(57)【要約】【課題】プレス加工時の星目の発生を飛躍的に低減することができる星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板を提供する。【解決手段】一方の面は放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面で、他方の面は表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面は放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面で、他方の面は表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
【請求項２】
前記鋼板が冷延鋼板である請求項１に記載の星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
【請求項３】
前記鋼板が溶融亜鉛めっき後、調質圧延で粗度付けされた溶融亜鉛めっき鋼板である請求項１に記載の星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工用薄板鋼板に関し、特に自動車用鋼板に用いられる鮮映性に優れ、星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用に使用される、冷延鋼板あるいは溶融亜鉛めっき鋼板は、近年の自動車への要求特性の多様化に伴い、ますます素材としての価値を問われるようになってきた。
自動車用素材の中でも、自動車ボディーの外側を覆うアウターやスキン等の外板パネル用の素材は、その優れた加工性とともに、塗装面の仕上がり品質も、特性の要求が厳しいため、従来より最も高品質の自動車用鋼板の用途としてその開発、運用が検討されてきた。
自動車用鋼板の中でも、外板パネル用に使用されるこれらの鋼板の表面性状は、パネル表面の仕上がり具合（鮮映性）に影響し、その自動車そのものの品質感、高級感を左右することから、一般的には表面粗度の小さいものが要求され、鋼板の表裏面とも、平均粗さ（Ｒａ）で１．５μｍ以下のものが用いられている。また、その素材を使用したプレス加工においても、素材の表面品質を損なうことなく、　意図した形状に成形することが特に重視される。
【０００３】
しかし、実際にはポンチ面あるいは素材面に付着したゴミ等の異物粒子、めっき被膜の剥離物あるいはせん断面のバリ等によって、プレス後パネル表面に微少な凸欠陥が形成され、いわゆる、星目、ピンプル、ゴミ噛み不良等と称される欠陥（本明細書では星目と称する）を発生することが多い。この対策として、手作業によるプレス金型のふき取り、プレス金型および素材の洗浄、工場内の防塵、プレス油の清浄化など種々の方策が実施されているが、星目の発生機構に関連する要因が多岐に亘っているため、この欠陥を減少させることは極めて困難である。星目の発生が多いと、プレス金型およびパネルの表面手入れをひんぱんに行わなければならず、多くの時間と労力を必要とする。また、星目がパネル面に多い鋼板は不良品としてスクラップ化され、製品の歩止りを低下させる。さらに、その発生が少数である場合でも、砥石で鋼板表面を研磨して平滑化する必要があり、プレス生産能率を下げる結果となる。この欠陥は以上のような問題を生じることから、自動車車体のプレス工程における重大でかつ慢性的な問題となっている。
【０００４】
プレス加工時の星目の発生を減少させるために、少なくとも一方の電気亜鉛めっき面の表面粗度が１．５μｍ以上である、プレス成形時の星目の発生を減少させることのできる電気亜鉛めっき鋼板が記載されている（特許文献１）。この粗度は、冷延鋼板を調質圧延（スキンパス圧延ともいう）する際に圧延ロール表面を放電加工あるいはショットブラストなどで粗くしておき、調質圧延後の鋼板表面の粗度を大きくする。この面にめっきをしてめっき後に所定の表面粗度を得る方法で作られている。この特許文献１では、放電加工ダルロールとショットダルロールとを区別しないでいずれを使ってもめっき後の表面粗度が所定範囲であればよいとしている。
【０００５】
また、プレス加工時に星目が発生することを抑制しかつ塗装後の鮮映性に優れた自動車用防錆鋼板として、めっき鋼板の表面粗度はＲａ＝０．６〜１．０μｍであり、また、めっき鋼板の裏面粗度はＲａ＝１．５μｍ以上である表裏両面が異なった粗度であるめっき鋼板が記載されている　（特許文献２）。
【０００６】
すなわち、特許文献２には、「めっき鋼板の表裏両面の粗度の制御は、両面ショットダルロール、両面レーザダルロール、或いは片面ショットダルロール、片面レーザダルロール等何れのロールを使用することができる。また、めっき鋼板の表裏両面の粗度を異なるようにするためには、調質圧延時の上下ロールのロール粗度を制御することによって行なう。」との記載がある。この特許文献２では、放電ダルロールにより粗度付けすることは記載されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５７−８５９８９号公報
【特許文献２】
特開平３−１７０６９４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが特許文献１または２の方法を電気亜鉛めっき鋼板ではなく冷延鋼板に適用しようとすると、同様に表面粗度を調整しても、プレス加工時の星目の発生を減少することは困難である。
この問題について本発明者等が検討した結果、冷延鋼板の場合は、表面粗度を単に所定範囲に調整しても、必ずしもプレス加工時の星目の発生を減少することはできず、粗い方の表面を放電ダルロールにより所定の表面粗度にした場合にのみプレス加工時の星目の発生を飛躍的に減少できることを知見して本発明を完成した。
また、溶融亜鉛めっき鋼板においては、溶融亜鉛めっき後の調質圧延時に、粗い方の表面を放電ダルロールにより所定の表面粗度にした場合に星目の発生を減少できることを知見して本発明を完成した。
すなわち本発明の目的は、一方の面は塗装後の鮮映性に優れ、他方の面はプレス加工時の星目の発生を減少できる粗面を持つ鋼板、特に冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板を提供しようとする。
なお、本発明でいう溶融亜鉛めっき鋼板とは、溶融亜鉛めっき後に加熱合金化処理を施さない、いわゆる非合金化溶融亜鉛めっき鋼板および溶融亜鉛めっき後に加熱合金化処理を施す、いわゆる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の双方を意味する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の各発明を提供する。
（１）一方の面は放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面で、他方の面は表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
（２）前記（１）の鋼板が冷延鋼板である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
（３）前記（１）の鋼板が溶融亜鉛めっき後、調質圧延で粗度付けされた溶融亜鉛めっき鋼板である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について具体例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの具体例に限定されない。
【００１１】
本発明の鋼板は、一方の面は放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面で、他方の面は表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板である。
【００１２】
本発明の表面粗度は、最終的な鋼板の粗度をいう。すなわち、例えば、調質圧延されない冷延鋼板の場合は冷間圧延によって得られる最終の表面粗度をいい、調質圧延される場合は、調質圧延によって得られる最終の表面粗度をいう。溶融亜鉛めっき鋼板については、非合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、溶融亜鉛めっき後調質圧延された後の表面粗度をいい、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、合金化処理後、調質圧延された後の表面粗度をいう。
【００１３】
本発明の鋼板の一方の面は、放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面である。
放電ダルロールにより粗度付けされることが必須の要件である。これは後の実施例・比較例で説明するように、同じ表面粗度の面でも例えばショットダルロールにより粗度付けされた面はプレス加工時の環境によっては星目の発生を十分に減少させることはできないからである。
【００１４】
この理由は明確にはわかっていないが、後の実施例・比較例で得られた３次元表面プロフィールの比較から、放電ダルロールにより粗度付けされた鋼板表面は、同じ表面粗度範囲でも、粗度付けした際に形成される凹凸、特に凸部が滑らかな丸い形状となっていることが観測され、この形状が星目の発生防止に有効であると考えられる。一方ショットダルロールで粗度付けされた表面は、凹凸の波がゴツゴツした細部構造を伴う線となっていて、特に凸部がザラザラした形状である。
【００１５】
従来、例えば特許文献１または２で、電気めっき鋼板において表面粗さを一方の面で１．５μｍ以上としてプレス加工時の星目を減少させる技術が知られていた。しかし、この技術は冷延鋼板には適用できず、放電ダルロールにより所定範囲に粗面付けされ場合にのみ冷延鋼板のプレス加工時の星目を減少させることができる。この理由は明らかではないが、電気めっき鋼板では、通常、調質圧延で所定の表面粗度とした後にめっきされるので最終表面で得られる凹凸は、結果として丸みを帯びる傾向にあるために、本発明で認められた問題点が認識されなかったものと考えられる。
【００１６】
一方の面の放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａは、１．０〜２．０μｍであり、好ましくは、Ｒａは、１．３〜１．７μｍとする。下限値より小さい場合は、プレス成形時の星目低減効果が十分でなく、上限値より大きいと、表面粗度Ｒａが大きくなる結果、うねりも大きくなり、平滑なプレス金型でこの粗度付けされた面をポンチに接する面（裏面）としてプレス成形することにより、このうねりが鋼板の他方の面であるパネル表面に影響するためと考えられるが、プレス成形後のパネル表面の塗装仕上がり、特に鮮映性に悪い影響を及ぼす。
【００１７】
本発明の鋼板の一方の面を粗度付けする放電ダル（ＥＤＴ）ロールは、圧延ロールの表面がパルス電流によって加工されているもので、表面の不規則な凹凸が滑らかな丸みをもち特に凸部が滑らかな丸みを持っている。放電ダルロールで粗度付けするときは、必要な場合は予め他の別の鋼板を圧延する等によりロールの表面の微細形状を所定の形状に調整した後に用いてもよい。
【００１８】
本発明の鋼板の他方の面は、表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である。表面粗さＲａが１．０μｍを超えると、塗装後外観が劣化する。この他方の粗面を形成する方法は、特に制限されず、いずれの方法で粗面を形成してもよい。例えば、
（１）ショットブラスト法により表面に所定の凹凸を形成したロールを用いて素地鋼板を圧延して前記特定の粗面形態を転写・形成する方法。ショットダル（ＳＤ）ロールは、グリッドからホイールを介して粒子をロール表面に吹き付けて圧延ロール表面に凹凸を付けたもので、凹凸の波がゴツゴツした細部構造を伴う線となっていて特に凸部がザラザラした形状である。
（２）レーザー光線を用いて所定の凹凸を形成したロールを用いて素地鋼板を圧延して前記特定の粗面形態を転写・形成する方法、
（３）放電加工により所定の凹凸を形成したロールを用いて素地鋼板を圧延して前記特定の粗面形態を転写・形成する方法、
（４）エッチングにより所定の凹凸を形成したロールを用いて素地鋼板を圧延して前記特定の粗面形態を転写・形成する方法、
等の方法にしたがって形成することができる。特に、ショットブラストによって所定の凹凸を形成したロールを用いて表面粗度を形成する方法が、鋼板の製造効率、コストの点より最も有利であり、好ましい。
表面粗さの下限は特に限定されないが、表面粗さの極端に小さい粗面加工は、鋼板コイルのハンドリング時にスリキズが発生したりプレス成形時に型かじりが発生する危険性があるため、０．２μｍ以上が好ましく、より好ましくは、Ｒａは、０．９９〜０．５５μｍである。というのも、この範囲であると塗装後の鮮映性に優れるからである。
【００１９】
鋼板の組成や機械的特性は特に限定されないが、自動車外板パネル用として使用されている軟鋼板や高張力鋼板、例えば、鉄連規格ＪＳＣ２７０Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＪＳＣ３４０Ｈ、ＪＡＣ２７０Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＪＡＣ３４０Ｈ等の鋼板を用いることができる。
鋼板の厚さも特に限定されず、自動車外板パネル用として使用されている１ｍｍ程度以下とすればよく、例えば０．６〜０．８ｍｍ程度とすればよい。（１ｍｍが本発明範囲です。）
【００２０】
プレス加工方法は特に限定されないが、本発明の鋼板の高粗度面を金型（ポンチ）と接するポンチ面とし、低粗度面をパネルのオモテ面となるようにプレス加工する。本発明の鋼板の高粗度面は、（１）プレス油の保持力が高く、凸部が滑らかなので潤滑性が高く鋼材やめっき材料の脱落粉や異物を金型外に滑らせて持ち出すことができるので星目の連続発生が減少する。（２）素材表面の粗度が高いので星目の原因物質（異物）が金型（ポンチ）と素材表面凹凸の隙間にトラップされ、パネル表面の凸欠陥となりにくい。
【００２１】
後述する表１の実施例８、すなわち裏面が放電ダルロールによってＲａ＝１．６２μｍに粗面付けされた鋼板と、比較例１、すなわち裏面がショットダルロールによってＲａ＝１．６０μｍに粗面付けされた鋼板を用い、裏面をポンチに接する面として、図１に示すように、実験的に金型（ポンチ）と鋼板との間に異物を挿入し、表面に形成される凸欠陥高さと異物径との関係を調査した。
試験方法としては、４００ｍｍ×４００ｍｍで２０００ｍｍＲの蒲鉾型形状のポンチを用い、金型ポンチ上に異物として１５μｍ〜４０μｍ径のステンレスワイヤを置いて、各鋼板をプレス成形後、ステンレスワイヤを置いた部分と、その周囲のステンレスワイヤを置いていない部分との高さの差を３点ゲージを用いて測定し、凸欠陥高さを求めた。測定結果を表１に示す。
【００２２】
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【００２３】
表１から明らかなように、裏面を放電ダルロールにより粗面付けした場合、ショットダルロールにより粗面付けした場合に比べ、同様な表面粗度Ｒａであっても表面に現れる凸欠陥高さが低くなる。
星目として問題となる凸欠陥高さはプレス生産ラインや対象となるプレス品によって異なるが、この凸欠陥高さを生じる異物の寸法は、上記のように本発明の鋼板では大きくなり、多様なプレス環境においても結果的に問題となる星目発生が減少する。
【００２４】
本発明の鋼板は、自動車用外板として用いられる場合は、一般にプレス成形後、組立て、溶接され、自動車ボディーとして組み込まれる。その後化成下地処理、塗装工程へと製造工程を進む。通常自動車用の塗装工程は、下塗り、中塗り、上塗りと２〜４回の重ね塗装がされる。塗装仕上がりが要求される面を低粗度面とすればその面の鮮映性に優れる。パネル裏面の高粗度面も、自動車全体をデップ塗装する際には必然的に塗装され、自動車としての優れた耐久性、耐食性を実現している。なお、パネル裏面の高粗度面は必要がない場合は無塗装で用いられてもよい。
【００２５】
本発明の星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板は、その上層に公知の各種の表面処理を行ったもの、公知の各種のめっきがされたもの、公知の各種の有機および・　または無機皮膜が形成されたものも、本発明の特性が保持される限り本発明に含まれる。
【００２６】
本発明の星目を発生しにくいプレス加工用の溶融亜鉛めっき鋼板は、冷延鋼板の表面をそれぞれ所定の粗度とし、溶融亜鉛めっきして、必要な場合はさらに合金化処理し、その後調質圧延をして一方の面は放電ダルロールにより粗面付けされた表面粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍの粗面であり、他方の面は表面粗さＲａ＝１．０μｍ以下の粗面である星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板である。ここで調質圧延の条件は特に限定されないが、圧下率、０．５〜３％程度の圧延とすれば良い。
【００２７】
なお、本明細書における表面粗さは、以下の通りである。
表面粗さ　（算術平均粗さ）Ｒａは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１に規定され、粗さ曲線から中心線方向に評価長さ（測定長さ）Ｌの部分を抜取り、この抜取り部分の中心線をｘ軸、たて倍率方向をｙ軸とし、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次式によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。上記粗さ曲線は触針式の表面粗さ形状測定装置にて測定する。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例および比較例により本発明をより具体的に説明する。
（実施例１〜１０）
冷延鋼板（鉄連規格　ＪＳＣ２７０Ｄ）コイルを、表面を放電ダル（ＥＤＴ）加工した圧延ロール１本と、ショットダル（ＳＤ）加工した圧延ロール１本にて１対のワークロールとした調質圧延機にて、圧下率１％で調質圧延し、鋼板表裏面に凹凸を転写させ、鋼板実施例１〜１０を製造した。鋼板の最終厚さは、約０．７５ｍｍ付近であった。この実施例１〜１０の鋼板の表面粗さＲａを測定したところ、表２に示すとおりであった。
【００３０】
（比較例１〜５）
実施例１〜１０と同様の冷延鋼板コイルを、圧延ロールはそれぞれ表１に記載の圧延ロールを用いて、実施例１〜１０と同様に調質圧延して、表裏面に凹凸を転写させた比較例１１〜１５を調製した。この比較例１１〜１５の表面粗さＲａを測定したところ、表２に示すとおりであった。
【００３１】
（実施例１１）
次に、素材鋼板コイルを連続溶融亜鉛めっきラインに通して、両面合金化溶融亜鉛めっき鋼板（鉄連規格　ＪＡＣ２７０Ｄ）を製造した。片面当たりのめっき付着量は、３９ｇ／ｍ２　であった。溶融亜鉛めっき後に合金化処理した後、ライン内に連続的に設置されたＥＤＴ加工した圧延ロールとＳＤ加工した圧延ロールとを１対のワークロールとする調質圧延機にてスキンパス圧延して、表裏面に凹凸を転写して、一方の面の表面粗度Ｒａが、１．６５μｍで、他方の表面粗度Ｒａが、０．８６μｍの溶融亜鉛めっき鋼板比較例１１を調製した。
【００３２】
得られた実施例および比較例の鋼板について、上記の方法で表面粗度を測定し、降伏応力（ＹＳ）、引張り強度（ＴＳ）、破断伸び（Ｅｌ）をＪＩＳ　Ｚ　２２４１の方法で測定し、下記の方法にしたがって、塗装外観　（鮮映性）と星目の発生数を評価した。結果を表２に示す。
【００３３】
（１）プレス成形性　（星目発生数）
鋼板の両面にプレス油を均一に薄く塗布した後、自動車用フロントドアスキン用金型で高粗度面をポンチ側にしてプレスした。なお、この金型はポンチ面には異物が多く混入した油を塗布しており、この状態でプレス後パネル側の面を砥石で軽くこすり、白く光った点を星目として観察し、星目の発生数を調べた。鋼板表面の一定面積で観測された星目の数を良、普通、多の３段階に分けた。結果を表２に示す。
１：良（星目発生数５以下）
２：普通（星目発生数５超、１５以下）
３：多（星目発生数１５超）
【００３４】
（２）塗装外観　（鮮映性）
別に、得られた鋼板の低粗度面を化成処理後、電着塗装（膜厚：２０μｍ）、中塗塗装（膜厚：３５μｍ）および上塗塗装（膜厚：３５μｍ）の３コート塗装を施した後、スリット状の光を当てて正反射する光の割合（ＤＯＩ値）で評価した。結果を表２に示す。
１：良（ＤＯＩ≧８０％）
２：普通（８０％＞ＤＯＩ≧６０％）
３：劣（ＤＯＩ＜６０％）
【００３５】
ＤＯＩ値は、ハンター社製ＤＯＲＩＧＯＮメーターで測定し、試料法線の３０度の角度から光を照射した時の正反射光量をＲＳ　、正反射より±０．３度以上ずれる角度に反射してくる光の量をＲ０．３　としたとき、
ＤＯＩ＝［（ＲＳ　−Ｒ０．３　）／ＲＳ　］×１００
として与えられる。この評価方法は、人間の目視判定や、ＰＧＤ法等の従来の評価方法と良い相関を示す。
【００３６】
（３）３次元表面プロフィール
実施例８と比較例１で得られた冷延鋼板の高粗度側の表面の３次元表面プロフィールを小坂研究所社製、ＳＥ３５００Ｋ型計測器で描画　（倍率約、ｘｙ５０倍、ｚ５００倍）して、それぞれ図２と図３に示した。放電ダルロールにより粗度付けされた鋼板表面は、同じ表面粗度範囲でも、粗度付けした際に形成される凹凸、特に凸部が滑らかな丸い形状となっていることが観測され、この形状が星目の発生防止に有効であると考えられる。一方ショットダルロールで粗度付けされた表面は、凹凸の波がゴツゴツした細部構造を伴う線となっていて、特に凸部がザラザラした形状であるので星目の発生防止には十分でないと考えられる。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
【発明の効果】
本発明の鋼板は、一方の面は塗装後の鮮映性に優れ、他方の面はプレス成形性に優れ、プレス加工時の星目の発生を飛躍的に低減することができる星目を発生しにくいプレス加工用薄板鋼板である。特に冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例８と従来技術の比較例１の鋼板をステンレスワイヤを異物（原因物質）としてプレス加工し、形成される凸欠陥の高さを測定する方法を説明する模式図である。
【図２】実施例８の放電ダルロールで粗度付けした高粗度側表面の３次元表面プロフィールを示す模式図である。
【図３】比較例１のショットダルロールで粗度付けした高粗度側表面の３次元表面プロフィールを示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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