CN1068069C - 耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供耐木纹状缺陷性优良的表面性状良好的电镀锌用钢板。
耐木纹状缺陷性优良的电镀锌用钢板是在钢中Ni量限制在0.06%以下的同时，钢板表层部的Ni浓度是10%(原子)以下，而且自钢板表面的200A深度位置上的Ni浓度是4%(原子)以下。
Description
本发明涉及木纹状缺陷少、表面性状良好的电镀锌钢板及能高效率制造该钢板的方法。
电镀锌钢板由于得到美观且均质性的良好外观的原因，除了汽车和家用电器产品等的外板材或者建筑材料等外，近年来，也在电子、家电产品的机壳和计算机外壳等中使用等，其利用领域大幅度扩大。随着像这样的用途扩大，强烈期望电镀锌钢板的表面性状和电镀外观提高。
其中作为出现在电镀锌钢板表面上的缺陷，可举出木纹状缺陷，白条纹等，但其中木纹状缺陷在电镀处理前的冷轧钢板上几乎检测不出来，经进行电镀而初次显著地出现，所以现状是苦思其对策。
作为为了改善像这样的木纹状缺陷的方法，例如在特公昭57-26354号公报中，已揭示在防止电镀锡薄钢板表面出现的木纹状花纹(木纹花纹)的同时，能够改善表面光泽的电镀锡薄钢板的制造方法。该方法是在流动熔融处理表面锡时，通过在熔剂中添加表面活性剂，强化闪光效果，想要防止木纹花纹发生。但是，上述方法是以电镀锡薄钢板作为对象，而且因为在电镀锡薄钢板制造过程中，是通过控制通常施行的流动熔融处理，想达到上述目的，所以电镀的种类不同，而且在不一定必须进行该流动熔融处理的电镀锌钢板制造中，上述方法是否有效地起作用是不清楚的。而且，现状是，关于不施行上述流动熔融处理而制造电镀锌钢板时防止发生木纹状缺陷的方法，依然没有揭示。
本发明是着眼于这样的事实，其目的在于提供耐木纹状缺陷性优良的表面性状良好的电镀锌用钢板和电镀锌钢板及能够高效率地制造该钢板的方法。
所谓能达到上述目的的本发明电镀锌用钢板是具有以下的要点，即钢中的Ni量限制在0.06％以下的同时，钢板表层部的Ni浓度为10％(原子)以下，而且在自钢板表面的200深度位置上的Ni浓度为4％(原子)以下。钢中的Ni量最好是0.03％以下。
另外，所谓能达到上述目的的本发明电镀锌钢板是在上述电镀锌用钢板上施行电镀锌。在该电镀层表面上再依次施行铬酸盐被膜和有机树脂被膜的电镀钢板是本发明的理想实施形式。
这些电镀锌用钢板和电镀钢板适合用于电器产品用的外板材等。
下面，所谓能达到上述目的的本发明电镀锌用钢板的制造方法具有以下的要点，即，使用Ni量限制在0.06％以下的钢材，在想轧中的钢材表面温度控制在1200℃以下的同时，出料温度控制在1050-1200℃，以此使电镀锌用钢板的表层部的Ni浓度控制在10％(原子)以下，以及在自钢板表面的200深度位置上的Ni浓度控制在4％(原子)以下。这里，钢中的Ni量最好是0.03％以下。在上述方法中使用的钢材中，Ni以外的元素的理想含量是：C≤0.10％、Si≤0.2％、Mn≤1.8％、P≤0.10％、Al:0.005-0.10％、N≤0.010％，根据需要推荐满足Ti:0.005-0.1％和/或Nb:0.005-0.1％，以及B:0.0005-0.003％的必要条件。
在像上述那样而得到的电镀锌用钢板上进行电镀锌可以制造本发明的电镀锌钢板。
在以下的描述中，应明确区别电镀锌用钢板与电镀锌钢板，为了方便起见，有将电镀锌用钢板称为电镀原板材的情况。
本发明人关于在电镀锌钢板上产生木纹状缺陷的原因反复进行深入研究，结果发现，在出现这样的木纹状缺陷的木纹部分与不出现木纹状缺陷的正常部分相比，前者中的Ni富集量多。因此认为，如果能够控制这样的Ni富集量，就能够有效地防止木纹状缺陷的发生，着眼于钢中的成分和电镀处理前的制造条件，通过再进行实验完成了本发明。
以下，追随其实验过程说明关于本发明的构成。
在以下的实验中，使用在含有化学成分：C0.050％、Si0.01％、Mn0.20％、P0.015％、S0.015％、Al0.045％、N0.060％的钢中，在0.004-0.10％范围将Ni量进行种种变化的5种钢。以实验室规模熔炼成这些钢后，利用粗轧轧成30mm厚初轧板坯。接着，在1050-1300℃范围变化热轧时的出料温度，进行热轧后，在终轧温度为920℃轧成3.6mm厚，进行500℃×1小时的卷取处理，经酸洗处理形成热轧钢板之后，进行冷轧，得到0.8mm厚的冷轧钢板。对这样得到的冷轧钢板进行650℃×20小时的均热装箱退火，0.5％的平整冷轧后，在硫酸锌电镀液中进行电镀，再进行铬酸盐处理和有机树脂被覆处理，由此得到镀层附着量为20/20g/m2的电镀钢板。
另外，在电镀钢板表面检测木纹状缺陷的评价，像下述那样进行。
即，作为木纹状缺陷评价用试样，将1块由上述制造过程得到的冷轧钢板切割成6块宽100mm×长180mm的冷轧钢板试样，与上述同样进行电镀处理，由此得到电镀锌钢板。将各试样的表面积分成10等分的10个视野，统计在总计60个视野中发生的木纹状缺陷，按下式算出木纹状缺陷的发生率。
木纹状缺陷发生率(％)=(总发生数/60)×100
图1表示加热出料温度限定为1150℃时，木纹状缺陷发生率与钢中Ni量的关系。如由图1看到的那样，随Ni量减少，木纹状缺陷的发生率也减少，如果使Ni量在0.06％以下，则成为耐木纹状缺陷性提高的目标木纹状缺陷发生率可以达到10％以下。
图2表示Ni量限定为0.012％时，木纹状缺陷发生率与加热出料温度的关系。如由图2看到的那样，随加热出料温度降低，木纹状缺陷发生率也减少，如果使该出料温度在1200℃以下，是目标值的木纹状缺陷发生率可以达到10％以下。
从这些实验结果可知，当制造耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板时，使用钢中的Ni量限制在0.06％以下，同时热轧时的加热出料温度控制在1200℃以下的电镀原板材是有效的。
下面，调查自电镀原板材表层部的深度与Ni浓度的关系。具体地说，使用钢中的Ni量限定为0.05％的钢，在按照与上述同样处理而得到的电镀锌钢板中，用碱水溶液(60℃、10％NaOH水溶液)除去发生木纹状缺陷部分和未发生木纹状缺陷部分的镀层，形成未镀(裸状态)的电镀原板材后，用俄歇分析法进行从表层部的深度分析。在图3中示出将自电镀原板材表层部的深度上的Ni浓度曲线化的Ni富集曲线。从该图可知，木纹状缺陷发生率与在钢板表面层富集的Ni富集曲线有密切的相关关系，富集程度大的钢板大量产生木纹状状缺陷，与此相反，富集程度小的钢板几乎不发生木纹状缺陷。而且还知道，不发生木纹状缺陷的正常部，自电镀原板材的某一定深度上的Ni浓度常常是4％(原子)以下。也就是暗示，自电镀原板材表面的某深度上的Ni浓度控制在规定范围的电镀原板材，作为耐木纹状缺陷性优良的电镀锌用钢板是有用的。
因此，在清楚电镀原板材表层部的Ni浓度与电镀表面外观的关系的同时，也应该调查Ni浓度为4％(原子)以下的深度与电镀外观的关系，而且使用多个试样进行深度分析。在图4中示出电镀原板材表层部的Ni浓度与表面外观的关系，在图5中示出Ni浓度为4％(原子)以下的深度与表面外观的关系。在中心以目测出现在电镀表面的花纹，观察木纹状缺陷，按下述基准进行评价电镀表面外观的性状。
○：电镀表面的性状良好
△：在电镀表面看到一些花纹
×：在电镀表面明显地看到花纹
从这些结果可知，如果电镀原板材表层部中的Ni浓度是10％(原子)以下、而且自钢板表面的200深度位置上的Ni浓度是4％(原子)以下，则得到几乎不发生木纹状缺陷、表面性状良好的电镀钢板。
并且还知道，通过控制钢中的Ni量和热轧时的加热出料温度，就得到Ni浓度控制在像上述那样浓度的电镀原板材。
为了确认这些实验结果，再使用其他钢材(添加Ti钢)与上述完全相同进行实验。
即，使用在含有化学成分：C0.003％,Si0.01％、Mn0.15％、P0.007％、S0.010％、Al0.035％、N0.0025％、Ti0.065％的钢中，在0.004-0.10％范围内将Ni量进行种种变化的5种钢。以实验室规模熔炼成这些钢后，进行与上述相同的热轧，然后在920℃最终温度轧成3.6mm厚，进行680℃×1小时的卷取处理，经酸洗形成热轧钢板后，进行冷轧，得到0.8mm厚的冷轧钢板。对这样得到的冷轧钢板进行800℃×1分钟的连续退火，0.5％的平整冷轧后，在硫酸锌液中进行电镀，再进行铬酸盐处理和有机树脂被覆处理，由此得到镀层附着最为20/20g/m2的电镀铜板。关于这样得到的电镀钢板的木纹状缺陷，以与上述相同的方式进行评价。
在图6中示出加热出料温度限定在1150℃时的木纹状缺陷发生率与钢中Ni量的关系。如从图6看到的那样，如果Ni量在0.06％以下，则成为耐木纹状缺陷性提高的目标木纹状缺陷发生率可达到10％以下。
在图7中示出Ni量限定在0.012％时的木纹状缺陷发生率与加热出料温度的关系。如从图7看到的那样，随加热出料温度降低，木纹状缺陷发生率也减少，如果该出料温度在1200℃以下，则是目标值的木纹状缺陷发生率可以达到10％以下。
这些实验结果与上述的结果完全相同，可以证实，当制造耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板时，使用钢中的Ni量限制在0.06％以下，同时热轧时的加热出料温度控制在1200℃以下的电镀原板材是有效的。
下面，关于自电镀原板材表层部的深度与Ni浓度的关系，除使用钢中的Ni量限定在0.01％的钢以外，以与上述同样的方式进行调查。在图8中示出将自电镀原板材表面的深度上的Ni浓度曲线化的Ni富集曲线，在图9中示出在电镀原板材表层部的Ni浓度与表面外观的关系，并且在图10中示出Ni浓度为4％(原子)以下的深度与表面外观的关系。
这些实验结果与上述的实验结果是完全相同的。即已得知，如果电镀原板材表层部的Ni浓度是10％(原子)以下，而且自钢板最表面的200深度位置上的Ni浓度是4％(原子)以下，则可以得到几乎不发生木纹状缺陷、表面性状良好的电镀钢板。
本发明的构成是基于以上那样的实验结果确定的，由于形成这样的构成，可以控制对木纹状缺陷产生造成恶劣影响的Ni富集层。
像这样，通过控制钢中的Ni量和热轧时的加热出料温度，能改善耐木纹状缺陷性的原因虽然不十分清楚，但可考虑以下的原因。
热轧时的加热出料温度变高，促进钢坯或板坯的氧化，氧化皮层变厚。钢成分中的Si、Mn、Fe等易氧化元素与氧反应形成氧化皮层，但难以氧化的Ni残留在钢坯或板坯表面的铁素体中，在该氧化皮层中仅富集平衡部分的结果，形成Ni富集部分。像这样而形成Ni富集部分与Ni不富集的部分相比，因为难以氧化，所以氧化皮/铁素体界面，从在热轧前的平滑状态，在热轧时变为称作混合层的不均匀且错综复杂的状态。该Ni富集部即使酸洗处理也不溶解，原封不动地残存在表面，所以使用形成这样的混合层的钢坯，在依次进行通常的热轧、酸洗、冷轧和退火处理的电镀原板材表面，如果平面地观察，Ni富集部就成为沿轧制方向形成的不均匀分布的木纹状花纹状态。在具有这样表面状态的钢板上进行电镀锌，因为Ni富集部与非富集部之间的电解电位不同，在表面电沉积的镀锌结晶的大小和生长方向发生变化，在电镀表面观察到形成木纹状缺陷。
像本发明那样，若降低钢中的Ni量，在抑制Ni富集部形成的同时，通过将热轧时的加热出料温度控制低些，来抑制Ni富集程度，其结果可得到的木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板。
像这样，本发明的电镀原板材具有的第1个特征是，控制钢中的Ni量。也就是说，电镀原板材的钢中Ni量为0.06％以下是必要的。较好是0.03％以下、最好是0.02％以下。再有，具有的第2个特征是，电镀原板材表层部的Ni浓度是10％(原子)以下(最好8％(原子)以下)，以及在自原板材表面的200深度位置上的Ni浓度是4％(原子)以下(最好3％(原子)以下)。
为了制造具备这样必要的条件的本发明电镀原板材，像上述那样，可以使用预先控制Ni量的钢，或者使用废合金等也是可能的。总之，可以预先将成为原料的钢材中的Ni量控制在上述范围内。
再有，在热轧时，在钢材的表面温度控制在1200℃以下的同时，出料温度控制在1050-1200℃是必要的。最好上限值是1150℃。另一方面，加热出料温度降低的低温度，对耐木纹状缺陷性的提高是有效的，但如果过分降低，则热轧变得困难，因此其下限定为1050℃。最好下限值是1080℃。
这里，钢中的理想Ni量与热轧时的加热出料温度的密切相关性也如上所述，例如在使用Ni量控制在0.03％以下的钢时，上述加热出料温控制在1130-1200℃(最好1140-1190℃)，是理想的，在使用Ni量控制在0.031-0.060％的钢时，上述加热出料温度控制在1050-1190℃(最好1080-1160℃)，是理想的。
在这样制造的电镀原板材上进行通常的电镀锌，得到耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板。
以上说明了关于本发明的必要构成条件，但在以下的记载中，描述能更使加工性等提高的理想必要条件。
首先，关于在本发明中使用的钢组成，除Ni以外的元素的理想含量如下。
C≤0.10％
若过剩添加C，则析出是碳化物的渗碳体，在电镀钢板的屈服点和强度变高的同时，除加工性(特别是冲压加工性)降低外，为了固定C而适当添加的Ti量和Nb量(下面叙述)也变多，成本增加，所以其上限限定为0.10％是理想的。最好上限值是0.006％。另一方面，其下限值不作特别规定，但在C量降低时钢水中的脱气处理是必要的，要控制到0.0005％以下，成本就变得非常高，所以其下限定为0.0005％是理想的。
Si≤0.2％
Si是不损害延性、为得到高强度有用的元素。但是，若添加超过0.2％，则因为电镀性和化学处理性降低，所以其上限定为0.2％是理想的。特别是在低碳钢板时，推荐定为0.20％以下。
Mn≤1.8％
Mn是几乎不影响电镀性和化学处理、为得到高强度有用的元素，根据高强度化，可以添加至1.8％。尤其，在以高加工性为必要条件的低碳钢板时，定为0.20％以下是理想的。
P≤0.10％
P与Si和Mn一样，是为得到高强度有用的元素。但是，若过剩添加，则容易脆化，对冲压加工性带来恶劣影响，所以其上限定为0.10％是理想的。尤其在低碳钢板时，定为0.020％以下是理想的，更理想的是0.015％以下。
Al0.005-0.10％
Al是作为脱氧剂有用的无素，为了有效地发挥像这样的作用，降低钢中的氧量，添加0.005％以上是理想的。但是，即使过剩添加，仅使其效果饱和、是徒劳之外，也增加氧化物夹杂物，降低纯净度，导致延伸率和冲压成形性降低，可以其上限定为0.10％是理想的。
N≤0.010％
N若过剩添加，则发生时效，在冲压加工时引起称作拉伸滑移线的表面不良，所以其上限定为0.010％是理想的。在为了固定N向钢中添加Ti和Nb时，为谋求提高这些元素的收率而降低成本，所以其上限定为0.0050％是理想的。
除上述元素外，根据需要也可以添加以下的元素。
Ti0.005-0.1％和/或Nb0.005-0.1％
这些元素是析出固定钢中的C和N，有助于提高冲压加工性的元素。不到0.005％，因为不能有产地发挥这样的作用，降低加工性和时效性，所以其下限定为0.005％是理想的。另一方面，即使添加超过0.1％，也仅使其作用饱和，导致成本上升。
B0.0005-0.003％
B是为防止冲压加工时和再加工时发生破裂(二次加工脆性)有用的元素。为了有效地发挥这样的作用，理想的是添加0.0005％以上。但是，即使添加超过0.003％，也仅使其作用饱和，导致成本上升，是不经济的，所以其上限定为0.003％是理想的。
进而，如果是Cr≤0.10％、Ca≤0.010％、Cu≤0.5％的范围，对电镀外观性和加工性不造成任何恶劣影响，所以根据需要也可以添加这些元素的1种或2种以上。
如上所述，当使用具有理想化学组成的钢制造电镀原板材时，若示例出理想的必要条件，则如下。
本发明所用的钢材可以使用连铸后的钢坯，或者也可以使用不经中间加热的轧制、热片装入、从冷片再加热轧制等。
热轧中的终轧温度定为Ar3点以上是理想的，在想更提高加工性时，推荐定为刚在Ar3点之上。
至卷取的冷却速度定为30℃/S以上是理想的，在想更提高加工性时，推荐为70℃/S以上。卷取温度定为500-700℃的范围是理想的。
像这样进行卷取的板卷，根据需要进行酸洗、平整冷轧，在理想的50％以上冷轧后，进行退火处理。这种退火处理可以是通常的装箱退火和连续退火的任一种，该退火温度定为再结晶温度以上是理想的。通常，推荐装箱退火为600-750℃，连续退火为750-900℃。另外，无论哪种退火处理，如果退火后的铁素体晶粒过大，则对镀锌结晶的生长性带来恶劣影响，因为有损害电镀表面外观的危险，所以退火后的铁素体晶粒度规定为JIS测定法的7号以上的细晶粒，是理想的。
对像这样进行退火的板卷，根据需要进行平整冷轧后，进行电镀锌处理。作为镀前处理，理想的是进行通常的除油→水洗→酸洗处理，关于这些处理条件不特别进行控制。另外，作为电镀的种类也不特别限定，除了镀锌之外，还可举出镀锌-铁、镀锌-镍等合金镀。在这样得到的镀层表面上，以提高耐蚀性、涂覆性、耐指纹性、润滑性等为目的，根据需要也可以施加铬酸盐被膜、磷酸盐被膜、有机树脂被膜等。关于这些被膜的被覆处理没有特别限制，可以适当采用通常的方法。这些被膜以单层或复合层层叠在电镀层表面上。其中从耐蚀性等观点出发，特别理想的是，在电镀层表面上顺次施加铬酸盐被膜和有机树脂被膜的电镀锌钢板。电镀后的板卷，根据需要进行平整冷轧后，形成规定的形状
另外，作为在电镀锌层上形成的铬酸盐处理，反应型铬酸盐被膜处理、涂布型铬酸盐处理、电解型铬酸盐处理的哪一种都可以，以铬化合物作为主成分，为了提高耐蚀性、耐缺陷附着性、耐变黑性等品质，根据需要理想的是，可以采用含有二氧化硅等各种氧化物和有机硅烷化合物、再含有磷酸、硝酸、氟化物、氟硅化物等各种反应促进剂的铬酸盐处理。
再有，关于铬酸盐被膜上的薄膜光亮涂布处理，该皮膜以有机系树脂作为主体时，以环氧系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、含以乙烯性不饱和羧酸作为聚合成分的乙烯共聚物树脂、聚乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、氟系树脂等有机树脂成分作为主体，或者在这些之中，为了提高耐蚀性、润滑性、耐缺陷附着性、加工性、焊接性、电沉积涂覆性、涂膜粘附性等品质，根据需要，示例可涂布含有二氧化硅等各种氧化物粒子和各种磷酸盐等无机颜料、以及蜡粒子、有机硅烷化合物、环烷酸盐等的处理液。
另外，在该被膜以无机物作为主体时，以硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等硅酸盐作为主体，或者在这些之中，为了提高成膜性、耐蚀性、润滑性、耐缺陷附着性、加工性、焊接性、电沉积涂覆性、涂膜粘附性等品质，根据需要，示例可涂布含有胶体二氧化硅等各种氧化物粒子和各种磷酸等无机颜料、以及蜡粒子、有机硅烷化合物的处理液。
下面列举实施例更详细地说明本发明，但下述实施并不是对本发明的限制，在不脱离前后所述意思的范围内进行变更实施也都包括在本发明的技术范围内。
实施例1 化学成分组成的影响(1)
以实验室规模熔炼具有表1所示化学成分组成的钢(No.A-P)，制成30mm厚的扁坯后，依次进行热轧、冷轧、退火、电镀锌处理，得到电镀锌钢板。具体地说，以加热出料温度1150℃×1小时、终轧温度850-950℃轧成3.6mm后，以冷却速度70℃/S冷却，进行500℃×1小时的卷取处理，由此得到热轧钢板。再者，对于一部分材料(No.G-Ⅰ)进行680℃×1小时的卷取处理。这样得到的热轧板经酸洗后，以78％的压下率进行冷轧，得到0.8mm厚的冷轧钢板。接着，进行650℃×20小时的装箱退火，0.5％的平整冷轧(但对No.G-Ⅰ进行800℃×1分钟的连续退火，0.5％的平整冷轧)后，依次进行水洗、除油、硫酸水溶液酸洗后、电镀锌、铬酸盐处理、有机树脂被覆处理，由此得到镀层附着量为20/20g/m2的电镀锌钢板。
对这样得到的各种电镀锌钢板按照JIS5号记载的方法评价拉伸性能[屈服强度(YP)、抗拉强度(TS)、延伸率(E1)]、电镀外观性和木纹状缺陷发生率。电镀外观和木纹状缺陷发生率与上述相同进行评价。其结果示于表2。
表1
| Na | 化学成分(质量％) | 备注 | |||||||
| C | Si | Mn | P | S | Al | Ni | N | ||
| ABCDEFGHI | 0.0500.0400.0250.0780.0600.0510.0230.0420.0026 | 0.010.010.020.020.010.010.020.010.20 | 0.200.200.220.400.330.450.160.211.70 | 0.0150.0070.0080.0200.0550.0850.0150.0210.10 | 0.0150.0150.0140.0150.0100.0130.0100.0070.010 | 0.0450.0480.0430.0500.0470.0530.0450.0380.040 | 0.0100.0300.0200.0100.0150.0100.0140.0100.011 | 0.00600.00700.00450.00430.00520.00400.00250.00230.0025 | 本发明例 |
| JKLMN | 0.110.0400.0350.0300.031 | 0.010.600.010.010.01 | 0.200.222.450.230.20 | 0.0150.0160.0140.150.016 | 0.0150.0150.0160.0140.017 | 0.0450.0460.0470.0490.12 | 0.0100.0120.0100.0200.010 | 0.00400.00390.00530.00450.0045 | 参考例 |
| O | 0.035 | 0.02 | 0.17 | 0.015 | 0.015 | 0.045 | 0.080 | 0.0050 | 比较例 |
| P | 0.033 | 0.02 | 0.18 | 0.014 | 0.017 | 0.040 | 0.010 | 0.015 | 参考例 |
表2
| Na | 拉伸性能(JIS5号) | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | ||
| YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| ABCDEFGHI | 178176169145213347189202290 | 330315306290368461333341460 | 435048504845423936 | ○○○○○○○○○ | 1.76.73.31.73.31.71.71.71.7 | 本发明例 |
| JKLMN | 230228248331187 | 382385414552362 | 3540363833 | ○×△△○ | 5.06.76.78.33.3 | 参考例 |
| O | 180 | 332 | 42 | × | 31.7 | 比较例 |
| P | 185 | 395 | 45 | ○ | 3.3 | 参考例 |
从这些结果，可以像下述那样考察。
Ni量满足本发明必要条件的N0.A-O，木纹状缺陷发生率都控制在是目标值的10％以下。其中，Ni以外的其他元素满足本发明的理想条件的No.A-Ⅰ，不取决于抗拉强度程度，具有低屈服强度和高延伸率的同时，加工性和电镀外观也良好，是非常优良的电镀锌钢板。
与此相反，Ni量超过本发明规定上限的钢No.0，木纹状缺陷发生率非常高。
实施例2 加热出料温度的影响(1)
使用满足表1中本发明必要条件的钢种A，调查热轧时的加热出料温度的影响。即，将上述扁坯进行1050-1300℃×1小时加热出料后，与实施例1同样进行处理，得到电镀锌钢板。对这样得到的电镀钢板，与实施例1相同进行测定拉伸性能和木纹状铁陷等的同时，测定深冲性(r值)。如下述那样计算r值。
r值=(rL+rN+2rC)/4
式中，rL、rN、rC分别表示轧制方向、垂直轧制方向、与轧制方向成45°方向的r值。
这样进行测定得到的结果示于表3。
表3
| Na | 热轧 | 拉伸性能(JIS5号) | 深冲性 | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | |||
| 加热出料温度(℃) | YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | n值 | r值 | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| A1 | 1050 | 180 | 332 | 43 | 1.70 | ○ | 1.7 | 本发明例 | |
| A2 | 178 | 330 | 43 | 0.225 | 1.71 | ○ | 3.3 | ||
| A3 | 1150 | 176 | 328 | 44 | 0.230 | 1.73 | ○ | 5.0 | |
| A4 | 1200 | 177 | 326 | 42 | 0.227 | 1.73 | ○ | 8.3 | |
| A5 | 1250 | 179 | 330 | 40 | 0.221 | 1.68 | × | 16.7 | 比较例 |
| A6 | 1300 | 177 | 325 | 41 | 0.223 | 1.67 | × | 31.7 | |
像从表中结果可得知的那样，满足本发明规定的加热出料温度的No.A1-A4是拉伸性能、深冲性、电镀外观和木纹状缺陷发生率都良好的电镀锌钢板。
与此相反，加热出料温度不满足本发明必要条件的No.A5和A6，木纹状缺陷发生率大大超过是目标值的10％，电镀外观也极不良。
实施例3 以实机制造水平的评价(1)
用转炉熔炼表1的钢种A，用连铸制成230mm的扁坯后，将加热出料温度以1150℃和1300℃的二种方法处理。接着，以最轧温度920℃轧成3.8mm厚的热轧钢板后，以平均冷却速度90℃/S进行冷却，酸洗在500℃卷取的板卷后，冷轧成0.8mm厚。然后，进行680℃×24小时的均热装箱退火，0.5％的平整冷轧，此后进行与实施例1相同的处理，由此得到电镀锌钢板。对这样得到的电镀钢板与实施例2相同地进行测定机械性能和木纹状缺陷发生率等。其结果示于表4。
表4
| Na | 热轧 | 拉伸性能(JIS5号) | 深冲性 | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | |||
| 加热出料温度(℃) | YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | n值 | r值 | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| X | 1150 | 182 | 334 | 43 | 0.226 | 1.70 | ○ | 1.1 | 本发明例 |
| Y | 1300 | 188 | 333 | 42 | 0.225 | 1.65 | × | 36.5 | 比较例 |
像从表中结果可清楚知道的那样，全部满足本发明必要条件的No.X，木纹状缺陷发生率低，其他诸特性也全部良好，所以无论实际操作水平怎样，都能制造这样的电镀锌钢板。
与此相反，加热出料温度不满足本发明必要条件的No.Y，木纹状缺陷发生率非常高，电镀外观性低劣。
实施例4 化学成分组成的影响(2)
以实验室规模熔炼具有表5所示化学成分组成的钢(No.A-R)，制成30mm厚的扁坯后，依次进行热轧、冷轧、退火、电镀锌处理，得到电镀锌钢板。具体地说，以加热出料温度1150℃×1小时、终轧温度920-950℃轧成3.6mm厚，然后以冷却速度70℃/S冷却，进行680℃×1小时的卷取处理，由此得到热轧钢板。这样得到的热轧板经酸洗后，以78％的压下率进行冷轧，得到0.8mm厚的冷轧钢板。接着，进行800℃×1分钟的连续退火，0.5％的平整冷轧后，进行除油、盐酸水溶液酸洗，再依次进行电镀锌、铬酸盐处理、有机树脂被覆处理，得到镀层附着量为20/20g/m2的电镀锌钢板。
对这样得到的各种电镀锌钢板与实施例2同样进行测定拉伸性能[除YP、TS、E1之外，按照JIS5号标准也测定形变硬化指数(n值)]、电镀外观性和木纹状缺陷发生率。其结果示于表6。
表5
| Na | 化学成分(质量％) | 备注 | ||||||||
| C | Si | Mn | P | S | Al | Ni | N | 其他 | ||
| ABCD | 0.00300.00300.00260.0020 | 0.010.010.010.01 | 0.150.150.150.15 | 0.0070.0070.0070.007 | 0.010.010.010.01 | 0.0350.0380.0350.035 | 0.0100.0300.0110.010 | 0.00250.00250.00200.0020 | Ti:0.065Ti:0.065Nb:0.035Ti:0.020 | 本发明例 |
| Nb:0.035 | ||||||||||
| E | 0.0030 | 0.01 | 0.15 | 0.007 | 0.01 | 0.038 | 0.015 | 0.0025 | Ti:0.065B:0.0015 | |
| F | 0.0020 | 0.01 | 0.15 | 0.007 | 0.01 | 0.035 | 0.010 | 0.0020 | Ti:0.020Nb:0.035B:0.0015 | |
| GHI | 0.00300.00260.0025 | 0.010.010.20 | 0.250.701.70 | 0.0650.0700.10 | 0.010.010.01 | 0.0350.0350.040 | 0.0140.0100.011 | 0.00250.00250.0025 | Ti:0.065Ti:0.075Ti.0.075 | |
| B:0.0015 | ||||||||||
| JKLMN | 0.560.00250.00300.00280.0024 | 0.010.550.010.010.01 | 0.150.252.500.150.15 | 0.0070.0090.0070.200.007 | 0.010.010.010.010.01 | 0.0350.0360.0350.0290.002 | 0.0100.0120.0100.0200.010 | 0.00250.00190.00230.00250.0025 | Ti:0.060Ti:0.065Ti:0.070Ti:0.065Ti:0.060 | 参考例 |
| O | 0.0022 | 0.02 | 0.17 | 0.008 | 0.01 | 0.035 | 0.080 | 0.0020 | Ti:0.063 | 比较例 |
| PQR | 0.00250.00250.0025 | 0.020.010.01 | 0.140.150.15 | 0.0100.0070.007 | 0.010.010.01 | 0.0400.0350.037 | 0.0100.0110.010 | 0.00800.00220.0025 | Ti:0.037Ti:0.001Ti:0.001 | 参考例 |
| Nb:0.001 | ||||||||||
表6
| Na | 拉伸性能(JIS5号) | 深冲性 | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | |||
| YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | n值 | r值 | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| ABCDEFGHI | 140141150145165166196237290 | 285290310290300305355390460 | 525048504845423934 | 0.2700.2650.2500.2640.2550.2520.2370.2200.210 | 2.001.991.972.011.891.901.821.801.60 | ○○○○○○○○○ | 1.53.52.01.03.02.50.80.60.2 | 本发明例 |
| JKLMN | 240201241300165 | 345335395480300 | 4345353343 | 0.2200.2400.2130.2000.224 | 1.351.701.651.501.55 | ○×△△○ | 2.53.05.17.51.5 | 参考例 |
| O | 160 | 295 | 49 | 0.250 | 1.85 | × | 30.0 | 比较例 |
| PQR | 235200205 | 340300313 | 414845 | 0.2150.2300.228 | 1.451.591.55 | ○○○ | 0.81.00.5 | 参考例 |
从这些结果，可以像下述那样进行考察。
Ni量满足本发明必要条件的No.A-N和P-R，木纹状缺陷发生率都控制在是目标值的10％以下。其中，除Ni以外的其他元素满足本发明的理想条件的A-I，不取决于抗拉强度程度，在具有低屈服强度、高延伸率和高形变硬化性的同时，加工性和电镀外观也良好，是非常优良的电镀锌钢板。
与此相反，Ni量超过本发明规定上限的钢No.0，木纹状缺陷发生率非常高。
实施例5 加热出料温度的影响(2)
使用表5所示的本发明钢种A，调查在热轧时的加热出料温度的影响。即，将上述扁坯进行1050-1300℃×1小时加热出料后，与实施例1同样进行处理，得到电镀锌钢板。对这样得到的电镀钢板与实施例4同样测定拉伸性能等机械性能、木纹状缺陷等。所得结果所示表7。
表7
| Na | 热轧 | 拉伸性能(JIS5号) | 深冲性 | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | |||
| 加热出料温度(℃) | YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | n值 | r值 | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| A1 | 1050 | 131 | 280 | 55 | 0.280 | 2.55 | ○ | 0.3 | 本发明例 |
| A2 | 1100 | 138 | 289 | 53 | 0.272 | 2.15 | ○ | 0.5 | |
| A3 | 1150 | 140 | 285 | 52 | 0.270 | 2.04 | ○ | 1.5 | |
| A4 | 1200 | 141 | 286 | 52 | 0.267 | 2.00 | ○ | 7.5 | |
| A5 | 1250 | 150 | 290 | 48 | 0.255 | 1.96 | × | 18.0 | 比较例 |
| A6 | 1300 | 154 | 305 | 45 | 0.252 | 1.90 | × | 30.5 | |
像表中结果表明的那样，满足本发明规定的加热出料温度的No.A1-A4是拉伸性能、深冲性、电镀外观和木纹缺陷发生率全都良好的电镀锌钢板。
与此相反，加热出料温度不满足本发明必要条件的No.A5和A6，木纹状缺陷发生率大大超过是目标值的10％，电镀外观也非常差。
实施例6 以实机制造水平的评价(2)
用转炉熔炼表5的钢种A，用连铸制成230mm厚的扁坯后，以1150℃和1300℃的二种方法处理加热出料温度。接着，以终轧温度920℃轧成3.8mm厚的热轧钢板后，以平均冷却速度90℃/S进行冷却，将在680℃卷取的板卷酸洗后，冷轧成0.8mm厚。此后，进行800℃×1分钟的连续退火，0.5％的平整冷轧后，进行与实施例5相同的处理，得到电镀锌钢板。对这样得到的电镀钢板与实施例4同样测定机械性能和木纹状缺陷发生率等。其结果示于表8。
表8
| Na | 热轧 | 拉伸性能(JIS5号) | 深冲性 | 电镀外观 | 木纹状缺陷 | 备注 | |||
| 加热出料温度(℃) | YP(N/mm2) | TS(N/mm2) | E1(％) | n值 | r值 | 目测评价 | 发生率(％) | ||
| X | 1150 | 150 | 310 | 48 | 0.260 | 2.25 | ○ | 1.1 | 本发明例 |
| Y | 1300 | 161 | 319 | 44 | 0.255 | 2.05 | × | 36.5 | 比较例 |
如表中的结果表明的那样，使用全部满足本发明必要条件的NO.X，无论实际操作水平怎样，可以制造木纹状缺陷发生率低、其他诸特性全部良好的电镀锌钢板。
与此相反，加热出料温度不满足本发明必要条件的No.Y，木纹状缺陷发生率非常高，电镀外观性差。
发明效果
本发明的电镀锌用钢板因为是像上述那样构成，所以作为为了得到木纹状缺陷发生率极少、表面性状优良的电镀锌钢板的电镀原板材是非常有用的。另外，本发明的电镀锌用钢板的制造方法是能够高效率制造这样的钢板的方法。在本发明的制造方法中，如果再控制Ni以外的其他元素，就能够得到加工性能等都良好的电镀锌钢板。
附图的简单说明
图1是表示在不添加Ti的钢中，木纹状缺陷发生率与钢中Ni量关系的曲线图。
图2是表示在不添加Ti的钢中，木纹状缺陷发生率与加热出料温度关系的曲线图。
图3是表示在不添加Ti的钢中，Ni富集曲线的曲线图。
图4是表示在不添加Ti的钢中，钢板表层部的Ni浓度与电镀表面外观关系的曲线图。
图5是表示在不添加Ti的钢中，Ni浓度为4％(原子)以下的深度与电镀表面外观性关系的曲线图。
图6是表示在添加Ti的钢中，木纹状缺陷发生率与钢中Ni量关系的曲线图。
图7是表示在添加Ti的钢中，木纹状缺陷发生率与加热出料温度关系的曲线图。
图8是表示在添加Ti的钢中，Ni富集曲线的曲线图。
图9是表示在添加Ti的钢中，钢板表层部的Ni浓度与电镀表面外观关系的曲线图。
图10是表示在添加Ti的钢中，Ni浓度为4％(原子)以下的深度与电镀表面外观关系的曲线图。
Claims (7)
1．耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板，其特征在于，是在钢中的Ni量限制在0.06％以下(指重量％，下同)并且钢板表层部的Ni浓度是10％(原子)以下，而且自钢板表面的200深度位置上的Ni浓度是4％(原子)以下的钢板上进行电镀锌而得到的电镀锌钢板。
2．权利要求1所述的电镀锌钢板，其特征在于，在钢中的Ni量限制在0.06％(指重量％，下同)以下的同时，是由含有C≤0.10％、Si≤0.2％、Mn≤1.8％、P≤0.10％、Al0.005-0.10％、N≤0.010％、再选择地含有Ti0.005-0.1％、Nb0.005-0.1％、B0.0005-0.003％、Cr≤0.10％、Ca≤0.010％和Cu≤0.5％中的至少一种以上，其余为Fe和不可避免的杂质组成的钢板。
3．权利要求1或2所述的电镀锌钢板，其特征在于钢中Ni量是0.03％以下。
4．权利要求1或2所述的电镀锌钢板，其特征在于在电镀层表面再依次施加铬酸盐被膜和有机树脂被膜。
5．权利要求4所述的电镀锌钢板，其特征在于作为电气产品用的外板材使用。
6．耐木纹状缺陷性优良的电镀锌钢板的制造方法，其特征在于，使用钢中的Ni量限制在0.06％(指重量％，下同)以下并且，是由含有C≤0.10％、Si≤0.2％、Mn≤1.8％、P≤0.10％、Al0.005-0.10％、N≤0.010％、再选择地含有Ti0.005-0.1％、Nb0.005-0.1％、B0.0005-0.003％、Cr≤0.10％、Ca≤0.010％和Cu≤0.5％中的至少一种以上，其余为Fe和不可避免的杂质组成的钢材，
在热轧中的钢材表面温度抑制在1200℃以下的同时，出料温度控制在1050-1200℃，借此钢板表层部的Ni浓度控制在10％(原子)以下，以及自钢板表面的200深度位置上的Ni浓度控制在4％(原子)以下；
在通过上述工序而得到的钢板上进行电镀锌而得到电镀锌钢板。
7．权利要求6所述的制造方法，其特征在于钢中Ni量限定在0.03％以下。
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