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JP2010018829A - Lubricated steel sheet and treatment liquid for forming lubricant film - Google Patents

Lubricated steel sheet and treatment liquid for forming lubricant film Download PDF

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JP2010018829A
JP2010018829A JP2008179345A JP2008179345A JP2010018829A JP 2010018829 A JP2010018829 A JP 2010018829A JP 2008179345 A JP2008179345 A JP 2008179345A JP 2008179345 A JP2008179345 A JP 2008179345A JP 2010018829 A JP2010018829 A JP 2010018829A
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JP
Japan
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film
component
lubricating
steel sheet
alkali metal
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Pending
Application number
JP2008179345A
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Japanese (ja)
Inventor
Kichihei Miyahara
吉平 宮原
Yoshihiro Kawanishi
義博 川西
Tetsuyuki Nakagishi
徹行 中岸
Kazuyoshi Sawai
一喜 澤井
Hajime Ashitachi
肇 芦立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】潤滑処理を施した後に長期間が経過するか、及び/又は湿潤環境で、追加の潤滑処理を行わずにプレス加工を行っても、錆発錆が防止され、安定して潤滑皮膜の潤滑性が保持され、かつ脱膜性と化成処理性が良好な潤滑処理鋼板を提供する。
【解決手段】アルカリ金属ホウ酸塩及び/又はアルカリ金属ケイ酸塩(特にリチウムシリケート)からなる皮膜形成成分と、ステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物からなる潤滑成分と、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物から選ばれる少なくとも1種からなる防錆成分とを含有する処理液を用いて潤滑皮膜を鋼板、特に鋼帯の表面に形成する。
【選択図】なし
Rust rusting is prevented even when a long period of time elapses after a lubrication treatment and / or press processing is performed without additional lubrication treatment in a wet environment, and a stable lubricant film Thus, a lubricated steel sheet having good film-removability and good film removal and chemical conversion properties is provided.
A film-forming component comprising an alkali metal borate and / or alkali metal silicate (especially lithium silicate), a lubricating component comprising a mixture of zinc stearate and wax, oxygen of phosphate and vanadium. A lubricating film is formed on the surface of a steel sheet, particularly a steel strip, using a treatment liquid containing at least one rust preventive component selected from acid salts, oxyacid salts of molybdenum and mercapto compounds.
[Selection figure] None

Description

本発明は、加工後の脱膜性、従って化成処理性に優れ、十分な潤滑性能に加えて、防錆性をも具備し、かつ皮膜性能の経時安定性に優れた潤滑皮膜が鋼板の表面に形成された潤滑処理鋼板と、この潤滑皮膜の形成に使用される潤滑皮膜形成用処理液に関する。   The present invention is excellent in film removal after processing, and hence in chemical conversion treatment, and in addition to sufficient lubrication performance, has a rust preventive property, and a lubricating film excellent in stability over time of the film performance is a surface of the steel sheet. The present invention relates to a lubricated steel sheet formed on the surface and a treatment liquid for forming a lubricating film used for forming the lubricating film.

本明細書において、「鋼板」とは「鋼帯」をも含む意味である。即ち、「鋼板」は、鋼帯から切断された狭義の意味での鋼板(切断鋼板、プレス加工用にブランキングされた鋼板を含む)と、切断される前の鋼帯(例、コイルに巻き取られた鋼帯)、のいずれの形態であってもよい。   In this specification, “steel plate” means to include “steel strip”. That is, “steel plate” means a steel plate in a narrow sense cut from a steel strip (including a cut steel plate and a steel plate blanked for press work) and a steel strip before being cut (eg, wound on a coil). Any form of steel strip taken) may be used.

熱延鋼板、冷延鋼板を問わず、最近では、各種用途に対して、強度改善或いは軽量化のために高張力鋼板が広く採用されるようになってきている。高張力鋼板はもともと成形性が十分でないので、高張力鋼板を成形する際には金型の焼付きが起こり易い。そのため、鋼板の成形性を高める手段を講じて、金型の焼付き防止を図ることが求められる。   Regardless of hot-rolled steel sheets or cold-rolled steel sheets, recently, high-tensile steel sheets have been widely adopted for various applications in order to improve strength or reduce weight. Since a high-tensile steel plate is originally not sufficiently formable, mold seizure tends to occur when a high-tensile steel plate is formed. Therefore, it is required to take measures to improve the formability of the steel sheet and to prevent seizure of the mold.

鋼板の成形性を改善する手段として、例えば、ミルボンドで代表される有機系の潤滑皮膜を鋼板表面に塗布する方法がある。有機系の潤滑皮膜は、成形性の改善効果は大きいが、皮膜の厚みが大きいため、プレス加工時に潤滑皮膜の剥離によるプレスかすの発生が不可避である。   As a means for improving the formability of the steel sheet, for example, there is a method of applying an organic lubricating film typified by mill bond to the steel sheet surface. An organic lubricating film has a great effect of improving moldability, but since the thickness of the film is large, it is inevitable that press debris is generated due to peeling of the lubricating film during press working.

発生したプレスかすは、加工表面を汚染する、表面欠陥の原因になる、といった問題がある。特に、自動車用トルクコンバータ部品といった精密機器では、加工後に残存するプレスかす、汚れ等は、内部の機械動作不良の原因にもなるので、許容されない。   The generated press dust has a problem that it contaminates the processed surface and causes surface defects. In particular, in precision equipment such as automotive torque converter parts, press debris, dirt, etc. remaining after processing can cause internal machine malfunctions and are not allowed.

また、自動車の車体用鋼板、特に車体外層用鋼板では、激しいプレス加工後も美麗な外観を有することが要求される。しかし、上述のミルボンド等の有機系の潤滑皮膜では、剥離したプレスかすが、プレス加工後の押し込み欠陥となり、加工後の外観品質を著しく損なう。そのため、ミルボンの適用ができなかった。   Further, steel plates for automobile bodies, particularly steel plates for vehicle outer layers, are required to have a beautiful appearance even after intense pressing. However, in the organic lubricating film such as the above-mentioned mill bond, the peeled debris becomes an indentation defect after press working, and the appearance quality after processing is significantly impaired. Therefore, the application of milbon could not be performed.

このような背景から、プレスかすが低減でき、良好な成形性が確保できる鋼板の処理が求められてきた。この要望に対して、次のように無機物をベースとする潤滑皮膜を鋼板表面に形成する潤滑処理に関する提案がいくつかなされている。   From such a background, there has been a demand for processing steel sheets that can reduce press dust and ensure good formability. In response to this demand, several proposals have been made regarding a lubrication treatment in which a lubricant film based on an inorganic material is formed on a steel sheet surface as follows.

特開2002−307613号公報(特許文献1)には、化成処理性、成形性に優れた潤滑処理鋼板として、リチウムシリケート皮膜が開示されている。具体的には、リチウムシリケートのLi分がLi/Si(原子比)=0.4〜0.7であり、かつ潤滑剤/リチウムシリケート質量比を0.1〜2.0とすることで、良好な化成処理性、成形性を得ることができる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-307613 (Patent Document 1) discloses a lithium silicate film as a lubricated steel sheet having excellent chemical conversion properties and formability. Specifically, the lithium content of the lithium silicate is Li / Si (atomic ratio) = 0.4 to 0.7, and the lubricant / lithium silicate mass ratio is 0.1 to 2.0. Good chemical conversion processability and moldability can be obtained.

特開2000−309793号公報(特許文献2)には、化成処理後の金属材料の塑性加工用水系潤滑剤として、「無機塩+金属石鹸+ワックス」の組合せ処理が開示されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-309793 (Patent Document 2) discloses a combination treatment of “inorganic salt + metal soap + wax” as an aqueous lubricant for plastic working of a metal material after chemical conversion treatment.

特開2004−99949号公報(特許文献3)には、塑性加工用金属材料の表面に、リン酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩から選ばれた少なくとも1種の無機化合物と、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデンおよびグラファイトから選ばれた少なくとも1種の滑剤を主成分とする水系処理液を接触させた後、乾燥して、金属との界面側に位置する前記無機化合物を主成分とするベース層と表面側に位置する前記滑剤を主成分とする滑剤層とに分離した2層潤滑皮膜を形成することが開示されている。   In JP-A-2004-99949 (Patent Document 3), the surface of the metal material for plastic working was selected from phosphate, sulfate, borate, silicate, molybdate and tungstate. After contacting at least one inorganic compound with an aqueous treatment liquid mainly composed of at least one lubricant selected from metal soap, wax, polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide and graphite, and drying, It is disclosed to form a two-layer lubricating film separated into a base layer mainly composed of the inorganic compound located on the interface side with the metal and a lubricant layer principally composed of the lubricant located on the surface side. .

これらの無機化合物を皮膜形成成分として利用した潤滑皮膜は必ずしも満足できるとは言えない。特に、有機系皮膜であるミルボンドでは良好であった、耐型かじり性と脱膜性が不十分である。自動車車体用鋼板のようにプレス加工後に塗装が施される用途では、プレス加工が終わると潤滑皮膜が脱脂処理により除去され、塗装下地処理としてリン酸亜鉛処理のような化成処理が施された後、塗装が行われる。脱脂時の潤滑皮膜の脱膜性が不十分であると、次に行われる化成処理において形成される化成皮膜が不均一となり、美麗な塗装を施すことができない。   Lubricating films using these inorganic compounds as film forming components are not necessarily satisfactory. In particular, the mold galling resistance and the film removal property, which were good in the case of a mill bond which is an organic film, are insufficient. In applications where coating is applied after press processing, such as steel sheets for automobile bodies, after the press processing is finished, the lubricating film is removed by degreasing treatment, and after chemical conversion treatment such as zinc phosphate treatment is applied as a coating base treatment Painting is done. If the film removal property of the lubricating film at the time of degreasing is insufficient, the chemical conversion film formed in the chemical conversion treatment to be performed next becomes non-uniform, and a beautiful coating cannot be applied.

本出願人らは、安定した脱膜性と化成処理性を確保でき、かつ良好なプレス成形性、耐型かじり性を発現することができる潤滑処理鋼板として、アルカリ金属ホウ酸塩またはこれとリチウムシリケートとの混合物からなる皮膜形成成分中にステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物からなる潤滑成分を含有させた潤滑皮膜を鋼板表面に形成することを、特開2007−275706号公報(特許文献4)および特開2006−240157号公報(特許文献5)に提案した。   The present applicants have disclosed alkali metal borates or lithium and lithium as a lubricated steel sheet capable of ensuring stable film removal and chemical conversion treatment, and exhibiting good press formability and mold galling resistance. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-275706 (Patent Document 4) forms a lubricating film in which a lubricating component composed of a mixture of zinc stearate and a wax is contained in a film forming component composed of a mixture with silicate. And it proposed to Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-240157 (patent document 5).

潤滑処理をした鋼板は、プレス加工等の処理を行うまでに、輸送、保管等を行う必要があり、その外部環境によっては発錆が問題となる。プレス作業の効率化を図るため、昨今は、厳しいプレス加工に必要な高度の潤滑性を付与するためのボンデ・ボンダリューベ等の前処理を実施することなく、そのままプレスできる鋼材を強く要望されている。   The lubricated steel sheet needs to be transported, stored, etc. before being subjected to processing such as pressing, and rusting is a problem depending on the external environment. In order to improve the efficiency of press work, there has been a strong demand for steel materials that can be pressed as they are without pre-treatment such as bonde and bonderube to provide the high level of lubricity required for strict press work. Yes.

ボンデ・ボンダリューベ処理とは、リン酸亜鉛層を化学反応で形成した後、金属石鹸を塗布する処理であり、厳しいプレス加工を可能にする高度の潤滑性を鋼板表面に付与することができる。しかし、この処理により形成された皮膜は吸水性が高く、湿潤環境下に長時間さらされると錆の発生を生じやすい。そのため、ボンデ・ボンダリューベ処理は、処理後の鋼板を長時間保管することが実質的に不可能であることから、ブランキング後の鋼板にバッチ処理で適用することが前提となっており、作業効率の低下をもたらしていた。   The bonde-bonderube treatment is a treatment in which a zinc phosphate layer is formed by a chemical reaction and then a metal soap is applied, and a high level of lubricity that enables severe press working can be imparted to the steel sheet surface. However, the film formed by this treatment has high water absorption, and rust is likely to be generated when exposed to a humid environment for a long time. For this reason, Bonde-Bondalube processing is virtually impossible to store the processed steel sheet for a long time, so it is assumed that it will be applied in batch processing to the blanked steel sheet. It was causing a decrease in efficiency.

在庫が長期化しても、潤滑処理を施した鋼板の良好な防錆性が確保できれば、スケジュールフリーとすることができ、プレス作業者にとって作業工程の自由度が増し、有利である。従って、ボンデ・ボンダリューベ処理のような前処理を行なわずに厳しいプレス加工を施すことができる高度の潤滑性に加えて、防錆性を併せ持つ潤滑処理鋼板が強く求められている。   Even if the stock is extended, if the rust preventive property of the lubricated steel sheet can be secured, the schedule can be made free, which is advantageous for the press operator because the degree of freedom of the work process is increased. Accordingly, there is a strong demand for a lubricated steel sheet that has rust prevention properties in addition to a high level of lubricity that can be subjected to severe pressing without pretreatment such as bonde-bonderube processing.

特に、ブランキング前の鋼帯にそのままプレスできる潤滑処理を施した潤滑処理鋼帯の場合、製造、出荷からユーザでのプレス加工までに非常に長い時間が経過するので、高度の防錆性を持った潤滑皮膜が必須となる。前述のミルボンドのような有機系の潤滑処理も、皮膜の吸水性が高く、その防錆性は不十分であって、防錆油だけを塗油した鋼板に比べて防錆性が劣る。従って、潤滑処理を施された鋼帯として出荷する場合には、外部環境によっては錆を完全に防止することができない。   In particular, in the case of a lubricated steel strip that has been subjected to a lubrication treatment that can be pressed directly on the steel strip before blanking, a very long time elapses from the manufacture and shipment to the press processing by the user. Having a lubricating film is essential. The organic lubrication treatment such as the above-mentioned mill bond also has a high water absorption of the film, its rust prevention property is insufficient, and is inferior to the steel plate coated with only the rust prevention oil. Therefore, when shipped as a steel strip that has been subjected to lubrication treatment, rust cannot be completely prevented depending on the external environment.

また、長時間保管しなくても、ボンデ・ボンダリューベ処理された鋼板は、梅雨時期によくプレス割れが発生すると言われており、湿潤雰囲気下では短期間でプレス性が低下するという問題がある。プレス時の外部環境が変化しても、良好な防錆性を確保するとともに、安定した潤滑性を発揮できる潤滑処理鋼板または鋼帯が強く望まれている。   In addition, even if it is not stored for a long time, it is said that the steel plates treated with bonde and bonderube are often subjected to press cracking during the rainy season, and there is a problem that pressability deteriorates in a short period in a humid atmosphere. . There is a strong demand for a lubricated steel sheet or steel strip that can ensure good rust prevention and exhibit stable lubricity even when the external environment during pressing changes.

特開平10−36876号公報(特許文献6)には、防錆剤を加えた金属材料塑性加工用潤滑剤が開示されている。防錆剤としてアルカノールアミンが例示されているが、防錆効果は他の皮膜形成成分、潤滑成分と一体になって発現するため、単に公知の防錆成分を添加しても効果を得ることはできない。また、防錆成分により脱膜性、化成処理性、および成形性などの物性が阻害されないことが必要であり、上述の経時変化を起こさないことも考慮することが必要である。   Japanese Patent Laid-Open No. 10-36876 (Patent Document 6) discloses a lubricant for plastic working of a metal material to which a rust preventive agent is added. Alkanolamine is exemplified as a rust preventive agent, but the rust preventive effect is manifested integrally with other film forming components and lubricating components, so that even if a known rust preventive component is added, the effect can be obtained. Can not. Moreover, it is necessary that the physical properties such as film removal property, chemical conversion property, and moldability are not inhibited by the rust preventive component, and it is necessary to consider that the above-described change with time is not caused.

特許文献6では、対象が潤滑剤組成物及び潤滑性金属材料と広く記載されているものの、実質的に伸線加工用であり、鋼板や鋼帯のプレス加工等を対象としていない。伸線加工と鋼板のプレス加工では、皮膜が必要とする物性が異なっているので、伸線加工用の組成物をプレス加工にそのまま応用することはできない。
特開2002−307613号公報 特開2000−309793号公報 特開2004−99949号公報 特開2007−275706号公報 特開2006−240157号公報 特開平10−36876号公報
In Patent Document 6, although the object is widely described as a lubricant composition and a lubricious metal material, it is substantially for wire drawing, and does not target the pressing of a steel plate or a steel strip. Since the physical properties required for the film are different between the wire drawing and the steel plate pressing, the composition for wire drawing cannot be directly applied to the pressing.
JP 2002-307613 A JP 2000-309793 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-99949 JP 2007-275706 A JP 2006-240157 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-36876

本発明は、ボンデ・ボンダリューベ処理のような前処理を施さずに、そのまま厳しいプレス加工に施すことができる高度の潤滑性を発揮し、同時に防錆性が良好であって、輸送や保管等の期間が長期化しても錆の発生が防止され、かつ経時的に潤滑性が低下せず、安定したブレス性を確保できる潤滑処理鋼板と、その製造に用いることのできる、潤滑性、防錆性および経時安定性に優れた潤滑皮膜形成用処理液を提供する。   The present invention exhibits high lubricity that can be applied to severe press work as it is without pre-treatment such as bonde and bonderube treatment, and at the same time has good anti-rust properties, transportation and storage, etc. Rust generation is prevented even if the period is prolonged, and the lubrication treated steel sheet that can ensure stable breathability without deterioration of lubricity over time, and lubricity and rust prevention that can be used in its production Provided is a treatment solution for forming a lubricating film having excellent properties and stability over time.

より具体的には、本発明は、自動車車体用鋼板として要求される脱膜性と化成処理性を備え、自動車車体のプレス加工に必要な高度の成形性に加えて、防錆性も具備した潤滑処理熱延および冷延鋼板、ならびにその製造に用いるための潤滑皮膜形成用処理液を提供する。   More specifically, the present invention has a film-removing property and a chemical conversion property required as a steel plate for an automobile body, and also has a rust prevention property in addition to a high formability necessary for press working of an automobile body. Lubricated hot-rolled and cold-rolled steel sheets, and a lubricating film forming treatment liquid for use in the production thereof are provided.

本発明によれば、上記特許文献4、5に提案された、潤滑性、耐型かじり性、脱膜性、化成処理性が良好な潤滑皮膜をベースにし、これに特定の防錆成分を含有させることにより、上記課題を解決することができる。   According to the present invention, based on the lubricating film proposed in Patent Documents 4 and 5 and having good lubricity, mold galling resistance, film removal property, and chemical conversion treatment property, it contains a specific rust preventive component. By doing so, the above-mentioned problems can be solved.

本発明は、皮膜形成成分中に潤滑成分を含有する潤滑皮膜を鋼表面に備えた、鋼板又は鋼帯の形態の潤滑処理鋼板であって、該皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩またはその両者の混合物であり、該潤滑成分がステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物であり、かつ該潤滑皮膜が、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物から選ばれる少なくとも1種の防錆成分をさらに含有することを特徴とする潤滑処理鋼板である。   The present invention relates to a lubricated steel sheet in the form of a steel plate or steel strip provided with a lubricating film containing a lubricating component in the film forming component, wherein the film forming component is an alkali metal borate, an alkali metal A silicate or a mixture of both, wherein the lubricating component is a mixture of zinc stearate and wax, and the lubricating coating comprises phosphate, vanadium oxyacid salt, molybdenum oxyacid salt and mercapto compound It is a lubricated steel plate characterized by further containing at least one rust preventive component selected from:

別の側面からは、本発明は、アルカリ金属ホウ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩またはその両者の混合物からなる皮膜形成成分と、ステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物からなる潤滑成分と、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物から選ばれる少なくとも1種からなる防錆成分とを含有することを特徴とする、潤滑皮膜形成用処理液である。   From another aspect, the present invention provides a film-forming component comprising an alkali metal borate, an alkali metal silicate, or a mixture of both, a lubricating component comprising a mixture of zinc stearate and wax, and a phosphate. And a rust preventive component comprising at least one rust selected from vanadium oxyacid salt, molybdenum oxyacid salt and mercapto compound.

本発明の好適態様を例示すると、以下の通りである:
・前記アルカリ金属ケイ酸塩がリチウムシリケートである;
・前記皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩とリチウムシリケートとの混合物であり、該リチウムシリケートのLi/Si原子比が0.5〜4.0の範囲内であり、かつアルカリ金属ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分質量比が2/3以上である;
・前記防錆成分が、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、バナジン酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム四水和物、及びメルカプトエタノールから選ばれた1種または2種以上である;
・潤滑成分/皮膜形成成分の固形分質量比が0.1〜2.0の範囲内であり、ステアリン酸亜鉛/ワックスの質量比が0.3〜5.0の範囲内であり、防錆成分/皮膜形成成分の質量比が0.001〜2.0の範囲内である。
Illustrative preferred embodiments of the invention are as follows:
The alkali metal silicate is lithium silicate;
The film-forming component is a mixture of an alkali metal borate and lithium silicate, the Li / Si atomic ratio of the lithium silicate is in the range of 0.5 to 4.0, and the alkali metal borate / The solid content mass ratio of the lithium silicate is 2/3 or more;
The rust preventive component is one or more selected from magnesium phosphate, ammonium phosphate, ammonium vanadate, ammonium molybdate tetrahydrate, and mercaptoethanol;
-The mass ratio of the solid content of the lubricating component / film-forming component is within the range of 0.1 to 2.0, and the mass ratio of zinc stearate / wax is within the range of 0.3 to 5.0, and is rust-proof. The mass ratio of component / film-forming component is in the range of 0.001 to 2.0.

本発明の潤滑処理鋼板において、皮膜形成成分、潤滑成分及び防錆成分の総量は10〜1000mg/mであることが好ましい。
また、本発明の潤滑皮膜形成用処理液は、ポリアクリル酸および非イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも1種を分散剤としてさらに含有し、及び/又はpHが10〜13の範囲であることが好ましい。
In the lubricated steel sheet of the present invention, the total amount of the film forming component, the lubricating component, and the rust preventing component is preferably 10 to 1000 mg / m 2 .
Moreover, the treatment liquid for forming a lubricating film of the present invention further contains at least one selected from polyacrylic acid and a nonionic surfactant as a dispersant, and / or has a pH in the range of 10 to 13. preferable.

本発明によれば、アルカリ金属ホウ酸塩および/またはケイ酸塩−ステアリン酸亜鉛−ワックス−特定の防錆成分からなる処理液を用いて鋼板表面に潤滑皮膜を形成することにより、基材鋼板が熱延鋼板と冷延鋼板のいずれであっても、プレス成形後に塗装が施される自動車車体用鋼板に要求される、潤滑皮膜の脱膜性、化成処理性、および成形性が良好な潤滑処理鋼板を製造することができる。   According to the present invention, a base steel plate is formed by forming a lubricating film on the surface of a steel plate using a treatment liquid comprising an alkali metal borate and / or silicate-zinc stearate-wax-specific antirust component. Lubrication with good film removal, chemical conversion, and formability of lubricating coatings required for automotive steel sheets that are coated after press forming, regardless of whether they are hot-rolled steel sheets or cold-rolled steel sheets A treated steel sheet can be manufactured.

得られた潤滑処理鋼板は、輸送や保管が長期化し、または湿潤環境におかれた場合であっても、錆発生が防止される優れた耐錆発生特性を示す。従って、長期保管後、或いはプレス加工時の環境が変化しても(例、湿度が高い環境でも)、安定した潤滑性能を発揮できる。これは、防錆成分として特定の成分を選択することによって潤滑性等の皮膜物性の劣化が防止され、その経時安定性が改善されることにより実現できたものである。防錆成分が、例えば、上記特許文献6に開示されているアルカノールアミンであると、潤滑皮膜の経時安定性は著しく低下する。   The obtained lubricated steel sheet exhibits excellent rust resistance characteristics that prevent rust generation even when transported or stored for a long period of time or in a wet environment. Accordingly, stable lubrication performance can be exhibited even after long-term storage or even when the environment during pressing is changed (for example, in an environment with high humidity). This can be realized by selecting a specific component as a rust preventive component to prevent deterioration of physical properties of the film such as lubricity and improving stability over time. When the rust preventive component is, for example, an alkanolamine disclosed in Patent Document 6 above, the stability over time of the lubricating coating is significantly reduced.

従って、本発明によれば、鋼帯に対して潤滑処理を施すことによって、プレス加工までに長期の保管が可能で、かつ使用環境が変化しても安定して高度の潤滑性を示し、さらに脱膜性と化成処理性が良好な潤滑処理鋼板(鋼帯)を製造することができる。この潤滑処理鋼板は、ブランキングされた後、ボンデ・ボンダリューベ処理のような前処理を施さずにそのまま自動車車体用といった厳しいプレス加工に供することができ、プレス加工の作業効率が著しく改善されると共に、高湿度条件下でも安定してプレス加工できるため、プレス製品の品質が安定化する。   Therefore, according to the present invention, by subjecting the steel strip to a lubrication treatment, it can be stored for a long time until press working, and stably exhibits a high degree of lubricity even if the usage environment changes. Lubricated steel sheets (steel strips) with good film removal properties and chemical conversion properties can be produced. This lubricated steel sheet can be subjected to severe press work such as for automobile bodies without blanking after pre-bending such as bonde and bonderube treatment after blanking, and the work efficiency of press work is remarkably improved. At the same time, the quality of the pressed product is stabilized because it can be stably pressed even under high humidity conditions.

本発明の潤滑処理鋼板のベース鋼板は、金型かじりなどが問題となる限り、高張力鋼はもちろん、一般の低炭、極低炭軟鋼、各種の合金鋼等を含む広範囲の鋼種の鋼板からその要求性能に応じて選択できる。ベース鋼板は熱延鋼板と冷延鋼板のいずれでもよい。また、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板等の各種表面処理鋼板も、加工性の向上を期待する限りにおいて、ベース鋼板として使用可能である。但し、本発明の潤滑処理鋼板は、優れたプレス成形性を付与できるので、プレス成形が困難な高張力鋼板をベース鋼板とする場合に、特に優れた成形性改善効果を得ることができる。   The base steel plate of the lubricated steel plate of the present invention is a steel plate of a wide range of steel types including not only high-strength steel but also general low-carbon, ultra-low-carbon soft steel, various alloy steels, etc. It can be selected according to the required performance. The base steel plate may be either a hot rolled steel plate or a cold rolled steel plate. Various surface-treated steel sheets such as zinc or zinc-based alloy plated steel sheets can also be used as the base steel sheet as long as improvement in workability is expected. However, since the lubricated steel sheet of the present invention can impart excellent press formability, a particularly excellent formability improving effect can be obtained when a high-strength steel sheet that is difficult to press form is used as a base steel sheet.

前述したように、「鋼板」とは鋼帯をも含む意味である。即ち、鋼板は、コイル状もしくは巻き戻された鋼帯、鋼帯から所定長さに切断された鋼板、並びにプレス加工前に打ち抜きなどにより所定形状にブランキンングされた鋼板、のいずれをも包含する。本発明の潤滑処理鋼板が示す優れた防錆能を生かし、かつプレス加工の作業効率を高めるには、ベース鋼板が鋼帯であることが好ましい。   As described above, the “steel plate” includes a steel strip. That is, the steel sheet includes any of a coiled or unrolled steel strip, a steel plate cut to a predetermined length from the steel strip, and a steel plate blanked into a predetermined shape by stamping before pressing. In order to make use of the excellent rust preventive ability exhibited by the lubricated steel sheet of the present invention and to increase the work efficiency of press working, the base steel sheet is preferably a steel strip.

本発明の潤滑処理鋼板の用途は、自動車車体等の自動車構造材を念頭においているが、それに制限されるものではなく、プレス成形用の任意の鋼板に本発明を適用することができる。本発明の潤滑処理鋼板の有利な特性を生かすには、化成処理性、プレス成形性が要求される用途が好ましい。   The use of the lubricated steel sheet of the present invention is intended for automobile structural materials such as an automobile body, but is not limited thereto, and the present invention can be applied to any steel sheet for press forming. In order to take advantage of the advantageous properties of the lubricated steel sheet of the present invention, applications requiring chemical conversion treatment and press formability are preferred.

本発明の潤滑処理鋼板は、ベース鋼板の表面に、アルカリ金属ホウ酸塩および/またはアルカリケイ酸塩から成る皮膜形成成分中に潤滑成分および防錆成分を含有させた潤滑皮膜を備える。この潤滑皮膜の皮膜形成成分は、従来の一般的な潤滑皮膜に皮膜形成成分として含有されているアクリル樹脂、ウレタン樹脂といった有機樹脂を実質的に含有していない。つまり、皮膜形成成分は、実質的に完全に無機質であって、かつ本質的にアルカリ金属ホウ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩、またはその両者(それらの混合物)からなる。但し、固形分基準で皮膜形成成分の10質量%以下、好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下の量であれば、他の皮膜形成成分(有機または無機)の1種または2種以上を共存させることもできる。   The lubricated steel sheet of the present invention is provided with a lubricating film in which a lubricating component and a rust preventive component are contained in a film forming component composed of an alkali metal borate and / or alkali silicate on the surface of a base steel sheet. The film forming component of the lubricating film does not substantially contain an organic resin such as an acrylic resin or a urethane resin that is contained as a film forming component in a conventional general lubricating film. That is, the film-forming component is substantially completely inorganic and consists essentially of an alkali metal borate, an alkali metal silicate, or both (a mixture thereof). However, if the amount is 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less of the film forming component based on the solid content, one or two of the other film forming components (organic or inorganic) are used. More than one species can coexist.

皮膜形成成分のアルカリ金属ホウ酸塩(以下、単にホウ酸塩ともいう)としては、四ホウ酸カリウム、四ホウ酸ナトリウムなどを使用することができるが、これらに限られるものではない。   As the alkali metal borate (hereinafter also simply referred to as borate) as a film forming component, potassium tetraborate, sodium tetraborate, and the like can be used, but are not limited thereto.

一方、アルカリ金属ケイ酸塩(以下、単にケイ酸塩ともい)としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、リチウムシリケート(ケイ酸リチウム)などを使用することができるが、中でもリチウムシリケートが特に好ましい。   On the other hand, sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate (lithium silicate) and the like can be used as the alkali metal silicate (hereinafter, also simply referred to as silicate), and lithium silicate is particularly preferable.

リチウムシリケートと潤滑成分との組み合わせは、薄い皮膜で高い潤滑性能、特に高い耐型かじり性を示す、優れた潤滑皮膜を形成し、プレスかす発生を抑制できる。皮膜形成成分としてリチウムシリケートにアルカリ金属ホウ酸塩を併用することで、潤滑皮膜の脱膜性が安定し、例えば、繰り返し使用された脱脂液のように脱脂力が低下した脱脂液を用いた場合にも良好な脱膜性が得られるので、脱脂液の使用寿命が延び、化成処理性が安定化する。さらに、プレス成形性も改善される。一方、皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩のみであると、十分な成形性を確保しながら、特に脱膜性と化成処理性に優れた皮膜となる。従って、皮膜形成成分は、ホウ酸塩のみ、ケイ酸塩のみ、その両者の混合物のいずれであってもよい。   The combination of lithium silicate and a lubricating component forms a superior lubricating film that exhibits high lubricating performance, particularly high anti-galling resistance, with a thin film, and can suppress the occurrence of press debris. By using an alkali metal borate in combination with lithium silicate as a film forming component, the film removal property of the lubricating film is stabilized, for example, when using a degreasing liquid with reduced degreasing power, such as repeatedly used degreasing liquid In addition, since a good film-removing property can be obtained, the service life of the degreasing liquid is extended and the chemical conversion treatment property is stabilized. Furthermore, press formability is also improved. On the other hand, when the film-forming component is only an alkali metal borate, a film excellent in film removal property and chemical conversion treatment property can be obtained while ensuring sufficient moldability. Therefore, the film-forming component may be only borate, only silicate, or a mixture of both.

リチウムシリケートは、Li/Si原子比が0.5〜4.0の範囲内となるようなLi分を有するものを使用する。Li/Si原子比は、好ましくは0.8〜3.0の範囲内である。リチウムシリケートのLi/Si原子比は、Li/Si原子比が異なる市販の複数のリチウムシリケートを混合するか、および/または水酸化リチウム添加を添加することにより調整することができる。   A lithium silicate having a Li content such that the Li / Si atomic ratio is in the range of 0.5 to 4.0 is used. The Li / Si atomic ratio is preferably in the range of 0.8 to 3.0. The Li / Si atomic ratio of lithium silicate can be adjusted by mixing a plurality of commercially available lithium silicates having different Li / Si atomic ratios and / or adding lithium hydroxide.

リチウムシリケートのLi/Si原子比が0.5より小さいと、脱膜性と化成処理性が低下する。リチウムシリケートのLi/Si原子比を4.0より高くしても、脱膜性と化成処理性は飽和し、それ以上の向上が無い上、成形性が低下し、処理液の安定性が極度に低下する。   When the Li / Si atomic ratio of lithium silicate is less than 0.5, the film removal property and the chemical conversion property are deteriorated. Even if the Li / Si atomic ratio of lithium silicate is higher than 4.0, the film-removing property and the chemical conversion property are saturated, there is no further improvement, the moldability is lowered, and the stability of the treatment liquid is extremely high. To drop.

アルカリ金属ホウ酸塩とリチウムシリケートを併用する場合のホウ酸塩の量は、ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分での質量比が2/3以上となる量とすることが好ましい。この固形分質量比が2/3未満であると、脱脂力が低下した脱脂液を使用する場合に、処理皮膜の脱膜性が低下し、残存皮膜が化成処理性に不具合を及ぼすことがある。ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分質量比は、より好ましくは3/2以上、4/1以下である。   When the alkali metal borate and the lithium silicate are used in combination, the amount of the borate is preferably set so that the mass ratio in the solid content of borate / lithium silicate is 2/3 or more. When this solid content mass ratio is less than 2/3, when using a degreasing solution having reduced degreasing power, the film removal property of the treatment film may be lowered, and the remaining film may cause a problem with chemical conversion treatment. . The solid content mass ratio of borate / lithium silicate is more preferably 3/2 or more and 4/1 or less.

プレス成形性を確保するために、潤滑皮膜に潤滑成分を含有させる。潤滑成分として、ワックスと金属石鹸、特にステアリン酸亜鉛、との混合物を使用する。ワックスは比較的融点の低いもの(融点≦130℃)が多く、特に室温からワックス融点の温度域での成形性改善効果が大である。しかし、強加工時の金型焼付きを起こしやすい高温時(≧130℃)の潤滑性は不充分である。   In order to ensure press formability, a lubricating component is included in the lubricating film. As a lubricating component, a mixture of wax and metal soap, in particular zinc stearate, is used. Many waxes have a relatively low melting point (melting point ≦ 130 ° C.), and the effect of improving moldability is particularly large in the temperature range from room temperature to the melting point of the wax. However, the lubricity at high temperatures (≧ 130 ° C.) at which die seizure during strong processing is likely to occur is insufficient.

このような高温時の潤滑性は金属石鹸により確保することができる。潤滑成分として金属石鹸のステアリン酸亜鉛とワックスとを併用することにより、広い温度域で良好な潤滑性、したがって成形性改善効果を確保することができる。   Such lubricity at high temperatures can be ensured by a metal soap. By using a metal soap zinc stearate and a wax together as a lubricating component, it is possible to ensure good lubricity and, therefore, moldability improvement effect in a wide temperature range.

アルカリ金属ホウ酸塩および/またはアルカリ金属ケイ酸塩と潤滑成分(金属石鹸+ワックス)との組み合わせからなる皮膜は、高い潤滑性能、特に高い耐型かじり性を示し、優れた潤滑皮膜を形成し、プレスかす発生を抑制できる。この場合、潤滑成分として用いる金属石鹸がステアリン酸亜鉛であると、他の金属石鹸を使用した場合に比べて、潤滑皮膜の脱膜性が著しく向上することが判明した。その結果、例えば、繰り返し使用された脱脂液のように脱脂力が低下した脱脂液を用いた場合にも良好な脱膜性が得られるので、脱脂液の使用寿命が延び、化成処理性が安定化する。従って、本発明では、金属石鹸としてステアリン酸亜鉛を使用する。   Films composed of a combination of alkali metal borates and / or alkali metal silicates and lubricating components (metal soap + wax) exhibit high lubrication performance, especially high anti-galling resistance, and form excellent lubricating films. , Generation of press debris can be suppressed. In this case, it was found that when the metal soap used as the lubricating component is zinc stearate, the film removal property of the lubricating film is remarkably improved as compared with the case where other metal soaps are used. As a result, for example, when a degreasing liquid having a reduced degreasing power such as a repeatedly used degreasing liquid is used, a good film-removing property is obtained. Turn into. Therefore, in the present invention, zinc stearate is used as the metal soap.

本発明において使用できるワックスとしては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、ふっ素樹脂ワックス等が挙げられる。皮膜形成成分のホウ酸塩やケイ酸塩は水溶性であり、処理液は水性となるため、水中での分散性または溶解性が良好なワックスが好適である。具体的には、水分散性のポリエチレンワックス,テフロン(登録商標)ワックス、またはそれらの混合物を好適に使用することができる。   Examples of the wax that can be used in the present invention include polyethylene wax, carnauba wax, paraffin wax, and fluororesin wax. Since borate and silicate as film-forming components are water-soluble and the treatment liquid is aqueous, a wax having good dispersibility or solubility in water is suitable. Specifically, water dispersible polyethylene wax, Teflon (registered trademark) wax, or a mixture thereof can be suitably used.

金属石鹸としては、上述したようにステアリン酸亜鉛を使用する。但し、ステアリン酸亜鉛より少量であれば、他の金属石鹸を併用してもよい。他の金属石鹸を併用する場合、他の金属石鹸の量は金属石鹸全体の30質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下である。   As the metal soap, zinc stearate is used as described above. However, other metal soaps may be used in combination as long as the amount is smaller than that of zinc stearate. When another metal soap is used in combination, the amount of the other metal soap is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total metal soap.

潤滑成分は、成形性以外に、化成処理性にも影響を及ぼす。そのため、潤滑成分の量(ワックスとステアリン酸亜鉛の合計量)は、潤滑成分/皮膜形成成分の質量比が0.1〜2.0となる量とすることが好ましく、この質量比はより好ましくは0.5〜1.5である。潤滑成分の量がこの範囲内であると、潤滑処理鋼板の成形性、化成処理性の確保も可能となる。上記質量比が2.0を越えると、成形性改善効果が飽和してしまうか、むしろ、皮膜の脆弱化に伴い、成形性が劣化傾向となる。一方、上記質量比が0.1を下回ると、成形性が十分でなくなる。   Lubricating components affect not only moldability but also chemical conversion properties. For this reason, the amount of the lubricating component (the total amount of wax and zinc stearate) is preferably such that the mass ratio of the lubricating component / film forming component is 0.1 to 2.0, and this mass ratio is more preferable. Is 0.5 to 1.5. When the amount of the lubricating component is within this range, it is possible to ensure the formability and chemical conversion property of the lubricated steel sheet. When the mass ratio exceeds 2.0, the moldability improving effect is saturated, or rather, the moldability tends to deteriorate with the weakening of the film. On the other hand, if the mass ratio is less than 0.1, the moldability becomes insufficient.

ステアリン酸亜鉛/ワックスの質量比は0.3〜5.0とすることが好ましく、より好ましくは0.5〜3.0の範囲とする。この範囲内では、耐型かじり性を重視する場合に高温時の潤滑性を改善することができる。   The mass ratio of zinc stearate / wax is preferably 0.3 to 5.0, more preferably 0.5 to 3.0. Within this range, lubricity at high temperatures can be improved when emphasis is placed on mold galling resistance.

潤滑成分の化成処理性への影響に関しては、潤滑成分の添加量が多くなると、脱膜性が向上し、従って化成処理性が向上する。化成処理性の確保の観点からも、潤滑成分/皮膜形成成分の質量比を0.1以上とし、ステアリン酸亜鉛/ワックスの質量比を0.3以上にすることが好ましい。   Regarding the influence of the lubricating component on the chemical conversion property, when the addition amount of the lubricating component is increased, the film removal property is improved, and thus the chemical conversion property is improved. Also from the viewpoint of securing chemical conversion properties, it is preferable that the mass ratio of the lubricating component / film forming component is 0.1 or more and the mass ratio of zinc stearate / wax is 0.3 or more.

なお、ステアリン酸亜鉛に他の金属石鹸を併用する場合には、金属石鹸の合計量をステアリン酸亜鉛の代わりに代入した時にも上記のステアリン酸亜鉛の質量比を満たすようにすることが好ましい。   In addition, when using another metal soap together with zinc stearate, it is preferable to satisfy the above-mentioned mass ratio of zinc stearate even when the total amount of metal soap is substituted for zinc stearate.

本発明は、潤滑皮膜が潤滑成分に加えて特定の防錆成分をさらに含有することを特徴とする。本発明者らは、潤滑皮膜を形成した鋼帯を長期保管可能にするために、長期にわたり防錆性が低下せず、かつ湿潤雰囲気下でも加工性が低下しない潤滑皮膜の形成を目指して、種々の防錆成分について検討した。その結果、ある特定の潤滑成分を選択することによって、良好な長期防錆性と安定した加工性が確保でき、しかも潤滑皮膜の持つ脱膜性、化成処理性および成形性といった基本性能を阻害しないことを見いだした。   The present invention is characterized in that the lubricating film further contains a specific antirust component in addition to the lubricating component. In order to enable long-term storage of a steel strip on which a lubricating film is formed, the present inventors aim to form a lubricating film that does not deteriorate rust prevention over a long period of time and that does not deteriorate workability even in a wet atmosphere. Various antirust components were examined. As a result, by selecting a specific lubricating component, good long-term rust prevention and stable workability can be secured, and the basic performance of the lubricating film, such as film removal, chemical conversion and moldability, is not impaired. I found out.

皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩および/またはケイ酸塩、潤滑成分がステアリン酸亜鉛+ワックスの系において上記要求を満たす防錆成分としては、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物を挙げることができる。本発明では、防錆成分としてこれらから選んだ1種または2種以上を使用する。   Rust preventive components that satisfy the above requirements in the case where the film forming component is an alkali metal borate and / or silicate, and the lubricating component is zinc stearate + wax are phosphates, vanadium oxyacid salts, molybdenum oxygen Mention may be made of acid salts and mercapto compounds. In this invention, 1 type, or 2 or more types selected from these as an antirust component is used.

リン酸塩としては、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウムを挙げることができるが、特に好ましいのは、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウムである。なお、リン酸塩は、トリポリリン酸、メタリン酸、ピロリン酸などの縮合リン酸の塩も包含する。   Examples of the phosphate include magnesium phosphate, ammonium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, and calcium phosphate. Magnesium phosphate and ammonium phosphate are particularly preferable. It is. The phosphate includes salts of condensed phosphoric acid such as tripolyphosphoric acid, metaphosphoric acid, and pyrophosphoric acid.

バナジウムの酸素酸塩としては、バナジン酸アンモニウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム、バナジン酸ストロンチウム、バナジン酸水素ナトリウムを挙げることができるが、特に好ましいのはバナジン酸アンモニウムである。   Examples of vanadium oxyacid salts include ammonium vanadate, sodium vanadate, potassium vanadate, strontium vanadate, and sodium hydrogen vanadate. Particularly preferred is ammonium vanadate.

モリブデンの酸素酸塩としては、モリブデン酸アンモニウム四水和物、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸ナトリウム二水和物。モリブデン酸バリウムを挙げることができるが、特に好ましいのはモリブデン酸アンモニウムである。   Examples of molybdenum oxyacid salts include ammonium molybdate tetrahydrate, calcium molybdate, and sodium molybdate dihydrate. Although barium molybdate can be mentioned, ammonium molybdate is particularly preferred.

メルカプト化合物は、チオール基(−SH)を有する化合物(一般には有機化合物)である。本発明で使用するのに適したその例としては、メルカプトエタノール、メルカプトこはく酸、メルカプト酢酸、メルカプトベンズイミダゾール、メルカプトベンゾチアゾールを挙げることができるが、特に好ましいのはメルカプトエタノールである。   A mercapto compound is a compound (generally an organic compound) having a thiol group (—SH). Examples suitable for use in the present invention include mercaptoethanol, mercaptosuccinic acid, mercaptoacetic acid, mercaptobenzimidazole, and mercaptobenzothiazole, with mercaptoethanol being particularly preferred.

防錆成分の量は、防錆成分/皮膜形成成分の質量比が0.001〜2.0となる量とすることが好ましく、この質量比はより好ましくは0.01〜1.0である。防錆成分の量がこの範囲内であると、潤滑処理鋼板の脱膜性、化成処理性、および成形性が良好で、長期にわたる耐発錆性の確保も可能となる。上記質量比が2.0を越えると、液の安定性が悪くなり、耐発錆性が劣化することがある。また、上記質量比が0.001を下回ると、耐発錆性が十分でなくなる。   The amount of the rust preventive component is preferably such that the mass ratio of the rust preventive component / film-forming component is 0.001 to 2.0, and this mass ratio is more preferably 0.01 to 1.0. . When the amount of the rust preventive component is within this range, the film-removing property, chemical conversion property and formability of the lubricated steel plate are good, and long-term rust resistance can be ensured. If the mass ratio exceeds 2.0, the stability of the liquid may deteriorate and rust resistance may deteriorate. On the other hand, when the mass ratio is less than 0.001, rust resistance is not sufficient.

潤滑処理鋼板を湿潤雰囲気で保管、輸送等をした場合に、潤滑皮膜の特性、特に潤滑性が劣化する場合がある。この理由は、完全には解明されていないが、次に述べるように、潤滑剤に適用している金属石鹸(本発明ではステアリン酸亜鉛)が潮解性を有していることに起因していると推定される。すなわち、潮解性を有する金属石鹸が吸水するため、金属石鹸が一部イオン化して皮膜の強度が変化するか、或いは、吸水性の高い金属石鹸を介して、湿潤状態で鋼板が経時的に腐食され、皮膜と鋼板の界面の密着性が低下するのが原因と考えられる。   When the lubricated steel sheet is stored or transported in a humid atmosphere, the characteristics of the lubricating film, particularly the lubricity, may deteriorate. The reason for this is not fully understood, but is due to the fact that the metal soap (zinc stearate in the present invention) applied to the lubricant has deliquescence as described below. It is estimated to be. That is, since metal soap having deliquescence absorbs water, the metal soap partially ionizes to change the strength of the film, or the steel plate corrodes with time in a wet state through metal soap having high water absorption. This is thought to be due to a decrease in adhesion at the interface between the film and the steel sheet.

本発明においては、加工性と化成処理性を高度に両立することを目的として、金属石鹸の適用を前提としているために、金属石鹸の存在下でも、安定した成形性を維持することができる好適な防錆剤の添加が必要である。湿潤雰囲気でも経時的に安定した潤滑特性を維持するためには、防錆成分として、特別なものを選択する必要がある。上記の中でも、特にバナジウムの酸素酸塩とメルカプト化合物の使用が特に好ましく、具体的にはバナジン酸アンモニウムまたはメルカプトエタノールが好ましいことが判明した。ただし、リン酸塩やモリブデン酸塩でも、その量や潤滑皮膜の量を選べば十分な性能を得ることができる。   In the present invention, since it is premised on the application of metal soap for the purpose of achieving both high workability and chemical conversion treatment, it is preferable that stable formability can be maintained even in the presence of metal soap. Addition of a rust inhibitor is necessary. In order to maintain stable lubricating characteristics over time even in a humid atmosphere, it is necessary to select a special rust preventive component. Among the above, it has been found that the use of vanadium oxyacid salt and a mercapto compound is particularly preferable, and specifically, ammonium vanadate or mercaptoethanol is preferable. However, even with phosphates and molybdates, sufficient performance can be obtained by selecting the amount and the amount of the lubricating film.

潤滑皮膜は、上記成分に加えて、処理液の安定性と潤滑皮膜の成形性を改善する目的で、ポリアクリル酸および非イオン性界面活性剤から選ばれた少なくとも1種の成分を分散剤としてさらに含有することが好ましい。好ましい分散剤はポリアクリル酸(PA)であるが、慣用の非イオン界面活性剤、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(POLE)などのポリオキシエチレンエーテル類も使用できる。   In addition to the above-mentioned components, the lubricating film has at least one component selected from polyacrylic acid and a nonionic surfactant as a dispersant for the purpose of improving the stability of the treatment liquid and the moldability of the lubricating film. Furthermore, it is preferable to contain. The preferred dispersant is polyacrylic acid (PA), but conventional nonionic surfactants such as polyoxyethylene ethers such as polyoxyethylene lauryl ether (POLE) can also be used.

ポリアクリル酸および非イオン界面活性剤から選ばれた分散剤を使用する場合、潤滑皮膜中(従って、処理液の全固形分中)の分散剤の量は0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜2質量%とする。0.1質量%より少ないと目的とする効果が十分に得られず、5質量%より多いと、相対的に他の成分の含有量が少なくなり、潤滑皮膜の密着性や成形性に悪影響を及ぼすことがある。   When using a dispersant selected from polyacrylic acid and a nonionic surfactant, the amount of the dispersant in the lubricating film (and thus in the total solid content of the treatment liquid) is 0.1 to 5% by mass, preferably 0.5 to 2% by mass. If the amount is less than 0.1% by mass, the intended effect cannot be sufficiently obtained. If the amount is more than 5% by mass, the content of other components is relatively reduced, which adversely affects the adhesion and formability of the lubricating film. May have an effect.

本発明の潤滑処理鋼板は、適当な溶媒(後述するように、通常は水系)中に上述した成分を含有する潤滑皮膜形成用処理液を鋼板表面に塗布し、乾燥することにより製造される。即ち、潤滑皮膜形成用処理液は、皮膜形成成分のアルカリ金属ホウ酸塩および/またはアルカリ金属ケイ酸塩と、潤滑成分のワックスおよびステアリン酸亜鉛と、前述した防錆成分と、場合によりさらに上記分散剤といった他の成分を含有する。   The lubricated steel sheet of the present invention is produced by applying a lubricating film forming treatment liquid containing the above-described components in a suitable solvent (usually aqueous as described later) to the steel sheet surface and drying. That is, the treatment liquid for forming a lubricating film comprises an alkali metal borate and / or alkali metal silicate as a film forming component, a wax and zinc stearate as a lubricating component, the rust preventive component as described above, and optionally the above. Contains other ingredients such as dispersants.

潤滑成分の合計量は潤滑成分/皮膜形成成分の質量比が0.1〜2.0となる量とすることが好ましい。潤滑成分のステアリン酸亜鉛/ワックス質量比は0.3〜5.0とすることが好ましい。防錆成分の合計量は防錆成分/皮膜形成成分の質量比が0.001〜2.0となる量とすることが好ましい。好ましい皮膜形成成分は、アルカリ金属ホウ酸塩とリチウムシリケートとの混合物であり、その場合のリチウムシリケートのLi/Si原子比は0.5〜4.0の範囲内、アルカリ金属ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分質量比は2/3以上であることが好ましい。   The total amount of the lubrication components is preferably such that the mass ratio of the lubrication component / film forming component is 0.1 to 2.0. The zinc stearate / wax mass ratio of the lubricating component is preferably 0.3 to 5.0. It is preferable that the total amount of the rust preventive component is an amount such that the mass ratio of the rust preventive component / film forming component is 0.001 to 2.0. A preferred film-forming component is a mixture of an alkali metal borate and lithium silicate, in which case the Li / Si atomic ratio of the lithium silicate is within the range of 0.5 to 4.0, and the alkali metal borate / lithium. The solid content mass ratio of the silicate is preferably 2/3 or more.

潤滑皮膜形成用処理液のpHは処理液の安定性に影響する。本発明では、処理液pHを10〜13とするのが好ましい。pH10未満では、アルカリ金属ホウ酸塩の溶解性が低下し沈殿物が生成しやすくなる。pH13以上では、潤滑剤の分散性が低下して、分離しやすくなる。   The pH of the lubricating film forming treatment liquid affects the stability of the treatment liquid. In the present invention, the treatment solution pH is preferably 10-13. If the pH is less than 10, the solubility of the alkali metal borate is lowered and a precipitate is easily generated. When the pH is 13 or more, the dispersibility of the lubricant is lowered, and separation becomes easy.

本発明の潤滑皮膜形成用処理液は、例えば、アルカリ金属ホウ酸塩および/またはアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に、分散剤のポリアクリル酸および/または非イオン界面活性剤(使用する場合)を添加し、潤滑成分のワックスと金属石鹸を添加し、さらに選択した1種または2種以上の防錆成分を添加して、よく撹絆し、潤滑成分、防錆成分を液中に分散させることにより調製することができる。従って、処理液の溶媒は水であるが、水に少量の水混和性有機溶媒(例、アルコール)を混合した混合溶媒も使用可能である。   The lubricating film-forming treatment liquid of the present invention includes, for example, an aqueous solution of an alkali metal borate and / or alkali metal silicate and a polyacrylic acid as a dispersant and / or a nonionic surfactant (when used). Add lubricant component wax and metal soap, add one or more selected rust preventive components, stir well, and disperse lubricant component and rust preventive component in liquid Can be prepared. Therefore, the solvent of the treatment liquid is water, but a mixed solvent obtained by mixing a small amount of a water-miscible organic solvent (eg, alcohol) with water can also be used.

潤滑皮膜の付着量(皮膜形成成分と潤滑成分と防錆成分との合計量、即ち、本発明の場合はアルカリ金属ホウ酸塩および/またはアルカリ金属ケイ酸塩と、ワックスと、ステアリン酸亜鉛と、防錆成分との合計量)は10〜1000mg/m2の範囲とすることが好ましく、より好適な範囲は100〜500mg/m2である。付着量が10mg/m2未満であると、高潤滑性防錆油なみの成形性を確保することが困難となる。一方、付着量が1000mg/m2を超えると、潤滑皮膜が厚くなりすぎて、アルカリ脱脂による脱膜が不完全になり易く、化成処理性が劣化することがある。 Adhering amount of lubricating film (total amount of film forming component, lubricating component and rust preventive component, that is, in the case of the present invention, alkali metal borate and / or alkali metal silicate, wax, zinc stearate, , the total amount of the rust preventive component) is preferably in the range of 10 to 1000 mg / m 2, more preferred range is 100 to 500 mg / m 2. When the adhesion amount is less than 10 mg / m 2 , it becomes difficult to ensure moldability similar to that of a highly lubricating antirust oil. On the other hand, when the adhesion amount exceeds 1000 mg / m 2 , the lubricating film becomes too thick and the film removal by alkali degreasing tends to be incomplete, and the chemical conversion treatment property may be deteriorated.

成形性に関して、潤滑皮膜の付着量が100mg/m2以上あれば、成形性に優れるミルボンド以上の成形性が確保でき、500mg/m2未満であれば、冷延鋼板と同等の化成処理性が確保できる。 With regard to formability, if the adhesion amount of the lubricating film is 100 mg / m 2 or more, the formability more than the mill bond excellent in formability can be secured, and if it is less than 500 mg / m 2 , the chemical conversion treatment property equivalent to that of the cold-rolled steel sheet is obtained. It can be secured.

潤滑皮膜は、ベース鋼板の両面に形成することが好ましいが、用途によっては片面だけに形成することも可能である。いうまでもないが、上記の付着量は片面あたりの付着量である。   The lubricating coating is preferably formed on both sides of the base steel plate, but may be formed only on one side depending on the application. Needless to say, the amount of adhesion is the amount of adhesion per one side.

処理液の塗布方法は、所定付着量の潤滑皮膜を形成できれば、特に問わない。具体的な塗布方法としては、処理液をスプレーし、所定量にロールで絞るシャワーリンガー法、ロ一ルにてコーティングするロールコート法等があげられる、また、処理液塗布後の乾燥については、塗布後、直ちに乾燥することが望ましい。直ちに乾燥しないと塗装ムラができやすくなるためである。処理後の乾燥は、皮膜が乾燥すれば充分であり、温風乾燥で対応可能であるが、加熱炉で加熱してもよい。乾燥温度は特に制限されないが、使用するワックスの融点より低い温度とすることが好ましい。   The method of applying the treatment liquid is not particularly limited as long as a predetermined amount of lubricating film can be formed. Specific application methods include spraying a treatment liquid and a shower ringer method in which the treatment liquid is squeezed with a roll, a roll coating method in which a coating is applied with a roll, and the drying after application of the treatment liquid. It is desirable to dry immediately after application. This is because uneven coating is likely to occur if not immediately dried. Drying after the treatment is sufficient if the film is dry and can be handled by hot air drying, but may be heated in a heating furnace. The drying temperature is not particularly limited, but is preferably a temperature lower than the melting point of the wax used.

鋼板が鋼帯である場合には、巻きだした鋼帯に対して上記のようにして潤滑皮膜を形成した後、コイルに巻き取って、保管することができる。即ち、ブランキング後のようなバッチ処理ではなく連続処理によって、例えば鋼帯の製造業者が鋼帯に潤滑処理を施すことができる。鋼帯が亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼帯のような表面処理鋼帯である場合には、表面処理に続いて潤滑処理を施してもよい。本発明で形成される潤滑皮膜は耐ブロッキング性が良好であるので、潤滑処理鋼板をコイルまたは積み重ね状態で保管しても、潤滑皮膜のブロッキングは起こらない。   In the case where the steel plate is a steel strip, the lubricating film can be formed on the rolled steel strip as described above, and then wound around a coil and stored. That is, for example, a steel strip manufacturer can lubricate a steel strip by continuous processing rather than batch processing as after blanking. When the steel strip is a surface-treated steel strip such as a zinc or zinc-based alloy-plated steel strip, the surface treatment may be followed by a lubrication treatment. Since the lubricating film formed by the present invention has good blocking resistance, blocking of the lubricating film does not occur even when the lubricated steel sheet is stored in a coil or stacked state.

本発明にかかる潤滑処理鋼板は、必要であればブランキングした後、ボンデ・ボンダリューベ処理のような前処理を施すことなく、そのままプレス加工に供することができる。ただし、プレス加工に慣用されている鉱物油を主成分とした一般加工油、もしくは、鋼板表面の汚れ,異物の除去を目的とした洗浄油といった油分をプレス加工前に塗布(即ち、塗油)してもよい。   The lubricated steel sheet according to the present invention can be subjected to press working as it is without blanking, if necessary, without pretreatment such as bonde-bonderube processing. However, oils such as general processing oils mainly composed of mineral oil, which are commonly used in press processing, or cleaning oils for the purpose of removing dirt and foreign matter on the steel sheet surface are applied before pressing (ie, oiling). May be.

プレス加工の終了後、塗装が施される場合には、通常は塗装前に脱脂と化成処理を行う。本発明の潤滑処理鋼板は脱膜性に優れ、通常の脱脂処理によって潤滑皮膜が除去されるので、その後の化成処理において化成結晶の成長が阻害されず、均一性に優れた良好な化成皮膜を形成することができ、従って、良好な塗装外観が得られる。   When coating is performed after the press work is finished, degreasing and chemical conversion are usually performed before coating. The lubricated steel sheet of the present invention is excellent in film removal properties, and the lubricating film is removed by ordinary degreasing treatment, so that the growth of chemical crystals is not hindered in the subsequent chemical conversion treatment, and a good chemical film excellent in uniformity is obtained. Can be formed, and therefore a good paint appearance is obtained.

皮膜形成成分となる四ホウ酸カリウムおよび/またはリチウムシリケートの水溶液に、ワックス、金属石鹸、防錆成分および分散剤を添加し、よく撹拌して均一に分散させて、潤滑皮膜形成用処理液を調製した。比較のため、防錆成分を含まない潤滑皮膜形成用処理液を調製した。   Add the wax, metal soap, rust preventive component and dispersant to the aqueous solution of potassium tetraborate and / or lithium silicate that will be the film forming component, stir well and disperse it uniformly. Prepared. For comparison, a treatment liquid for forming a lubricating film containing no rust preventive component was prepared.

各処理液の組成を表1にまとめて示す。表中、ホウ酸塩はアルカリ金属ホウ酸塩である四ホウ酸カリウムを、シリケートはアルカリ金属ケイ酸塩であるリチウムシリケートをそれぞれ意味する。処理液のpHは、必要により、アルカリ溶液としては水酸化リチウムまたは水酸化カリウムを、酸溶液としては硫酸もしくは硝酸をそれぞれ用いて、pH10または11に調整した。   The composition of each treatment solution is summarized in Table 1. In the table, borate means potassium tetraborate, which is an alkali metal borate, and silicate means lithium silicate, which is an alkali metal silicate. If necessary, the pH of the treatment liquid was adjusted to pH 10 or 11 using lithium hydroxide or potassium hydroxide as the alkaline solution and sulfuric acid or nitric acid as the acid solution, respectively.

使用したワックス、金属石鹸、防錆成分および分散剤は次の通りであった(カッコ内は表1に用いた記号)。
ワックス:水溶性ポリエチレンワックス(PE)。
The waxes, metal soaps, anticorrosive components and dispersants used were as follows (in parentheses are symbols used in Table 1).
Wax: Water-soluble polyethylene wax (PE).

金属石鹸:ステアリン酸亜鉛(St−Zn)、ステアリン酸カルシウム(St−Ca、比較用)またはステアリン酸ナトリウム(St−Na、比較用)。
防錆成分:
・発明例の防錆成分:リン酸マグネシウム(P−Mg)、リン酸アンモニウム(P−Am)、バナジン酸アンモニウム(VA)、モリブデン酸アンモニウム四水和物(MA)、メルカプトエタノール(ME);
・比較用の防錆成分:ベンゾトリアゾール(BT)、トリエタノールアミン(TA)、セバシン酸ジヒドラジド(SH)、アミノポリアクリルアミド(AP)。
Metal soap: Zinc stearate (St-Zn), calcium stearate (St-Ca, for comparison) or sodium stearate (St-Na, for comparison).
Antirust component:
-Rust preventive component of invention examples: magnesium phosphate (P-Mg), ammonium phosphate (P-Am), ammonium vanadate (VA), ammonium molybdate tetrahydrate (MA), mercaptoethanol (ME);
Rust preventive component for comparison: benzotriazole (BT), triethanolamine (TA), sebacic acid dihydrazide (SH), aminopolyacrylamide (AP).

・分散剤:ポリアクリル酸(PA)。   Dispersant: polyacrylic acid (PA).

Figure 2010018829
Figure 2010018829

この処理液を、次に述べるように、試験ごとに定められた所定の鋼板の片面に、選択した付着量となるようにロールコートし、熱風乾燥(板温=50℃)を行って、潤滑皮膜を形成した。   As will be described below, this treatment liquid is roll-coated on one side of a predetermined steel plate determined for each test so as to have a selected adhesion amount, dried with hot air (plate temperature = 50 ° C.), and lubricated. A film was formed.

形成された潤滑皮膜または潤滑処理鋼板について、化成処理性、脱膜性、成形性、耐型かじり性、耐プレスかす性、耐発錆性を評価した。また湿潤状態に潤滑処理鋼板を保持した際の潤滑皮膜の経時安定性の評価はピンオンディスク型摩耗摩擦試験器を用いて摩擦係数の変動により評価した。   The formed lubrication film or lubricated steel sheet was evaluated for chemical conversion treatment property, film removal property, formability, mold galling resistance, press haze resistance, and rust resistance. The stability of the lubricating film over time when the lubricated steel sheet was held in a wet state was evaluated by the variation of the friction coefficient using a pin-on-disk type abrasion friction tester.

各試験の試験方法と判定基準は以下の通りである。これらの試験結果は表2にまとめて示す。
(化成処理性)
日本鉄鋼連盟規格の590MPa級高降伏比型冷延鋼板JSC590R(板厚=1.0mm)を処理原板(ベース鋼板)とし、この鋼板の片面に試験する潤滑皮膜を形成した潤滑処理鋼板を、化成処理性試験に供した。本試験において高張力鋼を採用した理由は、高張力鋼板はもともと化成処理性が一般軟鋼に比較して劣っているためである。
The test methods and criteria for each test are as follows. These test results are summarized in Table 2.
(Chemical conversion processability)
Japan Steel Federation standard 590MPa high yield ratio cold rolled steel sheet JSC590R (thickness = 1.0mm) is used as the processing base plate (base steel plate), and a lubricated steel plate with a lubricating coating to be tested on one side of this steel plate is formed. It used for the processability test. The reason for adopting high-strength steel in this test is that high-strength steel sheets are originally inferior in chemical conversion properties compared to general mild steel.

試験する潤滑処理鋼板を、pH=10に調整した市販脱脂液FC−E2001(日本パーカライジング製)に120秒間浸漬した後、スプレーにて水洗することにより脱脂処理を行った。次いで、市販リン酸亜鉛化成処理液PB−WL35(日本パーカライジング製)を用いて、指定の条件でリン酸塩化成処理を行った。試験鋼板の潤滑処理表面上に形成された化成皮膜の外観観察と化成結晶成長状態のSEM観察(倍率:×500倍)により、結晶のミクロ的なスケ状態を観察した。   The lubricated steel sheet to be tested was immersed in a commercial degreasing solution FC-E2001 (manufactured by Nihon Parkerizing) adjusted to pH = 10 for 120 seconds, and then degreased by washing with spray. Subsequently, using the commercially available zinc phosphate chemical treatment solution PB-WL35 (manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.), phosphate chemical conversion treatment was performed under the specified conditions. The microscopic scale state of the crystal was observed by observing the appearance of the chemical conversion film formed on the lubricated surface of the test steel sheet and SEM observation (magnification: × 500 times) of the chemical crystal growth state.

判定基準
化成処理皮膜のSEMにより求めたスケ発生面積率(%)によって、次の基準で評価した:
◎:1%未満、○:1〜5%、△:5〜10%、×:10%超;
均一な塗装外観を得るには、スケ発生面積率は0%(すなわち、評価が◎)であることが求められる。
Judgment Criteria Evaluation was made according to the following criteria based on the percentage of occurrence of the scale (%) obtained by SEM of the chemical conversion coating:
A: Less than 1%, ◯: 1 to 5%, Δ: 5 to 10%, ×: more than 10%;
In order to obtain a uniform coating appearance, it is required that the scale generation area ratio is 0% (that is, the evaluation is ◎).

(脱膜性)
試験する潤滑処理鋼板に、上記のようにpH=10の処理液を用いたアルカリ脱脂と水洗(水温は常温)を実施した後、30秒間放置してから、潤滑処理した鋼板表面の水濡れ面積率を測定し、次の基準で評価した:
判定基準
鋼板の水濡れ面積率
◎:90%以上,○:80%以上,90%未満,×:80%未満。
(Film removal)
The lubricated steel sheet to be tested is subjected to alkaline degreasing and water washing (water temperature is room temperature) using the treatment liquid having pH = 10 as described above, and then left for 30 seconds, and then the water wetted area on the surface of the lubricated steel sheet. The rate was measured and evaluated according to the following criteria:
Judgment criteria Water-wetting area ratio of steel sheet ◎: 90% or more, ○: 80% or more, less than 90%, ×: less than 80%.

○以上で脱脂による脱膜が十分であると評価される。
(プレス成形性)
日本鉄鋼連盟規格の軟鋼板JSC270D(板厚=0.8mm)を処理原板として用い、この鋼板の片面に試験する潤滑皮膜を形成した潤滑処理鋼板を作製した。この試験鋼板の潤滑処理表面に一般防錆油を2g/m2塗油した後、図1に示す要領で、潤滑処理表面が円筒の外側となるようにして円筒深絞り試験を実施した。その評価基準は、以下の通りである。
○ Above, it is evaluated that degreasing by degreasing is sufficient.
(Press formability)
Using a mild steel plate JSC270D (plate thickness = 0.8 mm) of the Japan Iron and Steel Federation standard as a treated original plate, a lubricated steel plate having a lubricating film to be tested on one side of this steel plate was prepared. After applying 2 g / m 2 of general rust preventive oil to the lubricated surface of this test steel plate, a cylindrical deep drawing test was performed in the manner shown in FIG. 1 so that the lubricated surface was outside the cylinder. The evaluation criteria are as follows.

判定基準
成形限界しわ抑え圧(kN)によって、次のように評価した。
◎+:425kN以上、◎:375kN(ミルボンド以上)以上、○:150〜375kN(高潤滑性防錆油以上)、×:150kN未満。
Judgment Criteria Evaluation was performed as follows by the molding limit wrinkle suppression pressure (kN).
++: 425 kN or more, :: 375 kN (mill bond or more) or more, ○: 150 to 375 kN (high lubricating rust preventive oil or more), ×: less than 150 kN.

(耐型かじり性、プレスかす)
日本鉄鋼連盟規格の490MPa級汎用型の熱延鋼板JSH440W(板厚=3.2mm)を処理原板として用い、その片面に試験する潤滑皮膜を形成した潤滑処理鋼板を作製した。この試験鋼板の潤滑処理表面に一般防錆油を2g/m2塗油した後、クランクプレス曲げ(潤滑処理表面が外面となるように曲げる)による型かじり性評価を実施した。その際の加工条件と評価方法は図2に示す通りであった。クリアランス−50%で連続5枚成形した後、5枚目のサンプルにおける本試験摺動部である側壁部外面の正常部残存率を評価した。
(Die galling resistance, press dust)
A 490 MPa class general-purpose hot-rolled steel sheet JSH440W (thickness = 3.2 mm) of the Japan Iron and Steel Federation standard was used as a processing original sheet, and a lubricated steel sheet having a lubricating film to be tested was formed on one side thereof. After applying 2 g / m 2 of general rust preventive oil to the lubricated surface of this test steel plate, evaluation of die squeezing by crank press bending (bending so that the lubricated surface becomes the outer surface) was performed. The processing conditions and the evaluation method at that time were as shown in FIG. After five continuous sheets were formed at a clearance of -50%, the normal part remaining rate on the outer surface of the side wall part, which is the sliding part of the test, in the fifth sample was evaluated.

判定基準として耐型かじり性が良好なミルボンド(MC560J、塗布量=1.2g/m2)の同条件での正常部残存率が75%であることから、それ以上を合格とし、全く型かじりが発生しないものを最良とした。 As a criterion for judgment, the remaining ratio of the normal part under the same conditions of mill bond (MC560J, coating amount = 1.2 g / m 2 ) having good mold galling resistance is 75%. The one that did not occur was the best.

加工条件:
サンプルサイズ:50×300mm;クリアランス;−50%;
成形回数:連続5枚
耐型かじり性の判定基準:
正常部残存率、◎:100%、○:75〜100%(ミルボンド以上)、×:75%未満。
Processing conditions:
Sample size: 50 x 300 mm; clearance; -50%;
Number of moldings: 5 consecutive sheets Criteria for determining galling resistance:
Normal part remaining rate, A: 100%, B: 75-100% (mill bond or more), X: less than 75%.

あわせて、連続成形後した5枚目のサンプルにおける加工後の側壁部外観を観察することにより、摺動部でのプレスかすの発生状況を評価した。型かじり試験により、潤滑皮膜が擦れ、剥離し、皮膜が型にビルドアップして鋼板に再付着することで、かじり部にプレスかすが再付着するのであるが、蒸気脱脂により除去可能な場合は問題なしと判断した。   In addition, by observing the appearance of the processed side wall portion in the fifth sample after continuous molding, the occurrence of press debris at the sliding portion was evaluated. In the mold galling test, the lubricating film rubs and peels off, and the film builds up on the mold and reattaches to the steel sheet, so that press debris reattaches to the galling part, but it is a problem if it can be removed by steam degreasing. Judged to be none.

プレスかすの判定基準:
側壁外観観察で、
◎:プレスかすによる黒変発生なし、
○:プレスかすにより黒変発生するも蒸気脱脂により黒変除去可能、
×:プレスかすによる黒変発生し、蒸気脱脂により除去不可能。
Criteria for press residue:
In the side wall appearance observation,
A: No blackening occurs due to press residue,
○: Blackening occurs due to press debris but can be removed by steam degreasing.
×: Blackening occurs due to press debris and cannot be removed by steam degreasing.

(耐発錆性)
日本鉄鋼連盟規格の軟鋼板JSC270D(板厚=0.8mm)を処理原板として用い、この鋼板の片面に試験する潤滑皮膜を形成した潤滑処理鋼板を作製した。この試験鋼板に一般防錆油を2g/m2塗油した後、50℃、相対湿度90%の湿潤試験機内に入れ、水蒸気を吹きかけながら60日保持した後の、赤錆発生率により、次のように評価した。
(Rust resistance)
Using a mild steel plate JSC270D (plate thickness = 0.8 mm) of the Japan Iron and Steel Federation standard as a treated original plate, a lubricated steel plate having a lubricating film to be tested on one side of this steel plate was prepared. After applying 2 g / m 2 of general rust preventive oil to this test steel sheet, it was placed in a wet test machine at 50 ° C. and 90% relative humidity, and kept for 60 days while spraying water vapor. It was evaluated as follows.

判定基準
赤錆発生率(%)が、
◎:赤錆発生なし、○:10%未満、△:10%以上、30%未満、×:30%以上。
Judgment criteria Red rust occurrence rate (%)
A: No occurrence of red rust, B: Less than 10%, B: 10% or more, less than 30%, X: 30% or more.

(潤滑皮膜の経時安定性)
片面に試験する潤滑被膜を形成した潤滑処理鋼板(形状:70×150mm、原板:軟鋼板JSC270D(板厚=0.8mm))を、50℃、相対湿度90%の湿潤試験機内に7日間保持した後、ピンオンディスク型摩耗摩擦試験機(高千穂製)を用いて摩擦係数を測定した。測定条件は、110℃、荷重150N、回転数30rpmの条件で500回転まで試験し、摩擦係数が0.2以上に増大するまでの回転数により評価した。
(Lubrication stability of lubricating film)
A lubricated steel plate (shape: 70 × 150 mm, original plate: mild steel plate JSC270D (plate thickness = 0.8 mm)) formed with a lubricating coating to be tested on one side is held for 7 days in a wet testing machine at 50 ° C. and 90% relative humidity. After that, the friction coefficient was measured using a pin-on-disk type abrasion friction tester (manufactured by Takachiho). The measurement conditions were 110 ° C., a load of 150 N, a test of up to 500 rpm under the conditions of 30 rpm, and an evaluation was made based on the number of revolutions until the friction coefficient increased to 0.2 or more.

判定基準
摩擦係数が0.2以上に増大するまでの回転数が、
◎:500回転以上、
○:200回以上、500回未満、
△:100回以上、200回未満、
×:100回未満。
Judgment criteria The number of revolutions until the friction coefficient increases to 0.2 or more,
A: More than 500 revolutions,
○: 200 times or more, less than 500 times,
Δ: 100 times or more, less than 200 times,
X: Less than 100 times.

Figure 2010018829
Figure 2010018829

表2に示すように、潤滑皮膜に特定の防錆成分を含有させた本発明にかかる潤滑処理鋼板(試験No.1〜29)は、性能バランスに優れていて、防錆成分を含有しない比較例の潤滑処理鋼板と同等の脱膜性、化成処理性、成形性、耐型かじり性を保持しながら、耐発錆性と潤滑性能の経時安定性が著しく改善された。試験No.13で潤滑皮膜の経時安定性が低くなったのは、防錆成分の含有量が少なかったためである。   As shown in Table 2, the lubricated steel sheet (test Nos. 1 to 29) according to the present invention containing a specific antirust component in the lubricating film is excellent in performance balance and does not contain a rust inhibitor component. While maintaining film removal property, chemical conversion property, formability, and mold galling resistance equivalent to the lubricated steel plate of the example, rust resistance and stability over time of lubrication performance were remarkably improved. The reason why the stability of the lubricating film with time in Test No. 13 was low was that the content of the rust preventive component was small.

本発明によれば、予め鋼帯の状態の鋼板に潤滑処理を施して潤滑処理鋼板を製造し、それを長期保管した後に、プレス加工業者がブランキングとプレス加工を行う場合であっても、従来のようなボンデ・ボンダリューベ処理を施すことなく、経時的に安定して防錆性と潤滑性が確保できる。それにより、プレス加工の作業効率と作業の自由度が著しく向上する。   According to the present invention, a steel plate in a steel strip state is preliminarily lubricated to produce a lubricated steel plate, and after storing it for a long period of time, even if the press processor performs blanking and pressing, Rust prevention and lubricity can be secured stably over time without performing conventional bonde / bonderube treatment. As a result, the work efficiency of press working and the degree of freedom of work are significantly improved.

これに対し、潤滑皮膜が防錆成分を含有しない試験No.36〜38では潤滑皮膜の耐発錆性と潤滑性の経時安定性が著しく低かった。一方、潤滑皮膜が防錆成分を含有していても、その防錆成分が本発明の範囲外のものであった試験No.30〜35では、やはり潤滑皮膜の耐発錆性が低く、特に潤滑性の経時安定性は、防錆成分を含有しない場合に比べて全く向上しなかった。また、金属石鹸がステアリン酸亜鉛以外のものであった試験No.31でも、潤滑性の経時安定性は低くなった。即ち、本発明の潤滑皮膜が示す耐発錆性や潤滑性の経時安定性は、皮膜形成成分、潤滑成分、防錆成分の特定の組み合わせによってはじめて達成されることがわかる。   On the other hand, in Test Nos. 36 to 38 in which the lubricating film did not contain a rust preventive component, the rust resistance of the lubricating film and the stability over time of the lubricity were remarkably low. On the other hand, even if the lubricating film contains a rust-preventing component, in test Nos. 30 to 35 in which the rust-preventing component was outside the scope of the present invention, the rust resistance of the lubricating coating was still low. Lubricating stability over time did not improve at all compared to the case where no rust preventive component was contained. Also in Test No. 31, where the metal soap was other than zinc stearate, the stability over time of the lubricity was low. That is, it can be seen that the rust resistance and lubrication stability of the lubricating film of the present invention are achieved only by a specific combination of a film forming component, a lubricating component, and a rust preventing component.

円筒深絞り成形による成形性評価方法の模式図である。It is a schematic diagram of the moldability evaluation method by cylindrical deep drawing. 耐型カジリ性の評価試験方法およびその測定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the evaluation test method and its measuring method of mold-proof galling resistance.

Claims (14)

皮膜形成成分中に潤滑成分を含有する潤滑皮膜を鋼表面に備えた、鋼板又は鋼帯の形態の潤滑処理鋼板であって、該皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩またはその両者の混合物であり、該潤滑成分がステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物であり、かつ該潤滑皮膜が、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物から選ばれる少なくとも1種の防錆成分をさらに含有することを特徴とする、潤滑処理鋼板。   Lubricated steel sheet in the form of a steel plate or steel strip provided with a lubricating film containing a lubricating component in the film forming component, wherein the film forming component is an alkali metal borate, alkali metal silicate or A mixture of the two, the lubricating component is a mixture of zinc stearate and wax, and the lubricating coating is at least selected from phosphate, vanadium oxyacid salt, molybdenum oxyacid salt and mercapto compound A lubricated steel sheet characterized by further containing one kind of rust preventive component. 前記アルカリ金属ケイ酸塩がリチウムシリケートである、請求項1に記載の潤滑処理鋼板。   The lubricated steel sheet according to claim 1, wherein the alkali metal silicate is lithium silicate. 前記皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩とリチウムシリケートとの混合物であり、該リチウムシリケートのLi/Si原子比が0.5〜4.0の範囲内であり、かつアルカリ金属ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分質量比が2/3以上である、請求項1に記載の潤滑処理鋼板。   The film forming component is a mixture of an alkali metal borate and lithium silicate, the Li / Si atomic ratio of the lithium silicate is in the range of 0.5 to 4.0, and the alkali metal borate / lithium The lubricated steel sheet according to claim 1, wherein the solid content mass ratio of the silicate is 2/3 or more. 前記防錆成分が、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、バナジン酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム四水和物、及びメルカプトエタノールから選ばれた1種または2種以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑処理鋼板。   The rust preventive component is one or more selected from magnesium phosphate, ammonium phosphate, ammonium vanadate, ammonium molybdate tetrahydrate, and mercaptoethanol. Lubricated steel sheet as described in 1. 潤滑成分/皮膜形成成分の固形分質量比が0.1〜2.0の範囲内であり、ステアリン酸亜鉛/ワックスの質量比が0.3〜5.0の範囲内であり、防錆成分/皮膜形成成分の質量比が0.001〜2.0の範囲内である、請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑処理鋼板。   The solid content mass ratio of the lubricating component / film-forming component is in the range of 0.1 to 2.0, and the mass ratio of zinc stearate / wax is in the range of 0.3 to 5.0, and the rust preventive component / Lubricated steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass ratio of the film-forming component is in the range of 0.001 to 2.0. 皮膜形成成分、潤滑成分および防錆成分の総量が10〜1000mg/mである、請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑処理鋼板。 Film-forming component, the total amount of the lubricating component and anticorrosive component is 10 to 1000 mg / m 2, lubricated steel sheet according to claim 1. 鋼板が鋼帯である、請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑処理鋼板。   The lubricated steel sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the steel sheet is a steel strip. アルカリ金属ホウ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩またはその両者の混合物からなる皮膜形成成分と、ステアリン酸亜鉛とワックスとの混合物からなる潤滑成分と、リン酸塩、バナジウムの酸素酸塩、モリブデンの酸素酸塩およびメルカプト化合物から選ばれる少なくとも1種からなる防錆成分とを含有することを特徴とする、潤滑皮膜形成用処理液。   Film-forming component consisting of alkali metal borate, alkali metal silicate or a mixture of both, lubricating component consisting of a mixture of zinc stearate and wax, phosphate, vanadium oxyacid salt, molybdenum oxygen A treatment liquid for forming a lubricating film, comprising a rust-preventing component comprising at least one selected from acid salts and mercapto compounds. 前記アルカリ金属ケイ酸塩がリチウムシリケートである、請求項8に記載の潤滑被膜形成用処理液。   The treatment liquid for forming a lubricating film according to claim 8, wherein the alkali metal silicate is lithium silicate. 前記皮膜形成成分がアルカリ金属ホウ酸塩とリチウムシリケートとの混合物であり、該リチウムシリケートのLi/Si原子比が0.5〜4.0の範囲内であり、かつアルカリ金属ホウ酸塩/リチウムシリケートの固形分質量比が2/3以上である、請求項8に記載の潤滑皮膜形成用処理液。   The film forming component is a mixture of an alkali metal borate and lithium silicate, the Li / Si atomic ratio of the lithium silicate is in the range of 0.5 to 4.0, and the alkali metal borate / lithium The treatment liquid for forming a lubricating film according to claim 8, wherein the solid content mass ratio of the silicate is 2/3 or more. 前記防錆成分が、リン酸マグネシウム、リン酸アンモニウム、バナジン酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム四水和物、及びメルカプトエタノールから選ばれた1種または2種以上である、請求項8〜10のいずれかに記載の潤滑皮膜形成用処理液。   The said rust preventive component is either 1 type (s) or 2 or more types chosen from magnesium phosphate, ammonium phosphate, ammonium vanadate, ammonium molybdate tetrahydrate, and mercaptoethanol, Any one of Claims 8-10. A treatment liquid for forming a lubricating film as described in 1. 潤滑成分/皮膜形成成分の固形分質量比が0.1〜2.0の範囲内であり、ステアリン酸亜鉛/ワックスの質量比が0.3〜5.0の範囲内であり、防錆成分/皮膜形成成分の質量比が0.001〜2.0の範囲内である、請求項8〜11いずれかに記載の潤滑被膜形成用処理液。   The solid content mass ratio of the lubricating component / film-forming component is in the range of 0.1 to 2.0, and the mass ratio of zinc stearate / wax is in the range of 0.3 to 5.0, and the rust preventive component 12. The treatment liquid for forming a lubricating coating according to any one of claims 8 to 11, wherein the mass ratio of the coating forming component is in the range of 0.001 to 2.0. ポリアクリル酸および非イオン界面活性剤から選ばれる少なくとも1種を分散剤としてさらに含有する、請求項8〜12のいずれかに記載の潤滑皮膜形成用処理液。   The processing liquid for lubricating film formation in any one of Claims 8-12 which further contains at least 1 sort (s) chosen from polyacrylic acid and a nonionic surfactant as a dispersing agent. pHが10〜13の範囲である、請求項8〜13のいずれかに記載の潤滑皮膜形成用処理液。   The processing liquid for lubricating film formation in any one of Claims 8-13 whose pH is the range of 10-13.
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