JPH0673682B2 - 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

高機能表面粗度調整合金化溶融めっき鋼板の製造法

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JPH0673682B2
JPH0673682B2 JP1098088A JP9808889A JPH0673682B2 JP H0673682 B2 JPH0673682 B2 JP H0673682B2 JP 1098088 A JP1098088 A JP 1098088A JP 9808889 A JP9808889 A JP 9808889A JP H0673682 B2 JPH0673682 B2 JP H0673682B2
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誠 今中
進 増井
俊之 加藤
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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箱など
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、特に自動車用鋼板と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
延長上の技術ではほぼ可能である。
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、ダム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NI
LANらのSAE(SAE Tech,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。特開昭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。
<課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、平均あらさRaで0.4μm以下のスキンパスロール
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
ンパスロールで伸び率0.2%以上、板厚(mm)%以下の
調質圧延を少なくとも1回以上施して高機能表面粗度調
整合金化溶融めっき鋼板を製造するに際し、 前記合金化溶融めっき鋼板に対して、成形性を付与する
目的には、前記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成形性重視型の表面粗度調整ロ
ールを用い、 前記合金化溶融めっき鋼板に対して、塗装後鮮映性を付
与する目的には、前記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300μ
m以下となるように分布させた鮮映性重視型の表面粗度
調整ロールを用いる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。
また、鋼板の表裏面に対し、上記成形性重視型のロール
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冷延鋼板でも熱延鋼板でもよく、ま
た溶融めっきとしては亜鉛、鉛、錫などが適当である。
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
をはかっている。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、特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。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第2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。
本発明では、鋼板を溶融めっき合金化処理した後の工程
で表面相を管理する技術を開示している。すなわち、表
面平均あらさRaで0.4μm以下のスキンパスロールで、
伸び率0.2%以上、板厚(mm)%以下の調質圧延を実施
し、さらに表面粗度を成形性、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。調質圧延に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が、その他の方法でも本発明の粗度
管理が実現できれば、同様に効果が得られる。レーザー
ダルの場合、ブライトロールにレーザーでダル加工を施
して、溶融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なる時本発明範囲に粗度を制御など
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処理
した鋼板の表面に平均あらさRaで0.4μm以下のスキン
パスロールを用いて調質圧延を行なう。
表面平均あらさRaが0.4μm超では鋼板の平滑化効果が
十分でないため好ましくない。
この超質圧延は0.2%以上、板厚(mm)%以下で行う。
この範囲をはずれると鋼板が平滑化されない、あるいは
材質が低下するなどの不都合が発生するため好ましくな
い。
さらに表面粗度を目的に応じて調整したスキンパスロー
ルを用い、伸び率0.5%以上、板厚(mm)%以下で超質
圧延を行う。
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3.0
μm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10μ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、耐型かじ
り性が悪くなり、3.0μmをこえると、塗装後も鋼板表
面の凹凸が残存し鮮映性を害するので好ましくない。ま
た、凸部最近接間隔が10μm未満では凸部がつらなっ
て、転写後の鋼板、表面の凹部の形状が悪く、摺動時の
摩擦抵抗の変動が大きくなるため、成形性が悪くなり、
300μmをこえると、耐型かじりの点からよくない。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、100μm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。
スキンパスに付与されている凹凸パターンの鋼板への転
写等はスキンパスの圧下等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。したがって、ロールの
表面の凸部の各間隔をその平均値より20%をこえると摺
動性あるいは鮮映性の均一性を害する場合があるので好
ましくない。
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4図の
ものはSRaが0.9μm、SRmaxが9μm、第2図のものはS
Raが1.3μm、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(平均あらさ0.76μ
m)、単一条件で両面に目付量45/45(g/m2)の溶融亜
鉛めっきを施し、540℃×3sec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ままのため
摩擦係数が大きく、成形性がよくない。また鮮映性もよ
くない。
比較鋼2はスキンパスロールの平均あらさRaが0.9μm
と大きす、すなわち表面粗度が大きすぎ、その後の粗度
制御が十分できないため、成形性が悪く、また鮮映性も
よくない。
比較鋼3はスキンパスロールによる伸び率が小さく、転
写率が低いため、成形性も鮮映性も悪い。
比較鋼4は2回目に施したスキンパスロールの伸び率が
小さいため、目的とする表面粗度の転写率が低くなり、
さらには摩擦係数が大きくなり、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な
った。
(1)表面粗度Ra 3次元粗度曲線をSE−3FC(小坂製作所社製)を用いて
測定し(第2図〜第4図)、従来の2次元粗度での定義
を3次元粗度におきかえて平均あらさRaを求めた。すな
わち、下式のように表わされる。平均あわさの定義に基
づいて計算した。
(2)SK伸び率 スキンパス前に100mmの間隔で2本線を描き、スキンパ
ス後にもう一度線の間隔を測定して前後での仲い手とし
て求めた。
(3)SKロール凸部間隔 スキンパスロールの表面凹凸をレプリカにとり、そのレ
プリカの凹凸を3時間粗度計、および画像処理解析を用
いて凸部の間隔を測定した。
(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(SKD11 2cm巾)にて試料を両側からは
さみ、押え荷重100kgの荷重を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エレクトロン94
00を20μm、中塗りはシーラ、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
0.3としたとき、 DOI=(Rs−R0.3)/Rs×100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
っき鋼板を平均あらさRaが0.4μm以下のスキンパスロ
ールによって調質圧延を行ない、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。
【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、プロファイルの拡大図である。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倍である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭60−86257(JP,A) 特開 昭61−147906(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板を溶融めっき、合金化処理した後、平
    均あらさRaで0.4μm以下の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
    した後、表面粗度を目的に応じて調整したスキンパスロ
    ールで伸び率0.2%以上、板厚(mm)%以下の調質圧延
    を少なくとも1回以上施して合金化溶融めっき鋼板を製
    造するに際し、 前記合金化溶融めっき鋼板に対して、成形性を付与する
    目的には、前記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、 前記合金化溶融めっき鋼板に対して、塗装後鮮映性を付
    与する目的には、前記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300μ
    m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. 【請求項2】鋼板の表裏面に対し、請求項1に記載の2
    種の表面粗度調整ロールを使い分けることを特徴とする
    優れた塗装後鮮映性と優れた成形性を両立させた高性能
    表面粗度調整合金化溶融めっき鋼板の製造法。
  3. 【請求項3】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または2に記載の高機能表面粗度調整合
    金化溶融めっき鋼板の製造法。
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