JP2020116724A - 表面処理金属部材の製造方法および表面処理金属部材 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、表面にめっき金属が被覆された表面処理鋼板を素材とし、この素材から本発明の製造方法によりL型の軽山形鋼,C型の軽溝形鋼や溶接軽量H形鋼といった形鋼を製造することによって、形鋼の端面には、その板厚の70%以上にわたってめっき金属が回り込んだ形鋼が得られ、その形鋼は端面に吹き付け塗装等の工程を行わなくても、腐食による赤錆が発生しない形鋼である。
また、以下においては、表面処理金属板の一例として表面にめっき金属が被覆された表面処理鋼板を取り上げ、また表面処理金属部材の一例として形鋼を取り上げて説明する。
このZn‐Al‐Mg系めっき鋼板の素地鋼板は、特に限定されず、例えば低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼及び合金鋼等を素地鋼板として使用することが可能である。また、Zn‐Al‐Mg系めっき鋼板をプレス成形して使用する場合には、低炭素Ti添加鋼、低炭素Nb添加鋼等の絞り加工性に優れる素地鋼板を用いることが好ましい。
本発明の対象となる表面処理金属板は、素地が鋼板でありめっき金属にZnを含む場合にはZnの鋼板に対する犠牲防食作用が働き、めっき金属により表面処理鋼板の切断端面に対して防錆性や耐食性が発揮される。
図1(a)のX−Xの位置における鋼板100は、回転刃1で押圧されていない切断前の状態である。X−X断面を図1(b)に示す。
勾配の角度θは、3度以上20度以下の場合、即ち、勾配が5%以上36%以下の場合に、めっき金属110の回り込み量の増加が得られる。角度θが20度を超えてもめっき金属110の回り込み量の増加が得られるが、切断された鋼板100の表裏で幅の寸法差が大きくなる。また、角度θが大きくなると、切断に要する設備の負荷が大きくなるだけでなく、回転刃と接触する箇所が板厚方向に潰されながら切断されるため、切断箇所が長手方向に大きく伸びる。その結果、ねじれや反りが発生してしまう。また、角度θが3度未満の場合、めっき金属110の回り込み量が少ないだけでなく、回り込んだめっきの厚みも薄くなる。よって、めっき金属110の回り込み量を増加させ、かつ鋼板100の端面の形状が良好であるためには、角度θが3度以上20度以下(勾配が5%以上36%以下)である場合が好ましく、更に、切断された鋼板100の表裏で幅の寸法差を小さくするためには角度θが5度以上10度以下(勾配が9%以上18%以下)である場合がより好ましい。
(2)回転刃1の所定の勾配は、5%以上36%以下とすることが好ましい。これにより、端面に回りこむめっき金属の量を増加させることができる。
(3)また、回転刃1は、回転軸方向について、前記勾配面と前記回転刃の外周面により構成される角部間の距離が、前記表面処理金属鋼板の板厚の0%以上10%以下とすることが好ましい。これにより、表面処理鋼板100の表面側と裏面側に接触した回転刃1の角部30近傍から発生するクラックが繋がりやすくなり、クラックが連続的に発生するので、帯状の表面処理鋼板100を連続して切断するのに適した切断方法となる。
(表面処理鋼板)
表面処理鋼板100として板厚が2.3mm、3.2mm、4.5mmで、表面処理鋼板の切断面側のめっき付着量が90g/m2、190g/m2、350g/m2であるZn−6質量%Al−3質量%Mg合金めっき鋼板を用いた。回転刃1として、直径が最も大きい箇所でφ160mmである上下の回転刃を用い、幅250mm長さ3000mmの表面処理鋼板を、幅190mmへ切断加工した。
端面に回り込んだめっき金属評価は、断面観察により、せん断面にめっき金属が回り込んだ領域とダレの領域を測定し、切断された鋼板の厚みに対するめっき金属の回り込み長さとダレの長さを合計した比率を、めっき金属の回り込み率(%)=(ダレの領域の長さ+せん断面にめっき金属が回りこんだ領域の長さ)/板厚×100として評価した。
(端面のカエリの評価)
また、端面のカエリは、切断した表面処理鋼板の一部を切り出してエポキシ樹脂に埋め込み、埋め込んだ表面処理鋼板の断面を観察してカエリの長さを求めた。
発明例1〜10における切断端面のめっき金属の回り込み率は、回転刃1の勾配の角度θが5度、クリアランスCが1.6%または5.0%において、いずれも70%以上となることが確認できた。
次に、表1に示した発明例1〜10と比較例1〜4の表面処理鋼板を素材として、全20段のロール成形機により断面がC型である軽溝形鋼を製造した。具体的には、図8(A)に示す、高さH1が50mm、幅W1が100mmのC型の軽溝形鋼とした。
軽溝形鋼の端面の錆の発生を評価した結果は表1に合わせて示しており、めっき金属の回り込み率に応じた結果となった。めっき金属の回り込み率が約65%以下の比較例1〜4では、赤錆が確認された。しかし、めっき金属の回り込み率が約70%以上の発明例1〜10では、赤錆は確認されなかった。
素材として用いた表面処理鋼板は、表1の発明例No.5の表面処理鋼板と同じものを用いた。即ち、板厚が3.2mm、表面処理鋼板の切断面側のめっき付着量が190g/m2であるZn−6質量%Al−3質量%Mg合金めっき鋼板である。
具体的には、一般的な角部が直角の、つまり、勾配を有さない回転刃により切断加工方法により行ったものである。
2 回転軸
10 勾配面
20 外周面
30 角部
100 表面処理鋼板
101 表面処理鋼帯
102 フランジ
103 ウェブ
Claims (5)
- 表面及び裏面がめっき金属で被覆された表面処理金属板を素材とする表面処理金属部材を製造する方法であって、
前記表面処理金属板を一対の円盤状の回転刃の間に通してせん断力により切断する第1工程と、
前記第1工程で切断した前記表面処理金属板に加工を加えて表面処理金属部材を製造する第2工程と、
を備え、
前記回転刃は、前記表面処理金属板の切断面側の一面の外周近傍に、所定の勾配を有する勾配面を備えていることを特徴とする表面処理金属部材の製造方法。 - 前記所定の勾配は、5%以上36%以下である請求項1に記載の表面処理金属部材の製造方法。
- 前記一対の回転刃は、回転軸方向について、前記勾配面と前記回転刃の外周面により構成される角部間の距離が、前記表面処理金属板の板厚の0%以上10%以下となるように配置される請求項1または2のいずれかに記載の表面処理金属部材の製造方法。
- 前記勾配面と前記回転刃の外周面により構成される角部の曲率半径が0.5mm以下である請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理金属部材の製造方法。
- 表面及び裏面がめっき金属で被覆された表面処理金属板を素材とする表面処理金属部材であって、表面処理金属板の端面において、前記表面処理金属板の板厚の70%以上にわたってめっき金属が回り込んでいることを特徴とする表面処理金属部材。
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