JPH0334403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は鋼板表面粗度パターンを制御すること
により、プレス成形性と化成処理性を著しく向上
させた冷延鋼板に関するものである。 ＜従来技術とその問題点＞ 自動車のパネル、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（El）と
高いランクフオード値（ｒ値）が必要である。さ
らに実際の絞り成形（とくに自動車のパネル）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、加工硬化指数（ｎ値）も重要になつて
くる。 また自動車用鋼板については、焼付塗装前処理
すなわち化成処理性が重要であり、この化成処理
性が良好でないと十分な焼付塗装性が確保できな
い。 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。とりわけ自動車用の冷延鋼板におい
てはこの傾向が強い。 たとえば、自動車車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
らを大型化、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
ーズに応ずるために車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。これらの要求に応ずるためには、
従来よりも優れたプレス成形性を有する冷延鋼板
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、El、ｎ値）だけでは不十分である。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「塑性と加工」Vol.3 No.14（1962−３）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上することを示している。
一方、特公昭59−34441号公報ではロール表面粗
度（Ra）とピーク（PPI）とがそれぞれRa＝2.8
（μm）、PPI＝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。 これらの公知技術は、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。 また特開昭54−97527号では、PPI＝150のロー
ル表面粗度を有するロールを用いて調質圧延する
ことにより、りん酸塩処理性の優れた冷延鋼板を
製造できることを示している。しかしながらりん
酸塩処理性には優れるものの、プレス成形性には
何らの効果なく、さらに、一般にりん酸塩処理性
を必要とするのは自動車用鋼板であり、必然的に
プレス成形性も重要になつてくる。 以上述べた公知技術は、任意の表面粗度（Ra、
PPI）を有し、かつプレス成形性と化成処理性に
優れる冷延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
面粗度パターンに方向性を持たせ、さらに平均表
面粗度と平均谷間隔とを規制することによりプレ
ス成形性と化成処理性を向上させることができる
プレス成形性と化成処理性に優れる冷延鋼板を提
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(1)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、かつ平均
表面粗度Ra（μm）と平均谷間隔Lmv（μm）とが
Ra×Lmv≧50なる関係を満たすことを特徴とす
るプレス成形性と化成処理性に優れる冷延鋼板を
提供するものである。 ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ xi Ｓ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ ｜−xi｜／ｘ ……(1) 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つた研究結果から述べ
る。 供試鋼は下記の表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
ザーによるダル加工（以下レーザーダル加工）を
施したスキンパスロールを用いて0.8％圧下率で
スキンパス圧延した。この時、レーザーダル加工
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】 第１図に、表１に示す供試鋼Ａ，Ｂの鋼板表面
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、平均表面粗度（Ra）はいずれも約
1.2μm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。 また表１に示す供試鋼Ｂを用い、スキンパス圧
延後の鋼板の平均表面粗度Ra（μm）と平均谷間
隔Lmv（μm）との積Ra×Lmvと化成処理性との
関係について調べた結果を第２図に示す。このと
きのスキンパス圧下率は0.8％、Ｓ値は0.18であ
る。 なお化成処理性は、鋼板（供試鋼Ｂ）に脱脂、
水洗、りん酸処理を施し、以下に述べるピンホー
ルテストを行つた時のピンホール面積率で評価し
た。またりん酸処理は日本パーカライジング(株)製
BT3112を用い55℃で全酸度14.3、遊離酸度0.5に
調整し、スプレーで120秒間吹付けた。〔ピンホー
ルテスト〕 試験面に鉄イオンと反応して発色する試薬を浸
したろ紙を密着させて、鋼板表面に残留するりん
酸結晶未付着部分を検出し、それを画像解析して
ピンホール面積率として数値化した。化成処理性
の評価基準は、ピンホール面積率が0.5％以下が
１、0.5〜２％が２、２〜９％が３、９〜15％が
４、15％以上が５として求めた。１と２は実用上
問題のない評価を示す。 第２図から明らかなように、化成処理性はRa
×Lmvに強く依存し、Ra×Lmv≧50とすること
により、化成処理性が著しく向上した。 本発明者らはこの基礎的データに基づき研究を
重ねた結果、以下のように製造条件を規制するこ
とにより、プレス成形性と化成処理性に優れる冷
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Xiとした時、下記のように表わすこ
とができる。 ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ xi Ｓ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ ｜−xi｜／ｘ また平均谷間隔Lmvは、第３図に示す鋼板表
面粗度パターンにおいて Lmv＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ lvi なる式で表わせる。 ここで、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出来ない。従来の冷延鋼
板ではＳ値は0.3〜0.5程度である。 さらに平均表面粗度Ra（μm）と平均谷間隔
Lmv（μm）とがRa×Lmv≧50なる関係を満たす
ことが必須である。Ra×Lmv＜50では優れた化
成処理性を得ることが出来ない。 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、スキンパ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、レーザーダル加工法、あるいは
特別に製造したグリツドを使用するシヨツトブラ
スト法が適する。 鋼板表面粗度パターンがＳ≦0.25およびRa×
Lmv≧50を満たしていれば、鋼板表面粗度、た
とえば平均表面粗度（Ra）、１インチ当りのピー
ク数（PPI）、さらに潤滑油の種類、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つた潤滑
油が均等に凸部へと供給されることに起因して潤
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摩擦状態も変化し
ているものと考えられる。 また化成処理性に関しては、鋼板表面粗度パタ
ーンがりん酸結晶の核生成に影響を及ぼしている
と考えられるが、詳細は明確ではない。 ＜実施例＞ 表２に示す化学組成の鋼片を転炉−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3.2mm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（圧下率0.8％）
を行つた。 ここでスキンパスロールは、シヨツトブラスト
およびレーザー加工によりダル目付けを行つたも
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Ra、１インチ当りのピーク数PPI、パラ
メータＳ値、平均谷間隔Lmvを求めた。 引張特性はJIS5号試験片により求めた。値は
15％引張予歪を与え、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゜）方向の平均値＝（r_L
＋r_C＋2r_D）／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D₀maxを求
め、ポンチ直径dpとの比から求めた。すなわち L.D.R.＝D₀max／dp 絞り条件は、絞り速度１mm／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
つた。 化成処理性は前述したピンホールテストを行つ
て評価し、ピンホール面積率が0.5％以下を１、
0.5〜２％を２、２〜９％を３、９〜15％を４、
15％以上を５とした。１と２は実用上問題のない
評価を示す。 表３にスキンパスロールのダル目付け方法、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
と化成処理性を示す。

【表】

【表】

【表】 注） 備考欄の☆は比較例を示し、他は本発明によ
る実施例を示す。
＜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
ーンを付与し、さらに平均表面粗度と平均谷間隔
とを規制することにより、同一材質の鋼板におい
てもプレス成形と化成処理性が格段に向上し、そ
の使用範囲が拡がるとともに、難易度の高い成形
も可能となるなど、プレス成形性と化成処理性に
優れた冷延鋼板の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は限界絞り比におよぼす規則度パラメー
タＳ値の影響を示すグラフである。第２図は化成
処理性に及ぼすRa×Lmvの影響を示すグラフで
ある。第３図は鋼板表面粗度プロフイールを示す
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記(1)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、かつ平均表面粗度Ra（μm）
   と平均谷間隔Lmv（μm）とがRa×Lmv≧50なる
   関係を満たすことを特徴とするプレス成形性と化
   成処理性に優れる冷延鋼板。 ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ xi Ｓ＝１／ｎ_o 〓ⁱ⁼¹ ｜−xi｜／ｘ ……(1) ここで、xi：鋼板表面凸部ピーク間距離