JPH02133105A - 鮮映性とプレス加工性に優れた鋼板及びその製造に使用するロール - 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） 本発明は鮮映性と加工性を兼ね備え、防錆性能その他の
総合的特性が優れており、しかも比較的安価に製造する
ことのできる鋼板およびその製造に使用する圧延用ロー
ルに関するものである．（従来の技術） 自動車外板や家電製品等に広く使用されている冷延鋼板
は、プレス加工等による成形のために優れた加工性を必
要とする．更に、上記のような用途向けには鋼板外見の
美麗さも重要な要素である．通常、冷延鋼仮はめっき、
塗装などの表面処理を施して使用されるが、下地の鋼板
の表面状態が塗装の後の美しさに大きく影響することは
周知である．近年、商品の差別化が、商品の機能面から
だけでな《デザインや色彩等の面からも強刺されるよう
になり、前記のような用途に用いられる鋼板にも鮮映性
ということが問題にされるようになってきた．この鮮映
性というのは、必ずしも定量化された概念ではないが、
文字どおり「物が鮮やかに映える性質」であり、更には
「写像に歪みやぼけがないこと」、「写像に曇りがなく
光沢があること」である． 従来から冷延綱仮には平滑な表面を持つプライト仕上げ
鋼板と、微小な凹凸のある表面を持つダル仕上げ鋼板と
がある．前者は塗装後の表面光沢がよく、鮮映性という
点からは望ましい．しかし、一方では塗料の密着性に劣
り、潤滑油ののりが悪いためにプレス加工性に問題があ
り、更に、輸送や加工の過程でスリップしてすり疵が発
生し、それが目立ち易いというような難点がある．その
ため、自動車外板等のプレス加工を行って使用するもの
としては、表面に微小な凹凸のあるいわゆるダル鋼板が
使用されている． ダル綱板は表面の微小な凹部に潤滑油が溜り、油膜切れ
が起こりにくいため、深絞り等のプレス加工性が良い．
しかし、ブライト鋼板とは逆に、鮮映性という点では問
題がある．即ち、ダル鋼板では、塗装の後でも下地鋼板
の凹凸の影響によって写像にゆがみが生じ、また光線の
乱反射のために光沢が失われる． 上記のとおり、冷延鋼板のひとつの表面に鮮映性とプレ
ス加工性とを兼備させることは通常掻めて困難である．
しかし、最近になって、例えば特公昭６２−１１９２２
号公報等に開示されるロールのレーザー加工技術が開発
され、その技術で製造されたロール（レーザーダルロー
ルと呼ばれることがある）で圧延することによって、鋼
板表面の微小凹凸の形状、分布が制御できるようになっ
た．そして、このレーザーダルロールを用いて圧延する
加工性に優れかつ鮮映性も高い鋼板の製造方法について
も、例えば、特開昭６２−１６８６０２号公報等の提案
がなされている。

しかしながら、上記のレーザーダルロールの技術によっ
ても、加工性と鮮映性の中の片方を重視すれば、どうし
ても片方がおろそかになる．また、従来のレーザーダル
鋼板（レーザーダルロールで圧延して製造した鋼板）に
は、下記のような難点がある． その一つは、錆が発生しやすいことである．従来のシ式
ットブラスト加工ロールで圧延した全面ダル鋼板（いわ
ゆるシッットダル鋼板）は、鋼板全表面の凹凸に防錆油
が保持されるので錆び難い．しかし、レーザーダル鋼板
はダル凹凸部以外は平滑（フラット）であるため、防錆
油の保持性に劣り、錆が発生しやすい． その二は、鋼板がスリップしやすいことである．即ち、
レーザーダル鋼板はシッットダル鋼仮に較べて滑らかで
あり、搬送時にスリップしやすい．これは作業上危険な
だけでなく、鋼板表面にスリップ疵がつき、しかもその
疵が目立ちやすくて製品価値を落としてしまう． その三は、レーザーダル鋼板は、従来のショソトダル鋼
仮に比較して製造コストが高くつくことである．即ち、
高エネルギー密度ビーム（レーザービームまたは電子ビ
ーム）を使用する加工装置自体が高価なものであるだけ
でなく、これまでに知られたダルパターンをロール表面
の形成するには長時間を要し非能率である．ロールは圧
延を繰り返す中に摩耗してダルバクーンが崩れて《るか
ら、その補修、再生が必要になるが、ロールの加工に長
時間を要すると、作業効率の低下を招き、また交換用の
ロールストックも増やさなければならず、結局、鋼板の
製造コストが嵩むことになる．（発明が解決しようとす
る課題） 本発明は、鮮映性とプレス加工性とが共に優れ、しかも
防錆性、耐スリップ性にも優れた鋼板の開発を課題とし
てなされたものであるが、更に、かかる鋼板を安価に提
供すること、およびその製造に使用する比較的安価に製
造できる圧延用ロールを提供することを目的とする． （！ｌ題を解決するための手段） 高エネルギー密度ビーム、例えばレーザービームを使用
してロールのダル加工を行う場合、ロールの加工時間Ｉ
Ｉ（ｓｉｎ）は、ロールの加工胴長をＬ　（ｍｍ）、軸
方向クレータ（ビームによってロール表面が局部的に溶
融し決られて形成される凹凸模様）のピッチをｑ（ＩＩ
ＩＩｌ）、ロール回転数をＮｒ　（ｒｐｍ）　　とする
と、Ｈ　＝　Ｌ／　（ｑ　Ｘ　Ｎｒ）で表される。

しかし、ロール胴長Ｌ　（ｍｍ）は一定であり、ロール
回転数Ｎｒ（ｒｐｍ）は、加工装置によりおのずと制限
されるため、結局、加工時間（Ｈ）は軸方向クレータビ
ッチｑ（１）に反比例する．ロール加工時間を短縮し、
能率を上げるためにクレータピッチｑ　（＋＊ｌｍ）を
大きくすると、そのロールで圧延された鋼板の鮮映性は
問題ないが、プレス加工性が劣り、使用に耐え得ない．
また、防錆、耐スリップ性にも問題が生じる．かかる問
題点はロールのクレータービッチが大きいと、そのロー
ルで圧延した鋼板表面の微小凹部の分布密度が小さくな
ることに起因する． 本発明は、鋼板表面の微小凹部の分布密度を小さくして
も、この凹部以外の部分（いわゆる平坦部）の粗さを適
当な範囲にすれば、鮮映性を維持したまま加工性、防錆
性、耐スリップ性にも優れた鋼板かえられるという知見
を基礎とし７てなされたものである．そして、上記のよ
うに微小凹部の分布密度が小さい鋼板は、クレーターの
分布密度の小さい、言い換えればクレーターピッチの大
きいロールで圧延して製造するこ゛とができる．従って
、ロールの加工時間を短縮することが可能になる． 本発明の要旨は、下記■および■にある．■　全表面の
中心線平均粗さＲａが０，３〜２．０μ■の範囲内にあ
り、この表面に形成されたリング状の微小凹部ｌヶにつ
いてその最小外径をｄ１とし、微小凹凸間の縦及び横方
向の中心間距離をｌとしたとき、２≦ｌ／ｄ　．≦６の
関係にあり、かつ上記微小凹部以外の部分の中心線平均
粗さＲａが０．１〜０．５μｍの範囲にあるλイ映性及
びプレス加工性に優れた鋼板． ■　高エネルギー密度ビームにより表面に微小リング状
クレーターが形成されたロールであって、その全表面の
中心線平均粗さＲａが０．６〜４．０μｍの範囲にあり
、上記リング状クレーターの１ヶについて最小外径をＤ
．とじ、クレーター間の縦及び横方向の中心間距離をＬ
としたとき、２≦し／０，≦６の関係にあり、しかも、
上記クレーター部分以外の部分の中心線平均粗さＲａが
０．２〜１．０μｍの範囲にあることを特徴とする圧延
用ロール．（作用） 本発明の鋼板は、まず全表面の中心線平均粗さＲａが０
．３〜２．０μｍに特定されている．前記のとおり、表
面が平滑であるほど鮮映性は優れるが、加工性、防錆性
その他の性質は表面がある程度粗い方がよい．本発明で
定めるＲａ　Ｏ．３〜２．０μｍというのはこれらの性
質の全てを満足しうる範囲である。即ちＲａＯ．３μ額
未満ではプレス加工の際に焼付が発生するおそれがあり
、Ｒａが２．０μｍを超えると鮮映性が損なわれる。な
お、ここで「全表面」というのは、鋼板表面の微小凹部
とそれがない平坦部とを全て合わせた表面という意味で
ある．従って、これは、鋼板の一方（片面）の全表面ま
たは両方（両面）の全表面を意味する．次に、本発明鋼
板の表面に形成されたリング状の微小凹部１ヶについて
の条件と、この微小凹凸の分布条件について説明する． 第１図は、本発明鋼板の表面状態の１例を示す拡大平面
図である．図示のように、リング状凹部の最小外径をｄ
１とし、凹部間の縦及び横方向の中心間距離を２とすれ
ば、その両者の関係は、２≦ｌ／ｄ　．　　≦６　・　
・　・　・　・　（イ）で表される。

（イ）式で規定するように、凹部の間隔２は凹部の最小
外径の２倍以上とする．これは、凹部の密度を必要最小
限にして、後述するロールのクレーター間隔を大きくし
、ロール製造効率を高めるためである．通常、鋼板の凹
部の密度が小さいと加工性、防錆性などに支障を来すが
、本発明の鋼板では、凹部以外の部分にも適度の粗さを
持たせるので、２≦ｌ／ｄ　，としても問題はない．た
だし、凹部の分布密度が余りにも疎になって、ｌがｄ，
の６倍を趙えると、加工性、防錆性、耐スリップ性の全
てが悪化する． 本発明の鋼板のもう一つの特徴は、微小凹部以外の部分
（第１図のＡの部分）のＲａを０．１〜０．５μｍにし
たことである．このように、従来、いわゆる平坦部とし
て、Ｒａおよそ０．０５μ慣のプライト面であって部分
に適当な粗さを持たせることによって、前記のように凹
部の分布密度を小さくしても、優れた加工性、防錆性お
よび耐スリップ性を確保できるのである，　Ｒａで０．
１μｍがこのような効果を期待できる最小の粗さである
．一方、この粗さがＲａで０．５μ畑を超えると、塗装
後の鋼板の鮮映性が劣ってくる． 第２図は、本発明鋼板の表面形状の他の１例を示す拡大
平面図である．この図のように、凹部の形状は楕円形で
もよい．このときにｄ＋　は図示のように、最小径であ
る．これらの形状の外、凹部は三日月形、半月形等でも
よい．これらの形状の場合は、それを円形に見立てて、
仮想のｄ，とｌで前記（イ）を満足するようにする． 本願の第２の発明は、上記の鋼板の製造に使用する圧延
用ロールに関するものである．本発明鋼板の製造は、基
本的には前記の特公昭６２−１１９２２号公報に開示さ
れるような、レーザービームなとで加工されたロールで
圧延し、ロール表面の微小凹凸を綱板表面に転写するこ
とによって行われる．従って、圧延用のロールは、本発
明鋼板の表面形状を忠実に実現できるものでなければな
らない。

本発明のロールは、レーザービーム、電子ヒームなどの
高エネルギー密度ビームを使用して加工される．このよ
うなビームによる加工によれば、表面に形成するクレー
ターの形状や分布が精密に調整できるからであるヤクレ
ーターは通常リング状の凸部とそれに囲まれた凹部とで
形成されるが、この場合も正確な円形のリングに限らず
、楕円、半月、三日月などの形状であってもよい．これ
らの形状の場合も円形のリングに見立てて、その１ヶに
ついて最小外径をＤ，とし、クレーター間の縦及び横方
向の中心間距離をＬとしたとき、２≦Ｌ／ＤＩ≦６・・
・・・　（口） の関係を満たすようにする。

また、上記クレーター部分以外の表面の中心線平均粗さ
Ｒａを０，２〜１．０μｍの範囲とし、しかも、ロール
の全表面の中心線平均粗さＲａを０．６〜４．０μ剤の
範囲に調整する． このようなロールの製造方法としては、例えば下記の方
法がある． ■　まずロール表面をショットプラスト、放電加工など
で、表面のＲａが０．２〜１．０μｍの範囲になるよう
に加工する．次に高エネルギー密度ビームによってクレ
ーター形成加工を行う．この時、クレーターの形状およ
び分布密度を前記（口）式を満たし、かつこのクレータ
ー部を含めたロール全表面のＲａを０．６〜４．０μ麟
になるように調整する．■　ブライト仕上のロール表面
に、まず高エネルギー密度ビームによってクレーター形
成加工を行い、次に電解エッチング、放電加工、ショッ
トブラスト加工等によって全表面をｉ■面化する．この
場合も、クレーター加工および全表面の粗面化は、前記
の条件を満足するように調整する．■の方法において、
粗面化に電解エッチングを利用すれば、電流密度や処理
時間を調整することによって、ロール表面につける粗さ
を容易に制御することができる．特に、電解エッチング
をクロムめっき浴を用いて実施すれば、エッチング終了
の後、直ちに電極を反転して（ロールを陰極にして）ク
ロムめっきを施すことができる．クロムめっきを施して
も、ロール表面の凹凸パターンは本質的に影響を受けず
、ロールの耐摩耗性は格段に向上する．本発明のロール
というのは、かかるクロムめっきを施したロールも包含
する。

（実施例１） 下記のようにしてロールを製作し、そのロールで圧延し
て第１図に示すような鋼板を製造した．ｉ．ロールの製
作 鍛鋼（Ｃ０．８χ一Ｃｒ３χ）製のロール（６００φＸ
　１７３０ｊ！　ａｍ）の表面全面にショットブラスト
加工を施して、Ｒａ０．８μｍの粗さをつけ、そのロー
ル表面にレーザービームで最小外径１５０μｍ，縦、横
方向のクレータ間の中心間距離２００／７ｍのクレータ
ーをつけ全体の粗度をＲａ２．５μｍとじた．　　この
ロールのレーザービームによる加工時間は通常の最小外
径１５０μｍ，Ｉ１、横方向のクレーター中心間距離２
５０μ冑のレーザーダルロールの加工時間に比較して１
／２であった． ＋＋．鋼板の製造 上記のロールを用いて、冷延鋼板（ＪＩＳ−ＳＰＣＣ，
０．８ｍｕｍ厚Ｘ　１０００＋ｕ＋巾）の１！１質圧延
を行い、ロールの凹凸を鋼板に転写し、全体の粗度がＲ
ａｌ．３μｍ、凹部の最小外径１５０μ薄、縦、横方向
のクレー夕中心間距離２００μ鴎、凹部以外の部分（第
１図の斜線部）の粗度がＲａ０．４μ翔の鋼板を得た． ｉｉｉ　．鋼板の性質 得られた鋼板について、鮮映性、加工性、防錆性、耐ス
リップ性を評価した． 評価方法： ■プレス加工性 型かじり試験機により、５０　Ｘ　２００ｍ＋ｗの試験
片のダイス側に市販防錆油を塗布してプレス．型かじり
のない面積の比率で評価．８０％以上をプレス加工性良
好とする． ■鮮映性 試験片の表面にカチオン電着プライマー士中塗＋上塗の
自動車外板用３コート被覆（８０μｍ厚）を施し、ＰＧ
Ｄ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ　Ｇｌｏｓｓ　Ｄｉｔｉｎｃｔｎ
ｅｓｓ　Ｍｅｔｅｒ，携帯用鮮明度光沢度計）により測
定． ＰＧＤ　Ｏ．６以上を鮮映性良好と評価．■防錆性 試験片の表面に市販防錆油を塗布し、大気中に垂直に吊
るし放置した．１ケ月経過しても請発生なければ良好と
評価． ■耐スリップ性 試験片をテーブルローラー上で移送中にローラーを急に
停止し、試験片の停止距離により評価．停止距離１ｍ以
内を良好と評価． 第１表に評価結果を示す．なお、比較材は通常のレーザ
ーダルロールで圧延したものである．第１表 Ｏ：良好　　×：不良 （実施例２） 下記のようにしてロールを製作し、そのロールを使用し
て第２図に示す鋼板を製造した．．ロールの作製 Ｒａｇ．　１μｍにブライト仕上された鍛Ｍ（Ｃ０．８
χＣｒ３χ）製のロール（６００φＸ　１７３０　１　
ａｍ）　ノ表面に、レーザービーム加工を施して、クレ
ーター最小外径２００μｍ，最大外径３００μｍ，　Ｉ
１、横方向のクレーター中心間距離５００ｌｌ＋ｓのク
レーターを形成した． このロールをクロムめっき液（　ＣｒＯｚ２２５ｇ／　
ｌ、１１ｚｓＯｎ　２．３　ｇ／　Ｑ、液温５０’Ｃ）
中で電解エッチング（３ＯＡ／ｄａ”　Ｘ　１２分）し
、同液でクロムめっき　（３０Ａ／ｄｍ”で１０μ顧の
めっき厚）し、クレー夕部以外の粗さがＲａｇ．　５μ
ｍ、全体の粗さがＲａ２．４μ爾のロールを得た． このロールのレーザービームによる加工時間は、通常の
最大外径１５０μｍ，縦、横方向中心間距離２５０μ糟
のクレーターを持つレーザーダルロールの加工時間の１
／３である． ｉｉ．鋼板の製造 上記のロールを用いて、鋼板（ＪＩＳ，　ＳＰＣＣ，　
０．８＋１１ｉｒｑ−×１０００ＩＩｌｌｌ中）をｌｉ
ｔ圧延し、ロール表面の凹凸を鋼板表面に転写し、全体
の粗度がＲａｌ．２μｍ、凹部の短径（！＆小径）２０
０μｍ、長径３００μ剛、凹部間の縦、横方向の中心間
距１５００μ謡、凹部以外の部分（第２図の斜線部）の
粗度がＲａ０．３μｍの鋼板を得た． ｉｉｉ．鋼板の性質 得られたｆ！Ａ板について、鮮映性、加工性、防錆性、
耐スリップ性を評価した．評価方法および比較材は実施
例１と同じである．結果を第２表に示す。

第２表 Ｏ：良好 ×：不良 （発明の効果） 本発明の鋼板は、その表面の全体の粗さと、微小凹部の
粗さおよびその分布を総合的に調整したことによって、
鮮映性、プレス加工性、防錆性、耐スリップ性のすべて
のバランスのとれた実用性の高いものである．また、本
発明の鋼板を製造するのに使用するロールは比較的安価
に製作できるから、結局、鋼板自体の製造コストも低減
できる．

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の鋼板の表面形状の例を
示す拡大平面図である．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面全体の中心線平均粗さＲａが０．３〜２．０
   μｍの範囲内にあり、この表面に形成されたリング状の
   微小凹部１ケについてその最小外径をｄ＿１とし、微小
   凹凸間の縦及び横方向の中心間距離をｌとしたとき、２
   ≦ｌ／ｄ＿１≦６の関係にあり、かつ上記微小凹部以外
   の部分の中心線平均粗さＲａが０．１〜０．５μｍの範
   囲にある鮮映性及びプレス加工性に優れた鋼板。
2. （２）高エネルギー密度ビームにより表面に微小リング
   状クレーターが形成されたロールであって、その全表面
   の中心線平均粗さＲａが０．６〜４．０μｍの範囲にあ
   り、上記リング状クレーターの１ケについて最小外径を
   Ｄ＿１とし、クレーター間の縦及び横方向の中心間距離
   をＬとしたとき、２≦Ｌ／Ｄ＿１≦６の関係にあり、し
   かも、上記クレーター部分以外の部分の中心線平均粗さ
   Ｒａが０．２〜１．０μｍの範囲にあることを特徴とす
   る圧延用ロール。