TWI744991B - 成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法 - Google Patents

Abstract

一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法。在此方法中，取得數個鋼試片。每個鋼試片具有彼此相對之第一表面與第二表面，且每個鋼試片具有一軋延方向。對每個鋼試片進行伸張成形操作。於伸張成形操作後，對每個鋼試片之第一表面進行沿軋延方向之研磨處理。目視觀察每個鋼試片之第一表面，以獲得每個鋼試片之第一表面之巨觀缺陷情況。根據每個巨觀缺陷情況對對應之鋼試片進行粗化巨觀缺陷評估。

Description

成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法

本揭露是有關於一種鋼材缺陷之評估技術，且特別是有關於一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法。

為了滿足汽車產品設計的多樣化需求，近幾年汽車外板的造形設計愈加複雜。複雜外型的汽車外板在衝壓過程中容易產生表面缺陷。此表面缺陷為汽車外板在衝壓成型過程中賦予板面較大之塑性變形量而導致外板表面粗化(surface roughening)的一種現象。

外板表面粗化所造成之表面缺陷，依塑性變形程度可分為彈性扭曲(elastic distortion)、點缺陷(point defect)、表面原子階梯(atomic surface steps)、大型晶體滑移系統階梯(large crystallographic slip steps)、表面雙晶或應力誘發相變化現象(surface twin or abnormal stress-induced transformation)、非晶體滑移線(non-crystallographic glide traces)、表面裂痕(surface cracks)、橘皮現象(orange peel phenomenon)、平面變形(individual surface deformations)、以及表面條紋(ridging and roping phenomenon)。因表面粗化造成的巨觀缺陷主要為表面條紋或橘皮現象。這樣的巨觀缺陷一般僅能於最終產品端以光學設備儀器檢出。

目前有一種檢測技術係採凸模脹形試驗，其藉由不同脹形深度，例如2mm~30mm，可檢測出不同的表面成形缺陷。此技術可檢測出冷軋鋼板之滑移線、橘皮、與夾渣等表面成形缺陷，亦可檢測鍍鋅鋼板之表面鋅層脫落與粉化成形等問題。

然而，利用此技術來檢測低碳或中高碳鋼之成形缺陷時，因材料的應力應變曲線具降伏伸長平台，成形應變超過材料本身的降伏強度後，即會開始產生俗稱雞爪痕的伸張應變痕。而多數產品，例如汽車結構件，的成形應變皆會大於降伏強度。此缺陷容易與滑移線與橘皮混淆，造成缺陷辨識不易。

另一種技術係利用光學設備系統來進行鋼材產品表面缺陷的檢測。此技術以雷射光束掃描物體表面，在不同的掃描速率下，偵測器接受反射光的訊號可得到不同的表面斜率變化。再利用處理器將光學訊號轉換為數位訊號。此技術可用來偵測烤漆產品的平面或曲面的均勻性與集合組織，例如橘皮組織等。

此檢測技術需自行購買與組裝零件，例如雷射光源、透鏡、與計數器等電控設備。此外，這些設備在量測時皆需校正，導致檢測時間較長。而且，此技術僅適用於檢測烤漆等塗覆產品，無法於鋼捲成品產出時即時檢出橘皮缺陷，而無法即時擬定對策改善。

因此，本揭露之一目的就是在提供一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法，其於鋼捲產出後，且在鋼片成形加工與塗裝烤漆前，即可對鋼捲進行取樣來進行表面粗化巨觀缺陷的評估。藉此，可將鋼材之表面粗化巨觀缺陷的評估結果即時回饋鋼廠，使產線可即時進行製程調整與改善，而可避免不良品流至下游加工廠與組裝廠，進而可強化鋼廠的品質管制能力。

本揭露之另一目的就是在提供一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法，其評估方式簡便，且速度快，應用性佳。

根據本揭露之上述目的，提出一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法。在此方法中，取得數個鋼試片。每個鋼試片具有彼此相對之第一表面與第二表面，且每個鋼試片具有一軋延方向。對每個鋼試片進行伸張成形操作。於伸張成形操作後，對每個鋼試片之第一表面進行沿軋延方向之研磨處理。目視觀察每個鋼試片之第一表面，以獲得每個鋼試片之第一表面之巨觀缺陷情況。根據每個巨觀缺陷情況對對應之鋼試片進行粗化巨觀缺陷評估。

依據本揭露之一實施例，上述進行伸張成形操作包含計算每個鋼試片成形前後平行軋延方向之中心線平均粗糙度(center line average roughness，簡稱Ra)差值以及算術平均波紋(arithmetic average percent ripple，簡稱Wsa)度差值。

依據本揭露之一實施例，上述進行伸張成形操作包含計算每個鋼試片之減薄率。

依據本揭露之一實施例，上述進行伸張成形操作包含量測每個鋼試片成形後之上表面平行軋延方向在每公分下之峰值個數(peak count per centimeter，簡稱RPc)。

依據本揭露之一實施例，上述之方法更包含利用這些鋼試片之中心線平均粗糙度差值、算術平均波紋度差值、減薄率、以及每公分下之峰值個數建立不同鋼種之可視化表面巨觀缺陷的定量評估表。

依據本揭露之一實施例，上述之可視化表面巨觀缺陷的定量評估表包含這些鋼試片之一者為熱浸鍍純鋅(GI)超深衝級(extra-deep drawing quality， EDDQ)鋼片時，經伸張成形操作後，熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片之中心線平均粗糙度約0.8μm以下、算術平均波紋度約0.35μm以下、每公分下之峰值個數100以上、以及減薄率約10%以內，此鋼試片評估為表面條紋程度輕微。這些鋼試片之另一者為熱浸鍍純鋅衝壓等級(drawing quality，DQ)鋼片或熱浸鍍純鋅深衝壓等級(deep drawing quality，DDQ)鋼片時，經伸張成形操作後，熱浸鍍純鋅衝壓等級鋼片或熱浸鍍純鋅深衝壓等級鋼片之中心線平均粗糙度約1.0μm以下、算術平均波紋度約0.35μm以下、每公分下之該峰值個數80以上、以及該減薄率約8%~約12%，此鋼試片評估為表面條紋程度輕微。

依據本揭露之一實施例，上述進行研磨處理包含利用油石。

依據本揭露之一實施例，上述之每個鋼試片取樣自泛冷軋製程所製成之鋼捲，此鋼捲為熱軋鋼捲、冷軋鋼捲、或連續熱浸鍍鋅鋼捲。

依據本揭露之一實施例，上述之伸張成形操作係雙軸向伸張成形操作。

依據本揭露之一實施例，上述之每個鋼試片具有對稱形貌。

鋼材經衝壓、鍛造、鑄造、熱軋、冷軋等機械加工後所獲得的零件表面上，會存在具有微小間距之波峰與波谷形成的微觀形狀誤差。一般而言，鋼材加工後表面的實際輪廓包含表面粗糙度輪廓、波紋度輪廓、與幾何形狀輪廓構成的幾何形狀誤差，其疊加在同一表面。

根據美國機械工程師協會(ASME)的定義，鋼材的表面輪廓特徵可由幾何形狀、粗糙度、與波紋度組成。幾何形狀為表面形貌中變化頻率最低，波長在10mm以上，主要係由鋼片本身的彎曲造成。粗糙度為表面形貌中頻率變化最高的部分，波長小於1mm。波紋度的波長範圍界於幾何形狀與粗糙度之間，波長範圍為1mm~10mm。

由於習知技術對於因表面粗化而造成之表面條紋或橘皮現象等巨觀缺陷，僅能於最終產品端以光學設備儀器檢出，因此本揭露根據上述鋼材之表面輪廓特徵定義，在此提出一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法。本揭露利用衝頭成形鋼片，在鋼片平面區域造成伸張變形，厚度方向則為減薄作用，藉此模擬出汽車板金，例如引擎蓋板、後行李廂蓋板、車門外板等的大平面伸張成形。不同於習知凸模脹形後的試片為半球狀，導致其試片成形後的滑移線、橘皮、伸張應變痕等線狀缺陷易相互混淆，甚難貼近實際應用層面。本揭露所提出成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法，試片成形後之表面巨觀缺陷與鋼片經成形與烤漆後所產生的表面條紋具對應性。因此，本揭露之評估方法簡便，速度快，且可於產出鋼捲原料後，即可取樣評估鋼材之表面粗化巨觀缺陷，而可立即回饋鋼廠進行製程調整與改善，藉此可避免不合格品流至下游終端產品。

本揭露所述之鋼片伸張成形所造成的表面缺陷屬晶粒等級所造成的巨觀缺陷範疇，即肉眼明顯可見，主要為表面條紋與橘皮現象。

請參照圖1與圖2，其係分別繪示依照本揭露之一實施方式的一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法的流程圖、以及鋼試片的上視示意圖。在本實施方式中，可先進行步驟100，以取得許多鋼試片200。鋼試片200可取樣自泛冷軋製程所製成之鋼捲。舉例而言，原料經煉鋼與連鑄製程形成鋼胚，鋼胚經熱軋、冷軋、與連續熱浸鍍鋅等泛冷軋製程後，產出熱軋鋼捲、冷軋鋼捲、或熱浸鍍鋅鋼捲等泛冷軋鋼捲。鋼試片200取樣自熱軋鋼捲、冷軋鋼捲、或熱浸鍍鋅鋼捲等泛冷軋鋼捲。這些鋼試片200可包含相同鋼種的鋼材與不同鋼種的鋼材。這些鋼試片200具有軋延方向。取得這些鋼試片200時可選擇性地標記每個鋼試片200的編號與每個鋼試片200的軋延方向。

在一些實施例中，每個鋼試片200具有對稱形貌，以使鋼試片200在伸張成形過程中達均勻伸張變形，有利於辨識鋼試片200本身受力變形所引起的表面粗化而造成的表面巨觀缺陷。舉例而言，鋼試片200的形狀可為矩形、對稱多邊形、或圓形。

在一些示範例子中，如圖2所示，鋼試片200為正八邊形。鋼試片200的規格可根據衝壓設備的大小與能力而定。鋼試片200之長度200L與寬度200W可為185mm，每一邊的邊長可為60mm，鋼試片200之厚度小於約3mm。

接著，可進行步驟110，以對每個鋼試片200進行伸張成形操作。對鋼試片200進行伸張成形操作時，可選擇性地以例如酒精來清潔並乾燥鋼試片200，以避免灰塵等雜質殘留在鋼試片200上。並且，於衝壓鋼試片200前，先對鋼試片200進行厚度與表面粗糙度的量測。請先同時參照圖2與圖3，其中圖3係繪示依照本揭露之一實施方式的一種伸張成形操作之鋼試片與衝壓設備的配置示意圖。鋼試片200具有彼此相對之第一表面202與第二表面204。而量測鋼試片200之厚度與表面粗糙度時，係量測鋼試片200之中央區200C的厚度，以及量測鋼試片200位於中央區200C之第一表面202平行軋延方向的中心線平均粗糙度、與平行軋延方向的算術平均波紋度。量測鋼試片200之表面粗糙度時，亦可選擇性地量測鋼試片200位於中央區200C之第一表面202平行軋延方向在每公分下的峰值個數，即每公分長度下第一表面202之波峰與波谷的個數。在一些示範例子中，量測鋼試片200之第一表面202之粗糙度時可將量測速率控制在約0.5mm/s，截止值λc(cut-off length)為約0.8mm，量測長度為約25mm。

本揭露所述之鋼材伸張成形後所引起之表面粗化而造成的巨觀缺陷為表面條紋或橘皮現象。由於表面條紋或橘皮現象之波長範圍為0.1mm~5mm，因此本揭露實施方式以中心線平均粗糙度與算術平均波紋度作為評估指標。此外，由於鋼板在烤漆過程中，在每公分下之較高的峰值個數有助於鋼捲表面蓄積更多塗料，塗裝過程中使塗料更易於流動傳輸，如此可獲得更平滑的表面外觀，提高鮮映性，因此亦可採用在每公分下之峰值個數來作為本揭露評估鋼片之表面巨觀缺陷指標之一。

請繼續參照圖3，衝壓設備300主要可包含引申環310、壓料板320、與衝頭330。舉例而言，衝頭330可為圓柱狀，其中衝頭330之直徑可為100mm，衝頭330與鋼試片200之第二表面204接觸之平面直徑可為75mm，衝頭330之導角半徑可為10mm。進行伸張成形操作時，可先將引申環310設置在機台內部後，然後將鋼試片200放置在引申環310上，再將壓料板320放置於鋼試片200上，並在壓料板320上施加可將鋼試片200固定在引申環310上的夾持力。在一些示範例子中，施加在壓料板320上的夾持力可為約200KN~約300KN。

將鋼試片200夾持固定後，即可開始對鋼試片200進行伸張成形操作。衝頭330沿著方向PD，由下而上朝鋼試片200衝壓，以伸張成形鋼試片200。因此，與衝頭330接觸的是鋼試片200之第二表面204。在一些示範例子中，衝頭330由下而上以0.8mm/s速度成形鋼試片200。此外，伸張成形操作時可設定不同衝程深度，以達所需之鋼片減薄率。例如，可根據不同汽車外板件成形後的減薄率，回推所需之衝程深度，以符合實際產品的成形量。

在一些例子中，此伸張成形操作為雙軸向伸張成形操作。在衝壓過程中，鋼試片200之各方向的夾持力需相同，以使鋼試片200於成形過程中承受均勻的平面應變。藉此，可避免不規則應力所造成之其他非鋼試片200本身引起的表面巨觀缺陷。

如圖3所示，鋼試片200經衝頭330衝壓成形後，鋼試片200之平面區206為塑性變形發生的區域。於鋼試片200成形後，量測鋼試片200之第一表面202在平面區206的表面粗糙度。相同地，量測表面粗糙度時，係量測鋼試片200之位於平面區206之第一表面202平行軋延方向的中心線平均粗糙度、與平行軋延方向的算術平均波紋度。此外，亦可選擇性地量測鋼試片200位於平面區206之第一表面202平行軋延方向在每公分下的峰值個數。在一些示範例子中，量測成形後鋼試片200之第一表面202之粗糙度時可將量測速率控制在約0.5mm/s，截止值λc為約0.8mm，量測長度為約25mm。

量測後，可計算每個鋼試片200之第一表面202於成形前與成形後平行軋延方向之中心線平均粗糙度差值及算術平均波紋度差值。中心線平均粗糙度差值係以成形後之中心線平均粗糙度減成形前之中心線平均粗糙度而得。算術平均波紋度差值係以成形後之算術平均波紋度減成形前之算術平均波紋度而得。

在一些例子中，於鋼試片200成形後，量測鋼試片200之平面區206的厚度。並且，利用成形前鋼試片200之中央區200C的厚度與成形後鋼試片200之平面區206的厚度，計算鋼試片200在伸張成形操作時的厚度減薄率。

如圖1所示，於伸張成形操作後，可進行步驟120，以對每個鋼試片200之第一表面202進行沿軋延方向的研磨處理。由於鋼試片200之第一表面202上因表面粗化所造成的表面條紋或橘皮現象，肉眼不易觀察到，且表面條紋垂直鋼試片200之軋延方向，因此對成形後之鋼試片200位於平面區202的第一表面沿軋延方向研磨。藉此，可凸顯鋼試片200成形後在第一表面202上所產生之表面條紋的高低差，有利於評估表面條紋與橘皮現象。若研磨方向與鋼試片200之軋延方向垂直，則鋼試片200之表面條紋缺陷無法顯露。在一些示範例子中，進行此研磨處理可利用油石沿平行鋼試片200之軋延方向來回研磨。由於油石為非可撓之塊體，因此可避免在研磨過程中將鋼試片200上的表面條紋磨除。鋼試片200之第一表面202經油石研磨後的表面缺陷未有如滑移線與伸張應變痕等介觀或微觀缺陷產生，因此不易與其他缺陷混淆。

研磨後，可進行步驟130，以目視觀察每個鋼試片200之第一表面202，而可獲得每個鋼試片200之第一表面202的巨觀缺陷情況。

在一些例子中，接著可進行步驟140，以根據目視觀察所得的這些巨觀缺陷情況，對對應之鋼試片進行粗化巨觀缺陷評估。藉此，可確認這些鋼試片200所取樣之鋼捲於伸張成形後是否有表面條紋或橘皮現象產生，而可即時回饋產線以進行製程調整與改善，進而可避免不合格品流至下游終端產品。

在另一些例子中，可搭配這些鋼試片200之第一表面202之成形前後平行軋延方向的中心線平均粗糙度差值算術平均波紋度差值，對照不同成形後的表面巨觀缺陷，來鑑別出鋼試片200之第一表面202的表面條紋與橘皮現象。在又一些例子中，可進一步搭配這些鋼試片200之第一表面202之每公分的峰值個數及/或減薄率來評估成形後之鋼試片202表面的粗化巨觀缺陷。

在一些示範例子中，可利用這些鋼試片202之第一表面202的中心線平均粗糙度差值、算術平均波紋度差值、與每公分下之峰值個數，以及減薄率來建立不同鋼種之可視化表面巨觀缺陷的定量評估表。

本揭露之評估方法可應用於連續退火型、封盒退火型、熱浸鍍鋅、電鍍鋅等衝壓等級、電鍍鋅深衝等級、與電鍍鋅超深衝等級鋼片之表面巨觀缺陷評估。

發明人推測，成形時會在鋼材表面造成表面條紋或橘皮現象主要可能有以下三個原因。其中一個原因是鋼材之晶粒大小不均，即混晶。在這樣的情況下，當鋼材變形時，細小晶粒內部與晶界附近的變形差距較小，而粗大晶粒內部與晶界附近的變形差距較大。由於大小晶粒間在變形過程中難以協調，導致晶粒變形不均，因而形成凹凸不平的表面條紋或橘皮缺陷。

另一個原因為鋼材的晶粒過大，導致衝擊韌性降低，因而在衝壓時易產生表面條紋或橘皮缺陷。還有一個可能原因在於鋼材之調質軋延不足。調質軋延之主要目的為消除降伏平台，使鋼材各方向產生均勻連續變形。當調質軋延率過小時，鋼材之材料預變形不足，如此於衝壓時容易產生表面條紋或橘皮缺陷。

以下針對五個不同晶粒度之熱浸鍍鋅純鋅超深衝級鋼片進行伸張成形之表面巨觀缺陷評估，其中鋼片之晶粒度採美國材料試驗協會(ASTM)所定之E112標準計算，衝程設為13mm。這些鋼片之成形前參數、成形後參數、以及成形後鋼片之表面條紋程度列於下表1中。 表1

項目	晶粒度	成形前參數	成形後參數	條紋程度
Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc	減薄率 (%)	Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc
例1	7.5	0.771	0.17	165.2	10.11	0.913	0.597	106.4	嚴重
例2	8	0.672	0.139	107.6	9.52	0.801	0.482	88	中等
例3	8.5	0.548	0.11	126	10.09	0.67	0.371	109.6	中等
例4	9	0.598	0.082	144	9.80	0.664	0.321	119.6	輕微
例5	9.5	0.573	0.091	142.4	10.50	0.629	0.275	114.4	輕微

請參照圖4，其係繪示五個熱浸鍍鋅純鋅超深衝級鋼片之晶粒度與伸張成形後中心線平均粗糙度差值及算術平均波紋度差值之間的關係曲線圖。根據圖4可知，隨著鋼片之晶粒度增加，即晶粒尺寸減小，鋼片成形前後之中心線平均粗糙度與算術平均波紋度的差值均愈小。而且，以目視觀察這些鋼片成形後所產生的表面條紋，鋼片之晶粒度增加，表面條紋程度愈輕微。

由圖4可知，當鋼片之晶粒度為7.5~8.5時，中心線平均粗糙度差值為0.122μm~0.142μm，算術平均波紋度差值為0.261μm~0.427μm，目視觀察鋼材成形後所產生的表面條紋程度嚴重。當鋼片之晶粒度為9時，中心線平均粗糙度差值為0.066μm，算術平均波紋度差值為0.239μm，目視觀察鋼材表面條紋呈輕微程度，且條紋間距較寬。而當鋼片之晶粒度為9.5時，中心線平均粗糙度差值為0.056μm，算術平均波紋度差值為0.184μm，目視觀察鋼材表面條紋亦屬輕微程度，且條紋的間距亦較寬。因此，粗糙度差值可代表為材料內部晶粒的變形程度，粗糙度差值愈小表示晶粒變形程度愈小，鋼材表面形貌的高低起伏程度愈輕微。

藉由本揭露所提供之評估方法，可佐證熱浸鍍純鋅超深衝級鋼材產生表面條紋成因主要為晶粒過大所致。此外，將晶粒度為9.0之熱浸度鋅超深衝級鋼材於車廠進行衝壓成行李箱後蓋板並經塗裝後，未有表面條紋或橘皮不良缺陷產生。

以下針對十種不同伸張成形衝程量之熱浸鍍鋅純鋅超深衝級鋼片進行表面巨觀缺陷評估。對八個晶粒度7.5、一個晶粒度8、以及一個晶粒度8.5之熱浸鍍鋅純鋅超深衝級鋼片進行不同衝程量的伸張成形，並觀察這些鋼片成形後之表面巨觀缺陷程度。這些鋼片之成形前參數以及成形後參數列於下表2中。 表2

項目	衝程(mm)	晶粒度	成形前	減薄率(%)	成形後
Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc	Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc
例6	2	7.5	0.687	0.083	152	0.93	0.688	0.163	153.6
例7	4	7.5	0.672	0.1	148	1.42	0.721	0.117	156
例8	6	7.5	0.667	0.12	136.8	3.1	0.702	0.162	141.2
例9	8	7.5	0.689	0.09	146.8	4.66	0.736	0.177	144
例10	10	7.5	0.664	0.124	154.8	7.73	0.71	0.245	136.8
例11	15	7.5	0.715	0.151	153.2	11.71	0.84	0.376	118.4
例12	18	7.5	0.679	0.097	144.4	14.93	1.072	0.355	102
例13	20	7.5	0.733	0.147	154.8	21.12	1.181	0.636	91.2
例14	25	8	0.663	0.091	149.2	35.65	1.725	0.984	85.2
例15	30	8.5	0.636	0.092	150	48.11	2.65	1.933	70.8

目視觀察這些成形後鋼片之表面巨觀缺陷，例6之鋼片為無表面巨觀缺陷，例7與例8之鋼片為輕微表面條紋，例9至例11之鋼片為中等表面條紋，例12與例13之鋼片為嚴重表面條紋，例14與例15之鋼片為不規則狀橘皮。

由評估結果可知，衝程深度為5mm以下，即厚度減薄率為2%以下時，鋼片未有表面巨觀缺陷產生，鋼片成形後之中心線平均粗糙度與算術平均波紋度分別在1.0μm與0.15μm以下，每公分下之峰值個數在100以上。衝程為6mm時，即厚度減薄率3.1%，開始有程度輕微的表面條紋產生，鋼片成形後之中心線平均粗糙度、算術平均波紋度、與每公分下之峰值個數分別為0.702μm、0.162μm、與141.2。

衝程深度由8mm持續增加至20mm時，即厚度減薄率為4.66%~21.12%時，隨著衝程量的增加，鋼片之表面條紋程度愈嚴重。鋼片成形後之中心線平均粗糙度為0.736μm~1.072μm，算術平均波紋度為0.177μm~0.355μm，每公分下之峰值個數為100以上。此外，超深衝級鋼片經衝程15mm的成形後的表面條紋程度與例3雷同，屬中等程度。鋼片成形衝程小於15mm時，即厚度減薄率小於11.71%時，在後續鋼材塗漆過程中，可覆蓋鋼材之表面條紋缺陷。

當鋼片之成形衝程深度提高至25mm(厚度減薄率35.65%)與30mm(厚度減薄率48.11%)時，鋼片之表面條紋轉變為不規則狀橘皮缺陷。此時，這兩種成形衝程深度之鋼片的中心線平均粗糙度分別為1.725μm與2.65μm，而算術平均波紋度分別為0.984μm與1.933μm。

根據上述例子的評估結果歸納出，熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片經伸張成形後之中心線平均粗糙度與算術平均波紋度分別為0.8μm以下與0.35μm以下，每公分下之峰值個數大於100以上，且鋼片之伸張成形厚度減薄率控制在10%以內的情況下，經塗裝後可覆蓋表面條紋缺陷。

請參照圖5，其係繪示十個熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片，在不同成形減薄率進行伸張成形前後之中心線平均粗糙度差值與算術平均波紋度差值關係曲線圖。鋼片之成形減薄率為0.93%(即衝程深度為2mm)時，中心線平均粗糙度差值與算術平均波紋度差值分別為0.001μm與0.08μm，鋼片表面未有表面巨觀缺陷產生。而鋼片之成形減薄率為1.42%~3.1%(衝程深度為4mm~6mm)時，中心線平均粗糙度差值為0.05μm以下，算術平均波紋度差值為0.017μm~0.042μm，且鋼片之表面巨觀缺陷呈輕微條紋貌。

鋼片之成形減薄率為4.46%~11.71%(衝程深度8mm~15mm)時，中心線平均粗糙度差值為0.046μm~0.125μm，算術平均波紋度差值為0.087μm~0.225μm，鋼片之表面巨觀缺陷呈中等條紋貌。此程度之表面條紋與例3雷同，屬中等程度，成形衝程小於15mm(厚度減薄率為11.71%)時，於後續鋼材塗漆過程中，可覆蓋鋼片之表面條紋缺陷。

鋼片之成形減薄率為14.93%~21.12%(衝程深度為18mm~20mm)時，中心線平均粗糙度差值為0.393μm~0.448μm，算術平均波紋度差值為0.258μm~0.489μm，鋼片之表面巨觀缺陷已呈嚴重條紋貌。鋼片之成形減薄率提高到35.65%~48.11%(衝程深度為25mm~30mm)時，中心線平均粗糙度差值為1.062μm~2.014μm，算術平均波紋度差值為0.893μm~0.1.841μm，鋼片之表面巨觀缺陷呈不規則橘皮貌。

此外，藉由本揭露之表面巨觀缺陷評估方法可知，熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片經不同衝程深度伸張成形後，會產生不同型態的表面巨觀缺陷。鋼片之表面巨觀缺陷為表面條紋時，集合組織主要為{111}＜011＞。隨著鋼片之成形量愈大，{111}＜011＞強度愈高，表面條紋的缺陷程度愈嚴重。而鋼片之表面巨觀缺陷為不規則狀橘皮時，集合組織主要為{111}＜112＞。

以下應用本揭露之表面巨觀缺陷評估方法來評估衝壓(DQ)等級與深衝(DDQ)等級之熱浸鍍純鋅鋼片。熱浸鍍純鋅鋼片經衝程深度13mm成形後，以油石研磨鋼片之伸張變形平台區後，目視觀察而得到鋼片的表面條紋外貌。鋼片成形前後之表面粗糙度參數列於下表3中。 表3

項目	鋼材種類	晶粒度	成形前參數	成形後參數
Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc	減薄率 (%)	Ra (μm)	Wsa (μm)	RPc
例16	DQ	9	0.7	0.087	153.6	8.13	0.724	0.303	118
例17	DQ	10	0.577	0.093	144.4	8.25	0.595	0.178	120.4
例18	DDQ	8	0.563	0.093	89.6	8.29	0.718	0.307	88.8
例19	DDQ	8.5	0.725	0.113	147.2	11.99	0.872	0.337	128

目視觀察這些成形後鋼片之表面巨觀缺陷，例16至例19之成形後鋼片的表面巨觀缺陷均為輕微表面條紋。衝壓等級與深衝等級之熱浸鍍純鋅鋼片成形所產生的表面條紋間距略寬屬，屬輕微程度，後續經塗狀製程，可覆蓋鋼片之表面條紋缺陷。

衝壓等級與深衝等級之熱浸鍍鋅鋼片伸張成形後，中心線平均粗糙度皆在1.0µm以下，算術平均波紋度均為0.35µm以下，每公分下之峰值個數為80以上。此外，衝壓等級與深衝等級之熱浸鍍鋅鋼片伸張成形後，中心線平均粗糙度差值為0.018µm~0.155µm，算術平均波紋度差值為0.085µm~0.224µm。

在一些示範例子中，依據上述評估結果所建立之不同鋼種之可視化表面巨觀缺陷的定量評估表中可包含一鋼試片為熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片時，經伸張成形操作後，熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片之中心線平均粗糙度0.8μm以下、算術平均波紋度0.35μm以下、每公分下之峰值個數100以上、以及減薄率10%以內時，此鋼試片評估為表面條紋程度輕微。可視化表面巨觀缺陷的定量評估表亦可包含一鋼試片為熱浸鍍純鋅衝壓等級鋼片或熱浸鍍純鋅深衝壓等級鋼片時，經伸張成形操作後，熱浸鍍純鋅衝壓等級鋼片或熱浸鍍純鋅深衝壓等級鋼片之中心線平均粗糙度1.0μm以下、算術平均波紋度0.35μm以下、每公分下之該峰值個數80以上、以及減薄率8%~12%時，此鋼試片評估為表面條紋程度輕微。

由上述之實施方式可知，本揭露之一優點就是因為本揭露之成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法於鋼捲產出後，且在鋼片成形加工與塗裝烤漆前，即可對鋼捲進行取樣來進行表面粗化巨觀缺陷的評估。因此，可將鋼材之表面粗化巨觀缺陷的評估結果即時回饋鋼廠，使產線可即時進行製程調整與改善，而可避免不良品流至下游加工廠與組裝廠，進而可強化鋼廠的品質管制能力。

由上述之實施方式可知，本揭露之另一優點就是因為本揭露之形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法簡便，且評估速度快，應用性佳。

雖然本揭露已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:步驟 110:步驟 120:步驟 130:步驟 140:步驟 200:鋼試片 200C:中央區 200L:長度 200W:寬度 202:第一表面 204:第二表面 206:平面區 300:衝壓設備 310:引申環 320:壓料板 330:衝頭 PD:方向

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： ［圖1］係繪示依照本揭露之一實施方式的一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法的流程圖； ［圖2］係繪示依照本揭露之一實施方式的一種鋼試片的上視示意圖； ［圖3］係繪示依照本揭露之一實施方式的一種伸張成形操作之鋼試片與衝壓設備的配置示意圖； ［圖4］係繪示五個熱浸鍍鋅純鋅超深衝級鋼片之晶粒度與伸張成形後中心線平均粗糙度差值及算術平均波紋度差值之間的關係曲線圖；以及 ［圖5］係繪示十個熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片，在不同成形減薄率進行伸張成形前後之中心線平均粗糙度差值與算術平均波紋度差值關係曲線圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:步驟

110:步驟

120:步驟

130:步驟

140:步驟

Claims (5)

1. 一種成形後鋼材表面之粗化巨觀缺陷的評估方法，包含：取得複數個鋼試片，其中每一該些鋼試片具有彼此相對之一第一表面與一第二表面，且每一該些鋼試片具有一軋延方向；對每一該些鋼試片進行一伸張成形操作，其中進行該伸張成形操作包含計算每一該些鋼試片成形前後平行該軋延方向之一中心線平均粗糙度差值以及一算術平均波紋度差值、計算每一該些鋼試片之一減薄率、以及量測每一該些鋼試片成形後之該上表面平行該軋延方向在每公分下之一峰值個數；於該伸張成形操作後，對每一該些鋼試片之該第一表面進行沿該軋延方向之一研磨處理；目視觀察每一該些鋼試片之該第一表面，以獲得每一該些鋼試片之該第一表面之一巨觀缺陷情況；根據每一該些巨觀缺陷情況對對應之該鋼試片進行一粗化巨觀缺陷評估；以及利用該些鋼試片之該些中心線平均粗糙度差值、該些算術平均波紋度差值、該些減薄率、以及每公分下之該些峰值個數建立不同鋼種之一可視化表面巨觀缺陷的定量評估表，其中該可視化表面巨觀缺陷的定量評估表包含：該些鋼試片之一者為一熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片時，經該伸張成形操作後，該熱浸鍍純鋅超深衝級鋼片之中 心線平均粗糙度0.8μm以下、算術平均波紋度0.35μm以下、每公分下之該峰值個數100以上、以及該減薄率10%以內，該些鋼試片之該者評估為表面條紋程度輕微；以及。 該些鋼試片之另一者為一熱浸鍍純鋅衝壓等級鋼片或一熱浸鍍純鋅深衝壓等級鋼片時，經該伸張成形操作後，該熱浸鍍純鋅衝壓等級鋼片或該熱浸鍍純鋅深衝壓等級鋼片之中心線平均粗糙度1.0μm以下、算術平均波紋度0.35μm以下、每公分下之該峰值個數80以上、以及該減薄率8%~12%，該些鋼試片之該另一者評估為表面條紋程度輕微。
2. 如請求項1所述之方法，其中進行該研磨處理包含利用一油石。
3. 如請求項1所述之方法，其中每一該些鋼試片取樣自一泛冷軋製程所製成之一鋼捲，該鋼捲為一熱軋鋼捲、一冷軋鋼捲、或一連續熱浸鍍鋅鋼捲。
4. 如請求項1所述之方法，其中該伸張成形操作係一雙軸向伸張成形操作。
5. 如請求項1所述之方法，其中每一該些鋼試片具有一對稱形貌。

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