JP2718627B2 - 摺動性と塗装鮮映性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

摺動性と塗装鮮映性に優れた亜鉛系めっき鋼板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は摺動性と塗装鮮映性に優
れた亜鉛系めっき鋼板に関し、さらに詳しくは、自動
車、家庭電化製品等のプレス加工により加工された後、
塗装されて最終製品となる摺動性と塗装鮮映性に優れた
亜鉛系めっき鋼板に関するものである。
【0002】
【従来技術】一般的に、自動車車体或いは家庭電化製品
の匡体等のプレス加工等に使用される薄鋼板は、プレス
加工時には潤滑油を保持して、金型との焼き付きを防止
するための、所謂、ダル仕上げといわれている梨地肌状
の微細な凹凸が薄鋼板表面に施されている。
【0003】しかし、このようなダル仕上げ加工表面に
おいては、プレス加工、また、その後通常その表面の防
錆と美麗化のために塗装が行われても完全な平滑化には
ならず、梨地肌状のうねりが残存するため、塗装表面に
は映された周囲の景色の写像鮮映性が悪い。
【0004】従って、いままでは、この写像鮮映性を高
くするために、塗膜の厚さを増加させるか、塗装を2コ
ート、3コートさらに4コートと多層化するか、或い
は、下塗り塗装前に水研により下塗り塗膜の表面を平滑
化する等の対策が取られてきた。
【0005】しかし、このような対策は、塗装が本来必
要とされている表面の防錆および美化以上に塗装による
作業の繁雑さや費用が増加する要因となっており、その
ため、鋼板に対するダル仕上げ面を制御することによ
り、塗装工程の簡略化が望まれてきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た亜鉛系めっき鋼板における従来技術の種々の問題点を
解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重
ねた結果、最近になって、レーザー加工によって規則的
な凹凸を設けた圧延ロールを使用して鋼板の調質圧延を
行った、所謂、レーザーダル仕上げが実用化され、プレ
ス成形性と塗装鮮映性の両方を兼ね備えることができる
ようになった。
【0007】しかし、このレーザーダル仕上げを行った
冷間圧延鋼板の上に亜鉛系めっきを行った、合金化溶融
亜鉛めっき、Zn−Ni系合金電気めっき、Zn−Fe
系合金電気めっきでは、プレス成形性がその表面硬度に
より変化し、鮮映性と摺動性の両方を兼ね備える範囲
が、亜鉛系めっき層の表面硬度とめっき表面の凹部体
積、即ち、プレス時の表面単位面積当たりの油保持量を
パラメーターとして整理できることを知見し、亜鉛系め
っき鋼板の塗装鮮映性と摺動性を両立させることができ
る亜鉛系めっき鋼板を開発したのである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る摺動性と塗
装鮮映性に優れた亜鉛系めっき鋼板の特徴とするところ
は、亜鉛系めっき鋼板であって、表面に面積0.000
1mm2〜0.01mm2の微細凹部を有しており、か
つ、亜鉛系めっき層ビッカース硬度(Hv)、単位面積
当たりの凹部体積の和(w)が下記式を満足することに
ある。 100≦Hv≦500・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) w≦−0.50×10-5×Hv+4.5×10-3(mm)・・・・・(2) w≧−0.25×10-5×Hv+1.75×10-3(mm)・・・・(3)
【0009】本発明に係る摺動性と塗装鮮映性に優れた
亜鉛系めっき鋼板について、以下詳細に説明する。
【0010】先ず、亜鉛めっき系鋼板の表面に存在する
微細凹部、これは、プレス油、潤滑油、防錆油等の油分
を保持する微細凹部であり、これについて説明する。即
ち、亜鉛系めっき鋼板はプレス成形時に、金型と金型と
の間において平均面圧は1kgf/mm2、最大で10
kgf/mm2以上の面圧により押さえ付けられながら
金型間を摺動して加工される。
【0011】この摺動時に表面の微細凹部に溜まってい
る油が、金型と亜鉛系めっき鋼板表面の間に滲みだして
いくことにより、この鋼板と金型の直接の金属接触が防
止され、亜鉛系めっき鋼板と金型の潤滑が正常に保持さ
れている。
【0012】従って、亜鉛系めっき鋼板のめっき表面が
柔らかくなると、同一面圧が付与されても表面の微細凹
部の潰され方が大きくなり、油分保持量が低下するの
で、加工を行う時、金型とめっき表面の金属接触が起こ
り易くなり、結果として、金型表面へのめっき金属の焼
き付きと金型表面へのスクラッチ疵の発生、そのため、
亜鉛系めっき鋼板の摺動抵抗が増加して鋼板に破断が生
じて、プレス成形が不可能となるのである。
【0013】次に、亜鉛系めっき鋼板の表面に存在する
微細凹部の影響について説明する。即ち、亜鉛系めっき
鋼板を製造する際にこの表面の微細凹部は、プレス成形
後行われる塗装により埋められて平滑化される。
【0014】この場合、この表面微細凹部が少ないと塗
料が凹部に吸い込まれる量も少なくなり、速やかに平滑
化されるため塗装後の鮮映性に影響を及ぼさないが、微
細凹部が大きくなると塗装を行っても表面が完全に平滑
化されないので塗装鮮映性は低下する。
【0015】さらに、亜鉛系めっき鋼板の表面の微細凹
部は、プレス加工時に摺動により微細凹部が部分的に埋
められるが、プレス前は同じ凹部体積でもめっき硬度が
高いほど、摺動による凹部体積の減少が少ないので、そ
れだけ塗装時の塗料の吸い込み量が大きく、従って、塗
装鮮映性が大きく劣化するようになる。
【0016】図1に亜鉛系めっき鋼板の塗装鮮映性とプ
レス摺動性との関係について示してある。即ち、レーザ
ーダル仕上げの表面微細凹部のピッチおよび圧延を行う
時の圧下率を変化させて、単位面積当たりの微細凹部体
積の和(w)を変化させた冷間圧延鋼板を作製した。
【0017】作製された冷間圧延鋼板表面にNi含有量
を変化させることにより、めっき層の硬度(Hv)を変
化させた各種Zn−Ni系合金電気めっきを行ってめっ
き鋼板を製造し、この場合のめっき鋼板の塗装鮮映性と
プレス摺動性との関係を示したものである。図1におい
て、○はプレス、鮮映性共に良好、△はプレス性不良、
▲は鮮映性不良、×はプレス、鮮映性共に不良を示す。
【0018】この図1から、めっき層硬度(Hv)が1
00未満では、単位面積当たりの凹部体積の和(w)が
如何に大きくても、プレス成形性が不良であることがわ
かる。また、めっき層硬度(Hv)が500を越えると
Zn系合金めっきを行うことは実質的に困難であるか
ら、めっき層硬度(Hv)の上限は500とする。よっ
て、亜鉛系めっき層のビッカース硬度は100≦Hv≦
500とする。
【0019】また、図1において、 w≦−0.50×10-5×Hv+4.5×10-3(mm)・・・・・(2) により示される範囲を超えると単位面積当たりの凹部体
積の和(w)が大きくなり過ぎて、鮮映性が不良となる
ことがわかる。
【0020】かつ、図1において、 w≧−0.25×10-5×Hv+1.75×10-3(mm)・・・・(3) で示される範囲未満になると、単位面積当たりのの凹部
体積の和(w)が小さくなり過ぎて、プレス成形性が不
良であることがわかる。
【0021】このような、めっき層硬度(Hv)、単位
面積当たりの凹部体積の和(w)と鮮映性およびプレス
成形性との関係については、Zn−Ni系合金めっき以
外の亜鉛系めっき鋼板にも同様に成立するするものであ
る。
【0022】さらに、亜鉛系めっき鋼板の表面に存在す
る微細凹部の面積は0.0001〜0.04mm2とする
必要があり、この微細凹部の面積が0.0001mm2
満では油保持力が不充分であるためプレス成形性が劣化
してしまい、また、0.04mm2を越えると如何に塗装
を行ってもその微細凹部は塗装後にも残存して鮮映性を
劣化させる。
【0023】なお、本発明に係る摺動性と塗装鮮映性に
優れた亜鉛系めっき鋼板としては、Zn−Ni系、Zn
−Fe系、Zn−Co系、Zn−Mn系、Zn−Cr系
等の電気めっき鋼板、SiO2、Al23等をめっき層
中に分散させた分散めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板、Zn−Al系溶融めっき鋼板、表面にFeリッチ
層をフラッシュめっきを行った合金化溶融亜鉛めっき鋼
板等が挙げられる。そして、めっき層硬度(Hv)、が
規定の範囲内であればめっきの種類に限定されない。
【0024】また、亜鉛系めっき鋼板表面に凹部を形成
させる方法としては、冷間圧延鋼板に調質圧延により形
成された後、めっきを行う方法或いはめっきを行った
後、調質圧延を行う方法がある。
【0025】さらに、圧延ロールに設けられた凸部によ
り亜鉛系めっき鋼板表面に微細凹部を形成させる場合
の、圧延ロールに凸部を形成させる方法としては、レー
ザー加工により方法、フォトエッチングによる方法、ミ
ール彫刻による方法等があり、何れの方法により行って
もよい。
【0026】
【実 施 例】本発明に係る摺動性と塗装鮮映性に優れ
た亜鉛系めっき鋼板の実施例を説明する。
【0027】
【実 施 例 1】板厚0.8mmの低炭素アルミキルド鋼
板を、レーザーダル仕上げの凹部ピッチを変化させた圧
延ロールを使用して、圧延時の圧下率を変化させて単位
面積当たりの凹部体積の和(w)を変化させた冷間圧延
鋼板を作製した。
【0028】次に、この冷間圧延鋼板表面にNi含有量
を変化させたZn−Ni合金めっき20g/m2を電気
めっきによりめっきを行い、めっき層硬度(Hv)を変
化させたZn−Ni合金電気めっき鋼板を製造した。こ
のめっき鋼板に、自動車用の3コート塗装を行った後、
鮮映性を測定した。
【0029】(鮮映性調査方法) ・塗装 3コート 燐酸塩処理 浸漬法燐酸亜鉛処理 電着塗装 カチオン型 20μm 中塗り 40μm 上塗り 40μm ・鮮映性測定器 DOIメーター(ATI
SYSTEMSINC. 製) DOIメーターは、鮮映性は0〜100の数値で表示さ
れ、95以上は鮮映性が良好である。
【0030】(プレス成形性,円筒深絞り試験により評
価した。) ・円筒深絞り試験機 ブランク径 110mm ポンチ径 50mm 絞り比 2.2 皺抑え力 600kgf 潤滑 防錆油(ノックスラスト530
F)
【0031】(めっき層硬度,Hv) ・ミクロビッカース硬度計 荷重1kgfの条件でめっき層表面から測定した。
【0032】(単位面積当たりの凹部体積の和,w) ・三次元表面粗度測定装置 この装置により求めた表面プロフィールより凹部体積を
算出した。
【0033】このようにして得られたデータを、めっき
層硬度(Hv)を横軸、単位面積当たりのの凹部体積の
和(w)を縦軸として表示したのが図1である。
【0034】
【実 施 例 2】板厚0.8mm、めっき付着量60g/
2の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を底辺長125μm、
高さ40μmの四角錐状の突起を有する彫刻加工ロール
により圧下率を変化させて調質圧延を行い、単位面積当
たりの凹部体積の和(w)を変化させた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を作製した。
【0035】めっき層の平均Fe含有量は11%、めっ
き層硬度は280であった。これら鋼板について、実施
例1と同様の方法により、塗装鮮映性およびプレス成形
性を評価した。表1にその結果を示す。
【0036】
【表1】
【0036】このように実施例1および実施例2から、
本発明に係る摺動性と塗装鮮映性に優れた亜鉛系めっき
鋼板は、塗装後の鮮映性およびプレス成形性に優れてい
ることは明らかであり、従って、自動車車体、特に、ド
ア、フェンダー、フード等の所謂外板に、また、電気冷
蔵庫外板等に特に適しているという効果を有する。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る摺動
性と塗装鮮映性に優れた亜鉛系めっき鋼板は上記の構成
を有しているものであるから、塗装後の鮮映性およびプ
レス成形性に優れており、自動車車体、特に、ドア、フ
ェンダー、フード等の所謂外板に、また、電気冷蔵庫外
板等に使用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】めっき層硬度(Hv)と単位面積当たりの凹部
体積(w)との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 30/00 C23C 30/00 B C25D 5/26 C25D 5/26 F 15/02 15/02 Z (72)発明者 中 野 博 昭 兵庫県加古川市金沢町1番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】亜鉛系めっき鋼板であって、 表面に面積0.0001mm2〜0.01mm2の微細凹部
    を有しており、かつ、亜鉛系めっき層ビッカース硬度
    (Hv)、単位面積当たりの凹部体積の和(w)が下記
    式を満足することを特徴とする摺動性と塗装鮮映性に優
    れた亜鉛系めっき鋼板。 100≦Hv≦500・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) w≦−0.50×10-5×Hv+4.5×10-3(mm)・・・・・(2) w≧−0.25×10-5×Hv+1.75×10-3(mm)・・・・(3)
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KR101839245B1 (ko) 2016-12-14 2018-03-15 주식회사 포스코 압연롤 및 이에 의해 제조된 도금강판
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KR20230079833A (ko) 2021-11-29 2023-06-07 주식회사 포스코 프레스 성형성 및 도장 선영성이 우수한 도금강판용 조질압연 롤, 이를 이용한 도금강판 및 도금강판의 제조방법

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