一般现在所广泛使用的金属基材，为了在从基材进行结构部件、制品的 成形加工或者组装时不产生问题，强烈要求其具有优异的成形性、焊接性。 例如不锈钢，由于具有良好的耐腐蚀性，可以广泛用于家庭、办公室、工 厂等使用的锅炉、热水供给装置、洗涤装置、洗衣机、厨房、储液槽等各 种水循环装置、化学反应塔、废液处理设备、输送管等，处理从中低温到 高温的各种液体的工业设备，另外，也可以广泛用于海洋结构物、汽车、 铁路车辆、船舶等的耐腐蚀性结构部件，为了加工成为结构部件，要求其 具有卓越的成形性以及焊接性。另外，在加电·OA、汽车、建材领域，也 较多使用比不锈钢廉价的锌类耐腐蚀镀钢或者铝合金类耐腐蚀镀钢作为金 属基材，在该种情况下，为了加工成为结构部件，也必须具有良好的成形 性、焊接性。进一步，为了实现汽车或者铁路车辆、船舶等的轻量化，要 求其使用的铝或者铝合金等金属基材也具有良好的成形性、焊接性。
在利用模具成形金属基材时，如果金属基材的润滑性不足，就会产生裂 纹、褶子、以及由于模具粘附等产生的表面损伤等问题，因此在成形前要 涂布润滑油。用此方法，在成形前必须进行润滑油的涂布工序，而进一步 在成形后必须有利用各种有机溶剂或者碱性脱脂液等除去·洗涤润滑油的 工序，因此该制造工序不只烦杂，而且在润滑油的除去·洗涤工序中使用 的溶剂或者脱脂液，对作业者的健康或者环境会产生较大负荷，因此不是 很理想。
作为不使用有机溶剂或者脱脂液就可以形成为希望的形状的润滑表面 处理金属基材，已经提出了在金属基材表面上形成了含蜡或者固体润滑剂 等润滑功能赋予剂(赋予润滑功能的物质)的润滑树脂皮膜的基材。例如， 对于不锈钢钢板的提案，有特开2002-60972号公报，对于镀锌类钢板的提 案，有特开平7-96576号公报，特开平8-156174号公报等，同样的技术可 用于各种金属基材。该润滑表面处理金属基材，通过将润滑树脂皮膜的厚 度控制在0.8～1.2μm左右的较窄范围内，虽然试图获得金属基材的成形 性和2枚重叠焊接性的平衡，但实际上发现根本没有同时满足良好的成形 性和焊接性这两方面的条件，或者为满足良好成形性和焊接性这两个方面 的处理窗(processing window)非常窄，要稳定得到良好的成形性和焊接 性较为困难。因为影响焊接性的因素，不仅只有在金属基材表面上形成的 润滑树脂皮膜的厚度、而且金属基材的种类、组织、材质、表面粗糙度或 者润滑树脂的种类、材质、树脂中的添加剂、润滑树脂皮膜的被覆状况， 以及电极的材质、形状、加压力、焊接电流等各种条件也极大左右着焊接 部的温度上升状况。
将在金属基材的表面上形成了润滑树脂皮膜的润滑表面处理金属基材 加工成结构部件或者制品的时候，不只有将两片重叠焊接，将3～4片或其 以上的多片重叠部进行焊接的情形也较多。通过控制润滑树脂皮膜的厚度 可以稳定得到良好的成形性和焊接性这件事，对于这样多片的重叠焊接， 比上述两片重叠焊接的情形要困难的多。因为在多片的重叠焊接中，在重 叠的两端处与电极连接的金属基材，与位于重叠内部的金属基材之间，接 受电极的加压力的分布、电流的分布、电极对冷却的影响等不同，流动过 基材的电流或者温度分布比两片重叠焊接的情形要复杂。
另外，作为施加了无机类润滑表面处理的金属基材，已经提出的有在金 属基材的表面上形成含润滑功能赋予剂的无机类皮膜(例如，对不锈钢钢 板，参照特开2003-41380号公报)或者被覆润滑性无机皮膜的基材，(例 如对镀锌类钢板的提案，有特开平9-256169号公报，特开平5-214558 号公报，另外，对于铝板的提案，参照特开平5-320932号公报)，同样 的技术可以用于各种金属基材。即使是这种施加了无机类润滑表面处理的 金属基材，在3～4片或其以上的多片重叠焊接时，通过管理无机类皮膜的 厚度而稳定得到良好的成形性和焊接性也是困难的。
为了保持润滑表面处理金属基材的成形性的同时改善焊接性，提出了种 种降低有机类或者无机类润滑皮膜向金属基材的被覆率，在没有被覆皮膜 的部位确保通电性的方案。(例如对镀锌类钢板，参照特开平4-56783 号、特开平5-237451号公报，对于不锈钢钢板，参照特开平6-262721 号公报。)，同样的技术可以用于各种金属基材。但是，用这样的在金属 基材表面上只被覆不连续皮膜的方法在焊接时，通电电阻不均一地下降， 在与两片重叠焊接相比流过金属基材的电流或者温度分布要复杂的3～4 片或其以上的重叠焊接中，要稳定得到良好的成形性和焊接性较为困难。
如上所述，虽然已经尝试在形成有机类或者无机类润滑皮膜的润滑表面 处理金属基材的成形性与两片重叠焊接性之间取得平衡，但是对3～4片或 其以上的多片重叠部分进行焊接时，稳定获得良好的成形性和焊接性的技 术，至今为止尚没有发现。

本发明，就是为了解决上述存在的技术问题而发明的，目的在于提供成 形性和焊接性优异，特别是可耐严格的拉深成形的，而且即使对3～4片或 其以上的润滑表面处理金属基材进行重叠焊接的严格焊接条件下，也可以 进行焊接的润滑表面处理金属基材。
本发明人，为了解决上述课题进行了种种研究，结果发现在具有特定范 围表面粗糙度的金属基材表面上，通过形成满足特定条件的润滑树脂皮膜， 可以得到一种润滑表面处理金属基材，其可进行严格的拉深成形，而且即 使在对3～4片或其以上的润滑表面处理金属基材进行重叠焊接的严格焊 接条件下也可以进行焊接。
基于这些发现完成了本发明，其要点如下所述。
(1)一种成形性和焊接性优异的润滑表面处理金属基材，是在算术 平均粗糙度为0.03～1.5μm的金属基材表面的至少一部分上施以形成润滑 树脂皮膜的润滑表面处理得到的润滑表面处理金属基材，其特征在于，上 述润滑表面处理部位的整体被覆有上述润滑树脂皮膜，而且上述润滑树脂 皮膜的平均皮膜厚度为0.1～0.9μm。
(2)一种成形性和焊接性优异的润滑表面处理金属基材，是在算术 平均粗糙度为0.03～1.5μm的金属基材表面的至少一部分上施以形成润滑 树脂皮膜的润滑表面处理得到的润滑表面处理金属基材，其特征在于，在 上述润滑表面处理部位上，被覆了上述润滑树脂皮膜的区域与没有被覆的 区域共存，被覆了上述润滑树脂皮膜的区域的平均皮膜厚度为0.2～1.2μ m，而且从没有被覆上述润滑树脂皮膜的区域内的任意位置开始到没有被 覆润滑树脂皮膜的区域与被覆有润滑树脂皮膜区域的最接近边界的直线距 离在60μm或其以下。
(3)上述(2)所述的润滑表面处理金属基材，其特征在于没有被覆 上述润滑树脂皮膜的区域的总面积，占实施了上述润滑表面处理的金属基 材表面整体的45％或其以下。
(4)上述(1)或者(2)所述的润滑表面处理金属基材，其特征在 于，上述金属基材为普通钢材、不锈钢钢材、镀敷钢材、铝材或者铝合金 材料。
(5)上述(1)或者(2)所述的润滑表面处理金属基材，其特征在 于，上述金属基材为板材、带材、棒材、形材、管材、线材。
(6)上述(4)或者(5)所述的润滑表面处理金属基材，其特征在 于，上述金属基材为冷轧钢板、奥氏体不锈钢钢板、铁素体不锈钢钢板、 马氏体不锈钢钢板、双相不锈钢钢板、镀锌钢板的任何一种。
(7)上述(1)或者(2)所述的润滑表面处理金属基材，其特征在 于，上述润滑树脂皮膜，是至少含有聚氨酯树脂、改性聚氨酯树脂、丙烯 酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、烯烃树脂、改性烯 烃树脂、聚酯树脂、改性聚酯树脂、醇酸树脂、氨基树脂、改性氨基树脂、 有机硅树脂、改性有机硅树脂、氟树脂、改性氟树脂中的一种或者两种或 其以上的树脂成分，和相对于干燥皮膜1～30质量％的润滑功能赋予剂形 成的。
本发明的润滑表面处理金属基材，特征在于在成形性和焊接性两方面都 优异，对成形性与焊接性的平衡，已经凌驾于迄今为止的润滑表面处理金 属基材之上。本发明的润滑表面处理金属基材，在利用金属基材进行结构 部件、制品的成形加工、组装时即使必须在严格的成形或者多片重叠焊接 的情形下由于可以很好地应付，从而可以提高结构部件或者制品设计的自 由度，在工业上具有很高的利用价值。
具体实施方案
下面对本发明进行详细说明。
本发明的润滑表面处理金属基材，由于在算术平均粗糙度为0.03～1.5 μm的金属基材表面的至少一部分上形成了润滑树脂皮膜，在原来的金属 基材表面上施以了形成润滑树脂皮膜的润滑表面处理部位为“润滑表面处 理”部位。作为本发明中的润滑表面处理金属基材，有润滑表面处理部位 的整体被覆有润滑树脂皮膜的基材，以及在润滑表面处理部位上被覆有润 滑树脂皮膜的区域(C区域)和没有被覆的区域(UC区域)共存的基材。 在前者的情况下，润滑表面处理部位的整体完全被润滑树脂皮膜覆盖，原 来的金属基材表面完全不露出来。在后者的情形下，润滑表面处理部位由 C区域和UC区域两区域组成，C区域是指被润滑树脂皮膜完全覆盖，原 来的金属基材表面完全不露出来的区域，另外UC区域是指没有润滑树脂 皮膜、原来的金属基材表面露出来的区域。
本发明中，形成润滑树脂皮膜的金属基材表面的算术平均粗糙度为 0.03～1.5μm，优选为0.05～0.5μm。下面说明其理由。
在本发明的金属基材上被覆的润滑树脂皮膜，是在润滑表面处理金属基 材成形时在金属基材表面上涂布可形成具有无涂油润滑性(即，成形时即 使不涂布润滑油等也可以确保润滑性)皮膜的溶剂性或者水性树脂组合物 (以下，均记为润滑性树脂涂料或者简单记为涂料)，加热使之反应、干 燥形成的薄膜。在金属基材表面上涂布的润滑树脂涂料，由于填埋于金属 基材表面的微小起伏的凹处，所以在凹处滞留的涂料要比凸处多。涂料干 燥之后形成的润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度与原来金属基材表面的粗糙度 水平没有很大不同的时候，由于涂料构成成分、涂料与金属表面的润湿性、 干燥条件等不同，在程度上存在差异，但有覆盖原来金属基材表面凹部的 皮膜部位比覆盖凸部的皮膜部分皮膜厚度变大的倾向，根据不同情况，有 时在金属基材表面凸部的一部分没有被皮膜覆盖而露出来。另一方面，在 涂料干燥后形成的皮膜的平均皮膜厚度与原来金属基材表面的粗糙度水平 相比相当大的时候，有皮膜厚度分布成为看不出原来金属基材表面的凹凸 与涂料干燥时形成的皮膜的平均皮膜厚度之间存在较强的相关性的倾向。 另外，在涂料干燥后形成的皮膜的平均厚度与原来金属基材表面的的粗糙 度水平相比相当小的时候，有或者覆盖金属基材表面凸部的皮膜厚度变得 特别薄，或者金属基材表面的凸部多数露出而使整体的皮膜被覆率降低的 倾向。
本发明中，在润滑表面处理部位的整体被覆有润滑树脂皮膜时，如后所 述，润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度必须在0.1～0.9μm之间。因此，在金属 基材表面的算术平均粗糙度不满0.03μm时，被覆润滑树脂皮膜的区域的 平均皮膜厚度，与金属基材表面的粗糙度水平相比变得相当大，而且与原 来金属基材表面的凹凸没有关系，有可以形成比较均一的皮膜厚分布的倾 向。因此在润滑表面处理部位中，皮膜厚度特薄区域的存在比例变得非常 少，在这样的金属基材的重叠焊接时，即使在重叠部位上按压电极由于较 难破坏皮膜因此难以确保通电点，焊接性变差。另一方面，在金属基材表 面的算术平均粗糙度超过1.5μm时，由于润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度变 得与金属基材表面的粗糙度水平相比小得多，因此要完全被覆润滑表面处 理部位的整体较为困难。金属基材表面的算术平均粗糙度即使超过1.5μ m，也存在在润滑表面处理部位的整体上被覆润滑树脂皮膜的可能性，但 此时，被覆在金属基材表面凸部的皮膜变得特别薄，成形时从模具的较强 压力下受到滑动或刮擦，皮膜容易产生破裂，成形性变差。
另外，在本发明中，润滑表面处理部位在被覆了润滑树脂皮膜的区域(C 区域)与没有被覆的区域(UC区域)共存时，如后所述，上述C区域的 平均皮膜厚度必须在0.2～1.2μm之间。因此，在金属基材表面的算术平 均粗糙度不满0.03μm时，润滑树脂皮膜被覆区域的平均皮膜厚度变得比 金属基材表面的粗糙度水平大得多，而且与原来金属基材表面的凹凸没有 关系，有形成较为均一的皮膜厚度分布的倾向。因此，在润滑表面处理部 位中，导电性优异的UC区域的存在比例变少，在这样的金属基材的重叠 焊接中，即使在重叠部位上按压电极也难以确保充分的通电点、通电面积， 焊接性变差。另一方面，金属基材表面的算术平均粗糙度在超过1.5μm时， 润滑表面处理部位中，由于C区域的平均皮膜厚度与金属基材表面的粗糙 度水平相比变得相当小，因此金属基材表面的凸部较多的露出来形成UC 区域，在成形时对于来自模具的较强压力下的滑动或者刮擦不能发挥润滑 性，成形性变差。
这里，本发明中金属基材表面的算术平均粗糙度，为JIS B0601-2001 (表示表面粗糙度的定义)所定义的算术平均粗糙度Ra。算术平均粗糙度 Ra，在利用触针式传感器在描绘被验表面后使用测定表面形状的装置(市 售的表面粗糙度测定仪)，可以较为容易的测定。
对本发明中使用的金属基材表面的算术平均粗糙度的控制，可以使用任 何一种方法。可列举例如，利用固体金属的轧制将轧制辊表面的凹凸(算 术平均粗糙度为0.03～1.5μm的范围)转印到金属基材表面上的方法，在 金属铸造时将模具表面的凹凸(算术平均粗糙度为0.03～1.5μm的范围) 转印到铸造件上的方法，对金属基材的表面利用酸、碱液或者电解液等进 行化学蚀刻的方法、以及利用喷砂或者喷水器等进行机械研磨、使其形成 算术平均粗糙度在0.03～1.5μm范围内的凹凸的方法等。
本发明中，在形成了润滑树脂皮膜的润滑表面处理部位的整体被覆有润 滑树脂皮膜时，润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度为0.1～0.9μm，优选为0.2～ 0.7μm。在平均皮膜厚度不满0.1μm时，膜厚过薄，润滑性不足，不能 防止在成形时的按压达到金属基材表面的损伤，成形不良。在平均皮膜厚 度超过0.9μm时，在重叠焊接中即使在重叠部位上按压电极，皮膜也较难 破损因而较难确保充分的通电点、通电面积，焊接经常不良。
本发明中，在润滑表面处理部位上被覆有润滑树脂皮膜的区域(C区域) 与没有被覆的区域(UC区域)共存时，“C区域的平均皮膜厚”，是指～ 将UC区域的面积从平均皮膜厚的计算对象中除去，只考虑C区域的面积 取其平均值时得到的皮膜厚度。该“C区域的平均皮膜厚度”在0.2～1.2 μm之间，优选0.3～0.9μm之间。C区域的平均皮膜厚度不满0.2μm时， 皮膜厚度过薄，润滑性不足，不能防止成形时的按压到达金属基材表面的 损伤，发生成形不良。如后所述，本发明中每个UC区域露出的金属面的 最大宽度或者最大直径至多为120μm左右，与在重叠焊接中电极与金属 基材表面接触的大小(几个mm径或其以上)相比，要小得多。因此当C 区域的平均皮膜厚度超过1.2μm时，由于受位于UC区域周围的C区域 的厚皮膜阻碍，电极不能充分地接触到UC区域露出的金属面，经常发生 焊接不良。
本发明的金属基材中，C区域的平均皮膜厚度的测定可以使用任何一 种方法。例如可以在已形成润滑树脂皮膜的金属基材表面上利用扫描电子 显微镜观察垂直截面，通过多数截面的观察结果求得平均皮膜厚度。作为 更高精度的测定方法，例如有如下方法。关于在原来金属基材表面上形成 的润滑树脂皮膜的构成元素中在皮膜中的含率(单位质量％)的判断，是 通过求出每单位面积的附着量(单位g/m2)，算出由C区域与UC区域组 成的润滑表面处理部位整体的皮膜附着量(单位g/m2)。另外，通过在金 属基材表面上形成的润滑树脂皮膜的二元表面分析可以求得C区域的占有 率(＝皮膜被覆面积率)，从这些结果以及皮膜的比重，可以求得C区域 的平均皮膜厚度(单位μm)。这些方法中，皮膜构成元素的附着量，可 以利用例如该元素的特征(荧光)X射线强度分析来求得。另外，C区域 的占有率，例如在金属基材表面，利用EPMA(Electron Probe MicroAnalyser)求得皮膜构成元素的特征X射线强度的2元分布，从而 求得被覆皮膜区域的比例。皮膜比重，例如可以利用酸等只溶解、除去润 滑表面处理金属基材的金属后，将少量的皮膜片装入到密度梯度管中求得。
本发明中，对于UC区域的形状并没有特别限定，可以为椭圆状、带状 等单纯形状，或者在UC区域内(或者C区域内)C区域(或者UC区域) 呈岛状分布的海-岛形，UC区域与C区域相互复杂地混合在一起的形状 等各种形状。但是，对于UC区域的大小有限定，从UC区域内的任意位 置开始到UC区域与C区域的最接近边界的直线距离必须在60μm或其以 下，优选在40μm或其以下。当在UC区域内存在UC区域与C区域最接 近边界的直线距离超过60μm的部位时，在成形时金属基材表面与模具表 面之间较易大范围接触，从而在金属表面上易产生粘结瑕疵，成形不良。 上述直线距离超过60μm时是指，例如以下的情形。在UC区域为单纯的 椭圆形时，椭圆的短半径超过120μm的情形。在UC区域为单纯带状时， 至少一部分带宽超过120μm的情形。在UC区域的海中C区域呈岛状分 布时，至少1个呈岛状的C区域到另一C区域之间的最短距离超过120μ m的情形。上述的直线距离，例如在上述EPMA适用于金属基材表面时， 求得皮膜构成元素的特征X射线强度的2元分布，提取分布图中不存在皮 膜构成元素的区域(＝UC区域)，通过解析求得。
本发明中，UC区域的总面积，优选占施以了上述润滑表面处理的金属 基材表面整体的45％或其以下(即皮膜被覆率在55％或其以上)，更优选 在30％或其以下。当UC区域超过上述金属基材表面整体的45％时，根据 这些UC区域的形状以及分布，在成形时有时金属基材表面与模具表面易 直接接触，在金属基材表面易产生粘结瑕疵，可能引起成形不良。对于施 以润滑表面处理的金属基材表面整体UC所占面积比例，例如在上述 EPMA适用于施以了润滑表面处理的金属基材表面上时，通过提取不存在 皮膜构成元素的区域，可以较容易地求得该面积比例。
作为本发明的润滑树脂皮膜的形成方法，利用辊涂法、喷涂法等已知涂 装方法将可形成上述皮膜的溶剂型或者水性树脂涂料涂布在金属基材表面 上后，通过加热干燥溶剂、或通过烧结反应形成皮膜。
根据树脂涂料的涂装方法或者涂装条件，在施以了形成润滑树脂皮膜的 润滑表面处理的润滑表面处理部位的整体被覆有润滑树脂皮膜的情形，以 及在润滑表面处理部位上被覆了润滑树脂皮膜的区域(C区域)与没有被 覆的区域(UC区域)共存的情形，不能单纯分开涂装。但是，涂料与金 属基材表面的润湿性较好、涂料成分与金属基材表面的反应性高、在涂装 后快速进行反应时，形成的润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度与金属基材表面 的粗糙度水平相比即使相当小，也有润滑表面处理部位的整体，被平均皮 膜厚度在0.1μm或其以上的润滑树脂皮膜被覆的倾向。
本发明的润滑表面处理金属基材中，对形成润滑树脂皮膜的金属基材种 类没有特别限定，例如可适用的有铝、钛、锌、铜、镍以及含这些金属的 合金、钢等基材。其中，使用钢材时，对组分没有特别限定，可以为普通 钢材，也可以为不锈钢钢材等含铬钢材，也可以是含其他添加元素的钢材。 另外，也可以是在钢材的表面上存在被覆镀层的镀敷钢材。其中，作为优 选的金属基材，有普通钢材、不锈钢钢材、镀敷钢材、铝材或者铝合金材 料。
本发明中使用的不锈钢钢材，对微细组织种类没有限定，可以是奥氏体 不锈钢钢材、铁素体不锈钢钢材、马氏体不锈钢钢材、双相不锈钢钢材的 任何一种。
本发明中使用的镀敷钢材的被覆镀层，对其种类也没有特别限定，作为 适用的镀层，例如有锌、铝、钴、铅、锡、镍中的任何一种镀层，以及含 这些金属元素或者进一步含其他的金属元素、非金属元素的合金镀，进一 步，这些镀层可以含有一种或者两种或其以上作为少量的异种元素的钴、 钼、钨、镍、钛、铬、铝、锰、铁、镁、铅、锑、锡、铜、镉、砷等，也 可以分散二氧化硅、氧化铝、二氧化钛等无机物。本发明，也适用上述镀 层与其他种类镀层，例如镀铁、镀铁-磷等组合的多镀层。对于镀层的形 成方法并没有特别限定，例如可使用电镀、化学镀、熔融镀、气相镀等。 镀处理方法，可使用连续式、批处理方式任何一种，例如熔融镀，连续式 主要用于薄板材、线材类，批处理方式可以用于管材、轧制材、加工材、 螺栓、螺母类、铸锻造产品类等在最终基材或者部件形状成形后浸渍于熔 融镀浴中进行(即所谓的后镀)。
另外，作为对钢板的镀后处理，有作为在熔融镀之后对外观的均一处理 的超平滑处理、作为镀层改质处理的退火处理、对表面状态或者材质进行 调整的调质轧制等，在本发明中并没有特别限定，可以适用任何一种。
本发明，对形成润滑树脂皮膜的金属基材的制造方法并没有限定，可列 举例如有作为制造最后步骤的冷轧、热轧等轧制、铸造、锻造、挤出、拉 拔等制造方法。对金属基材的形状也没有特别限定，根据目的可以使用种 种形状，但优选板材、带材、棒材、形材、管材、线材。
本发明的作为形成润滑树脂皮膜的金属基材，在上述列举的基材中，特 别优选冷轧钢板，奥氏体不锈钢钢板、铁素体不锈钢钢板、马氏体不锈钢 钢板、二相系不锈钢钢板、镀锌类钢钢板。
在本发明的金属基材上被覆的润滑树脂皮膜，是将在润滑表面处理基材 的成形时可形成具有无涂油润滑性的皮膜的溶剂性或者水性树脂组合物涂 布在金属基材表面上，通过加热使之反应、干燥而得到的。这样的润滑树 脂皮膜，只要是成形性优异的皮肤则对其种类或者组成没有特别限定，优 选含有聚氨酯树脂、改性聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环 氧树脂、改性环氧树脂、烯烃树脂、改性烯烃树脂、聚酯树脂、改性聚酯 树脂、醇酸树脂、氨基树脂、改性氨基树脂、有机硅树脂、改性有机硅树 脂、氟树脂、改性氟树脂中的一种或者两种或其以上的树脂成分以及相对 于干燥皮膜1～30质量％的润滑功能赋予剂。当润滑功能赋予剂的添加量 不满1质量％时，有时得不到所要求的润滑效果。当超过30质量％时，皮 膜强度下降，或者在处理金属基材时较易产生润滑功能赋予剂的脱离等问 题。这里，“改性树脂”是指构成基干的树脂结构的一部分被与该树脂具 有不同结构的树脂或者原子(团)取代，或者在构成基干的树脂中添加与 该树脂具有不同结构的树脂或者原子(团)得到的树脂。
上述润滑功能赋予剂(可赋予润滑功能的物质)，通过降低皮膜表面的 摩擦系数从而进一步赋予其润滑性，具有防止模具粘结等提高冲压成形性、 减薄拉深加工性等的作用，是以(A)长链脂肪族烃组成的没有极性基团 的固体润滑剂或者蜡，(B)在1分子中具有长链脂肪族烃基(长链烷基) 以及极性基团的固体润滑剂或者蜡，或者(C)以含氟树脂组成的固体润 滑剂或者蜡为主要成分的粒子，只要是在含有上述树脂的在处理液中可以 稳定均一地分散的物质则对其并没有特别限定，但优选的(A)有，烃基 的碳原子数在125～700的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类蜡或者烃基的碳原子 数在32～72的石蜡(微蜡)，作为(B)有硬脂酸类等固体润滑剂，作为 (C)有聚四氟乙烯，聚氯三氟乙烯、聚偏氟乙烯，聚氟化乙烯等，进一 步也可以使用这些(A)、(B)、(C)的固体润滑剂或者蜡的1种或者 2种或其以上混合或者改性的产物。
作为上述固体润滑剂或者蜡的例子可列举，烃基的碳原子数在12～22的 高级脂肪醇(鲸蜡醇、硬脂醇等)，烃基的碳原子数在13～17的高级脂肪 酸(硬脂酸、12-羟基化硬脂酸等)，烃基的碳原子数在12～30的高级脂肪 酸与2价金属组成的金属石皂(硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸钙等)，另 外作为酯类，有烃基的碳原子数在13～17的高级脂肪酸与其他烃的酯，烃 基的碳原子数在13～17的高级脂肪醇与脂肪族二羧酸或者脂肪酸的酯，多 元醇与高级脂肪酸的酯(甘油三硬脂酸酯、三羟甲基丙烷三硬脂酸酯等)、 作为脂肪酸酰胺，有烃基的碳原子数在15～17的高级脂肪酸的单酰胺或者 双酰胺(棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚甲 基双硬脂酰胺等)，作为蜡类，有烃基碳原子数为27～34的高级脂肪酸蜡、 烃基的碳原子数量27～34的高级脂肪酸与脂肪族二醇的酯形成的蜡，烃基 的碳原子数为125～700的极性聚乙烯蜡(例如聚乙烯链的末端上结合有羧 基、或者链的各处结合有羟基等酸基)等。
上述的润滑功能赋予剂中，粒子状赋予剂的平均粒径优选在5μm或其 以下。本发明中在施以了形成润滑树脂皮膜的润滑表面处理的润滑表面处 理部位的整体被覆有润滑树脂皮膜时，润滑树脂皮膜的平均皮膜厚度在0.9 μm或其以下，另外，在施以了形成润滑树脂皮膜的润滑表面处理的润滑 表面处理部位上被覆有润滑树脂皮膜的区域(C区域)与没有被覆的区域 (UC区域)共存时，由于C区域的平均皮膜厚度在1.2μm或其以下，因 此如果润滑功能赋予剂的平均粒子径超过5μm，则从皮膜露出较大头的润 滑功能赋予剂的比例增加，在金属基材的处理时或者因成形时与模具的滑 动阻力等，润滑功能赋予剂容易从皮膜上脱落，使润滑雪下降。润滑功能 赋予剂的平均粒径更优选在0.1～2.5μm的范围。另外，这里所述的平均 粒径，是指作出粒径与累积体积比率的关系曲线后，读取累积体积比率为 50％时的粒径“d50(50％平均粒径)”。作为此时的测定方法，例如可以使 用激光散射法。该方法是在粒子分散于溶剂中的状态下照射激光，利用从 粒子散射出来的散射光强度I(θ)(θ为散射光的角度)显著依存于粒 径，通过解析此时生成的干涉条纹，可以求得d50或者粒径分布。
本发明中在金属基材表面上形成润滑树脂皮膜的溶剂型或者水性润滑 树脂涂料，根据需要也可以添加提高与金属基材表面密合性的试剂、皮膜 强度提高剂、造膜助剂、均化剂、消泡剂、增稠剂、分散剂等。另外除此 之外，根据需要在不损害皮膜物理性质的范围内也可以添加可赋予其外观 性的颜料或者可赋予导电性的导电性添加剂、干燥剂、稳定剂、抗皮膜张 力剂、防锈剂、防霉剂、防腐剂、防冻剂等。
作为提高金属基材表面与润滑树脂皮膜密合性的试剂、皮膜强度提高 剂，可以使用二氧化硅或者各种偶合剂、交联剂等。其中二氧化硅粒子， 在金属基材表面上形成的润滑树脂皮膜的润滑树脂涂料为溶剂型时，可为 粉碎二氧化硅、气相法二氧化硅等可分散于溶剂中的任何一种二氧化硅粒 子。润滑树脂涂料为水性时，可为水性胶体二氧化硅、粉碎二氧化硅、气 相法二氧化硅等任何一种可分散于水中的二氧化硅粒子。从表现润滑树脂 皮膜的成形性考虑，二氧化硅一次粒径优选为2～30nm，2次凝集粒径优 选在100nm或其以下。作为二氧化硅的添加量，相对于上述润滑树脂涂料 的非挥发成分优选在1～30质量％以下。当不满1质量％时，得不到与金 属面之间的密合性改善效果。当超过30质量％时，由于皮膜伸长减少因而 成形性下降，易发生粘结。
本发明的润滑树脂皮膜，根据目的形成在金属基材的至少一部分上即 可，如本项开头所记载的那样，在原来金属基材表面上施以了形成润滑树 脂皮膜的润滑表面处理的部位是“润滑表面处理”部位。润滑树脂皮膜， 形成在基材成形时对与模具之间的滑动性、抗粘结性等加工润滑性有要求 的部位上是重要的。
本发明中，为了得到金属基材表面与润滑树脂皮膜的更强的密合性或者 耐腐蚀性，在金属基材上被覆皮膜之前，可以对金属基材表面进行磷酸盐 处理或者铬酸盐处理等基底处理。此时，作为铬酸盐处理，可以使用电解 型铬酸盐、反应型铬酸盐以及涂布型铬酸盐任何一种。铬酸盐皮膜，优选 的是利用在部分还原的铬酸中加入二氧化硅、磷酸、亲水性树脂中选出的 1种或者2种或其以上的铬酸盐溶液涂布、干燥后得到。
在上述磷酸盐处理中作为磷酸盐的附着量，以磷酸盐计优选在0.5～ 3.5g/m2的范围内。在铬酸盐处理中铬酸盐的附着量，换算为金属铬优选为 5～150mg/m2，更优选为10～50mg/m2。当不满5mg/m2时得不到优良的 耐腐蚀效果，在超过150mg/m2时成形时会产生铬酸盐皮膜的凝集破坏使 加工性下降。进一步，根据目的也可以对基底施以酸洗处理、碱处理、电 解还原处理、镀钴处理、镀镍处理、硅烷偶合剂处理、无机硅酸盐处理等。
实施例
下面基于实施例以及比较例对本发明进行进一步具体说明，但本发明并 不仅限于这些实施例。
[金属基材]
(1)含18质量％Cr的铁素体不锈钢钢板(板厚0.3mm)
(2)含22质量％Cr、12质量％Ni的奥氏体不锈钢钢板(板厚03mm)
(3)含13质量％Cr的马氏体不锈钢钢板(板厚0.3mm)
(4)含Cr、Ni、Mo各25质量％、6质量％、3质量％的双相不锈 钢钢板(板厚0.3mm)
(5)冷轧钢板(板厚0.4mm)
(6)电镀锌钢板(板厚0.4mm、镀层厚2.5μm)
(7)含Mg4.5质量％的铝合金板(板厚0.4mm)
[形成润滑树脂皮膜的树脂涂料]
(1)涂料1
主要成分为丙烯酸改性的有机硅树脂以及低密度聚乙烯蜡，分散剂为有 机溶剂(溶剂型涂料)。丙烯酸改性有机硅树脂为在钛类催化剂的存在性 使反应性苯基有机硅树脂(起始原料单体为3官能团)、反应性甲基苯基 有机硅树脂(起始原料单体为2官能团)的硅烷醇基与甲基丙烯酸树脂(主 要骨架的结构单元为-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)的醇羟基进行缩 合反应得到的，甲基丙烯酸改性率(甲基丙烯酸树脂占树脂总质量的质量 比例)约为21％。聚乙烯蜡为软化点110℃，平均粒径为1.0μm的粒子状 固体，含量为涂料1非挥发成分的10质量％。
作为提高皮膜强度的试剂，添加了涂料1的非挥发组分的5重量％的1 次粒径约为5nm的气相法合成二氧化硅(表面具有甲基、疏水性)。
(2)涂料2
主要成分为聚氨酯树脂与硬脂酸酰胺类蜡，分散剂为有机溶剂。在涂料 2中所含的聚氨酯树脂，是以甲苯二异氰酸酯(TDI)与三羟甲基丙烷为主 要起始原料制得的热固性聚氨酯树脂。硬脂酸酰胺类蜡为熔点约100℃， 平均粒径0.8μm的粒子状固体，含量为涂料2的非挥发成分的10质量％。 在涂料2中添加占涂料2的非挥发成分5质量％的与在涂料1中所含的相 同的气相法二氧化硅。
(3)涂料3
主要成分为醇酸改性的环氧树脂和低密度聚乙烯蜡，分散剂为有机溶 剂。在涂料3中所含的醇酸改性环氧树脂，是醇酸树脂改性的双酚A型环 氧树脂。聚乙烯蜡，与涂料1中所含的相同，含量为涂料3的非挥发成分 的10质量％。在涂料3中添加占非挥发成分5质量％的与涂料1中所含的 相同的气相法合成二氧化硅。
(4)涂料4
主要成分为双酚A型环氧树脂和低密度聚乙烯蜡，分散剂为有机溶剂。 聚乙烯蜡与涂料1中所含的相同，含量为涂料4的非挥发成分的10质量％。 在涂料4中添加占非挥发成分5质量％的与涂料1中所含的相同的气相法 合成二氧化硅。
(5)涂料5
主要成分为与涂料4相同的双酚A型环氧树脂和软化点为110℃、平均 粒径2.5μm的低密度聚乙烯蜡，分散剂为有机溶剂。聚乙烯蜡的含量为涂 料5的非挥发成分的10质量％。在涂料5中添加占非挥发成分5质量％的 与涂料1中所含的相同的气相法合成二氧化硅。
[试验方法]
(1)在金属基材表面形成凹凸
利用具有各种表面粗糙度的轧制辊对上述金属板进行调质轧制，将辊表 面的凹凸转印到金属板表面上。得到的金属板表面的算数平均粗糙度Ra (根据JIS B 0601-2001)，利用市售的表面粗糙度测定仪((株)东精エ ンジニアリング制，サ一フコム750A)进行测定。
(2)润滑表面处理金属基材的制造
将上述金属板进行碱脱脂清洁表面后，利用棒涂法将涂料1～6涂布在金 属板的内外两面上，然后根据构成涂料树脂的种类使金属表面温度在 170～220℃下反应，使其干燥，在金属板的两面上形成润滑树脂皮膜，得 到润滑表面处理金属基材。
对于皮膜主要构成元素之一的碳，利用EPMA求得被验基材表面上的 特征X射线强度的2元分布，结果可以看出得到的润滑表面处理金属基材 的表面，根据原料的金属板表面算数平均粗糙度、涂料种类、被覆皮膜厚 度的组合，存在润滑表面处理部位的全部都被覆有润滑树脂皮膜的情形以 及润滑表面处理部位上被覆有润滑树脂皮膜的区域(C区域)以及没有被 覆树脂皮膜的区域(UC区域)共存的情形。
(3)计算润滑树脂皮膜的厚度
在润滑处理部位的整体都被覆有润滑树脂皮膜的情况下，基材表面的润 滑树脂皮膜的平均厚度(单位μm)，可以从皮膜中所含的Si的荧光X射 线强度分析算出皮膜附着量(单位g/m2)，然后将其除以皮膜比重得到。 C区域与UC区域共存时，利用如下方法求得。利用在润滑表面处理金属 基材皮膜中所含Si的荧光X射线强度分析算出相对于C区域与UC区域 总和的润滑表面处理金属基材表面整体的皮膜附着量(单位g/m2)。另外， 对于作为皮膜主要构成元素之一的碳，利用EPMA求得润滑表面处理金属 基材表面的特征X射线强度的2元分布，通过图像解析将C区域以及UC 区域双值化、算出相对于润滑表面处理金属基材表面整体的C区域占有面 积率(＝皮膜被覆面积率)。EPMA的试验样品，是从上述荧光X射线强 度分析样品中采取的，解析区域为1.1mm×1.1mm的矩形、在润滑表面处 理金属基材表面的3个不同地方、相互离开30mm或其以上。从这3个地 方得到的C区域的占有面积率确认同程度之后，将它们的平均值作为相对 于润滑表面处理金属基材的表面的整体C区域的平均占有面积率。可以从 上述皮膜附着量、C区域的平均占有面积率以及皮膜比重求得C区域的平 均皮膜厚度(单位μm)。润滑表面处理金属基材的表面，由于由C区域 以及UC区域构成，因此UC区域的平均占有面积率可以用[100-C区域的 平均占有面积率](单位％)求得。
(4)从UC区域的任意位置开始到C区域最短距离的评价
从上述皮膜构成元素碳的特征X射线强度的2元分布来判断在UC区域 内是否存在到UC区域与C区域最接近边界之间的直线距离超过60μm的 部位。对与上述相同的3个地方的1.1mm×1.1mm的矩形区域，解析UC 区域的形状，在UC区域内，到UC区域与C区域边界之间的最短距离均 没有超过60μm时记为合格(○)，在3个矩形区域中如果至少有一个地 方中存在最短距离超过60μm的部位则记为不合格(×)。
(5)模具粘结性评价
利用圆筒穿孔机的油压成形试验机，在下述条件下进行润滑表面处理金 属基材的成形试验，评价模具粘结性。
·穿孔机直径     70mmΦ
·坯料直径       150mmΦ
·推压负荷       490kPa
·成形速度       3.3×102m/sec
·工具条件       FCD-500
任何一种情形均成形至最大成形高度的80％，在下面的评价标准中◎ 以及○为良好。
◎：可成形，在金属基材表面没有缺陷
○：可成形，金属基材表面没有缺陷，滑动面有一点变色
△：可成形，金属基材表面上产生一点粘结瑕疵
×：可成形，金属基材表面上产生多处线形粘结瑕疵
另外，对加工后的树脂气体产生状况进行判断，在下面的评价标准中◎ 以及○为良好。
◎：没有气体产生
○：极少树脂气体
△：稍微产生树脂气体
×：大量产生树脂气体
(6)对点焊连续打点性的评价
将2片、4片或者6片同一种类的润滑表面处理金属基材重叠，使用前 端直径4.5mm的CF型Cr-Cu合金电极，在加压力1961N以及如表1所 示的焊接电流、通电时间下进行各种润滑表面处理金属基材的点焊焊剂。
表1
  金属基材种类   焊接电流(kA)   通电时间(50Kz时的周期数)   铁素体不锈钢钢板   4   5   奥氏体不锈钢钢板   4   5   马氏体不锈钢钢板   4   5   双相不锈钢钢板   4   5   冷轧钢板   8   5   电镀锌钢板   8   5   铝合金板   12   6
调查焊点直径在4t1/2(t为所用一片金属的厚度)以下的临界连续打点数 在，下面的评价标准中◎以及○为良好。
◎：临界连续打点数在5000次或其以上
○：临界连续打点数在2500次或其以上，不满5000次
△：临界连续打点数在1000次或其以上，不满2500次
×：临界连续打点数不满1000次




从表2～5的结果可以看出，满足本发明构成要件的润滑表面处理金属 基材，与没有满足本发明必要条件的金属基材相比，成形性以及焊接性优 异，特别是不仅可以抗严格的拉深成形，即使在4片或者6片金属基材重 叠焊接的严格焊接条件下，也具有良好的焊接性。