JPH10280176A - 高潤滑防錆処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高潤滑性を有してプレス加工性に優れ、かつ防
錆性が良好である高潤滑防錆処理鋼板を提供する。 【解決手段】表面粗さＲａが０．５ないし２．５μｍの
酸洗鋼板の表面に、４０℃における動粘度が１０ないし
２５ｃＳｔ、全塩基価が２ないし１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、
鹸化価が２０ないし８０ｍｇＫＯＨ／ｇに調整された高
潤滑防錆油を塗布してなる高潤滑防錆処理鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延鋼板のう
ち酸洗鋼板を対象とし、高潤滑性を有してプレス加工に
優れ、かつ防錆性が良好である高潤滑防錆処理鋼板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通常の酸洗鋼板は、熱間圧延した鋼板を
酸洗（一般には、塩酸処理）してスケールを除去したも
のであり、鉄鋼メーカーにおいて、防錆油を塗布した
後、コイル状に巻かれるかスタック状に積み重ねて、自
動車メーカー等のユーザーに出荷される。

【０００３】鉄鋼メーカーで塗布される防錆油は、一般
に長期保管の際にも充分な防錆性を有することはもちろ
ん、その他鋼板のハンドリング性が良いこと、さらには
脱脂性が良く鋼板の化成処理性・溶接性を阻害しないこ
と等の性能が要求される。これらの要求性能を満たすた
め、４０℃での動粘度が２５ｃＳｔ以下の低粘度の防錆
油が通常用いられている。

【０００４】鋼板は、ユーザーにおいて、打抜き、曲
げ、張出し、絞り等の各種プレス成型を組み合わせて加
工品となる。このプレス加工の際、出荷時に塗布された
防錆油の上に、４０℃における動粘度が５０ないし１０
０ｃＳｔ程度の中・高粘度のプレス加工油を塗布してプ
レス加工が行われる。また、プレス加工時にプレス加工
油を塗布することの煩雑さを回避するために、鋼板にロ
ールコータ等を用いて固体潤滑剤（例えばミルボンド）
を塗布後、その表面に防錆油を塗布して出荷し、ユーザ
ーではプレス加工油を未塗布であるいは極少量塗布して
プレス加工が行われている。

【０００５】冷延鋼板に比べて板厚が厚い酸洗鋼板の場
合には、プレス成形時の面圧が高くなる結果、特に、か
じりを発生し易いという問題があり、プレス加工油ある
いは固形潤滑剤の塗布が必要であった。高強度鋼板の場
合には、特に、かじりが問題となり易い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車産業等の
ユーザーへの納入時に塗布される防錆油にプレス加工油
の潤滑性能を付与して、固体潤滑剤を省略することを目
的とした高潤滑防錆油の開発が重要な課題となってい
る。

【０００７】しかし、防錆油の粘度をプレス加工油並の
高粘度にしてしまうと、脱脂性や鋼板のハンドリング性
等が悪化し適当でない。また、高粘度化するだけでは充
分な潤滑性を得ることはできない。さらに、潤滑性を強
化するために、防錆油には一般の極圧添加剤を添加する
という対応も考えられる。しかしこの種の極圧添加剤は
反応性が強いので、防錆性を著しく低下させる。例え
ば、空気中の水分と極圧添加剤が反応して酸性物質を生
成し、錆の発生やオイルステイン、板表面の変色を招く
結果となる。

【０００８】一方、プレス加工油の粘度を防錆油並の低
粘度にすると、プレス加工時に油膜切れを生じ、加工表
面に割れ、かじり等の損傷によるトラプルが多発する。
板厚が１〜８ｍｍ程度と厚い酸洗鋼板の場合には、プレ
ス成形時の面圧が高くなる結果、特にかじりを発生し易
いという問題があり、とりわけ、高強度鋼板の場合には
かじりが問題となり易い。

【０００９】このように、従来の防錆油またはプレス加
工油のどちらか一方により、防錆性およびプレス加工性
の両方を満足させることはできない。特に、加工時の面
圧が高く、かじりを発生し易い酸洗鋼板の場合には実用
上不可能であった。

【００１０】例えば、特開昭５１−８７４６１号公報に
は、酸洗鋼板に特定成分の潤滑防錆油を塗布、乾燥させ
た防錆性、プレス加工性（Ｅｒ値で評価）、洗浄性が良
好な防錆潤滑表面処理鋼板が、また特開昭５８−１３６
９８号公報には、特定成分の潤滑防錆油を特定量塗布し
た中間防錆性に優れる潤滑処理鋼板が開示されている。
しかし、これらの技術によっても固形潤滑剤の省略を可
能とするような高潤滑性能は達せられず、酸洗鋼板のプ
レス加工時にしばしばかじり不良を発生する等の問題が
あった。

【００１１】したがって、本発明は、酸洗の能率・作業
性に支障を与えることなく、従来と同様の作業方法によ
る塗布により高潤滑性を有してプレス加工性に優れ、か
つ防錆性が良好である高潤滑防錆処理鋼板を提供するこ
とを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、酸洗鋼板の潤
滑防錆油の動粘度、全塩基価、鹸化価を適切な範囲に制
限することにより、防錆性能を損なうことなく、高い潤
滑性を付与することができること、さらには酸洗鋼板の
表面粗さを適正化することによりきわめて高い潤滑性能
をも付与できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１３】すなわち、本発明は、表面粗さＲａが０．
５ないし２．５μｍの酸洗鋼板の表面に、４０℃におけ
る動粘度が１０ないし２５ｃＳｔであり、全塩基価が２
ないし１５ｍｇＫＯＨ／ｇであり、鹸化価が２０ないし
８０ｍｇＫＯＨ／ｇである高潤滑防錆油を塗布してなる
高潤滑防錆処理鋼板を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１５】本発明において、酸洗鋼板は、０．５〜
２．５μｍの表面粗さＲａを有するものである。表面粗
さが極端に小さい場合、プレス成形時にかじりを発生す
るようになるという問題がある。そのため、Ｒａは０．
５μｍ以上であることが必要である。ただし、表面粗さ
が粗くなり過ぎると、摩擦係数（平面摺動試験で評価）
が上昇して潤滑不足による割れを発生するなどプレス成
形性を劣化させる。そのため、Ｒａの上限は２．５μｍ
とするが、１．５μｍ以下の範囲とすることが望まし
い。

【００１６】本発明において、上記酸洗鋼板に塗布され
る高潤滑防錆油は、好ましくは、鉱油および／または合
成油を基油とし、これに塩基性化合物を含む防錆成分お
よびエステル化合物を含む潤滑成分を配合してなるもの
である。

【００１７】本発明において、高潤滑防錆油は、４０℃
において１０ないし２５ｃＳｔの動粘度を示すものであ
る。４０℃における動粘度が１０ｃＳｔより低い場合、
プレス加工時に油膜切れを生じ、潤滑不足による割れや
かじりが発生するため好ましくなく、他方４０℃におけ
る動粘度が２５ｃＳｔより高い場合には、鋼板のハンド
リング性が悪くなり、脱脂性も低下するため好ましくな
い。

【００１８】また、上記高潤滑防錆油は、全塩基価が２
ないし１５ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲に調整されている。全
塩基価が２ｍｇＫＯＨ／ｇより低い場合、潤滑成分とし
て添加した極圧添加剤等が水分や鋼板と反応して生成す
る酸性物質を中和する能力が少ないため、充分な防錆力
が得られないので好ましくなく、他方全塩基価が１５ｍ
ｇＫＯＨ／ｇより高い場合には、脱脂性が劣り、さらに
防錆性において、その塩基性成分によるステインが発生
し易くなり好ましくない。

【００１９】さらに、上記高潤滑防錆油は、その鹸化価
が２０ないし８０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある。鹸化
価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇより低い場合、充分な潤滑性が
得られないので好ましくなく、８０ｍｇＫＯＨ／ｇより
高い場合には、脱脂性が低下するだけでなく、それ以上
高くしてもそれ程潤滑性は上がらないので好ましくな
い。

【００２０】本発明における高潤滑防錆油の基油として
は、防錆油および金属加工油の基油として一般的に使用
されている鉱油および／または合成油の中から単独また
は２種以上を組み合わせて使用することができる。鉱油
としては、例えば、原油を蒸留して得られた留分を精製
したパラフィン系、ナフテン系等の精製鉱油を使用する
ことができる。

【００２１】上記基油に添加される防錆成分は、少なく
とも塩基性化合物を含むものであり、この塩基性防錆成
分により全塩基価の大部分、好ましくは実質的にすべて
が提供される。

【００２２】防錆成分としては、塩基性スルホネートお
よび／または防錆油用添加剤として一般的に使用されて
いる防錆添加剤の中から任意のものを選定し、１種また
は２種以上を組み合わせて使用することができる。

【００２３】塩基性スルホネートとしては、例えば、石
油留出成分中の芳香族成分をスルホン化して得られる石
油スルホン酸または合成スルホン酸のアルカリ金属塩、
アルカリ土類金属塩、アミン塩を挙げることができる。

【００２４】合成スルホン酸の例を挙げると、ドデシル
ベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等
を挙げることができる。

【００２５】また、その他の防錆成分としては、例え
ば、酸化ワックスおよびそのアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、エステル、高級脂肪酸およびそのアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、エステル等を
挙げることができる。高級脂肪酸の例を挙げると、カプ
リル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウ
ンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン
酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、
ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール
酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラ
キン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エル
カ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘ
プタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、
ナフテン酸、アビエチン酸、ラノリン脂肪酸、アルケニ
ルコハク酸等である。

【００２６】防錆成分としてさらに好ましくは石油スル
ホン酸または合成スルホン酸のアルカリ土類金属塩、酸
化ワックスのアルカリ土類金属塩またはエステル、高級
脂肪酸のアルカリ土類金属塩またはエステル、特に好ま
しくは石油スルホン酸または合成スルホン酸のアルカリ
土類金属塩である。

【００２７】本発明において防錆成分とともに基油に添
加される潤滑成分は、少なくともエステル化合物を含
み、このエステル化合物により上記鹸化価が提供され
る。潤滑成分としては、一価アルコールと脂肪酸とのエ
ステルおよび／または金属加工油用添加剤として一般的
に使用されている潤滑添加剤、例えば油性向上剤、極圧
添加剤等の中から任意のものを選定し、１種または２種
以上を組み合わせて使用することができる。

【００２８】油性向上剤としては、例えば、高級脂肪酸
エステル、動植物性油脂、高級脂肪酸、高級アルコール
等を挙げることができ、好ましくは高級脂肪酸エステル
および動植物性油脂、特に好ましくは、一価アルコール
と脂肪酸とのエステルである。一価アルコールの例を挙
げると、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコ
ール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコー
ル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコー
ル、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプ
チルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコ
ール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシ
ルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコ
ール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコー
ル、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステ
アリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイ
ルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアル
コール、セリルアルコール、メリシルアルコール等であ
り、脂肪酸の例を挙げると、ギ酸、酢酸、プロピオン
酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ソルビン酸、エナント
酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシ
ル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、ドリデシル酸、ミ
リスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデ
シル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン
酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン
酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチ
ン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラク
セル酸等である。

【００２９】極圧添加剤としては、例えば、硫黄系極圧
添加剤、塩素系極圧添加剤、リン系極圧添加剤等を挙げ
ることができ、好ましくは不活性タイプの硫化油脂およ
び硫化エステル、亜リン酸エステルである。

【００３０】なお、本発明において使用される高潤滑防
錆油は、上記成分のみに限定するものではなく、必要に
応じて、摩擦調整剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、水
置換剤、消泡剤等を添加することができる。

【００３１】本発明における高潤滑防錆油において、基
油に添加する防錆成分、潤滑成分、およびその他の添加
剤の配合量については、最終高潤滑防錆油の性状が、４
０℃における動粘度が１０ないし２５ｃＳｔ、全塩基価
が２ないし１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、鹸化価が２０ないし８
０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲を越えない限り特に限定するも
のではない。

【００３２】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。下記表１に示す各添加剤を用いて、
下記表２に示す組成の油（油１ないし８は本発明の範囲
内の高潤滑防錆油であり、油９ないし２０はそれ以外の
油である）を調製し、これを用いて本発明に係る高潤滑
防錆鋼板および比較例の鋼板を製造した。各鋼板につい
て下記の試験を行い性能を評価した。これらの結果を下
記表３および図１〜図６に示す。図１は、油２、４およ
び５、並びに油１３および１４を塗布した表面粗さＲａ
が１．２μｍの酸洗鋼板の平面摺動試験結果による、油
の動粘度と摩擦係数の関係を示し、図２は、油２、４お
よび５、並びに油１３および１４を塗布した鋼板の脱脂
試験結果による、油の動粘度と脱脂性の関係を示し、図
３は、油２、６および７、並びに油１１および１２を塗
布した鋼板の防錆試験結果による、油の全塩基価と防錆
性の関係を示し、図４は、油２、６および７、並びに油
１１および１２を塗布した鋼板の脱脂試験結果による、
油の全塩基価と脱脂性の関係を示し、図５は、油１、２
および３、並びに油９および１０を塗布した表面粗さＲ
ａが１．２μｍの酸洗鋼板の平面摺動試験結果による、
油の鹸化価と摩擦係数の関係を示し、図６は、油１、２
および３、並びに油９および１０を塗布した鋼板の脱脂
試験結果による、油の鹸化価と脱脂性の関係を示すグラ
フである。

【００３３】（１）防錆試験 板厚２．６ｍｍの低炭素Ａｌキルド鋼を塩酸酸洗処理し
た鋼板（ＳＰＨＣ、７０×１００ｍｍ、表面粗さＲａ＝
１．２μｍ）の表面に試験油を１．５ｇ／ｍ²塗油し、
５枚重ねにして支持板に挟み、ボルト・ナットで締め付
けた。これを恒温恒湿箱（温度５０℃、湿度９５％）中
に入れ、２４０時間後の発錆状態錆発生面積（％）によ
り、下記水準で評価した。

【００３４】（評価基準） 評点 錆発生面積（％） Ａ ： ０％（錆なし） Ｂ ： １０％以下 Ｃ ： １０％を超え、３０％以下 Ｄ ： ３０％超え。

【００３５】（２）脱脂試験 板厚２．６ｍｍの低炭素Ａｌキルド鋼を塩酸酸洗処理し
た鋼板（ＳＰＨＣ、７０×１００ｍｍ、表面粗さＲａ＝
１．２μｍ）の表面に試験油を１．５ｇ／ｍ²塗油し、
５枚重ねにして支持板に挟み、ボルト・ナットで締め付
けた。これを恒温恒湿箱（温度５０℃、湿度９５％）中
に入れ、２４０時間放置後、下記条件で脱脂試験を行っ
た。脱脂後、試験片を流水中で３０秒間水洗し、水中か
ら引き上げて１５秒後の水濡れ面積（％）により、下記
水準で評価した。

【００３６】（脱脂条件） 脱脂剤：ファインクリーナー４４８０［日本パーカライ
ジング（株）製］；濃度：１．８％；温度：４２℃；撹
拌：あり；脱脂方法：３分間浸漬。

【００３７】（評価基準） 評点 水濡れ面積（％） Ａ ： １００％水濡れ Ｂ ： ９０％以上、１００％未満 Ｃ ： ７０％以上、９０％未満 Ｄ ： ７０％未満。

【００３８】（３）平面摺動試験 板厚１．２〜３．２ｍｍの低炭素Ａｌキルド鋼を塩酸酸
洗処理した鋼板（ＳＰＨＣ、３０×２００ｍｍ、表面粗
さＲａ＝０．４〜２．６μｍ）を用い、下記条件で試験
を行い、その摩擦係数により、下記水準で評価した。

【００３９】（試験条件） 工具条件（幅１０ｍｍ×長さ３ｍｍ）；押し付け力：２
００ｋｇｆ；摺動速度：１ｍ／分；摺動距離：１５０ｍ
ｍ；塗油量：１．５ｇ／ｍ² 。

【００４０】（評価基準） 評点 摩擦係数μ Ａ ： ０．１３０以下 Ｂ ： ０．１３０超え、０．１４０以下 Ｃ ： ０．１４０超え、０．１５０以下 Ｄ ： ０．１５０超え。

【００４１】（４）かじり試験 板厚１．２〜３．２ｍｍの低炭素Ａｌキルド鋼を塩酸酸
洗処理した鋼板（ＳＰＨＣ、３０×２５０ｍｍ、表面粗
さＲａ＝０．４〜２．６μｍ）を用い、下記条件で試験
を行い、そのかじり発生の限界押し付け荷重により、下
記水準で評価した。

【００４２】（試験条件） 工具：平工具（幅５０ｍｍ×長さ３０ｍｍ）；押し付け
ビード：三角ビード（先端Ｒ＝０．５ｍｍ）；押し付け
荷重：０．５〜１．５トン；摺動速度：２００ｍｍ／
分；摺動距離１５０ｍｍ；塗油量：１．５ｇ／ｍ² 。

【００４３】（評価基準） 評点 かじり発生の限界押し付け荷重（トン） Ａ ： １．０トン以上 Ｂ ： ０．８トン以上、１．０トン未満 Ｃ ： ０．６トン以上、０．８トン未満 Ｄ ： ０．６トン未満 （５）円筒深絞り試験 板厚２．９ｍｍの低炭素Ａｌキルド鋼を塩酸酸洗処理し
た鋼板（ＴＳ：５５ｋｇ／ｍｍ、２級ハイテン、ブラン
ク径：７５〜１１０ｍｍ、表面粗さＲａ＝１．０μｍ）
を用い、下記条件で試験を行い、その限界絞り比によ
り、下記水準で評価した。

【００４４】（試験条件） ポンチ：平頭ポンチ（４０ｍｍφ、Ｒ＝４．０）；ダイ
ス：５８ｍｍφ、Ｒ＝８．０；絞り速度：２４０ｍｍ／
分；しわ押さえ荷重：１トン；塗油量１．５ｇ／ｍ² 。

【００４５】（評価基準） 評点 限界絞り比 Ａ ： ２．１０以上 Ｂ ： ２．０５以上、２．１０未満 Ｃ ： ２．００以上、２．０５未満 Ｄ ： １．９５未満

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】以上の結果からわかるように、本発明の高
潤滑防錆処理鋼板は、すべての試験項目について評点が
ＡまたはＢであり、防錆性、脱脂性、潤滑性、耐かじり
性、プレス加工性などの特性が良好であるのに対し、比
較鋼板は試験項目のいずれかが評点ＣまたはＤを示し、
問題がある。なお、本発明鋼板は、このほかに、化成処
理性や溶接性についても問題がなかった。

【００４９】

【発明の効果】以上の実施例の結果からも明らかなよう
に、本発明の高潤滑防錆処理鋼板は、高潤滑性を有して
プレス加工性に優れると同時に防錆性が良好である。こ
のため、従来酸洗鋼板で使用されていた固形潤滑剤の省
略を可能にするものであり、産業上非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】油２、４および５、並びに油１３および１４を
塗布した表面粗さＲａが１．２μｍの酸洗鋼板の平面摺
動試験結果による、油の動粘度と摩擦係数の関係を示す
グラフ図。

【図２】油２、４および５、並びに油１３および１４を
塗布した鋼板の脱脂試験結果による、油の動粘度と脱脂
性の関係を示すグラフ図。

【図３】油２、６および７、並びに油１１および１２を
塗布した鋼板の防錆試験結果による、油の全塩基価と防
錆性の関係を示すグラフ図。

【図４】油２、６および７、並びに油１１および１２を
塗布した鋼板の脱脂試験結果による、油の全塩基価と脱
脂性の関係を示すグラフ図。

【図５】油１、２および３、並びに油９および１０を塗
布した表面粗さＲａが１．２μｍの酸洗鋼板の平面摺動
試験結果による、油の鹸化価と摩擦係数の関係を示すグ
ラフ図。

【図６】油１、２および３、並びに油９および１０を塗
布した鋼板の脱脂試験結果による、油の鹸化価と脱脂性
の関係を示すグラフ図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 健一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面粗さＲａが０．５ないし２．５μｍ
   の酸洗鋼板の表面に、４０℃における動粘度が１０ない
   し２５ｃＳｔであり、全塩基価が２ないし１５ｍｇＫＯ
   Ｈ／ｇであり、鹸化価が２０ないし８０ｍｇＫＯＨ／ｇ
   である高潤滑防錆油を塗布してなる高潤滑防錆処理鋼
   板。