JPS5944398B2 - プレス加工時に星目を発生しにくい亜鉛系電気めつき鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレス加工時に星目およびスコーリングが発生
しにくい亜鉛系電気めつき鋼板に関するものである。

防錆用電気めつき鋼板の用途として、耐食寿命向上のた
め自動車車体への適用が拡大しつつある。

自動車車体に用いられる電気めつき鋼板はプレス成形さ
れたパネル状製品として使用されるが、人目に触れるい
わゆる外板となるものが多いため、塗装仕上りがきれい
なことから表面組度の小さなものが要求され、表面粗度
は一般に１．５μ・ｒｍｓ以下のものが用いられている
。・また、この電気めつき鋼板は、めつき後自動車メー
カーでのプレス加工に至る間の発錆を防ぐため防錆油が
塗布される。自動車メーカーにおいては、プレス時にこ
の防錆油を除去せず、そのままプレス加工の潤滑油とし
て利用することが多い。しかし、この油は本来防錆を主
眼としたものであつて、プレス性の良い高粘度のものが
使用されることはなく、塗布作業性が良いことからその
粘度は４０℃でたかだか１５センチストークス程度のも
のしか用いられていない。一方、自動車用の電気めつき
鋼板は、前述したように、外板として用いられることが
多いため、そのプレス加工においては圧延された平滑な
表面状態を損わずに加工することが特に重視される。

しかし、実際にはポンチ面あるいは素材面に付着した異
物微粒子、めつき被膜の剥離物あるいはポンチ面の傷な
どによつて、プレス後鋼板表面に微少な圧痕、いわゆる
、星目、ピンプル、押傷等と称される欠陥（本明細では
これらを星目と総称する）を発生することが多い。この
対策として、プレス型の研磨、プレス型および素材の洗
浄、工場内の防塵、プレス油の清浄化など種々の方策が
実施されているが、星目の発生機構に関連する要因が多
岐に亘つているため、この欠陥を減少させることは極め
て困難である。星目の発生が多いと、プレス型の表面手
入れをひんばんに行わなければならず、多くの時間と労
力を必要とする。また、星目がパネル面に多い鋼板は不
良品としてスクラップ化され、製品の歩止りを低下させ
る。

さらに、その発生が少数である場合でも、砥石で鋼板表
面を研磨して平滑化する必要があり、製造工程上の能率
を下げる結果となる。この欠陥は以上のような問題を生
じることから自動車車体のプレス工程における重大な問
題になつている。本発明は上述したような従来技術の問
題点を解消し、プレス成型時に星目の発生を極力抑止す
ることができる亜鉛系電気めつき鋼板を提供することを
目的とする。本発明によれば、亜鉛系電気めつき鋼板の
ポンチ面と接触するめつき面の表面粗度を１．５μ・Ｒ
ｍｓ以上にし、かつ、４『Ｃにおける粘度が２０センチ
ストークス以上の油を鋼板に、片面あたり０．３〜４９
／イ塗布することによつて上記目的達成することができ
る。

以下に本発明による亜鉛系電気めつき鋼板の具体的効果
、適正範囲等につき添付図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

亜鉛めつき面の表面粗度がそれぞれ１．９μ・Ｒｍｓお
よび０．８μ・Ｒｍｓである片面電気亜鉛めつき鋼板（
板厚０．８詣、亜鉛付着量２０９／イ）に、４０板Ｃに
おける粘度が１５センチストークスおよび４２センチス
トークスである２種類のプレス油を塗布した後、冷延面
を外側にして自動車のフロントフエンダ一にプレス成型
した場合のプレス枚数と星目および亜鉛面のひつかき傷
（以下、コスーリングと称する）の発生数との関係を調
査した結果を第１図に示す。

いずれもプレスの開始時に型の表面をエメリーペーパ一
で研磨して星目やスコーリングの原因物を極力除いた上
で、連続的に同一条件でプレスした。また塗油量は油の
粘度および鋼板の表面粗度にかかわらず約１．５９／イ
と一定にした。なお、星目およびスコーリングの発生数
は以下に述べるようにして測定した。（１）星目につい
てプレス後の鋼板のダイス側の面（冷延面）を砥石で軽
くこすると、星目の部分は少し膨れているためその部分
だけが強く研磨されることになり、白く光つた状態にな
る。

この白く光つた点の数を星目の数として数えた。（２）
スコーリングについて プレス後の鋼板のポンチ側の面（めつき面）を肉眼で観
察し、めつき面のスコーリングを数えた。

なお、数えた面積は、星目とちがいスコーリングは数が
多いため、フエンダ一中央部の１０×１０（１１正方形
部分とした。ノ 第１ａ図と第１ｂ図の比較あるいは第１ｃ図と第１ｂ図
の比較から、亜鉛めつき鋼板の表面粗度が大きいと、星
目（Ｏ印参照）およびスコーリング（●印参照）とも発
生しにくいことがわかる。

また、同じ表面粗度の鋼板で塗布した油の影響をみると
、第１ａ図と第１ｃ図の比較あるいは第１ｂ図と第１ｄ
図の比較から、粘度の高い油を塗布した方が星目、スコ
ーリングともに発生しにくいことがわかる。なお、油は
粘度１５センチストークスのものも、４２センチストー
クスのものも、ともに油性向上剤、極圧剤などのプレス
性に寄与するものは含ましめていない。従つて、以上の
傾向は純粋に油の粘度に依存するものと考えて良い。次
に、第２図に表面粗度の異なる４種類の電気亜鉛めつき
鋼板（板厚０．８ｍｍ．Ｚｎ付着量２０９／イ）に、粘
度の異なる４種類のプレス油を塗布し、第１図につき説
明したのと同じ条件で自動車のフロントフエンダ一に連
続してプレスした場合の、３０枚目の鋼板の星目発生程
度を表面粗度および油の粘度との関係において示す。こ
の図から、星目の発生数は鋼板表面粗度および油の粘度
の双方に依存し、表面粗度の大きい鋼板に高い粘度の油
を塗布した場合に少ないことが明らかである。星目をも
たらす原因物質は、ポンチ面と鋼板表面の境界に存在す
るが、その限界サイズは一般に数十μｍといわれている
。表面粗度の増加による星目の減少の理由は、ひとつに
は、表面の凹凸による緩衝効果によつて星目を生じる異
物粒子の限界サイズが大きくなることによるものと考え
られる。さらに、油止め効果の増大による潤滑性の向上
によつてポンチへの傷付きや異物粒子の固着を防止する
ことも星目を減少させる一要因であろうと推定される。
液体による流体潤滑においては潤滑剤の粘度が最も重要
な役割を演じ、高粘度の方が良い潤滑性をもたらすこと
が知られている。従つて、本発明における高粘度油の効
果も、潤滑性の向上によるポンチへの傷付きや、異物粒
子の固着を防止することによるものと考えられる。第２
図から明らかなように、表面粗度が１．５μ・Ｒｍｓ未
満では星目の減少効果は不十分であり、このため本発明
においては１．５μ・Ｒｍｓ以上を好適な表面粗度とす
る。また、油の粘度は２０センチストータス未満では星
目の減少効果は不十分であり、この理由から本発明にお
ける油の粘度は２０センチストークス以上とする。なお
、いかに高粘度の油を塗布しても塗布量が少なすぎる場
合には、潤滑効果が不十分で星目が多発する。また、こ
の逆に塗布量が多すぎる場合、油だまりが生じてそれが
鋼板をプレスした場合の局部的異常変形の原因となる。
さらに塗布量が多すぎると鋼板をプレスした後の脱脂に
支障をきたす。このような理由から、本発明における塗
油量は、鋼板片面１イあたり、０．３９／７ｒＩ以上、
４９／イ未満に限定する。自動車車体防錆用鋼板として
は、鋼板の両面がめつきされたものおよび片面のみがめ
つきされたものがある。

片面めつき鋼板は、車体に組み立てられた際に塗装が均
一に行われにくい裏面の耐食性を向上させるために使用
されるもので、プレス加工する場合は必然的にそのめつ
き面がポンチと接触する裏側となる。また、外板として
使用する場合、人目につく外側の面は塗装後の光沢が要
求されることが多い。このような場合には、外側の面の
表面粗度を大きくすることは光沢低下をきたすために望
ましくない。しかし、外側面の光沢が特に問題視されな
い場合は、両面とも一定限度粗い表面粗度でもさしつか
えない。以上のような理由から、本発明では両面めつき
、片面めつきにかかわらず、少くとも一方のめつき面の
表面粗度を一定以上と限定する。もう一方の面のめつき
の有無および表面粗度はその鋼板の用途に応じて任意の
選択がなされれば良い。以下に本発明をさらに具体的に
説明する。

本発明を適用する対象は、主として自動車車体に用いら
れる防錆用電気めつき鋼板であり、めつき金属としては
亜鉛および亜鉛を主体とした複合または合金めつきある
いは積層めつきなどが含まれる。これらの金属は冷間圧
延された表面に常法に従い、要求される耐食性能および
その他の必要に応じて通常、２０９／ｗｌ以上の付着量
でめつきされる。めつき後の表面はクロメートあるいは
リン酸塩処理のような化成処理を施されることが多いが
、本発明はこれらの有無および種類のいかんを問わない
。また、めつきの結晶形態あるいはその大きさも問わな
い。鋼板に表面粗度を与える方法としては、以下のよう
な方法を例示することができるが、本発明はこれらに限
定されることはない。

（１）素材である冷延鋼板の表面粗度を１．５μ・Ｒｍ
ｓ以上に粗くすることによつてめつき後の表面粗度を粗
くする方法（ａ）冷間圧延の圧延ロール表面を、放電加
工あるいはシヨツトプラストなどで粗くしておき、これ
により冷間圧延後の鋼板表面の粗度を大きくする。

この粗い面にめつきを施すことによりめつき後の表面粗
度を粗くすることができる。（ｂ）冷延鋼板を調質圧延
する際に、圧延ロールの表面を放電加工あるいはシヨツ
トプラストなどで粗くしておき、調質圧延後の鋼板表面
の粗度を大きくする。

この粗い面にめつきをすることによりめつき後の表面粗
度を粗くすることができる。（２）めつき条件を制御し
てめつき表面粗度を粗くする方法極間距離、浴温、電流
密度、液流速、浴阻などを制御して粗いめつき面を得る
ことができるが、その条件はめつきの種類（亜鉛単独、
複合あるいは合金めつきなど）や、浴組成によつて異な
る。

この場合、素材である冷延鋼板表面は１．５μ・Ｒｍｓ
以下の粗度でも良い。（３）（１）と（２）を組み合わ
せて表面粗度を粗くする方法極めて大きい表面粗度（例
えば、３．５μ・Ｒｍｓ以上）を得るには（１）と（２
）を組み合わせると有効である。

塗布する油は石油系、非石油系などの原料またはベース
オイルによる区別、あるいは、防錆添加剤、油性向上剤
、極圧添加剤などの添加物の量や種類などに特に限定さ
れることはない。

４０゜Ｃにおける粘度が２０センチストークス以上の油
であれば本発明の目的を達成することができる。

油はめつき後のコイル状または切板状の鋼板に防錆の目
的を兼ね、常法に従い０．３〜４９／Ｔｒｌの塗布量で
塗布される。この場合、油を塗布した後の鋼板表面に数
十μ以上の大きさの異物が混入すると、これがプレスし
た時の星目の原因となるので、鋼板表面および油は常に
そのような異物が混入しないような配慮を払わなければ
ならない。なお、このようにして製造された電気めつき
鋼板をプレス加工する場合、それが表裏の表面粗度が異
なる鋼板である場合は、表面粗度の大きい面をポンチ面
と接触するようにしなければ、本発明の目的を達成する
ことができないことは、前述した星目の発生機構および
表面粗度の効果から容易に理解されるであろう。

以下、本発明の好適実施例および比較例を挙げて説明す
る。

〔実施例 １〕 １．１〜１．３μ・Ｒｍｓの表面粗度を持つ厚さ０．８
７ｎｍの冷延鋼板の片面に、亜鉛付着量が約２０９／Ｔ
Ｉになるように、硫酸亜鉛を主剤とするめつき浴中で電
気亜鉛めつきを施した。

めつき条件は、めつき亜鉛度を大きくするため、均一な
めつき面が得られる範囲内で極間距離を狭く、浴温を低
く、またＰＨを高くした。得られためつき面の表面粗度
は平均値で１．８μ・Ｒｍｓであつた。この鋼板に４０
℃における粘度が３３センチストークスである石油系防
錆潤滑油を、鋼板片面１ＴｒＩ当り１．３９／ｍ”の塗
油量で塗布した。次に、エメリーペーパ一で傷や固着物
を取り除いて表面をきれいにした自動車用フロントフエ
ンダ一の金型で、この鋼板を３０枚めつき面をポンチ側
にして連続してプレスした。

３０枚目の鋼板のプレス後のおもて表（ダイス接触面）
である冷延面を砥石で軽くこすり、星目の発生数を調べ
た。

また、裏面（ポンチ接触面）のスコーリング発生数も調
査した。これらの結果は以下に記す他の例の結果ととも
に第１表に示す。〔実施例 〕 ２．１〜２．３μ・Ｒｍｓの表面粗度を持つ厚さ０．８
ｍｍの冷延鋼板の片面に、亜鉛付着量が約４０９／イに
なるように、硫酸亜鉛を主剤とするめつき浴中で電気亜
鉛めつきを施した。

得られためつき面の表面粗度は平均値で２．０μ・Ｒｍ
ｓであつた。この鋼板に実施例１と同じ防錆潤滑油を、
鋼板片面１イ当り１．５９／イの塗油量を塗布した。次
に、この鋼板を実施例１と同じ条件でプレス加工した。
〔実施例 〕 表０．７〜０．９μ・Ｒｍｓｌ裏２．４〜２．５μ・Ｒ
ｍｓの表面粗度を持つ厚さ０．８ｍ７１ｔの冷延鋼板の
両面に、亜鉛付着量が約２０９／７ｒＩになるように、
塩化亜鉛を主剤とするめつき浴中で電気亜鉛めつきを施
した。

得られためつき面の表面粗度は平均値で、表０．８μ●
Ｒｍｓｌ裏２．８μ●Ｒｍｓであつた。この鋼板に、４
『Ｃにおける粘度が４２センチストークスである石油系
防錆潤滑油を、鋼板片面１ｍ”当り１．６９／イの塗油
量で塗布した。次に、この鋼板を粗度の大きい面をポン
チ側にして実施例１と同じ条件でプレス加工した。〔比
較例〕 ０．７〜１．０μ・Ｒｍｓの表面粗度を持つ厚さ０．８
ｍ１の冷延鋼板の片面に、実施例と同じ条件で電気亜鉛
めつきを施した。

得られためつき面の表面粗度は平均値で０．８μ・Ｒｍ
ｓであつた。この鋼板に、４『Ｃにおける粘度が１５セ
ンチストークスである防錆潤滑油を、鋼板片面１ＴＩ当
り１．４９／ｍｌの塗油量で塗布した。次にこの鋼板を
実施例１と同じ条件でプレス加工した。これらの結果を
まとめて示した第１表から、ポンチ面と接触する面の表
面粗度を大きくし、かつ、高粘事の油を塗布した実施例
に示す鋼板は比較例に示す鋼板に比べ、３０枚プレス後
でもいずれも星目の発生が明らかに少ないことがわかる
。

また、スコーリングの発生数が少ないことから潤滑性が
優れていることがわかる。以上の結果から、本発明によ
る亜鉛系電気めつき鋼板は、プレス加工において星目と
いう欠陥の発生を抑制し、も一つて製品の歩止りと生産
性の向上に大なる効果を発揮することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は亜鉛めつき面の表面粗度が１．９μ・Ｒｍｓお
よび０．８μ・Ｒｍｓである片面電気亜鉛めつき鋼板に
、４０゜Ｃにおける粘度が１５センチストークスおよび
４２センチストークスである２種類のプレス油を塗布し
た後、冷延面を外側にして自動車のフロントフエンダ一
にプレス成型した場合の、プレス枚数と星目および亜鉛
面のスコーリングの発生数の関係を示すグラ人第２図は
電気亜鉛めつき鋼板の表面粗度および塗布する油の粘度
と３０枚プレス後の星目発生数との関係を示すグラフで
あつて、◎印は５個未満、○印は５〜１５個、△印は１
６〜３０個、×印は３０個以上を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも一方の面に亜鉛系めつきが施された亜鉛
   系電気めつき鋼板において、前記めつき面の表面粗度を
   １．５μ・ｒｍｓ以上とし、かつ、４０℃における粘度
   が２０センチストークス以上の油を鋼板に、片面あたり
   ０．３ｇ／ｍ＾２以上、４ｇ／ｍ＾２未満塗布したこと
   を特徴とするプレス加工時に星目を発生しにくい亜鉛系
   電気めつき鋼板。