(57)【要約】【課題】表面処理鋼板の切断端面にめっき金属を回りこませることができ、低コストで作業環境にも配慮した表面処理鋼板の切断加工方法および歯組みを提供する。【解決手段】表面処理鋼板の表面と裏面のそれぞれに円盤状の回転刃を配し、前記回転刃を前記表面処理鋼板に押し当てて表面処理鋼板を切断加工する方法であって、前記回転刃のクリアランスは、前記表面処理鋼板の板厚の０％〜１０％であり、前記回転刃のどちらか一方のコーナー部は、前記表面処理鋼板の板厚の５％〜４０％にあたる曲率半径と、４５％〜９０％の勾配のテーパを有することを特徴とする、表面処理鋼板の切断加工方法。表面処理鋼板は、亜鉛系めっき鋼板であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理鋼板の表面と裏面のそれぞれに円盤状の回転刃を配し、前記回転刃を前記表面処理鋼板に押し当てて表面処理鋼板を切断加工する方法であって、
前記回転刃のクリアランスは、前記表面処理鋼板の板厚の０％〜１０％であり、
前記回転刃の少なくともいずれか一方のコーナー部は、前記表面処理鋼板の板厚の５％〜４０％にあたる曲率半径と、４５％〜９０％の勾配のテーパを有することを特徴とする、
表面処理鋼板の切断加工方法。
【請求項２】
表面処理鋼板の表面と裏面のそれぞれに円盤状の回転刃を配する表面処理鋼板を切断加工するための刃組みであって、
回転刃のクリアランスは、前記表面処理鋼板の板厚の０％〜１０％であり、
前記回転刃の少なくともいずれか一方のコーナー部は、前記表面処理鋼板の板厚の５％〜４０％にあたる曲率半径と、４５％〜９０％の勾配のテーパを有することを特徴とする、
表面処理鋼板を切断加工するための刃組み。
【請求項３】
前記表面処理鋼板は亜鉛系めっき鋼板である、請求項１に記載の表面処理鋼板の切断加工方法。
【請求項４】
前記表面処理鋼板の板厚は２．０ｍｍ〜６．０ｍｍである、請求項１または３に記載の表面処理鋼板の切断加工方法。
【請求項５】
前記表面処理鋼板の板厚は２．０ｍｍ〜６．０ｍｍである、請求項２に記載の表面処理鋼板を切断加工するための刃組み。
【請求項６】
亜鉛系めっき鋼板の切断加工品であって、切断端面の２分の１以上の領域が亜鉛系めっき鋼板のめっき金属により覆われていることを特徴とする切断加工品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理鋼板を切断加工する際に、切断により形成させる端面にめっき層を回り込ませながら切断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛系めっき鋼板は、冷延鋼板と比較して優れた耐食性を有することから、家電製品、建築部材などに広く用いられている。しかし、亜鉛系めっき鋼板の帯鋼や切板の被めっき面は耐食性に優れているものの、帯鋼のスリット加工を施した切断面や切板をプレス打ち抜き加工を施した切断面は、鉄地が露出するため、赤錆が発生する場合がある。これらの切断面の赤錆は、外観上の不良を起こし、更に赤錆の侵食が進むと部材としての強度低下を招く可能性もある。
【０００３】
亜鉛系めっき鋼板の切断面における赤錆を抑制する手段としては、種々の方法が提案されており、その多くは切断面へめっき金属を回り込ませる方法や切断面への防錆処理があげられる。特許文献１では、板厚２ｍｍ以下の亜鉛系めっき鋼板をプレスでの打抜き加工において、パンチかダイの何れかの肩部に亜鉛系めっき鋼板の板厚の０．１〜０．５倍の曲率半径を持たせた金型を用いて打ち抜き加工を行い、打抜き加工後の打抜き端面のせん断面比率が９０％以上で、且つせん断面への亜鉛被覆率が５０％以上とする方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２に開示されている鋼板の切断方法は、めっき層を有する鋼帯の条切りにおいて、条切りした切断面をめっき層により被覆する切断方法である。具体的には、めっき層を有する鋼板の、条切りしようとする部分の表裏面にあらかじめ押圧ロールにより押圧して鋼板の板厚の８０％以上となる溝を形成し、その溝に沿って鋼板を切断する加工方法である。この切断方法によれば、切断面の断面積の８０％以上をめっき層により被覆することができるとされている。
【０００５】
その他、一般的な亜鉛系めっき鋼板の切断面への防錆処理として、ジンキー（亜鉛粉末塗料）を切断面へ塗布する方法が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２７２５１８号公報
【特許文献２】特開２００４−０３４１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で提案されている方法は、切断面の全体にめっき金属が残存した状態であれば、防錆効果を発揮できるが、せん断面へのめっき金属の被覆率が５０％では、十分な防錆効果を得ることができない。また、めっき金属の切断面への回り込みを促進させるために、金型の肩部に最大で板厚の０．５倍の曲率半径を持たせることでせん断荷重が増加し、金型磨耗が著しくなる場合が出てくる。
【０００８】
特許文献２で提案されている切断加工方法は、あらかじめ押圧により形成した溝と、実際の切断位置とのマッチング不良が起こりやすいことと、あらかじめ溝を形成することにより、その溝に沿って実際の切断加工を行う場合の鋼板と刃物のクリアランスが不均一になってしまうことにより、切断端面の状態が一定に保てないという問題がある。また、板厚の８０％以上となる溝を押圧ロールにより形成するため、押圧ロールの寿命が短く、条切りに掛かるコストの増大が懸念される。
【０００９】
ジンキーを亜鉛系めっき鋼板の切断面へ塗布する方法は、直接亜鉛系めっき鋼板の切断面へスプレー塗布する方法とローラーにジンキーを塗布し、ローラーから亜鉛系めっき鋼板の切断面へ間接的に塗布する方法があるが、ともに乾燥時間を必要とすることから、連続生産には不向きと言われている。また、ジンキー塗布後の次工程のライン内でジンキーの脱落を起こした場合のライントラブルのリスクも高まる等の課題が残っている。その他、ジンキーの飛散等の作業環境の悪化にも配慮が必要となる。
【００１０】
本発明は、上記に提案された先行技術よりも表面処理鋼板の切断面にめっき金属の残存範囲を拡大させ、低コストで且つ作業環境にも配慮した表面処理鋼板の切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上掲の目的を実現すべく実験、検討を行った結果、その目的を達成するため、表面処理鋼板の表面と裏面のそれぞれに円盤状の回転刃を押し当てて表面処理鋼板を切断加工する方法であって、上部の回転刃と下部の回転刃との間のクリアランスを０％〜１０％とし、上部の刃または下部の刃の少なくともいずれか一方のコーナー部に表面処理鋼板の板厚の５％〜４０％にあたる曲率半径と４５％〜９０％の勾配のテーパを付与した回転刃であること特徴とする表面処理鋼板の切断加工方法を発明するに至った。
【００１２】
また、表面処理鋼板の表面と裏面のそれぞれに円盤状の回転刃を配した表面処理鋼板を切断加工するための刃組みであって、回転刃のクリアランスは、前記表面処理鋼板の板厚の０％〜１０％であり、前記回転刃の少なくともいずれか一方のコーナー部は、前記表面処理鋼板の板厚の５％〜４０％にあたる曲率半径と、４５％〜９０％の勾配のテーパを有することを特徴とする、表面処理鋼板を切断加工するための刃組みも発明した。
【００１３】
また、亜鉛系めっき鋼板の切断加工品であって、切断端面の２分の１以上の領域が亜鉛系めっき鋼板のめっき金属により覆われていることを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の切断加工品も発明した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表面処理鋼板に切断加工を施すにあたり、回転刃の上刃と下刃に所定のクリアランスを設けること、および回転刃の上刃あるいは下刃の少なくともいずれか一方のコーナー部に丸み（曲率半径）とテーパを付与した回転刃とすることにより、表面処理鋼板の切断面へめっき金属を回り込ますことが可能となり、回転刃に付与した丸みによるせん断荷重の増加を低減できることから、比較的刃物の寿命の長い切断加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の切断加工方法の実施の一形態で、上刃のコーナー部にＲおよびテーパを付与した切断方法を示す模式図
【図２】本発明の切断加工方法の実施の一形態で、下刃のコーナー部にＲおよびテーパを付与した切断方法を示す模式図
【図３】本発明の切断加工方法の実施の一形態で、上刃と下刃の両方のコーナー部にＲおよびテーパを付与した切断方法を示す模式図
【図４】亜鉛系めっき鋼板の切断面および亜鉛系めっき金属の回り込みを示す模式図
【図５】刃のコーナー部に設けたテーパの勾配を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
本発明の対象となる表面処理鋼板の一例として、素地鋼板の表面にＡｌとＭｇを含有したＺｎ合金をめっき金属として被覆したものをあげることができる。コーナー部に曲率半径Ｒを付与しないで切断加工した場合には、切断面の一部分にめっき金属が回り込んで被覆されるが、この被覆されためっき金属からＺｎとＡｌおよびＭｇがめっき金属の被覆されていない部分に溶出し、保護皮膜として形成される。これによって切断面の耐食性が他の亜鉛系めっき鋼板よりも耐食性に優れた特長がある。このＺｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ系めっき鋼板の素地鋼板は、特に限定されず、例えば低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼および合金鋼などを使用することが可能である。また、Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ系めっき鋼板をプレス成形して使用する場合には、低炭素Ｔｉ添加鋼、低炭素Ｎｂ添加鋼等の絞り加工性に優れる素地鋼板を用いることが好ましい。
【００１７】
本発明の対象となる表面処理鋼板は、先にあげたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板以外にも、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、アルミニウムを５質量％含有する亜鉛合金による溶融５％アルミニウム−亜鉛めっき鋼板、溶融５５％Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板であってもよい。また、電気銅めっき鋼板であってもよい。
【００１８】
本発明の切断加工方法において、重要なポイントは切断面へめっき金属の回り込みを促進させることである。切断面へのめっき金属の回り込みは、切断面の構成比として、せん断面の長さに対応していることを実験室的に把握した。そのため、クリアランスを１０％とした通常の切断方法であれば、せん断面が短いためめっき金属の回り込みが不足する。クリアランスを縮小させ、せん断面の長さを調査した結果、クリアランスを縮小するほど、せん断面を拡張することができた。そのため、クリアランスは、せん断面長さの観点で０〜８％が適していることを見出した。
【００１９】
次に更にせん断面を長くし、めっき金属を回り込ませるためには、回転刃からめっき金属への圧力の付加により、めっき金属が存在する表面から切断面へ塑性流動させることが必要である。めっき金属への圧力の付加は、回転刃からめっき金属に作用するせん断荷重を増加させるために、回転刃のコーナー部に曲率半径Ｒを付与することで、簡易的にめっき金属の回り込みが促進され、この曲率半径Ｒが大きくなるほどめっき回り込みは、顕著となることを確認した。曲率半径Ｒは、表面処理鋼板の板厚ごとの設定が必要であるが、本発明者が種々の条件を検討した結果、表面処理鋼板の板厚の４０％以下の曲率半径Ｒが必要であることを見出した。板厚の４０％を超えた曲率半径Ｒでの切断は、せん断荷重が増加し、切断不可となる場合や切断してもカエリが大きくなる等、切断面の品質に問題を期す可能性がある。
【００２０】
回転刃のコーナー部に曲率半径Ｒを表面処理鋼板の板厚の４０％付与した場合、切断面のカエリを生じることなくめっき金属の切断面への回り込みが可能であるが、せん断荷重が増加し、それに伴いダレが大きくなる。また、せん断荷重の増加により回転刃の消耗も著しくなる。本発明では、切断面のダレおよび回転刃の磨耗を抑制するために、円盤状の回転刃において、せん断部分への荷重を集中させ、より切断効率をあげる刃物形状が必要となる。この刃物としては、４５％〜９０％の勾配のテーパを付与した刃物形状として、曲率半径Ｒによるせん断荷重の増加を抑制する鋼板の切断加工用刃物が有効である。
【００２１】
刃物に曲率半径と勾配を設ける場合、上刃と下刃のどちらに設けてもよい。また、両方に設けても構わない。
【００２２】
刃物にテーパを付与する場合の勾配の説明を図５に示す。勾配Ａは、図５（ｂ）におけるＡｙとＡｘから、次の式により求めることができる。
勾配Ａ（％）＝Ａｙ／Ａｘ  ×  １００
【実施例】
【００２３】
亜鉛系めっき鋼板として、板厚２．３ｍｍと３．２ｍｍ、板幅４０ｍｍ、めっき付着量１９０ｇ／ｍ２のＺｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇめっき鋼板を用いた。切断加工は、直径が最も大きい箇所でφ１６０ｍｍの上下の回転刃によるスリット加工を行い、３０ｍｍの幅へ切断加工した。
【００２４】
上下の回転刃のうち、曲率半径と勾配は上刃に設けた。
【００２５】
切断加工面は、断面観察により、めっき金属の回り込みの領域とダレ量を測定し、めっき金属の回り込み領域は、切断面の厚みに対するめっき金属の回り込み長さの比率を、ダレは製品としての適用可否を評価基準とした。また、回転刃の耐久性については、表面処理鋼板の切断可能長さを調査した。切断可否は、回転刃の磨耗状態、切断面異常（刃欠損等）の有無を調査し、切断長さ５００ｍ未満を×、５００〜１０００ｍ未満を△、１０００ｍ以上を○とする評価基準とした。
【００２６】
これらの評価状況を表面処理鋼板の板厚および切断加工刃物形状毎に整理した結果を表１〜表３に示す。これらの表では、本発明例に該当する結果には下線を付している。本発明例に街頭するものは、いずれもめっき金属の回り込み率が１００％であった。すなわち、切断端面のうち、せん断面の全域にわたってめっき金属が回り込んでいた。また、切断で生じるダレも製品として問題なく使用することができ、刃物の耐久性も優れる結果であった。刃物に勾配を付与した場合、せん断荷重が低下することで回転刃の寿命が長くなった。
【００２７】
一方、刃物の曲率半径が０では、めっき金属の回り込みが、ほとんどなかった。
【００２８】
本発明のめっき鋼板の切断方法に従えば、切断面の全域にわたってめっき金属を回り込ませることができ、切断で生じるダレも製品として問題なく使用することができ、刃物の耐久性も優れる結果であった。
【００２９】
下線を付した実施結果は、本発明例であることを示す。
表１の共通条件  めっき鋼板の板厚  ：  ２．３ｍｍ
【００３０】
【表１】
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【００３１】
下線を付した実施結果は、本発明例であることを示す。
表２の共通条件  めっき鋼板の板厚  ：  ３．２ｍｍ
【００３２】
【表２】
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【００３３】
下線を付した実施結果は、本発明例であることを示す。
表３の共通条件  めっき鋼板の板厚  ：  ３．２ｍｍ
刃物の勾配  ：  ４５％
【００３４】
【表３】
2017192989.tif 000005
【符号の説明】
【００３５】
１  Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇ系めっき鋼板
２  上刃
３  下刃
４  曲率半径
５  テーパ
６  スリッター上アーバ
７  スリッター下アーバ
Ａ  勾配
【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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