JPH02274856A

JPH02274856A - 成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Info

Publication number: JPH02274856A
Application number: JP9808489A
Authority: JP
Inventors: Makoto Imanaka; 誠今中; Susumu Masui; 増井　進; Toshiyuki Kato; 俊之加藤; Hideo Abe; 阿部　英夫
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1990-11-09
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0673685B2

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〉本発明は成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に関する。

〈従来の技術〉自動車ボディ外板や家庭電気製品ないし板金家具類など
の外装板のように、塗装後の仕上がり外観が要求される
薄鋼板は従来冷間圧延鋼板が多用され、成形性との両立
から表面の粗度調整を調質圧延によって行っている。　
しかし、特に自動車用鋼板の防錆上の見地から表面処理
鋼板を利用する割合が急速に増加しており、表面処理鋼
板における塗装後鮮映性とプレス成形性の両立が課題と
なっている。　電気めっきのように比較的薄目付の表面
処理鋼板の場合、原板である冷延鋼板の表面粗度は表面
処理後も維持されており、表面粗度の管理は従来冷延鋼
板の延長上の技術でほぼ可能である。

しかし、さらなる防錆上の対策が必要な場合、合金化処
理を施した溶融亜鉛めつ台鋼板のように、厚目付の表面
処理が必要となり、その場合の表面粗度は原板の表面粗
度とは全く異なってしまうことが問題となっている。　
すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶
融亜鉛めっき工程および合金化工程の両工程によりて原
板の表面粗度から大きく変化してしまう、　最終的な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹
凸によって粗面化し、塗装後鮮映性およびプレス成形性
の両者に悪影響を及ぼすことが知られている。

今日、自動車の塗装表面仕上がり品質は、直接顧客に自
動車の高級感および総合品質の高さを訴えることができ
ることから、重要な品質管理項目として最近注目されて
いる。　塗装仕上がり品質の一つの指標として鮮映性が
あり、その向上のために主に塗装技術の改善が従来行わ
れてきた。　一方、薄鋼板の表面粗度は、従来プレス成
形性のために、ダル目付によって適度に粗面化するのが
一般的であった。　しかし、塗装技術の向上とともに、
塗装面の素地となる薄鋼板の表面粗度と塗装後表面粗度
との関係が明らかとなり、鋼板表面粗度を管理すること
によって塗装後鮮映性を向上することが可能であること
がしだいに明らかにされてきた。

冷延鋼板の表面粗度の管理は従来ショットダル加工した
スキンバスロールを用いて調質圧延することによって行
われていたが、この主たる目的は、プレス成形性の改善
である。　塗装後鮮映性を改善するためには冷延鋼板の
表面粗度を小さくする必要があり、この知見は、例えば
Ｎ　Ｉ　ＬＡＮらのＳＡＥ　（ＳＡＥ　　Ｔｅｃｈ。

Ｐａｐｅｒ　　Ｓｅｒ、Ｎｏ、８００２０８）論文にお
いても紹介されている。

しかしこの結果をそのまま適用しても成形性の点から問
題が残る。　成形性と鮮映性の両立は従来のショットダ
ル加工のようにだいたいの平均あらさの管理では不可能
である。　特開昭６２−１６８６０２号および特開昭６
２−２２４４０５号では冷延鋼板において塗装後鮮映性
と成形性を両立するための表面粗度管理技術を開示して
いる。　しかし、この適用鋼種は、冷延鋼板あるいは表
面処理鋼板の中でも表面処理後も原板の表面粗度がその
まま受けつがれる薄目付の種類に限られていた。

すなわち、溶融亜鉛めっき鋼板のような厚目付の表面処
理であったり、さらに合金化処理することによって表面
が粗面化する場合については、従来、鮮映性のための表
面粗度管理、あるいは成形性との両立のための粗度管理
は不可能とされ、このための研究はほとんど顧みられな
かった。

〈発明が解決しようとする課題〉上述の先行特許において、対象鋼種はすべて冷延鋼板お
よび薄目付の表面処理鋼板に限られていた。　それは、
表面粗度が原則として調質圧延によって決まる鋼種であ
り、目的とする粗度管理がこの行程で比較的容易にでき
ることがその理由としてあげられる。　これに対し、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板は、表面に細かな凹凸が存在し
、この凹凸の存在のために冷延鋼板の場合のような粗度
管理の効果は期待できないとされていた。

本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の塗装後鮮映性と
成形性の両者を冷延鋼板並みに改善するための表面粗度
管理技術を開示するものであり、成形性および塗装後鮮
映性がともに優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供す
ることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉すなわち、本発明は、平均あらさＲａが０．６μｍ以下
である平坦部が鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、平
坦部より２μｍ以上低い凹部が最近接間隔５０〜３００
μｍとなるように分布し、平坦部と凹部がなす角１度が
５度以上３０度以下となる形状であることを特徴とする
成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を提供するものである。

また、前記凹部は深さ０．５μｍ以上の凹部、によって
連なることのないよう、個々に孤立して分布しているの
がよい。

さらに個々の凹部の最近接間隔がその平均値の２０％以
上隔たることのないことが好ましい。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面は、前述のようにめっ
ぎ後の合金化の段階で形成される細かな凹凸のために表
面が第６図に示すように全体的に粗面化している。　こ
のことが従来この鋼種での表面粗度管理を困難にしてい
た。　しかし、本発明ではこの状態を前提として、その
後の行程で実現可能な範囲で表面粗度を調整することに
よフて、鮮映性および成形性の改善をはかっている。　
このためには、従来の平均あらさ、あるいはＰＰＩ（１
インチ当たりの山数）の管理だけでは不十分であり、さ
らに細かな表面粗度構造の限定が必要であることが判明
した。

そこで、本発明においては、特別のパラメータを用いて
表面粗度を管理することにより、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の成形性および塗装後鮮映性の両立を図る。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第６図に示すような表面を
本願におけるように適切に調整するには、各製造工程で
表面粗度の管理をする必要があるが、合金化溶融亜鉛め
っき後、スキンパスによって、最終的に表面粗度を調整
する方法も考えられ、その場合、レーザーダル加工を施
したロールを用いるのが好ましい。　ブライドロールに
レーザーでダル加工を施して、溶融亜鉛めっき鋼板に与
えようとする凹凸パターンを形成する。　このダル加工
ロールを所望の転写率となるような圧下率にてめっ超鋼
板に押し付ける。　これにより転写率が所望の範囲とな
り本発明の範囲の粗度レベルに制御することができれば
成形性および鮮映性が優れた溶融亜鉛めりき鋼板が得ら
れる。　　しかし、本発明はその製造方法までも限定し
ない。

本発明においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の平均あ
らさＲａが０．６μｍ以下の平坦部の面積を３０％以上
とし、かつ、平坦部より２μｍ以上低い凹部が最近接間
隔５０〜３００μｍとなるように分布し、平坦部と凹部
がなす角度が５度以上３０度以下となる形状の範囲のも
のとすることが、鮮映性、成形性のいずれにとっても有
効であることを開示している。

これを説明するため本発明の２次元粗度プロファイルの
模式図である第１図を参照すると、ｆｌｒ　、　ＪＺ２
　、　Ｉｌ、３．λ４は所定の長さＬ内に含まれる平坦
部であり、Ｖ、、Ｖ２は最近接凹部間隔である。　また
、θ１．θ２．θ。

θ４．θ５．θ６は、平坦部と凹部とからなる角度を示
す。　すなわちここでいう角度とは、平坦部と凹部の接
点に、おいて、接線をひいたときの角度をいう。

平坦部とはＲａが０．６μｍ以下の部分を意味し、これ
が３０％以上とは（Ｉｔ、−１−１２＋ｍｓ）／Ｌ≧０
．３を意味する。　平坦部面積率は、２次元粗度プロフ
ァイルの解析、あるいは３次元粗度データを利用した鋼
板表面の画像処理により求めることができる。　平坦部
の面積率が３０％未満であると鮮映性が低下するので好
ましくない。

そして、平坦部より２μｍ以上低い凹部が最近接間隔５
０〜３００μｍとなるように上記凹部を溶融亜鉛めっき
鋼表面上に配設する。　すなわち、５０μｍ≦Ｖ、、Ｖ
、≦３００μｍにする。　この範囲外では鮮映性と成形
性の両立ができないため好ましくない。

また、平坦部と凹部とからなる角度は、５度以上３０度
以下（５°≦θ１．θ２．θ。

θ４．θ６．θ６≦３０＠）となるようにする。　　５
度未満では凹部での油の保持量が少なくなるため、３０
度超では凹部に存在する油の摺動面への供給が低下する
ため好ましくない。

さらに本発明において、上記凹部は深さ０．５μｍ以上
の凹部によって連１．ることのないよう個々に孤立して
分布し、平坦部によって分けられていることが好ましい
、　深さ０．　５μｍ以上の凹部でつらなると油が他の
凹部に流出し、摺動面への油の供給が少なくなるため好
ましくない。

さらに個々の凹部の最近接間隔が、その平均値の２０％
以上隔たることは好ましくない。

第１図の記号を用いて示すと、０．８■≦ｖｔ　、Ｖ２≦１．２ｖとするようにする。　この範囲をはずれると、鮮映性、
摺動性ともにばらつきが生じるために好ましくない。

未処理のおよび本発明による溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ
）について、Ｒａ≦０．６μｍの面積率と最近接凹部間
隔Ｖ（μｍ　）　、あるいは平坦部と凹部とからなる角
度θ（°）との関係を示すのが第２図である。　これか
られかるように、従来のＧＡ材はＶが測定不可能であり
、Ｒａ≦０．６μｍの面積率は数％の程度であるために
特に鮮映性および成形性のいずれも優れていない。　こ
れに対し、本発明のＧＡ材は従来のＧＡ材では管理され
ていなかった粗度パラメータを使用し、表面粗度を限定
することによって、従来はとんど不可能とされていた塗
装後高鮮映性と良成形性を達成することができる。

第４図および第５図には本発明による溶融亜鉛めっき鋼
板、第６図には未処理の従来の溶融亜鉛めっき鋼板の表
面プロファイルを示す。

第６図の従来のものは合金化処理時の結晶成長により表
面がランダムに粗面化されているのに対し、第４図およ
び第５図に示す本発明のものは平坦部と凹部が所望の割
合で形成されているのがわかる。　そして平坦部と凹部
は、第４図および第５図のように規則的に配置されてい
るのがよい、　なお、第４図のものは５Ｒａ（３次元粗
度測定器で求めた平均あらさ）が１．０μｍ、ＳＲｍａ
ｘ　（最大あらさ）が１１．３８ｍ１第５図のものはＳ
Ｒａが０．９μｍ、ＳＲｍａｘが９μｍｓ第６図のもの
はＳＲａが１３μｍ、ＳＲｍａｘが１４μｍである。

〈実施例〉・次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１）厚さ０．７ｍｍの冷延鋼板の原板としく平均あらさ０．
８６μｍ）、単一条件で両面に目付量４５／４５ｇ／ｒ
ｒ？の溶融亜鉛めっきを施し、５４０℃Ｘ３ｓｅｃの合
金化処理を施したところ、第６図に例示するような合金
化亜鉛めフき鋼板を得た。　これは表１に示す比較鋼１
に相当する。

このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板に調質前処理を
施して鋼板表面を平滑化したレーザーダル加工を施した
ダルロールを用い、圧下率を変化させて表１に示すよう
な種々のダル加工鋼板を得た。　　これらについて表面
特性および下記の試験結果をあわせて表１に示す。　ま
た試験結果は第３図に示す。

比較鋼１は合金化処理時に形成された凹凸によってかな
り粗面化しているため摩擦係数が大きく、プレス成形性
がよくない。　また、Ｒａ≦０．６μｍの面積率が小さ
いため塗装後鮮映性（Ｄｏ　Ｉ値）も悪い。

比較鋼２は、凹部の最近接間距離が大きくかつ凹部と平
坦部の成す角も大きいため、摩擦係数が大きく、故に成
形性が悪い。

比較鋼３は、凹部が連なっているため凹部間で油が逃げ
やすくなり、そのため摩擦係数が大きく、成形性が悪い
。

比較＃４４および５は、平坦部と凹部とからなる角度θ
が大きいため、摩擦係数が大きく、故に成形性が悪い。

比較ｔＲ６は、平坦部と凹部とからなる角度θが小さい
ため摩擦係数が大きく、かじりが発生する。

これに対し、本発明範囲に表面粗度を制御した本発明鋼
は塗装後鮮映性、成形性とも優れているのがわかる。

なお、各特性の測定および試験は下記のようにして行っ
た。

（１）Ｒａおよび平坦度面積率３次元粗度曲線を測定しく第４図〜第６図）、この生デ
ータを画像処理装置ルーゼックス５０００に人力した後
、解析することによって、平坦部の面積率を測定するこ
とができる。

Ｒａは従来の定義を３次元にまで広げて測定している。

　すなわち、Ｒａ　（３次元）Ｓ＝ＬＸＬ。

ｆ　（ｘ、ｙ）は表面曲線を示す関数（２）凹部の最近接間隔３次元粗度生データを画像処理装置を用いて解析し、凹
部の間隔を測定した。

（３）平坦部と凹部とから成る角度３次元祖度データの中より、凹部の中央部を走査したデ
ータを抽出し、平坦部と凹部とから成す角度を求めた。

（４）成形性プレス成形性は試料と型材との摩擦係数に密接な関係が
ある。　このため、型材（ＳＫＤｌｌ、２ｃｍ巾）にて
試料を両側からはさんで押え荷重１００ｋｇの荷重をか
けて試料をひきぬいたときの引き抜き抵抗から摩擦係数
を求めた。

（５）塗装後鮮映性試料に３コート（電着は、関西ペイント製エレクトロン
９４００を２０μｍ１中塗りはＴＰ−２６シーラ、上塗
りはアミラックＴＨ−１３２０２（黒）を５０μｍ塗布
）を施した後ＤＯＩ値を測定した。

ＤＯＩ値は、ハンター社製ＤＯＲＩＣＯＮメータで測定
し、試料法線の３０°の方向から光を照射した時の正反
射光量をＲｓ、正反射より±０．３°ずれた角度に反射
してくる光の量をＲｏ、としたとき、ＤＯＩ−（Ｒｓ−Ｒｏ、３）／ＲｓｘｌＯＯとして与え
られる。　この評価法は、人間の目視判定や、試料にテ
ストパターンが識別できるかを見るＰＧＤ法等の従来の
評価方法と良い相関を示す。

表　　　　　　　１ ◆印：凹部凸部の間隔が表中の平均値の±２０％以内に
揃っている幸◆印：凹部が連なっている〈発明の効果〉本発明の溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）は、合金化処理後
の粗面をＲａ≦０．６μｍの面積率を３０％以上を占め
、平坦部より２μｍ以上低い凹部が最近接間隔５０〜３
００μｍとなるように分布し、平坦部と凹部がなす角度
が５度以上３０度以下となる形状に処理しであるので成
形性および塗装後鮮映性ともにすぐれる。

さらに個々の凹部が連ならず、その最近接間隔がその平
均値の２０％以内にするとなおよい。　本発明は、ＧＡ
の上にさらにめっきを施す二層めっきの場合においても
同様に効果が得られる。

る。

第４図および第５図は本発明の、第６図は従来の溶融亜
鉛めっき鋼板のプロファイルの拡大図である。　なお、
倍率は縦横（Ｘ、Ｙ軸）それぞれ１００倍、あらさ（垂
直Ｚ＠）方向５００倍である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均あらさＲａが０．６μｍ以下である平坦部が
鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、平坦部より２μｍ
以上低い凹部が最近接間隔５０〜３００μｍとなるよう
に分布し、平坦部と凹部がなす角度が５度以上３０度以
下となる形状であることを特徴とする成形性と塗装後鮮
映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
（２）前記凹部は深さ０．５μｍ以上の凹部によって連
なることのないよう、個々に孤立して分布している請求
項１に記載の成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融
亜鉛めっき鋼板。
（３）個々の凹部の最近接間隔がその平均値の２０％以
上隔たることのない請求項１または２に記載の成形性と
塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。