JP2005060728A - 低比重溶融アルミめっき鋼板及びそのプレス加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】鋼板の軽量化を可能にする技術を提供する。
【解決手段】質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２００μｍ以下付した両面めっきを施した低比重溶融アルミめっき鋼板。質量％でＡｌが５％以上２０％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面あたり５０μｍ以上２５０μｍ以下付した両面めっきを施した溶融アルミめっき鋼板を、４００℃以上、８００℃以下でプレス加工をすることを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板のプレス加工方法。
【選択図】 なし
【解決手段】質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２００μｍ以下付した両面めっきを施した低比重溶融アルミめっき鋼板。質量％でＡｌが５％以上２０％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面あたり５０μｍ以上２５０μｍ以下付した両面めっきを施した溶融アルミめっき鋼板を、４００℃以上、８００℃以下でプレス加工をすることを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板のプレス加工方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車材料のような軽量化が必要とされる部材に適用される鋼板及びそのプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車材料は車体の軽量化を達成するために低比重材料を適用するか、従来より使用されている鉄鋼材料を高強度化して板厚を減じることが試みられている。しかし、アルミやマグネシウムなどの低比重材料は価格が高く、高級車の一部では採用されているが、大衆車ではほとんど使用されていないのが現状である。
【０００３】
一方、鋼板の高強度化は着実に進められ、車体の軽量化に貢献している。しかし、高強度化にも限度があり、さらなる高強度化は成形性の劣化による部品成形の不具合が生じたり、たとえ高強度化により板厚の減肉化に成功しても、剛性の確保が出来なかったり、車体の軽量化を達成できない場合が増えてきている。
【０００４】
一方、表面処理鋼板の世界ではアルミめっきは良く知られているめっき鋼板で、主に建材や自動車排気系の材料として使用されている。最近では、鉛フリー化に伴いＰｂ−Ｓｎめっき鋼板が使用されていた自動車用燃料タンクの材料として使用された例もある。しかし、これらの用途では耐食性ならびに耐酸化性を満足する事が目的のため、めっきの目付け量は片面あたり５０μｍを越す事はほとんどない。
【０００５】
本来は目付け量が増せば耐食性や耐酸化性は向上するので片面あたり５０μｍ以上の目付けのアルミめっき鋼板が使用されても良さそうなものであるが、現実にはそのような鋼板はほとんど使用されていない。その主な理由の一つは目付け量が多くなるとプレス加工時に鋼板とめっきの界面で割れが発生しやすくなり、成形後にめっきの剥離などが起き易くなるためである。
【０００６】
低比重材料であるアルミの目付け量を大きくして鋼板にめっきすれば、全体として低比重になるめっき鋼板として軽量化に寄与できるという発想は容易に生まれるが、めっきの剥離の問題があるために実用化に至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車部品などの軽量化に貢献する鋼板及びそのプレス加工方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、低比重材料を出来るだけ厚くめっきすることにより全体として低比重になる鋼板を得るという試みにおいて、プレス成形後にめっきの剥離が起こり易いという問題の解決に挑み、鋼の成分を適正化することによりめっき剥離の問題が解決できることを明らかにした。
【０００９】
本発明の要旨とするところは次の通りである。
１）質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２００μｍ以下付けた両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
２）質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面で５０μｍ以上２００μｍ以下付けた板厚２ｍｍ以下の両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
３）質量％でＡｌが５％以上２０％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２５０μｍ以下付けた両面めっきを施した溶融アルミめっき鋼板を、４００℃以上８００℃以下でプレス加工をすることを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板のプレス加工方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は適正な成分の鋼板に適正な厚さのアルミめっきを施すことにより、プレス成形時にめっきの剥離が起き難く、同板厚の一般的な鋼板に比べ１０％程度の軽量化を果たせる鋼板を提供するものである。
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、成分の限定理由について述べる。
本発明の最も重要な点は、理由は明らかではないが鋼中のＡｌ量が質量％で５％以上になると、たとえアルミめっきのめっき厚が厚くなっても、めっき剥離が起き難くなると言う点である。ただし、鋼中のＡｌ量が１１％を超えると鋼板の成形性が著しく劣化するので、鋼中のＡｌ量添加量の上限を１１％とした。但し、成形温度を適正化すると２０％までは成形性の著しい劣化を防ぐことができる。その適正温度は後記する。
【００１２】
また、その際、アルミめっき厚の下限を片面で５０μｍ以上としたのは、これより薄いめっき厚では十分な軽量化が達成できないためである。一方、アルミめっき厚の上限を片面で２００μｍとしたのは、これよりめっき厚を厚くするとめっき剥離が起き易くなるためである。ただし、ある温度域でプレス加工をするときは上限が２５０μｍまで剥離が起こり難くなる。
【００１３】
アルミめっき中のＡｌの濃度を質量％で８０％以上としたのは、低比重であるＡｌの量がある程度多くないと十分な軽量化が達成できないためである。Ａｌ以外のめっき成分としては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａなども低比重な元素なので添加することは本発明の趣旨を損ずるものではない。また、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｎなど耐食性の向上に寄与する元素を添加することも本発明の趣旨を損ずるものではない。
【００１４】
板厚については、本発明は鋼板の軽量化を念頭においているので、薄い方がめっき厚との比率から軽量化効果が大きい。それゆえ板厚２ｍｍ以下が好ましい。
【００１５】
本発明の鋼材はＡｌの他の元素は特に限定することなく本発明の効果を奏することができるが、強度と加工性のバランスを確保するためには、特に質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３％、Ｓｉ：０．００５〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．１％以下、Ｎ：０．００１〜０．０１％を含有してもよく、高強度化のために必要に応じてＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０１％の１種又は２種以上を含有させることができる。
【００１６】
次にプロセス条件の限定について述べる。
本発明鋼は通常行われる常温でのプレス加工においてもめっきの耐剥離性は優れているが、高温でプレス加工をすると耐めっき剥離性は更に向上することが明らかになった。また、鋼板の成形能も向上する。その効果が顕在化するのが４００℃以上である。一方、プレス温度が８００℃を超えると金型とアルミめっきの間で合金化が進み金型の寿命が短くなるので、プレス温度の上限を８００℃とした。
【００１７】
【実施例】
低炭素鋼（Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．２％、Ｐ：０．００５％、Ｓ：０．００６％、Ｎ：０．００３３％）にＡｌの添加量を表１のように変化させた板厚１．４ｍｍの低炭素鋼板を用いて実施例を示す。めっきは通常の溶融めっきラインにおいて表２の▲１▼〜▲３▼に示す成分の溶融浴を通板して行った。めっき厚はワイピングによって調整した。
【００１８】
めっきの剥離性は長さ２６０ｍｍ、幅３０ｍｍの板を６０度のＶ曲げを行い、Ｖ字の頂点にセロハンテープを張り、剥がした時にめっきが剥離するか否かで判断した。表３にはめっき厚の測定結果、剥離の有無、Ｖ曲げ加工をしたときの鋼板の温度を記した。温度は加熱をしていない場合は室温を記入し、加熱をした場合は加工直前の温度を熱電対で測定した。
この実施例が示すように、本発明鋼は加工による割れやめっきの剥離もなく、軽量化を達成できる。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【発明の効果】
本発明は鋼中に軽量元素を添加すると共に軽量元素を大量に含んだめっきをすることにより鋼板の軽量化を実現したもので、自動車部品などに適用することにより軽量化に寄与し、省エネ・地球環境保全に貢献するものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車材料のような軽量化が必要とされる部材に適用される鋼板及びそのプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車材料は車体の軽量化を達成するために低比重材料を適用するか、従来より使用されている鉄鋼材料を高強度化して板厚を減じることが試みられている。しかし、アルミやマグネシウムなどの低比重材料は価格が高く、高級車の一部では採用されているが、大衆車ではほとんど使用されていないのが現状である。
【０００３】
一方、鋼板の高強度化は着実に進められ、車体の軽量化に貢献している。しかし、高強度化にも限度があり、さらなる高強度化は成形性の劣化による部品成形の不具合が生じたり、たとえ高強度化により板厚の減肉化に成功しても、剛性の確保が出来なかったり、車体の軽量化を達成できない場合が増えてきている。
【０００４】
一方、表面処理鋼板の世界ではアルミめっきは良く知られているめっき鋼板で、主に建材や自動車排気系の材料として使用されている。最近では、鉛フリー化に伴いＰｂ−Ｓｎめっき鋼板が使用されていた自動車用燃料タンクの材料として使用された例もある。しかし、これらの用途では耐食性ならびに耐酸化性を満足する事が目的のため、めっきの目付け量は片面あたり５０μｍを越す事はほとんどない。
【０００５】
本来は目付け量が増せば耐食性や耐酸化性は向上するので片面あたり５０μｍ以上の目付けのアルミめっき鋼板が使用されても良さそうなものであるが、現実にはそのような鋼板はほとんど使用されていない。その主な理由の一つは目付け量が多くなるとプレス加工時に鋼板とめっきの界面で割れが発生しやすくなり、成形後にめっきの剥離などが起き易くなるためである。
【０００６】
低比重材料であるアルミの目付け量を大きくして鋼板にめっきすれば、全体として低比重になるめっき鋼板として軽量化に寄与できるという発想は容易に生まれるが、めっきの剥離の問題があるために実用化に至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車部品などの軽量化に貢献する鋼板及びそのプレス加工方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、低比重材料を出来るだけ厚くめっきすることにより全体として低比重になる鋼板を得るという試みにおいて、プレス成形後にめっきの剥離が起こり易いという問題の解決に挑み、鋼の成分を適正化することによりめっき剥離の問題が解決できることを明らかにした。
【０００９】
本発明の要旨とするところは次の通りである。
１）質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２００μｍ以下付けた両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
２）質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面で５０μｍ以上２００μｍ以下付けた板厚２ｍｍ以下の両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
３）質量％でＡｌが５％以上２０％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２５０μｍ以下付けた両面めっきを施した溶融アルミめっき鋼板を、４００℃以上８００℃以下でプレス加工をすることを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板のプレス加工方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は適正な成分の鋼板に適正な厚さのアルミめっきを施すことにより、プレス成形時にめっきの剥離が起き難く、同板厚の一般的な鋼板に比べ１０％程度の軽量化を果たせる鋼板を提供するものである。
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、成分の限定理由について述べる。
本発明の最も重要な点は、理由は明らかではないが鋼中のＡｌ量が質量％で５％以上になると、たとえアルミめっきのめっき厚が厚くなっても、めっき剥離が起き難くなると言う点である。ただし、鋼中のＡｌ量が１１％を超えると鋼板の成形性が著しく劣化するので、鋼中のＡｌ量添加量の上限を１１％とした。但し、成形温度を適正化すると２０％までは成形性の著しい劣化を防ぐことができる。その適正温度は後記する。
【００１２】
また、その際、アルミめっき厚の下限を片面で５０μｍ以上としたのは、これより薄いめっき厚では十分な軽量化が達成できないためである。一方、アルミめっき厚の上限を片面で２００μｍとしたのは、これよりめっき厚を厚くするとめっき剥離が起き易くなるためである。ただし、ある温度域でプレス加工をするときは上限が２５０μｍまで剥離が起こり難くなる。
【００１３】
アルミめっき中のＡｌの濃度を質量％で８０％以上としたのは、低比重であるＡｌの量がある程度多くないと十分な軽量化が達成できないためである。Ａｌ以外のめっき成分としては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａなども低比重な元素なので添加することは本発明の趣旨を損ずるものではない。また、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｎなど耐食性の向上に寄与する元素を添加することも本発明の趣旨を損ずるものではない。
【００１４】
板厚については、本発明は鋼板の軽量化を念頭においているので、薄い方がめっき厚との比率から軽量化効果が大きい。それゆえ板厚２ｍｍ以下が好ましい。
【００１５】
本発明の鋼材はＡｌの他の元素は特に限定することなく本発明の効果を奏することができるが、強度と加工性のバランスを確保するためには、特に質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３％、Ｓｉ：０．００５〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．１％以下、Ｎ：０．００１〜０．０１％を含有してもよく、高強度化のために必要に応じてＴｉ：０．００５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０１％の１種又は２種以上を含有させることができる。
【００１６】
次にプロセス条件の限定について述べる。
本発明鋼は通常行われる常温でのプレス加工においてもめっきの耐剥離性は優れているが、高温でプレス加工をすると耐めっき剥離性は更に向上することが明らかになった。また、鋼板の成形能も向上する。その効果が顕在化するのが４００℃以上である。一方、プレス温度が８００℃を超えると金型とアルミめっきの間で合金化が進み金型の寿命が短くなるので、プレス温度の上限を８００℃とした。
【００１７】
【実施例】
低炭素鋼（Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．２％、Ｐ：０．００５％、Ｓ：０．００６％、Ｎ：０．００３３％）にＡｌの添加量を表１のように変化させた板厚１．４ｍｍの低炭素鋼板を用いて実施例を示す。めっきは通常の溶融めっきラインにおいて表２の▲１▼〜▲３▼に示す成分の溶融浴を通板して行った。めっき厚はワイピングによって調整した。
【００１８】
めっきの剥離性は長さ２６０ｍｍ、幅３０ｍｍの板を６０度のＶ曲げを行い、Ｖ字の頂点にセロハンテープを張り、剥がした時にめっきが剥離するか否かで判断した。表３にはめっき厚の測定結果、剥離の有無、Ｖ曲げ加工をしたときの鋼板の温度を記した。温度は加熱をしていない場合は室温を記入し、加熱をした場合は加工直前の温度を熱電対で測定した。
この実施例が示すように、本発明鋼は加工による割れやめっきの剥離もなく、軽量化を達成できる。
【００１９】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明は鋼中に軽量元素を添加すると共に軽量元素を大量に含んだめっきをすることにより鋼板の軽量化を実現したもので、自動車部品などに適用することにより軽量化に寄与し、省エネ・地球環境保全に貢献するものである。
Claims (3)
- 質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを、片面あたり５０μｍ以上２００μｍ以下付けた両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
- 質量％でＡｌが５％以上１１％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面で５０μｍ以上２００μｍ以下付けた、板厚２ｍｍ以下の両面めっきを施したことを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板。
- 質量％でＡｌが５％以上２０％以下含まれた鋼板に、Ａｌの濃度が質量％で８０％以上であるめっきを片面あたり５０μｍ以上２５０μｍ以下付けた、両面めっきを施された溶融アルミめっき鋼板を４００℃以上８００℃以下でプレス加工をすることを特徴とする低比重溶融アルミめっき鋼板のプレス加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003207047A JP2005060728A (ja) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | 低比重溶融アルミめっき鋼板及びそのプレス加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003207047A JP2005060728A (ja) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | 低比重溶融アルミめっき鋼板及びそのプレス加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005060728A true JP2005060728A (ja) | 2005-03-10 |
Family
ID=34363668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003207047A Withdrawn JP2005060728A (ja) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | 低比重溶融アルミめっき鋼板及びそのプレス加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005060728A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287114A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Posco | 耐リジング性に優れた低比重高強度鋼板、低比重高強度メッキ鋼板及びこれらの製造方法 |
| JP2018528324A (ja) * | 2015-07-30 | 2018-09-27 | アルセロールミタル | アルミニウムをベースとする金属コーティングで被覆された鋼板 |
| CN110295317A (zh) * | 2013-02-14 | 2019-10-01 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 用于深冲应用的冷轧扁钢产品及其制造方法 |
| US11162153B2 (en) | 2015-07-30 | 2021-11-02 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a hardened part which does not have LME issues |
| US11414737B2 (en) | 2015-07-30 | 2022-08-16 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a phosphatable part starting from a steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003207047A patent/JP2005060728A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287114A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Posco | 耐リジング性に優れた低比重高強度鋼板、低比重高強度メッキ鋼板及びこれらの製造方法 |
| US8778097B2 (en) | 2008-05-27 | 2014-07-15 | Posco | Low specific gravity and high strength steel sheets with excellent ridging resistibility and manufacturing methods thereof |
| CN110295317A (zh) * | 2013-02-14 | 2019-10-01 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 用于深冲应用的冷轧扁钢产品及其制造方法 |
| JP2018528324A (ja) * | 2015-07-30 | 2018-09-27 | アルセロールミタル | アルミニウムをベースとする金属コーティングで被覆された鋼板 |
| US10889884B2 (en) | 2015-07-30 | 2021-01-12 | Arcelormittal | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
| US11162153B2 (en) | 2015-07-30 | 2021-11-02 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a hardened part which does not have LME issues |
| US11414737B2 (en) | 2015-07-30 | 2022-08-16 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a phosphatable part starting from a steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
| US12012655B2 (en) | 2015-07-30 | 2024-06-18 | Arcelormittal | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
| US12104255B2 (en) | 2015-07-30 | 2024-10-01 | Arcelormittal | Phosphatable part starting from a steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
| US12351886B2 (en) | 2015-07-30 | 2025-07-08 | Arcelormittal | Coated steel sheet |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |