JPH0237902A - 部分的に表面粗度の異なる鋼板 - 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］ 本発明は自動車、トラック、電車等の各種車輌用外板あ
るいは家庭用電気製品用外板の如く、成形加工後塗装し
て使用される鋼板に関し、殊に成形加工時に型かじりを
起こし難く且つ塗装鮮映性が改善された鋼板に関するも
のである。

［従来の技術］ 前述の様な外板用として使用される鋼板においては、プ
レス加工等の成形加工時に生じる型かじり（鋼板の金型
への焼付きを伴なったむしれ状の損傷）を防止する目的
で、ダル仕上げロールで調質圧延して表面粗さを調整す
るのが通例である。

このダル仕上げには従来よりショツトブラスト法あるい
は放電加工法が採用されており、これらの方法で仕上げ
たロールを用いて圧延した鋼板の表面は、たとえば第２
図に示す如き不規則な山と谷で構成されるプロフィルを
呈している。そして成形加工においては、該プロフィル
における谷部が潤滑油の油溜め部として作用すると共に
生成した金属粉を捕捉し、焼付きを防いで型かじりを抑
止する作用を発揮する。従って型かじり防止という観点
からすれば表面粗さは大きいものほど好ましい。

他方、前述の如き外板用鋼板においては、美的装師感を
高めるうえで塗装仕上りの良否は重要な評価項目であげ
、その中でも特に塗膜表面に物体を写した時の像の鮮明
度が重要視されており、この特性を一般に鮮映性と称し
ている。

ところで塗装面の鮮映性は、塗料の種類や塗装方法等の
影響もさることながら、鋼板自体の表面粗さによって大
きく左右される。即ち鋼板表面の細かな凹凸は塗料によ
って埋めつくされ平滑化乃至平均化されるため悪影響は
殆んど現われないが、ある程度大きな凹凸になると該凹
凸に沿って塗膜が形成されるため反射光が散乱し、光沢
が低下すると共に鮮映性も悪化してくる。たとえばショ
ツトブラスト処理ロールで調質圧延された鋼板において
は、その表面粗さＲａ（中心線表面粗さ）の小さいもの
ほど、はぼ−次間数的に鮮映性が向上すると言われてい
る。

即ち対型かじり性を高めるために表面粗さＲａを大きく
すると塗装鮮映性が悪化し、表面粗さＲａを小さくして
塗装鮮映性を高めると対型かじり性が低下するという傾
向があり、そのため従来は表面粗さＲａを適当な範囲に
調整することによって対型かじり性と鮮映性の両立を図
っているが、あくまでも折衷的措置であるため両要求性
能を十分に満たすものとは言えない。しかもショツトブ
ラスト法や放電加工法でダル仕上げした場合には、第２
図に示した如くいずれも圧延ロールの表面は不規則な山
と谷で構成されており、ロールにおけるある特定部分の
みの粗度を大きくしたり小さくしたり制御することは不
可能であった。

一方たとえば特開昭６２−１６８６０２号公報に開示さ
れている様な技術も提案されている。この方法は、レー
ザビームの如き高密度エネルギービームでダル仕上げさ
れた調質圧延ロールを使用して鋼板表面に特異な形状の
凹凸を形成するものであり、概要は下記の通りである。

即ちロールを回転させながら該ロール表面に向けてたと
えばレーザパルスを照射すると、第３図（Ａ）　、　（
Ｂ）に示す様にレーザ照射部の金属が溶融してクレータ
１が形成され、その周りには溶融した金属が盛り上って
環状の凸部２が形成される。該クレータ１や凸部２のロ
ール円周方向形成ピッチは、ダル仕上げ時におけるロー
ルの回転速度とレーザパルスの照射周期を変えることに
よって任意に調整することができ、またロール軸方向の
形成ピッチはロール１回転毎のレーザ照射装置またはロ
ールの相対的移動距離によって自由に調整することがで
きる。またクレータ１の直径や深さ、凸部２の幅や高さ
は、レーザパルスのエネルギーや照射時間によって変え
ることができる。そしてこの様な方法で表面にクレータ
１や凸部２を無数に形成したダル仕上げロールによって
鋼板を調質圧延すると、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）に示
す如くロールＲの凸部２は鋼板Ｐの表面に食い込んで環
状凹部２ａが形成されると共に、この部分の金属はクレ
ータ１方向へ盛り上る様に流れ込み、略円形状の台地部
１ａが形成され、凸部２より外側における非加工部分（
即ちレーザエネルギーが与えられなかった部分）の平坦
面３で押し付けられた鋼板Ｐの面は平坦な平地部３ａと
なる。かくして得られる鋼板の表面は、略円形の台地部
１ａとこれをとり囲む環状凹部２ａ、および台地部１ａ
より若干低めの平地部３ａを有するものとなる。

この様な表面形状の鋼板においては、環状凹部２ａが成
形加工時の潤滑油溜めおよび切削粉捕捉部としての機能
を果たして型かじり防止効果を発揮し、且つ第２図に示
した様な従来の粗面化鋼板に比べて平坦な面が多く乱反
射も抑えられるので鮮映性も非常に優れたものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 高密度エネルギービームでダル仕上げされた調質圧延ロ
ールを使用して圧延された鋼板においても、鮮映性向上
の観点からすれば、平坦な面（平地部３ａ）が多いこと
が好ましいのは前述の趣旨から明らかである。しかしな
がら平地部３ａの表面積（割合）を大きくすることは、
鋼板表面における平均粗さＲａを小さくすることにつな
がり、また平地部３ａが多くなればなるほどプレス成形
時における金型上での鋼板の相対的移動によって発生す
る金属削粉を捕捉する凹部２ａの作用が小さくなり、平
地部３ａにおいて型かじりが発生する。レーザビームの
如き高密度エネルギービームによって表面に凹凸を施し
た圧延ロールを用いる限り、平地部３ａは依然として多
く存在し、耐型かじり性を良好に維持することはほとん
ど不可能である。即ち上記の様な技術においても、鮮映
性と対型かじり性の両要求特性を充分に満足し得る鋼板
は得られていない。

本発明はこうした技術的課題を解決する為になされたも
のであって、上記の様な公開発明の特徴を生かしつつ、
鋼板表面の性状を違った観点から改善することによって
、対型かじり性および塗装鮮映性の両要求特性を兼ね備
えた鋼板を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできた本発明鋼板の構成は
、鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野を取り囲む
谷部からなる凹凸が無数に形成され、且つ該凹凸を除く
部分を平地部とする鋼板において、該鋼板表面を２以上
の部分に画成し、一方部分における平均粗度をＲａ≧０
．７μｍとすると共に、他方部分における平均粗度をＲ
ａ＜０．７μｍとする点に要旨を有するものである。

［作用］ 本発明者らは、前述の様な高密度エネルギービームによ
るダル仕上げロール（以下これをレーザダル仕上げロー
ルと呼ぶこともある）で調質圧延された粗面化鋼板の対
型かじり性および塗装鮮映性の両特性に与える表面形状
特性の影響について鋭意研究を重ねた。

まず本発明者らは、レーザダル仕上げロールで調質圧延
された粗面化鋼板について、平地部３ａ及び凹凸部を含
む全表面の平均的な表面粗さＲａ（以下これを平均粗さ
と呼ぶ）と塗装後の鮮映性の関係を調査した。この調査
を実施するに当たっては、調質圧延前（即ち素材鋼板）
の表面粗さおよびダル仕上げロールの平坦部３の表面粗
さを変えることによって、或は調質圧延時の伸び率を変
えることによって粗面化鋼板の平地部の表面粗さを変え
たり、クレータ１の間隔を変えたりすることにより粗面
化鋼板の平均粗さＲａを変化させ、夫々について塗装後
の鮮映性に与える影響を調べた。塗装は、膜厚９０μｍ
の３回塗りによって行ない、鮮映性はＡＴＩ　　ＳＹＳ
ＴＥＭ　　ＩＮＣ社製のＤＯＩメータによって評価した
。尚鮮映性の評価に当たっては、高鮮映性鋼板としての
要求を満足し得るｒＤＯＩ値９３値上３以上格基準とし
、この基準で鮮映性を評価した。

結果は第１図（Ａ）に示す通りであり、塗装鮮映性は鋼
板表面の平均粗さＲａが小さくなればなるほど向上して
おり、ｒＤｏ　Ｉ２Ｏ３」を満足させるには平均粗さＲ
ａをほぼ０．７μｍ未満とする必要があることが分かっ
た。

次に本発明者らは、上記粗面化鋼板について、上記平均
粗さＲａと対型かじり性の関係を調査した。尚対型かじ
り性の評価に当たっては、Ｕ曲げ試験（しごき曲げ試験
）を行ない、ポンチとダイスの隙間（クリアランス）を
順次狭くすることによって鋼板表面に加わる面圧力を高
め、型かじりの発生しだす限界クリアランスで評価した
（第５図参照）。また対型かじり性は、プレス条件、金
型条件、生産条件等が異なるとその型かじりの発生状況
も変わるので絶対評価が困難であることから、通常用い
られるショットダル鋼板と比較する相対評価によった。

結果は第１図ＣＢ）に示す通りであり、平均粗さＲａが
０．７μｍ未満では従来のショットダル鋼板と同等の対
型かじり性を示すが、平均粗さＲａが０．７　μｍ以上
では、レーザダル仕上げロールによる鋼板は対型かじり
性が極めて良好であることが理解される。

そこで本発明者らは、鋼板の実際のプレス加工における
態様を考慮しつつ更に研究を進めた。自動車用外板等を
プレス成形する場合には、第６図に示す様に、鋼板Ｐは
上金型（ダイス）５としわ押え板６によって挟持されつ
つポンチ７の進行によってプレス成形される。この様な
成形加工において最も型かじりが発生し易いのは、面圧
が高くポンチの進行に伴って金型上を鋼板Ｐが強い面圧
下で移動（摺動）する部分であり、例えばダイス肩半径
部８や曲げ−曲げ戻しの繰り返し変形を受けるビート部
９である。これに対し、最終製品で塗装鮮映性が問題と
なる部分は、ポンチ７に関与する部位１０である。即ち
鋼板Ｐにおいてはその対型かじり性が問題となる部分と
、鮮映性が問題となる部分は位置が異なり、且つそれぞ
れが部分的である。

この様なことから本発明者らは、型かじりが問題となる
部分の表面平均粗さＲａを前記のように大きくとり、鮮
映性が問題となる部分の表面平均粗さＲａを前記のよう
に細かくすること、即ち部分的に表面粗度の異なる鋼板
を実現することは工業的価値が極めて高いことを見出す
に至り、ここに本発明を完成した。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性能のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例コ 低炭素アルミギルド鋼板を素材とし、冷間圧延を行なっ
た後焼鈍を施し、更に調質圧延を行なった。調質圧延用
ロールとして、レーザビームによりダル仕上げしたもの
と、ショツトブラストによりダル仕上げしたものを用意
した。尚レーザビームによるダル仕上げ加工に際して、
均一な粗さ分布のロール（パターンＡ）、ロール軸方向
の両サイドの粗度と中央部の粗度が異なるロール（パタ
ーンＢ）、及びパターン已に加え周方向の一部の粗度が
両サイドと同種のロール（パターンＣ）を夫々用意し、
夫々のロールを用いて鋼板を圧延ワークロールに供した
。これらの各パターンのロールを用いて得られる鋼板Ｐ
の表面における粗度分布は、第７図の（八）　、　（Ｂ
）　、　（Ｃ）に夫々示す通りである。尚第７図中（Ｉ
）、（１１）で示す部分は夫々平均粗さＲａが同一の領
域であることを示す。この様にしてパターン及び平均粗
さＲａの異なる各種鋼板Ｐを得た。

得られた各鋼板Ｐについて、ドアモデル金型によってプ
レス加工を施し、（ＩＩ）の部分の対型かじり性を調査
した。この際、１枚目は防錆油を鋼板表面に塗布してプ
レス加工を行ない、２枚目以降は防錆油を塗布せず、鋼
板に型かじりが発生するまでの加工枚数によって対型か
じり性を評価した。またプレス成形品について、塗料を
膜厚が９０μｍとなる様に３回塗りし前述のＤＯ■メー
タを用いて（１）の部分の鮮映性を評価した。

結果は第１表に示す通りであり、本発明の規定条件を満
たすもの（実旅例）は、比較例と比べて対型かじり性及
び鮮映性の両特性を兼ね備えており、各種外板用として
優れたものであることが分［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、鋼板表面を２以上
の部分に画成し、対型かじり性が問題となる部分と鮮映
性が問題となる部分の平均粗度を夫々個別的に規定する
ことによって、対型かじり性が良く且つ塗装鮮映性の優
れた粗面化鋼板を提供し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は鋼板の平均粗さＲａと鮮映性の関係を示
すグラフ、第１図（Ｂ）は鋼板の平均粗さＲａとクリア
ランスの関係を示すグラフ、第２図はショツトブラスト
でダル仕上げされたロールを用いた粗面化鋼板の表面プ
ロフィルを例示する拡大断面図、第３図は高密度エネル
ギービームを用いたダル仕上げロールの表面形状を示す
説明図、第４図は第３図のダル仕上げロールを用いて粗
面化した鋼板の表面形状を示す説明図、第５図はしごき
曲げ試験の状態を説明する為の図、第６図は鋼板をプレ
ス成形するときの概略説明図、第７図（Ａ）　、　ＣＢ
）　、　（Ｃ）は各種粗度分布の鋼板を示す平面図であ
る。 １・・・クレータ　　　　ｌａ・・・台地部２・・・環
状凸部　　　　２ａ・・・環状凹部３・・・平坦部（非
加工部） ３ａ・・・平地部　　　　　５・・・ダイス６・・・し
わ押え板　　　７・・・ポンチ８・・・ダイス肩半径部
　９・・・ビート部Ｒ・・・ロール　　　　　Ｐ・・・
鋼板第２図 第１図（Ａ） 鋼板の平均粗さ Ｒａ（）１ｍ＞ 鋼板の平均粗さ Ｒａ （）ｔｍ） 第５図 第６図 第７図ＣＡ） 第７図（Ｂ） 第７図（Ｃ） ヒ板幅 ！−扱・Ｔｌ← 甲板幅→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野を取り囲む谷
   部からなる凹凸が無数に形成され、且つ該凹凸を除く部
   分を平地部とする鋼板において、該鋼板表面を２以上の
   部分に画成し、一方部分における平均粗度をＲａ≧０．
   ７μｍとすると共に、他方部分における平均粗度をＲａ
   ＜０．７μｍとすることを特徴とする部分的に表面粗度
   の異なる鋼板。