JPH02274857A - 高機能表面粗度調整合金化溶融めっき鋼板の製造法 - 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
めっき鋼板の製造法に関する。

〈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
フ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χば
ＮｌＬＡＮらの５ＡＥ（ＳＡＥ　　Ｔａｃｈ。

Ｐａｐｅｒ　　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通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鋼種であ
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
金化溶融亜鉛めっき鋼板は、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の製造法
を提供することを目的とする。

〈！！題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、鋼板を溶融めっき、合金化処理し
た後、研磨によって鋼板表面粗度を平均あらさＲａで１
．０μｍ以下、０．１μｍ以上に調整した後、表面粗度
を目的に応じて調整したスキンパスロールによって伸び
率で０．２％以上、板厚（ｍｍ）％以下の調質圧延を施
すことを特徴とする高機能表面粗度調整合金化溶融めっ
き鋼板の製造法を提供するものである。

合金化溶融めっき鋼板に対して、上記目的に応じて表面
粗度を調整したスキンパスロールとして、表面粗度をＲ
ａで１．０μｍ以上、３．０μｍ以下、ロール研磨面よ
り１μｍ以上飛び出た凸部が最近接間隔１０μｍ以上１
００μｍ以下となるように分布させた成形性重視型の表
面粗度調整ロールあるいは表面粗度を調整したスキンパ
スロールとして、表面粗度をＲａで１．０μｍ以上、３
．０μｍ以下、ロール研磨面より１μｍ以上飛び出た凸
部が最近接間隔１００μｍ以上３００μｍ以下となるよ
うに分布させた鮮映性重視型の表面粗度調整ロールを用
いてもよい。

また、鋼板の表裏面に対し、上記成形重視型のロールお
よび鮮映性重視型のロールを使いわけてもよい。

これらに用いる表面粗度調整スキンパスロールの表面粗
度凸部の各間隔がその平均値より２０％以上隔ることが
ない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。

本発明の適用鋼種は表面粗度の変化を伴なう、厚目付け
の表面処理鋼板であり、−例として、溶融めっきとして
は亜鉛、鉛、錫などが適当である。　またもともと表面
が管理されていなかった熱延鋼板の場合においても、本
発明法は同様に効果が得られる。

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２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
改善をはかりている。　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ことを試行
し、その製造法を確立した。

すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第２図に示すよ
うな粗面を本願におけるように適切に調整するには、ま
ず研磨によって合金化溶融めっき鋼板の粗面をある程度
平滑化するよう表面粗度を調整した後、表面粗度を成形
性あるいは鮮映性などの目的に応じて調整したスキンパ
スロールによって調質圧延する方法が効果的である。　
調質圧延により最終的に表面粗度を制御するが、その際
のロールとしては、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。　ブライド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。　こ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することができ
る。　すなわち成形性および／または鮮映性が優れた溶
融亜鉛めっき鋼板が得られる。

さらに具体的に説明すると、まず合金化溶融めっきを研
磨して鋼板表面粗度を平均あらさＲａで１．０μｍ以下
、０．１μｍ以上に調整する。　この範囲に調整するの
は、その後の調質圧延において、目的の粗度を転写する
のに必要な素地とするためである。　そして、研磨はベ
ルト式のグラインダーなどの手段を用いて行えばよい。

次いで表面粗度を目的に応じて調整したスキンパスロー
ルによって調質圧延を行う、　この調質圧延は０．２％
以上、板厚（ｍｍ）％以下で行う、　この範囲をはずれ
ると粗度パターンの転写が不十分であったり、材質が劣
化するので好ましくない。

表面粗度を目的に応じて調整するとは、たとえば、成形
性および／または塗装後鮮映性を溶融めっき鋼板に付与
することを意味する。

成形性を重視した表面粗度にしようとする場合には、ス
キンパスロールとして、表面粗度をＲａで１．０μｍ以
上、３．０μｍ以下、ロール研磨面より１μｍ以上飛び
出た凸部が最近接間隔１０μｍ以上１００μｍ以下とな
るように分布させた表面粗度調整ロールを用いるのがよ
い。

また、塗装後鮮映性を重視した表面粗度にしようとする
場合には、スキンパスロールとして、表面粗度をＲａで
１．０μｍ以上、３．０μｍ以下、ロール研磨面より１
μｍ以上飛び出た凸部が最近接間隔１００μｍ以上、３
００μｍ以下となるように分布させた表面粗度調整ロー
ルを用いるのがよい。

成形性および塗装後鮮映性の上述した種々のパラメータ
ーにおいて、表面粗度Ｒａが１．０μｍ未満では、成形
性が不十分となり、３．０μｍをこえると、鮮映性のレ
ベルが低下し、特に塗装後の表面凹部の残存が問題とな
るので好ましくない、　また、凸部最近接間隔が１０μ
ｍ未満では、凹部がつらなるため、成形性が悪くなり、
また鮮映性も劣化する。　３００μｍを超えると、かじ
りが発生しやすくなり、やはり成形性が悪くなる。　凸
部最近接間隔は、成形性あるいは鮮映性を求めることで
用途あるいはユーザーの要求に応じて適宜選択すればよ
いので、１１００ｕという値は臨界的なものではなく、
単なる一例にすぎない。

合金化溶融めっき鋼板の表裏面はその表面粗度を同じに
してもよいが、例えば表面は成形性重視型の上述したス
キンパスロールを用いて、裏面は鮮映性重視型の上述し
たスキンパスロールを用いて、異なる表面粗度にしてお
くこともできる。

スキンバスに付与されている凹凸パターンの鋼板への転
写等はスキンバスの圧下環あるいは回数を適宜選択する
ことによって行えばよい。

ロール上の凹凸パターンは上述のごとくレーザーにより
付与するのが規則性、確実性の上から好ましい。

このようにレーザーダル加工のスキンパスロールを用い
ると、所定の規則性が得られる。　凹凸の規則性は鮮映
性および摺動性の均一性の点から有利である。　この有
効性を得るためには、間隔を２０％以内の粗度にするこ
とが好ましい。

第３図および第４図には上述したようにして得られた本
発明による溶融亜鉛めっき鋼板、第２図には未処理の従
来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面プロファイルを示
す。　第２図の従来のものは合金化処理による結晶成長
により表面がランダムに粗面化されているのに対し、第
３図および第４図に示す本発明のものは平坦部と凹凸部
が所望の割合で形成されているのがわかる。　そして平
坦部と凹凸部は第３図および第４図のように規則的に配
置されているのがよい、　なお、第３図のものはＳＲａ
　（３次元祖度測定器で求めた平均あらさ）が１．０μ
ｍ５ＳＲｍａｘ（３次元祖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２図のものはＳＲａが１．３
μｍ、ＳＲｍａｘが１４μｍ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４５／４ｓ（ｇ／
ｒｒ？）の溶融亜鉛めフきを施し、５４０℃Ｘ３ｓｅｃ
の合金化処理を施したところ、第２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研磨後、レー
ザーダル加工を施したダルロールを用い、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１図に示す。

比較鋼１は合金化処理時に形成された粗面のため摩擦係
数が大きいので成形性がよくない。

比較鋼２は研磨後の表面粗度が大きすぎ、その後のスキ
ンパスにおいても十分に粗度制御ができていないため、
成形性および鮮映性とも悪い。

比較鋼３はスキンパスロールによる伸び率が小さく目的
の粗度転写率が十分でなく成形性も鮮映性も悪い。

比較鋼４はスキンパスロールの凸部間隔が大きすぎるた
め、鋼板表面に転写される凹部の間隔も大きくなり、さ
らには油の効果が低下するので成形性が悪い。

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）表面粗度 ３次元粗度プロファイルを測定し、その生データを解析
することによって粗度パラメータを求めた。

ロールの表面粗度はレプリカを取って、その３次元粗度
を測定することによって求めた。

（２）凸部間隔 （１）の粗度解析を画像処理によって行ない凸部間隔を
求めた。

（３）スキンパス前に１００ｍｍの間隔で２本線を描き
、スキンパス後にもう１度、線の間隔を測定し、その前
後での伸び率として求めた。

（４）成形性 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（ＳＫＤ−１１，２ｃｍ巾）にて試料
を両側からはさんで押え荷１１１００ｋｇの荷重をかけ
て試料をひきぬ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２０μ、中塗りはＴＰ−２６シーラ、上塗りはア
ミラックＴＨ−１３２０２（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Ｒｏ、、としたとき、 ＤＯＩ＝　（Ｒｓ−Ｒｏ、ｓ　）／Ｒｓｘｌ　００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。

ＦＩＧ。

シロール凸部の間Ｆ晶（Ａｍ） 〈発明の効果〉 本発明の方法によれば、表面粗度の大きい合金化溶融め
っき鋼板をまず研磨により予め予備的に表面粗度に調整
し、次いで成形性および／または鮮映性の要求度に応じ
た調整度の表面粗度を有するスキンパスロールによって
調質圧延を行うので、使用目的、ユーザーの要求に応じ
た成形性、鮮映性に優れた合金化溶融めっき鋼板が得ら
れる。　また合金化溶融めっき鋼板の表面にさらに上層
めっきを施した２Ｍめっき鋼板の場合にも同様に効果が
得ちれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の結果を示すグラフである。 第２図は従来の溶融亜鉛めっき鋼板の、第３図および第
４図は本発明の、３次元粗度プロファイルの測定例であ
る。　なお、倍率は縦横（ｘ、Ｙ軸）それぞれ１００倍
、あらさ（垂直Ｚ軸）方向５００倍。 １００μｍ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板を溶融めっき、合金化処理した後、研磨によ
   って鋼板表面粗度を平均あらさＲａで１．０μｍ以下、
   ０．１μｍ以上に調整した後、表面粗度を目的に応じて
   調整したスキンパスロールによって伸び率で０．２％以
   上、板厚（ｍｍ）％以下の調質圧延を施すことを特徴と
   する高機能表面粗度調整合金化溶融めっき鋼板の製造法
   。
2. （２）上記目的に応じて表面粗度を調整したスキンパス
   ロールとして、表面粗度をＲａで１．０μｍ以上、３．
   ０μｍ以下、ロール研磨面より１μｍ以上飛び出た凸部
   が最近接間隔１０μｍ以上１００μｍ以下となるように
   分布させた表面粗度調整ロールを用いる請求項１に記載
   の成形性にすぐれた合金化溶融めっき鋼板の製造法。
3. （３）上記目的に応じて表面粗度を調整したスキンパス
   ロールとして、表面粗度をＲａで１．０μｍ以上、３．
   ０μｍ以下、ロール研磨面より１μｍ以上飛び出た凸部
   が最近接間隔１００μｍ以上３００μｍ以下となるよう
   に分布させた表面粗度調整ロールを用いる請求項１に記
   載の塗装後鮮映性にすぐれた合金化溶融めっき鋼板の製
   造法。
4. （４）鋼板の表裏面に対し、請求項２および３に記載の
   表面粗度調整ロールを使い分けることを特徴とする鮮映
   性と成形性を両立した合金化溶融めっき鋼板の製造法。
5. （５）上記表面粗度調整スキンパスロールの表面粗度凸
   部の各間隔がその平均値より２０％以上隔ることの無い
   請求項１〜４のいずれかに記載の合金化溶融めつき鋼板
   の製造法。