JP2001234119A - 高面圧加工による連続成形性に優れた潤滑処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高面圧での強しごき加工において、カジリやバ
リの発生無く連続成形可能な鋼材を提供する。また、ア
ルカリ脱膜／非脱膜の選択が可能とする。 【解決手段】熱延鋼板または冷延鋼板の片面または両面
に、ポリウレタン樹脂を主成分とし、かつ、硬化皮膜の
動的貯蔵弾性率（E'）が(I) 〜(III) 式を満足する潤滑
性皮膜を１μm 以上、１５μm 以下有する潤滑処理鋼
板。 700MPa ＞ E'(80℃) ≧ 50 MPa (I) 250MPa ＞ E'(100 ℃) ≧ 5 MPa (II) 25 MPa ＞ E'(130 ℃) ≧ 0.1 MPa (III) E'(ｔ℃) ：ｔ℃における動的貯蔵弾性率

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に潤滑処理皮
膜を有する熱延鋼板もしくは冷延鋼板に関する。特に、
従来、金属石鹸系のボンデ処理が必須とされてきた高面
圧下での強しごき加工において、ボンデ処理を省略して
も成形が可能で、かつ高速連続成形時にも、ボンデ処理
と同等以上の良好な耐型カジリ性を有する潤滑処理鋼板
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板もしくは冷延鋼板に潤滑性を付
与してその用途を広げようとする試みは、従来から行わ
れてきた。まず熱延鋼板に関しては、コストダウンのた
め冷延鋼板の代替品として使用する場合に、そのままの
機械的特性値では深絞り成形性が得られないことから、
表面に潤滑性皮膜を付与することでこの問題を解決しよ
うとする試みがなされている。例えば、特開平９−２３
９８９６号公報および特開平９−２６７４３０号公報に
おいては、親水性樹脂と潤滑剤を含む皮膜を0.5〜3.0g/
m² 付着させることで、熱延鋼板でありながら、ＳＰＣ
Ｃ並みの限界絞り比（ＬＤＲ）が得られると記載されて
いる。また、特開平８−２５７４９４号公報において
は、親水性樹脂、潤滑剤および防錆剤を含む皮膜を0.5
〜5.0g/m² 付着させることで、成形性のみならず一次防
錆性においても、防錆油を塗布した冷延鋼板に匹敵する
潤滑熱延鋼板が得られると記載されている。また、特開
平１−４８６０４号公報には、潤滑性樹脂皮膜を形成さ
せる熱延鋼板の表面粗度を制御することで、型カジリや
プレス割れを軽減できるとの記載がある。

【０００３】一方、冷延鋼板では主として家電用途にお
いて、プレス成形に必要な潤滑油の脱脂工程を省略する
目的から、亜鉛めっき、クロメートを介して潤滑性皮膜
を付与する試みが従来から行われており、例えば特開平
７−１９５０２９号公報、特開平７−１８５４５５号公
報、特開平７−４１９６２号公報などにその例を見るこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
は、自動車や家電用部品の通常の成形法である、低面圧
の深絞り・張り出し成形等を対象としているため、本発
明の対象となるような高面圧強しごき加工においては潤
滑皮膜が高面圧、高伸びに耐えきれずに破断し、この結
果型かじりを発生する。ここで低面圧とは、通常1MPaの
オーダーの面圧であり、高くても10MPa のオーダーであ
る。一方、ここで言う高面圧強しごき加工では、面圧は
低くても数十MPa のオーダーであり、高い時は、数百MP
a のオーダーとなる。さらに、通常の低面圧の成形では
引張力により成形されるため、成形性の良好な軟鋼板で
も高々５０％伸びると破断する。

【０００５】一方、高面圧強しごき加工では、鋼板は圧
延のように板厚方向の圧縮力によって伸ばされるため、
１００％以上破断することなく変形する。このように、
通常の低面圧の成形に比べ高面圧強しごき加工におい
て、鋼板は極めて過酷な変形を被るため、従来技術で
は、型かじりを防止することが不可能である。具体的に
高面圧強しごき加工とは、例えば従来鋼材を用い鍛造で
製造されていた部品を板金化する際に行われる、最低で
も10％、最大70％程度の板厚減少を伴うしごき成形であ
り、適用部品としては寸法精度や平坦度を要求される部
品、あるいはグローブ転造で成形されている部品、例え
ばオートマチック・トランスミッション用歯形部品等が
例示できる。

【０００６】また従来技術は、高面圧強しごき加工での
加工発熱に対する考慮が十分でないため、従来技術の潤
滑性皮膜を単に厚くするだけでは、単独成形時には一応
の加工が出来るケースがあっても、連続成形時には、発
熱による皮膜特性の劣化により成形不能となる。

【０００７】発熱による影響としては、また、鋼材の軟
化による面圧低下という側面もある。このことについて
も、そもそも面圧の低い成形を対象とする従来技術では
十分考慮されておらず、単に加工発熱後の特定温度にお
ける潤滑性皮膜の物理特性のみに着目しがちである。し
かし、本発明が対象とする高面圧強しごき加工において
は、成形時の板温上昇の結果起こる鋼板の軟化により、
面圧が減少する影響は無視できないほど大きく、この結
果、型かじりの発生を防ぐために必要な潤滑性皮膜の必
要強度もかなりの程度低下する。すなわち、潤滑樹脂の
皮膜特性が特定温度においてどうであるかだけでなく、
その温度変化がどうであるかがより重要なのである。従
来技術ではこのような観点が欠如している。

【０００８】さらに考慮すべきは、成形後の脱脂・溶接
工程や、製品となったあとの使用状況から考えて、潤滑
皮膜が脱脂時に脱落したほうが好ましい場合とそうでな
い場合があることである。例えば、脱脂後、組み立てま
での間に時間があったり、移送を必要とする場合には、
防錆上の観点から非脱膜型であることが好ましい。ただ
し、製品として使用される環境を考えると、例えばトラ
ンスミッション部品であればオイルに常時接触した状態
で使用され、オイルの温度が100 〜150 ℃以上にもなる
ことがあるが、このような環境でも残存した皮膜が製品
性能に悪影響を与えないことが必要となる。一方、脱脂
後の工程が時間的、空間的に連続している場合には、溶
接性等を考慮すると、皮膜は脱脂により脱落することが
好ましい。そうすれば、オイルに接触する使用環境にお
いても、皮膜が悪影響を及ぼす心配も無くなる。その一
方で、もし成形部品の加工面の平坦度が高度に要求され
る場合には、皮膜の脱落により表面粗度がむしろ上がっ
てしまう懸念もある。従って、需要家の都合に応じて、
脱膜、非脱膜の選択が容易にできることが好ましい。

【０００９】本発明は、従来、金属石鹸系のボンデ処理
が必須とされてきた高面圧強しごき加工において、ブラ
ンキングした材料に一旦ボンデ処理をオフラインで行
い、そののちに高面圧強しごき加工による連続成形を行
う従来方式（３工程）に代えて、潤滑性皮膜を有する鋼
板のコイルもしくはフープから順送によりブランキング
を行い、引き続き連続成形を行う（２工程）ことによ
り、工程省略およびボンデ処理コストの削減を可能とす
るものである。

【００１０】本発明者らは公知例を詳細に調査した結
果、これらがいずれも板厚１mm前後の鋼板を円筒成形や
ハット成形することで、成形性の評価を行っていること
に気づいた。これらの成形方式では面圧が高々数十MPa
であるため、本発明の対象である高面圧強しごき加工を
十分にシミュレートすることは到底できず、従って、本
課題を解決する潤滑性皮膜を見出すことは決してできな
い。そこで、本発明者らは、実際に、図１に示すような
オートマチック・トランスミッション用歯形部品を、板
厚４mmの熱延鋼板をブランキングしたものから連続成形
して、板厚減少率が最大で７０％となる歯形部分でのカ
ジリの有無や、歯形上部での戻りバリの有無等を評価す
ることにより、高面圧加工による連続成形可能な潤滑処
理鋼板の検討を行った。この結果、主成分としてウレタ
ン樹脂を用いた膜厚１μm 以上の潤滑皮膜を鋼板上に形
成させ、かつ８０℃〜１３０℃における潤滑樹脂硬化皮
膜の貯蔵弾性率の温度による変化が特定条件を満足すれ
ば、上記の連続成形においてもカジリや戻りバリを発生
することなく、成形可能であることを見出した。また、
潤滑皮膜のアルカリ脱膜／非脱膜性についても検討を加
えた結果、ポリウレタン樹脂中にシラノール基を含有す
ればアルカリ非脱膜性、ポリウレタン樹脂中にシラノー
ル基を含有せず、かつポリウレタン樹脂の鎖伸張剤中に
水酸基を含有すればアルカリ脱膜性となることを見出し
本発明を完成するに到った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の（１）
〜（５）より成る。 （１）熱延鋼板または冷延鋼板の片面または両面に、ポ
リウレタン樹脂を主成分とし、硬化皮膜の動的粘弾性が
下式(I) 〜(III) を満足する潤滑性皮膜を１μm以上、
１５μm 以下有することを特徴とする高面圧加工による
連続成形性に優れた潤滑処理鋼板、 700MPa ＞ E'(80℃) ≧ 50 MPa (I) 250MPa ＞ E'(100 ℃) ≧ 5 MPa (II) 25 MPa ＞ E'(130 ℃) ≧ 0.1 MPa (III) E'(ｔ℃) ：ｔ℃における動的貯蔵弾性率 （２）ポリウレタン樹脂中にシラノール基を含有するこ
とを特徴とする前記（１）記載の高面圧加工による連続
成形性に優れた潤滑処理鋼板、 （３）ポリウレタン樹脂中にシラノール基を含有せず、
かつ樹脂の鎖伸張剤中に水酸基を含有することを特徴と
する前記（１）記載の高面圧加工による連続成形性に優
れた潤滑処理鋼板、 （４）潤滑性皮膜中に潤滑剤を含有し、その含有量が潤
滑性皮膜の全重量に対して５〜30wt% であって、かつそ
の融点が90℃以上であることを特徴とする前記（２）〜
（３）記載の高面圧加工による連続成形性に優れた潤滑
処理鋼板。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳述する。まず前
記（１）は、本発明の基本構成要件を述べたものであ
る。本発明が対象とする鋼板は熱延鋼板または冷延鋼板
である。板厚は特に制限しないが、通常１〜８mm程度で
ある。鋼板表面は通常の酸洗を行い酸化皮膜をある程度
除去しておくことが好ましい。この上に潤滑性皮膜を設
ける。皮膜処理面は片面であっても両面であってもかま
わない。鋼板表面に潤滑性皮膜との密着性を高めるため
のいわゆる下地処理、例えばクロメート処理、りん酸亜
鉛処理、ノンクロメート処理を施すことは必須ではな
い。潤滑性皮膜の厚みが片面あたり 1μｍ未満では成形
性が不良であり、１５μｍ超では効果が飽和する。

【００１３】なお、潤滑性皮膜の厚みは、潤滑処理鋼板
断面の電子顕微鏡観察により以下のように決定する。測
定には最低５サンプル、各々、断面サンプル作成による
明らかな剥離部分をはずしてランダムに選んだ１０視野
以上の観察結果の平均値を求める。なお、１視野の測定
長さは、皮膜厚の１０倍程度とすることが好ましい。

【００１４】式(I) 〜(III) は、前記のような高面圧強
しごき加工によって鋼板が連続成形できるために、潤滑
樹脂硬化皮膜が満足すべき粘弾性特性を規定したもので
ある。式中の動的貯蔵弾性率（Ｅ')とは、強制振動非共
振による動的粘弾性測定装置を用いて、加熱硬化した皮
膜を、温度上昇速度 ５℃／min 、振幅 １μｍ、振動
周波数 １１０Ｈｚの条件下で測定した値である。な
お、加熱硬化皮膜は室温で３０分、110 ℃で１時間乾燥
した後のものを使用し、サンプルサイズは幅５mm、長さ
１０mmのもので測定している。

【００１５】ここで、８０℃〜１３０℃において動的貯
蔵弾性率の範囲を規定しているのは以下の理由による。
高面圧強しごき加工の連続成形においては、成形中に加
工発熱によりワークの板温が上昇する。その温度は成形
条件等でも異なるが、通常、８０℃〜１３０℃の範囲内
である。例えば、先に示したオートマチック・トランス
ミッション用歯形部品の連続成形において、板厚４mm、
ブランク直径１７０ｍｍ、成形速度20s.p.m.、歯形部分
での最大板厚減少率５０％の場合には、成形１００個目
以降のワーク板温は８０℃で一定となり、最大板厚減少
率６０％の場合には１００℃で一定となり、７０％の場
合には１３０℃で一定となった。

【００１６】発熱による影響としては、また、鋼材の軟
化による面圧低下という側面も忘れてはならない。本発
明の対象となる高面圧強しごき加工において、型かじり
が発生するしごき部の面圧は、しごき加工を受ける材料
の強度に比例する。すなわち、板厚減少率が一定の場合
には、高強度の材料ほど高面圧を受ける。従って、発熱
により板温が変化すると材料が受ける面圧は変化する。
通常、１３０℃程度の温度では、どのような種類の鋼板
でも温度の上昇に伴い引張り強度（ＴＳ）は単調に減少
する。鋼種により若干異なるが、２５℃から１３０℃に
温度が上昇するとＴＳは２０％程度減少する。その結
果、しごき加工において鋼板が受ける面圧も同程度低下
することになるため、型かじりを防ぐために潤滑樹脂に
要求される強度は低下することになる。高面圧強しごき
加工において潤滑性皮膜に要求されるのは、成形時の板
温上昇により起こる鋼板の軟化に応じた物理特性を示す
ことであり、すなわち皮膜特性の温度変化がどうである
かこそが重要なのである。

【００１７】ここで、この物理特性を高分子化合物の力
学物性、例えば強度や伸びという観点から正確に予測
し、規定することは、必ずしも容易ではない。その理由
は、高分子化合物が粘弾性物質であり、その材料特性が
複雑な温度変化を示すこと、および、高面圧強しごき加
工時の潤滑性皮膜の変形が、弾性範囲から大きくはずれ
た大変形であり、弾性率や粘性率で直接規定するのが難
しいことによる。しかしながら、本発明者らは種々検討
した結果、このような大変形時においても、さきに述べ
た微小振動法で求めた動的粘弾性パラメーターである動
的貯蔵弾性率（Ｅ')が、成形の可否と非常に良い相関が
あることを見出した。もちろん、動的貯蔵弾性率（Ｅ')
は、その定義から考えても明らかなように、鋼板強度や
面圧の温度変化と直接比例関係にあるものではない。

【００１８】潤滑性皮膜に要求される物理特性を、成形
時の板温範囲において規定したのが、前記(I) 〜(III)
式である。潤滑樹脂硬化皮膜の動的貯蔵弾性率（Ｅ')
が、それぞれの温度で、前記(I) 、(II)式の下限を下回
ると、各温度における成形時の面圧に対して潤滑性皮膜
の強度が不足し、皮膜が面圧に耐え切れずに破壊され
て、歯形部分でのカジリや歯形上部での戻りバリが発生
する。一方、前記(I) 〜(III) 式の上限以上となると、
皮膜強度が高すぎて、皮膜が鋼板の変形に追従できずに
破壊され、やはりカジリやバリの発生につながる。

【００１９】潤滑性皮膜の貯蔵弾性率を前記(I) 〜(II
I) 式の範囲内とするためには、主成分であるポリウレ
タン樹脂の合成において、以下の方法が挙げられる。ま
ず、主骨格であるマクロポリオールを選択することによ
り、貯蔵弾性率を前記(I) 〜(III) 式の範囲内とするこ
とができる。使用できるマクロポリオールとしては、例
えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルア
ミドポリオール、アクリルポリオール、ポリカーボネー
トポリオール、ポリヒドロキシアルカン、ひまし油、ポ
リウレタンポリオール、又はそれらの混合物が挙げられ
る。これらマクロポリオールの中、ポリカーボネートポ
リオール、ポリエステルポリオールを使用したものが、
その凝集力、及び結晶性から貯蔵弾性率が高くなる。

【００２０】さらにこれらマクロポリオール以外に、平
均分子量を調節する目的で、分子量が６２〜２００の低
分子量ポリオールを混合することにより貯蔵弾性率を前
記(I) 〜(III) 式の範囲内とすることもできる。低分子
量ポリオールを混合することによりウレタン結合濃度が
高くなり、高温における貯蔵弾性率を高く保つことがで
きる。

【００２１】次に、イソシアネート化合物の選択によっ
ても貯蔵弾性率を調節することが可能である。このイソ
シアネート化合物としては、例えばトリメチレンジイソ
シアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシア
ネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、１，２
−ブチレンジイソシアネート、２，３−ブチレンジイソ
シアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート、２，
４，４−又は２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート、２，６−ジイシアネートメチルカプロ
エート等の脂肪族ジイソシアネート、例えば１，３−シ
クロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサ
ンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシ
アネート、３−イソシアネートメチル−３，５，５−ト
リメチルシクロヘキシルイソシアネート、４，４’−メ
チレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル
−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−
２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、１，４−ビ
ス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，３−
ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ノルボ
ルネンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、
例えばｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレ
ンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシア
ネート、１，５−ナフタレンジイソシアンート、４，
４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−又
は２，６−トリレンジイソシアネートもしくはその混合
物、４，４’−トルイジンジイソシアネート、ジアニシ
ジンジイソシアネート、４−４’−ジフェニルエーテル
ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、例えば
１，３−又は１，４−キシリレンジイソシアネートもし
くはその混合物、ω，ω’−ジイソシアネート−１，４
−ジエチルベンゼン、１，３−又は１，４−ビス（１−
イソシアネート−１−メチルエチル）ベンゼン、もしく
はその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート等が挙げ
られる。

【００２２】前記各種のイソシアネート基を有する化合
物が使用されるが、貯蔵弾性率を前記(I) 〜(III) 式の
範囲内とするため、および製造条件から芳香族、芳香脂
肪族、もしくは脂環族イソシアネート化合物が好まし
い。

【００２３】また、さらに他の鎖延長剤を反応させるこ
とにより貯蔵弾性率を前記(I) 〜(III) 式の範囲内とす
ることも可能である。前記鎖延長剤としては、例えば公
知のポリアミン化合物等が使用される。前記ポリアミン
化合物としては、例えばエチレンジアミン、１，２−プ
ロパンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピ
ペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、イソホロンジ
アミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、
３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタ
ンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン等のジア
ミン類、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン等のポリアミン類、ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒ
ドロキシエチルジエチレントリアミン、２−［（２−ア
ミノエチル）アミノ］エタノール、３−アミノプロパン
ジオール等のアミノ基と水酸基をもつ化合物、ヒドラジ
ン類、酸ヒドラジド類が挙げられる。前記ポリアミン化
合物は、単独で、又は２種以上の混合物で使用される。
これら鎖伸長を使用することにより分子量を調節できる
こと、及び尿素結合が導入されることによりハードセグ
メントを形成し、高温での貯蔵弾性率を高く保つことが
できる。

【００２４】前記（２）は、本発明の潤滑処理鋼板が、
高面圧加工による連続成形性に優れているうえにアルカ
リ非脱膜性であって、かつオイル中での高温耐久性に優
れているための要件である。シラノール基を含有しない
と、アルカリ非脱膜性は達成できても、１００〜１５０
℃のオイル中での潤滑樹脂皮膜の分解が抑制できない。
この理由は明らかではないが、シロキサン結合を生成す
ることにより高分子量体を形成し、１００℃以上の高温
域においても高い貯蔵弾性率を達成することができるた
めと推定される。

【００２５】なお、ポリウレタン樹脂中にシラノール基
を含有させる方法は種々あるが、例えば、1 分子あたり
少なくとも1 個のイソシアネート基と反応可能な活性水
素基を有する加水分解性ケイ素基を含有する化合物を、
イソシアネート基を末端にもつポリウレタンプレポリマ
ーと反応させることにより得ることができる。

【００２６】シラノール基の含有量はとくに限定しない
が、ポリウレタン樹脂の固形分に対して０. ５〜１５.
０ｗｔ％が好ましく、０．８〜１２．０ｗｔ％がよりが
好適である。なお、シラノール基を含有させることによ
り架橋構造を形成し、１００℃以上の温度領域において
１０MPa 程度の貯蔵弾性率を達成することが容易とな
る。

【００２７】前記（３）は、本発明の潤滑処理鋼板が、
高面圧加工による連続成形性に優れているうえに、アル
カリ脱膜性であるための要件である。水酸基を鎖伸張剤
中に含有しないと、アルカリ脱膜しない。その理由は、
分子中の水酸基が含まれることにより水との親和性が高
くなり、水溶解性が高くなるためと考えられる。

【００２８】上記を鑑みると本発明に適用可能な前記鎖
伸張剤としては、ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒドロ
キシエチルジエチレントリアミン、2-[(2-アミノエチ
ル) アミノ] エタノール、3-アミノプロパンジオール等
が挙げられる。この水酸基の導入では、前記（１）の貯
蔵弾性率は影響されない。

【００２９】前記（４）は、前記（２）、（３）の潤滑
性皮膜つき鋼板の成形性をさらに向上させるための要件
を述べたものである。潤滑剤の添加量が潤滑性皮膜の全
重量に対して５％未満では効果が十分でなく、一方、３
０％を越えるとむしろ皮膜の成膜性が低下して、連続成
形性が劣化する。潤滑剤の融点が90℃未満では、高面圧
強しごき加工での連続成形に耐えられない。使用可能な
潤滑剤としては、二硫化モリブデン、グラファイト、二
硫化タングステン、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化セ
リウム、メラミンシアヌレート、ステアリン酸亜鉛やス
テアリン酸アミド等のステアリン酸化合物、テフロン等
のフッ素樹脂ワックス、ポリエチレン等のポリオレフィ
ンワックス等がある。潤滑剤の大きさは特に制限しない
が、潤滑皮膜の膜厚に比べて大きすぎると、ライン通板
時や成形時に脱落する等の問題を起こすので、通常、膜
厚の３倍以下が好ましい。より好適には２倍以下であ
る。

【００３０】これら以外に潤滑性皮膜中に添加できるも
のとしては、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア、
タルク、クレー、ドロマイト、炭酸カルシウム、硫酸ベ
リウム、カーボンファイバー、グラスファイバー、雲
母、チタン酸カリウイスカー、滑石などの充填剤、ある
いはりん酸系、アミン系、含窒素系などの防錆剤が例示
できる。

【００３１】潤滑性皮膜の成膜方法は特に制限しない
が、ポリウレタン樹脂の種類に応じて、溶剤に溶解して
鋼板上に塗布・乾燥する方法、樹脂を水溶性または水分
散性として、溶剤を使わずに水に分散させたのち、鋼板
上に塗布・乾燥する方法、さらには、あらかじめ樹脂フ
ィルムとして成形したものを鋼板上に熱圧着する方法な
どがある。

【００３２】本発明に適用可能な鋼板種類についても、
熱延鋼板、冷延鋼板のいずれについても可能で、かつ、
鋼板強度としても、軟鋼板から高強度鋼板までどの種類
であってもかまわない。高強度鋼板については、特に成
分、強化機構の制限は無く、固溶強化型、析出強化型、
組織強化型もしくはそれらの複合型のいずれの高強度鋼
板であってもかまわない。

【００３３】

【実施例】270MPa 級の熱延鋼板に表１の樹脂を主成分
とする潤滑皮膜を塗布し、ブランク直径１７０ｍｍにブ
ランキングした。これを、ポンチ直径１３０ｍｍの金型
を用い、歯形形状、クリアランスを色々変え、歯形部の
最大板厚減少率を変化させ、図１のような部品の成形を
行った。成形速度は２０s.p.m.、成形個数は３００個と
した。なお、いずれの条件も成形品温度は１００個前後
で一定値に達した。使用した鋼板、潤滑皮膜、潤滑剤の
詳細は表２に示す通りである。

【００３４】

【表１】 ポリウレタン樹脂 （図２参照）

【００３５】成形品の評価は以下のようにして行った。 （１）カジリ個数、バリ個数 成形品３００個のうち、歯形部分での鋼板のカジリや、
歯形上部での戻りバリの生じたものの個数を数えた。 （２）アルカリ脱膜性 成形品をアルカリ脱脂液でスプレー脱脂した前後での皮
膜残存率を測定した。脱脂条件は、脱脂薬剤FC-L-4480
、濃度18g/l 、pH 11 、浴温60℃、スプレー圧力3kgf/
cm² 、脱脂２０秒、水洗３０秒である。皮膜残存率の測
定は、皮膜中にコロイダルシリカを所定量含有させ、そ
の量変化を蛍光Ｘ線分析することにより行った。 ○：皮膜残存率 １０％未満 （アルカリ脱膜） △：皮膜残存率 １０％以上、９０％未満 ×：皮膜残存率 ９０％以上 （アルカリ非脱膜） （３）高温油溶解性 前項のアルカリ脱脂を行った成形品を、160 ℃に加熱し
たオートマチック・トランスミッション用油(ATF) に１
ヶ月間浸漬し、潤滑皮膜の重量減少を測定した。 ○：皮膜残存率 ９０％以上 △：皮膜残存率 １０％以上、９０％未満 ×：皮膜残存率 １０％未満 Ｆ：アルカリ脱膜時点で皮膜残存率１０％未満 結果を表２に示す。本発明品が高面圧強しごき加工にお
いて、ボンデ処理した鋼板に比肩しうる良好な成形性を
示すこと、アルカリ脱膜、非脱膜の選択がウレタン樹脂
成分の制御により容易に行えること、非脱膜型について
は、高温油中での潤滑皮膜の耐久性に優れることがわか
る。

【００３６】

【表２】

【００３７】なお、図２に上記の実施例および比較例で
あるポリウレタン樹脂の、動的貯蔵弾性率（E'）の測定
結果を示した。実施例のポリウレタン樹脂Ａ、Ｂ、Ｃは
いずれも、動的貯蔵弾性率（E'）が前記(I) 〜(III) 式
を満足している。これに対して、比較例のＤは、８０℃
および１００℃における動的貯蔵弾性率（E'）が本発明
品の範囲より低く、これらの温度で高面圧連続成形を行
うと、皮膜が面圧に耐え切れずに破壊されて、歯形部分
でのカジリや歯形上部での戻りバリが発生した。一方、
比較例のＥは、８０℃および１３０℃における動的貯蔵
弾性率（E'）が本発明品の範囲より高く、これらの温度
で高面圧連続成形を行うと、皮膜が鋼板の変形に追従で
きずに破壊され、カジリやバリが発生した。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、従来、金属石鹸系のボン
デ処理が必須とされてきた高面圧下での強しごき加工、
例えばオートマチック・トランスミッション用歯形部品
のプレス成形等において、ボンデ処理を省略しても成形
が可能で、かつ高速連続成形時にも、ボンデ処理と同等
以上の良好な耐型カジリ性を有し、さらに必要に応じ
て、アルカリ脱膜、非脱膜の選択が可能な潤滑処理鋼板
を提供することができる。この結果、工程省略、ボンデ
処理費用削減、金型寿命延長などによるメリットは大き
く、工業的にきわめて価値が高い発明であると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用例であるオートマチック・トラン
スミション用歯形部品の模式図である。

【図２】本発明の潤滑皮膜の主成分として適用可能（実
施例）もしくは不可能（比較例）なポリウレタン樹脂
の、動的貯蔵弾性率（E'）の測定結果である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 知久 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 森 陽一郎 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 田和 務 大阪府大阪市淀川区十三本町２丁目17番85 号 武田薬品工業株式会社化学品カンパニ ー内 (72)発明者 甲田 千佳子 大阪府大阪市淀川区十三本町２丁目17番85 号 武田薬品工業株式会社化学品カンパニ ー内 (72)発明者 白木 寛之 大阪府大阪市淀川区十三本町２丁目17番85 号 武田薬品工業株式会社化学品カンパニ ー内 Ｆターム(参考） 4D075 CA09 DA03 DB02 EA37 EB38 4J038 CB012 CB142 CD122 DG051 DG061 DG111 DG121 DG131 DG171 DG191 DG211 GA03 GA15 HA036 HA106 HA316 HA356 JA47 JB13 JB36 MA09 MA10 NA09 NA14 PA18 PB06 PC02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱延鋼板または冷延鋼板の片面または両
   面に、ポリウレタン樹脂を主成分とし、硬化皮膜の動的
   粘弾性が下式(I) 〜(III）を満足する潤滑性皮膜を1 μ
   m 以上、1 ５μm 以下有することを特徴とする高面圧加
   工による連続成形性に優れた潤滑処理鋼板。 700MPa ＞ E'(80℃) ≧ 50 MPa (I) 250MPa ＞ E'(100 ℃) ≧ 5 MPa (II) 25 MPa ＞ E'(130 ℃) ≧ 0.1 MPa (III) E'(ｔ℃) ：ｔ℃における動的貯蔵弾性率
2. 【請求項２】 ポリウレタン樹脂中にシラノール基を含
   有することを特徴とする請求項１記載の高面圧加工によ
   る連続成形性に優れた潤滑処理鋼板。
3. 【請求項３】 ポリウレタン樹脂中にシラノール基を含
   有せず、かつ樹脂の鎖伸張剤中に水酸基を含有すること
   を特徴とする請求項１記載の高面圧加工による連続成形
   性に優れた潤滑処理鋼板。
4. 【請求項４】 潤滑性皮膜中に潤滑剤を含有し、その含
   有量が潤滑性皮膜の全重量に対して５〜30wt% であっ
   て、かつその融点が90℃以上であることを特徴とする請
   求項２〜３記載の高面圧加工による連続成形性に優れた
   潤滑処理鋼板。