JPH02225652A - 高鮮映性鋼板の製造方法 - 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】 皮！上皇肌■立■ 本発明は、高鮮映性鋼板の製造方法に関し、詳しくは、
塗装仕上がり面の鮮映性にすぐれる合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板及び２層型合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
に関する。

孟米■肢歪 合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、その特異な表面微細構造
のために、塗装密着性や塗装後の耐食性にすぐれており
、例えば、自動車用や家庭用として、塗装が必要とされ
る部分に多く用いられている。更に、近年においては、
かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板をドア、フード等の自
動車外板に用いるために、合金化熔融亜鉛めっき鋼板上
に更にＦｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系の合金化電気めっき層を
数ｇ／ｒｄ施した所謂ｚＪＩ型合金合金化溶融亜鉛つき
鋼板も実用化されつつある。

特に、自動車外板は、塗装性、耐食性、スボフト熔接性
、プレス溶接性等の自動車用防錆鋼板としての要求特性
に加えて、近年、高級化指向が高く、塗装仕上がり面が
周囲の環境像を鮮明に映す所謂鮮映性を有することが重
視されるに至っている。

従来、自動車用鋼板には、通常、冷延鋼板にダル仕上と
呼ばれる梨地状の表面仕上が施こされて、使用に供され
ている。このダル仕上は、プレス成形時に、その表面の
凹部に油を保持させることによって、鋼板とプレス金型
との間の潤滑を向上させ、摺動抵抗を減少させて、焼付
きを防止すると共に、鋼板の取扱い疵を目立たなくする
ために行なわれるものである。かかるダル仕上に対して
、ブライト仕上と呼ばれる梨地状凹凸のない平滑な表面
に仕上げた冷延鋼板も知られているが、かかる冷延鋼板
は、プレス成形が困難であり、また、表面疵も目立ちや
すい。

上記したようなダル仕上表面に塗装を施すと、塗膜によ
って短波長域の表面凹凸は隠蔽されるものの、長波長域
の凹凸を隠蔽することができず、塗装後の表面に残存し
、かかる長波長域の凹凸が光の鏡面反射を妨げて、鮮映
性を劣化させることとなる。このように、鋼板表面の凹
凸は、プレス成形性や鮮映性に影響を及ぼすが、その影
響は、凹凸の波長によって異なり、波長５００〜５００
０μｍの長波長域のみが鮮映性を劣化させ、他方、波長
１０μｍ以上の広い波長域の凹凸がプレス成形性に影響
を及ぼす、従って、波長１０〜５００μｍの短波長域の
凹凸のみを有する表面を得ることができれば、プレス成
形性及び鮮映性共にすぐれると考えられる。

しかし、従来のショット法によるダルロールにて仕上げ
た表面は、短波長の凹凸のみを有せしめることができず
、不可避的に長波長成分の凹凸も有する結果、鮮映性は
、前記ブライト仕上に劣る結果となる。かかるダル仕上
冷延鋼板にＺｎ系電気めっきを施しても、Ｚｎ系めっき
結晶は微細であるために、波長１０μｍ以上の凹凸は殆
ど変化せず、従って、プレス成形性、鮮映性いずれも、
めっきの前後において大差がない。従って、前述したよ
うに、プレス成形性を確保するために、自動車用内外板
用鋼板の表面仕上には、従来、ダル仕上が適用されてい
るのが実情である。

そこで、本発明者らは、上記したような問題を解決する
ために鋭意研究した結果、合金化溶融亜鉛めっきは、そ
の他のＺｎ系電気めっきとは異なり、合金化の過程にお
いて表面が著しく粗くなり、波長１０〜５００μｍの範
囲の凹凸が増加することを見出した。即ち、めっき原板
として、ブライト仕上した冷延鋼板を用い、これに合金
化溶融亜鉛めっきを施すときは、めっき後の表面は、波
長ｌＯ〜５００μｍのプレス成形に有利な低波長域の凹
凸のみを生じ、鮮映性に有害な波長５００μｍ以上の凹
凸を生じない。しかも、このような表面凹凸は、めっき
後、降伏点伸びの発生防止のために施されるスキンパス
圧延において、ブライトロールを用いて、圧延条件を適
切に選ぶことによって、スキンパス圧延後も完全に平滑
化はせず、波長５００μｍ以下の短波長域の凹凸のみを
有する表面とすることができ、他方、上記スキンパス圧
延において、ブライトロールに代えて、ダルロールを用
いるときは、波長５００μｍ以上の長波長域の凹凸も導
入される結果、鮮映性が劣化することを見出した。

このようにして、ブライト仕上した冷延鋼板に合金化溶
融亜鉛めっきを施した後、ブライトロールを用いて所定
の条件にてスキンパス圧延を施して、表面を適度に平滑
化した鋼板は、鮮映性にすぐれ、更に、Ｆｅ−Ｚｎ系合
金電気めっき層を薄く均一に付着させるためにも好適で
あることを見出して、本発明に至ったものである。

ｊ　を　′　るための 本発明による高鮮映性合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法は、ブライト仕上した鋼板に合金化溶融亜鉛めっき
を施した後、再びブライトロールにて伸び率０．３〜５
．０％のスキンパス圧延を行なうことを特徴とする。

また、本発明による高鮮映性２層型合金化熔融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法は、上記の方法において、上記スキン
パス圧延の後、Ｆｅ系又はＦｅＺｎ系電気めっきを施す
ことを特徴とする。

本発明において、溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）に通
板する前のめつき原板は、その表面がブライト仕上であ
ることが必要である。ダル仕上の場合は、表面凹凸に波
長５００〜５０００μｍの長波長成分を不可避的に含み
、これが合金化溶融亜鉛めっき後も残存して、鮮映性を
損なうからである。

ブライト仕上した冷延鋼板は、ＣＧＬにおいては、溶融
亜鉛めっきとその直後に加熱による合金化処理が行なわ
れる。この過程において、素地鋼の結晶粒界からＺｎ−
Ｆｓ合金層が優先的に成長し、合金化処理の完了後は、
ここが凸部となり、それ以外は凹部となる。結晶粒の大
きさは、通常、１０〜１００ＩＪｒｎ程度であるので、
合金化溶融亜鉛めっき後の鋼板表面には、めっき原板が
平滑であっても、波長域１０〜１００μｍ、凹部の深さ
がＩＯμｍ程度の凹凸が多数生じる。

−上記のような凹凸の成長が完了するには、めっき層か
らη相が消滅するめつき層中平均Ｆｅ含有率８％以上が
好ましい、しかし、合金化が過度に進行するときは、鋼
板素地とめつき相との界面のＦ相が成長し、プレス成形
時のパウダリング特性が劣化する。従って、本発明にお
いては、めっき層中の平均Ｆｅ含有率は、１５％以下が
好ましい。

このようにして、合金化溶融亜鉛めっきを施した鋼板は
、次いで、引き続いてライン内で、又はライン外にて、
所定の条件下にスキインバス圧延を施して、降伏点伸び
を防止すると共に、表面の凹凸を適度に平滑化する。

本発明においては、上記スキンパス圧延は、ブライトロ
ールを用いて行なわれる。既に説明したように、ダル仕
上にては、圧延によって波長５００μｍ以上の凹凸成分
も導入されて、鮮映性を劣化させるからである。また、
このスキンパス圧延において、圧下率は、伸び率にて０
．３〜５．０％の範囲である。圧下率が伸び率にて０．
３％よりも小さいときは、降伏点伸びの解消が困難であ
るのみならず、圧延による表面の平滑化が不十分である
ために、■コート塗装の場合には、塗料の吸込みが多く
なって、下地を完全に隠蔽し、表面に光沢をもたせるの
に必要な膜厚が厚くなり、塗装費用が増す、しかし、圧
延率が伸び率にて５．０％を越えるときは、鋼板自体が
加工硬化によって硬くなり、降伏点が上昇し、伸びが減
少する。更に、合金化溶融亜鉛めっき層自体も硬いため
に、素地鋼の変形に追従することができず、微細な縦割
れが発生しやすい、また、このためにパウダリング量も
増加する９本発明においては、特に、圧下率は、伸び率
にて０．５〜２．０％の範囲が好ましい。

このようにして製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は
、防錆油を塗布して出荷され、使用に供されてもよいが
、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に引き続いてクロメート処
理、リン酸塩処理等の後処理を施してもよい、更に、プ
レコートｍ板や、有機被膜を薄く塗布した有機被膜防錆
調板の原板として用いることもできる。

更に、本発明によれば、上記のように、所定の条件下で
スキンパス圧延を施して得られた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板にＦｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系電気めっきを施すことに
よって、鮮映性にすぐれる２層型合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を得ることができる。

このように、２層型合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
る場合においても、前記したスキンパス圧延の条件は重
要である。即ち、スキンパス圧延における圧下率が伸び
率にて０．３％よりも少ないときは、合金化熔融亜鉛め
っき鋼板表面の凸部の平滑化が不十分であるために、Ｆ
ｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系電気めっきにて前記合金化溶融亜
鉛めっき表面を被覆するのに多量のめつき付着量を必要
とする。

一般的には、金属表面に電気めっきにて金属を析出させ
る場合、最初は、表面の所々に金属の析出した結晶核が
島状に発生し、これがめつき析出が進行するにつれて、
その面積を拡大し、遂には素地表面を覆い尽くすことが
知られている。通常、素地が完全に覆われるには、数ｇ
／、／のめつき付着量が必要であるとされているが、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板では、圧延による平滑化が不十
分であるときは、通常の冷延鋼板に比べて、実質的な表
面積が大きいために、表面を完全に被覆するのに必要な
めつき付着量が多くなるのである。このようにして、め
っき付着量が多くなると、Ｆｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系めっ
き層の下地である合金化溶融亜鉛めっき層に及ぼす電着
応力が大きくなり、プレス成形等に加工時のパウダリン
グ量が増加する、逆に、Ｆｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系めっき
の付着量が少ないときは、下地を完全に被覆できないの
で、カチオン電着塗装を行なった場合に、クレータ−の
発生が増し、塗装外観に著しく劣ることとなる。

しかし、圧延率が伸び率にて５．０％を越えるときは、
鋼板自体が加工硬化によって硬くなり、降伏点が上昇し
、伸びが減少する。更に、合金化溶融亜鉛めっき層自体
も硬いために、素地鋼の変形に追従することができず、
微細な縦割れが発生しやすい、また、このためにパウダ
リング量も増加する。

更に、スキンパス圧延における圧下率が伸び率にて５．
０％以下とすることによって、合金化処理の際に発生し
た波長１０〜１００μｍの凹部が完全に消滅せず、その
１０〜２０％を表面に残存させることができる。かかる
凹部は、前述したように、プレス成形時に潤滑油を保持
し、摺動抵抗の増加を防止するのに有効である。

特に、本発明においては、圧下率は、前述したように、
伸び率にて０．５〜２．０％の範囲が好ましい。

このように、表面をスキンパス圧延にて平滑化した合金
化溶融亜鉛めっき調板は、次いで、その表面にＦｅ系又
はＦａ−Ｚｎ系電気めっきが施される。この電気めっき
に先立って、表面に付着している油脂分の脱脂工程、表
面の酸化物被膜の除去、表面の活性化のための掻く弱い
酸洗等を行なってもよい。

本発明において、Ｆｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系電気めっきの
付着量は、表面がほぼ完全に被覆され、電着塗装時のク
レータ−特性にすぐれるためには、３ｇ／ｒｄ以上であ
ることが好ましい、しかし、めっき付着量が過度である
ときは、めっき層のパウダリング特性が劣化するので、
めっき付着量は、１５　ｇ／ｄ以下であることが好まし
い。

本発明において、Ｆｅ系又はＦａ−Ｚｎ系電気めっきに
際して、Ｎｉ％　Ｃｏ、ＰＳＭｎ、、Ｓｎ、ｐ、ｂ等の
元素を加え、リン酸塩処理特性等を改良することもでき
る。また、Ｆａ−Ｚｎ系電気めつきにおいで、クレータ
−特性及びリン酸塩処理特性の観点から、そのＺｎ含有
率は４０％以下が好ましい。

このようにして製造された２層型合金化溶融亜鉛めっき
鋼板は、防錆油を塗布せずして、又は塗布して出荷され
、使用に供されてもよいが、Ｆｅ系又はＦｅ−Ｚｎ系電
気めっきの後、再度、スキンパス圧延を行なって、鋼板
表面の性状、鋼板の機械的特性の調整等を行なって後に
、使用に供されてもよい、このスキンパス圧延において
も、ブライトロールか、又はレーザ加工等によって、そ
の表面の波長５００〜５０００μｍの凹凸成分を小さく
したロールを用いる必要があるのはいうまでもない、ま
た、前述したように、クロメート処理やリン酸塩処理等
の化成処理を施し、或いは有機被膜塗布型防錆鋼板とし
てもよい。

主班優塾来 以上のように、本発明の方法によれば、めっき原板とし
て、ブライト仕上した冷延鋼板を用いて、これに合金化
溶融亜鉛めっきを施すことによって、鋼板のめっき表面
は、実質的に波長ｌＯ〜５００μｍの範囲のプレス成形
に有利な低波長域の凹凸のみを生じ、鮮映性に有害な波
長５００μｍ以上の凹凸をもたず、しかも、このような
表面凹凸は、めっき後、ブライトロールを用いるスキン
パス圧延において、圧延条件を適切に選ぶことによって
、圧延後も平滑化せず、かくして得られる鋼板は、波長
５００μｍ以下の短波長域の凹凸のみを有する表面とす
ることができ、かくして、すぐれたプレス成形性を確保
しつつ、鮮映性を改善することができる。

更に、本発明の方法によれば、かかる合金化溶融亜鉛め
っき鋼板は、Ｆａ−Ｚｎ系合金電気めっき層を薄く均一
に付着させることができる。

１崖■ 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例Ｉ Ａ１キルド鋼を熱間圧延、酸洗し、タンデム圧延機にて
０．７Ｎ厚のブライト仕上冷延鋼板とし、これをめっき
原板とした。比較用めっき原板として、タンデム圧延機
最終のスタンドロールを＃７０ショットダルとしたダル
仕上材を用いた。

これらのめっき原板をＣＧＬに通板し、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を得た。めっき付着１４０ｇ／ボ、めっき層
のＦａ含有率は１０％であって、めっき層は表面まで合
金化されており、表面には金属光沢は認められなかった
。

これらの鋼板を４段！Ｉ！質圧延機にてブライトロール
を用い、圧延率が伸び率にて０．８％となるようにスキ
ンパス圧延を施した後、以下の自動車用及び家電製品用
の塗装を行なった。また、比較のために、＃７０ダルロ
ールを用い、同−伸び率にてスキンパス圧延した。

Ｉ勉皇亙ヱ装 リン酸塩処理　グラジノンＤＰ−４０００（日本ペイン
ト特製）付着量３ｇ／ 電着塗装　　　パワートップＵ−１００（日本ペイント
特製）膜厚２０ＩＪｍ 中塗り　　　　ルーガベークＫＰＸ−３６（関西ペイン
ト特製）膜厚４０ｔｒｍ 上塗り　　　　ネオアミラックＢ−５３１ホワイト（関
西ペイント特製）膜厚 ４０μｍ 塞ｊＬＷＡり刑を装 クロメート処理　無水クロム酸２０　ｇ／ｌ溶液に浸漬
後、ロール絞りした。

Ｃｒ付着量３０ｇ１ｔｄ 塗装　　　　　アミラック患１　（関西ペイント特製）
膜厚２０μｍ 以上のようにして、塗装した鋼板について、ＤＯ■メー
タにて鮮映性を測定した。鮮映性は０〜ｌＯＯの数値に
て評価され、ここに、数値が大きいほど、鮮映性が高い
。

めっき原板の表面仕上法、スキンパス圧延に用いたロー
ル、その伸び率と共に、鮮映性を調べた結果を第１表に
示す０本発明の方法による鋼板は、鮮映性が格段に改善
されている。

実施例２ Ａｌキルド鋼を熱間圧延、酸洗し、タンデム圧延機にて
０．７　ｍ厚のブライト仕上冷延鋼板とし、これをめっ
き原板とした。比較用めっき原板として、タンデム圧延
機最終のスタンドロールを＃７０ショットダルとしたダ
ル仕上材を用いた。

これらのめっき原板をＣＧＬに通板し、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を得た。めっき付着量４０ｇ／ｎ（、めっき
層のＦｅ含有率は１０％であって、めっき層は表面まで
合金化されており、表面には金属光沢は認められなかっ
た。

これらの綱板を４段圧調質延機にてブライトロールを用
い、圧延率が伸び率にて０．８％となるようにスキンパ
ス圧延を施した。また、比較のために、＃７０ダルロー
ルを用い、同−伸び率にてスキンパス圧延した。

次に、これら鋼板を電気Ｚｎめっきライン（ＥＧＬ）に
通板し、電解脱脂、弱酸洗後、Ｚｎ−Ｆｅ合金電気めっ
きを施した。めっき層におけるＦｅ含有率は８５％とし
、めっき付着量は３〜１５ｇ／ｌｄの範囲で変化させた
。

このようにして得られた２層型合金化熔融亜鉛めっき鋼
板をシャー切断後、上記と同様に、リン酸塩処理とカチ
オン電着塗装を施した後、塗Ｍ頻似物として厚み２０μ
ｍのポリエステル粘着シートを貼着し、その表面の鮮映
性をＤＯＩメータにて測定した。

また、めっき鋼板に上記と同様のリン酸塩処理を斤なっ
た後、以下に示す条件にてカチオン塗装を行ない、表面
にクレータ−状の欠陥が発生し始める電圧にてクレータ
−特性を評価した。上記電圧が高いほど、クレータ−特
性がすぐれる。

立至±Ｚ里１１装 電着塗料　　　エレクトロン９４１０　（関西ペイント
特製） １８０Ｖから３２０■まで２０ ■刻み 通電時間　　　３分 通電方法　　　ドカン法 陰極（試料）：陽極面積比 電圧 ｌ：１ 種間距離　　　１５０鶴 焼付は条件　　１７０℃Ｘ２０分 プレス成形性は、下記のドロービードシミュレーション
試験によって評価した。

ドロービードシミュレーション 試料を５０　Ｘ　３０　Ｑ　鶴に裁断し、防錆油を塗布
し、第１図に示すようにして、試料を連続して１０枚引
抜き、１０枚目の試料について、摺動面の型かじりの有
無を調べ、また、摺動面をテーピングした後、テープに
付着したパウダーを酸にて溶解し、原子吸光分析にて定
量して、パウダー発生量を求めた。尚、上記ドロービー
ドシミュレーション試験における条件は、引抜き速度は
３００ｆｉ／分とし、加圧力は鋼板が１５％伸びるよう
に調整した。金型の手入れは、連ｙＥｌｏ枚の最初のみ
、＃１０００エメリーベーパーにて研慶した。

めっき原板の表面仕上法、スキンパス圧延に用いたロー
ル、その伸び率及びＺｎ−Ｆａ　（８５％）電気めっき
の付着量と共に、鮮映性、クレータ−特性、ドロービー
ドシミュレーション試験における型かじりの有無及びパ
ウダーの発生量を第２表に示す。

本発明の方法による鋼板は、鮮映性、プレス成形性及び
クレータ−特性にすぐれていることが示される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ドロービードシミュレーション試験の方法を
示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブライト仕上した鋼板に合金化溶融亜鉛めつきを
   施した後、再びブライトロールにて伸び率０．３〜５．
   ０％のスキンパス圧延を行なうことを特徴とする高鮮映
   性合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法。
2. （２）ブライト仕上した鋼板に合金化溶融亜鉛めつきを
   施した後、再びブライトロールにて伸び率０．３〜５．
   ０％のスキンパス圧延を行ない、次いで、Ｆｅ系又はＦ
   ｅ−Ｚｎ系電気めつきを施すことを特徴とする高鮮映性
   ２層型合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法。