JPH01180703A - 成形性に優れた冷延鋼板 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はプレス加工などの成形加工に供される冷延鋼板
に関し、特に、鋼板表面粗度に規則性と異方性とを有す
る成形性に優れた冷延鋼板に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 一般に、成形加工用冷延鋼板は、冷間圧延後、脱脂洗浄
を行い、さらに焼鈍したのち、調質圧延を施して製造さ
れる。

ここで、調質圧延の目的の一つとして、表面ダル仕上げ
したワークロールを用いて軽度の圧延を行うことによっ
て鋼板表面に適度の表面粗度を与え、プレス成形時にお
ける耐焼付性の向上を図ることが挙げられる。

このような調質圧延に使用されるワークロールの表面を
ダル仕上げするには、従来からショツトブラストによる
方法と、放電加工による方法とが実用化されている。

これらの調質圧延用ワークロールのダル仕上げの場合、
ロール表面には不規則、無方向性の粗度プロファイルが
形成されるため、このようなワークロールによる調質圧
延後の鋼板表面は、不規則、無方向性の山と谷で構成さ
れた、いわゆる粗面を呈する。

このように粗面が形成された鋼板にプレス加工を施せば
、谷部に潤滑油が貯留して鋼板とプレス金型との摩擦力
を低減させ、プレス作業を容易にすると同時に、金型と
の摩擦力により剥離した金属粉を谷部にトラップして焼
付きを防止することができる。

しかし、一方で塗装後の鮮映性の点からは粗度は小さい
方が優れていることも知られており、プレス成形性と鮮
映性の両者を同時に改善するのは困難と考えられている
。

近年、自動車用鋼板のプレス加工、塗装後の仕上がり品
質の良さは、自動車の総合的な品質の高さを顧客に対し
直接的に視覚によって訴えることができるため、極めて
重要な品質管理項目となっている。

また、プレス成形工程の簡略化を目的に、プレス成形品
の形状はより複雑なものとなっており、このようなプレ
ス成形に耐えつる鋼板が要求されている。

プレス成形性の改善は従来より鋼板材質そのものに注目
して進められてきた。　すなわち、ランクフォード値（
γ値）および伸び（１１２）の改善等を行なうことが主
な対策と考えられている。

しかし、プレス成形は、鋼板自体の変形能とともに鋼板
と型との摩擦抵抗の大きさが重要な因子として影響をお
よぼすことが最近明らかにされてきた。　摩擦抵抗は表
面粗度および性状によって微妙に変化するが、従来はシ
ョツトブラストロールを用いた圧延による粗度調整を行
なうにとどまっている。

すなわち、単にショツトブラストの番号（例えば＃５０
、＃８０、＃１２０等）によって大体の平均粗さを管理
していたのが現状である。

鋼板と型との摩擦抵抗は、プレス成形時のかじりの発生
およびメタルの流れに密接に関係し、一般には摩擦抵抗
の小さい方がプレス成形性に有利であると考えられ、粗
度の大きい方が摩擦抵抗は小さくなり、特に厳しいプレ
ス加工を受けた時、すなわち油切れした時の耐型かじり
性が改善されると言われている。　従来技術においては
、ロールにショットダルをつけこのロールを用いてスキ
ンパス圧延を施すことにより鋼板表面に粗度をつけてい
るが、この方法では細かな粗度コントロールができなか
った。

〈発明の目的〉 本発明は従来技術におけるこれらの問題点を解決し、鋼
板の表面粗度を高度に管理することによって、同じ鋼板
性能（γ値、ＥＩｌ）でありながら、優れたプレス成形
性が得られ、さらに従来困難と考えられていた鮮映性と
の両立をも実現した成形性に優れた冷延鋼板を提供する
ことを目的とする。

〈発明の構成〉 すなわち、本発明によれば、冷延鋼板の表面粗度パター
ンにおいて、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ーＳが、直交する２方向につい
て０，２５以下であり、かつ前記各方向のＸの値Ｘ１お
よびＹ２が下記式を満足し、さらに３次元平均粗度ＳＲ
ａが０．４〜１．２μｍであり、少なくともＸが小さい
方向について平均粗度Ｒａと表面粗度中心面での谷部平
均径Ｌｍｖの積が５０〜２５０μｍの範囲であることを
特徴とする特許性に優れた冷延鋼板が提供される。

ここで、Ｘｋ、は鋼板表面凸部ピークに偏量の距離、ｋ
はＳの値が０．２５以下となる最小の正の整数、 ＸＩ、Ｙ２は直交する２方向について求めたＸの値であ
る。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明者らは研究を重ねた結果、以下のように諸特性を
規制された冷延鋼板が優れたプレス成形性を有すること
を見いだした。

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
規則度パラメーターＳは、鋼板表面凸部ピークに偏量の
距離をＸｋ、とじた時、下記のように表わすことができ
る。　なお、式中にはＳの値が０．２５以下となる最小
の正の整数とする。

表面粗度の規則性を表わす規則度パラメーターＳが直交
する２方向について０，２５以下であることが必須であ
る。

すなわち、凸部ピークに偏量の距離の平均値に対して個
々のに偏量距離の差を２５％以下とし、鋼板と型とが接
触する粗度の凸部の分布を均一に制御することによって
、接触面圧を一定に管理し鋼板と型の摩擦抵抗の変動の
抑制および対型かじり性の向上が実現される。

また、粗度の方向性を管理するため、前記直交する２方
向における各方向の平均ピーク間圧ｗｉｘの値をＸｌお
よびＸ２としたときに、このＸＩ　とｘ２が下記式を満
足することが必須である。

すなわち、前記直交する２方向についてのそれぞれの凸
部ピークに偏量の距離の平均値の平均値に対して前記両
平均値の差を２５％以上とすることにより、方向性のあ
る粗度が実現される。

この結果、鋼板と型の摩擦抵抗は、その方向と粗度の方
向性との関係によって異なる値をとることが可能となる
。

方向によって粗度を変える理由は、プレス成形条件との
組み合わせで型かじりがおこりやすい方向に粗度を大き
くつけ、これによって型かじりの発生を防止する、ある
いは鋼板の特性に異方性がある場合に、その影響を型と
の摩擦抵抗のコントロールによって最小とするようなプ
レス成形が可能となる等の有利な面があるからである。

　さらに、鋼板の鮮映性の点からは、鋼板の粗度は小さ
い方が良く、プレス成形性（対型かじり性）の改善とは
相反する粗度特性が要求されるが、方向別に必要最低限
の粗度を付与することによって鋼板の平均粗度を大ぎく
することを避け、結果的に無方向性の粗度をつけた場合
より、特定方向については優れた対型かじり性を得た上
で鋼板の鮮映性も改善することができる。

この様に方向によって摩擦抵抗を変えることは、平均ピ
ーク間距離Ｘを、直交する２方向について２５％以上変
化させることによって可能である。　２５％未満の差で
は両方向の摩擦抵抗に大きな差が生じないためである。

さらに、鋼板の３次元平均粗度ＳＲａは、最終的には０
．４〜１．２μｍの範囲であることが必要である。

’　ＳＲａが０．４μｍ未満では、プレス成形性の劣化
は避けがたく、また１、２μｍを超える場合は、鮮映性
の確保が困難となる。

ここで、ＳＲａは本発明の鋼板表面のような規則的なレ
ーザーダルの平均粗度を正確に評価するためのパラメー
ターであり、その定義は、通常の平均粗度Ｒａを３次元
に拡張したパラメーターである。　すなわち、粗さ曲面
（ｆ　（ｘ、ｙ））から、その中心面上に面積ＳＭの部
分を抜き取り、この抜き取り部分の中心面上に直交座標
軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を置き中心面に直交する軸を２軸で表
すと、次式で与えられる値をμｍ単位で表したものであ
る。

なお、ここでいう中心面とは表面粗度において凸部と凹
部の体積が等しくなる仮想面をいう。

Ｉ　　　　ＬＬ ＳＲａ　＝　　　　　Ｓ　　　Ｉ　　　ｌ　　ｆ（ｘ、
　ｙＨｄｘ、　ｄｙＳＷ　　０　０ （但し、ＬＸＬ＝ＳＭ） なおまた、少なくともプレス成形性が要求される方向、
すなわち前記Ｘが小さい方向について平均粗度Ｒａと表
面粗度中心面での谷部平均径Ｌｍｖの積が５０〜２５０
μｍの範囲であることが必要であり、両粗度パラメータ
ーとも対型かじり性と相関がある。

Ｒａ　Ｘ　Ｌｍｖが５０未満では、摺動抵抗が大きく型
かじりが発生しやすい。　また、２５０を超えてもあま
り効果が大きくならず、かつ鮮映性を害するおそれがあ
る。

なお、このような方向性のある規則的な鋼板表面粗度パ
ターンを得るためには、ワークロールの表面粗度パター
ンも必然的に方向性のある規則的なものでなければいけ
ない。　そのためのワークロールの加工法としては、レ
ーザーによる高密度エネルギー源を用いた加工法が適す
る。

また、本発明鋼板は、粗度の殆どついていない鋼板（ブ
ライト鋼板）に前記ワークロールを用いて圧延すること
で方向性のある規則的な表面粗度パターンを付与するの
が基本であるが、特に全ての方向について加工性が必要
であり、かつ特定方向の加工条件がきびしい時には、あ
らかじめ全方向均一に粗度を付与しておいた鋼板に、前
記ワークロールを用いて方向性のある規則的な粗度を付
与することも可能である。

〈実施例〉 以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） 表１に示す各種プレス成形用冷延鋼板サンプルについて
、レーザーによるダル加工およびショットダル加工した
ワークロールを用いて調質圧延した。　なお、ショツト
ブラストはランダムな表面粗度であるため直交する２方
向の各ＸおよびＳは求められない。

これらサンプルを用いて第１図に示すＣＲＭタイプの型
かじり性試験方法による試験を行なった。　本試験法は
、図に示す形状にまず１枚目は塗油した状態で成形し、
２枚目以後は無塗油で連続的に成形する。　何枚目で第
２図矢印（幻）の所に型かじりが発生するかを調べ、型
かじりが発生するまでの枚数の多さで対型かじり性を評
価した。　すなわち、圧延方向（Ａ方向）およびＡに直
交する方向（Ｂ方向）について調べた型かじり性試験の
結果は、本発明の範囲内に方向性のある規則的な粗度を
付与し、かつＡ、Ｂ方向での凸部ピーク間距離の平均Ｘ
が２方向でのＸの平均・値に対して２５％以上異なる時
（表１中ａ　ｙ　ｄおよびｊ）に両方向での対型かじり
性に差が生じ、方向によって粗度を変えた効果が得られ
ることがわかる。　表１にはプレス成形性試験として２
００トンプレスを使用し、基本型にプレス成形した時の
結果をあわせて示す。　Ｂ方向よりＡ方向へ材料の流れ
こみを必要とする基本型の場合、Ａ方向での対型かじり
性を重視したａパターンは、Ａ１８両方向を同じように
重視したｅパターンと同等の成形結果であった。　また
鮮映性は目視判定法（順位法）で行ったが、ａの鋼板の
鮮映性は規則的なパターンの効果と相乗し、ショットダ
ル以上の良好な結果が得られている。　しかし、ｅ鋼の
ようにＡ％Ｂ両方向に粗度が大きい時には鮮映性は低下
しており、粗度は要求される方向のみに必要最低限のレ
ベルで付与することが重要であることを示している。

〈発明の効果〉 本発明の冷延鋼板は、鋼板表面に規則性と異方性とを付
与することにより、同じ鋼板性能でありながら、優れた
プレス成形性と鮮映性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＣＲＭタイプの型かじり性試験方法の説明図
である。 第２図は、型かじり性試験後の試験片形状の斜視図であ
る。 符号の説明 １・・・しわ押え（下）、 ２・・・しわ押え（上）、 ３・・・試験片、 ４・・・ポンチ ＦＩＧ、２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷延鋼板の表面粗度パターンにおいて、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
   ターＳが、直交する２方向について０．２５以下であり
   、かつ前記各方向の＠Ｘ＠の値＠Ｘ＠＿１および＠Ｘ＠
   ＿２が下記式を満足し、さらに３次元平均粗度ＳＲａが
   ０．４〜１．２μｍであり、少なくとも＠Ｘ＠が小さい
   方向について平均粗度Ｒａと表面粗度中心面での谷部平
   均径Ｌｍｖの積が５０〜２５０μｍの範囲であることを
   特徴とする成形性に優れた冷延鋼板。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （２｜＠Ｘ＠＿１−＠Ｘ＠＿２｜／＠Ｘ＠＿１＋＠Ｘ＠
   ＿２）≧０．２５ここで、Ｘｋ＿ｉは鋼板表面凸部ピー
   クｋ個間の距離、ｋはＳの値が０．２５以下となる最小
   の正の整数、 ＠Ｘ＠＿１、＠Ｘ＠＿２は直交する２方向について求め
   た＠Ｘ＠の値である。