JP2004034183A

JP2004034183A - 鋼板の切断方法及び切断した鋼板

Info

Publication number: JP2004034183A
Application number: JP2002191615A
Authority: JP
Inventors: Kimizo Iwazawa; 岩澤　仁三
Original assignee: Denki Shizai Kk
Current assignee: Denki Shizai Kk
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】めっき層を有する鋼帯の条切りにおいて、条切りした切断面をめっき層により被覆する切断方法を提供する。
【解決手段】めっき層を有する鋼板を先端の角度θが２０〜７０°で先端のＲが０．０３〜０．３０ｍｍの上下に対面して配した２枚の溝成形用丸刃で挟んで該溝成形用丸刃の間を通材し、該鋼板の表面と裏面とに、両面の深さの合計が該鋼板の板厚の８０％以上となる押圧された溝を形成し、該溝に沿って鋼板を切断する。溝を形成した鋼板は、上下の剪断丸刃により溝に沿って歪を与えることにより、溝に沿って切断することができる。切断面の断面積の８０％以上をめっき層により被覆すると、長期間に亘って該切断面から赤錆が発生しない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、あるいはこれ等のめっき層の上に更に塗装層を形成した塗装鋼板の切断方法と、この方法で切断した塗装鋼板に関する。本発明の亜鉛系めっき鋼板には、例えばＪＩＳＧ３３０２の溶融亜鉛めっき鋼板、鋼帯が、またＪＩＳＧ３３１３の電気亜鉛めっき鋼板および鋼帯が含まれる。また性能を高めるための合金成分を亜鉛に含有させた亜鉛合金のめっき層を有する鋼板、鋼帯が含まれる。
【０００２】
本発明のアルミニウム系めっき鋼板には、同様にＪＩＳＧ３３１４の溶融アルミニウムめっき鋼板及び鋼帯が、またアルミニウムめっき層に性能を高めるための合金成分を含有させたアルミニウム合金めっき鋼板、および鋼帯が含まれる。まためっき層の上に更に塗装層を形成した各種の着色鋼板が市販されているが、本発明の鋼板にはこれ等の塗装鋼板が含まれる。
本発明で切断とは、主として広幅鋼帯を条切りする切断を指すが、例えばシート等の条切り以外の切断であってもよい。
【０００３】
【従来の技術】
図４は慣用の条切り剪断加工の説明図で、（Ａ）は条切り前の広幅表面処理鋼帯１の縦断面図、（Ｂ）は上丸刃４と下丸刃５による条切り剪断加工の説明図、（Ｃ）は条切りした表面処理鋼帯７（７−１，７−２，７−３）の説明図である。
【０００４】
広幅表面処理鋼帯１は紙面の前方から裏面に向けて走行する。図中２は鋼母材であり３，３’はめっき層である。条切りされた表面処理鋼帯例えば７−１の切断面６には下面のめっき層３’が上方にまわり込んでいる。また７−２の左切断面６や７−３の右切断面６には上面のめっき層３が下方にまわり込んでいる。しかしながら７−１の切断面６には上面のめっき層３がまわり込む事がなく、また７−２，７−３の切断面６には下面のめっき層３’がまわり込む事はない。
【０００５】
上記の如く図４の慣用の条切り加工では、切断面６に上面のあるいは下面の何れか一方のめっき層はまわり込むが、上面と下面の双方のめっき層がまわり込む事はない。このためにめっき層は十分には条切り断面にはまわり込まない。
【０００６】
条切りされた表面処理鋼帯７−１，７−２，７−３は条切り後、貯蔵され、運搬される。この貯蔵や輸送において、図４の通常の方法で条切り剪断されたものは、条切り切断面がめっき層により十分には被覆されていないために、条切り断面に赤錆が発生し易いという問題点がある。
【０００７】
特開平８−９５１２２は剪断とは異なる新たな条切り方法に関する。図５はその説明図である。図５の（Ａ）で上ロール４−１には、広幅表面処理鋼帯１の条切りすべき位置の上面に条切りされない深さの溝を圧延により成形する上溝形成用丸刃８−１が設けられている。また下ロール５−１には、上溝形成用丸刃８−１が形成する上溝の近傍の広幅表面処理鋼帯１の下面に条切りされない深さの溝を圧延により形成する下溝形成用丸刃９−１が設けられている。
【０００８】
広幅表面処理鋼帯１を上ロール４−１と下ロール５−１で挾んで圧延すると広幅表面処理鋼帯１には図５の（Ｂ）の如く上溝１１−１と下溝１２−１が形成される。上溝１１−１と下溝１２−１を十分に近接して形成した図５（Ｂ）の鋼帯に、上溝１１−１、下溝１２−１に沿った応力を与えると広幅表面処理鋼帯は、上溝１１−１、下溝１２−１に沿って破断し、図５の（Ｃ）の如く３本の条切りされた表面処理鋼帯７−１，７−２，７−３になる。
【０００９】
図５においては、上溝成形用丸刃８−１は上面のめっき層３を下方に押し込んで切断面６にまわり込ませる。また下溝成形用丸刃９−１は下面のめっき層３’を上方に押し込んで切断面６にまわり込ませる。この結果、図５の（Ｃ）に示した条切りされた７−１，７−２，７−３の切断面６は、めっき層が上面と下面の双方からまわり込むために、従来よりも多量のめっき層を条切り切断面６にまわり込ませることができ、条切り切断面の面積の４０〜９０％をまわり込んだめっき層により被覆することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図５の条切り切断面６は、従来よりも広い割合の面積がめっき層によって被覆されている。このため図５の方法で条切りした表面処理鋼帯７−１，７−２，７−３は、通常の貯蔵、運搬の間には赤錆の発生が防止される。しかしながら赤錆の防止はこれでは不十分である。表面処理鋼帯は貯蔵、運搬の後で成形加工されて製品となり、製品は長期間に亘って使用される。本発明は、製品となり長期間に亘って使用される間にも切断面の赤錆の発生が防止できる表面処理鋼帯の切断方法の提供を課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段および実施の形態】
図１は、本発明の方法の説明図である。図１（Ａ）の１は切断する前の広幅表面処理鋼帯の断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の広幅表面処理鋼帯１に図１（Ｃ）の上溝１１（１１−１，１１−２，１１−３）を形成するための上溝成形用丸刃８−１，８−２，８−３が上ロール４−１の軸に配され、且つ図１（Ｃ）の下溝１２（１２−１，１２−２，１２−３）を形成するための下溝成形用丸刃９−１，９−２，９−３が下ロール軸５−１に配された、上下で一対の加圧ロールである。
【００１２】
尚本発明では上溝形成用丸刃８−１の先端１４と下溝形成用丸刃９−１の先端１５は、また８−２の先端１４と９−２の先端１５は、また８−３の先端１４と９−３の先端１５はそれぞれずらすことなく、即ちずれは板厚の２０％以下にして、対面する位置に配されている。尚上溝成形用丸刃８−１，８−２，８−３の先端１４および下溝成形用丸刃９−１，９−２，９−３の先端１５は、それぞれ胴部１０よりも溝深さに相応するΔＬ又はΔＬ’だけ突出させて設定されている。
【００１３】
図１（Ａ）の広幅表面処理鋼帯１を図１（Ｂ）の加圧ロールで挾み、広幅表面処理鋼帯１を紙面の前面から裏面に走行させると、広幅表面処理鋼帯１には図１（Ｃ）の如く上溝１１と下溝１２とが対面する位置に形成される。尚上溝１１の深さは図１（Ｂ）の８−１の先端１４の胴部１０からの突出量ΔＬであり、下溝１２の深さは９−１の先端１５の胴部１０からの突出量ΔＬ’である。従って、ΔＬ，ΔＬ’を所望の如くに設定することにより、所望の深さの上溝１１、下溝１２を広幅表面処理鋼帯に形成することができる。
【００１４】
上溝１１と下溝１２が形成された図１（Ｃ）の広幅表面処理鋼帯１は、上溝１１と下溝１２が例えば深い場合は図１（Ｂ）の加圧ロールを通過した後は上溝１１と下溝１２により深く押圧されて、図１（Ｅ）で示した４本の切断された表面処理鋼帯７−１，７−２，７−３，７−４となる。従ってこの際には図１（Ｄ）の装置は使用しない。
【００１５】
上溝１１と下溝１２が例えば浅い場合は、図１（Ｂ）の加圧ロールを通過させても切断されていない。図１（Ｄ）はこの際に用いる装置の例で、例えば通常の条切り剪断機と同様の構造である。しかし切断する広幅表面処理鋼帯には上溝１１と下溝１２が既に形成されているため、大きな剪断応力は不必要である。即ち上溝１１、下溝１２の線の右側を例えば上ロール４０により軽く下方に押圧し、上溝１１、下溝１２の左側は例えば下ロール５０により軽く上方に押圧する事により上溝１１、下溝１２に沿って広幅表面処理鋼帯は破断する。
【００１６】
（切断試験１）
本発明者等は、図１（Ｂ）において、先端１４の角度θが４５°で先端に半径０．０２ｍｍのＲを設けた上溝形成用丸刃を８−１及び下溝形成用丸刃９−１に設置し、また８−２及び９−２にはθが４５°で先端のＲが０．０３ｍｍの溝成形用丸刃を設置し、更に８−３及び９−３にはθが４５°で先端のＲが０．０４ｍｍの溝成形用丸刃を設置した。本発明者等はこの装置を用いて、板厚が１．２ｍｍで亜鉛付着量が１８０ｇ／ｍ^２の溶融亜鉛めっき鋼帯３コイルを条切りした。第１のコイルは上溝１１、下溝１２の溝深さがそれぞれ０．３ｍｍになるように設定し、第２のコイルは上溝１１、下溝１２の溝深さがそれぞれ０．４ｍｍになるように設定し、第３のコイルは上溝１１、下溝１２の溝深さがそれぞれ０．５ｍｍになるように設定した。
【００１７】
図２は溝が形成された鋼板の断面の模式図である。本発明者等は、必要に応じて図１（Ｄ）の装置を用いて、表面処理鋼帯７−１，７−２，７−３，７−４を作成し、下記の調査を行った。表１は溝底の調査結果である。即ち本発明者等は、図２の溝底１１−１，１１−２，１１−３，１２−１，１２−２，１２−３を顕微鏡により検鏡し、めっき層の残存状況を調査した。表１の枠内で（有）はめっき層が溝底に残存している場合を、（無）はめっき層が途中で切れて溝底に残存していない場合である。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１にみられる如く、溝成形用丸刃の先端１４のＲが０．０２ｍｍの場合は、押込量（Ｔ）が５０％及び６２％の場合には溝底にめっき層が残存しているが、押込量（Ｔ）が８２％ではめっき層が途中で切れて溝底には残存していない。尚先端１４のＲが０．０３ｍｍ、０．０４ｍｍの場合は押込量（Ｔ）が８２％であっても、めっき層は溝成形の途中で切れることなく連続して切断面を被覆し、めっき層は溝底にも残留していた。
【００２０】
尚本発明者等はＲが０．３０ｍｍまでの溝形成用丸刃を用いて同様の切断試験を試みたが、０．３０ｍｍまでは０．０３ｍｍ，０．０４ｍｍの場合と同様に、格別の支障も発生しないで押込量（Ｔ）を５０％，６２％，８２％にすることができた。
【００２１】
本発明は、成形加工されて製品となり長期間に亘り使用された際の赤錆の防止が課題である。成形加工された製品として、本発明では表面処理鋼帯の供試材に１８０°曲げの成形加工を行なったものを用い、曲げ外表面を観察面にした。１８０°曲げを行った場合の曲げ外表面は塑性変形が大きく、他の部分よりも赤錆が発生し易い。尚１８０°曲げ試験片は、ＪＩＳ　Ｇ　３３０２記載の方法にて作成した。
【００２２】
本発明者等は７−１，７−２，７−３，７−４から切断部調査用の試験片と１８０°曲げ試験片を採取し、屋外暴露試験を行った。表２はその結果である。表２で×印は、切断部調査用試験片の赤錆の発生が早く赤錆がまず切断面に発生し、その後１８０°曲げの外表面に赤錆が発生したものである。即ち×印の場合は、表面処理鋼帯を製品にし、これを使用した場合赤錆は先ず切断面に発生し、その後切断面以外に発生する。従ってこの切断面は適当でない。一方表２の◎印は切断部での赤錆の発生が遅く、１８０°曲げの外表面に赤錆が発生するまでは、切断部に赤錆が発生しなかった例である。従ってこの切断面は好ましい。
【００２３】
【表２】

【００２４】
しかし表２で押込量（Ｔ）が５０％のものは、切断面の断面積の５０％は押圧されるためめっきにより被覆されている。しかし５０％は母材でつながっている。この状態で切断される。従って母材でつながっていた５０％は被覆されていない切断面となる。この際には被覆のない鋼板の切断面に赤錆が早期に発生する。表２の押込量（Ｔ）が５０％の×印はこれを示している。押込量（Ｔ）が６２％のものも切断面の面積の６２％はめっきにより被覆されるが残部の３８％の切断面にはめっき層の被覆がない。このため表２の×印の如く、切断面に赤錆が早期に発生する。
【００２５】
しかし押込量（Ｔ）が８２％の場合は切断面の面積の８２％がめっきにより被覆され、めっきのない部分の面積は１８％で少ない。この場合にはＲ＝０．０３ｍｍの場合及びＲ＝０．０４ｍｍの場合は切断面の赤錆の発生は◎で示した如く１８０°曲げの外表面の赤錆発生よりも遅い。しかしＲ＝０．０２ｍｍの場合は、押込量（Ｔ）は８２％であっても、切断面の赤錆の発生が早い。
【００２６】
既に表１で述べた如く、Ｒ＝０．０２ｍｍで押込量（Ｔ）が８２％の場合は、めっき層は溝成形の途中で切れて、溝底まで達していない。このため、押込量（Ｔ）は８２％であっても、めっき層で被覆されている面積は８２％よりも小さい。従って赤錆が発生し易い。この際の×印は、上記の理由によるものと想考される。
【００２７】
（切断試験２）
切断試験１によると、溶融亜鉛めっき鋼板の場合に切断面の赤錆を、１８０°曲げの外表面の赤錆よりも遅い時期に発生させるためには、押込量（Ｔ）を８０％以上にして切断面の面積を８０％以上を、まわり込んだめっき層により被覆する事が好ましいと想考される。この際、溝成形用丸刃の先端のＲが０．０２ｍｍの場合は、めっき層が８０％の押圧の途中で切れて、切断面のめっき層により被覆された面積は８０％以下となり、このため切断面の赤錆が早期に発生し易くなる。
【００２８】
切断試験２では板厚が０．７ｍｍでアルミニウムの付着量が６０ｇ／ｍ^２の溶融アルミニウムめっき鋼帯を用いて切断試験を行った。この際は切断試験１の場合と同じ寸法の溝成形用丸刃を用い、表３及び表４で示す溝深さにして試験を行った。また屋外暴露試験の結果を表４に示した。
【００２９】
表４にみられる如く、切断試験２の溶融アルミニウムめっき鋼板の場合も、切断試験１の場合と同様に、切断面の赤錆を１８０°曲げの外表面の赤錆よりも遅い時期に発生させるためには、押込量（Ｔ）を８０％以上にする事が必要であり、また押込量（Ｔ）を８０％以上とするためには表３の如く溝成形用丸刃の先端のＲを０．０３ｍｍ以上にする事が好ましい事が判った。
【００３０】
【表３】

【００３１】
【表４】

【００３２】
（切断試験３）
切断試験１及び２で使用した溝成形用丸刃は先端１４の角度θが４５°であった。切断試験３では図１（Ｂ）の８−１，９−１にはθが１８°のものを、８−２，９−２にはθが２０°のものを８−３，９−３にはθが４５°のものを用いた。尚先端のＲは、すべて０．０３ｍｍである。またこの切断試験３では板厚が１．０ｍｍで亜鉛の付着量が両面で３４ｇ／ｍ^２の電気亜鉛めっき鋼帯を用いた。その際の溝底のめっき層の有、無を表５に示した。
【００３３】
【表５】

【００３４】
先端のＲが０．０３ｍｍであっても、θ＝１８°の場合は、押込量（Ｔ）が７０％の場合にはめっき層が押圧の途中で切れて溝底には存在しない。押込量（Ｔ）が８０％の場合も同様で溝底にはめっき層は存在しない。一方θが２０°の場合は押込量（Ｔ）が７０％の場合もまた８０％の場合もめっき層は切れないで溝底に残存していた。以上の点から、切断面の８０％以上にめっき層をまわり込ませて保護するためには、即ち押込量（Ｔ）を８０％以上にするには、θを２０°以上にする事が好ましい。
【００３５】
（切断試験４）
切断試験１および２の溝成形用丸刃は先端１４の角度θは４５°であり、切断試験３のθは４５°以下であった。切断試験４では、図１（Ｂ）の８−１，９−１にはθが７５°のものを８−２，９−２にはθが７０°のものを、８−３，９−３にはθが４５°のものを用いた。尚先端のＲはすべて０．０３ｍｍである。
【００３６】
この際には板厚が１．２ｍｍで亜鉛の付着量が２５０ｇ／ｍ^２の溶融亜鉛めっき鋼板を用い、押込量（Ｔ）が８０％になる深さの溝を形成した。図３は溝を形成した後の鋼帯の縦断面図である。θ＝７５°の際は溝の出口に余肉が盛り上り、この余肉が図１（Ｂ）の胴部１０で加圧されて、表面処理鋼帯の溝の近傍に横じわが発生する。θが７０°の溝及び４５°の溝には余肉や横じわは発生しない。従ってθは７０°以下にする事が好ましい。
【００３７】
（切断試験５）
本発明者等は、Ｒ＝０．０４ｍｍでθ＝３０°の溝形成用丸刃を図１（Ｂ）の８−１，及び９−１に配し、Ｒ＝０．０５ｍｍでθ＝５０°の溝形成用丸刃を図１（Ｂ）の８−２，及び９−２に配し、Ｒ＝０．０６ｍｍでθ＝６０°の溝形成用丸刃を図１（Ｂ）の８−３及び９−３に配した。
【００３８】
亜鉛付着量が両面で３４ｇ／ｍ^２の０．７ｍｍの亜鉛めっき鋼板にクロメート処理を施し、その後エポキシ樹脂系塗料を５μ程度にこれを塗装し焼付けた塗装鋼板を用い、その表面に深さがそれぞれ０．３ｍｍの上溝と下溝とを形成した（押込量（Ｔ）＝８６％）。この段階では鋼帯は既に切断されていた。溝底該当部１１−１，１１−２，１１−３，１２−１，１２−２，１２−３のいずれにもにはエポキシ樹脂系の塗料はほとんどなかったが、亜鉛めっき層は残存していた。
【００３９】
切断部調査用の試験片を採取し屋外暴露試験を行ったが、押込量（Ｔ）が８６％で、切断面の８６％が亜鉛層で被覆されているために、いずれの試験片についても暴露試験を開始して約１年になるが切断面からの赤錆はまだ発生していない。
【００４０】
以上述べた如く、本発明は、切断試験１〜切断試験５を中心とした一連の試験結果に基づく。即ち本発明は
（１）　亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、塗装鋼板の何れかを切断する方法であって、切断する鋼板を、先端の角度θが２０〜７０°で先端のＲが０．０３〜０．３０ｍｍの上下に対面して配した２枚の溝成形用丸刃で挾んで該溝成形用丸刃の間を通材し、該鋼板の表面と裏面とに、両面の深さの合計が該鋼板の板厚の８０％以上となる押圧された溝を形成し、該溝に沿って鋼板を切断することを特徴とする鋼板の切断方法である。
【００４１】
また（２）　亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、塗装鋼板の何れかを切断する方法であって、切断する鋼板を、先端の角度θが２０〜７０°で先端のＲが０．０３〜０．３０ｍｍの上下に対面して配した２枚の溝成形用丸刃で挾んで該溝成形用丸刃の間を通材し、該鋼板の表面と裏面とに、両面の深さの合計が該鋼板の板厚の８０％以上となる押圧された溝を形成し、溝を形成した鋼板を次に上下の剪断丸刃の間を通材して剪断丸刃により溝に沿って歪を与えることにより、該溝に沿って切断することを特徴とする、鋼板の切断方法である。
【００４２】
また（３）　請求項１または２の方法で切断する事により切断面の断面積の８０％以上がめっき層により被覆されている事を特徴とする、切断した鋼板である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の方法で、亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、塗装鋼板を切断すると、切断面の赤錆の発生時期を、該鋼板を１８０°曲げした供試材の赤錆の発生時期よりも遅くすることができる。従って、表面処理鋼帯が成形加工されて製品になり、該製品が長期間に亘って使用されるまで切断面の赤錆の発生を防止する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の方法の説明図。
【図２】は切断試験を行った鋼帯の断面の模式図。
【図３】は切断試験４の溝の出口の余肉の説明図。
【図４】は慣用の条切り剪断加工の説明図。
【図５】は特願平８−９５１２２の方法の説明図。
【符号の説明】
１：広幅表面処理鋼帯、　２：鋼母材、　３，３’：めっき層、　４：上丸刃、　４−１：上ロール、　５：下丸刃、　５−１：下ロール、　６：切断面、　７（７−１，７−２，７−３，７−４）：条切りした表面処理鋼帯、　８（８−１，８−２，８−３）：上溝形成用丸刃、　９（９−１，９−２，９−３）：下溝形成用丸刃、　１０：胴部、　１１（１１−１，１１−２，１１−３）：上溝、　１２（１２−１，１２−２，１２−３）：下溝、　１４：上溝形成用丸刃の先端、　１５：下溝形成用丸刃の先端。

Claims

亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、塗装鋼板の何れかを切断する方法であって、切断する鋼板を、先端の角度θが２０〜７０°で先端のＲが０．０３〜０．３０ｍｍの上下に対面して配した２枚の溝成形用丸刃で挾んで該溝成形用丸刃の間を通材し、該鋼板の表面と裏面とに、両面の深さの合計が該鋼板の板厚の８０％以上となる押圧された溝を形成し、該溝に沿って鋼板を切断することを特徴とする鋼板の切断方法。
亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、塗装鋼板の何れかを切断する方法であって、切断する鋼板を、先端の角度θが２０〜７０°で先端のＲが０．０３〜０．３０ｍｍの上下に対面して配した２枚の溝成形用丸刃で挾んで該溝成形用丸刃の間を通材し、該鋼板の表面と裏面とに、両面の深さの合計が該鋼板の板厚の８０％以上となる押圧された溝を形成し、溝を形成した鋼板を次に上下の剪断丸刃により溝に沿って歪を与えることにより、該溝に沿って切断することを特徴とする、鋼板の切断方法。
請求項１または２の方法で切断する事により、切断面の断面積の８０％以上がめっき層により被覆されている事を特徴とする、切断した鋼板。