JP2011214029A - Galvanized steel sheet superior in slidability - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a galvanized steel sheet superior in slidability.SOLUTION: The galvanized steel sheet has such a surface that when the highest point of the surface is defined as a reference surface and a histogram of the depths of the surface from the reference surface has been prepared, there is at least one peak between depths of 0.3 μm and 2 μm, and there is the maximum peak between depths of 0.3 μm and 2 μm among peaks existing between depths of 0 μm and 5 μm; and has a lubricating film at least on the surface of which the depths are within a range from 0.3 μm to 2 μm.

Description

本発明は、プレス成形時における摺動性に優れた亜鉛系めっき鋼板に関するものである。   The present invention relates to a zinc-based plated steel sheet having excellent slidability during press forming.

鉄鋼、半導体、ディスプレーなどの製品分野では厚さ数10〜数100nmの表層皮膜が製品特性の支配因子になっている場合がある。鉄鋼製品分野でこのような表層の極薄膜が関係する製品特性の一つにプレス成形性がある。自動車や家電製品に使用される鋼板には、近年、高耐食性の観点から亜鉛系のめっきが施される場合が多いが、このめっき鋼板をプレス加工して難成形部品を製造する場合、加工の厳しい部位で鋼板のプレス割れが起こりやすいという問題がある。この亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性をプレス時に高粘度の潤滑油を使用することで改善する方法が知られているが、この方法では脱脂工程を強化しないと化成処理や塗装などの後工程でムラが発生するという問題がある。   In the product field such as steel, semiconductor, and display, a surface layer film having a thickness of several tens to several hundreds of nanometers may be a dominant factor of product characteristics. One of the product characteristics related to such a super-thin film in the steel product field is press formability. In recent years, steel plates used for automobiles and home appliances are often subjected to zinc-based plating from the viewpoint of high corrosion resistance. However, when manufacturing difficult-to-form parts by pressing this plated steel plate, There is a problem that press cracking of the steel sheet is likely to occur in a severe part. A method is known to improve the press formability of this zinc-based plated steel sheet by using a high-viscosity lubricant during pressing. There is a problem that unevenness occurs.

亜鉛系めっき鋼板の潤滑性を向上するために様々な提案がなされている。大きく分けて、めっき鋼板表面の形状を制御する方法と潤滑皮膜を表面に形成させる方法の2つに大別される。   Various proposals have been made to improve the lubricity of galvanized steel sheets. Roughly divided, it is roughly divided into two methods: a method of controlling the shape of the plated steel sheet surface and a method of forming a lubricating film on the surface.

表面形状を制御する方法としては、特許文献1にはRaを0.5〜0.8μmとした合金化溶融亜鉛めっき鋼板が、特許文献2には表面粗さ(Ra)を0.6μm〜1.0μm、表面上の長さ1インチ当たり山頂数(PPI)を350個以下、山谷のうねり値(Wca)を0.4μm以下とし、且つ、表面粗さの確率振幅密度分布で中央値より山頂方向2μmへ寄った位置からさらに上方の領域にある山部の存在確率を0.05以下、及びその位置での仮想平断面の山部面積が10−5〜10−3mmとなる山の密度を3×10個/mm以下とした合金化溶融亜鉛めっき鋼板が記載されている。 As a method for controlling the surface shape, Patent Document 1 discloses an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having Ra of 0.5 to 0.8 μm, and Patent Document 2 has a surface roughness (Ra) of 0.6 μm to 1. 0.0 μm, the number of peaks (inch per inch) on the surface (PPI) is 350 or less, the waviness value (Wca) of peaks and valleys is 0.4 μm or less, and the peak amplitude from the median in the probability amplitude density distribution of surface roughness The probability of the peak portion existing in a region further upward from the position close to 2 μm in the direction is 0.05 or less, and the peak area of the virtual flat section at that position is 10 −5 to 10 −3 mm 2 An alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a density of 3 × 10 2 pieces / mm 2 or less is described.

また、特許文献3には表面粗さを0.5〜1.5μmとすると共に、表面粗さの確率振幅密度分布で、最高山頂高さまでの頻度が全頻度の2%となる高さA、さらに谷方向へ1μm寄った高さにおける凸部の存在確率が0.25〜0.50であり、前記高さAから、さらに谷方向2μmへ寄った高さに対する凹部の体積を0.5〜2.5×10−3mm/mmにすることが記載されている。 Further, in Patent Document 3, the surface roughness is 0.5 to 1.5 μm, and the height A at which the frequency to the highest peak height is 2% of the total frequency in the probability amplitude density distribution of the surface roughness, Further, the existence probability of the convex portion at a height close to 1 μm in the valley direction is 0.25 to 0.50, and from the height A, the volume of the concave portion relative to the height close to 2 μm in the valley direction is 0.5 to 0.5. It is described to be 2.5 × 10 −3 mm 3 / mm 2 .

一方、潤滑皮膜を形成させる方法としては、例えば、特許文献4〜6には、亜鉛系めっき鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布酸化処理、または加熱処理を施すことにより、亜鉛酸化物を主体とする酸化膜を形成させて溶接性または加工性を向上させる技術が開示されている。特許文献7には、亜鉛系めっき鋼板の表面にリン酸ナトリウム5〜60g/Lを含みpH2〜6の水溶液にめっき鋼板を浸漬するか、電解処理を行うか、または、上記水溶液を塗布することにより、リン酸化物を主体とする酸化膜を形成して、プレス成形性及び化成処理性を向上させる技術が開示されている。特許文献8には、亜鉛系めっき鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布処理、塗布酸化処理、または加熱処理により、Ni酸化物を生成させることにより、プレス成形性および化成処理性を向上させる技術が開示されている。   On the other hand, as a method for forming a lubricating film, for example, in Patent Documents 4 to 6, zinc oxide is formed by subjecting the surface of a zinc-based plated steel sheet to electrolytic treatment, immersion treatment, coating oxidation treatment, or heat treatment. A technique for improving weldability or workability by forming a main oxide film is disclosed. In Patent Document 7, a plated steel sheet is immersed in an aqueous solution containing 5 to 60 g / L of sodium phosphate on the surface of a zinc-based plated steel sheet and has a pH of 2 to 6, an electrolytic treatment is performed, or the above aqueous solution is applied. Discloses a technique for improving the press formability and chemical conversion property by forming an oxide film mainly composed of phosphorous oxide. Patent Document 8 discloses that press forming properties and chemical conversion properties are improved by forming Ni oxide on the surface of a zinc-based plated steel sheet by electrolytic treatment, immersion treatment, coating treatment, coating oxidation treatment, or heat treatment. Technology is disclosed.

さらに、表面形状を制御して潤滑皮膜を形成させる方法としては、特許文献9には表面における平坦部の流体保持指標Sviが0.120以上である鉄−亜鉛合金めっきが、特許文献10には表面の平坦部において、表面高さ分布のスキューネスSskが0.3以下で、かつ、該表面高さ分布のクルトシスSkuが4以上14以下である合金化溶融亜鉛めっき鋼板が、特許文献11には平坦部表面における粗さ曲線の平均粗さ(Ra)が10nm以上100nm以下で、平坦部表面における微細凹凸の局部平均間隔(S)が100nm以上1000nm以下あり、かつ、平坦部の微細凹凸の少なくとも凸部が平均厚さ3nm以上50nm以下で、平均長径50nm以上1500nm以下のリン片状の物質で構成されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板が記載されている。   Further, as a method of forming a lubricating film by controlling the surface shape, Patent Document 9 discloses iron-zinc alloy plating in which the fluid retention index Svi of the flat portion on the surface is 0.120 or more. An alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a surface height distribution skewness Ssk of 0.3 or less and a surface height distribution kurtosis Sku of 4 or more and 14 or less in a flat portion of the surface is disclosed in Patent Document 11. The average roughness (Ra) of the roughness curve on the surface of the flat part is 10 nm or more and 100 nm or less, the local average interval (S) of the fine unevenness on the surface of the flat part is 100 nm or more and 1000 nm or less, and at least the fine unevenness of the flat part An alloyed molten zinc alloy in which the convex portion is composed of a flake-like material having an average thickness of 3 nm to 50 nm and an average major axis of 50 nm to 1500 nm. Steel plate have been described.

特許文献9〜11は、平坦部の面積率や平坦部の粗度を規定するものであり、高さ方向で平坦部がどこに位置するのかを規定するものはない。   Patent Documents 9 to 11 specify the area ratio of the flat portion and the roughness of the flat portion, and do not specify where the flat portion is located in the height direction.

特開2000−64013号公報JP 2000-64013 A 特開2003−183801号公報JP 2003-183801 A 特開2003−290804号公報JP 2003-290804 A 特開昭53−60332号公報JP-A-53-60332 特開平2−190483号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-190483 特開2004−3004号公報JP 2004-3004 A 特開平4−88196号公報JP-A-4-88196 特開平3−191093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-191093 特開2003−138361号公報JP 2003-138361 A 特開2003−138364号公報JP 2003-138364 A 特開2004−68141号公報JP 2004-68141 A

特許文献1〜3に記載される表面形状の制御だけではプレス成形時における摺動性を充分に改善できなかった。これは、亜鉛が金型に凝着するのを防止する効果が劣るためと考えられた。特許文献4〜8に記載される技術は亜鉛よりも高融点で硬質な金属酸化物を形成させることでプレス成形時における摺動性を改善させたが、成形の厳しい部材への適用では充分な性能を発揮しない場合があった。特許文献9〜11に記載の技術も特許文献4〜8に記載される技術と同様であった。従って、更なるプレス成形時における摺動性の向上が求められていた。   Only the control of the surface shape described in Patent Literatures 1 to 3 cannot sufficiently improve the slidability during press molding. This was thought to be because the effect of preventing zinc from adhering to the mold was inferior. Although the techniques described in Patent Documents 4 to 8 improved the slidability during press molding by forming a hard metal oxide having a melting point higher than that of zinc, it is sufficient for application to severely molded members. There was a case where performance was not demonstrated. The techniques described in Patent Documents 9 to 11 are the same as the techniques described in Patent Documents 4 to 8. Therefore, the improvement of the slidability at the time of the further press molding was calculated | required.

本発明は、プレス成形時における摺動性をさらに向上し、成形の厳しい部材へ適用しても優れた摺動性を発現できる、摺動性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a zinc-based plated steel sheet having excellent slidability, which can further improve the slidability during press forming and can exhibit excellent slidability even when applied to severely formed members. And

本発明者らは、亜鉛系めっき鋼板において、プレス成形の摺動時に金型に接するめっき表面の高い地点を平坦にすることで、金型との接触部で単位面積あたりの荷重が低下し、摺動抵抗が減少することを見出した。本発明はこの知見に基づくものである。   In the zinc-based plated steel sheet, by flattening the high point of the plating surface that comes into contact with the mold when sliding in press molding, the load per unit area at the contact portion with the mold decreases, It has been found that the sliding resistance decreases. The present invention is based on this finding.

上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。   Means of the present invention for solving the above-mentioned problems are as follows.

[1]表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、該基準面からの表面の深さのヒストグラムを作成したときに、深さ0.3μmから2μmの間に少なくとも1つのピークがあり、深さ0μmから5μmの間に存在するピークの中で最大ピークが深さ0.3μmから2μmの間にあり、かつ、少なくとも深さが0.3μmから2μmの範囲にある表面に潤滑皮膜を有することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板である。   [1] When a plane parallel to the steel plate surface passing through the highest point on the surface is used as a reference plane, and a histogram of the depth of the surface from the reference plane is created, at least 1 between a depth of 0.3 μm and 2 μm A surface having two peaks, a peak existing between 0 μm and 5 μm in depth, a maximum peak between 0.3 μm and 2 μm, and at least a depth in the range of 0.3 μm to 2 μm A zinc-based plated steel sheet characterized by having a lubricating film on the surface.

[2]前記[1]において、潤滑皮膜は亜鉛系酸化物で、めっき表面の平均厚さが10nm以上であることを特徴とする亜鉛系めっき鋼板である。   [2] The zinc-based plated steel sheet according to [1], wherein the lubricating coating is a zinc-based oxide and the average thickness of the plating surface is 10 nm or more.

本発明によれば、亜鉛系めっき鋼板をプレス成形する際に、金型と接する表面の高い地点を平坦にすることで金型との接触部の単位面積あたりの荷重を低下させ、また該平坦部に潤滑皮膜を形成することで、プレス成形時における摺動性を大きく向上させることができる。   According to the present invention, when press-molding a galvanized steel sheet, the load per unit area of the contact portion with the mold is reduced by flattening a high point on the surface in contact with the mold. By forming a lubricating film on the part, the slidability during press molding can be greatly improved.

ダル圧延後ブライト圧延する調質圧延を行った後、めっき表面に亜鉛系酸化物層を形成する処理を行った合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ブライト圧延の圧下率を変えたときの深さプロファイル(表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、該基準面からの深さのヒストグラム)を示す図である。Depth profile when the rolling reduction ratio of bright rolling is changed in alloyed hot-dip galvanized steel sheet that has been subjected to temper rolling that undergoes bright rolling after dull rolling and then treatment that forms a zinc-based oxide layer on the plated surface It is a figure which shows (the histogram of the depth from this reference surface by making a surface parallel to the steel plate surface passing the highest point of a surface into a reference surface). 摩擦係数測定装置を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows a friction coefficient measuring apparatus. 図2中のビードの形状・寸法を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the shape and dimension of the bead in FIG. 図2中のビードの形状・寸法を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the shape and dimension of the bead in FIG.

溶融亜鉛めっき鋼板は通常めっき後に調質圧延される。プレス成形される用途では、調質圧延は通常ダルロールを用いた調質圧延である。これは、めっき面に凹凸を付与することで潤滑油の保持性を向上させるためである。調質圧延後のめっき表面には、調質圧延の圧延ロールと接触して潰されて平坦となった領域(以下、調圧領域と記す。)と圧延ロールと接触しないために平坦となっていない領域(以下、未調圧領域と記す。)が存在する。調圧領域はめっき表面の高い地点(めっき厚が厚い部分)のみに存在するのではなく、低い地点(めっき厚が薄い部分)にも存在することがあり、未調圧領域がめっき表面の高い地点に存在することもある。   Hot-dip galvanized steel sheets are usually temper-rolled after plating. For press forming applications, temper rolling is usually temper rolling using dull rolls. This is for improving the retention of the lubricating oil by providing irregularities on the plated surface. The plated surface after temper rolling is flat because it is flattened by contact with the rolling roll of temper rolling (hereinafter referred to as the pressure adjusting region) and the rolling roll. There is no region (hereinafter referred to as an unregulated region). The pressure-regulating region does not exist only at a high point on the plating surface (a portion where the plating thickness is thick) but may exist also at a low point (a portion where the plating thickness is thin), and the unregulated region is high on the plating surface May be present at a point.

通常溶融亜鉛めっき鋼板(合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む。以下同様。)の表面は薄いAl酸化物で覆われていることが知られている。この薄いAl酸化物層は良好な摺動性を得るためには十分でなく、さらに厚い酸化物層を形成する必要がある。Al酸化物層は、酸性溶液で比較的安定であるため、酸性溶液と接触させてAl酸化物層が存在する部分に潤滑皮膜を生成させることが難しい。調圧領域では、このAl酸化物が物理的に取り除かれることで表面が活性化する。溶融亜鉛めっき鋼板に潤滑皮膜を形成すると、潤滑皮膜は調圧領域に形成され、未調圧領域は潤滑皮膜の形成が抑制される。未調圧領域はめっき表面の高い地点に存在することもあるので、潤滑皮膜は必ずしもめっき表面の高い地点に形成されているわけではない。   It is known that the surface of a normal galvanized steel sheet (including an alloyed galvanized steel sheet, the same applies hereinafter) is covered with a thin Al oxide. This thin Al oxide layer is not sufficient to obtain good slidability, and it is necessary to form a thicker oxide layer. Since the Al oxide layer is relatively stable in an acidic solution, it is difficult to generate a lubricating film in a portion where the Al oxide layer exists by contacting with the acidic solution. In the pressure adjusting region, the surface is activated by physically removing the Al oxide. When the lubricating film is formed on the hot dip galvanized steel sheet, the lubricating film is formed in the pressure adjusting region, and the formation of the lubricating film is suppressed in the non-adjusted region. Since the unregulated region may exist at a high point on the plating surface, the lubricating film is not necessarily formed at a high point on the plating surface.

実際に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いて摺動試験を行い、その前後の表面を観察した結果、摺動によって変形が大きいのは摺動前の表面の高い地点に対応する領域であることがわかった。また、表面の低い地点は摺動によって変形を受けることがなく、摺動前の形状が残存していることがわかった。これは、プレス成形時に押し付けられた金型ともっとも早く接触するのが材料表面の高い地点であり、材料表面の高い地点が、押し付けられた金型の荷重が最も集中するためである。   As a result of actually carrying out a sliding test using galvannealed steel sheets and observing the front and back surfaces, it was found that deformation was large due to sliding in a region corresponding to a high point on the surface before sliding. all right. Further, it was found that the point on the lower surface was not deformed by sliding, and the shape before sliding remained. This is because the highest point on the surface of the material comes in contact with the die pressed at the time of press molding at the earliest point, and the load on the pressed die is concentrated at the highest point on the material surface.

従って、溶融亜鉛めっき鋼板の摺動性を向上するには、摺動によってもっとも変形する領域である摺動前の表面の高い地点に対応する領域の摺動性を向上させればよい。このことは溶融亜鉛めっき鋼板だけではなく、電気亜鉛めっき鋼板等を含む亜鉛系めっき鋼板全般に言えることである。   Therefore, in order to improve the slidability of the hot dip galvanized steel sheet, it is only necessary to improve the slidability of a region corresponding to a high point on the surface before sliding, which is the region most deformed by sliding. This is true not only for hot-dip galvanized steel sheets but also for galvanized steel sheets in general including electrogalvanized steel sheets.

本発明者らはこの点について検討した結果、金型と接する表面の高い地点を平坦にすることで溶融亜鉛めっき鋼板の摺動性を向上できることが分かった。具体的な尺度としては、表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、該基準面からの表面の深さのヒストグラムを作成したときに、深さ0.3μmから2μmの間に少なくとも1つのピークがあり、深さ0μmから5μmの間に存在するピークの中で最大ピークが深さ0.3μmから2μmの間にある深さプロファイルを有し、さら深さが0.3μmから2μmの範囲にある表面に潤滑皮膜を有していればよいことがわかった。   As a result of studying this point, the present inventors have found that the slidability of the hot-dip galvanized steel sheet can be improved by flattening a high point on the surface in contact with the mold. As a specific scale, when a plane parallel to the steel plate surface passing through the highest point on the surface is used as a reference plane and a histogram of the depth of the surface from the reference plane is created, the depth is 0.3 μm to 2 μm. There is at least one peak in between, a peak profile having a depth between 0.3 μm and 2 μm, and a depth of 0. It has been found that it suffices to have a lubricating film on the surface in the range of 3 μm to 2 μm.

このような深さプロファイルを有することで摺動性が良好となるのは、以下の理由によると考えられる。   The reason why the slidability is improved by having such a depth profile is considered to be as follows.

深さプロファイルの最大ピークの位置が浅いものは、表面の深さプロファイルが基準面側に偏った表面形状を有し、最大ピークの位置が深いものは、表面の深さプロファイルが基準面から離れた側に偏った表面形状を有する。   When the maximum peak position of the depth profile is shallow, the surface depth profile has a surface shape that is biased toward the reference plane, and when the maximum peak position is deep, the surface depth profile is far from the reference plane. It has a surface shape that is biased toward the outer side.

ダルロールによって調質圧延された従来のめっき鋼板は、図1の記号「□」の曲線で示されるように、最大ピークの位置は3μmより深い位置にある。このめっき鋼板は、深さプロファイルの最大ピークの位置が深すぎるため、金型に最初に接する表面の最も高い位置から近いところにある表面が少ない。そのため、鋼板が金型に押し付けられて鋼板表面が押しつぶされる際に、金型との接触初期に少ない面積で金型と接触して金型との接触部の単位面積あたりの荷重が大きくなり、金型に亜鉛が凝着する。一旦金型に亜鉛が凝着すると、その後接触面積が増加して接触部の単位面積当たりの荷重が低くなっても凝着部が存在することで摺動性が良好にならない。   The conventional plated steel sheet temper-rolled by a dull roll has a maximum peak position deeper than 3 μm, as shown by the curve of the symbol “□” in FIG. In this plated steel sheet, since the position of the maximum peak of the depth profile is too deep, there are few surfaces near the highest position of the surface that first contacts the mold. Therefore, when the steel sheet is pressed against the mold and the surface of the steel sheet is crushed, the load per unit area of the contact portion with the mold increases in contact with the mold at a small area in the initial contact with the mold, Zinc adheres to the mold. Once zinc adheres to the mold, the contact area increases thereafter, and even if the load per unit area of the contact part decreases, the presence of the adhesive part does not improve the slidability.

一方、周知のように、表面が完全に平坦であると、接触部の単位面積あたりの荷重は小さくなるが、鋼板と金型の間に存在できる潤滑油量が極めて少量になり、かえって凝着が起こりやすくなる。完全に平坦な表面は、深さプロファイルの最大ピークの位置は深さが0μmである。   On the other hand, as is well known, when the surface is completely flat, the load per unit area of the contact portion is reduced, but the amount of lubricating oil that can exist between the steel plate and the mold becomes extremely small, and rather the adhesion is caused. Is likely to occur. A completely flat surface has a depth of 0 μm at the position of the maximum peak of the depth profile.

摺動性の点からは、深さプロファイルの最大ピークの位置は、基準面から適切な深さ範囲にあることが必要である。そこで、この点についてさらに検討した。   From the viewpoint of slidability, the position of the maximum peak of the depth profile needs to be within an appropriate depth range from the reference plane. Therefore, this point was further examined.

発明者らが検討した結果、最大ピークの深さが基準面から0.3μm未満、又は2μm超になると摺動性が低下し、0.3μm〜2μmの範囲で良好な摺動性が得られた。   As a result of investigations by the inventors, when the maximum peak depth is less than 0.3 μm or more than 2 μm from the reference surface, the slidability decreases, and good slidability is obtained in the range of 0.3 μm to 2 μm. It was.

次に、基準面からの表面の深さのヒストグラムの作成方法について説明する。基準面からの表面の深さのヒストグラムは、探針を用いた粗度計やレーザー光などを用いる光学式の粗度計などを用いて表面形状を測定し、測定結果に基づいて表面の深さのヒストグラムを作成すればよい。好ましくは、ばらつきの影響を低下させるために、5地点以上の複数箇所で測定し平均値を求めるのが望ましい。また、1mm以上の領域を2μm程度以上の水平分解能で測定することが望ましい。   Next, a method for creating a histogram of the depth of the surface from the reference plane will be described. The histogram of the depth of the surface from the reference surface is obtained by measuring the surface shape using a roughness meter using a probe or an optical roughness meter using a laser beam, etc., and measuring the surface depth based on the measurement result. A histogram may be created. Preferably, in order to reduce the influence of variation, it is desirable to measure at a plurality of points of five points or more and obtain an average value. It is also desirable to measure an area of 1 mm or more with a horizontal resolution of about 2 μm or more.

亜鉛系めっき鋼板の表面が上記表面状態であるだけでは摺動性は十分とはならない。これは、上述のように、亜鉛が軟質であり、融点がFeに比べて低いために、金型に凝着しやすいためである。摺動性を良好にするには、亜鉛表面に潤滑皮膜を形成させる必要がある。摺動性を良好にするには、潤滑皮膜は、平均厚さを10nm以上とすることが好ましい。   The slidability is not sufficient if the surface of the galvanized steel sheet is in the above surface state. This is because, as described above, zinc is soft and its melting point is lower than that of Fe, so that it easily adheres to the mold. In order to improve the slidability, it is necessary to form a lubricating film on the zinc surface. In order to improve the slidability, the lubricating film preferably has an average thickness of 10 nm or more.

潤滑皮膜には、金属酸化物、金属リン酸塩、潤滑樹脂等があるが、中でも、潤滑皮膜を形成する際にめっき皮膜中に含まれる金属成分を利用できることから亜鉛系酸化物が最適である。   Lubricant films include metal oxides, metal phosphates, lubricant resins, etc. Among them, zinc-based oxides are optimal because metal components contained in the plating film can be used when forming the lubricant film. .

本発明者らは、上記の深さプロファイルを有する亜鉛系めっき鋼板の製造方法を検討した。その結果、めっき後に行う調質圧延を、ダルロールを用いるダル圧延と、ブライトロールを用いるブライト圧延の両方を行うことで、めっき表面の高い地点が平坦化されて、本発明範囲の深さプロファイルを有する亜鉛系めっき鋼板を製造できることを見出した。   The present inventors examined a method for producing a zinc-based plated steel sheet having the above-described depth profile. As a result, the temper rolling performed after plating is performed by both the dull rolling using a dull roll and the bright rolling using a bright roll, so that a high point on the plating surface is flattened, and the depth profile within the scope of the present invention is obtained. It has been found that a zinc-based plated steel sheet can be produced.

次に、本発明の亜鉛系めっき鋼板の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the galvanized steel sheet of this invention is demonstrated.

本発明の亜鉛系めっき鋼板は、鋼板上に亜鉛系めっき皮膜を形成する。亜鉛系めっき皮膜は、溶融亜鉛めっき皮膜、溶融亜鉛めっき後合金化処理した合金化処理皮膜、電気亜鉛めっき皮膜のいずれでもよい。亜鉛系めっき皮膜の形成方法は常法でよい。   The zinc-based plated steel sheet of the present invention forms a zinc-based plated film on the steel sheet. The zinc-based plating film may be any one of a hot dip galvanized film, an alloyed film that has been alloyed after hot dip galvanizing, and an electrogalvanized film. A conventional method may be used for forming the zinc-based plating film.

亜鉛系めっき皮膜を形成した鋼板に調質圧延を行う。
調質圧延は、Raが2.0μm以上のダルロールを用いて圧下率5%以下で圧延するダル圧延と、Raが0.1μm以下のブライトロールを用いて圧下率3%以下0.1%以上で圧延するブライト圧延の両方を行う。ダル圧延後ブライト圧延を行ってもよいし、ブライト圧延後ダル圧延を行ってもよい。
Temper rolling is performed on the steel sheet on which the zinc-based plating film is formed.
The temper rolling is a dull rolling that rolls at a reduction rate of 5% or less using a dull roll with Ra of 2.0 μm or more, and a reduction rate of 3% or less and 0.1% or more with a bright roll with Ra of 0.1 μm or less. Perform both bright rolling and rolling. Bright rolling may be performed after dull rolling, or dull rolling may be performed after bright rolling.

ダル圧延とブライト圧延の両方を行うことによって、表面の高い地点が平坦化され、表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、基準面からの表面の深さのヒストグラムを作成した場合に、該ヒストグラムが、深さ0.3μmから2μmの間に少なくとも1つのピークがあり、深さ0μmから5μmの間に存在するピークの中で最大ピークが深さ0.3μmから2μmの間にある亜鉛系めっき鋼板の表面状態を得ることができる。溶融亜鉛めっき鋼板では、上記のように平坦化された領域は、めっき表層に存在した薄いAl酸化物層が物理的に除去され、潤滑皮膜である亜鉛系酸化物層の生成に適した活性化された表面が得られる。   By performing both dull rolling and bright rolling, the high surface point is flattened, the surface parallel to the steel plate surface passing through the highest surface surface is taken as the reference surface, and a histogram of the surface depth from the reference surface is obtained. When prepared, the histogram has at least one peak between a depth of 0.3 μm and 2 μm, and the maximum peak among the peaks existing between a depth of 0 μm and 5 μm is a depth of 0.3 μm to 2 μm. The surface state of the galvanized steel sheet between the two can be obtained. In the hot dip galvanized steel sheet, the flattened area as described above is physically activated from the thin Al oxide layer present on the plating surface layer, and is suitable for the formation of a zinc-based oxide layer as a lubricating film. A finished surface is obtained.

ダル圧延のダルロールのRaを2.0μm以上に規定したのは、Raが2.0μm未満になると、調質圧延後の亜鉛系めっき鋼板のRaが小さくなり、鋼板コイルをハンドリングする際に亜鉛系めっき鋼板同士の摩擦係数が低下し、コイルつぶれなどが懸念されハンドリング性が著しく低下するのためである。Raの上限は規定しないが、塗装後の鮮鋭性の点から5μm以下が好ましい。ダル圧延の圧下率を5%以下に規定したのは、圧下率が5%超になると鋼板の伸びが低下しプレス加工性に悪影響を及ぼすためである。下限は規定しないが、降伏点伸びを消滅させるため0.1%以上が好ましい。   The Ra of the dull rolled dull roll is specified to be 2.0 μm or more because when the Ra is less than 2.0 μm, the Ra of the galvanized steel sheet after the temper rolling becomes small, and the zinc-based steel is handled when handling the steel sheet coil. This is because the coefficient of friction between the plated steel sheets is reduced, the coil crushing and the like are concerned, and the handling property is remarkably reduced. The upper limit of Ra is not specified, but is preferably 5 μm or less from the viewpoint of sharpness after coating. The reason why the rolling reduction of the dull rolling is specified to be 5% or less is that when the rolling reduction exceeds 5%, the elongation of the steel sheet is lowered and adversely affects the press workability. Although the lower limit is not specified, 0.1% or more is preferable in order to eliminate the yield point elongation.

ブライト圧延のブライトロールのRaを0.1μm以下に規定したのは、ダル圧延後ブライト圧延する場合は、ブライトロールのRaが0.1μm超になるとダル圧延でダルロールと接触しなかった部分が、次のブライト圧延時にブライトロールと接触する部分の面積率が低下し、ブライト圧延後ダル圧延する場合は、ブライトロールのRaが0.1μm超になると、ブライト圧延時ブライトロールと接触しなかった部分が、次のダル圧延時にダルロールと接触する部分の面積率が低下し、Al酸化物を除去する作用が低下するためである。Raの下限は規定しないが、圧延ロールの加工コストから0.01μm以上が好ましい。ブライト圧延の圧下率を3%以下0.1%以下に規定したのは、圧下率が3%超になると深さプロファイルの最大ピークの位置が0.3μ未満になり、圧下率が0.1%未満になると深さプロファイルの最大ピークの位置が2μm超になるためである。   The bright roll Ra of the bright roll is defined to be 0.1 μm or less, when the bright roll after the dull roll, when the bright roll Ra exceeds 0.1 μm, the portion that did not contact the dull roll in the dull roll, When the area ratio of the portion that comes into contact with the bright roll during the next bright rolling is reduced, and the dull rolling is performed after the bright rolling, when the Ra of the bright roll exceeds 0.1 μm, the portion that does not come into contact with the bright roll during the bright rolling However, it is because the area ratio of the part which contacts a dull roll falls at the time of the next dull rolling, and the effect | action which removes Al oxide falls. Although the minimum of Ra is not prescribed | regulated, 0.01 micrometer or more is preferable from the processing cost of a rolling roll. The rolling reduction of bright rolling is regulated to 3% or less and 0.1% or less because when the reduction ratio exceeds 3%, the position of the maximum peak of the depth profile becomes less than 0.3 μm, and the reduction ratio is 0.1 This is because the position of the maximum peak of the depth profile exceeds 2 μm when it is less than%.

なお、Raは、JIS B0601−1994年の中心線平均粗さRaである。   In addition, Ra is centerline average roughness Ra of JIS B0601-1994.

亜鉛系めっき皮膜を形成した鋼板を、調質圧延後、pH緩衝作用を有する酸性溶液に接触させ、接触終了後1〜60秒保持した後水洗乾燥することによりめっき表面に酸化物層を形成する。酸性溶液がpH緩衝作用を持つ溶液であると、めっき表面平坦部に摺動性に優れる亜鉛系酸化物層を安定して形成することができる。   The steel plate on which the zinc-based plating film is formed is brought into contact with an acidic solution having a pH buffering action after temper rolling, and after holding for 1 to 60 seconds, it is washed with water and dried to form an oxide layer on the plating surface. . If the acidic solution is a solution having a pH buffering action, a zinc-based oxide layer having excellent slidability can be stably formed on the flat portion of the plating surface.

この酸化物層形成メカニズムについては明確ではないが、次のように考えることができる。亜鉛系めっき皮膜を形成した鋼板を酸性溶液に接触させると、めっき皮膜から亜鉛の溶解が生じる。この亜鉛の溶解は、同時に水素発生反応を生じるため、亜鉛の溶解が進行すると、溶液中の水素イオン濃度が減少し、その結果溶液のpHが上昇し、めっき皮膜の表面にZnを主体とする酸化物層を形成すると考えられる。pH緩衝作用を持たない酸性溶液を使用すると、溶液のpHが瞬時に上昇し、酸化物層の形成に十分な亜鉛の溶解が得られず、その結果、摺動性の向上に十分な酸化物層の形成が生じない。これに対して、pH緩衝作用を有する酸性溶液を使用すると、亜鉛が溶解し、水素発生反応が生じても、溶液のpH上昇が緩やかであるため、さらに亜鉛の溶解が進行し、結果的に、摺動性の向上に十分な酸化物の生成が生じる。   Although the oxide layer formation mechanism is not clear, it can be considered as follows. When the steel sheet on which the zinc-based plating film is formed is brought into contact with an acidic solution, zinc is dissolved from the plating film. Since the dissolution of zinc causes a hydrogen generation reaction at the same time, as the dissolution of zinc proceeds, the hydrogen ion concentration in the solution decreases, and as a result, the pH of the solution increases, and the surface of the plating film is mainly composed of Zn. It is thought that an oxide layer is formed. When an acidic solution having no pH buffering action is used, the pH of the solution rises instantaneously, and zinc cannot be dissolved sufficiently to form an oxide layer. Layer formation does not occur. On the other hand, when an acidic solution having a pH buffering action is used, even if zinc is dissolved and a hydrogen generation reaction occurs, the pH of the solution gradually increases, so that further dissolution of zinc proceeds. As a result, generation of an oxide sufficient for improving the slidability occurs.

酸性溶液のpHが低すぎると、亜鉛の溶解は促進されるが、酸化物が生成しにくくなるため、pHは1.0以上であることが望ましい。一方、pHが高すぎると亜鉛溶解の反応速度が低くなるため、液のpHは5.0以下であることが望ましい。   If the pH of the acidic solution is too low, dissolution of zinc is promoted, but it is difficult to form an oxide. Therefore, the pH is preferably 1.0 or more. On the other hand, if the pH is too high, the reaction rate of zinc dissolution becomes low, so the pH of the solution is desirably 5.0 or less.

pH緩衝作用を有する酸性溶液は、pHが2.0〜5.0の領域においてpH緩衝作用を有するものが好ましい。これは、前記pH範囲でpH緩衝作用を有する酸性溶液を使用すると、酸性溶液に接触後、所定時間保持することで、本発明が目的とする酸化物層を安定して得ることができるためである。   The acidic solution having a pH buffering action is preferably one having a pH buffering action in a pH range of 2.0 to 5.0. This is because, when an acidic solution having a pH buffering action in the above pH range is used, the oxide layer targeted by the present invention can be stably obtained by holding the acidic solution for a predetermined time after contact. is there.

このようなpH緩衝作用を有する酸性溶液としては、酢酸ナトリウム(CHCOONa)などの酢酸塩、フタル酸水素カリウム((KOOC))などのフタル酸塩、クエン酸ナトリウム(Na)やクエン酸二水素カリウム(KH)などのクエン酸塩、コハク酸ナトリウム(Na)などのコハク酸塩、乳酸ナトリウム(NaCHCHOHCO)などの乳酸塩、酒石酸ナトリウム(Na)などの酒石酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、硫酸塩のうちの少なくとも1種以上を、前記各成分の含有量を5〜50g/Lの範囲で含有する水溶液を使用することができる。前記濃度が5g/L未満であると、亜鉛の溶解とともに溶液のpH上昇が比較的すばやく生じるため、摺動性の向上に十分な酸化物層を形成することができず、また50g/Lを超えると、亜鉛の溶解が促進され、酸化物層の形成に長時間を有するだけでなく、めっき層の損傷も激しく、本来の防錆鋼板としての役割も失うことが考えられるためである。 Examples of such an acidic solution having a pH buffering action include acetates such as sodium acetate (CH 3 COONa), phthalates such as potassium hydrogen phthalate ((KOOC) 2 C 6 H 4 ), sodium citrate (Na Citrates such as 3 C 6 H 5 O 7 ) and potassium dihydrogen citrate (KH 2 C 6 H 5 O 7 ), succinates such as sodium succinate (Na 2 C 4 H 4 O 4 ), and lactic acid At least one of lactate such as sodium (NaCH 3 CHOHCO 2 ), tartrate such as sodium tartrate (Na 2 C 4 H 4 O 6 ), borate, phosphate, sulfate, An aqueous solution containing the component in a range of 5 to 50 g / L can be used. If the concentration is less than 5 g / L, the pH of the solution rises relatively quickly with the dissolution of zinc, so that an oxide layer sufficient for improving the slidability cannot be formed, and 50 g / L is reduced. If it exceeds, dissolution of zinc is promoted and not only it takes a long time to form the oxide layer, but also the plating layer is severely damaged, and it is considered that the role as an original rust-proof steel sheet is lost.

このように、使用する酸性溶液がpH緩衝作用を有していれば、摺動性に優れる酸化物層を安定して形成できるため、溶液中に金属イオンや無機化合物などを不純物として、あるいは故意に含有していても本発明の効果が損なわれるものではない。   As described above, if the acidic solution to be used has a pH buffering action, an oxide layer having excellent sliding properties can be stably formed. Therefore, metal ions, inorganic compounds, and the like are contained in the solution as impurities or intentionally. Even if it contains, the effect of this invention is not impaired.

亜鉛系めっき皮膜を有する鋼板を酸性溶液に接触させる方法には特に制限はなく、酸性溶液に浸漬する方法、めっき鋼板に酸性溶液をスプレーする方法、塗布ロールを介して酸性溶液をめっき鋼板に塗布する方法等があるが、最終的に酸性溶液が薄い液膜状で鋼板表面に存在することが望ましい。鋼板表面に存在する液膜量が少ないと、めっき表面に所望厚さの酸化物層を形成することができない。しかし、鋼板表面に存在する酸性溶液の量が多すぎると、亜鉛の溶解が生じても溶液のpHが上昇せず、次々と亜鉛の溶解が生じるのみであり、酸化物層を形成するまでに長時間を有するだけでなく、めっき層の損傷も激しく、本来の防錆鋼板としての役割も失うことが考えられるためである。この観点から、酸性溶液に接触終了時の液膜量は、1g/m以上15g/m以下に調整することが有効である。液膜量の調整は、絞りロール、エアワイピング等で行うことができる。接触終了は、酸性溶液に浸漬する方法の場合は「浸漬終了」、めっき鋼板に酸性溶液をスプレーする方法の場合は「スプレー終了」、塗布ロールを介して酸性溶液を塗布する方法の場合は「塗布終了」を意味する。 There is no particular limitation on the method of bringing the steel sheet having the zinc-based plating film into contact with the acidic solution, the method of immersing in the acidic solution, the method of spraying the acidic solution onto the plated steel sheet, and applying the acidic solution to the plated steel sheet via the coating roll. However, it is desirable that the acidic solution finally exists in the form of a thin liquid film on the surface of the steel sheet. If the amount of liquid film present on the surface of the steel sheet is small, an oxide layer having a desired thickness cannot be formed on the plating surface. However, if the amount of the acidic solution present on the surface of the steel sheet is too large, the pH of the solution does not increase even if zinc dissolution occurs, and only zinc dissolution occurs one after another. This is because it not only has a long time but also severely damages the plating layer, and it is considered that the original role as a rust-proof steel sheet is lost. From this viewpoint, it is effective to adjust the liquid film amount at the end of contact with the acidic solution to 1 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less. The liquid film amount can be adjusted by a squeeze roll, air wiping or the like. The end of contact is “dipping end” in the case of the method of immersing in the acidic solution, “spray end” in the case of the method of spraying the acidic solution onto the plated steel plate, and “in the case of the method of applying the acidic solution via the coating roll” It means “end of application”.

また、酸洗溶液に接触終了後、水洗までの時間(水洗までの保持時間)は、1〜60秒必要である。これは、水洗までの時間が1秒未満であると、溶液のpHが上昇しZnを主体とする酸化物層が形成される前に、酸性溶液が洗い流されるため、摺動性の向上効果が得られず、また60秒を超えても、酸化物層の量に変化が見られないためである。   Moreover, after contact completion with a pickling solution, the time to water washing (holding time to water washing) needs 1 to 60 seconds. This is because if the time until washing with water is less than 1 second, the acidic solution is washed away before the pH of the solution rises and the oxide layer mainly composed of Zn is formed, so that the effect of improving the slidability is obtained. This is because no change can be seen in the amount of the oxide layer even if it is not obtained and exceeds 60 seconds.

以上の条件を満たしていれば、亜鉛系めっき鋼板の表面に、効率よく安定的に亜鉛系酸化物層を形成することができる。   If the above conditions are satisfied, a zinc-based oxide layer can be efficiently and stably formed on the surface of the zinc-based plated steel sheet.

酸性溶液が水洗、乾燥後の鋼板表面に残存すると、鋼板コイルが長期保管されたときに錆が発生しやすくなる。係る錆発生を防止する観点から、アルカリ性溶液に浸漬あるいはアルカリ性溶液をスプレーするなどの方法でアルカリ性溶液と接触させて、鋼板表面に残存している酸性溶液を中和する処理を施してもよい。アルカリ性溶液は、表面に形成された亜鉛系酸化物の溶解を防止するためpHは12以下であることが望ましい。前記pHの範囲内であれば、使用する溶液に制限はなく、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムなど使用することができる。   When the acidic solution remains on the surface of the steel sheet after being washed and dried, rust is likely to occur when the steel sheet coil is stored for a long period of time. From the viewpoint of preventing the occurrence of rust, a treatment for neutralizing the acidic solution remaining on the surface of the steel sheet may be performed by contacting with the alkaline solution by a method such as immersion in an alkaline solution or spraying the alkaline solution. The alkaline solution preferably has a pH of 12 or less in order to prevent dissolution of the zinc-based oxide formed on the surface. If it is in the said pH range, there will be no restriction | limiting in the solution to be used, Sodium hydroxide, sodium phosphate, etc. can be used.

本発明における亜鉛系酸化物とは、金属成分として亜鉛を主体とする酸化物、水酸化物であり、鉄、Al等の金属成分を合計量として亜鉛よりも少なく含有する場合や、硫酸、硝酸、塩素等のアニオンを合計量として酸素と水酸基のモル数よりも少なく含有する場合も本発明の亜鉛系酸化物に含まれる。なお、亜鉛系酸化物層に酸性溶液のpH調整に使用する硫酸イオンなどのアニオン成分が亜鉛系酸化物層が含有される場合もあるが、硫酸イオンなどのアニオン成分や、pH緩衝作用を有する酸性溶液中に含まれるS、N、P、B、Cl、Na、Mn、Ca、Mg、Ba、Sr、Siなどの不純物、S、N、P、B、Cl、Na、Mn、Ca、Mg、Ba、Sr、Si、O、Cなどを含む化合物は、本発明の効果が損なわれない限り亜鉛系酸化物中に含有されても支障はない。   The zinc-based oxide in the present invention is an oxide or hydroxide mainly composed of zinc as a metal component. When the total amount of metal components such as iron and Al is less than zinc, sulfuric acid, nitric acid In addition, a case where the total amount of anions such as chlorine is less than the number of moles of oxygen and hydroxyl groups is also included in the zinc-based oxide of the present invention. The zinc-based oxide layer may contain anionic components such as sulfate ions used to adjust the pH of the acidic solution. However, the zinc-based oxide layer has an anion component such as sulfate ions and a pH buffering action. Impurities such as S, N, P, B, Cl, Na, Mn, Ca, Mg, Ba, Sr, and Si contained in the acidic solution, S, N, P, B, Cl, Na, Mn, Ca, Mg A compound containing Ba, Sr, Si, O, C and the like can be contained in a zinc-based oxide as long as the effects of the present invention are not impaired.

めっき表層における酸化物層の厚さを10nm以上とすることにより、良好な摺動性を示す亜鉛系めっき鋼板が得られるが、酸化物層の厚さを20nm以上、より好ましくは30nm以上とするとより効果的である。これは、金型と被加工物の接触面積が大きくなるプレス成形加工において、表層の酸化物層が摩耗した場合でも残存し、摺動性の低下を招くことがないためである。一方、酸化物層の厚さの上限は特に設けないが、200nmを超えると表面の反応性が低下し、酸化物層の生成量が低下するため、200nm以下とするのが望ましい。   By setting the thickness of the oxide layer in the plating surface layer to 10 nm or more, a zinc-based plated steel sheet showing good slidability can be obtained, but when the thickness of the oxide layer is 20 nm or more, more preferably 30 nm or more. More effective. This is because, in the press molding process in which the contact area between the mold and the workpiece becomes large, even if the oxide layer on the surface layer is worn, it remains and does not cause a decrease in slidability. On the other hand, the upper limit of the thickness of the oxide layer is not particularly set, but if it exceeds 200 nm, the surface reactivity is lowered and the amount of oxide layer produced is lowered.

冷間圧延後焼鈍した厚さ0.7mmの鋼板上に、常法により片面あたりのめっき付着量45g/mの溶融亜鉛めっきを施し、その後、合金化処理を行い、めっき皮膜中のFe含有率を10質量%とした。その後、調質圧延を行った。調質圧延は、Raが2.1μmのダルロールを用いて圧下率0.7%でダル圧延し、引き続いてRaが0.1μmのブライトロールを用いて圧下率を変えてブライト圧延した。調質圧延後、下記の潤滑皮膜形成処理を行い、めっき表面に亜鉛系酸化物皮膜を形成した。比較のために、ダル圧延だけでブライト圧延と潤滑皮膜形成処理を行わないもの、ダル圧延後ブライト圧延を行わずに潤滑皮膜生成処理を行ったものも作成した。 On a 0.7 mm thick steel plate annealed after cold rolling, hot dip galvanizing with a plating adhesion amount of 45 g / m 2 per one side is applied by a conventional method, and then alloyed to contain Fe in the plating film. The rate was 10% by mass. Thereafter, temper rolling was performed. The temper rolling was performed by dull rolling at a reduction rate of 0.7% using a dull roll having a Ra of 2.1 μm, and subsequently bright rolling at a reduction rate of using a bright roll having a Ra of 0.1 μm. After temper rolling, the following lubricating film formation treatment was performed to form a zinc-based oxide film on the plating surface. For comparison, a dull rolling process that does not perform bright rolling and lubrication film formation treatment, and a dull rolling process that does not perform bright rolling and a lubrication film generation process were also prepared.

<潤滑皮膜形成処理>
調質圧延した鋼板を、酢酸ナトリウム30g/Lを含有し、50℃、pH2.0の酸性溶液に浸漬した後、酸性溶液槽出側の絞りロールで鋼板表面に付着させる液膜量を調整した。その際、絞りロールの圧力を変化させることで、液膜量を5g/mに調整した。液膜量調整後、10〜30秒放置した後、50℃の温水を鋼板にスプレーして洗浄し、めっき表面に酸化物層を形成した。
<Lubrication film formation treatment>
After the temper rolled steel sheet was immersed in an acidic solution containing sodium acetate 30 g / L and at 50 ° C. and pH 2.0, the amount of liquid film adhered to the steel sheet surface was adjusted with a drawing roll on the acidic solution tank outlet side. . At that time, the liquid film amount was adjusted to 5 g / m 2 by changing the pressure of the squeeze roll. After adjusting the amount of liquid film, it was allowed to stand for 10 to 30 seconds, and then sprayed and washed with hot water at 50 ° C. to form an oxide layer on the plating surface.

前記で作成した各合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面形状プロファイル、酸化物層が存在する領域、酸化物層の厚さ、摺動性を以下の方法で調査した。   The surface profile of each alloyed hot-dip galvanized steel sheet prepared above, the region where the oxide layer exists, the thickness of the oxide layer, and the slidability were investigated by the following methods.

<深さプロファイル>
各鋼板について、めっき表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、該基準面からの深さを測定し、深さのヒストグラムを作成した。測定は光学式表面形状測定機(Canon社、NewView6000)を用い、測定領域:1.41mm×1.06mm、測定点数:640×480点、水平分解能:2.21μmとした。各鋼板について、N数5で測定した。深さのヒストグラムの例を図1に示す。
<Depth profile>
For each steel plate, a plane parallel to the steel plate surface passing through the highest point on the plating surface was used as a reference plane, the depth from the reference plane was measured, and a depth histogram was created. The measurement was carried out using an optical surface shape measuring instrument (Canon, NewView 6000), measuring area: 1.41 mm × 1.06 mm, number of measuring points: 640 × 480 points, horizontal resolution: 2.21 μm. About each steel plate, it measured by N number 5. An example of a depth histogram is shown in FIG.

各深さのヒストグラム(深さプロファイル)から、最大ピークとなる深さを求め、その平均値(5点の平均値)を最大ピークの深さとし、この深さが、深さ0.3〜2μmの間にあるかどうかを判定した。   The maximum peak depth is obtained from the histogram (depth profile) of each depth, and the average value (average value of five points) is defined as the maximum peak depth. This depth is 0.3 to 2 μm in depth. It was judged whether it was between.

<酸化物層が存在する領域>
発明例の鋼板について、EPMAを用いて酸素のマッピング分析し,同一領域の表面形状を光学式表面形状測定機で測定することで、深さが0.3μmから2μmの範囲にある表面に酸化物層が形成されていることを確認した。
<Area where oxide layer exists>
For the steel sheet of the invention example, oxygen mapping analysis was performed using EPMA, and the surface shape of the same region was measured with an optical surface shape measuring instrument, so that the oxide on the surface having a depth in the range of 0.3 μm to 2 μm. It was confirmed that a layer was formed.

<酸化物層の厚さ>
酸化物層の厚さの測定には蛍光X線分析装置を使用した。測定時の管球の電圧および電流は30kVおよび100mAとし、分光結晶はTAPに設定してO−Kα線を検出した。O−Kα線の測定に際しては、そのピーク位置に加えてバックグラウンド位置での強度も測定し、O−Kα線の正味の強度が算出できるようにした。なお、ピーク位置およびバックグラウンド位置での積分時間は、それぞれ20秒とした。
<Thickness of oxide layer>
A fluorescent X-ray analyzer was used to measure the thickness of the oxide layer. The tube voltage and current during the measurement were 30 kV and 100 mA, the spectroscopic crystal was set to TAP, and the O-Kα ray was detected. When measuring the O-Kα line, in addition to the peak position, the intensity at the background position was also measured so that the net intensity of the O-Kα line could be calculated. The integration time at the peak position and the background position was 20 seconds, respectively.

また、試料ステージには、これら一連の試料と一緒に、適当な大きさに劈開した膜厚96nm、54nmおよび24nmの酸化シリコン皮膜を形成したシリコンウエハーをセットし、これらの酸化シリコン皮膜からもO−Kα線の強度を算出できるようにした。これらのデータを用いて酸化物層の厚さとO−Kα線強度との検量線を作成し、供試材の酸化物層の厚さを酸化シリコン皮膜換算での酸化物層の厚さとして算出するようにした。   A silicon wafer on which a silicon oxide film having a thickness of 96 nm, 54 nm, and 24 nm, which has been cleaved to an appropriate size, is set on the sample stage together with these series of samples. The intensity of -Kα rays can be calculated. Using these data, create a calibration curve between the thickness of the oxide layer and the O-Kα line intensity, and calculate the thickness of the oxide layer of the test material as the thickness of the oxide layer in terms of silicon oxide film. I tried to do it.

<摺動性>
プレス成形性を評価するために、各供試材の摩擦係数を以下のようにして測定した。
図2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、スギムラ化学工業(株)製の防錆洗浄油(プレトンR352L、プレトンは登録商標)を試料1の表面に塗布して試験を行った。
<Slidability>
In order to evaluate the press formability, the friction coefficient of each test material was measured as follows.
FIG. 2 is a schematic front view showing the friction coefficient measuring apparatus. As shown in the figure, a friction coefficient measurement sample 1 collected from a test material is fixed to a sample table 2, and the sample table 2 is fixed to the upper surface of a slide table 3 that can move horizontally. A slide table support 5 having a roller 4 in contact with the slide table 3 is provided on the lower surface of the slide table 3, and when this is pushed up, a pressing load N applied to the friction coefficient measurement sample 1 by the bead 6. A first load cell 7 is attached to the slide table support 5. A second load cell 8 for measuring a sliding resistance force F for moving the slide table 3 in the horizontal direction in a state where the pressing force is applied is attached to one end of the slide table 3. In addition, as a lubricating oil, a rust preventive cleaning oil (Preton R352L, Preton is a registered trademark) manufactured by Sugimura Chemical Industry Co., Ltd. was applied to the surface of Sample 1 and tested.

図3、図4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3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半径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。図4に示すビード6の形状は幅10mm、試料の摺動方向長さ69mm、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60mmの平面を有する。   3 and 4 are schematic perspective views showing the shape and dimensions of the beads used. The bead 6 slides with its lower surface pressed against the surface of the sample 1. The bead 6 shown in FIG. 3 has a width of 10 mm, a length of 12 mm in the sliding direction of the sample, and a lower portion at both ends in the sliding direction is formed of a curved surface having a curvature radius of 4.5 mmR. It has a plane with a moving direction length of 3 mm. The shape of the bead 6 shown in FIG. 4 is 10 mm wide, the length of the sliding direction of the sample is 69 mm, the lower part at both ends of the sliding direction is a curved surface with a curvature of 4.5 mmR, and the lower surface of the bead against which the sample is pressed is 10 mm wide and sliding. It has a plane with a direction length of 60 mm.

摩擦係数の測定は以下に示す2条件で行った。
[条件A]
図3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):100cm/minとした。
[条件B]
図4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):20cm/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。
The coefficient of friction was measured under the following two conditions.
[Condition A]
The bead shown in FIG. 3 was used, the pressing load N was 400 kgf, and the sample drawing speed (horizontal moving speed of the slide table 3) was 100 cm / min.
[Condition B]
The bead shown in FIG. 4 was used, the pressing load N was 400 kgf, and the sample drawing speed (horizontal moving speed of the slide table 3) was 20 cm / min.
The friction coefficient μ between the test material and the bead was calculated by the formula: μ = F / N.

調質圧延条件及び表面形状プロファイル、酸化物層の厚さ、摺動性の調査結果を表1に示す。   Table 1 shows the temper rolling conditions, surface shape profile, oxide layer thickness, and slidability investigation results.

Figure 2011214029
Figure 2011214029

本発明例は、比較例に比べて摺動性が優れることがわかる。   It turns out that the example of this invention is excellent in slidability compared with a comparative example.

本実施例は,本発明によるブライトスキンパス後潤滑処理の効果を見るために,潤滑皮膜の形成時間(放置時間)を制御して、同じ潤滑皮膜量にした結果を示したものである。潤滑皮膜の形成時間が同じなら、本発明によればブライトスキンパスによって活性化された面積が大きくなるので、潤滑皮膜の形成領域が増え、潤滑皮膜量も増加することになる。潤滑皮膜量の増加によってさらに摺動性は向上する。製造工程を考えると従来のダルロールによる調質圧延のみに比べて本発明によれば、潤滑皮膜を形成できる面積が増えるのでより潤滑皮膜を短時間で形成することができるため生産性を向上できる利点もある。   In this example, in order to see the effect of the lubrication treatment after bright skin pass according to the present invention, the result of controlling the formation time (leaving time) of the lubricant film to the same amount of lubricant film is shown. If the formation time of the lubricating film is the same, according to the present invention, the area activated by the bright skin pass increases, so that the formation area of the lubricating film increases and the amount of the lubricating film also increases. The slidability is further improved by increasing the amount of the lubricating film. Considering the manufacturing process, the present invention has an advantage that the lubricating film can be formed in a short time because the area where the lubricating film can be formed is increased as compared to the conventional temper rolling by the dull roll, so that the productivity can be improved. There is also.

本発明によれば、プレス成形時における摺動性を向上できるので、より成形の厳しい部材へ適用しても、優れた摺動性を発現できる。   According to the present invention, the slidability at the time of press molding can be improved, so that excellent slidability can be exhibited even when applied to a more severely molded member.

Claims (2)

表面の最も高い点を通る鋼板面に平行な面を基準面とし、該基準面からの表面の深さのヒストグラムを作成したときに、深さ0.3μmから2μmの間に少なくとも1つのピークがあり、深さ0μmから5μmの間に存在するピークの中で最大ピークが深さ0.3μmから2μmの間にあり、かつ、少なくとも深さが0.3μmから2μmの範囲にある表面に潤滑皮膜を有することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板。   When a histogram parallel to the surface of the steel sheet passing through the highest point of the surface is used as a reference plane, and a histogram of the depth of the surface from the reference plane is created, at least one peak is present between the depth of 0.3 μm and 2 μm. A lubricating film on the surface where the maximum peak is between 0.3 μm and 2 μm and the depth is at least in the range of 0.3 μm to 2 μm. A galvanized steel sheet characterized by comprising: 潤滑皮膜は亜鉛系酸化物で、めっき表面の平均厚さが10nm以上であることを特徴とする請求項1に記載の亜鉛系めっき鋼板。   The zinc-based plated steel sheet according to claim 1, wherein the lubricating film is a zinc-based oxide, and the average thickness of the plating surface is 10 nm or more.
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