JPS6333591A - プレス成形性、塗装後鮮映性に優れるめつき鋼板 - 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】 〈産業トの利用分野〉 本発明は鋼板の表面粗度および表面粗度パターンを制御
することにより、プレス成形性もしくは塗装後鮮映性を
箸しく向トさせためっき鋼板に関する心のである。

〈従来技術およびその問題点〉 従来、自動東分野では、耐水あき対策として、過酷な腐
食環境にさらされる自動車ボディの内面かめつきまたは
有機被膜面で、外面が冷延面である片面表面処理鋼板が
使用されてきた。

ところか、自動１１Ｌ外面においても砂利、小石などの
衝突による、外面塗膜の損傷に伴なう錆、ふくれ発生で
外観が箸しく損なわれる問題があり、この外面防錆対策
として、外面にもめっきを施した両面めっき鋼板が使用
されるようになってきた。

方、外向使用の場合、塗装後外観として、塗面の′す′
像の鮮映性（鮮映性と呼ぶ）が商品価値として注目され
はしめた。

ここで８．−う鮮映Ｐトとは、塗膜面トの物体の映りの
鮮明性をいう。塗膜への写像の映りか鮮明であることの
意味は、例えば物体の塗膜ｋｌの写像の境界がぼける、
すなわち境界のぶれの広がりで評価したものであり、Ｊ
［Ｓｌ＋　８６８６やＡＳＴＭＥ　４３０等で示される
。

塗装後の鮮映性については、既に特開昭５９−１６３６
号、同６０−７５３６８号公報等においてめっき鋼板の
表面粗度Ｒｚを１−以Ｆにするスキンパス方法が開示さ
れている。これらの公知技術は、従来のショツトブラス
ト加り等のスキンバスロールによる不規則な表面粗度パ
ターンであって、この粗度パターンの不規則性は、塗装
後の表面にも反映され、塗面の拡散反射が多くなり、鮮
映性を低重させ、任意の表面粗度（Ｒｚ）では鮮映性は
規制できないという欠点がある。

また、自動市川鋼板では、自動車車体の組立て前に鋼板
に種々のプレス加重が施されるため、優れた深絞り性が
要求される。しかし、自動重用鋼板に一般的に用いられ
る亜鉛系めっき鋼板は、冷延鋼板に比べ、めっき皮膜に
よるプレス加重時の金型への焼付きが起りやすく、深絞
り性が劣る。

深絞り性向トのためには、鋼板の機械的特性として高い
延性（Ｅｌ）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１トのパネル
）においては、弓長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。

ところで、深絞り成形に関す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。しかしなが
ら、製品の高精度化と複雑化に伴い、鋼板に対する要求
特性がより高級化、多様化しつつある。とりわけ自動ｉ
ｌｊ用鋼板においてはこの傾向か強い。

たとえば、自動屯東体の組立てには多数のプレス部品を
点溶接しているのが現状であるが、これらを人望化、一
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。これらの要求に応じるために
は、従来よりも優れたプレス成形性を４１するめっき鋼
板が必要である。

ところで、実際のプレス成形においては、その評価基準
は、従来用いられてきた鋼板の機械的特性（ｒ値、ＥＩ
ｌ、　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
１」Ｖｏｌ、３　　Ｎｂ、　１４　（１９６２−３）で
は、高粘度拐滑油の場合、数−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。一方、特公昭５
９−３４４４１号公報ではロール表面粘度（Ｒａ）と山
数（ＰＰ　Ｉ　）とがそれぞれＲａ＝２．８　　（４）
、ＰＰ　Ｉ　＝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工性に優れる冷
延鋼板の調質圧延法を示している。

こわらの公知技術は、プレス成形性を向上させるという
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。

さらに上記公知技術は、任意の表面粗度（Ｒａ、ＰＰＩ
）を有し、かつプレス成形性に優れるめっき鋼板の製造
に関しては何ら示唆を与えるものでない。

〈発明の目的〉 本発明は上述した従来技術の欠点を解消し、表面・ト均
粗度Ｒａを規制し、かつ表面粗度パターンに方向性を持
たせることによりプレス成形性、塗装後鮮映性を向ヒさ
せることができるプレス成形性、塗装後鮮映性に優れる
めっき鋼板を提供しようとすることにある。

〈発明の構成〉 本発明の第１の態様によれば、めっき鋼板の表面粗度パ
ターンにおいて、鋼板表面゛ト均粗度Ｒａか２．０戸超
で、かつＦ記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表わ
す規則性パラメータＳが少なくとも１方向についてＳ≦
０．２５を満たすことを特徴とするプレス成形性に優れ
るめっき鋼板が提供される。

ｎ　　−。

１１Ｘ−Ｘｌｌ Ｓ＝−Σ　□ ｎ　　ｉ＝Ｉ　　　　　Ｘ ここで、Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離本発明の第２
の態様によれば、めっき鋼板の表面粗度パターンにおい
て、鋼板表面平均粗度Ｒａが０．３−未満で、かつ下記
式で示される鋼板表面粗度の規１１１ノ性を表わす規則
性パラメータＳか少なくとも１方向についてＳ≦０．２
５を満たすことを特徴とする塗装後鮮映性に優れるめっ
き鋼板が提供される。

ｎ　　ｉＪ　　　　　Ｘ ここで、ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離本発明の第３
の態様によれば、めっき鋼板の表面粗度パターンにおい
て、鋼板表面平均粗度Ｒａが０．３μｍ≦Ｒａ≦２．０
−で、かつ下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表
わす一規則性パラメータＳが少なくとも！方向について
Ｓ≦０．２５を満たすことを特徴とする塗装後鮮映性お
よびプレス成形性に優れるめっき鋼板が提供される。

ｎ　　　ｉ＝Ｉ　　　　　　　　Ｘ ここで、Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離以下に本発明
を更に詳細に説明する。

まず本発明の基礎となった研究結果から述べる。

本発明の第１〜第３の態様の供試鋼として、低炭素アル
ミギルド鋼の冷延鋼板を用いた。これをレーザーによる
ダル加工（以Ｆレーザーダル加ＩＩ）を施したスキンバ
スロールを用いて０．８％圧Ｆ率でスキンバス圧延した
のち、そのＦに電気卯鉛めっきを施した。この時、レー
ザーダル加り法を種々変えることにより、スキンバス圧
延後の鋼板表面粗度パターンを変化させた。

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
の測定値であり、モ均表面粗度（Ｒａ）はいずれも約１
．２７Ｊ！ｌ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
上した。

第２図に、鋼板表面粗度パターンの規則度パラメータＳ
値と塗装後鮮映性の関係を示す。鮮映性測定用試料はト
述のめっき鋼板に通常の自動１１（用外面塗料を３コー
トしたものを用いた。すなわち、１ｈ記めっき鋼板にＥ
１本バー力ラうシング社製の化成処理液（ボンデライト
　Ｌ　３０２０　）　　（リン酸１１ｆｉ鉛）で付着晴
２．０〜２．５　ｇ／ｒｎ’となるように化成処理を施
し二引き続き、［］本ペイント製の電着塗料（パワート
ップＵ３０）で膜厚１８〜２２−となるようにカチオン
’ｉｆｆ着塗装、関西ペイント製中塗塗料（アミラック
チッピングシーラーＮ３）で１１Ｑ　Ｊ’、￥３５〜４
０−となるように塗装後、関西ペイント製ト塗塗料（ネ
オアミラックＢ　００２）で膜厚３５〜４０−となるよ
うに塗装した。

なお、表面形状測定装置としてＴＡＬＹＳＵＲＦ−５（
Ｔａｙｌｏｒ−１１ｏｂｓｏｎＪ　）を用いて、Ｒａ、
Ｒｚを測定した。

また、鮮映性の測定は、Ｄｏｒｉｇｏｎ　Ｍｅｔｅｒ（
ｌｌｕｎｔｅｒ　Ｌａｂ製）を用いてＤｏｔ値（Ｄｉｓ
ｔｉｎｃｔｎｅｓｓｏｒ　Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　Ｉｍａ
ｇｅ）を測定した。

鮮映性は入射光が塗膜上で反射したとき、光束が正反射
角にできるだけ近い角度に収束しており、散乱しないほ
ど写像がぼけずに優れているといえる。同図から明らか
なように、００１値も、限界絞り比と同様に］〆１に強
く依存し、Ｓ≦０．２５とすることにより、鮮映性か著
しく向上する。すなわち、最近の市場ニーズから鮮映性
の１１標値であるＤ旧値９０以にをｊ：することができ
た。

なお、Ｓ値は圧延方向についての？！ＩＩ！定植であり
、゛Ｐ−均表面表面粗度ａ）は、いずれも約１．２−で
ある。

また、第３図に、平均表面粗度Ｒａ、鋼板表面粗度パタ
ーンの規則度パラメータＳ値と実線で囲む限界絞り比、
点線で囲む００１値の関係を示す。

なお、第３図では点線と実線が重ならないようわずかに
離して示しである。同図から明らかなように、プレス成
形性および塗装後鮮映性の両方を満足するのは、０．３
Ｐ≦Ｒａ≦２．０戸で、かつＳ≦０．２５であることが
わかる。

本発明者らはこの基礎的データに基づき研究をｆＩ′ｃ
ねた結果、以Ｆのように製造条件を規制することにより
、プレス成形性、塗装後鮮映性に優れるめっき鋼板の製
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離をＸ
ｉとした時、下記のように表わすことができる。

ｎ　　　　　−。

１１Ｘ−Ｘｔｌ Ｓ＝−Σ　□ ｎ　　ｉ＝Ｉ　　　　　Ｘ そして、本発明の第１〜第３の態様において、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。従来のめっき鋼板ではＳ値は０．３〜０．５程度で
ある。

さらに、鋼板表面粗度、例えば平均表面粗度（Ｒａ）が
、１前述した第３図から明らかなように、以Ｆの関係を
満たすことが必須である。

すなわち、優れたプレス成形性および塗装後鮮映性を得
るためには、０．：１　％≦Ｒａ≦２．０−なる関係を
満たすことが必須である（本発明の第３の態様）。

Ｒａ　＜　０．３−では、限界絞り比が２．２未満とな
り、優れたプレス成形性が得られないが、ＤＯＩ値が９
０以りを示し、＠れた塗装後鮮映性を得ることができる
（本発明の第２の態様）。

また、Ｒａ＞２．０−ではｏｏｒ値が９０未満を示し、
優れた塗装後鮮映性が得られないが、限界絞り比が２．
２以上を示し、優れたプレス成形性を得ることができる
（本発明の第１の態様）。

以ト、要約すれば、Ｓ≦０．２５において、Ｒａ＞０．
３−ではプレス成形性に優れ、Ｒａ　＜　２．０−では
塗装後鮮映性に優れ、０．３μｍ≦Ｒａ≦２．０−では
プレス成形性および塗装後鮮映性に優わているというこ
とである。

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、下地鋼板として冷延鋼板およびめっき鋼板の
スキンバス圧延時の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り法としては、放電ダル加１法、レ
ーザーダル加り法、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通する。

鋼板表面粗度パターンがＳ≦０．２５およびＲａが前記
各範囲を満たしていれば、潤滑油の種類、プレス条件等
は任意でよい。

なお、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潤滑油か均等に凸部
へと供給されることに起因し、そのため溜滑条件が良好
になるものと考えられる。

さらに凸部の金属接触部分か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摩控状恩も変化している
ものと考えられる。

また、例えば電気Ｚｎ　−Ｎｉ合金めっきによって得ら
れる本発明によるめっき鋼板表面粗度パターンは、第４
ａ図に示すようなパターンが得られ（後述の実施例８の
もの使用）、第４ｂ図に示すように従来の電気Ｚｎ　−
Ｎｉ合金めっきによって得られる表面粗度パターンに比
べ、規則的である。

〈実施例〉 冷延鋼板にスキンパス圧延（圧’Ｆ率０．８％）を行な
ったのち、電気亜鉛めっき、′１・「気Ｚｎ　−Ｎｉ合
金めっきおよび電気Ｚｎ　−Ｆｅ合金めっきを施した。

または、冷延鋼板に溶融亜鉛めっきを施したのちスキン
パス圧延（圧下率０．８％）した。

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
ザー加工によりダル目付けを行なったものを使用した。

めっき鋼板表面粗度は圧延方向について行ない、・ト均
表面粗度Ｒａ、十点Ｙ均粗度Ｒｚ、１インチ当りのピー
ク数ｐｐｒ、ｓ値パラメータ等を求めた。

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つる最大素板径ＤＢＩｌａｘを求
め、ポンチ直径ａｐとの比から求めた。すなわち ＤｏＬＩＩａＸ Ｌ、Ｄ、Ｒ，＝□ ｔｐ 絞り条件は、絞り速度１＋＋ｕａ／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。Ｌ
、Ｄ、Ｒ，が２．２０以上だとプレス成形性に優れる。

塗装後鮮映性は面述したＤＯＩ値にて求めた。

ＤＯＩが９０以Ｆで一般に塗装後鮮映性に優れる。

表１にスキンバスロールのダル目つけ方法、表面粗度、
材料特性を示す。この表から明らかなように、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、塗装後鮮映性を示す。

〈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
り゛することにより、さらに表面゛ト均粗度を規；し１
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、塗装後鮮映性が格段に向上し、その使用範囲が拡が
るとともに、難易度の成形も１１目七となるなど、プレ
ス成形性、塗装後鮮映性に優れためっき鋼板の製造が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、めっき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グラフである。 第２図は、規則度パラメータＳ値と、塗装後の鮮映性（
００１値）の関係を示すグラフである。 第３図は、平均表面粗度Ｒａ、規則度パラメータＳ値と
限界絞り比、塗装後の００１値の関係を示す図である。 第４ａ図は、電気Ｚｎ　−Ｎｉめつき鋼板における本発
明例８の表面粗度パターンを示し、第４ｂ図は同従来例
での表面粗度パターンを示す図である。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 ｆｊ〕１．。 代理人　弁理士　　渡　辺　望　稔　゛　・争同　　　
弁理ト　　　石　　井　　陽　　−。 ＦＩＧ、Ｉ Ｓ　　イ１１ ＦＩＧ、２ ｄラ　、　き　乍　扱　の　Ｓイ１【 ＦＩＧ、３ Ｓ値 Ｆ　Ｉ　Ｇ、４ａ ＦＩＧ、４ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）めっき鋼板の表面粗度パターンにおいて、鋼板表
   面平均粗度Ｒａが２．０μｍ超で、かつ下記式で示され
   る鋼板表面粗度の規則性を表わす規則性パラメータＳが
   少なくとも１方向についてＳ≦０．２５を満たすことを
   特徴とするプレス成形性に優れるめっき鋼板。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離
2. （２）めっき鋼板の表面粗度パターンにおいて、鋼板表
   面平均粗度Ｒａが０．３μｍ未満で、かつ下記式で示さ
   れる鋼板表面粗度の規則性を表わす規則性パラメータＳ
   が少なくとも１方向についてＳ≦０．２５を満たすこと
   を特徴とする塗装後鮮映性に優れるめっき鋼板。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離
3. （３）めっき鋼板の表面粗度パターンにおいて、鋼板表
   面平均粗度Ｒａが０．３μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍで、か
   つ下記式で示される鋼板表面粗度の規則性を表わす規則
   性パラメータＳが少なくとも１方向についてＳ≦０．２
   ５を満たすことを特徴とする塗装後鮮映性およびプレス
   成形性に優れるめっき鋼板。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Ｘｉ：鋼板表面凸部ピーク間距離