着色不锈钢板、着色不锈钢卷以及它们的制造方法与流程

本发明涉及利用化学着色法或电解着色法(均为批量处理)、或者卷筒着色法(连续着色法)制造的着色不锈钢板、着色不锈钢卷、以及它们的制造方法。特别涉及在冲压成型时耐磨损性和模塑性优异、并且成型品的强度较高的不锈刚冷轧(冷轧压延)钢板、冷轧钢卷以及它们的制造方法。

背景技术：

首先，在本说明书中，钢带是指长度方向与宽度方向相比较长的长条板状钢体。另外，钢板是指从钢带上切下所需长度的切割板。此外，钢卷是指将钢带以螺旋状卷绕而得到的钢卷。

如图10所示，不锈钢(着色不锈钢板)100在不锈钢基底(不锈钢板)101的表面上生成氧化皮膜(着色皮膜层)102。该氧化皮膜(着色皮膜层)102作为光干涉膜起作用。因此，不锈钢(着色不锈钢板)100呈现各种颜色。

即，向不锈钢100照射的入射光l0被分为由氧化皮膜102表面反射的反射光l1、以及由不锈钢基底101表面反射的反射光l2，该进行反射的两种光l1、l2由于波长的性质不同而彼此干涉，与氧化皮膜102的厚度对应的颜色的光被突出。

作为不锈钢着色法的代表示例，具有例如专利文献1公开的化学着色法以及例如专利文献2公开的电解着色法。

通过化学着色法或电解着色法制造的不锈钢板中，着色皮膜层的主体为铬的(氢)氧化物。该着色皮膜层最薄为1.5μm。根据由该着色皮膜层的厚度引起的干涉光效果以及着色皮膜层自身的色调，着色不锈钢板能够产生青铜色、蓝色、黄金色、红色、绿色等各种色彩。

因此，与所要求的设计性对应地，着色不锈钢板已被加工为各种形状的成型加工品并使用。

这样的着色不锈钢板经常用于建筑材料相关的内部装饰以及外部装饰等建筑材料领域。而且其板厚多半为0.5mm以上。然而，特别是最近，在灵活利用光学特性的功能性构件、以及反映了轻薄短小趋势的着色不锈钢板构成的小型成型加工品中，增加了厚度为0.5mm以下的薄板的使用。因此，要求成型后的成型品的刚性的情况增加。

作为不锈钢板，具有通过退火而变得性质柔软的2b材料、2d材料或ba材料等。然而，如上所述，板厚较薄的着色不锈钢板的冲压成型加工品容易变形。因此，需要提高强度。

以往，在建筑材料领域中存在要求提高强度的着色不锈钢板的成型品的情况下，从保持着色后的漂亮表面这一角度出发，使用通过冷轧而提高不锈钢板的表面硬度的不锈钢板的调质钢。然后对该不锈钢板的调质钢使用如下方法：在冲压加工等进行成型后，最后实施化学着色或电解着色。

根据图11可明确看出，冷轧对于任一种不锈钢板都能够在增加压下率的同时增加维氏硬度。与sus3042b那样的奥氏体不锈钢板相比，sus443ct2b那样的铁素体不锈钢板具有即使进行压延也不易变硬这一特征。

然而，在厚度为0.5mm以下的较薄板体的用途、特别是以光学特性等功能性为目的的用途中，越来越需要着色不锈钢板的成型加工性和耐磨损性优异、成型品具有较高的刚性。所谓磨损是指通过冲模等冲压模具与材料之间的接触而产生的烧结，特别在受到过度变形的材料与冲模之间的接触中容易发生。

另外，通常不锈钢的导热率较低。因此，冲压成型时容易发生与冲压模具之间的烧结。而且，由于模具的损耗而导致成本增加。为了防止这种情况，采取了使冲压油中的极压添加剂为氯化物或硫化物的对策、以及增大冲压油的粘性的对策。

例如，专利文献3公开的金属薄板的技术是在金属板的至少一侧表面上形成fe-ni-o类皮膜的技术。其目的在于开发出一种金属板的表面皮膜，该金属板的表面皮膜通用于铝、不锈钢以及钢等各薄板，适于得到冲压成型性特别优异、点焊性、粘合性以及化学合成处理性也优异的金属薄板。优选形成皮膜的沉积量为如下所述的fe-ni-o皮膜：皮膜中金属元素的总量换算后落在10mg/m2以上而1500mg/m2以下的范围内，fe含量(wt％)相对于fe含量(wt％)与ni含量(wt％)之和的比例落在0.004以上而0.9以下的范围内，并且，氧含量落在0.5wt％以上而10wt％以下的范围内。此时，为了改善金属薄板的耐磨损性以及冲压成型性，必须使用粘性大的润滑油(冲压油)。另外，成型后需要将粘性大的冲压油清洗干净。

另外，专利文献4公开的铁素体不锈钢板的技术的目的为提供一种深冲性非常优异的铁素体不锈钢板。该铁素体不锈钢板能够进行非常严格的冲压加工。为了达到该目的，该不锈钢板具有摩擦系数μ为0.21以下的表面皮膜。另外，塑性应变比r值在考虑到各向异性而平均值r为1.9以上。此外，该不锈钢板是极限深冲比为2.50以上且冲压成型性优异的铁素体不锈钢板。该不锈钢板含有特定量的c、n、cr、si、mn、p、s、al，还含有ti、nb、zr中的一种物质以上。剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。根据需要，也可以进一步含有mg、b、mo、ni、cu、v中的一种物质以上。此外，该铁素体不锈钢板的技术是在热轧后以特定的冷轧率将冷轧及退火以特定的组合实施的技术。但是，有时为了改善耐磨损性以及冲压成型性而必须形成固体润滑剂。

专利文献

专利文献1：日本特公昭52-32621号公报

专利文献2：日本特开平06-299394号公报

专利文献3：日本特开平10-60663号公报

专利文献4：日本特开2004-60009号公报

然而，一般地，实施过冷轧的强度较高的不锈钢板的模塑性会更差。特别是，在冲压成型时，伴随着强度增加而更容易出现加工裂纹或磨损(烧结)。即，具有强度或刚性的sus304的1/2h、3/4h等调质钢存在冲压成型性差且容易磨损的问题点。

然而，上述利用冲压油进行对策中，第一种对策即使冲压油中的极压添加剂为氯化物或硫化物的对策中，在对废弃的冲压油进行烧尽时产生二恶英等环境方面的问题、着色皮膜层的耐腐蚀性降低等问题。另外，后一种对策即提高冲压油的粘性的对策中，存在冲压成型后的去油工序中导致成本大幅增加这一问题。

所以，期望出现一种即使使用非氯化物的极压添加剂或低粘性的冲压油而模塑性也较高、难以产生磨损、从形状固定性的角度出发的成型品的强度较高的着色不锈钢板及钢卷。

另一方面，在建筑材料领域中，对冲压成型加工后的成型品实施化学着色或电解着色处理。因此，无法连续地对成型品进行着色。所以，需要集中一定程度的成型品而批量地进行着色处理。因此，还存在生产率低的问题点。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述现有技术的问题点而提出的。其目的是得到一种着色不锈钢的冷轧钢板、钢卷、及其制造方法，其中，该着色不锈钢的冷轧钢板、钢卷的模塑性高、难以产生磨损、从形状固定性的角度出发的成型品的强度较高，并且生产率也较高。

基于上述角度而专心研究的结果，本发明人发现，通过对事先实施了着色的不锈钢板或不锈钢带(在切割着色不锈钢板之前的未切割着色不锈钢板)实施冷轧，保持不锈钢板的表面维氏硬度为250以上而550以下的范围内，并调制出厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的着色层，从而与将没有着色皮膜层的无垢不锈钢板进行冷轧而提高维氏硬度再进行着色的不锈钢板相比，模塑性以及耐烧结性得到了改善。

本发明是基于该发现而作出的。

即，本发明所涉及的着色不锈钢板在不锈钢板表面上具有厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的着色皮膜层，所述着色皮膜层的表面具有变形带，该变形带是通过冷轧形成的，在光学显微镜或扫描电子显微镜下放大的放大图像观察到具有波纹状的条纹花样。

另外，本发明所涉及的着色不锈钢板是所述着色皮膜层的表面的维氏硬度hv为250以上而550以下的着色不锈钢板。

另外，本发明所涉及的着色不锈钢板，其所述着色皮膜层的表面的算术平均粗糙度ra具有0.05μm以上而5.0μm以下的表面粗糙度。

另外，本发明所涉及的着色不锈钢卷是将以上任一种着色不锈钢板卷绕成卷筒状而形成的着色不锈钢卷。

另外，本发明所涉及的着色不锈钢板的制造方法包括：着色工序，在该工序中，通过化学着色法或电解着色法、或者连续着色法在不锈钢板表面上形成着色皮层膜；以及压延工序，在该工序中，对经由所述着色工序形成有着色皮膜层的着色不锈钢板进行冷轧，将所述着色皮膜层调制为0.05μm以上而1.0μm以下的厚度。

另外，本发明所涉及的着色不锈钢卷的制造方法包括：着色工序，在该工序中，通过化学着色法或电解着色法、或者连续着色法在不锈钢板表面形成着色皮层膜；压延工序，在该工序中，对经由所述着色工序形成有着色皮膜层的着色不锈钢板进行冷轧，将所述着色皮膜层调制为0.05μm以上而1.0μm以下的厚度、并使其表面的算术平均粗糙度ra为0.05μm以上而5.0μm以下；以及卷绕工序，在该工序中，将通过所述压延工序冷轧后的着色不锈钢板卷绕成卷筒状，从而得到着色不锈钢卷。

此外，本发明所涉及的着色不锈钢板，其具备：至少一个主表面应着色的不锈钢板；以及形成在所述不锈钢板的应着色的主表面上的着色皮膜层，在该着色不锈钢板上，通过冷轧对所述着色不锈钢板进行表面硬度控制，控制至少一个主表面的所述着色皮膜的厚度，并通过冷轧而在所述着色不锈钢板的至少一个具备着色皮膜层的主表面上形成微小凹凸，该微小凹凸可作为冲压油的贮油部。当然，即使在不锈钢板的两个主表面上形成所述着色皮膜层，也完全不会影响本发明的主旨。

即，本发明所涉及的着色不锈钢板的所述表面粗糙化是如下发生的：通过所述冷轧的压延变形而产生在所述着色不锈钢板上形成的变形带，在所述着色不锈钢板的至少一个具备着色皮膜层的主表面上生成微小的高度差。

此外，本发明所涉及的着色不锈钢板，除了所述变形带的微小凹凸之外，还通过在所述着色不锈钢板上使用表面被粗糙化的轧辊进行所述冷轧而在具有着色层的主表面实施表面粗糙化，强化冲压时的冲压油的贮油部。

作为上述发现带来的改善效果的原因，认为是利用厚度为0.05μm以上的着色皮膜层改善了冲压成型时与模具之间的耐烧结性。此外，如图1(参照图9(b))所示，着色不锈钢板通过其后的冷轧而在着色皮膜层的表面3上生成由于通过冷轧形成的变形带5导致的微小凹凸。认为积存在由该微小凹凸形成的贮油部7的冲压润滑油的油滴防止冲压加工时冲压润滑油的耗尽，从而在冲压加工时带来润滑效果。

此外，还存在以下发现。即，发现如果通过控制着色不锈钢板的冷轧时的轧辊表面粗糙度而将不锈钢板的着色皮膜层的表面3的算术平均粗糙度ra调整至0.05μm以上而5.0μm以下，则进一步改善上述特性。

另外，还存在以下发现。即，如果使着色不锈钢板载冷轧后的着色皮膜层的维氏硬度hv为250以上而550以下，则成型品的强度提高，并且不锈钢的冲压加工性变高。

根据本发明人的发现，与以往的方法、即对通过冷轧提高强度的不锈钢板或不锈钢带(在切割不锈钢板之前的未切割不锈钢板)进行冲压加工并对该冲压加工品实施化学着色或电解着色的方法相比，对着色不锈钢板或着色不锈钢带(在切割着色不锈钢板之前的未切割着色不锈钢板)进行冷轧并对表面硬度和着色层的厚度进行控制的不锈钢板或不锈钢带，其冲压成型性以及耐磨损性更优异，通过使用该钢板或钢带，包括着色处理工序在内的着色不锈钢板或着色不锈钢带的具有较高刚性的成型加工品的生产率显著提高。

对本发明涉及的不锈钢板及不锈钢带，记述进行限定的理由。

作为能适用于本发明的不锈钢板的着色法，如前所述，有化学着色法或电解着色法。

图9示出了sus304ba材料的着色不锈钢板的表面的观察结果(图9(a))以及将其进行50％冷轧后的表面的观察结果(图9(b))。图9(a)以及图9(b)是通过扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)放大的着色不锈钢板的着色皮膜层的表面3的放大图像。另外，通过光学显微镜也能得到同样的放大图像。如图9(b)所示，观察到变形带的放大图像为波纹状的条纹花样。根据该放大图像可知，通过冷轧而在图1所示的着色皮膜层的表面3上产生由变形带5导致的微小凹凸。如果着色不锈钢板的冷轧率小于10％，则无法观察到如图9(b)所示的着色皮膜层的表面3的凹凸，冲压成型性较差。对于冲压成型性，优选10％以上的冷轧压下率。与此相对，在冷轧后进行着色处理的着色不锈钢板中，可能是由于化学着色反应或电解着色反应导致的，无法观察到上述着色皮膜层的表面3的微小凹凸。

通过冷轧得到的着色不锈钢板或着色不锈钢带的着色皮膜层的厚度优选为0.05μm以上而1μm以下的范围。

即，如果着色皮膜层的厚度小于0.05μm，则冲压加工时容易出现磨损。

如果着色皮膜层的厚度超过1.0μm，则着色皮膜层与不锈钢板基材之间的密合性变差，冲压加工时容易出现磨损。

所以，在着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1μm以下的范围内，选择与所要求的色调对应的着色皮膜层的厚度。通过该选择，能够提供冲压加工时模塑性良好且磨损降低的着色不锈钢板或着色不锈钢带。

着色不锈钢板或着色不锈钢带的着色皮膜层的表面的维氏硬度hv优选为250以上而550以下的范围。

即，如果着色不锈钢板或着色不锈钢带的着色皮膜层的表面的维氏硬度hv小于250，则冲压成型等的成型品的刚性较低。另外，如果维氏硬度hv为250以上，则硬度提高且成型品的强度增加。然而，如果维氏硬度hv超过550，则不锈钢的冲压加工性显著降低。

所以，着色皮膜层的表面的维氏硬度hv优选为250以上而550以下的范围。

然而，在对着色不锈钢进行消光加工的情况下，最终道次的轧辊表面粗糙度与消光加工着色不锈钢板的表面粗糙度几乎相同。其理由是由于，仅在压延的最终道次切换为毛面辊，该辊表面被复制到着色不锈钢板上。所以，如果通过使冷轧的轧辊的表面粗糙度变化，从而控制冷轧后的着色不锈钢板或着色不锈钢带的表面粗糙度，则能够进一步防止冲压润滑油的耗尽。该情况下，进一步改善冲压成型性。如果算术平均粗糙度ra小于0.05μm，则冲压成型性较差。另外，如果算术平均粗糙度ra超过5μm，则容易出现由粗糙度引起的冲压裂纹。如果算术平均粗糙度ra为0.05μm以上而5.0μm以下的范围，则冲压时润滑油容易保持在着色不锈钢板表面。其结果是，发挥润滑效果，改善冲压成型性和耐磨损性。

作为不锈钢板，只要是能够如铁素体不锈钢板、奥氏体不锈钢板这样通过化学着色或电解着色进行着色的不锈钢板即可，不会影响本发明的效果。因此，不限定钢的种类。另外，着色前的不锈钢板的表面精加工除了ba材料、2b材料之外还有镜面、拉丝、研磨材料等。由于上述加工同样有效，所以本发明中不进行规定。另外，由于奥氏体不锈钢板为即使进行冷轧也难以产生磁性的非磁性钢，这也包含在本发明要求保护的范围内。

另外，虽然主要对不锈钢板、不锈钢带进行了说明，但是只要能够通过冷轧而将着色皮膜层进行调制至0.05μm以上而1.0μm以下的厚度范围内即可，也可以是其它形状的不锈钢材料。这也落入本发明要求保护的范围内。

发明的效果

根据本发明，得到了着色不锈钢的压延钢板、着色不锈钢卷以及它们的制造方法，该着色不锈钢的压延钢板、着色不锈钢卷的冲压成型性以及耐磨损性更优异，通过使用其钢板或钢带，能够显著提高加入了着色处理工序后的着色不锈钢的具有较高刚性的成型加工品的生产率。

本发明的上述目的、其他目的、特征及优点，能够通过下述参照附图进行的用于实施本发明的方式的说明更加明确。

附图说明

图1是示出本发明涉及的着色不锈钢板或着色不锈钢带的一个示例的剖视图。

图2是示出本发明涉及的着色不锈钢板或着色不锈钢带的制造工序的工序图。

图3是示出本发明涉及的着色不锈钢板的化学着色工序的一个示例的工序图。

图4是示出本发明涉及的着色不锈钢板的化学着色工序以及硬膜处理工序中使用的装置的一个示例的图，图4(a)是示出将不锈钢板浸渍从而进行着色的化学着色装置的图，图4(b)是示出进而对其进行硬膜处理的硬膜处理装置的图。

图5是示出本发明涉及的着色不锈钢板的电解着色工序中使用的电解着色装置的一个示例的图，图5(a)是电解着色装置的说明图，图5(b)是示出电泳槽及其周边的图。

图6是示出本发明涉及的着色不锈钢带的连续着色中使用的卷筒着色法的概要的图。

图7是示出本发明涉及的着色不锈钢带的压延工序中使用的四辊轧机的图。

图8a是使用了本发明涉及的着色不锈钢板的一个示例、即智能手机的边框的俯视图。

图8b是使用了本发明涉及的着色不锈钢板的一个示例、即智能手机的边框的立体图。

图9是示出着色不锈钢板的着色皮膜表面的图，图9(a)是示出对压延前的着色皮膜表面进行拍摄的照片的图，图9(b)是示出对压延后的着色皮膜表面进行拍摄的照片的图。

图10是示出不锈钢的着色原理的图。

图11是示出不锈钢的硬度与压下率之间的关系的图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所涉及的着色不锈钢板1在不锈钢板10的表面上具有着色皮膜层11。由这些不锈钢板10以及着色皮膜层11构成的着色不锈钢板1整体的厚度为0.5mm以下，着色皮膜层11的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下，着色皮膜层的表面3的维氏硬度hv为250以上而550以下，着色皮膜层的表面3的表面粗糙度为算术平均粗糙度ra为0.05μm以上而5.0μm以下的粗糙度。

该着色不锈钢板1通过由着色后的冷轧发生塑性变形而形成有变形带5。由变形带5导致的着色皮膜层的表面3的高度差形成微小凹凸，该凹凸的凹部成为贮油部7。由于冷轧后的冲压成型时使用的冲压油的油滴保持在该贮油部7内，所以认为能够防止冲压加工时冲压润滑油的耗尽，在冲压加工时带来润滑效果。另外，在通过光学显微镜或扫描电子显微镜放大的放大图像中，能够观察到变形带5为波纹状的条纹花样。

如图2所示，该着色不锈钢板首先通过化学着色法或电解着色法(均为批量处理)在不锈钢板表面上形成着色皮膜层。或者，作为在切割着色不锈钢板之前的未切割钢板即着色不锈钢带通过卷筒着色法(连续着色法)，在作为切割着色不锈钢板之前的未切割钢板即不锈钢带表面上形成着色皮膜层(着色工序20)。通过冷轧对如上述所示制造出的着色不锈钢板或着色不锈钢带进行压延(压延工序21)，从而制造厚度为0.05mm以下的着色不锈钢板或着色不锈钢带，其中，将着色皮膜层调制为0.05μm以上而1.0μm以下的厚度。进而，将如上述所示制造的着色不锈钢带卷绕(卷绕工序)，从而制造着色不锈钢卷。

如上所述，在制造本发明的着色不锈钢板(包括着色不锈钢带)或着色不锈钢卷时，首先在不锈钢板(包括不锈钢带)上形成着色皮膜层。在不锈钢板的情况下，该着色皮膜层能够通过化学着色法或电解着色法进行的批量处理而形成，在不锈钢带的情况下，该着色皮膜层能够通过卷筒着色法进行的连续着色法而形成。

化学着色法中针对不锈钢板表面上的通常的着色方法为，通过在由高浓度的重铬酸盐·硫酸形成的高温溶液中浸渍10分钟以上而1000分钟以下程度的自然浸渍法对不锈钢板进行浸渍，形成氧化皮膜。

例如图3所示，这种称为inco法的方法由去油工序30、水洗工序31、表面活化工序32、水洗工序33、氧化(着色)工序34、水洗工序35、硬膜处理(干燥)工序36、水洗工序37、干燥工序38等各工序构成。

图4示出了氧化(着色)工序34以及硬膜处理工序36中使用的装置。即，图4(a)是化学着色装置，图4(b)是硬膜处理装置。化学着色装置配置为，在内贴有内衬42的外槽41中充满的氧化液43、例如将作为强氧化剂的氧化铬cro3溶于硫酸而得到的溶液中浸渍例如为sus304的不锈钢板45。硬膜处理装置由与化学着色装置的着色槽同样的槽、作为不锈钢板45的对电极的铂电极44、以及在铂电极44和不锈钢板45间赋予电位的直流电源46构成。

化学着色中，首先在去油工序30中，利用碱除去不锈钢板45表面的油脂等污垢。在水洗工序31中，通过水洗除去残留在不锈钢板45表面的碱。在表面活化工序32中，用10％盐酸对去油后的不锈钢板45表面进行全面蚀刻而进行活化。在水洗工序33中，通过水洗除去残留在不锈钢板45表面的盐酸。在氧化(着色)工序34中，使用如图4(a)所示的化学着色装置，将不锈钢板45浸渍于8％的氧化铬cro3及硫酸的水溶液中，在80℃下，以未赋予电位的自然电位状态下，与氧化皮膜的厚度对应而进行5～15分钟氧化。在水洗工序35中，通过水洗除去残留在不锈钢板45表面的氧化铬cro3及硫酸。接下来在硬膜处理工序36中，进行用于提高形成于不锈钢板45表面的氧化皮膜(着色皮膜层)的耐腐蚀性的硬膜处理。在硬膜处理工序36中，使用图4(b)所示的、具有与氧化(着色)工序34同样的槽的硬膜处理装置，将不锈钢板45浸渍于5％的氧化铬cro3及磷酸的溶液中，在常温下赋予施加使电流密度成为0.01a/cm2的电位2～5分钟。在水洗工序37中，通过水洗除去残留在不锈钢板45表面的氧化铬cro3及磷酸。在干燥工序38中，除去不锈钢45表面的水分，结束所有工序。

另外，电解着色法中例如使用如图5所示的电解着色装置50。在该电解着色装置50中，在填充于电泳槽64内的例如硫酸水溶液或硫酸中加入有氧化铬cro3的水溶液(液温为50～90℃)66中，将用于切换恒流电源52的极性的极性转换开关54的一侧输出经由电流表56利用连接工具58a与不锈钢板60连接，将极性转换开关54的另一侧输出利用连接工具58b与对电极板62连接。通过极性转换开关54交替切换恒流电源52的极性，每隔5秒交替地反复进行阳极电解处理以及阴极电解处理。通过该处理，在不锈钢板60的表面上形成氧化皮膜(着色皮膜层)，从而不锈钢表面着色。另外，作为水溶液66，也可以使用含有氢氧化钠或氢氧化钾的至少其中一种物质的80～100℃的水溶液。

以上是交替电解处理的情况的示例。

在进行作为直流电解处理的阳极电解处理的情况下，将极性转换开关54固定在阳极侧。或者，也可以是省略极性转换开关54，将恒流电源52的正极侧端子经由电流表56利用连接工具58a与不锈钢板60连接，将恒流电源52的负极侧端子利用连接工具58b与对电极板62连接即可。

另外，在进行作为直流电解处理的阴极电解处理的情况下，将极性转换开关54固定在阴极侧。或者，也可以是省略极性转换开关54，将恒流电源52的负极侧端子经由电流表56利用连接工具58a与不锈钢板60连接，将恒流电源52的正极侧端子利用连接工具58b与对电极板62连接即可。

不锈钢板能够通过最多为1.5μm以下的以铬的(氢)氧化物为主体的着色皮膜层的干涉膜、以及着色皮膜层自身的色调，而酝酿出青铜色、蓝色、黄金色、红色、绿色等各种色彩。

如此，通过化学着色法或电解着色法的着色工序而被着色的着色不锈钢板，通过例如利用四辊轧机的压延工序被冷轧而形成变形带。此外，进一步通过用表面粗糙化的轧辊在最终道次进行压延，由此同时对形成于着色不锈钢板的一个或两个表面上的着色层形成表面进行表面粗糙化。

通过该着色处理后的冷轧，着色不锈钢板表面以及背面的维氏硬度hv增加到250以上而550以下，此外，通过控制最终冷轧时的轧辊的表面粗糙度，使得这两个表面的算术平均粗糙度ra为0.05μm以上而5.0μm以下的表面粗糙度。该变形带5导致的微小凹凸的凹部为冷轧时使用的冲压油的贮油部7。冷轧后的冲压成型时使用的冲压油的油滴保持在该贮油部7内，防止冲压油耗尽。另外，通过利用冷轧中的最终压延的轧辊的表面粗糙化对着色表面的表面粗糙度的控制，由此进一步加强在冲压时防止冲压油耗尽。因此，本申请的实施了冷轧的着色不锈钢板的冲压成型性和耐磨损性提高，其结果量产率也提高。

另外，例如图6所示，卷筒着色法由展卷工序61、去油工序63、着色槽工序65以及卷取工序67构成。首先，通过展卷工序61而从将不锈钢带卷绕为卷筒状的不锈钢卷中拉出不锈钢带。通过去油工序63除去附着于该拉出的不锈钢带的表面上的油膜。然后，通过着色槽工序65对去油后的不锈钢带进行连续着色。通过卷取(卷绕)工序67将连续着色后的着色不锈钢带卷取成卷筒状，形成着色不锈钢卷。

接下来，从着色不锈钢卷拉出着色后的着色不锈钢带，执行压延工序。在压延工序中对具有通过上述任一种着色法形成的着色皮膜层的着色不锈钢带进行冷轧，该着色皮膜层例如为黑色的着色皮膜层。该冷轧中例如使用如图7所示的四辊轧机70、或具有更多轧辊的多辊轧机。例如该四辊轧机，在由电动机75旋转驱动的上下一对工作轧辊(驱动轧辊)71a、71b之间通过如上所述形成的、从着色不锈钢卷拉出的着色不锈钢带1而进行冷轧。上下一对工作轧辊(驱动轧辊)71a、71b分别由上下一对支撑轧辊(非驱动轧辊)73a、73b支撑。

另外，该图7示出了一个可逆式的四辊轧机。上述内容仅不过是一个示例，即使用六辊式轧机(clustermill)、森吉米尔轧机、多辊压延机进行冷轧也没有太大问题。另外，也可以将多个上述轧机串列设置，不需要特殊的压延机、压延技术或压延条件。另外，如果要进行消光压延则仅在最终道次中进行。

通过该四辊轧机进行冷轧，通过在最终道次利用表面粗糙化的轧辊进行压延而形成变形带。其结果是，同时对着色不锈钢带的表面(着色皮膜层的表面)以及背面(着色不锈钢带的没有形成着色皮膜层的一侧的表面)进行表面粗糙化，得到着色皮膜层以及整体达到所期望的厚度的较薄的着色不锈钢带。通过该着色处理后的冷轧，着色不锈钢带的表面以及背面的维氏硬度hv增加到250以上而550以下。而且，着色不锈钢带的表面以及背面形成为，具有算术平均粗糙度ra为0.05μm以上而5.0μm以下的表面粗糙度且能够观察到微小凹凸。该变形带5导致的微小凹凸的凹部作为冷轧时使用的冲压油的贮油部7，防止油耗尽，由此着色不锈钢带的冲压成型性和耐磨损性提高，其结果量产率也提高。

此外，通过卷取装置76将利用四辊轧机70冷轧后的着色不锈钢带例如以铁制芯78为中心而卷取成卷筒状(卷绕工序)，由此得到着色不锈钢卷77。

另外，在冷轧之后，有时需要进行矫直、张力矫直、张力退火等着色不锈钢板或着色不锈钢带的矫正处理。这些矫正处理也落入本发明要求保护的范围，并不影响本发明的主旨。

另外，上述说明中，将连续着色后的着色不锈钢板暂时卷绕成卷筒状而形成着色不锈钢卷。然后，从该着色不锈钢卷拉出着色不锈钢带，并执行冷轧后，再次卷绕成卷筒状，形成着色不锈钢卷。但是，也可以是将连续着色后的着色不锈钢带直接进行冷轧，将该冷轧后的着色不锈钢带卷绕成卷筒状从而形成着色不锈钢卷。这一系列的处理也均落入本发明要求保护的范围，并不影响本发明的主旨。

实施例

使用sus304、sus316、以及sus443j1的钢板，以表1a所示的条件进行化学着色处理。另外，以表1b以及表1c所示的条件进行电解着色处理。另外，对于着色皮膜层的厚度，通过变更着色处理时间从而调节着色皮膜厚度。通过高频辉光放电发光表面分析装置(堀场制作所制造的gd-profiler2)进行溅落而测定着色皮膜层的厚度。对于硬度测定，使用硬度测定装置(future-tech公司制造的fm-ars900)对钢板表面测定维氏硬度的5点平均值，将测定载荷设为50g。另外，对于表面粗糙度，使用表面粗糙度测定装置(东京精密公司制造的ハンディサーフe-35a)，测定算术平均粗糙度ra的5点平均值。

【表1a】

【表1b】

【表1c】

实验例1

以表1a、表1b以及表1c所示的条件对sus304的厚度为0.3mm的ba材料以及1/2h材料的200mm宽×300mm长的钢板进行着色处理。然后，使用实验室的四辊压延的小型压延机，在室温下可逆地进行多道次的冷轧以使得钢板均变为0.2mm的厚度。另外，另一方面，使用sus304的ba材料以及1/2h材料的0.3mm厚度的钢板，在实验室条件下进行冷轧至厚度变为0.2mm为止。然后以表1的条件进行着色。

作为耐磨损实验评价方法，进行了圆筒快速深冲实验。该情况下，将冲头直径设为40mm、将冲头行进速度设为60mm/min、将压边力设为12kn、将毛坯直径分别变更至72mm、78mm以及84mm而进行实验。另外，以易于检测烧结差异的方式，涂敷低粘度的冲压油(粘度25厘沲)从而进行实验，确认有无磨损等。

表2中示出了关于sus304的ba材料以及1/2h材料的圆筒快速深冲实验的结果。表2中，关于耐磨损性，将在圆筒快速深冲实验中没有出现磨损的情况用“○”表示。另外，将出现磨损的情况用“×”表示。另外，表2中，关于冲压成型性，将圆筒快速深冲实验的结果中可以完整完成冲拔且没有出现裂纹的情况用“◎”表示。另外，将虽然能完整完成冲拔但是在冲头角部出现裂纹的情况用“○”表示。此外，将冲拔途中出现裂纹而无法完成冲拔的情况用“×”表示。

另外，在表2中，将着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围内且为着色处理后进行过冷轧的材料作为实施例。另一方面，将着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围之外的材料、或虽然着色皮膜层的厚度落在该范围内但着色处理是在冷轧后进行的材料作为对比例。

【表2】

在本实验中，由于使用低粘度的冲压油，所以极限深冲比较小。另一方面，可以明确在对比例中，在着色皮膜层的厚度小于0.05μm的情况下，由于不锈钢板与冲压模具之间的烧结而在冲头角部出现磨损，冲压成型性差。与此相对，在本发明的实施例中，均没有观察到任何磨损。而且，与冷轧后进行着色的情况下的对比例相比，即使在毛坯直径变大而使得冲压成型性变得苛刻的情况下，冲压成型性和深冲性也非常优异。

实验例2

使用sus316以及sus443j1的厚度为0.3mm的ba材料的钢板，以表1的条件进行电解着色，使着色皮膜层的厚度变化。然后，在实验室条件下进行多道次的冷轧以使得钢板变为0.2mm的厚度。在冷轧的最终道次，使用将轧辊表面进行喷砂或电蚀以使表面粗糙度变化为标准8的轧辊，使着色不锈钢的冷轧钢板的着色皮膜层的表面的算术平均粗糙度ra变化。使用这些钢板评价冲压成型性。作为冲压成形性实验而进行圆筒快速深冲实验，获得极限深冲比。该情况下，使用低粘度的冲压油(粘度25厘沲)，将冲头直径设为40mm、将冲头行进速度设为60mm/min、将压边力在12kn以上而20kn以下的范围内进行变更、将毛坯直径分别在60mm以上而100mm以下的范围内进行变更而进行实验。

在深拉实验的情况下，毛坯直径/冲头直径之比为深冲比，在不破裂的条件下深冲极限即为极限深冲比。由于冲头直径是固定的，所以毛坯直径越大，越难进行深冲。当然，极限深冲比越大则深冲性越好。

这些结果在表3中示出。作为耐磨损性，对于层厚0.05μm以上的着色皮膜层是有效的，但应该明确地是，只要算术平均粗糙度ra落在本发明要求保护的范围内，则任意钢材种类的极限深冲比都非常高。

另外，在表3中，如果着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围内以及算术平均粗糙度为0.05μm以上而5.0μm以下，则作为实施例。反之，如果着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围之外、或算术平均粗糙度为0.05μm以上而5.0μm以下的范围之外的情况下，则作为对比例。

【表3】

实验例3

将sus304的宽320mm、厚0.3mm的ba材料的钢带(约300kg)进行四等分，将其中两个四等分后的钢带以表4的条件进行电解着色，使着色皮膜层厚为标准2。使用四辊压延机(工作轧辊直径80mm)进行冷轧，调整最终道次的轧辊的表面粗糙度而得到厚度为0.2mm的钢板。另一方面，对剩下的两个四等分后的钢带同样地进行冷轧，得到表面粗糙度为标准2的钢板后，以表4的条件进行电解着色，使着色皮膜厚为标准2。作为对冲压成型性以及磨损的评价，进行与实验例2同样的圆筒快速深冲实验，求出极限深冲比，并且确认有无磨损。

【表4】

这些结果在表5中示出。在该表5中，如果着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围内，并在着色处理后进行冷轧，则作为实施例。如果着色皮膜层的厚度为0.05μm以上而1.0μm以下的范围之外、或虽然落在该范围内但是在冷轧后进行着色处理的情况下，则作为对比例。

在着色皮膜层的层厚较薄的对比例3-1中，产生磨损。另外，在冷轧后着色的对比例3-2中，由于着色皮膜层的层厚足够，所以未产生磨损。但如果将算术平均粗糙度调制为本发明要求保护的范围内，则虽然极限深冲比略微改善，但是极限深冲比与对比例3-1一样低。另一方面，实施例3-1以及3-2中，均没有发生磨损。可知，将算术平均粗糙度调制为本发明要求保护的范围内的实施例3-2的极限深冲比非常高。

【表5】

实验例4

使用表5的实施例3-2，试制了智能手机用边框。图8a、图8b是示出该智能手机用边框的试制品的图。图中，该边框80例如具有高度为137mm、宽度为74mm、上升沿(厚度)为1mm的大致长方形的基体81。由其两个长边s1、s3以及与该两个长边s1、s3相接的短边s2构成的三边的边缘部82，形成相对于基体81主表面沿垂直方向稍微凸出的方式弯折的窄边框形状。另外，基体81的剩下的一个短边s4的边缘部83相当于智能手机的底面。与边缘部82的窄边框形状不同，边缘部83较宽。其角部c1、c2形成以45°切割的切角。角部附近的支持部84、85以及与支持部84稍微分离地形成的支持部86与边缘部82相比更宽而较高。该形状形成适于与智能手机主体卡合的形状。

如此，与要求表面平坦性的建筑材料不同，智能手机用的边框要求兼具有较薄的厚度和强度。即使为上述智能手机用的边框，也能够通过着色不锈钢板的冲压加工来实现。此时，根据本制造方法，难以产生磨损，冲压成型性也提高。因此，即使角部附近的形状复杂化，也能够在不导致生产率下降的情况下进行加工。另外，能够通过改变着色皮膜层的厚度而形成着色为黑色之外的颜色的边框。

另外，能够使具有0.5mm以上的板厚的不锈钢板表面粗糙化并着色。

如上所述，本发明的实施方式在此前的记载中进行了公开，但本发明不限于此。

即，能够在不脱离本发明的技术构思及其目的的范围内，对以上说明的实施方式实施与机制、形状、材质、数量、位置或配置等相关的各种变更，这些变更也包含在本发明内。

例如，本发明的其他实施方式所涉及的着色不锈钢板具备：至少一个主表面应着色的不锈钢板；以及形成在所述不锈钢板的应着色的主表面上的着色皮膜层，所述着色不锈钢板为塑性变形层叠体，其通过冷轧进行塑性变形而调整主表面的硬度，至少一侧主表面的硬度和所述着色皮膜层的厚度能够被控制，通过所述冷轧而在所述至少一侧主表面上形成可作为冲压油的贮油部的微小凹凸。

另外，所述微小凹凸是通过所述冷轧使所述塑性变形层叠体的至少一侧的主表面表面粗糙化而形成的。

另外，所述表面粗糙化是通过由所述冷轧在所述塑性变形层叠体上形成的变形带而在所述塑性变形层叠体的至少一侧的主表面上产生高度差而实现的。

此外，所述变形带是通过利用表面实施粗糙化的压延辊对所述塑性变形层叠体执行冷轧而形成的。

工业实用性

本发明所涉及的着色不锈钢板、着色不锈钢卷及其制造方法，能够用于要求厚度较薄的着色不锈钢的强度和刚性的成型加工品的用途中通过模具冲压成型的冲压产品等。另外，根据本发明，由于能够得到不易磨损且冲压成型性优异的着色不锈钢冷轧薄钢板及薄钢带，所以提高了冲压磨具等的寿命并提高了生产率，对金属加工业做出了很大的贡献。

标号的说明

1…着色不锈钢板

3…着色皮膜层的表面

5…变形带

7…贮油部

10…不锈钢板

11…着色皮膜层

20…着色工序

21…压延工序

30…去油工序

31、33、35、37…水洗工序

32…表面活化工序

34…氧化工序

36…硬膜处理工序

38…干燥工序

41…外槽

42…内衬

43…氧化液

44…铂电极

45…不锈钢板

46…直流电源

50…电解着色装置

52…恒流电源

54…极性转换开关

56…电流表

58a、58b…连接工具

60…不锈钢板

61…展卷工序

62…对电极板

63…去油工序

64…电泳槽

65…着色槽工序

66…水溶液

67…卷取工序

70…四辊轧机

71a、71b…工作轧辊

73a、73b…支撑轧辊

75电动机

76…卷取装置

77…着色不锈钢卷

78…芯

80…边框

81…基体

81、83…边缘部

84、85、86…支持部

100…不锈钢

101…不锈钢基底

102…氧化皮膜

s1、s3…长边

s2、s4…短边

c1、c2…角部