JPH0687002A - 深絞り性と耐かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

深絞り性と耐かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板

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JPH0687002A
JPH0687002A JP4240178A JP24017892A JPH0687002A JP H0687002 A JPH0687002 A JP H0687002A JP 4240178 A JP4240178 A JP 4240178A JP 24017892 A JP24017892 A JP 24017892A JP H0687002 A JPH0687002 A JP H0687002A
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JP
Japan
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steel sheet
zinc
deep
steel plate
resistance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4240178A
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English (en)
Inventor
Takamasa Suzuki
隆昌 鈴木
Yoshio Ishii
良男 石井
Makoto Tefun
誠 手墳
Fumio Yamazaki
文男 山崎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動車、家具、家電などに用いられ
る深絞り部品をプレス成形にて行なうに際し、容易にか
つ安定して製造するための深絞り性と型かじり性と耐食
性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提供する。 【構成】 鋼板表面に複数の凹部を設け、凹部の深さが
板厚の0.5〜10%とし、鋼板表面の1mm2 当りの
凹部の合計断面積が0.3mm2 以上とし、かつ凹部の
合計体積が0.8×106 μm3 以上として、さらに凹
部間距離を凹部の最大さし渡し長さの1.0以上とし、
表面に亜鉛系めっきを施すことにより容易にかつ安定し
た深絞り性と型かじり性と耐食性に優れた亜鉛系めっき
鋼板ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家具、家電な
どに用いられる深絞り部品をプレス成形する場合に深絞
り性と耐型かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来から自動車用のオイルパン、家具用
の浴槽や流し台シンクおよび家電用の石油ストーブのカ
ートリッジタンクなどの深絞り部品の成形においては、
加工量の増大とともに、加工発熱により深絞り部品の温
度上昇はもとより、加工発熱の伝播によりプレス金型も
温度上昇することが知られている。この温度上昇を成形
性問題からみると、従来は油圧プレスが主体で機械式プ
レスを使用する場合でも比較的単位時間当りの成形枚数
が少なく、金型温度の上昇に伴う成形上の問題も注目さ
れることが少なかった。しかしながら、近年トランスフ
ァープレスが普及し、このような深絞り部品の成形にも
適用されるようになってきたため、金型温度の上昇によ
る影響が極めて大きくなり、深絞り性低下や型かじり発
生による成形性不良の問題が顕在化し始めた。このため
金型温度の上昇による深絞り性低下や型かじり発生によ
る成形性不良に対して、種々の対策がとられている。例
えば、水溶性冷却油を金型全体にかける方法は有効であ
るが、冷却油がプレス時に周辺に飛散して作業環境が悪
化する問題があること、また極圧添加剤入りの潤滑剤の
使用は有効であるが、成形後の脱脂にかかる費用が増加
すること、さらに絞り工程数を増加して変形発熱を少な
くする方法では有効であるが、金型個数の増加により製
造コストが上昇するなどの問題があり、かならずしも満
足できる対策になっていないのが実状である。
【0003】また型かじり発生に対する対策としては、
鋼板の表面粗さを制御することが最も有効であることが
知られており、一般的には粗さを大きくすると型かじり
発生には有利である。しかし、粗さが大きいと塗装後の
表面品質が劣る欠点があり、型かじり発生に対して有効
でかつ深絞り性に優れている鋼板が要望されている。な
お、本発明と関連の従来技術として、特開昭62−16
8602号公報(塗装用鋼板及びその製造方法)があ
る。その内容は粗さを規則的に制御することにより、塗
装鮮映性に優れるものであり、本発明の深絞り性や耐型
かじり性に優れる冷延鋼板に関しては言及しておらず、
何ら示唆を与えるものではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
亜鉛めっき鋼板では深絞り部品を成形すると、加工発熱
により部品および金型の温度が上昇し、温度上昇による
潤滑剤の性能劣化が生じて、摩擦抵抗の増大による深絞
り性低下成形や焼付き発生による型かじりが生じること
により成形不良が発生するという大きな問題がある。本
発明は、このような従来の問題点を解消し、油圧プレ
ス、タンデム型機械式プレスおよびトランスファープレ
スによる深絞り部品を安定して成形する深絞り性と耐型
かじり性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】鋼板表面の両面もしくは
片面に複数の凹部を設け、該凹部の最大さし渡し長さを
dとした時の断面積をS、凹部深さをh、鋼板板厚を
t、鋼板表面1mm2 当りの凹部個数をnとした時、凹
部深さhは鋼板板厚tの0.5〜10%とし、鋼板表面
1mm2 当り凹部体積の合計VをV=S×h×nで表わ
すVが0.8×106 μm3 以上を満足し、鋼板表面1
mm2 当りの凹部の合計断面積AをA=S×nで表わす
Aが0.2mm2 以上を満足し、圧延方向に隣接する凹
部間中心距離P1 が1.0d以上、圧延方向列の列間中
心距離P2 が1.0d以上とした冷延鋼板の表面に、亜
鉛を70%以上含有するめっき層を設けたことを特徴と
する深絞り性と耐型かじり性に優れた亜鉛めっき鋼板で
ある。
【0006】
【作用】本発明の詳細を図面により説明する。図1は本
発明による亜鉛めっき鋼板の片面の縦断面を模式的に示
したものであり、また図2は図1の凹部1の配列につい
て鋼板表面の平面を模式的に示したものであるが、まず
本発明に至るまでの研究結果について述べる。鋼板をプ
レスにより深絞り成形する場合には、プレス金型と鋼板
間に大きな面圧が作用し、かつその面圧により鋼板表面
の粗さが潰されて、潤滑剤が介在するにも拘らずプレス
金型と鋼板間は境界潤滑状態が多くなり、摩擦抵抗が増
大することは知られており、その状態が増大すると深絞
り性の低下や焼付きによる型かじりが発生し、成形不良
となる。また成形中には加工発熱により鋼板温度および
プレス金型の温度も上昇し、潤滑剤の性能劣化から摩擦
抵抗が増大し、それが原因となって深絞り性の低下や焼
付きが生じ、型かじり発生となって成形不良になる。
【0007】本発明者らは、摩擦抵抗の増大が深絞り性
の低下および型かじり発生の根本的問題であると考え、
その摩擦抵抗の増大を防止する対策として、潤滑剤の十
分な確保ができれば解消できると考え、以下のような実
験的検討を行なった。供試材は極低炭素チタン添加鋼の
冷延鋼板を用いた。この冷延鋼板は、現在使用している
放電ダルおよびレーザーダル加工によりダルパターンを
種々施したスキンパスロールにより圧延した。これらの
冷延鋼板の詳細を表1に示す。
【0008】表1及び表2の冷延鋼板を用いた本発明の
亜鉛めっき鋼板と工具間に相対すべりを与えて、その時
に生じる摩擦係数を求めて、本発明の効果を検討した。
その結果、図1に相対すべりを与える前後の鋼板表面の
状況、図3には求めた摩擦係数を示すが、本発明の亜鉛
めっき鋼板の摩擦係数が小さく、摩擦係数の増大に対し
て大きな効果があることが分かった。本発明者らはこの
実験的検討から、さらに研究を重ねた結果、鋼板表面に
潤滑剤を適正量確保することが重要であることを見い出
し、以下のように鋼板表面のプロファイルを規制するこ
とにより、深絞り性と耐型かじり性に優れた亜鉛めっき
鋼板が提供できることを見い出した。
【0009】
【表1】
【0010】次に本発明で鋼板表面のプロファイルを限
定した理由について述べる。まず凹部の深さを鋼板板厚
の0.5%以上としたのは、それ未満では成形中の面圧
により凹部が潰されて潤滑剤を確保できず、摩擦抵抗が
増大するためであり、10%以下としたのは、それを超
えるとその凹部が起点となって成形時に破断を招く危険
があるからである。次ぎに鋼板表面1mm2 当りの凹部
の体積を0.8×106 μm3 以上としたのは、潤滑剤
の確保が少なく、深絞り性および型かじりに対する効果
が小さいからである。また鋼板表面1mm2 当りの凹部
の合計断面積を0.2mm2 以上としたのは、それ未満
では金型と鋼板表面の接触範囲が広く、境界潤滑領域が
大きくなるために摩擦抵抗が増大するため、深絞り性お
よび型かじりに対する効果が小さいからである。
【0011】次いで圧延方向に隣接する凹部間中心距離
(P1 )を1.0d以上としたのは、それ未満では凹部
の重なりによる突起が生じ、プレス成形中に突起部が取
れ、鉄粉の発生が多くなり型かじり性を損ねるからであ
り、また圧延方向列の列間中心距離(P2 )を1.0d
以上としたのは、それ未満では凹部の重なりにより突起
が生じ、プレス成形中に突起部が取れ、鉄粉の発生が多
くなり型かじり性を損ねるからである。尚、本発明で成
形できる材料の種類は、現在JISに定められている冷
延圧延による軟質鋼板および高強度鋼板のいずれでも良
く、また自動車、家具、家電を対象に考えた場合の板厚
は0.5〜2.0mmが適当である。さらに図2に示す
凹部の配列は特にこだわることなく、格子配列や千鳥配
列でも良い。
【0012】本発明においては、表2に示す鋼成分でな
る冷延鋼板を母材とし、その表面に亜鉛を70%(質量
割合)以上含有する亜鉛めっき層を形成させる。ここで
亜鉛系めっき層とは、純Znめっきや、Ni,Fe,C
o,Cr,Al,Mn,Cu,Sn,Pb,Cd,M
g,などの金属;SiO2 ,TiO2 ,Al2 3 ,S
iC,SiN,BaCrO4 などの微粒子を1種もしく
は2種以上含有する亜鉛系合金めっきもしくは亜鉛系複
合めっきを指す。亜鉛以外の成分を含有する場合、亜鉛
の含有率が低すぎるとめっき層の犠牲防食作用が低下し
て耐食性が損なわれたり、めっき層の硬化により成形性
が低下するため、亜鉛70%以上が必要である。
【0013】亜鉛系めっき層の付着量については特に限
定されるものではないが、耐食性と成形性の観点から
は、10〜100g/m2 が好ましい。また、目的に応
じて2種類以上の成分系の異なるめっき層を重ねた複層
めっきの様態としてもよい。これら亜鉛系めっき層の形
成方法については、特に限定されるものではなく、電気
めっき法、溶融めっき法、化学めっき法、蒸着に代表さ
れる気相めっき法などいずれの方法が用いられても差し
支えないが、電気めっき法と溶融めっき法は、冷延鋼板
に連続的に高速かつ安定してめっきを施せる点でより好
ましい方法である。
【0014】
【表2】
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例とともに説明
する。供試材は極低炭素チタン添加鋼を用いて、通常の
熱間圧延−冷間圧延−連続焼鈍を施した後、スキンパス
圧延(圧下率0.8%)により板厚0.8mmに仕上げ
た。スキンパス圧延では、鋼板表面のプロファイルを種
々かえるため、スキンパスロールにレーザーダル加工に
よるプロファイルの異なるダル目付けを行なったものを
電気めっき法もしくは溶融めっき法で各種のめっきを施
した。得られた亜鉛めっき鋼板の表面粗さRaは、JI
Sに規定されている測定法により求め、また凹部のさし
渡し長さと凹部間の中心距離および列間中心距離は鋼板
表面の光学的顕微鏡写真より測定し、さらに凹部の深さ
は3次元表面粗度計により求めた。
【0016】深絞り性の評価は、ポンチ径80mmでブ
ランク径168mmとして高速連続成形を100個まで
行い、破断にいたるまでの成形個数で評価し、また耐型
かじり性は30個を成形した時点の成形品を目視によ
り、品質上問題がないものを○(良)、問題ありとした
ものを×(悪)で評価した。その結果を表3に示す。本
発明の亜鉛めっき鋼板の実施例(供試材1〜8)はいず
れも比較例(供試材9〜16)に比べて、深絞り性およ
び耐型かじり性が優れている。
【0017】尚、比較例の供試材9および13は凹部深
さが小さいため、成形時の潰れにより潤滑剤の確保が少
なく、深絞り性および型かじりが満足できない。比較例
の供試材10および14は凹部間中心距離が小さいた
め、重なりによる突起が取れることから、型かじりが満
足しない。比較例の供試材11および15は凹部の合計
断面積が少ないとともに凹部体積も少ないため、接触面
積の増大から摩擦抵抗が増加し、深絞り性および型かじ
りが満足しない。
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、自動車、家具、家電部
品を対象とした油圧式プレス、機械式プレスおよびトラ
ンスファープレスによる深絞り部品に対して、成形が容
易に確保でき、かつ型かじりを発生させず、耐食性に優
れた良好な製品を得ることができ、ことに今後趨勢とな
るトランスファープレスに極めて有効となることから、
自動車、家具、家電部品に幅広く用途が拡大でき、工業
的に実用価値が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷延鋼板の縦断面、
【図2】図1の凹部の配列の一例、
【図3】本発明の基礎となったレーザーダル加工条件と
摩擦係数の関係である。
【符号の説明】
1 亜鉛めっき鋼板の凹部 2 冷延鋼板 3 亜鉛めっき処理部分 t 亜鉛めっき鋼板の板厚 h 亜鉛めっき鋼板の凹部の深さ d 亜鉛めっき鋼板の凹部の最大さし渡し長さ S 亜鉛めっき鋼板の凹部の断面積 P1 亜鉛めっき鋼板の圧延方向に隣接する凹部間中心
距離 P2 亜鉛めっき鋼板の圧延方向の列間中心距離であ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】次いで圧延方向に隣接する凹部間中心距離
(P)を1.0d以上としたのは、それ未満では凹部
の重なりによる突起が生じ、プレス成形中に突起部が取
れ、鉄粉の発生が多くなり型かじり性を損ねるからであ
り、また圧延方向列の列間中心距離(P)を1.0d
以上としたのは、それ未満では凹部の重なりにより突起
が生じ、プレス成形中に突起部が取れ、鉄粉の発生が多
くなり型かじり性を損ねるからである。尚、本発明で成
形できる材料の種類は、現在JISに定められている冷
延圧延による軟質鋼板および高強度鋼板のいずれでも良
く、また自動車、家具、家電を対象に考えた場合の板厚
は0.5〜2.0mmが適当である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 30/00 B (72)発明者 山崎 文男 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板表面の両面もしくは片面に複数の凹
    部を設け、該凹部の最大さし渡し長さをdとした時の断
    面積をS、凹部深さをh、鋼板板厚をt、鋼板表面1m
    2 当りの凹部個数をnとした時、凹部深さhは鋼板板
    厚tの0.5〜10%とし、鋼板表面1mm2 当り凹部
    体積の合計VをV=S×h×nで表わすVが0.8×1
    6 μm3 以上を満足し、鋼板表面1mm2 当りの凹部
    の合計断面積AをA=S×nで表わすAが0.2mm2
    以上を満足し、圧延方向に隣接する凹部間中心距離P1
    が1.0d以上、圧延方向列の列間中心距離P2 が1.
    0d以上とした冷延鋼板の表面に、亜鉛を70%以上含
    有するメッキ層を設けたことを特徴とする深絞り性と耐
    かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
JP4240178A 1992-09-09 1992-09-09 深絞り性と耐かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板 Withdrawn JPH0687002A (ja)

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JP4240178A JPH0687002A (ja) 1992-09-09 1992-09-09 深絞り性と耐かじり性に優れた亜鉛系めっき鋼板

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008108044A1 (ja) 2007-03-01 2008-09-12 Jfe Steel Corporation 高張力冷延鋼板およびその製造方法

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Effective date: 19991130