JP2007160388A

JP2007160388A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板のパウダリングを抑制するプレス成形方法

Info

Publication number: JP2007160388A
Application number: JP2005363115A
Authority: JP
Inventors: Toyomitsu Nakamura; 登代充中村; Hiroshi Takebayashi; 浩史竹林; Tamotsu Toki; 保土岐; Masahiro Nakada; 匡浩中田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際のパウダリングを抑制し、プレス成形品の品質及びプレス成形の生産性を向上させるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を４０℃〜４００℃でプレス成形する方法であって、めっき皮膜がＦｅを１４〜２５質量％含有し、残部にＺｎとＡｌを含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形時に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板のパウダリングを抑制する効果を有するプレス成形方法に関する。

従来、耐食性が要求される部材には合金化溶融亜鉛めっき鋼板をはじめとする各種表面処理鋼板を室温でプレス成形した成形体が多く用いられている。しかし、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合、めっきが硬くて脆いために、成形中にめっきが粉状に圧縮破壊して剥離するパウダリングと呼ばれる現象が起きることが知られていた。このパウダリングによって発生しためっきの破壊剥離片はプレス成形品の表面疵の原因になりプレス成形品の品質を悪化させる。さらには、このために定期的なプレス金型清掃によってこの破壊剥離片を取り除くことが必要であり、この清掃工程の増加のためプレス生産性の低下も生じていた。

従来、このパウダリングを抑制する対策として２つの方法が行われており、特許文献１及び２が開示されている。１つはめっき付着量を抑制することである。めっき付着量は付着量が大きいほどパウダリングが顕著となる傾向にあった。具体的にはパウダリング抑制のために合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき付着量は片面あたり通常４５〜５０ｇ／ｍ^２以下に抑えられている。特許文献１にはパウダリング対策としてめっき付着量を８０ｇ／ｍ^２以下とすることが開示されている。

２つめはめっき中のＦｅ濃度管理である。めっき中のＦｅ濃度が大きいほどパウダリングが顕著である。具体的にはパウダリング抑制のために合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中のＦｅ濃度は通常１２質量％以下に抑えられている。例えば特許文献２ではめっき中のＦｅ濃度を７〜１３質量％に管理することが開示されている。特にパウダリングが問題となる部材ではＦｅ濃度を８〜９質量％と低めに管理することが求められている。

また、特許文献３には、薄鋼板をプレス成形するに際し、所定の温度範囲及びひずみ速度以上で加工することにより、高価な合金元素を添加することなしに加工後の焼付硬化量を確保し、かつプレス成形品にストレッチャーストレインを発生させない温間プレス成形法が開示されている。

特許文献４には、深絞り部品をプレス成形するに際し、プレス中の加工発熱で成形不良が発生する課題を解決する目的で、プレス金型の温度を制御して温間成形する方法が開示されている。

特許文献５には、めっきした金属の融点以上の加熱成形温度で加工する鋼板において、予備加熱時にめっきした鋼板を鉄又はめっきをする金属の拡散が行われ得る温度で加熱する加熱方法が開示されている。

特開平１１−１４０６１３号公報特開平８−４１５８６号公報特開平５−５０１５０号公報特開平６−８７０３０号公報特開２００３−２７２０３号公報

しかし、特許文献１に記載の発明において、付着量は耐食性を左右する因子であり、パウダリング対策として付着量が抑制されていると、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性を付着量増加によって向上させることが困難であった。

また、特許文献２に記載の発明においては、Ｆｅ濃度が低すぎる場合にはめっきの摩擦係数が増加し、プレス成形の際のプレス割れの原因となる問題あった。さらにはこのプレス割れに対応するために工数や時間を費やし、コストがかかるという問題もあった。加えて、めっき中のＦｅ濃度管理が必要になっており、管理を厳しくすることによるコスト上昇も問題であった。

さらに、特許文献３及び４は鋼板そのものの成形性についての発明であり、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中におけるＦｅ濃度やめっき付着量を大きくした場合にパウダリングを抑制することができるものではなかった。

特許文献５の加熱方法では、加工がめっきに使用される金属の融点以上で行われ、かつ、予備加熱時にも鉄又はめっきをする金属が拡散する温度を必須としているので、常に高温で処理される必要があり、製造上の制約により生産性が低下する問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際のパウダリングを抑制し、プレス成形品の品質及びプレス成形の生産性を向上させることのできるプレス成形方法を提供することを課題とする。

従来、金属間化合物は一般に硬く脆く、高温強度・高温剛性も高いと考えられてきた。合金化溶融亜鉛めっきを構成するＦｅ−Ｚｎ金属間化合物も同様に、室温では硬くて脆く、これがパウダリングの主要な原因であると考えられてきた。また図７に示したように高温でも硬く脆いと報告されている（Ｈｏｎｇ、名古屋大学博士課程学位請求論文、１９９７）。図７は、Ｆｅ−Ｚｎ金属間化合物の高温における圧縮応力とひずみとの関係を示したグラフで、（ａ）がひずみ速度２．８×１０^−５／ｓ、（ｂ）がひずみ速度２．８×１０^−４／ｓの場合である。これを見ると、ひずみ速度が２．８×１０^−５／ｓでは３００℃、ひずみ速度が２．８×１０^−４／ｓでは３５０℃以上にならないと延性を示さないことが説明されている。

しかし、発明者らは、鋭意検討の結果、合金化溶融亜鉛めっきを構成するＦｅ−Ｚｎ金属間化合物が、より低い温度でも軟化し、パウダリングを抑制することができることを見い出し、これまでパウダリングの発生に起因して制限されていた合金化溶融亜鉛めっきの付着量や該合金化溶融亜鉛めっき中に含まれるＦｅ量を大幅に増加させてもパウダリングを抑制できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を開発して完成させた。以下、本発明について説明する。

請求項１に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を４０℃〜４００℃でプレス成形する方法であって、めっき皮膜がＦｅを１４〜２５質量％含有し、残部にＺｎとＡｌを含むことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項２に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を１００℃以上とすることを特徴とする、請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項３に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を３００℃未満とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項４に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を４０℃〜４００℃でプレス成形する方法であって、めっき皮膜がＦｅを８〜２５質量％含有し、残部にＺｎとＡｌを含む合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、かつ、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも一方の面のめっき付着量が８０〜１５０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項５に記載の発明は、めっき皮膜がＦｅを１４質量％以上含有することを特徴とする、請求項４に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項６に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を１００℃以上とすることを特徴とする、請求項４又は５に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項７に記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を３００℃未満とすることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を用いたプレス成形工程を含む、成形品の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。

本発明によれば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形品の品質、プレス成形の生産性を向上させることが可能となる。具体的には、プレス成形品のプレス疵の改善、めっき付着量増大による成形品の高耐食化、めっき中のＦｅの高濃度化によるプレス割れ回避、プレス中の金型清掃工程の省略、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造時のめっき中のＦｅ濃度管理緩和をはかることができる。

本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下、本発明の最良の形態、およびその限定理由を説明する。

本発明は、プレス成形の対象である合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層が、高濃度のＦｅを含んでいても、また該めっきの付着量が多くても、プレス成形時の温度管理を行うことにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形時のパウダリングを抑制することができるプレス成形方法である。

＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形時の温度＞
本発明におけるプレス成形方法では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形時の温度は、４０℃〜４００℃の範囲とする。成形時の温度は、４０℃以上、より好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは１００℃以上である。これは、４０℃未満では加熱によるパウダリング抑制の効果が小さいことによるものであり、パウダリング抑制効果の観点から、より好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは１００℃以上であることによるものである。また、成形中の該鋼板温度の管理の観点や品質の安定性の観点からも、これらの温度範囲が望ましい。一方、成形時の温度は、４００℃以下、より好ましくは３００℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下である。これは、４００℃を超えて加熱してもパウダリング抑制効果の向上が望めず、加熱によるエネルギーの消費等が顕著となるためであり、エネルギー消費の観点から、より好ましくは３００℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下であることによるものである。かかる温度は、温度を上げる程その効果が増すとの観点と、当該プレス成形時に用いられる潤滑油の耐熱温度、母材の伸び及び操業コスト等の観点とから定められる。

これにより高いＦｅ濃度及び／又は厚いめっきを有する鋼板もパウダリングを起こすことなく、又はパウダリングを抑制しつつプレス成形することができ、プレス成形品の品質及びプレス成形の生産性を向上することが可能となる。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっきの加熱は、該鋼板を所定温度にまで加熱することができればいずれの方法が適用されてもよい。これには例えば、プレス金型内にヒーターを内蔵し、プレス成形中に当該めっきの温度を上昇させる方法、又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス金型に運搬する途中で加熱する方法等を挙げることができる。また、加熱手段としてもあらゆるものを利用することができ、例えば接触式ヒーター、温風、誘導加熱、通電加熱、レーザー加熱及びプラズマ加熱等を挙げることができる。

また、当該プレス成形時の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっきの温度分布は、全面を均一に加熱しても良いが、必ずしも均一である必要はなく、パウダリングが顕著な部位のみが所定温度に到達していれば良い。図１にプレス成形時の合金化溶融亜鉛めっき鋼板１のプレスへの配置の例を概略的に示す。合金化溶融亜鉛めっき鋼板１は、直径９０ｍｍの円板で、ダイ２、２と板押え３、３との間に挟まれて配置される。ダイ２、２及び板押え３、３の内部にはヒーター４、４、…が具備されている。このように配置された合金化溶融亜鉛めっき鋼板１は下方から移動されるポンチ５により成形される。かかる場合に、パウダリングが顕著な部位としては例えば図１にＡで示した縮みフランジ部、図１にＢで示したダイ肩部等を挙げることができる。

＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中のＦｅ濃度＞
本発明におけるプレス成形方法では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中のＦｅ濃度を８質量％〜２５質量％とする。これは、本発明のプレス成形方法による成形温度の制御でパウダリングが抑制されるために、めっき中のＦｅ濃度が高い合金化溶融亜鉛めっき鋼板をパウダリング抑制しつつプレス成形することが可能となるからである。これによりＦｅ濃度の管理基準を緩和することが可能となり生産性を向上させることができる。

ここで、Ｆｅ濃度は、８質量％以上、より好ましくは１２質量％以上、さらに好ましくは１４質量％以上である。これは、Ｆｅ濃度が８質量％未満では室温でもパウダリングが抑制されていること、及びこれより低いとめっきの摩擦係数が増加し、プレス成形の際にプレス割れの原因となることが多いからであり、プレス割れの観点から、より好ましくは１２質量％以上、さらに好ましくは１４質量％以上であることによるものである。一方、Ｆｅ濃度は、２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１８質量％以下である。これは、Ｆｅ濃度が２５質量％を超えても効果は得られるが、これを超えてＦｅ濃度を大きくすると、合金化溶融亜鉛めっき工程での生産性が低下する等の観点から過剰なＦｅ濃度とならない範囲としたものであり、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１８質量％以下であることによるものである。

＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき付着量＞
本発明におけるプレス成形方法では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも一方の面のめっき付着量を８０〜１５０ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。これは、本発明のプレス成形方法による成形温度の制御でパウダリングが抑制されるために、めっき付着量がより高い合金化溶融亜鉛めっき鋼板をパウダリング抑制しつつプレス成形することが可能となるからである。これにより耐食性を向上させた合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形品を提供することが可能となる。

ここで、少なくとも一方の面のめっき付着量は、８０ｇ／ｍ^２以上が好ましく、より好ましくは１００ｇ／ｍ^２以上、さらに好ましくは１３０ｇ／ｍ^２以上である。これは、少なくとも一方の面のめっき付着量が８０ｇ／ｍ^２未満では、従来品より高い耐食性が得られない可能性があるからであり、耐食性の向上の観点から、より好ましくは１００ｇ／ｍ^２以上、さらに好ましくは１３０ｇ／ｍ^２以上であることによるものである。一方、少なくとも一方の面のめっき付着量は、１５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。これは、少なくとも一方の面のめっき付着量が１５０ｇ／ｍ^２を超えても効果は得られるが、少なくとも一方の面のめっき付着量が１５０ｇ／ｍ^２を超える合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際、めっき付着量が高いことから、合金化に時間がかかるため合金化溶融亜鉛めっき工程での生産性が低下するためである。また、めっき付着量が高い場合、成形品の溶接性が低下する場合があるためである。

＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中のアルミニウム濃度＞
一般的な合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるめっき中に含有されるアルミニウムは含有率で０．０８〜０．６０質量％程度である。めっき中に含まれるアルミニウム濃度がこの範囲では本発明のプレス成形方法におけるパウダリング抑制効果に影響を及ぼさないため、本発明の成形方法を実施する合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき中にはこの濃度範囲のアルミニウムが含まれていてもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１）
実施例１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっきに含有されるＦｅ濃度、該めっきの付着量、及びプレス成形時のめっきの温度等を変化させてパウダリングの程度を（実施例１−１）〜（実施例１−６）で評価した。評価対象及び評価方法を次に説明する。

初めに溶融亜鉛めっきラインで製造された板厚０．７ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板を原板とし、塩浴で合金化熱処理後、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の円筒成形用のブランク（平板で９０φ（直径９０ｍｍ））を作製した。ここで、この直径９０ｍｍの平板を以下、平板ブランクと記述する。次に、該ブランクを上述した図１に示すヒーター４、４、…を内蔵したダイ２、２と板押え３、３を用いて温間円筒成形を行った。ここで、この円筒成形後の成形品を以下、円筒形ブランクと記述する。ここでは、表面がＴｉＣ処理されたダイ及び板押さえを用いた。ダイ及び板押さえの径は５１．５ｍｍと５２．４ｍｍの２種類（それぞれクリアランス片側０．７５ｍｍ、１．２ｍｍ）とした。また、図１に示したポンチ５は直径が５０ｍｍのものを用いた。ポンチ５の加熱はおこなわなかった。また、潤滑には温間成形用固体潤滑剤（日本工作油製Ｇ２５７６）、通常プレス油（スギムラ製３０３ＰＸ２）の２種類についてそれぞれ実施した。

プレス成形時の温度は、ダイ２、２及び板押え３、３のそれぞれに内蔵された熱電対の測定温度が所定温度になるよう温度コントローラで制御し、これを成形温度とした。板押え力は５８８０Ｎ、ポンチ速度は６０ｍｍ／ｍｉｎ、絞り高さは２５ｍｍとした。そしてプレス成形後、成形品は室温まで放冷され、洗浄された後、剥離試験に用いるテープを、円筒形ブランクの外面の外周側面部と内面の内周側面部に添付し、テープ剥離試験をおこなった。図２に剥離試験の概要を示す。図２（ａ）は円筒形ブランク１０の外周面へのテープ１１の貼り付け、図２（ｂ）は円筒形ブランク１０の内周面へのテープ１１の貼り付け方法を示した図である。外周面へのテープ１１の貼り付けは円筒形ブランク１０の外周を１枚のテープ１１で巻くようにおこなった。また内周面へのテープ１１の貼り付けは円筒形ブランク１０の内周面に深さ方向にテープ１１を貼り付け、６枚のテープ１１、１１、…を内周方向に並べて貼り付けた。その後テープ１１を剥がし、温間成形前の平板ブランクからの重量変化を測定して減量分をパウダリング剥離量（以下、単に「パウダリング」と記述することがある。）とした。ここで、テープ剥離試験に用いた試験片（テストピース（ＴＰ））はプレス成形後の円筒形ブランクであり、パウダリング剥離量を表す単位は、試験片（ＴＰ）あたりのパウダリング剥離量（単位ｍｇ）として表されるため、以下、ｍｇ／ＴＰと記述する。

表１に作製した平板ブランクのめっき付着量等の測定値を示した。

原板の溶融亜鉛めっき鋼板は代符のアルファベットで示した４種類（代符Ａ〜Ｄ）用い、該４種類中においてさらに塩浴条件を変えて合金化した。亜鉛めっきの付着量の違いは、代符中にアルファベットの違いによって表され、Ａが最も少なく、Ｄが最も多くなっている。一方、めっき中のＦｅ濃度の違いは代符中の数字の違いによって表され、１が最もＦｅ濃度が低く、数字が大きくなるとともにＦｅ濃度が高くされている。

次に評価結果について説明する。
（実施例１−１）
実施例１−１は、表１中における代符のアルファベットが「Ａ」である合金化溶融化亜鉛めっき鋼板について評価を行ったものである。具体的には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表と裏のめっき付着量の平均値が４４．７〜４８．２（ｇ／ｍ^２）で、めっき付着量が実施例１の中で最も少ないグループにおける評価である。表２に結果を示し、該表２に基づいて作成したグラフを図３に示す。ここでは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１６でＦｅ濃度とパウダリングの関係を成形温度ごとに評価した。

表２及び図３を見ると、従来のように室温に相当する２５℃でプレス成形した場合にはＮｏ．１で見られるようにＦｅ濃度が８．０質量％のときパウダリングが５ｍｇ／ＴＰであった。これに対し、Ｆｅ濃度が増加するにつれパウダリングも大きく増加し、Ｎｏ．１３のようにＦｅ濃度が１４．０質量％である場合には、パウダリングが１７２．４ｍｇ／ＴＰにまで増加した。一方、本発明のプレス成形方法では、いずれの成形温度においても２５℃の場合に比べてパウダリングは減少した。

これは、本発明のプレス成形方法によりパウダリングを抑制することができるとともに、Ｆｅ濃度を高くしてもパウダリングを効果的に抑制することができることを示している。

（実施例１−２）
実施例１−２は、表１中における代符のアルファベットが「Ａ」である合金化溶融亜鉛めっき鋼板について評価を行ったもので、実施例１−１で使用した潤滑剤を変更したものである。表３に結果を示した。ここでは、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２４でＦｅ濃度とパウダリングの関係をプレス成形温度ごとに評価した。

表３からわかるように、実施例１−２では、実施例１−１に比べて全体としてパウダリングは多かったが、本発明の成形方法によるパウダリング低減の効果が確認できた。実施例１−１に比べてパウダリング量が多いのは、潤滑剤の種類に起因するものであると考えられる。従って、潤滑剤の種類を変更しても、本発明のプレス成形方法によりパウダリングを抑制することができる。また、Ｆｅ濃度を高くしてもパウダリングを効果的に抑制することが可能である。

（実施例１−３）
実施例１−３は、表１中における代符のアルファベットが「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」である合金化溶融亜鉛めっき鋼板について評価を行ったものである。具体的には、代符のアルファベットが「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の順にめっき付着量が大きくなっている。さらに該「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」のアルファベットの後に付された「１」及び「２」の数字は、Ｆｅ濃度の違いを示している。「１」の数字が付されている代符はＦｅ濃度がおおよそ１１質量％、「２」の数字が付されている代符はＦｅ濃度がおおよそ１３質量％である。表４に結果を示し、該表４に基づいてグラフを作成して図４及び図５に示した。

はじめに、表４及び図４を参照しつつ説明する。図４は、Ｆｅ濃度がおおよそ１１質量％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるめっき付着量とパウダリングとの関係を示したグラフである。よって、表４における代符で「１」の数字が付されたものの評価結果である。図４では、表２に示したＮｏ．５〜Ｎｏ．８の結果についても同時に記載した。これは代符に「Ａ」のアルファベットが付されたＦｅ濃度がおおよそ１１質量％であるめっき付着量を有している合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。また、図４では縦軸が対数表示なので、パウダリングが０ｍｇ／ＴＰであったものは表示していない。

表４及び図４をみると、従来のように室温に相当する２５℃でプレス成形した場合にはＮｏ．５（表２）で見られるように付着量が４４．７ｇ／ｍ^２のときにパウダリングが２３．１ｍｇ／ＴＰであった。これに対し、付着量が増加するにつれパウダリングも大きく増加し、Ｎｏ．４１のように付着量が１３６．１ｇ／ｍ^２である場合には、パウダリングが２０５．１ｍｇ／ＴＰにまで増加した。一方、本発明のプレス成形方法では、いずれの成形温度、いずれのめっき付着量においても２５℃の場合に比べてパウダリングは減少していた。

次に表４及び図５を参照しつつ説明する。図５は、Ｆｅ濃度がおおよそ１３質量％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるめっき付着量とパウダリングとの関係を示したグラフである。よって、表４における代符で「２」の数字が付されたものの評価結果である。図５では、表２に示したＮｏ．９〜Ｎｏ．１２の結果についても同時に記載した。これは代符に「Ａ」のアルファベットが付されたＦｅ濃度がおおよそ１３質量％であるめっき付着量を有しているものである。また、図５でも縦軸が対数表示なので、パウダリング量が０ｍｇ／ＴＰであったものは表示していない。

これに関しても、図４で示したＦｅ濃度がおおよそ１１質量％である場合と同様、本発明のプレス成形方法によりパウダリングを抑制することができた。

以上より、本発明のプレス成形方法により、パウダリングを抑制できることに加えて、めっき付着量を大きくしてもパウダリングを抑制することが可能となった。

（実施例１−４）
実施例１−４は、表１中における代符のアルファベットが「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」である合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、実施例１−３で使用した潤滑剤を変更して評価した結果である。表５に評価結果を示す。ここではＮｏ．４９〜Ｎｏ．６０で、Ｆｅ濃度、及びめっき付着量とパウダリングとの関係を２５℃と１００℃のプレス成形温度で比較した。

表５からわかるように、実施例１−４では、実施例１−３に比べて全体としてパウダリングの量が多いが、本発明のプレス成形方法によるパウダリング低減の効果はいずれのＦｅ濃度及び／又はめっき付着量でも見ることができた。パウダリングの違いは潤滑剤の種類に起因するものであると考えられる。従って、潤滑剤の種類を変更しても、本発明のプレス成形方法によりパウダリングを抑制することは可能である。また、Ｆｅ濃度及び／又はめっき付着量を大きくしてもパウダリングを効果的に抑制することができる。

（実施例１−５）
実施例１−５は、ダイ径を変更した場合におけるパウダリングの評価をしたものである。評価対象としたのは、表１に示したブランクのうち代符Ａ２、Ａ３、Ａ４で示したものである。代符Ａ２、Ａ３、Ａ４の違いは、上述のようにめっき中に含まれるＦｅ濃度の違いである。これらブランクについてダイ径を５２．４ｍｍとした場合の評価をした。それぞれの代符について、プレス成形温度は２５℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃、２００℃、２５０℃とした。表６に結果を示す。

表６からわかるように、Ｆｅ濃度が１４質量％以上でも本発明のプレス成形方法によってパウダリングを減少させることができた。この傾向はこれまで示してきた各実施例と同じである。よって本発明のプレス成形方法により、ダイ径が変化してもパウダリングを抑制することができる。

（実施例１−６）
実施例１−６は、実施例１−５の評価を潤滑剤を変えておこなったものである。ただしプレス成形温度は、２５℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃の５種類である。表７に結果を示す。

表７からわかるように、潤滑剤を変えても、Ｆｅ濃度が１４質量％以上でも本発明のプレス成形方法によってパウダリングを減少させることができた。この傾向はこれまで示してきた各実施例と同じである。よって本発明のプレス成形方法により、潤滑剤やダイ径が変化してもパウダリングを抑制することができる。

（実施例２）
実施例２では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層の各温度における硬さを測定した。評価方法は次の通りである。

硬さ測定には合金化溶融亜鉛めっき層を再現したＦｅ−Ｚｎ拡散対を作製してこれを用いた。具体的には０．１３質量％のアルミニウムを含む５００℃の溶融亜鉛に溶融亜鉛めっき鋼板を浸漬し、６０秒間保持した後に溶融亜鉛ごと放冷し、Ｆｅ−Ｚｎ拡散対を作製した。電子線回折で相を識別したところ、Γ相とδ₁相からなる、合金化溶融亜鉛めっき層を再現した合金層が、厚さ１００μｍ以上で形成されていた。そして拡散対の断面を鏡面研磨し、室温から３００℃の温度範囲で測定荷重を５０ｇとしてビッカース硬度計により硬さの測定をおこなった。表８に結果を示す。また、該結果に基づいてグラフを作成したものを図６に示す。図６は、母材とめっきとの界面を０μｍとして、母材側をマイナス、めっきの厚さ側をプラスとした距離を横軸にとり、縦軸には硬さをとった。

表８及び図６からわかるように、母材とめっきとの界面である０μｍからめっきの厚み方向に１００μｍまでの範囲で温度上昇による硬さの低下が著しかった。相の識別結果によれば、０μｍ〜４０μｍの範囲にはΓ相、４０μｍ〜１００μｍの範囲にはδ₁相が形成されていた。これらの金属間化合物は温度上昇により軟化し、特にΓ相の軟化が著しかった。よって、本発明では温度を高くすることで、特にこのΓ相、及びδ_１相の硬さが低下し、例えば延性が大きくなること等によって、パウダリングが抑制できたと考えられる。

以上の各実施例からもわかるように、本発明のプレス成形方法によれば、パウダリングを抑制することに加え、めっき中のＦｅ濃度が高い場合及び／又はめっきの付着量が大きい場合でも、パウダリングを抑制することができる。

以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形時に、そのような変更を伴う、パウダリングを抑制する効果を有するプレス成形方法も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

パウダリング測定用の円筒形ブランクの成形方法を模式的に表した図である。円筒形ブランクへのテープ添付方法を模式的に表した図である。実施例１−１に基づいて作成された、Ｆｅ濃度とパウダリングとの関係をプレス成形温度ごとに示すグラフである。実施例１−３に基づいて作成された、Ｆｅ濃度がおおよそ１１質量％における、めっき付着量とパウダリングの関係をプレス成形温度ごとに示すグラフである。実施例１−３に基づいて作成された、Ｆｅ濃度がおおよそ１３質量％における、めっき付着量とパウダリングの関係をプレス成形温度ごとに示すグラフである。実施例２に基づいて作成された、母材とめっきとの界面からの距離を横軸に、硬さを縦軸に示すグラフである。従来の知見を説明するための圧縮ひずみと応力の関係を示すグラフである。

符号の説明

１合金化溶融亜鉛めっき鋼板
２ダイ
３板押え
４ヒーター
５ポンチ
１０円筒形ブランク
１１テープ

Claims

合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を４０℃〜４００℃でプレス成形する方法であって、めっき皮膜がＦｅを１４〜２５質量％含有し、残部にＺｎとＡｌを含むことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を１００℃以上とすることを特徴とする、請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を３００℃未満とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板をプレス成形する際に、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を４０℃〜４００℃でプレス成形する方法であって、めっき皮膜がＦｅを８〜２５質量％含有し、残部にＺｎとＡｌを含む合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、かつ、該合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも一方の面のめっき付着量が８０〜１５０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
前記めっき皮膜がＦｅを１４質量％以上含有することを特徴とする、請求項４に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を１００℃以上とすることを特徴とする、請求項４又は５に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形中の温度を３００℃未満とすることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を用いたプレス成形工程を含む成形品の製造方法。