JPH02274853A - 成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - 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〉 本発明は成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に関する。

〈従来の技術〉 自動車ボディ外板や家庭電気製品ないし板金家具類など
の外装板のように、塗装後の仕上がり外観が要求される
薄鋼板は従来冷間圧延鋼板が多用され、成形性との両立
から表面の粗度調整を調質圧延によって行っている。　
しかし、特に自動車用鋼板の防錆上の見地から表面処理
鋼板を利用する割合が急速に増加しており、表面処理鋼
板における塗装後鮮映性とプレス成形性の両立が課題と
なっている。　電気めっきのように比較的薄目付の表面
処理鋼板の場合、原板である冷延鋼板の表面粗度は表面
処理後も維持されており、表面粗度の管理は従来冷延鋼
板の延長上の技術でほぼ可能である。

しかし、さらなる防錆上の対策が必要な場合、合金化処
理を施した溶融亜鉛めっき鋼板のように、厚目付の表面
処理が必要となり、その場合の表面粗度は原板の表面粗
度とは全く異なってしまうことが問題となっている。　
すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶
融亜鉛めっき工程および合金化工程の両工程によって原
板の表面粗度から大きく変化してしまう。　最終的な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹
凸によって粗面化し、塗装後鮮映性およびプレス成形性
の両者に悪影響を及ぼすことが知られている。

今日、自動車の塗装表面仕上がり品質は、直接顧客に自
動車の高級感および総合品質の高さを訴えることができ
ることから、重要な品質管理項目として最近注目されて
いる。　塗装仕上がり品質の一つの指標として鮮映性が
あり、その向上のために主に塗装技術の改善が従来行わ
れてきた。　一方、薄鋼板の表面粗度は、従来プレス成
形性のために、ダル目付によって粗面化するのが一般的
であった。　しかし、塗装技術の向上とともに、塗装面
の素地となる薄鋼板の表面粗度と塗装後表面粗度との関
係が明らかとなり、鋼板表面粗度を管理することによっ
て塗装後鮮映性を向上することが可能であることがしだ
いに明らかにされてきた。

冷延鋼板の表面粗度の管理は従来ショットダル加工した
スキンパスロールを用いて調質圧延することによって行
われていたが、この主たる目的は、プレス成形性の改善
である。　塗装後鮮映性を改善するためには冷延鋼板の
表面粗度を小さくする必要があり、この知見は、例えば
Ｎ　Ｉ　ＬＡＮらのＳＡＥ　（ＳＡＥ　　Ｔ　ｅ　　ｃ
　　ｈＰａｐｅｒ　　Ｓｅｒ、Ｎｏ、８００２０８）論
文においても紹介されている。

しかしこの結果をそのまま適用しても成形性の点から問
題が残る。　成形性と鮮映性の両立は従来のショットダ
ル加工のようにだいたいの平均あらさの管理では不可能
である。　特　開閉６２−１６８６０２号および特開昭
６２−２２４４０５号では冷延鋼板において塗装後鮮映
性と成形性を両立するための表面粗度管理技術を開示し
ている。　しかし、この適用鋼種は、冷延鋼板あるいは
表面処理鋼板の中でも表面処理後も原板の表面粗度がそ
のまま受けつがれる薄目付の種類に限られていた。

すなわち、溶融亜鉛めっき鋼板のような厚目付の表面処
理であったり、さらに合金化処理することによって表面
が粗面化する場合については、従来、鮮映性のための表
面粗度管理、あるいは成形性との両立のための粗度管理
は不可能とされ、このための研究はほとんど顧みられな
かった。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の先行特許において、対象鋼種はすべて冷延鋼板お
よび薄目付の表面処理鋼板に限られていた。　それは、
表面粗度が原則として調質圧延によって決まるｉｌｌ　
ｆｌであり、目的とする粗度管理がこの工程で比較的容
易にできることがその理由としてあげられる。　これに
対し、合金化溶融亜鉛めっぎ鋼板は、表面に細かな凹凸
が存在し、この凹凸の存在のために冷延鋼板の場合のよ
うな粗度管理の効果は期待できないとされていた。

本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の塗装後鮮映性と
成形性の両者を冷延鋼板並みに改善す・るための表面粗
度管理技術を開示するものであり、成形性および塗装後
鮮映性がともに優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供
することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、平均あらさＲａが０．６μｍ以下
である平坦部が鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、Ｒ
ｎｎａｘが８μｍ以上１６μｍ以下であることを特徴と
する成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を提供するものである。

さらに、平均うねり（Ｗｃａ）が０．４５μｍ以下であ
るようにするのがよい。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、前述のように
、めっき後の合金化の段階で形成される細かな凹凸のた
めに、表面が第６図に示すように全体的に粗面化する。

　この状態を前提として、その後の工程で実現可能な範
囲で表面粗度を調整することによって鮮映性および成形
性の改善をはかつている。　このためには、従来の平均
あらさあるいはＰＰＩ（１インチ当たりの山数）の管理
だけでは不十分であり、さらに細かな表面粗度構造の限
定が必要であることが判明した。

そこで、本発明においては、別のパラメータを用いて表
面粗度を管理することにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の成形性および塗装後鮮映性の両立を図る。

合金化溶融亜鉛めフき鋼板の第６図に示すような表面を
本願におけるように適切に調整するには、各製造工程で
表面粗度の管理をする必要があるが、合金化溶融亜鉛め
っき後にスキンバスによって最終的に表面粗度を調整す
る方法も考えられ、その場合、レーザーダル加工を施し
たロールを用いるのが好ましい、　ブライ　トロールに
レーザーでダル加工を施して、溶融亜鉛めっき鋼板に与
えようとする凹凸パターンを形成する。　とのダル加工
ロールを所望の転写率となるような圧下率にてめっき鋼
板に押し付ける。　これにより転写率が所望の範囲とな
った、すなわち成形性および鮮映性が優れた溶融亜鉛め
っき鋼板が得られる。　ただし、本発明においてはその
製造方法まで限定する必要はなく、レーザーダル加工以
外にも本発明にて開示された粗度範囲を達成すれば同様
に効果は得られる。

すなわち本発明においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の平均あらさＲａが０．６μｍ以下の平坦部の面積を３
０％以上とし、Ｒｍａｘが８〜１６μｍの範囲とするこ
とが成形性、鮮映性のいずれにとっても有効であること
を開示している。

これを説明するため、本発明鋼の２次元粗度プロファイ
ルの模式図を第１図に示すと、ＩＬｒ　、　Ｉｌｚ　、
　Ｉｔ３は所定の長さＬ内に含まれる平坦部であり、Ｒ
ｍａｘは最大あらさ、Ｗｃａは平均うねりである。

平坦部とはＲａが０．６μｍ以下の部分を意味し、これ
が３０％以上とは（ｊ！＋　＋Ｉ１２＋１３）／Ｌ≧０
．３を意味する。　平坦度面積率は２次元粗度プロファ
イルの解析あるいは３次元粗度データを利用した鋼板表
面の画像処理により求めることができる。

そして、Ｒｍａｘは８〜１６μｍにする。

Ｒｍａｘが８μｍ未満ではプレス時の摺動面が焼き付き
をおこす危険性があり、１６μｍをこえると、塗装後も
凹凸が残存して鮮映性を害するばかりか摺動抵抗も凸部
ののりこえ抵抗によって高くなるためである。

さらに好ましくは、Ｗｃａ（平均うねり）を０．４５μ
ｍ以下とする。　Ｗｃａが０．４５μｍをこえると、塗
装後の鮮映性を害するので好ましくない。

未処理のおよび本発明による溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ
）について、Ｒａ≦０．６μｍの面積率とＲｍａｘとの
関係を示すのが第２図である。　これかられかるように
、従来のＧＡはＲｍａｘが１０μｍ以上であることが多
く、Ｒａ≦０．６μｍの面積率は１０％以下程度である
ために鮮映性および成形性のいずれも問題があった。　
これに対し、本発明のＧＡ材は従来のＧＡ材では管理さ
れていなかった粗度パラメータを使用し、表面粗度を限
定することによって従来はとんど不可能とされていた塗
装後高鮮映性と良成形性を達成することができる。

第４図および第５図には本発明による溶融亜鉛めっき鋼
板、第６図には未処理の従来の溶融亜鉛めっき鋼板の表
面プロファイルを示す。

第６図の従来のものは合金化処理時の結晶成長により表
面がランダムに粗面化されているのに対し、第４図およ
び第５図に示す本発明のものは平坦部と凹部が所望の割
合で形成されているのがわかる。　そして平坦部と凹部
は第４図および第５図のように規則的に配置されている
。　なお、第４図のものはＳＲａ　（３次元粗度測定器
で求めた平均あらさ）が１．０μｍ、ＳＲｍａｘ（３次
元粗度測定器で求めた最大あらさ）が１１．３μｍ、第
５図のものはＳＲａが０．９μｍ％ＳＲｍａｘが９μｍ
、第６図のものはＳＲａが１．３ａｍ％ＳＲｍａｘが１
４μｍである。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１） 厚さ０．７ｍｍの冷延鋼板を原板としく平均あらさ０．
８６μｍ　）　、単一条件で両面に目付量４５　／　４
５　ｇ／ｒｒ？の溶融亜鉛めっきを施し、５４０℃Ｘ３
ｓｅｃの合金化処理を施したところ、第６図に例示する
ような合金化亜鉛めっき鋼板を得た。　これは表１に示
す比較鋼１に相当する。

このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板に調質前処理を
施して鋼板表面を平滑化した後、レーザーダル加工を施
したダルロールを用い、圧下率を変化させて表１に示す
ような種々のダル加工鋼板を得た。　これらについて表
面特性および下記の試験結果をあわせて表１に示す、　
また試験結果は第３図に示す。

比較ｔＩ４１は合金化処理時に形成された凹凸によって
かなり粗面化しているため摩擦係数が大きく、プレス成
形性がよくない、　ま　たＲａ≦０．６μｍの面積率が
小さく、うねりＷｃａも大きいため塗装後鮮映性（ＤＯ
Ｉ値）も悪い。

比較鋼２は比較ｔ１４１と同様うねりが大きく、ざらに
Ｒｍａｘが大きすぎるため成形性および鮮映性も悪い。

比較鋼３は比較鋼２と同様うねりが大きく、平坦度面積
率も小さすぎるため成形性も鮮映性も十分でない。

比較＠４はＲｍａｘが小さすぎるため型かじりが発生す
る。

これに対し、本発明鋼は成形性にも鮮映性にもすぐれて
いることがわかる。

なお、各特性の測定および試験は下記のようにして行っ
た。

（１）Ｒａおよび平坦度面積率 ３次元粗度曲線を測定しく第４図〜第６図）、この生デ
ータを画像処理装置ルーゼックス５０００に入力した後
、解析することによって平坦度面積率を測定することが
できる。

Ｒａは従来の定義を３次元にまでひろげて測定している
。　すなわち、 Ｒａ　（３次元） ここで、５＝ＬｘＬ、ｆ　（ｘ、ｙ）は表面曲線を示す
関数 （２）　　Ｒｍａｘ ３次元粗度プロファイルの中の最高点と最低点の高低差
を示す（２次元粗度パラメーターの最大あらさを３次元
にしたもの）。

（３）Ｗｃａ ＪＩＳ　　ＢＯ６１０に規定される中心線うねりを表わ
し、表面粗度において長波長を示す成分を評価するもの
である。

（４）成形性 プレス成形性は、試料と型材との摩擦係数に密接な関係
がある。　このため、型材（ＳＫＤｌｌ、２ｃｍ巾）に
て試料を両側からはさんで押え、荷重１００ｋｇの荷重
かけて試料を引き抜いたときの引き抜き抵抗から摩擦係
数を求めた。

（５）塗装後鮮映性 試料に３コート（電着は関西ペイント製ニレクロン９４
００を２０μｍ、中塗りはＴＰ−２６シーラ、上塗りは
アミラックＴＭ−１３＃２０２（黒）を５０μｍ塗布）
を施した後ＤＯＩ値を測定した。

ＤＯＩ値は、ハンター社製ＤＯＲＩＧＯＮメータで測定
し、試料法線の３０”の方向から光を照射した時の正反
射光量をＲｓ、正反射より±０．３°ずれた角度に反射
してくる光の量をＲＯＳ　としたとき、 ＤＯＩ＝　（Ｒｓ−Ｒｏ、ｓ　）／ＲｓｘｌＯＯとして
与えられる。　この評価法は、人間の目視判定や、試料
にテストパターンが識別できるかを見るＰＧＤ法等の従
来の評価方法と良い相関を示す。

〈発明の効果〉 本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化処理後の粗面を
ＲＯＳ０．６μｍの面積率を３０％以上、Ｒｍａｘを８
〜１６μｍに管理することによって成形性および塗装後
鮮映性ともにすぐれる鋼板が達成される。　また、Ｗｃ
ａを０．４５μｍ以下にするとなお鮮映性によい結果を
もたらすことができる。

また、本発明の効果は、溶融亜鉛めっきの上にさらに２
層めっきを施す場合においても同様に得られることは明
らかである。

表　　　　　　　１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の特性を説明する
ための線図である。 第２図は本発明のおよび従来の溶融亜鉛めっき鋼板の比
較のための図である。 第３図は実施例１の結果を示すグラフである。 第４図および第５図は本発明の、第６図は従来の溶融亜
鉛めっき鋼板のプロファイル図である。　なお倍率は、
縦横（Ｘ、Ｙ軸）それぞれ１００倍、粗さ（垂直Ｚ軸）
方向５００倍である。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＲＯＳ０．６層ｍ　の面１責４＄　占）Ｆ　Ｉ　Ｇ。 　ｍａ　Ｘ （、ｕｍ＞ ■ Ｇ　。 ＩＱＯμｍ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均あらさＲａが０．６μｍ以下である平坦部が
   鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、Ｒｍａｘが８μｍ
   以上１６μｍ以下であることを特徴とする成形性と塗装
   後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
2. （２）平均うねり（Ｗｃａ）が０．４５μｍ以下である
   請求項１に記載の成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化
   溶融亜鉛めっき鋼板。