JPS62151208A - プレス成形性等に優れる冷延鋼板 - 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■二の利用分野〉 本発明は鋼板表面粗度パターンを制御することにより、
プレス成形性、スポット溶接性および塗装後の鮮映性を
ンしく向上させた冷延鋼板に関するものである。

〈従来技術およびその問題点〉 自動中のパネル、電気器具、厨房器具などに使用される
絞り用冷延鋼板には、その特性として優れた深絞り性が
要求される。深絞り性向上のためには、鋼板の機械的特
性として高い延性（Ｅ２）と高いランクフォード値（ｒ
値）が必要である。

さらに実際の絞り成形（とくに自動ｄｉのパネル）にお
いては、張出し成形との複合成形であることが多いため
、加［硬化指数（ｎ値）も重要になってくる。

また自動ｌｌ用鋼板においては、プレス部品をスポット
溶接する必要があるため、鋼板のスポット溶接性も重要
になってくる。

また自動車用外板においては、塗装後の仕トりの良し否
しは自動車のユーザーにとって、その東の全体の品質の
良否に直結する重要品質項目の一つである。

ところで、深絞り成形に関３−る研究は素材である鋼板
側と、成形技術の両面から行われてきている。しかしな
から、製品の高精度化と複雑化に伴い、鋼板に対する要
求特性かより高級化、多柱化しつつある。とりわけ自動
小川の冷延鋼板においてはこの傾向が強い。

たとえば、自動＋ｌｊ　ｌｊ体の組）γてには多数のプ
レス部品を点溶接しているのか現状であるが、これらを
大型化、　体化することにより点溶接数を減らしたいと
いう要求が強い。一方、多様化するニーズに応するため
に東のデザインはより複雑化し、そのため従来の鋼板で
は成形が困難な部品が増加している。これらの要求に応
するためには、従来よりも優れたプレス成形性をｆｆす
る冷延鋼板か必要である。

また近年、自動車メーカーにおいて塗装仕Ｆり品質の向
上が強く求められており、これらは塗装表面において光
の反射性を定義する“光沢性”や写し出された像の歪み
の少なさを定義する“写像性”、塗装表面での光の反射
され方によって視感覚的に把えられるペイント層の質１
正感を定義する肉もち感”、“豊麗感”、“深み感”と
して評価されている。これらの諸特性の中で光沢性と写
像性を合わせた特性である鮮映性は、塗装の方法や学科
の特性によって大きなＨを受けるが、Ｆ地の鋼板の表面
粗度によっても影響を受ける。

ところで、実際のプレス成形においては、その１け価基
準は、従来用いられてきた鋼板の機械的特性（ｒ値、Ｅ
２、ｎ値）だけではネト分である。

たとえば、鋼板表面粗度あるいは潤滑油等もプレス成形
性に大きな影響をおよぼす。

プレス成形性等におよぼす鋼板表面粗度の影響を示した
公知技術はいくつか開示されている。たとえば「塑性と
加ｒ　Ｊ　ＶｏＭ　、３　Ｎｏ、１４　（１９ｔｉ２−
：ｌ）では、高粘度潤滑油の場合、数μｍ程度の鋼板表
面粗度で最も絞り性が向トすることを示している。

方、特公昭５９−：１４４４１号公報ではロール表面粗
度（Ｉｌａ）とピーク数（ＰＰ　Ｉ）　とがそれぞれＲ
ａ＝　２．８　　（ｐｍ）、ＰＮ；２２６なるダルロー
ルで調質圧延することにより、塗装後外観性およびプレ
ス加Ｆ性に優れる冷延鋼板の調質圧延法を示している。

これらの公知技術は、プレス成形性を向にさせるという
点では優れたものであるが、いずれも鋼板表面粗度を規
制しなくてはならないという欠点がある。

さらに［記公知技術は、任意の表面粗度（Ｈａ）をイＩ
−シ、かつプレス成形性、スポット溶接性および塗装後
の鮮映性に優わる冷延鋼板の製造に関しては何ら示唆を
１′ｉ−えるものではない。

〈発明の目的〉 本発明は［述した従来技術の欠点を解消し、表面粗度パ
ターンに方向性を持たせ、さらに表面粗度中心面におけ
る凸部の・ト均面積およびまたは前記凸部１個あたりの
平均面積を規制することにより表面粗度に無関係にプレ
ス成形性、スポット溶接性および塗装後の鮮映性を向ト
させることができる冷延鋼板を提供しようとすることに
ある。

〈発明の構成〉 すなわち本発明は下記式で示される鋼板表面粗度の規則
性を表わす規則度パラメータＳか少なくとも１方向につ
いてＳ≦０．２５でかつ表面粗度中心面における凸部の
面積率５Ｓｒｈ＜４５％以Ｆであることを特徴とするプ
レス成形性とスポット溶接性に優れる冷延鋼板を提供す
るものである。

ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離 また本発明は下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を
表わす規則度パラメータＳが少なくとも１方向について
Ｓ≦０．２５でかつ表面粗度中心面における凸部１個あ
たりの〜ト均面ｆｉｌ　ＳＧｒが２０００≦ＳＧｒ≦：
］００００　　（μｒｎ′）であることを特徴とするプ
レス成形性と塗装後の鮮映性に優れる冷延鋼板を提供す
るものである。

Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離 また本発明は下記式て示される鋼板表面粗度の規則性を
表わす規則ｊ夏パラメータＳか少なくとｂｌＨ向につい
てＳ≦０．２５でかつ表面粗度中心面における凸部の面
積率ＳＳｒか４５％以トであると共に前記凸部１個あた
りの平均面積ＳＧｒか２０００≦ＳＧｒ≦：］００００
　　（μｒｎ２）であることを特徴とするプレス成形性
、スポット溶接性および塗装後の鮮映性に優れる冷延鋼
板を提供するものである。

ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離 以Ｆに本発明を史に詳細に説明する。

まず本発明の基礎となった研究結果から述へる。

供試鋼は丁記の１表１に示される２種類の低炭素アルミ
キルド鋼の冷延鋼板を用いた。これをレーザーによるダ
ル加Ｌ（以ドレーザータル加［）を施したスキンパスロ
ールを用いて０．８％圧Ｆ率でスキンパス圧延した。こ
の時、レーザーダル加１法を種々変えることにより、ス
キンパス圧延後の鋼板表面粗度パターンを変化させた。

表　　　１ 第１図に、鋼板表面粗度パターンの規則度パラメータＳ
値と限界絞り比の関係を示す。Ｓ値は圧延方向について
のｄ！１定値であり、平均表面粗度（Ｉｌａ）はいずれ
も約１．２−である。限界絞り比はＳ値に強く依存し、
Ｓ≦０．２５とすることによりプレス成形性が著しく向
トした。

また本発明の第１の態様に基ついて、表１に示す供試鋼
Ｂを用い、スキンバス圧延後の鋼板表面粗度中心面にお
ける凸部の面積率ＳＳｒ　（％）とスポット溶接性との
関係について調へた結果を第２図に示す。この時の板厚
０．８ｍｍ、スキンパス圧ド率０．８％、Ｓ値は０．１
５である。

スポット溶接性はＳＳｒに強く依存し、　ＳＳｒ≧４５
（％）とすることによりスポット溶接後の引張剪断強度
は暑しく四トした。なお、スポット溶接条件は、溶接時
間８秒、加圧力１９０Ｋｇ、溶接電流７８００Ａで１ｒ
っだ。

また本発明の第２の態様に基ついて、表１に示す供試１
１４Ｂを用い、スキンバス圧延後の鋼板表面粗度中心面
における凸部１個当りの平均面Ｊ＋、’ｉ　Ｓ　Ｇ　ｒ
（μｒＩ′１″）と塗装後の鮮映性との関係について調
べた結果を第３図に示す。この時のスキンパス圧丁率０
．８％、Ｓ値は０，１８である。

ｆヂ装後の鮮映性はＳＧｒに強く依存し、　ＳＧｒ≧２
０００　（μｍｌ）とすることにより鮮映性は著しく向
トした。なお、塗装条件としては、下地処理としてりん
酸塩皮膜処理を施し、その上にカチオン型電着塗装、中
塗り、Ｉ：塗りの塗装工程を施した。

また鮮映性の評価法としては、００１　（Ｄｉｓｔｉｎ
ｃｔｎｅｓｓｏｆ　ＲｃｆｌｃｃＬｅｄ　Ｉｍａｇｅ）
を採用した。この方法は第４図に示すように、入射角３
０°で入射した光が３０°の反射角で反射した時の反射
光の強度をＲｓとし、かつ反射角が３０°±０．３°で
反射した反射光の強度をＲ８，３とする時、 ＤＯＩ＝　１００（Ｒｓ　　Ｒｏ、３　）／ＲＳで示さ
れる。

本発明者らはこの基礎的データに基づき研究を（［ねた
結果、以ドのように製造条件を規制することにより、プ
レス成形性、スポット溶接性および塗装後の鮮映性に優
れる冷延鋼板の製造が可能となることを見い出した。

まず、最も重要なものが鋼板表面粗度パターンである。

そして、本発明における鋼板表面粗度の規則性を表わす
規則度パラメータＳは、鋼板表面凸部ピーク間距躍をＸ
ｉとした時、−Ｆ記のように表わすことができる。

また鋼板表面粗度中心面における凸部の面積率および該
凸部１個あたりの平均面積は、３次元表面粗度計を用い
て測定した。

表面粗度の規則性を表わす規則度パラメータＳが少くと
も１方向についてＳ≦０．２５を満たすことが必須であ
る。Ｓ＞０．２５では優れたプレス成形性を得ることが
できない。従来の冷延鋼板ではＳ値は０．Ｊ〜０．５程
度である。

さらに、本発明の第１の態様においては、表面粗度中心
面における凸部の面積率ＳＳｒが４５％以りであること
が必須である。ＳＳｒ＜　４５％では優れたスポット溶
接性を得ることができない。

さらに本発明の第２の態様によれば、表面粗度中心面に
おける凸部１個当りの平均面積ＳＧｒがＳＧ「≧２００
０（μｒｒ＋”）であることが必須である。ＳＧｒ＜　
２０００では優れた塗装後の鮮映性を得ることができな
い。一方、　ＳＧｒ＞　：１ＱＱＯＯとなると、塗装後
の鮮映性には優れるものの、プレス成形性が逆に劣って
くることが確認された。

なお、このような規則的な鋼板表面粗度パターンを得る
ためには、スキンバスロールの表面粗度パターンも必然
的に規則的でなければいけない。

そのためのスキンパスロールの加工法としては。

放電ダル加工法、レーザーダル加ｒ法　、あるいは特別
に製造したグリッドを使用するショツトブラスト法が適
する。

鋼板表面粗度パターンがＳ≦０．２５を満たすとともに
ＳＳｒ上４５およびまたは２０００≦ＳＧｒ≦３０００
０（μｒｎ’）を満たしていれば、鋼板表面粗度、たと
えば′″ト均衣表面粗度Ｒａ）　、潤滑油の種類、プレ
ス条件等は任意でよい。

なお１本発明における規則的な表面粗度パターンの効果
としては、鋼板表面凹部にたまった４１１１滑油が均等
に凸部へと供給されることに起因し、そのため潤滑条件
が良好になるものと考えられる。

さらに凸部の金属接触部分が規則的に存在することによ
り、鋼板表面とプレス金型とのＰｔ擦状態も変化してい
るものと考えられる。

またスポット溶接性に関しては、　ＳＳｒ上４５（％）
の状態では、スポット溶接時における鋼板表面間の密着
性が良いため、スポット溶接性か向トしたものと考えら
れる。

また塗装後の鮮映性に関しては、　ＳＧｒ≧２０００（
μば）では塗装後の光の反射状態が向トシ、乱反射が減
少することに起因すると考えられるが、詳細は明確では
ない。またＳＧｒ＞　３０００ｏ　　（ｔ、ｔ　ｒｎ’
　）では、凸部の潤滑条件が悪くなるため、プレス成形
性が劣化するものと考えられる。

なお、本発明の第３の態様は１本発明の第１の態様と第
２の態様とを組合わせたものであるから、スポット溶接
性および塗装後の鮮映性にすぐれる。

〈実施例〉 以下本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。

〈実施例１〉 表２に示す化学組成の鋼片を転炉一連続鋳造法により製
造し、それを１２５０℃に加熱−均熱後、粗圧延−仕上
圧延により　３．２ｍ＋ｉ板厚の熱延鋼帯とした。それ
を酸洗後、冷間圧延により　０．８ＬＩ１ｍ板Ｊ７の冷
延鋼帯とし、連続焼鈍（均熱温度７５０℃〜８５０℃）
を施した後、スキンバス圧延（圧ド十０．８％）を行っ
た。

ここでスキンパスロールは、ショツトブラストおよびレ
ーザー加工によりダル目付けを行ったものを使用した。

鋼板表面粗度は圧延方向について行い、平均表面粗度Ｒ
ａ、１インチ当りのピーク数ＰＰｆ、パラメータＳ値を
求めた。さらに３次元表面粗度計を用いて、表面粗度中
心面における凸部面積率を求めた。

引張特性はＪＩＳ　５号試験片により求めた。Ｔ値は１
５％引張を歪をｔＪ−え、３点法により測定し、Ｌ（圧
延）方向、Ｃ（圧延方向に対して９０°）方向、Ｄ（圧
延方向に対して４５°）方向のモ均値 ｒ＝　（ｒ　　＋ｒｃ＋２ｒ（１）／４で求めた。

１゜ 限界絞り比（Ｌ、Ｄ、Ｒ，）は、ポンチ直径３２１１１
ｍの金型を用いて深絞りしつる最大素板径ＤｏｆｌＩａ
Ｘを求め、ポンチ直径ｄｐとの比から求めた。

すなわち 絞り条件は、絞り速度１　ｍｍ／ｓ、潤滑油は防錆油（
オイルタイプ）を用い、全て同一条件にて行った。

スポット溶接は、溶接時間８秒、加圧力１９０にｇ、電
流７８００Ａで行った。この時の引張剪断強度にてスポ
ット溶接性を評価した。

表３にスキンパスロールのダル目付は方法、表面粗度、
材料特性を示す。本発明範囲内にて製造した鋼板は、比
較例に比べて優れたプレス成形性、スポット溶接性を示
す。

〈実施例２〉 表４に示す化学組成の鋼片を転炉一連続鋳造法により製
造し、それを１２５０℃に加熱−均熱後、粗圧延−仕上
圧延により　３　、２ａ＋ｉ＋板厚の熱延鋼帯とした。

それを酸洗後、冷間圧延により　０　、８ｍｍ板Ｊ’Ｊ
の冷延鋼帯とし、連続焼鈍（均熱温度７５０℃〜８５０
℃）を施した後、スキンバス圧延（圧゛ド十０．８％）
を行った。

ここでスキンパスロールは、ショツトブラストおよびレ
ーザー加工によりダル目付けを行ったものをイ吏用した
。

鋼板表面粗度は圧延方向について行い、平均表面粗度１
１ａ、Ｓ値パラメータを求めた。さらに３次元表面粗度
計を用いて、表面粗度中心面における凸部１個当りのｉ
Ｆ−均面積を求めた。

引張特性はＪＩＳ　５号試験片により求めた。Ｔ値は１
５％引張ｒ歪をｊ′ｊ−え、３点法により測定し、しく
圧延）方向、Ｃ（圧延方向に対して９ｏ゛）方向、Ｄ（
圧延方向に対して４５°）方向のモ均値 ｒ＝　（ｒＬ＋ｒｃ　＋２ｒｐ　）／４で求めた。

限界絞り比（Ｌ、Ｄ、Ｒ，）は、ポンチ直径３２ｍｍの
金型を用いて深絞りしうる最大素板径Ｄｏ　ｍａｘを求
め、ポンチ直径ｃｉｐとの比から求めた。

すなわち 絞り条件は、絞り速度１　ｍｍ／ｓ、潤滑油は防錆油（
オイルタイプ）を用い、全て同一条件にて行った。

表５にスキンパスロールのダル［１付は方法、表面粗度
、材料特性を示す。本発明範囲内にて製造した鋼板は、
比較例に比べて優れたプレス成形性と鮮映性を示す。

〈実施例３〉 表６に示す化学組成の鋼片を転炉一連続鋳造法により製
造し、それを１２５０℃に加熱−均熱後、粗圧延−仕Ｆ
圧延により　：１．２ｍｍ板厚の熱延鋼帯とした。それ
を酸洗後、冷間圧延により　０．８ｍｍ板厚の冷延鋼帯
とし、連続焼鈍（均熱温度７５０℃〜８５０℃）を施し
た後、スキンパス圧延（圧ド牛０．８％）を行った。

ここでスキンバスロールは、ショツトブラストおよびレ
ーザー加りによりダル目付けを行ったものを使用した。

鋼板表面粗度は圧延方向について行い、Ｎト均表面粗度
Ｒａ、１インチ当りのピーク数ＰＰＩ、パラメータＳ値
を求めた。さらに３次元表面粗度計を用いて、表面粗度
中心面における凸部面積率および表面粗度中心面におけ
る凸部１個当りのＹ均面積を求めた。

表７にスキンバスロールのダル目付方法、表面粗度、材
料特性を示す。

本発明範囲内にて製造した鋼板は優れたプレス成形性、
スポラｈ　Ｎ４接性および塗装後の鮮映性を小ず。

表　　　　　２ 〈発明の効果〉 本発明によれば、鋼板表面に規則的な粗度パターンを付
ｔＪ−シ、表面粗度中心面における凸部の平均面積およ
びまたは該凸部１個の面！１１率を規制することにより
、同一材質の鋼板においてもプレス成形性、スポット溶
接性および塗装後の鮮映性が格段に向卜し、その使用範
囲が拡がるとともに、表面粗度に無関係にプレス成形性
の向上が可能となるなど、プレス成形性等に優れた冷延
鋼板の製造がｉｉ（能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、限界絞り比とパラメータＳ値との関係を示す
グラフである。 第２図は、スポット溶接性とＳＳｒとの関係を示すグラ
フである。 第３図は、塗装後の鮮映性とＳＧｒとの関係を示１−グ
ラフである。 第４図は、Ｄｏｔの数値設定の説明図である。 ＦＩＧ、Ｉ Ｓ　　　　イ丘 ＦＩＧ、２ ＳＳｒ　　（％） ＦＩＧ、３ ＳＧｒ　　（Ｐｍ２）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表わす
   規則度パラメータＳが少なくとも１方向についてＳ≦０
   ．２５でかつ表面粗度中心面における凸部の面積率ＳＳ
   ｒが４５％以上であることを特徴とするプレス成形性等
   に優れる冷延鋼板。 ＠ｘ＠＝（１／ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１ｘｉＳ＝（１／
   ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿１（｜＠ｘ＠−ｘｉ｜）／＠ｘ＠ｘｉ
   ：鋼板表面凸部ピーク間距離
2. （２）下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表わす
   規則度パラメータＳが少なくとも１方向についてＳ≦０
   ．２５でかつ表面粗度中心面における凸部１個あたりの
   平均面積ＳＧｒが２０００≦ＳＧｒ≦３００００（μｍ
   ＾２）であることを特徴とするプレス成形性等に優れる
   冷延鋼板。 ＠ｘ＠＝（１／ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１ｘｉＳ＝（１／
   ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝１（｜＠ｘ＠−ｘｉ｜）／＠ｘ＠ｘ
   ｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離
3. （３）下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表わす
   規則度パラメータＳが少なくとも１方向についてＳ≦０
   ．２５でかつ表面粗度中心面における凸部の面積率ＳＳ
   ｒが４５％以上であると共に前記凸部１個あたりの平均
   面積ＳＧｒが２０００≦ＳＧｒ≦３００００（μｍ＾２
   ）であることを特徴とするプレス成形性等に優れる冷延
   鋼板。 ＠ｘ＠＝（１／ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝１ｘｉ Ｓ＝（１／ｎ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１（｜＠ｘ＠−ｘｉ｜
   ）／＠ｘ＠ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離