(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融めっき後に塗装処理される普通鋼塗装鋼帯の製造に際して、連続溶融めっきライン及び連続塗装ラインにおける鋼帯に付与される長手方向の永久伸びひずみの総量を０．２％以下に規制することにより、素材を長手方向に圧縮したときの降伏応力あるいは０．２％耐力として求められる値の絶対値が、長手方向に引張ったときの降伏応力あるいは０．２％耐力の値の９２％以上の特性を備えることを特徴とする平坦部形状性に優れたロール成形用普通鋼塗装鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、長尺・広幅の断面を有する建築外装・その他金属製部材をロール成形加工によって製造するために用いる素材としての普通鋼塗装鋼板・帯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロール成形加工によって広幅の断面材を成形する際には、図１に示すポケットウェーブと呼ばれる弾性座屈変形を生じやすい。このポケットウェーブは、ロール成形によって広幅断面材を成形する際に、成形品の平坦部の幅が板厚のおおよそ９０倍以上であると、素材である金属帯の種類あるいは特性によっては大きなポケットウェーブを発生しやすくなり（塑性と加工，２３−２５８（１９８２），p664．）、製品となる建築物の外装材やその他金属製部材の意匠性や機能を損なうこととなる。
【０００３】
その抑制方法として、従来、製品の形状自体を、例えば図２に示すようにポケットウェーブの発生する平坦部に幅方向に平行な浅いリブを多数設けて平坦部が長手方向に細かく凹凸となるような形状とすることでポケットウェーブの発生原因となる長手方向のひずみを吸収させることが行われてきた。
【０００４】
しかしながら、このような平坦部にリブを設ける方法では、成形品において、広い平滑な平坦部形状を実現することが制約され、また、形成されたリブ部に雨水または汚れが溜り、美観を損ない、更に金属の腐食等を生ずるといった問題が発生する。
【０００５】
また、ロール成形時にポケットウェーブの発生を抑制する方法として、多段ロールを用いたロール成形を対象として、その工程中の、後半のロール周速度を前半のロール周速度よりも増速して成形中の金属帯に張力を付与しながら成形するロール圧延方法が提案されている。（小奈弘、神馬敬ほか，塑性と加工，１９−２０８（１９７８），p４４１．）
【０００６】
また、同文献（塑性と加工，１９−２０８（１９７８），p４４１．）には、ロール一段当たりの成形量に制約を設け、すなわち成形段数を多くとって丁寧な成形を施すこともポケットウェーブの発生抑制に効果があるとしている。しかしながら、この方法とても、ロール費を含む設備費の増大を伴うことから製造コストの面で問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来困難とされてきた成形品の平坦部の幅が板厚のおおよそ９０倍以上である広幅材についても、素材に一定の特性を付与することにより、ポケットウェーブの発生が抑制されることを特徴とするロール成形後の平坦部形状性に優れたロール成形用普通鋼塗装鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融めっき後に塗装処理される普通鋼塗装鋼板の製造に際して、連続溶融めっきライン及び連続塗装ラインにおける鋼帯に付与される長手方向の永久伸びひずみの総量を０．２％以下に規制することにより、素材を長手方向に圧縮したときの降伏応力あるいは０．２％耐力として求められる値の絶対値が、長手方向に引張ったときの降伏応力あるいは０．２％耐力の値の９２％以上の特性を備えることを特徴とする平坦部形状性に優れたロール成形用普通鋼塗装鋼板を得るものである。
【０００９】
ここで、本発明における溶融メッキラインは、無酸化炉や連続焼鈍炉が付帯し、ライン内外にスキンパスやテンションレベラーを備えた一般的なゼンジミアー方式の連続式溶融メッキラインをいう。
また、連続塗装ラインは、いわゆる焼き付け法、すなわち、前処理装置、焼付け炉等を経て鋼帯を巻き取リ、同じく、ライン内外にテンションレベラー等を備えた塗装ラインをいう。
【００１０】
引張の0.2％耐力又は降伏点については、JISに規定されている５号引張試験片或いは13号試験片等の引張試験片にひずみゲージを貼付して伸びひずみを測定するとともにロードセルによって引張荷重を測定して、最大２％程度までの伸びひずみの範囲内で正確な真応力−真ひずみ曲線を調査した後0.2％耐力或いは降伏点を求めるものをいう。
【００１１】
また、圧縮の0.2％耐力又は降伏点については、図３（８）および図４（９）（桑原利彦，宮下洋介ほか，塑性と加工，平成５年春季講演論文集，ｐ５１．より引用）に紹介されている圧縮試験方法によって求められる。
【００１２】
【作用】
製品鋼板のロール成形過程において、被加工物の変形部分に内部的に不釣り合いが生じる。具体的には、その圧縮強度が低い場合、引張り力に対して釣り合うための圧縮力を発生させるためには引張り力によって発生した伸びひずみよりも大きな縮みを伴うこととなり、長手方向の伸び，縮み量を幅方向断面内でみると、断面全体が縮むことになる。このような現象はロール成形によって曲げ加工を受ける部分とその近傍におけるものであり、成形中にほとんど変形を受けない平坦部は長手方向に伸び縮みすることなく当初の長さを保つことから、ロール成形中に曲げ加工部分に縮みが生じた場合、曲げ加工部に対して平坦部の長さが若干長くなるが、成形品として両者は一体となっていることから長い平坦部が長手方向に弾性的に座屈することにより縮んだ曲げ加工部と同じ長さとなる。このようにして生じた平坦部の座屈が製品の平坦度を阻害するポケットウェーブと呼ばれるものである。
【００１３】
製品薄板にみられる降伏応力等が引張強度に対して圧縮強度が低くなる異方性の主要な原因は、薄板の場合では圧延あるいは形状矯正等の長手方向の予変形に起因するバウシンガー効果であると考えられることから、焼鈍後あるいは時効後の材料に付与される長手方向の永久ひずみの総量を金属帯の種類毎に異なる固有の値以下に規制することで本発明のロール成形用金属帯を得ることができる。
【００１４】
如上のような理由から、本発明の普通鋼を素材とする塗装鋼板の製造の場合には、連続溶融めっきライン及び連続塗装ラインにおける鋼帯に付与される長手方向の永久伸びひずみの総量を０．２％以下に制御することにより平坦部形状性に優れたロール成形用普通鋼塗装鋼板の製造が可能となる。また、鋼帯に付与される長手方向の永久伸びひずみの総量を０．２％以下に規制することにより、素材を長手方向に圧縮したときの降伏応力あるいは０．２％耐力として求められる値の絶対値が、長手方向に引張ったときの降伏応力あるいは０．２％耐力の値の９２％以上の特性に制御され、平坦部形状性に優れたロール成形用普通鋼塗装鋼板が得られることになる。
【００１５】
【発明の実施態様】
実際の製造ラインで行った検討結果を実施例として以下に示す。
【００１６】
供試材は、いずれも、表１に示す普通鋼冷延鋼帯（ＳＰＣＣ）を素材とする板厚０．４ｍｍの塗装鋼板である。製造工程は、冷間圧延された鋼帯を、無酸化炉により連続焼鈍後、溶融亜鉛めっきし、ライン内のスキンパス及びテンションレベラーにより長手方向の伸びを調整したものである。その後、連続塗装ラインにて塗装後、ライン内のテンションレベラーにより長手方向の伸びを、同じく調整した。なお、表１においては、テンションレベラーでの伸びをＴＬ伸びと、スキンパスでの伸びをＳＫＰ伸びとして表わした。
【００１７】
【表１】
0003657385.tif 000002
【００１８】
引張の0.2％耐力又は降伏点については、JIS５号引張試験片又は13号試験片とし、圧縮試験片形状は40mm幅×190mm長さ×板厚で、長手方向の圧縮ひずみを測定するためのひずみゲージを貼付した試験片の表面に、摩擦低減のため両面に厚み50μmのテフロンテープを貼付しさらに防錆潤滑油（ジョンソンメタルケアー）にて金型との潤滑を行った。
【００１９】
圧縮試験において実測された試験片と櫛歯金型の摩擦力は約729Nで、摩擦係数としては約0.024であった。なお、圧縮の0.2％耐力或いは降伏点については、試験結果を示す表２には正負の符号を省略して絶対値で表記している。
【００２０】
【表２】
0003657385.tif 000003
【００２１】
ポケットウェーブについては各供試材を222mm幅×2,000mm長さに切断した後、実際に成形段数10段のロール成形機によって図５（１０）に示す平坦部の幅が板厚の300倍（平坦部の幅120mm，板厚0.4mm）の広幅断面材を成形して測定した。
ポケットウェーブは座屈波の高さを波の周期で除して得られる急峻度（パーセントで表記）で表した。
【００２２】
表２に示した結果より、溶融めっき工程と塗装工程で付与した合計伸びの値が、０．２％以下では、急峻度の値は一般的にほぼ良好とされる０．３０％未満となっている。これに対して、合計伸びの値が、０．２％を超えるものは急峻度の値は劣っている。また同時に、引張の０．２％耐力或いは降伏点の９２％以上の圧縮の０．２％耐力或いは降伏点を確保することにより、実質上問題となる急峻度が０．３０％を超えるようなポケットウェーブを防止することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、長手方向の引張強度と圧縮強度を規定範囲となるような製造条件として、連続溶融めっきライン及び連続塗装ラインにおける鋼帯に付与される長手方向の永久伸びひずみの総量を０．２％以下とすることで、ロール成形工程におけるポケットウェーブの発生を回避するとともに、鋼板の力学的異方性を軽減すること可能となった。さらに、素材によってポケットウェーブの回避が可能となったことから、製品形状の制約を受けず、成形手段および装置に特別な対策を講じる必要もなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】    ポケットウェーブを示す説明図
【図２】    従来のポケットウェーブ対策の例
【図３】    金属薄板の櫛歯金型による面内圧縮試験装置（桑原利彦，宮下洋介ほか，塑性と加工，平成５年春季講演論文集，ｐ５１．より引用）
【図４】    櫛歯金型による面内圧縮試験装置（桑原利彦，宮下洋介ほか，塑性と加工，平成５年春季講演論文集，ｐ５１．より引用）
【図５】    ポケットウェーブ発生量の評価に使用した広幅材の断面形状（小奈弘、神馬敬ほか，塑性と加工，２３−２５８（１９８２），p６６４．より引用）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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