JPH0195804A - 塗装鮮映性及びプレス加工性の優れた調質圧延鋼板並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特にレーザを利用した圧延用ダルロールで調質
圧延した鋼板及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

自動車や家電製品に用いられる鋼板の塗装面が鮮やかな
光沢を示す事（塗装鮮映性）はその商品価値を高めるも
のである。従来はこの塗装鮮映性を向上させる手段とし
て、専ら塗料及び塗装方法の改善が重要視されていた。

一方自動車用鋼板などは、塗料の密着性及びプレス加工
性を高めるために、その製造工程において、表面上に微
小な凹凸を有するロール（ダルロール）によって調質圧
延（調圧）する事により、一定の粗度（粗さ）を付与さ
れる。近年、この調圧工程において粗度付与に付随して
鋼板に一定値以上のうねシが発生すると、塗装鮮映性が
低下する事が問題となっている。

したがって、塗装鮮映性及びプレス加工性の両方に優れ
た特性を持つ鋼板を得るには、調圧工程において鋼板に
付される粗度とうねシの両方を所定の範囲内に収め々け
ればならない。

従来、ロールのダル加工にはショツトブラスト法、およ
び放電加工法が用いられてきたが、両手法ともロール表
面の粗度の制御性において原理的に限界がある。そのた
め特開昭５４−６１０４３号に示されたごとく、ダル加
工のエネルギー源として制御性に優れたレーザ光を用い
たレーザダル加工法が近年注目されるに至っている。

従来のレーザダルロールの加工方法ならびに同ロールを
用いた鋼板の製造方法をそれぞれ第３図及び第４図に示
す。

すなわち第３ａ図に示す一定のピーク値Ｐｐと／４’ル
スｍＴｐを有するノ臂ルスレーザ光りを、第３ｂ図に示
すように集光用レンズ１を用いて微小スポットに絞り、
調質圧延ロール表面９Ａに照射すると、照射箇所６に加
熱、溶融、凝固の一連のプロセスによシ数μｍから数十
μｍの突起６Ｂを有する微小なモチーフ６Ａが形成され
る。このような照射条件下においてレーザ光りをロール
表面９Ａに走査させる事によシ、モチーフ６Ａを規則正
しく形成する事が出来る（第３ｃ図）。次に同ロール９
を用いて粗度の極度に低い冷延鋼板７（ブライト鋼板Ｒ
ａ：０．３μｍ）を調質圧延する事によシロール凸部６
Ｂが鋼板側に凹部８Ａとして転写される；（８Ｂは圧延
面）。この調圧工程においてプレス加工に必要な粗度と
塗装鮮映性に悪影響を及ぼさないうねシを有する製品鋼
板８が製造される（第４ｂ図）。

ところで上記工程においては以下に示すような問題が発
生する。即ち、 ■　鋼板への粗度の付与はロール凸部の鋼板上への転写
機構によっているため、圧延に伴う凸部の摩耗によシ転
写率は著しく低下する。特にレーデによるダル加工では
焼入れロールへの焼戻し効果によシ、凸部の硬度はロー
ル生地に比較して低下する傾向にある。このためダルロ
ールの寿命が短くなシ、ロール研削壁などのコスト上昇
を引き起こす。

■　調圧工程に置けるダルロールモチーフの転写率を向
上させるには、冷延鋼板としてブライト鋼板を用いるの
が好ましい。ところがブライト鋼板では冷延プロセスに
続くボックス焼鈍（ＢＡＦ）工程において焼付きが発生
するため、製品歩留が著しく低下する。

したがって現状のレーデダル鋼板製造法においては、従
来の加工法に比べかなシの製造コストアップと′なる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は特に上記に示した従来のレーザダル鋼板
製造法の短所を解決しうる新しいダル鋼板とその製造法
とを示すものである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決し、特
にレーザを用いて塗装鮮映性、プレス加工性に優れた鋼
板を低コストで製造するために発明されたものであって
、その特徴とするところは、冷延最終工程において予め
いずれかの手法によシ適当な粗度を付与された鋼板を、
直径２０〜３００μｍ、深さ５〜１０μｍの凹型モチー
フをレーザもしくは他の手法によ）形成したダルロール
で調圧することにある。

〔発明の作用〕

第１図、第２図に本発明によるレーザダルロールの加工
法と、鋼板製造法をそれぞれ示す。第１ａ図及び第１ｂ
図に示したように、本発明においてもレーザによるロー
ル加工方法は、従来法と基本的には同じである。ただし
、従来法ではあくまでもロール表面９Ａでの突起物形成
が目的とされ、レーザ照射条件もこれを達成すべく選ば
れるのに対し、本発明ではロール表面２人に上記のよう
な凹型のモチーフ３Ａ（すなわち穴）が規則正しく形成
されるようにレーデ条件を設定する。なおレーデ光によ
る方法だけでなく、電子ビームによる加工あるいはエツ
チング法などによシこれに相当するモチーフが得られる
と考えられるが、この場合も最終的に得られる効果は全
く同一となる事は勿論である。

このように表面に規則正しい凹型モチーフ３Ａを有する
ロール２を用いて、予め定められた粗度を付与された冷
延鋼板４に調質圧延を行う（第２ａ図）。この場合冷延
鋼板４に所望の粗度４Ａを与えるためには、冷間圧延の
最終スタンドにおいてダルロールを用いて圧延を行えば
よい。この冷延ダルロールの加工法としては、ロール全
面に隙間なく微小な凹凸を形成出来る方法が最も適当で
あり、放を加工法、ショツトブラスト法、あるいはモチ
ーフ間距離を本発明のモチーフの大きさよシも小さくし
て加工した従来のレーザダル法によっても形成可能であ
る。

以上のような粗度付冷延鋼板４と、凹型モチーフ３Ａ付
ダルロールの組み合わせにより、調圧工程において次の
ような製品鋼板５の製造が可能となる。即ち第２ｂ図に
示すように、平坦部であるロール生地によって圧下を受
けた鋼板の部位は圧下率に応じた塑性変形を起こし、は
ぼ平坦化５Ｂされる。これに対しロールの凹部３Ａと接
触する部分では、応力が加わらないために塑性変形が起
こらずもとの冷延鋼板のプロファイル（断面形状）４Ａ
がほぼそのままの形で残される。

このようにして製造されるレーザダル鋼板５は以下のよ
うな特徴を有している。

■　最終的に得られる鋼板のプロファイルは、第２ｂ図
に示したような平坦部５Ｂと凹凸部４Ａが規則正しく繰
返されるものとなる。この特徴は第４ｂ図に示した従来
のレーデダル鋼板と共通であシ、プレス加工に必要な粗
度を保持しつつ、平坦部５Ｂの寄与によシうねシの値は
低くなシ、優れた塗装鮮映性が同時に得られる。

■　圧延による応力が加わるのは、レーザによる焼戻し
を受けず、もとの高い硬度を保持しているロール生地の
部分だけである。また面接触である事から応力の極端な
集中なども発生しないと考えられる。これによシダルロ
ール寿命の飛躍的向上が期待される。

即ち、従来のレーデダル鋼板と同等の加工性、鮮映性を
持つ鋼板を従来よシも低いコストで製造する事が可能と
なる。さらに粗度付の冷延鋼板を使用するため、ＢＡＦ
工程での焼付き発生も抑制可能となる。

なお−、モチーフの形成は上述のように規則正しく一定
ノパターンで形成するばかりでなく、ランダムの状態で
形成しても差支えない。即ち、連続した圧延面に非連続
の状態でモチーフを形成すればよい。

このようにして得られた凹型モチーフ形状は次のように
なる。即ち、モチーフの直径りは加工可能範囲からみて
２０〜３００μｍの範囲でよく、深さｄは冷延鋼板粗度
が残シ本発明の目的が達せられる範囲として５〜１０μ
ｍでよい。突起高さｈは１μ以下であれば圧延により摩
耗するので、問題はない。

また、予め定められた冷延鋼板の粗度はＲａ１．Ｑ〜１
．４μｍの範囲にあれば本発明の目的を達成することが
できる。

以上のような冷延鋼板粗度と調質圧延ロールのモチーフ
により、本発明の調圧鋼板が得られるが、この製品鋼板
の粗度はＲａ）０．６μｍの範囲になる。

上記粗度は面積比（凹部と平坦部の比）と冷延原板粗度
の条件によって支配される。その概略値は冷延原板粗度
Ｒａ１．０μｍ→凹部：平坦部＝２：５１．２μｍ→凹
部：平坦部＝１＝３ 程度となる。

〔実施例〕

ここでは塗装鮮映性およびプレス加工性に優れた自動車
用鋼板の製造方法とその調質圧延に用いるダルロールの
製造方法、装置について具体例をあげて説明する。

第５ｂ図はこの実施例に用いるレーザダル加工装置の構
成図である。レーザ発振器１２は平均出力１００Ｗ以上
のＹＡＧレーザ発振器で、周波数１〜４０　ｋＨｚのＱ
スイッチパルスレーザ光りを発振可能である。レーデ光
りは複数のペンディングミラ−１３及び集光レンズ１を
経てロール１４の表面に照射される。レーデ光照射ヘッ
ド１５はロール軸方向に送シ装置（図示しない）により
送られる。

レーザ光照射ヘッド１５の先端にはガスＧが噴出するノ
ズル１６が設けられ、窒素、酸素、アルゴンなどのガス
がガス供給装置（図示しない）から供給される。

次に、上記のように構成された装置によりロール１４の
表面を加工する方法について説明する。

ロール１４を定速で回転させながら、その表面に第５ａ
図で示すような一定周波数Ｆで発振させたパルスレーザ
光りを照射する。このときレーザ光りのピーク値Ｐ　ノ
ぐルス半値幅Ｔ、及びガスＧの吹付角度、圧力などを適
尚に選ぶ事によって、第１Ｃ図に示したような凹型のモ
チーフ３Ａを形成出来る。このときレーザ光照射ヘッド
１５を送シ装置によシ定速で移動すれば、ロール１４の
表面上に同モチーフ３Ａを一定の間隔で規則正しく形成
する事が可能となる。実施例ではピーク値Ｐ、５ｋＷ、
ノ４ルス半値幅Ｔｐ　５００　ｎｓ　、周波数Ｆ１０ｋ
Ｈ！の条件下でガスＧに酸素を用いた場合、直径１００
／Ｉｍ。

深さ１０μｍのモチーフ３Ａを２００μｍ間隔で形成す
る事が出来た。また他の条件で同様の加工を行った場合
、モチーフ３Ａの形状が完全な凹型にならず、溶融再凝
固物が穴周辺に突起状に形成される事があったが、後述
の理由によシ本発明の効果になんら支障を来すものでは
ない。

次に上記の手法によシ製造されたロールを調圧ロールと
して用いた鋼板製造方法について述べる。

すなわち冷間圧延最終スタンドにおいて、ショツトブラ
スト法により所定の粗度を付与した冷延ロールによシ仕
上圧延を行い、冷延工程を終えた冷延原板はがツクス焼
鈍炉において焼鈍された後に、調圧スタンドにおいて調
圧ロールを用いて調圧され製品鋼板となる。

この結果製品鋼板は連続した調質圧延面に冷延鋼板の粗
面を非連続の状態で残存せしめた表面状態（残留粗度部
分）を有することとなる。

第１表は、Ｒａ値で３．０μｍの粗度を持つ冷延ロール
を用いて圧延した冷延原板を数種類の調圧ロールを用い
て調圧した場合に得られる製品鋼板の特性を比較して示
したものである。調圧ロールにブライドロールを使用し
た■では、製品鋼板のうねシは低い値に押さえられるた
め良好な塗装鮮映性が得られるが、粗度が極端に低下し
望ましいプレス加工性は得られない。次に■は、調圧ロ
ールにもショットダル法で粗度を付与した場合であるが
、粗度保持による良好なプレス加工性は得られてもうね
シが増大するために塗装鮮映性は悪化する。

これに対し本発明の実施例■では、粗度、うねシとも所
定の値に収まり、塗装鮮映性、プレス加工性共に優れた
製品鋼板５が得られた。また凹型モチーフ３Ａの周辺に
突起物が形成された場合でありても、その高さが１μｍ
以下であれば調圧の初期段階において即座に摩耗するた
め、突起のない凹型モチーフ３Ａと同じ効果が得られた
。

また、本発明においては以下の二種類の方法によって、
製品鋼板５の粗度を制御する事が可能である事が判明し
た。即ち、 ■　冷延ロールひいては冷延原板４の粗度を変化させる
方法。

■　調圧ロール２上の凹型モチーフ３Ａの形状、大きさ
、間隔を変化させる事によシ、製品鋼板５の平坦部５Ｂ
と凹凸部４Ａの面積比を変化させる方法。

第２表の■、■は、第１表■と同様に本発明による製品
鋼板５を、異なる条件下において製造した結果を示した
ものである。第２表■は、第１表■の場合よりも高い粗
度を付与した冷延ロールを用いて圧延した冷延原板４を
、同じ調圧ロール２を用いて圧延した場合の結果である
。両者の比較によシ、冷延粗度増加に伴い、製品鋼板５
の粗度、うねシも上昇する事が解る。次に第２表■は、
第１表■と同じ冷延条件下で調圧ロール２表面上での凹
型モチーフ３Ａの間隔を変化させ、平坦部に対するその
面積比を変えた場合の結果を示している。この場合、平
坦部の面積比が増すにつれ、製品鋼板５の粗度、うねシ
共に減少する事が確認出来た。このように本発明におい
ては、冷延粗度条件と調圧ロール加工条件の組み合わせ
によシ、さまざまな特性を持つ製品鋼板５を製造する事
が出来る。

次に調圧スタンドにおける製品鋼板の圧延方向の距離ｔ
の増大にともなう製品鋼板５の粗度の変化を、本発明の
実施例と従来のレーザダル加工法で比較して第６図に示
す。ここで本発明の実施例は第１表■と同一条件であり
、これに対し従来法では、ブライト条件の冷延原板７を
直径１００μｍ１高さ５μｍのリング状突起６Ｂを、レ
ーザ光りによシその表面に形成した調圧ロール９を用い
て製品鋼板８を製造した。第６図よシ以下の事が見て取
れる。即ち従来法では圧延距離ｔの増加に伴い製品鋼板
８の粗度が低下し、特に圧延距離ｔが２０−を越えると
プレス加工性に悪影響を及ぼすまでになる。ロール表面
形態を詳しく調べた結果、この原因は突起物の摩耗によ
る転写率の低下である事が判明した。これに対し本発明
の実施例では圧延距離ｔが１１００Ｋを越えても粗度の
低下は認められず、従来法に比較してロール１本当たシ
の調圧可能距離は飛躍的に増大した。

〔発明の効果〕

本発明では規則正しい凹凸を持った鋼板が得られ、塗装
鮮映性、プレス加工性に優れた特性を示す。また調圧ロ
ールの耐摩耗性が向上するため上記のような鋼板を低コ
ストで製造する事が可能となシ、その工業的効果は甚大
である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図及び第１ｃ図並びに第２ａ図はそれ
ぞれ本発明によるダルロール加工方法と調質圧延方法、
第２ｂ図は本発明によるレーザダル鋼板プロファイル、
第３ａ図、第３ｂ図及び第３ｃ図並びに第４ａ図はそれ
ぞれ従来法によるダは本発明によるレーザダル加工装置
、第６図は本発明、従来法での製品鋼板粗度の調圧距離
に伴う変化を示すものである。 １：集光用レンズ、２：調質圧延ロール、３Ａ二凹型モ
チーフ、４：粗度付冷延鋼板、４Ａ：鋼板凹凸部、５：
製品鋼板（本発明）、５Ｂ＝鋼板平坦部、６Ａ：突起付
モチーフ、７：ブライト冷延鋼板、８：製品鋼板（従来
法）、８Ａ：鋼板凹部、９：調質圧延ロール、１２：レ
ーザ発振器、１３：ペンディングミラー、１４：ロール
、１５：レーザ光照射ヘッド、１６：ノズル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）調質圧延面に冷延鋼板の粗面を非連続の状態で残
   存せしめたことを特徴とする塗装鮮映性及びプレス加工
   性の優れた調質圧延鋼板。
2. （２）所定の粗度を有する冷延鋼板を、その表面に凹型
   モチーフを非連続の状態で形成したロールで、調質圧延
   することを特徴とする塗装鮮映性及びプレス加工性の優
   れた調質圧延鋼板の製造方法。
3. （３）冷延鋼板の粗度がＲａ１．０〜１．４μｍの範囲
   にある特許請求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）凹型モチーフの周辺部に形成される突起の高され
   が１μｍ以下である特許請求の範囲第２項記載の方法。
5. （５）凹型モチーフの深さｄが５〜１０μｍ、直径Ｄが
   ２０〜３００μｍである特許請求の範囲第２項記載の方
   法。
6. （６）凹型モチーフをレーザ光で形成する特許請求の範
   囲第２項記載の方法。