(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25であり、P系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を塗布したことを特徴とするプレス成形時の摺動特性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】
合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25であることを特徴とする、P系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を使用してプレス成形を行うためのプレス成形時の摺動特性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項３】
合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25である合金化溶融亜鉛めっき鋼板を、P系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を使用してプレス成形することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性、電着塗装性に優れ、製造コストが安いことから自動車用鋼板を中心に広く使用されている。しかし従来の鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、非めっき材と比較して摺動特性が劣り、成形性が阻害されていた。
【０００３】
上記の問題に対し、従来は極圧添加剤を含んだ潤滑剤を使用してプレス成形を行うことや、例えば特開平1-68456号公報では表層にη、ζ相が存在せず、δ1相とする方法で、特開平2-175004号公報ではスキンパス圧延時にめっき皮膜表面を所定の粗さパターンに調整する方法で、平2-185959号公報ではめっき母材の粗さをスキンパスにより所定の粗さに調整する方法で、摺動特性が向上するとしている。また、特開平2-258963号公報、特開平3-249182号公報などではめっき表面にZn、Mn、Pなどの酸化物を被覆する方法、特開平3-287782号公報ではめっき表面に有機樹脂皮膜を被覆する方法、平6-116746号公報ではNiなどの金属酸化物を被覆する方法など表面改質による摺動特性の向上が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極圧添加剤を含んだ油を使用する方法、表層にη、ζ相が存在せず、δ1相とする方法、めっき表面やめっき母材の粗さ調整では、十分な摺動特性が得られず、成形不良を発生している。また、表面改質による方法は、十分な摺動特性は得られるものの、製造コストの上昇を招いている。こうした現状において、十分な摺動特性を有する安価な合金化溶融亜鉛めっき鋼板の開発が強く要望されている。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決する合金化溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する第１の発明は、合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25であり、P系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を塗布したプレス成形時の摺動特性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。
【０００７】
また、第２の発明は、プレス加工時にP系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を使用する用途用の、合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25であるプレス成形時の摺動特性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。
第３発明は、合金めっき最上層がζ相、その下層がδ1相からなり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1が、0.01≦ζ／δ1≦0.25である合金化溶融亜鉛めっき鋼板を、P系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を使用してプレス成形することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形方法である。
【０００８】
なお、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1は、同時に測定しためっき層中のζとδ1相それぞれのＸ線回折ピーク強度の比率である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
P系,S系の極圧添加剤は、ζ相に対して工具との凝着を抑制する効果が大きく、δ1相に対しては効果がない。そのためP系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤が存在する状態では、ζ相の摩擦力は、δ1相の摩擦力よりも小さい。しかし、P系,S系の極圧添加剤を含まない潤滑剤や潤滑剤がない状態での摺動では、ζ相の摩擦力はδ1相の摩擦力より著しく大きい。プレス成形における摺動では、材料と工具の間に存在する潤滑剤は、摺動による断続的な材料と工具の接触により減少し、局所的に潤滑剤が存在しない状態となる。同時にめっき表面も上層から削り取られる。
【００１０】
本発明では、合金めっき層の構造をδ1相上に薄いζ相が存在する相構造であり、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比が0.01≦ζ／δ1≦0.25となる範囲とすることによって、プレス成形開始時に、めっき鋼板表面にP系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤が存在し、材料と工具の間に潤滑剤が存在しうる間は材料最表面がζ相であり、摺動により潤滑剤が減少するとともにζ相が摩耗し、潤滑剤がなくなった時点からδ1相が最表層に現れるようなめっき被膜構造とすることで優れた摺動特性が得られるのである。
【００１１】
本発明において、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1を0.01≦ζ／δ1≦0.25に限定したのは、0.01＞ζ／δ1の範囲では最表層のζ相が不足し、極圧添加剤が有効に作用せず、また、ζ／δ1＞0.25の範囲では最表層のζ相が過剰で、鋼板と工具の接触箇所で潤滑剤が存在しなくなった後も鋼板最表層にζ相が存在するために、何れも摩擦係数が高くなり、摺動抵抗が大きくなり、プレス成形性が低下するためである。
【００１２】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに示す。
【００１３】
（実施例１）
めっき母材として、板厚0.7mm、引張り強さ270,340,440MPaの極低炭素冷延鋼板、板厚1.4mm、引張り強さ440,590MPaの低炭素冷延鋼板、板厚1.6mm、引張り強さ440,590MPaの低炭素熱延鋼板を使用し、Al：0.08〜0.14wt%を含む亜鉛浴にて付着量30〜90g/m2（片面当たり）のめっきを行った直後に、誘導加熱方式の合金化炉にて炉出側板温が450〜600℃となる条件の合金化処理を行い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。なお、めっき相構造は、合金化炉加熱パターンを適宜選択して変化させた。
【００１４】
前記で得た鋼板の摩擦係数（平板摺動摩擦係数）を測定し、摺動特性を評価した。摩擦係数測定は、鋼板を溶剤脱脂後、P系,S系の極圧添加剤を含んだ潤滑油を塗布した場合とP系,S系の極圧添加剤を含まない潤滑油を塗布した場合について、寸法：幅10mm×長さ10mm、材質SKD11の焼き入れ焼き戻し処理を施した工具を使用し、押し付け面圧5kgf/mm2、摺動速度1m/minで、実施した。
【００１５】
図１にζとδ1相のＸ線回折ピーク比ζ／δ1と平板摺動摩擦係数の関係を示す。本発明範囲である0.01≦ζ／δ1≦0.25の範囲で摩擦係数の低い鋼板が得られている。これは先述のように、δ1相上に適切な量のζ相が存在する相構造なっているためである。一方、0.01＞ζ／δ1の範囲では最表層のζ相が不足し、極圧添加剤が有効に作用せずまた、ζ／δ1＞0.25の範囲では最表層のζ相が過剰で、材料と工具の接触箇所で潤滑剤が存在しなくなった後も鋼板最表層にζ相が存在するために摩擦係数が高くなっている。
【００１６】
（実施例２）
めっき母材として、板厚0.7mm、引張り強さ270MPaの極低炭素冷延鋼板を使用し、Al：0.10wt%を含む亜鉛浴にて付着量45g/m2（片面当たり）のめっきを行った直後に、誘導加熱方式の合金化炉にて炉出側板温が450〜600℃となる条件の合金化処理を行い、異なったζ／δ1の４種の合金化溶融亜鉛めっき鋼板A〜Dを製造した。なお、めっき相構造は合金化炉加熱パターンを適宜選択して変化させた。
【００１７】
これら４種の鋼板A〜Dを、実部品スケールのフロントフェンダ金型にて成形し成形性を評価した。成形性の評価は、鋼板をアルカリ脱脂後、P系,S系の極圧添加剤を含んだ潤滑油を塗布した場合とP系,S系の極圧添加剤を含まない潤滑油を塗布した場合について行い、成形余裕量＝（われ発生限界のクッション力）−（しわ発生限界クッション力）で評価した。
【００１８】
成形性評価に供した４種の鋼板の機械特性値、めっき層の相構造（ζ／δ1）及び潤滑油中の極圧添加剤の有無を表１に示す。表1に示すとおり、４種の鋼板の機械特性値は同等である。また、成形性の評価結果を併せて表1に示す。
【００１９】
【表１】
0004122643.tif 000002
【００２０】
本発明例は比較例に比べて成形余裕量が大きく、成形性に優れている。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金めっき最上層をζ相、その下層をδ1相とし、ζとδ1相のＸ線回折ピーク比（ζ／δ1）を0.01≦（ζ／δ1）≦0.25としかつP系,S系の極圧添加剤を１種以上含む潤滑剤を使用してプレス成形するように構成したので、摺動特性が向上し成形性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摺動特性に及ぼすζとδ1相のＸ線回折ピーク比（ζ／δ1）と潤滑材中のP系,S系の極圧添加剤の有無の影響の一例を示す図。
【図１】
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