【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はロール成形性のすぐれたカラー鉄板の
製造方法に関する。
冷延鋼板を連続焼鈍した後、熱漬亜鉛めつきを
行い、更に塗装を施して製造したカラー鉄板をス
パンドレル、角波、丸波などの種々の形状のパネ
ル状にロール成形したものは壁、内外装パネルそ
の他屋根などの建材として広い用途に使用されて
いる。
しかし、このようなカラー鉄板をロール成形し
たとき、表面の平担部に通常ポケツトウエーブも
しくはオイルキヤンと呼ばれる波打ち不良現象が
発生することがあるが、かかる欠陥が壁や内外装
などに成形された表面の平担部にあると著しく美
観を阻害するので商品価値を減少し、必然的に使
用範囲が限定される結果となる。
カラー鉄板におけるポケツトウエーブ発生の原
因については未だ明確に把握されていない現状で
あるが、通常軟鋼板の場合、平担部の幅と板厚と
の比が150以上の時に多く発生するとされてお
り、従つてこれを防止する対策としては、従来平
担部の幅を狭くするか、板厚を厚くすると効果が
あるとされている。しかし平担部の幅が狭いと建
材としての美観に乏しく、一般的に広幅の製品が
望まれている。また、板厚を厚くするとコストが
高くなり、重量が増加するので、実用化できる対
策ではない。
更にポケツトウエーブの発生を防止する他の方
法として、一つのロール成形機によつて曲げる変
形量を少くする方法等も提示されているが、その
ためにはロール成形機のスタンド数を増加しなけ
ればならず、本質的な対策ではない。
本発明の目的は、カラー鉄板の成形時に発生す
るポケツトウエーブ等の欠陥を防止する従来技術
の貧困性に鑑み、通常のロール成形機による如何
なる寸法、形状の波形成形時においても常に安定
してポケツトウエーブ、オイルキヤン等の欠陥の
発生を防止できるロール成形性のすぐれたカラー
鉄板の製造方法を提供しようとするものである。
本発明の要旨とするところは次のとおりであ
る。すなわち、熱漬亜鉛めつきを施した時効硬化
可能な鋼板に対しカラー塗装を行なつた後、レベ
ラー加工を施し、更に70〜100℃の温度範囲で加
熱処理を行なうことを特徴とするロール成形性の
すぐれたカラー鉄板の製造方法、である。
従来、定性的に熱漬亜鉛めつき鋼板の降状点が
高い程、また降伏伸びが小さい程ポケツトウエー
ブが発生しにくいことが言われていたが、本発明
者らの研究の結果、降伏点とＨpwとの相関が弱
く降伏伸びはむしろ大きい方がＨpwが小さいこ
とを見出した。
ここにＨpwとはポケツトウエーブの発生状況
を定量的に示す数値であつて、ポケツトウエーブ
の断面形状を非接触型渦電流式形状測定機にて測
定し、ポケツトウエーブの深さ（mm）の総和を鋼
板の長さ1m当りに換算しmm/mとして表示された
ポケツトウエーブ値である。
この値が、1.5mm以上あれば、外観上ポケツト
ウエーブが目立ち、製品としての価値を損うの
で、Ｈpw＜1.5mm/mを目標値とする。
本発明者らは、種々製造条件を変えて機械的性
質の異なるカラー鉄板を試作し、その機械的性質
とＨpwとの関係を調査した結果、弾性限（σE）
がロール成形の際に与えられる面内成形歪により
母板の形状不良が矯正される範囲内で大なる程引
張試験での上降伏点における歪比（ν）すなわ
ち、幅方向歪と長手方向歪の相対比が小さい程、
Ｈpwが小さくなることを見出した。而してカラ
ー鉄板の外観が商品価値を損なうことのない限界
内に抑えるためには弾性限σEが35Kg/mm2以上にし
て、かつ45Kg/mm2以下であり、更に歪比νが0.35
以下にする必要があることが判明した。すなわち
35＜σE＜45（Kg/mm2） ………(1)
ν＜0.35 ………(2)
カラー鉄板は、通常冷延鋼板を連続焼鈍した後
熱漬亜鉛めつき処理をし、これにカラー塗装焼付
を行ない常温まで冷却した後、レベラー加工を行
なつてコイルに巻き取る方法で製造される。しか
し、かかる方法による時にはレベラー加工のため
弾性限が低下すると共に歪比も大きくなり顕著な
ポケツトウエーブが発生する。一方、カラー塗装
後のレベラー加工を省略すれば、歪時効のため高
い弾性限が得られ、そのためポケツトウエーブの
発生は免れるが、角部に腰折れ欠陥が生ずる。本
発明者らは前記(1)、(2)式を満足する弾性限（σ
E）および歪比（ν）を得るためには、カラー塗
装後レベラー加工を施したる後70〜100℃の温度
範囲に加熱して時効させ、これによつてブロツキ
ングは勿論、腰折れ欠陥もなく、ポケツトウエー
ブも発生しないロール成形性のすぐれたカラー鉄
板を安価に製造できることを見出した。この時効
加熱温度が70℃未満の場合には確実にσEを35Kg/
mm2以上に回復させることができずポケツトウエー
ブが発生する。100℃を越す加熱の場合にはコイ
ルに巻取つた状態で塗料面とカラー鉄板の裏面が
粘着する通常ブロツキングと称される故障が生
じ、カラー面の外観を損なう欠陥が発生するので
70〜100℃の温度範囲に限定した。従つて、ポケ
ツトウエーブを防止するためには基本的には歪時
効を適宜利用でき時効硬化を生ずるリムド鋼、キ
ヤツプド鋼等が好適である。
実施例
本発明ならびに本発明法に近似する比較法によ
つて製造したカラー鉄板および従来法によつて得
たカラー鉄板において、製造条件を種々変えて、
その効果を対比した。第１表はその比較試験結果
である。
先づ試験方法について述べる。第１表に記載の
如き化学成分を有し、残部が実質的に鉄および不
可避的不純物を含有する通常のリムド鋼を、通常
の方法で熱間圧延し、更に通常の方法により冷間
圧延し、板厚0.27mmおよび0.35mmの鋼帯を準備し
た。これを連続焼鈍、熱漬亜鉛めつき、レベ
The present invention relates to a method for producing a colored iron plate with excellent roll formability. After continuous annealing of cold-rolled steel sheets, hot-dipped galvanizing and further painting are performed, colored iron sheets are roll-formed into panels of various shapes such as spandrels, square waves, and round waves. It is used for a wide range of purposes as a building material for interior and exterior panels, roofs, etc. However, when such colored iron plates are roll-formed, a waving defect phenomenon called pocket wave or oil can may occur on the flat part of the surface. If it is present on a flat surface, it will significantly impair the aesthetic appearance, reducing its commercial value and inevitably limiting its range of use. The cause of pocket waves in colored steel plates is not yet clearly understood, but it is said that in the case of normal mild steel plates, pocket waves often occur when the ratio of the width of the flat part to the plate thickness is 150 or more. Therefore, as a countermeasure to prevent this, it has conventionally been said that it is effective to narrow the width of the flat portion or increase the thickness of the plate. However, if the width of the flat part is narrow, it will not look good as a building material, so products with a wide width are generally desired. In addition, increasing the plate thickness increases cost and weight, so this is not a practical solution. Furthermore, as another method to prevent the occurrence of pocket waves, methods have been proposed such as reducing the amount of deformation caused by bending with a single roll forming machine, but in order to do this, it is necessary to increase the number of stands of the roll forming machine. It is not an essential countermeasure. In view of the inadequacy of the conventional technology for preventing defects such as pocket waves that occur when forming colored iron plates, the purpose of the present invention is to consistently form pockets stably even when forming waves of any size and shape using an ordinary roll forming machine. It is an object of the present invention to provide a method for producing a colored iron plate with excellent roll formability, which can prevent the occurrence of defects such as waves and oil cans. The gist of the present invention is as follows. That is, roll forming is characterized by applying color coating to an age-hardenable steel plate that has been subjected to hot-dip galvanizing, then leveling it, and then heat-treating it in a temperature range of 70 to 100 degrees Celsius. This is a method of manufacturing colored iron plates with excellent properties. Previously, it was said that the higher the descent point of a hot-dipped galvanized steel sheet and the lower the yield elongation, the less likely pocket waves would occur.However, as a result of the research conducted by the present inventors, It was found that the correlation between the yield elongation and H pw is weak, and the larger the yield elongation, the smaller the H pw . Here, H pw is a numerical value that quantitatively indicates the generation status of pocket waves. This is the pocket wave value expressed as mm/m by converting the total sum per meter of length of the steel plate. If this value is 1.5 mm or more, pocket waves will be noticeable in appearance and the value of the product will be lost, so the target value is H pw <1.5 mm/m. The present inventors produced trial collar steel plates with different mechanical properties by changing various manufacturing conditions, and investigated the relationship between the mechanical properties and H pw . As a result, the elastic limit (σ E )
is the strain ratio (ν) at the upper yield point in the tensile test, that is, the strain in the width direction and the strain in the longitudinal direction. The smaller the relative ratio of
It was found that H pw becomes smaller. In order to keep the appearance of the colored iron plate within limits that do not impair its commercial value, the elastic limit σ E must be 35 Kg/mm 2 or more and 45 Kg/mm 2 or less, and the strain ratio ν must be 0.35.
It turns out that the following needs to be done. That is, 35<σ E <45 (Kg/mm 2 ) ………(1) ν＜0.35 ………(2) Colored iron plates are usually made by continuously annealing cold-rolled steel plates and then hot dip galvanizing them. It is manufactured by baking a color coating, cooling it to room temperature, leveling it, and winding it into a coil. However, when such a method is used, the elastic limit is lowered due to the leveler processing, and the strain ratio is also increased, resulting in noticeable pocket waves. On the other hand, if the leveler processing after color coating is omitted, a high elastic limit is obtained due to strain aging, and therefore pocket waves are avoided, but buckling defects occur at the corners. The present inventors have determined that the elastic limit (σ
E ) and strain ratio (ν), after applying a leveler process after color coating, it is heated to a temperature range of 70 to 100℃ and aged, which eliminates not only blocking but also bending defects. It was discovered that a colored iron plate with excellent roll formability that does not cause pocket waves can be manufactured at a low cost. If this aging heating temperature is less than 70℃, σ E will be reliably reduced to 35Kg/
Pocket waves occur because it cannot be recovered to more than mm 2 . In the case of heating over 100℃, a problem called blocking occurs, where the paint surface and the back side of the color steel plate stick together while wound around the coil, causing defects that impair the appearance of the color surface.
Limited to a temperature range of 70-100°C. Therefore, in order to prevent pocket waves, rimmed steel, capped steel, etc., which can appropriately utilize strain aging and undergo age hardening, are basically suitable. Examples Colored iron plates manufactured by the present invention and a comparative method similar to the method of the present invention, and colored iron plates obtained by the conventional method, were manufactured under various manufacturing conditions.
The effects were compared. Table 1 shows the comparative test results. First, I will explain the test method. Ordinary rimmed steel having the chemical composition as shown in Table 1, the remainder of which essentially contains iron and unavoidable impurities, is hot rolled in a conventional manner and then cold rolled in a conventional manner. , steel strips with plate thicknesses of 0.27 mm and 0.35 mm were prepared. This is then continuously annealed, hot-dipped galvanized, and leveled.
【表】
ラー加工、カラー塗装および焼付をした鋼帯を常
温まで冷却したものに、更にレベラー加工を施し
しかる後、赤外線ヒーター等により鋼帯を40〜
120℃に保持し巻取り、そのコイルを常温まで空
冷した。
かくの如くして製造した板厚0.27mmもしくは
0.35mmで、板幅914mmのカラー鉄板の製造条件、
機械的性質およびこれをコイルに巻取つた状態で
のブロツキングの発生状況、ならびにこのカラー
鉄板を板幅182mmに分割し、ロール成形して得た
スパンドレルの平担部表面幅105mmの面に発生し
たポケツトウエーブの折り曲げ部に発生した腰折
れ状況を調査した。
第１表より明らかなとおり、試料No.１、No.２に
示す従来法によつて製造したカラー鉄板は、弾性
限が低く、上降伏点における歪比が大きく、ポケ
ツトウエーブ値Ｈpwがそれぞれ2.05mm/mおよび
1.86mm/mと大きい。
また、試料No.６、No.８、No.11、No.14の比較鋼の
如く、カラー塗装後のレベラー加工をしない鋼板
は、十分高い弾性限が得られポケツトウエーブ値
が小さいが、腰折れの欠陥が発生している。従つ
て腰折れ防止のためには塗装焼付後のレベラー加
工が必須要件であることがわかる。
また、巻取温度70〜100℃の範囲では弾性限が
十分高く、上降伏点における歪比も小さいのでポ
ケツトウエーブが小さい。しかし100℃を越す
と、試料No.５の如く120℃の場合には、コイルに
巻取つた状態で塗料面とカラー鉄板の裏面との通
常ブロツキングと称される粘着欠陥を生じカラー
面の外観を損なう原因となるので、70〜100℃の
範囲に限定すべきであることは既に述べたとおり
である。
また、Siが多く添加され、かつ比較例試料No.10
〜12の如く板厚が薄い場合には、Siの固溶体硬化
により弾性限が高くなり、かつ、レベラー加工に
よる弾性限の低下が少いので、巻取温度を特別に
上昇させなくても試料No.10のようにロール成形性
が比較的すぐれている。しかし、同一素材を用い
て板厚を0.35mmに仕上げた場合は、板厚が厚いの
で、レベラー効果が大きく、試料No.７のように弾
性限が低下し、、従来法ではロール成形性が劣
る。これを80℃で巻き取つた場合には試料No.９に
見られるように弾性限が回復し、ロール成形性の
すぐれたカラー鉄板が製造できる。
次にＣ量が多くなつた場合には比較法試料No.13
に見られる如く降伏点が高いが、レベラー加工に
よる弾性限の低下が著しく、ロール成形性が非常
に悪くなる。これを80℃で巻取つた場合には試料
No.15の如く、弾性限が回復し、ポケツトウエーブ
値Ｈpwも1.5mm/m以下となる。かくの如くカラー
焼付塗装、レベラー加工後に赤外線ヒーター等の
加熱により巻取温度を70〜100℃に管理すること
により、ロール成形性のすぐれたカラー鉄板を製
造することができる。場合によつてはレベラー加
工後の加熱をすることなく、カラー焼付後のガス
ジエツトもしくは水冷又は水ミスト等による冷却
を調整することにより、巻取温度を70〜100℃に
管理することも可能である。ただしこの場合はピ
ンチロール、レベラーロール等によるすじ疵等の
表面欠陥の発生が考えられるので、その対策が必
要なことは当然である。
本発明は熱漬亜鉛めつきを施したリムド鋼、キ
ヤツプド鋼等の時効硬化可能な鋼板に対し、カラ
ー塗装焼付を行つた後、レベラー加工を施し、更
に本発明の特徴である70〜100℃の温度範囲で加
熱処理を行なうことによつて次の如き効果をあげ
ることができた。
(イ) 従来の如きロール成形時に発生していたポケ
ツトウエーブのほとんど発生しないカラー鉄板
を得ることができた。
(ロ) 本発明によればポケツトウエーブのみなら
ず、腰折れやブロツキング等の欠陥も発生せず
ロール成形性にすぐれた表面性状の極めて良好
なカラー鉄板を得ることができる。[Table] The steel strip that has been subjected to color processing, color painting, and baking is cooled to room temperature, and then leveled.
The coil was held at 120°C and wound up, and the coil was air-cooled to room temperature. The plate thickness 0.27mm or
Manufacturing conditions for colored iron plate with a width of 914mm and a thickness of 0.35mm.
The mechanical properties and the occurrence of blocking when it was wound into a coil, as well as the occurrence of blocking on the surface width of 105 mm of the flat part of the spandrel obtained by dividing this colored iron plate into 182 mm wide sheets and roll forming them. We investigated the bending situation that occurred at the bent part of the Pocket Wave. As is clear from Table 1, the colored iron plates manufactured by the conventional method shown in Samples No. 1 and No. 2 have a low elastic limit, a large strain ratio at the upper yield point, and a pocket wave value H pw , respectively. 2.05mm/m and
It is large at 1.86mm/m. In addition, steel plates that are not leveled after color coating, such as the comparison steel samples No. 6, No. 8, No. 11, and No. 14, have a sufficiently high elastic limit and a small pocket wave value, but they do not bend at the waist. defects have occurred. Therefore, it can be seen that leveling after baking the paint is an essential requirement in order to prevent buckling. Further, in the range of the winding temperature of 70 to 100°C, the elastic limit is sufficiently high and the strain ratio at the upper yield point is small, so the pocket wave is small. However, when the temperature exceeds 100℃, as in sample No. 5, when the temperature is 120℃, adhesion defects, commonly called blocking, occur between the painted surface and the back surface of the colored iron plate when wound around the coil, resulting in the appearance of the colored surface. As already mentioned, the temperature should be limited to a range of 70 to 100°C. In addition, a large amount of Si was added, and Comparative Example Sample No. 10
When the plate thickness is thin like No. 12, the elastic limit becomes high due to solid solution hardening of Si, and the elastic limit decreases little due to leveler processing, so sample No. Like .10, it has relatively good roll formability. However, when the same material is used and the plate thickness is finished to 0.35 mm, the leveler effect is large due to the thick plate, and the elastic limit decreases as in sample No. 7, and roll formability is poor with the conventional method. Inferior. When this is rolled up at 80°C, the elastic limit is recovered as seen in sample No. 9, and a colored iron plate with excellent roll formability can be produced. Next, when the amount of C increases, comparative method sample No. 13
Although it has a high yield point as shown in Figure 2, the elastic limit is significantly lowered by leveling, resulting in extremely poor roll formability. If this is rolled up at 80℃, the sample
As in No. 15, the elastic limit is restored and the pocket wave value H pw becomes 1.5 mm/m or less. By controlling the winding temperature at 70 to 100°C by heating with an infrared heater or the like after color baking and leveling, it is possible to produce a colored iron plate with excellent roll formability. In some cases, it is possible to control the winding temperature at 70 to 100°C by adjusting cooling by gas jet or water cooling or water mist after color baking without heating after leveling processing. . However, in this case, surface defects such as streaks may occur due to pinch rolls, leveler rolls, etc., so it is natural that countermeasures must be taken. In the present invention, heat-dipped galvanized rimmed steel, capped steel, and other age-hardenable steel plates are subjected to color coating baking, then leveler processing is applied, and the temperature is further increased to 70 to 100°C, which is a feature of the present invention. By performing the heat treatment in the temperature range of , the following effects could be achieved. (a) It was possible to obtain a colored iron plate in which almost no pocket waves were generated during conventional roll forming. (b) According to the present invention, it is possible to obtain a collar iron plate which has not only pocket waves but also defects such as buckling and blocking, and has excellent roll formability and extremely good surface properties.