JP2003342705A - 亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】別の合金皮膜を形成することなく、プレス加工
性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供する 【解決手段】めっき皮膜の表面粗度を測定して得られる
粗さ曲線のカッティング深さ３μｍにおける相対負荷長
さｔp が６０％以上であるプレス加工性に優れた亜鉛め
っき鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、プレス加工、特に
深絞り成形性に優れる亜鉛めっき鋼板に関する。 【０００２】 【従来の技術】亜鉛めっき鋼板は、自動車部品や建築材
料などを始めとしてその需要は益々拡大する傾向が見ら
れる。 【０００３】しかしながら、亜鉛めっき鋼板は冷延鋼板
やＦｅ−Ｚｎ系合金めっき鋼板、Ｎｉ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板と比較し、プレス金型との摺動抵抗が大きいとい
う問題があった。 【０００４】この問題を解決する方法として、例えば特
開平０９−１４３６６１号公報では、亜鉛系めっき鋼板
表面の表面にＦｅ−Ｎｉ合金皮膜を形成した技術が開示
されている。しかし、亜鉛めっき鋼板の表面に更に別の
合金皮膜を形成することはコストの上昇を招き好ましく
ない。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、更に
別の合金皮膜を形成することなくプレス加工性に優れた
亜鉛めっき鋼板を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための本発明の要旨は、めっき皮膜の表面粗度を測定し
て得られる粗さ曲線のカッティング深さ３μｍにおける
相対負荷長さｔp が６０％以上であることを特徴とする
プレス加工性に優れた亜鉛めっき鋼板である。 【０００７】ここで、相対負荷長さｔp とは、カットオ
フ０．８ｍｍで求めた粗さ曲線から基準長さ２．５ｍｍ
を抜き取り、この基準長さ区間の平均線に平行なあるレ
ベルの直線で基準長さ区間を切断した時、その切り口の
線分の長さの総和と基準長さとの比のことである。基準
長さ区間の最高山頂からこのレベルまで距離をカッティ
ング深さという。以下、ｔp と記す（ＪＩＳ Ｂ０６０
１）。 【０００８】本発明の亜鉛めっき鋼板とは、溶融亜鉛め
っき鋼板や電気亜鉛めっき鋼板等のめっき皮膜組成が実
質的に亜鉛とみなせるめっき鋼板のことであり、本発明
の目的を逸脱しない範囲で亜鉛以外の成分が含まれてい
てもよい。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明において亜鉛めっき鋼板の
表面粗度を定めた理由について説明する。亜鉛めっき鋼
板の表面粗度は、加工性に影響を及ぼす大きな要因であ
り、これらを適正に制御することは、加工性を高める上
で極めて重要となる。 【００１０】材料と金型の間の摺動特性は、プレス加工
性を決定する重要な要素である。本発明で重要視する深
彫り成形は、ダイフェース部と材料の摺動特性、すなわ
ち比較的面圧が高く、摺動速度が速い条件での摺動特性
が重要になってくる。 【００１１】本発明者らは、亜鉛めっき鋼板の摺動試験
後の皮膜表面を詳細に調査した結果、以下の知見を得
た。図１に示すように、工具と実際に接触した面、すな
わち真接触部面積が大きい材料は摩擦係数が低く、良好
な摺動特性を示す。 【００１２】材料が金型に流れ込む過程において、ミク
ロ的にみると、金型は材料の凸部とのみ接触している。
亜鉛めっき皮膜の表面が粗いと金型との真接触面積が減
少するので、接触部における面圧が上昇し金型との凝着
現象が生じやすい。亜鉛めっき鋼板の皮膜は融点が低
く、特に凝着が起きやすい。 【００１３】続いて、真接触部面積率と、加工前の表面
粗度の関係を調査すると、高速圧条件での真接触部面積
率は、カッティング深さ３μｍのｔp 値に依存すること
を見出した。ここでカッティング深さを３μｍとしたの
は、プレス加工中にめっき皮膜は容易に変形するので、
真接触部面積は表層からわずかに低い位置での断面積が
問題となるためである。 【００１４】図２に示すようにカッティング深さ３μｍ
のｔp 値を６０％以上とすると、真接触部面積が大きく
摩擦係数が低く抑えられ、良好なプレス成形性を示す。 【００１５】以上述べた様に本発明によれば、表面粗度
を適正に制御することにより、プレス加工性に優れた亜
鉛めっき鋼板を提供し得ることになった。ここで、亜鉛
めっき鋼板における表面粗度は、亜鉛めっき後のスキン
パス圧延によって容易に制御することができる。圧延ロ
ールとしてはショットダル加工ロール、放電ダル加工ロ
ールの使用可能である。レーザーダル加工ロール、電子
ビームダル加工ロールであってもかまわない。また、め
っき原板の表面粗度によって亜鉛めっき皮膜の表面粗度
の調整を行なっても、最終的な表面粗度が本発明の範囲
内であればなんら問題ない。なお、本発明の明細書を見
た当業者であれば、本発明の表面粗度を得るために、ス
キンパス圧延の制御条件を設定することは実験などを行
うことにより容易に行えることである。 【００１６】 【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
より詳細に説明するが、本発明はもとより下記実施例に
よって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合
し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能で
あり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 【００１７】下地鋼板としてＴｉ−ＩＦ冷延鋼板を使用
し、付着量９０ｇ／ｍ² の溶融亜鉛めっき鋼板を製造し
た。得られた溶融亜鉛めっき鋼板について、圧延及びロ
ールの条件を種々変化させてスキンパス圧延を行ない触
針式の粗度計を用いて表面粗度を確認すると共に、加工
性を評価した。 【００１８】図３は、ｔp と摩擦係数の関係を整理して
示したグラフである。この図における摩擦係数は、以下
のようにして求めた。図４は、摩擦係数測定装置を示す
概略正面図である。同図に示すように、供試材から採取
した摩擦係数測定用試料１が試料台２に固定され、試料
台２は、水平移動可能なスライドテーブル３の上面に固
定されている。スライドテーブル３の下面には、これに
接したローラ４を有する上下動可能なスライドテーブル
支持台５が設けられ、これを押上げることにより、ビー
ド６による摩擦係数測定用試料１への押付荷重Ｎを測定
するための第１ロードセル７が、スライドテーブル支持
台５に取付けられている。上記押付力を作用させた状態
でスライドテーブル３を水平方向へ移動させるための摺
動抵抗力Ｆを測定するための第２ロードセル８が、スラ
イドテーブル３の一方の端部に取付けられている。な
お、潤滑油として、洗浄油を試料１の表面に塗布して試
験を行った。 【００１９】図５は使用したビードの形状・寸法を示す
概略斜視図である。ビード６の下面が試料１の表面に押
し付けられた状態で摺動する。図５に示すビード６の形
状は幅１０ｍｍ、試料の摺動方向長さ１２ｍｍ、摺動方
向両端の下部は曲率４．５ｍｍＲの曲面で構成され、試
料が押し付けられるビード下面は幅１０ｍｍ、摺動方向
長さ３ｍｍの平面を有する。 【００２０】摩擦係数測定試験は図５に示すビードを用
い、押し付け荷重Ｎ：４００ｋｇｆ，試料の引き抜き速
度（スライドテーブル３の水平移動速度）：１０００ｍ
ｍ／ｍｉｎ．とした。供試材とビードとの間の摩擦係数
μは、式：μ＝Ｆ／Ｎで算出した。 【００２１】この図からも明らかである様に、ｔp を６
０％以上とするとプレス加工性が合金化溶融亜鉛めっき
鋼板と比較し優れていた。 【００２２】 【発明の効果】以上のように、従来は、プレス加工性と
表面粗度との関係が不明であったために、最適なスキン
パス条件で製造していなかったが、適切なスキンパス条
件として、めっき皮膜の表面粗度を測定して得られる粗
さ曲線のカッティング深さ３μｍにおける相対負荷長さ
ｔp が６０％以上とすることができる。 【００２３】その結果、本発明によれば、プレス成形
性、特に深絞り成形性に優れた亜鉛めっき鋼板を製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】真接触部面積による材料の摩擦係数を示すグラ
フ 【図２】カッティング深さによるプレス成形を示したグ
ラフ 【図３】ｔp と摩擦係数の関係を整理して示したグラフ 【図４】摩擦係数測定装置を示す概略正面図 【図５】使用したビードの形状・寸法を示す概略斜視図 【符号の説明】 １．．．摩擦係数測定用資料 ２．．．試料台 ３．．．スライドテーブル ４．．．ローラ ５．．．支持台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 芳春 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA22 AB02 AB05 AB42 AC87 AE25

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 めっき皮膜の表面粗度を測定して得られ
   る粗さ曲線のカッティング深さ３μｍにおける相対負荷
   長さｔp が６０％以上であることを特徴とするプレス加
   工性に優れた亜鉛めっき鋼板。