(57)【要約】【課題】低摩擦係数・低うねりの金属薄板の提供。【解決手段】金属薄板の表面に円形または略円形のディンプルが複数配設され、単一の前記ディンプルの直径が３０〜１５０μｍであり、隣接するディンプル間の重なり量が１０％未満であり、ディンプルが位置する金属薄板表面の平方ミリメートル当たりのディンプルが占める該表面の表面積の割合が３０％を超え、かつ、該表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が２０％未満である低摩擦係数・低うねりの金属薄板。表面の微視的構造の合理的な最適化により、摩擦係数やうねりを効果的に低減し、材料の成形や塗装性能を向上させることができる。【選択図】図１
2020528827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄板の表面に円形または略円形のディンプルが複数配設され、単一の前記ディンプルの直径が３０〜１５０μｍであり、隣接するディンプル間の重なり量が１０％未満であり、
ディンプルが位置する金属薄板表面の平方ミリメートル当たりのディンプルが占める該表面の表面積の割合が３０％を超え、かつ、該表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が２０％未満であることを特徴とする低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項２】
前記金属薄板の片側面または両側面に前記ディンプルが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項３】
隣接するディンプル間の重なり量が５％未満であることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項４】
隣接するディンプル間の重なり量が０であることを特徴とする請求項１または３に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項５】
ディンプルが位置する金属薄板表面の平方ミリメートル当たりのディンプルが占める該表面の表面積の割合が５０％を超えることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項６】
ディンプルが位置する金属薄板表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が１０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【請求項７】
ディンプルが位置する金属薄板表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が５％未満であることを特徴とする請求項６に記載の低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄板に関し、特に、低摩擦係数・低うねりの金属薄板に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属薄板材料のプレス成形時には、材料と金型との間の摩擦特性が材料の成形過程における金属流動に著しく影響を及ぼし、さらに材料のプレス成形性能に影響を及ぼす。材料と金型との摩擦を低減するために、材料表面に潤滑特性を有するいくつかのコーティングを塗布することの他に、材料表面に一定の粗さを有させることによっても、材料と金型との間の摩擦特性を効果的に向上させることができる。その原理としては、材料表面の微視的構造が潤滑油を溜めることができ、これによりプレス成形時に金型と材料との接触界面に一層の油膜を保持し、潤滑効果を向上させることができる。そのため、良好な潤滑効果を得るためには、材料表面に比較的合理的な微視的構造が必要であり、それにより、潤滑油を良好に溜めることができ、プレス成形中に相対的に安定した油膜を保持することができる。
【０００３】
材料表面に塗装を行うと、塗料表面の微視的構造が塗装後の塗装効果に影響を及ぼす。具体的には、塗膜の材料表面への微視的凹凸の遮蔽能力には限界があり、材料表面の微視的構造、特に材料表面のうねりが塗装面に伝達されるため、良好な塗装効果を得るためには、通常、材料表面ができるだけ低いうねりを有する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、自動車外板の製造方法が開示されている。この特許文献に開示された技術案は、主に低うねりの溶融亜鉛めっき自動車外板の製造方法であり、各工程でのロール粗さを調整することにより、各工程での鋼板表面粗さを合理的に制御し、最終的に仕上げ鋼板が一定の粗さを有しながら低いうねりを有することを確保する。しかしながら、この特許文献に開示された技術案は、主に圧延平坦化過程におけるロール配置技術を最適化して鋼板表面の塗装効果を向上させる目的であり、微視的表面構造の具体的な最適化のための改善に関するものではない。
【０００５】
特許文献２は、金属薄板、特に鋼材からなる平板製品に関し、特に有利である用途、及び当該平板製品の製造に適用するロール、当該平板製品を製造するための方法に関する。この特許文献に開示された技術案には、表面形状が特定のテクスチャーを有する金属板材及びその製造プロセスが開示され、二重のＩ形、Ｈ形、十字形、Ｃ形、またはＸ形を有するロールを用いて圧延することにより板材の表面形態が得られ、その表面テクスチャーは、ＲＰｃ値の範囲が４５〜１８０個／ｃｍ、Ｒａ値の範囲が０．３〜３．６μｍ、Ｗｓａ値の範囲が０．０５〜０．６５μｍであることを特徴とする。しかしながら、この特許文献に開示された技術案は、表面の微視的構造について一定の最適化設計を行っているが、材料表面の潤滑性能については著しく改善されず、しかもその規則的な表面形態は塗装時に「モアレ」という欠陥が発生しやすい。
【０００６】
すなわち、従来の技術では、材料表面の微視的構造を改善、制御することで、材料表面の潤滑や塗装性能を向上させる技術が未だ見出されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０３７６９４３１Ａ号明細書（公開日が２０１４年５月７日、発明名称が「自動車外板の生産方法」）
【特許文献２】中国特許出願公開第１０４８８４１８０Ａ号明細書（公開日が２０１５年９月２日、発明名称が「金属薄板、特に鋼材からなる平板製品、当該平板製品の用途、および当該平板製品を製造するためのロールと方法」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的問題は、材料の成形や塗装性能を向上させることができる低摩擦係数・低うねりの金属薄板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明が解決しようとする技術的問題は、以下の技術的手段により解決することができる。
【００１０】
金属薄板の表面に円形または略円形のディンプルが複数配設され、単一の前記ディンプルの直径が３０〜１５０μｍであり、隣接するディンプル間の重なり量が１０％未満であり、ディンプルが位置する金属薄板表面の平方ミリメートル当たりのディンプルが占める該表面の表面積の割合が３０％を超え、かつ、該表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が２０％未満である低摩擦係数・低うねりの金属薄板。
【００１１】
ここで、表面の微視的構造を多数の微小ディンプルを有するものとするのは、材料表面に一つ一つの「小油溝」を形成することにより潤滑油を溜め、材料のプレス成形性能を向上させるためである。各ディンプル間の重なり量を１０％未満とするのは、各ディンプルが互いに独立した「小油溝」を形成することにより潤滑油をロックし、潤滑油がディンプル間を流動することによる潤滑効果の低下を回避するためである。
【００１２】
ディンプル形状を円形または略円形とすると、材料表面の微視的構造に方向性の差が生じることを回避でき、一方で、ディンプルとディンプルとの間の相対的独立性を保つのに有利である。ディンプル径を３０〜１５０μｍに限定したのは、ディンプル径が３０μｍ未満であると、潤滑油がディンプル内に入りにくく、且つ生産や製造の困難度を高め、ディンプル径が１５０μｍを超えると、表面の微視的構造が粗大化し過ぎ、塗膜の付着力を低下させ、塗装時に微視的構造が完全に隠蔽されにくくなり、塗装性が低下するからである。
【００１３】
また、平方ミリメートル当たりのディンプルが占める面積の割合を３０％を超える値に限定したのは、占める面積の割合が３０％未満であると、ディンプル数が少なすぎ、ディンプルの分布が疎になりすぎ、材料表面の油溜まり性能が不足し、塗膜と材料との付着力が低下するためである。単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異を２０％未満に設計するのは、単位面積当たりのディンプル数の差異が大きいほど、表面の微視的構造の均一性が悪くなり、塗料表面のうねりが増加し、塗装後の塗装効果も悪くなるからである。
【００１４】
本技術的手段の更なる改良において、前記金属薄板の片側面または両側面に前記ディンプルが配設されている。
【００１５】
また、本技術的手段の更なる改良において、隣接するディンプル間の重なり量が５％未満である。ここで、隣接するディンプル間の重なり量が０であることが好ましい。
【００１６】
さらに、本技術的手段の更なる改良において、ディンプルが位置する金属薄板表面の平方ミリメートル当たりのディンプルが占める該表面の表面積の割合が５０％を超える。
【００１７】
同様に本技術的手段の更なる改善において、ディンプルが位置する金属薄板表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が１０％未満である。
【００１８】
本技術的手段の更なる改善において、ディンプルが位置する金属薄板表面の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異が５％未満である。
【００１９】
上記技術的手段を用いた低摩擦係数・低うねりの金属薄板によれば、表面の微視的構造の合理的な最適化により、摩擦係数やうねりを効果的に低減し、材料の成形や塗装性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図２】本発明の実施例２における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図３】本発明の実施例３における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図４】本発明の比較例１における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図５】本発明の比較例２における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図６】本発明の比較例３における金属薄板表面の微視的構造の模式図である。
【図７】摩擦係数を測定するためのドロービード試験機の構成図の模式図である。ここで、図７中の符号の意味は、１−上ラム、２−延伸アーム、３−下ラム、４−試料である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面および具体的な実施例を参照しながら、本発明の具体的な実施形態をさらに詳細に説明する。
【００２２】
本発明の目的は、表面の微視的構造の合理的な最適化により、摩擦係数やうねりを効果的に低減し、材料の成形および塗装性能を向上させることができる低摩擦係数・低うねりの金属薄板を提供することにある。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明は、低摩擦係数・低うねりの金属薄板を提案する。前記金属薄板表面の微視的構造は、以下の特徴を有する。
【００２４】
表面の微視的構造は多数の微小ディンプルからなり、隣接するディンプル間の重なり量が１０％未満であり、ディンプルの形状は、円形又は略円形であり、直径の大きさは３０〜１５０μｍであり、平方ミリメートル当たりのディンプルの占める面積の割合が３０％を超え、薄板の任意の単位平方ミリメートル内のディンプル数の差異は２０％未満である。
すなわち、材料表面の塗装効果を向上させるためには、一定の粗さに加えて、できるだけ低いうねりを有するように材料表面の微視的外観を設計する必要がある。
【００２５】
以下、明細書の図面および具体的な実施例、並びに比較例を合わせて本発明の前記低摩擦係数・低うねりの金属薄板をさらに解釈、説明するが、当該解釈および説明は本発明の技術的解決手段を不当に限定するものではない。
【００２６】
実施例１〜３および比較例１〜３
実施例１〜３は、表面の微視的構造が本発明の技術的特徴を有する溶融亜鉛めっき鋼板であり、比較例１〜３は通常の表面の溶融亜鉛めっき鋼板であり、各実施例および比較例の具体的な表面の微視的構造パラメータは下記表１を参照する。その中で、比較例はその微視的構造がランダムな凹凸であり、凸部とディンプルを正確に区別することが困難であるため、ディンプル径、ディンプル数およびディンプル面積占有率を統計化することは困難である。ここで、図１−６はそれぞれ実施例１〜３および比較例１〜３の表面の微視的構造に対応する。
【００２７】
【表１】
2020528827.tif 000003
【００２８】
測定基準であるＩＳＯ  ４２８７：１９９７に準拠して実施例１〜３および比較例１〜３の粗さおよびうねりを測定し、フィルターにはガウシアンフィルターを用いた。ここで、粗さＲａのサンプリング長は０．８ｍｍであり、うねりＷａのサンプリング長は４０ｍｍであり、フィルター区間は０．８〜８ｍｍであった。さらに、図７に示すドロービード試験機を用いて実施例１〜３および比較例１〜３の摩擦係数を測定、比較したが、具体的に使用された試験パラメータは以下のとおりである。試料４は上ラム１と下ラム３の間にあり、上ラム１の圧力は１５００Ｎであり、試料４に対する延伸アーム２の延伸速度は１５０ｍｍ/ｍｉｎであり、延伸距離は１００ｍｍであり、試料４のサイズはいずれも２５×４００ｍｍであり、試料板への油の塗布量は１．０ｇ／ｍ２であった。
【００２９】
下記表２に示す試験データは、材料の微視的表面形態が本発明の技術的特徴を有する実施例１〜３が比較例１〜３と比べて有意に低い摩擦係数とうねりを有することを示している。
【００３０】
【表２】
2020528827.tif 000004
【００３１】
以上列挙したのは本発明の具体的な実施例に過ぎず、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、それに沿った多くの類似の変形例があることは言うまでもない。当業者により本発明に開示する内容から直接導出されるか又は連想される全ての変形は、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。
【図１】
2020528827.tif 000005
【図２】
2020528827.tif 000006
【図３】
2020528827.tif 000007
【図４】
2020528827.tif 000008
【図５】
2020528827.tif 000009
【図６】
2020528827.tif 000010
【図７】
2020528827.tif 000011
【国際調査報告】
2020528827.tif 000012
2020528827.tif 000013
2020528827.tif 000014
2020528827.tif 000015