JP2792393B2 - 自動車用合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鮮映性と加工性、さら
にパウダリング性に優れた自動車車体外板用合金化溶融
亜鉛めっき鋼板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体外板のように、プレスによる
成形加工が施される薄鋼板は、一般に塗装仕上りの観点
から、冷間圧延鋼板が多用され、一方防錆上の見地から
は、溶融亜鉛めっきや各種電気めっきを施したものが用
いられている。

【０００３】しかしながら、防錆対策の面で有用な合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化処理を施しためっき層
表面の凹凸が大きいため、塗装面の品質、特に鮮映性が
劣ることに加えて、プレス成形性にも難があり、プレス
成形時のめっき皮膜剥離 (パウダリング性) もあるた
め、塗装仕上りが重視される使途ではまだ実用の域には
達していない。

【０００４】ここで、「鮮映性」というのは、塗装後の
表面平滑さの１つの指標であって、塗装面の乱反射が少
なく光沢に富む一方、塗装面に生じる写像のゆがみが少
ないことをあわせ示す指標である。かかる特質を有する
鮮映性は乗用車をはじめ、軽自動車やワゴン車、さらに
はトラックなどでも、塗装面の仕上り品質が視覚的に直
接、顧客に対し自動車の総合的品質の高さを訴えること
から、その重要な品質管理指標とされる。

【０００５】その評価手段の詳細については種々の方式
が開発されつつあるも一般的には、目視評価との相関性
が高く簡便な写像鮮映測定装置 (PGD 値) が使用され
る。本明細書においてもこのPGD 値をもって鮮映性の評
価手段とする。

【０００６】このような塗装面の鮮映性は、塗料の種類
や塗装方法にももちろん影響されるが、塗装下地として
の原板表面の粗さの如何にも左右され、それも特に板表
面中で平坦な部分の占める割合が少なくて凹凸が激しけ
れば、乱反射が生じて光沢性が損なわれるのみならず写
像のゆがみを招いて写像性の低下をきたし、鮮映性は悪
化する。

【０００７】一方、プレス成形性については、塗装原板
の合金組成、性質に負うところもあるが、表面性状の如
何がいわゆる焼付き性に関してプレス成形性を左右し、
従って、このプレス成形性の面で、保油能力の高いこと
も要請され、表面凹凸の激しい鋼板が保油能力が高く、
プレス成形性が良好といわれる。したがって、ここにプ
レス成形性と鮮映性とは二律背反する性質である。

【０００８】さらに耐パウダリング性は、最近の防錆能
力の向上の観点からめっきの厚目付化の傾向があるた
め、加工によるめっき皮膜剥離が起こり易くなり、耐パ
ウダリング性の確保も大きな課題となっている。以上の
ような問題は、自動車車体外板に関しては、いずれの塗
装、加工用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合にあっても
ほぼ同様である。

【０００９】これまで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の鮮
映性を向上させる方法として、特開平２−175004号、同
２−274860号の各公報では、レーザ加工によるクレータ
の規則的パターン配列をもったスキンパスロールによっ
てその表面模様を合金化溶融亜鉛めっき表面上へ転写形
成させるか、またはロール表面粗度を規定したスキンパ
スロールにより調質圧延を２度施す方法が、特開平２−
274853号、同２−274854号、同２−274855号、同２−27
4856号、同２−274857号、同２−274859号の各公報で
は、合金化溶融亜鉛めっき表面の形状を規定する方法
が、特開平４−285149号公報では、めっき前の母材原板
を特定粗度に調整する方法等がそれぞれ開示されてい
る。

【００１０】しかし、レーザダルロールはロールの加工
費が高くなりコスト的に不利、２度スキンパスは工程が
多くなりコスト的に不利、合金化溶融亜鉛めっき表面の
形状を規定するには、管理が非常に難しいなど、従来、
提案されてきた方法にはいずれも欠陥がみられ、さらな
る改善が求められている。

【００１１】さらに、前述の特開平２−274860号公報の
ようにスキンパスロールの表面粗度をRa 1.0〜3.0 μｍ
と規定しても、ロールの表面粗度が粗く鮮映性の向上は
期待できない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような使途に供される塗装、加工用合金化溶融亜鉛め
っき鋼板について、鮮映性のより一層の増強と、プレス
成形性の改善とを両立的に実現できる技術の確立であ
る。本発明の具体的な目的は、優れた鮮映性、プレス成
形性、パウダリング性を有し、容易に製造可能な合金化
溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述のよう
に二律背反する性質を合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表裏
面に分けて付与させることによって全体として両者を満
足させることに着目し、さらに検討をづつけた結果、プ
レス成形性は主にポンチ側の摩擦係数に支配され、ダイ
ス側の摩擦係数はさほど重要でないことを知り、本発明
を完成した。

【００１４】なお、特開平２−274860号公報にも同様の
考えが示されているが、それと比較して本発明の場合鮮
映性の確保が可能な点、さらに有利である。

【００１５】ここに、本発明は、自動車車体外板面に相
当する面の鮮映性評価値PGD 値が0.8 以上であって、そ
の反対面の表面摩擦係数を0.25以下とした調質圧延合金
化溶融亜鉛めっき鋼板である。

【００１６】さらに本発明は、その別の面からは、自動
車車体外板用合金化溶融亜鉛めっき鋼板に調質圧延を行
うに際して、めっき合金化後の鋼板表面の自動車外装面
に相当する面に、ブライト仕上げを施してロール表面粗
度Ra 0.2μｍ以下としたスキンパスロールを用い、その
反対面には、放電またはショットダル加工を施してロー
ル表面粗度Ra 2.0μｍ以上、5.5 μｍ以下としたスキン
パスロールを用いて、伸び率 0.4％以上、2.0 ％以下の
調質圧延を行うことを特徴とする、鮮映性、プレス成形
性、パウダリング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法である。

【００１７】

【作用】本発明によれば、自動車車体外板面に相当する
面の鮮映性評価値 PGD値を0.8以上、その反対面の表面
摩擦係数を0.25以下とするが、それは機能を両面に分
け、鮮映性、プレス成形性を同時に満足させるためであ
り、この点従来技術にあっては PGD値: 0.4 〜0.7 、表
面摩擦係数: 0.25〜0.27程度であった。

【００１８】さらに本発明の別の面によれば、自動車車
体外板の外装面相当面には鮮映性、パウダリング性向上
のため、ロール表面粗度Raが0.2 μｍ以下のブライト仕
上げスキンパスロールを用い、その反対面にはプレス成
形性向上のため、放電またはショットダル加工を施した
ロール表面粗度Ra 2.0μｍ以上、5.5 μｍ以下のスキン
パスロールを用いて合金化溶融亜鉛めっき表面を伸び率
0.4 ％以上、2.0 ％以下で調質圧延するのである。

【００１９】本発明にあってその処理条件を上述のよう
に限定した理由を説明する。鮮映性向上のためには、め
っき表面を平滑化する必要がある。そのためめっき合金
化処理後に調質圧延を行う際、自動車車体外板用合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の外装面に相当する面にスキンパス
ロールマットをロール表面粗度Raが0.2 μｍ以下のブラ
イト仕上げロールによって圧延伸び率0.4 ％以上、2.0
％以下で調質圧延を行うのである。

【００２０】ブライト仕上げロールを用いても圧延伸び
率が0.4 ％未満、ロール表面粗度Raが0.2 μｍを越える
場合は、めっき表面の平滑化が十分でなく、鮮映性の向
上は不十分である。さらに、圧延伸び率 2.0％超ではス
キンパス装置の負担が大きくなりコスト的に不利であ
る。また、レーザダル加工スキンパスロールによる同様
な調質圧延を行うことでも鮮映性の向上がみられるが、
パウダリング性が劣る傾向がある。

【００２１】さらに、プレス成形性を向上させるために
は、保油能力を高める必要があり、めっき表面にある程
度の粗さが必要になる。しかし、ブライト仕上げスキン
パスロールでは保油能力が劣ることから、本発明ではプ
レス型ポンチ側に当たる自動車車体外板面の反対面に、
特に保油能力を高めるため、放電またはショットダル加
工を施し、ロール表面粗度Raが2.0 μｍ以上、5.5 μｍ
以下のスキンパスロールによって同じく伸び率 0.4〜2.
0 ％の調質圧延を行うのである。これらの範囲を外れる
と保油能力、つまりプレス成形性の改善効果が十分でな
い。

【００２２】なお、ここに「ブライト仕上げロール」、
「放電加工」、さらには「ショットダル加工」等につい
てはすでに良く知られており、本発明においてもそれら
を使用すればよく、それ自体特に制限的ではない。次
に、実施例によって本発明の作用効果をさらに具体的に
説明する。

【００２３】

【実施例】めっき目付量25g/m²以上、合金化度９〜11％
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して、実験室用圧延ロ
ールを用い、ロールマット、スキンパス伸び率を変えた
調質圧延を行った。供試鋼板は、板厚0.8 mmであり、母
材の表面粗さは、ブライトロールで仕上げたRa≦0.2 の
ものと、ダルロールで仕上げたRa:0.7〜1.0 μｍのもの
を用いた。また、その材質は下表に示す通りであった。

【００２４】

【表１】

【００２５】合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造は、めっき
浴として浴温 : 460℃、浴中Al濃度: 0.11 wt%、合金化
条件として板温度 : 500〜550 ℃、処理時間10〜60秒で
めっき処理、合金化処理を行った。

【００２６】上記のようにして得られた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板にスキンパス条件を変えた (ロールマット、
伸び率) 調質圧延を行った後の合金化溶融亜鉛めっき鋼
板について、鮮映性、プレス成形性 (摺動性) 、パウダ
リング性を調査した。本例における試験方法は下記のと
おりである。

【００２７】(1) 鮮映性 調質圧延後の合金化溶融亜鉛めっき鋼板に、りん酸塩処
理、カチオン電着塗装、中塗り、そして上塗り塗装を順
次施してから、写像鮮映測定装置でPGD 値を測定した。
PGD 値0.8 以上を鮮映性が良好であるとした。

【００２８】(2) プレス成形性 (摺動性) 調質圧延後の合金化溶融亜鉛めっき鋼板に、変形バウデ
ン試験を行うことにより表面摩擦係数を求めた。表面摩
擦係数0.25以下をプレス成形性が良好であるとした。

【００２９】(3) パウダリング性 調質圧延を行った直径90mmの円板状試験片に円筒絞りを
行い、得られたカップ側面に対してめっき皮膜のテープ
剥離試験を行い、耐パウダリング性試験前後の重量差で
評価した。試験前後の重量差が10mg/T.P. 以下の場合、
耐パウダリング性が良好であるとした。なお、パウダリ
ング量はT.P. (試験片) 当たりの重量差でもって示す。

【００３０】これらの結果を表２および図１〜図３にグ
ラフで示す。表２に示す結果から分かるように、本発明
の条件で製造した合金化めっき鋼板については鮮映性重
視面と成形性重視面との機能分けが行われており、全体
として両機能を十分に満足していることが分かる。

【００３１】図１は、実験室用圧延ロールマットを変え
た場合の鮮映性を示すグラフであり、図示結果からブラ
イト仕上げ圧延ロールを用い、伸び率0.4 ％以上にする
ことで、鮮映性が飛躍的に向上することが分かる。

【００３２】図２には、実験室用圧延ロールマットを変
えた場合のプレス成形性を示すが、これらの結果から放
電ダル加工仕上げ圧延ロールを用いることで、プレス成
形性が向上することがわかる。

【００３３】図３には、実験室用圧延ロールマットを変
えた場合のパウダリング性の試験結果を示すが、これら
の結果からブライト仕上げ圧延ロールを用いることで、
パウダリング性が確保されていることがわかる。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明に係わる自動車車体外面用防錆鋼
板としての合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、従来、二律相
反する性質と考えられていた塗装後鮮映性、プレス成形
性、パウダリング性をともに満足するのであって、その
ように表裏面に機能を分けたことによるすぐれた作用効
果は従来全く見られなかったものである。また、鮮映性
重視面においても母材の表面粗さに関係なく鮮映性の向
上が見られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延ロールマットを変えた場合の鮮映性を示す
グラフである。

【図２】圧延ロールマットを変えた場合のプレス成形性
を示すグラフである。

【図３】圧延ロールマットを変えた場合のパウダリング
性を示すグラフである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調質圧延を行い、鋼板表面の自動車外装
   面に相当する面の鮮映性評価値であるPGD 値0.8 以上と
   し、その反対面の表面摩擦係数を0.25以下に調整した、
   鮮映性、プレス成形性、パウダリング性に優れた自動車
   車体外板用合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
2. 【請求項２】 自動車車体外板用合金化溶融亜鉛めっき
   鋼板に調質圧延を行うに際して、めっき合金化後の鋼板
   表面の自動車外装面に相当する面に、ブライト仕上げを
   施してロール表面粗度Ra 0.2μｍ以下としたスキンパス
   ロールを用い、その反対面には、放電またはショットダ
   ル加工を施してロール表面粗度Ra 2.0μｍ以上、5.5 μ
   ｍ以下としたスキンパスロールを用いて、伸び率 0.4％
   以上、2.0 ％以下の調質圧延を行うことを特徴とする、
   鮮映性、プレス成形性、パウダリング性に優れた合金化
   溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。