CN1099429A - 表面处理钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及表面处理钢板包括:含C、Si、Mn、P、
S、Ni、Ti、Cu和B的钢板;含Fe、Ni和P的扩散合
金层;和在扩散合金层上形成的镀锌层。
表面处理钢板的制造方法包括:制备钢板;用Ni
—P系镀层镀敷该钢板;热处理用Ni—P镀敷过的
钢板;在扩散合金层上形成镀锌层。
Description
本发明涉及汽车、建筑材料、电器设备等领域中使用的具有优良耐腐蚀性的表面处理钢板及其制造方法。
关于目前汽车上使用的冷轧钢板,从汽车本身的轻型化和降低成本方面看,考虑板厚度薄型化。然而,如果减少板厚,腐蚀后的余量变少,因此产生腐蚀后的强度减少的问题。一般,为了提高汽车用钢板的耐腐蚀性,增加镀敷量是最简单的方法,而镀敷量增加导致成本升高,而且加工钢板时产生被覆层剥离的问题,露出基底从而容易腐蚀、而且组装汽车部件时,使用点焊,而镀敷量对这种焊接带来较大影响。认为镀敷量增大会使焊接性能恶化。而且对汽车用的钢板,要求深拉深性等成形性优良、而且便宜。满足这种条件的钢板,以前有许多方案,但至今仍得不到满意的特性。
例如,特开平3-253541号公报中公开了,在Cu-P系中通过减少C量,少量添加S并添加一定量的Si和Ti,因而能在干和湿反复的环境中显示出优良耐腐蚀性。在特开平3-150315号公报中公开了在Ci-P系中,减少C量、添加微量Ni的钢,以及其耐腐蚀性及成形性皆优良的钢板的制造方法。在特开平4-141554号公报中,公开了高强度并且耐腐蚀优良的冷轧钢板的制造方法。特开平4-168246号公报中,公开了含有P、Ti、Nb等的成形性和耐腐蚀性皆优良的冷轧钢板。
然而,特开平3-253541号公报中公开的钢板,由于是Ti镇静钢,故容易产生表面缺陷。而且由于连续铸造,在制坯时铸嘴容易产生堵塞。而且,特开平3-150315号公报中公开的方法中,为了提高成形性,规定要用箱式退火进行再结晶退火,用箱式退火不仅对成本不利,而且还有P容易偏析、钢脆化、加工性差的缺点。
特开平4-141554号公报公开的钢板,具有延伸率(E1)不足40%,ランクフォ-ド值(rm值)不足200和加压成形性不充分的缺点。而且,添加Cu、P和Cr的钢,有耐点蚀性差的缺点。而特开平4-168246号公报公开的含P、Ti、Nb等的冷轧钢板,由于生成NbC,因而具有耐腐蚀性差的缺点。
本发明的目的是提供耐腐蚀性和加工性优良的表面处理钢板及其制造方法。
为了达到上述目的,本发明提供具有以下构成的表面处理钢板:
·具有以下组成的钢板:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下,Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下,S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.05-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe,
·S和Cu满足公式(S wt.%/Cu wt.%)≤0.1
·在该钢板的至少一个面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
该表面处理钢板,还可以在扩散合金层上形成镀锌层。
本发明还提供由以下工序组成的表面处理钢板的制造方法。
·制备具有以下组成钢板的工序:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下,Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下,S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.05-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe。
该S和Cu满足公式:(S wt.%/Cu wt.%)≤0.1
·将该钢板进行酸洗的工序;
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P镀层的工序;
·将施以Ni-P镀层的钢板于非氧化性气氛中500-880℃温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,和
·将经过该热处理的钢板进行退火的工序。
该表面处理钢板的制造方法也可以有在该扩散合金层上进行镀锌的工序。
本发明还提供由以下工序组成的表面处理钢板。
·具有以下组成的钢板
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe;
·该钢板的成分满足以下公式:
(P wt.%/200)≤B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.%-(48/14)x N wt.% -(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·该钢板的至少一个面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
该表面处理钢板,还可以在扩散合金层上形成镀锌层。
本发明还提供由以下工序组成的表面处理钢板的制造方法。
·制备具有以下组成钢板的工序;
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe;
·该钢板的成分满足以下公式:
(P wt.%/200)≤B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.% -(48/14) x N wt.% -(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·将该钢板进行酸洗除去鳞片的工序;
·在经过酸洗的钢板的至少一面上施以含P为8-18wt%的Ni-P镀层的工序;·将施以Ni-P镀层的钢板于非氧化性气氛中750-900℃温度下进行热处理的工序,
在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
·将经过该热处理的钢板进行退火的工序。
该表面处理钢板的制造方法也可以有在该扩散合金层上进行镀锌的工序。
本发明还提供由以下工序组成的表面处理钢板。
·具有以下组成的钢板
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下公式
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·该钢板的至少一个面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
该表面处理钢板还可以在扩散合金层上形成镀Zn层。
本发明还提供由以下工序组成的表面处理钢板的制造方法。
·制备具有以下组成钢板的工序:
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%,和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe;
·该钢板的成分满足以下公式
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·将该钢板进行酸洗除去鳞片的工序;
·在经过酸洗的钢板的至少一面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P镀层的工序;
·将施以Ni-P镀层的钢板于非氧化性气氛中500-880℃的温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
·将经过该热处理的钢板进行退火的工序。
该表面处理钢板的制造方法也可以有在该扩散合金层上进行镀锌的工序。
以下说明附图。
图1所示曲线表示本发明中S/Cu和平均腐蚀深度的关系。
图2所示曲线表示本发明中腐蚀减量和最大浸蚀深度的关系。
图3所示曲线表示本发明中Nb量和最大浸蚀深度/腐蚀减量的关系。
图4所示曲线表示本发明的中RZ×S/(10×P+2×Cu+Ni)和腐蚀减量的关系。
图5所示曲线表示本发明中1000×Sn×(2×P+Cu+Ni),ランクフォ-ド值和平均腐蚀深度的影响。
图6所示曲线表示(T+2000×Sn对ランクフォ-ド值和晶界偏析指数的影响。
实施方案-1
以下详细说明本发明。
首先,对作为本发明依据的实验结果进行说明。
对下述表面处理钢板的耐腐蚀性进行调查。该钢板以(重量%)C:0.001-0.005%,Si:0.1%以下,Mn:0.05-0.3%,P:0.02%以下,N:0.004%以下,Ni:0.05-0.3% Sol.Al:0.1%以下,其余为Fe和不可避免的杂质作为基本成分组成;进而变化其添加量,组合添加S:0.2%以下,Ti:0.005-0.1%,Nb:0.025%以下,B:0.0002-0.002%、Cu:0.3%以下的各元素;在该钢板的至少一个表面上,形成以Fe-Ni-P为主要成分并含有W、Mo、Cr、Cu中1种或多种元素的扩散合金层,进而在其上镀锌。
因此,在干湿反复并组合施用盐水喷雾的腐蚀环境中经过60日后,测定无涂装钢板的腐蚀深度,根据其平均腐蚀深度来评价耐腐蚀性。本文中,所用的平均腐蚀深度这一词是指,将钢板的露出部分划分成10mm×10mm的区域,测定其各区域内的最大浸蚀深度后求出的平均值。
图1中示出得到的平均腐蚀深度和按重量比表示的(S/Cu)值的关系。
从图1中可看出,随着S/Cu值的降低,各钢材的耐腐蚀性提高。而且,可看出如果把Ti添加钢,Ti、Nb添加钢、B添加钢及Ti、B添加钢的平均腐蚀深度进行比较,特别是复合添加Ti、B的钢而且(S/Cu)值在0.1以下时,耐腐蚀性有显著的提高。这被认为是,Ti、B复合添加钢的情况下,Ti形成了TiC,因此没有固溶碳,而且B在晶界处偏析,从而对来自晶界的腐蚀具有抑制效果所致。
另一方面,除Ti、B复合添加钢以外的钢,其耐腐蚀性差的理由考虑如下。首先,单独添加B的钢,B是形成氮化物的元素,因而在钢中残存固溶碳。该固溶碳不仅存在于铁素体粒内,而且还在晶界处偏析,由于该影响使B很难在晶界处存在。因此,单独添加B的钢,其耐腐蚀性差。关于Ti添加钢,由于不能期待由于B在晶界处偏析而导致的腐蚀抑制效果,因而耐腐蚀性仍然差。至于Nb添加钢,尽管Nb生成NbC因而固溶碳不存在,但Nb不在晶界处偏析,估计对耐腐蚀性提高不会带来影响,在这方面,复合添加Ti和B的本发明钢,如上所述,由于钢中没有固溶碳,而且B存在于晶界处,因而耐腐蚀的提高效果显著,Ti添加钢,Ti、Nb复合添加钢、B添加钢等如果组合其它添加元素也会具有优良的耐腐蚀性。
以下说明限定钢中各成分的理由,下文中的%全部表示重量%。
C:为了确保钢板的成形性,C含量尽量地少,规定0.005%为其上限。然而,如果不足0.001%时,制造成本升高。因此C含量规定为0.001-0.005%。优选0.003%以下。
Si:Si会导致化成处理性恶化,给涂装后的耐腐蚀性带来的坏影响。因此,希望尽可能地少,但从制造成本考虑,规定为0.1%以下。
Mn:为了提高耐腐蚀性,希望Mn含量尽可能地少,规定其上限为0.3%。然而,从制造成本考虑,0.05%是事实上的下限,因此Mn含量被规定为0.05-0.3%。
P:P在热加工时容易中央偏析,因此如果大量添加,加工时容易产生裂缝。因而希望尽可能地少,规定其上限为0.02%。
S:S对本发明中要求的耐腐蚀性有很大影响。S和Mn结合生成MnS,它成分产生初期锈的核,对耐腐蚀性带来坏影响,因而希望降低其含量,但如果降至0.001%以下,不仅制造成本随之上升,而且酸洗时鳞片的剥离性也降低。另一方面,如果含量超过0.01%,则钢材的耐腐蚀性显著恶化。因此,含S量被规定为0.001-0.01%。
N:为了提高钢材的成形性,希望含N量尽可能地少,作为不损害本发明效果的范围,规定其上限为0.004%,优选0.03%以下。
Sol.Al:作为钢的脱氧元素是有效的。但是添加量在0.1%以上,其脱氧能力的提高效果变小,因此规定为0.1%以下。
B:B在晶界处偏析,因而对来自晶界的腐蚀有抑制效果。超低碳钢(IF钢)的晶界特别纯净,因此可通过添加B,使B在晶界处偏析,从而有效地提高耐腐蚀性。而且,还兼有强化晶界的作用。然而,不足0.0002%时,其效果小。另一方面,由于B使热加工时对热变形的抵抗力上升,因此超过0.002%的过量添加,会产生热轧时形状不良,以及得不到规定板厚等问题。因此,B含量被规定为0.0002-0.002%。
Ni:钢中添加Cu时,热加工时因Cu导致表面缺陷发生率上升,而Ni对降低这种表面缺陷是有效的。然而,当不足0.05%时则得不到这种效果,当超过0.3%时,不仅钢材的成形性劣化而且导致成本上升。因此,Ni含量被规定为0.05-0.3%。
Ti:Ti生成TiN,TiS等,减少N、S,对耐腐蚀性的提高起很大作用。而且还减少钢中固溶C,具有提高深拉深性的作用。但是,不足0.005%时这些方面的效果小。另一方面,如果超过0.1%时导致成本上升。因此,含Ti量被规定为0.005-0.1%。
Cu:Cu是提高耐腐蚀性有用的元素。但是,不足0.05%的添加量则显示不出良好的耐腐蚀性,而超过0.3%则耐腐蚀性的提高效果变小,而且制造成本上升,表面性状、加工性恶化。因此,Cu含量被规定为0.05-0.3%。
在本发明中,除上述这些成分限定外,还对产生腐蚀有很大影响的S量,以及对耐腐蚀性起有效作用的Cu量之比:S/Cu值加以规定。如上所述,如果该值在0.1以下,则在防止S的坏影响的同时,还可有效地发挥Cu的耐腐蚀提高的效果。
此外,Cr、Sn、V等这些些制钢时混入的少量不可避免的杂质也可以存在,这些不可避免的杂质无损于本发明钢的效果。
由于有这种钢成分,则可得到耐腐蚀性极优的钢板,但作为在严酷环境中使用的汽车用钢板,则要求更优良的耐腐蚀性。
因此,为了提供更优良的耐腐蚀性,在本发明中,在具有上述钢成分的钢板上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。这种扩散合金层在保护基底钢使其不受腐蚀的同时,一旦基底钢板腐蚀开始后,能使形成的铁的腐蚀生成物很快致密化。其结果是,可以得到先有技术所得不到的优良耐腐蚀性。
在这种Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域中,还可含有W、Mo、Cr、Cu中的一种或多种。这些元素对钢的腐蚀都有抑制作用,同时,Ni、P的协同效果导致初期锈层的致密性和稳定性更进一步提高。
以下,对本发明的制造条件进行说明。
本发明中,将具有上述成分组成的钢板酸洗除去铁鳞后,为了形成扩散合金层,首先在其上形成含P量为8-15重量%的Ni-P系合金镀层。该工序在退火前实施,但也可以在酸洗生产线出口侧,紧接着酸洗在冷轧前实施,也可以在酸洗后冷轧之后实施。特别是,这种镀敷工序在冷轧前实施的情况下,不需要作为镀前清洗和镀前活化处理的酸洗,因此是有利的。
含P量为8-18的Ni-P合金层具有近似非晶的结构。如果将具有这种镀层的钢板进行热处理,在短时间内就可形成比一般结晶性镀膜时更均匀的扩散合金区域。当P含量不足8%时,Ni-P合金镀膜是结晶质的,P的分布也不均匀。因此,接受热处理时形成的扩散合金区域的组成不均匀,上述初期生成锈层的均质性、致密性都不够,因而得不到稳定的耐腐蚀性。另一方面,当P的含量超过18%时,Ni-P合金镀层变脆,其附着性恶化。因此,在冷轧等过程中容易产生镀层剥离。鉴于以上理由,本发明钢板上形成的镀层中P的含有率被规定为8-18%。优选范围为10-13%。
如上所述,为了抑制钢的腐蚀,进一步提高初期锈层的致密性、稳定性,在以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域中还可含W、Mo、Cr、Cu中的一种或多种,但在这种情况下,作为Ni-P系镀层,可以使用在Ni-P中含有15%以下的W、Mo、Cr、Cu中一种或多种的复合化镀层。随着W、Mo、Cr、Cu的含有率增加,耐腐蚀性提高,但如果其合计值超过15%则附着性降低。因而,冷轧等过程中容易产生剥离。因此,关于W、Mo、Cr、Cu的含有率,将其合计值规定在15%以下。为了发挥Cu的含有效果,其下限最好为0.5%以上。
此外,该Ni-P系合金层的镀敷量,规定在0.05g/m2以上-8g/m2的范围内。不足0.05g/m2时,耐腐蚀性提高效果不充分,但如果超过8g/m2,镀层的加工性降低,容易产生剥离,同时由于镀敷量多使生产线速度变慢,因此对生产效率是不利的。
关于Ni-P系合金层的形成方法有各种考虑方案,但从简便性及得到的膜质方面来考虑,希望是电镀或无电解镀(化学镀)。
随后,将施以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和Ni-P系合金镀层的界面处形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于这种扩散的热处理,可以兼顾冷轧后的普通退火,此时可在通常用的退火设备中进行。特别优选使用生产性高的连续退火方法。这种连续退火,可以使用普通轧制钢板用的连续退火设备以及作为溶融镀敷生产线的前处理设备的退火设备来进行。此时,最好是通过直火式加热炉,以50℃/秒以上的升温速度加热。
在该热处理中钢板的最高到达温度希望在500℃以上880℃以下,更优选是800℃以上880℃以下。不足500℃时,Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而不能充分形成在腐蚀过程中的致密锈层,因此耐腐蚀性的提高效果小。另一方面,如果超过880℃,则进入热处理炉内时镀敷金属容易粘到滚筒上,其结果是成为表面缺陷的原因。而且,如果在高于880℃的温度下退火,铁素体粒子粗大化,在加压成形后,容易产生表面粗糙。这种最高到达温度时的保持时间随温度而异,但希望是1秒-120秒。如果时间太短则不能形成足够的扩散区域,因而显示不出耐腐蚀性的提高效果;但如果超过120秒,则由于过度的扩散合金化,使该界面层变脆,导致镀层的附着性、加工性降低。由这种热处理形成的扩散区域的适宜深度为0.1-20μm左右。而且,在这种热处理时,还可在300-400℃左右温度下进行数分钟的过时效处理。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,就会有以下两种情况:其一部分形成扩散合金区域从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过用于扩散的热处理后,根据需要,在适宜条件下进行调质轧制。
按上述方法制得的本发明钢板,具有优良的耐腐蚀性,可以在汽车、建筑材料、电器等要求耐腐蚀性的领域中使用。
以下,就本发明的实施例进行说明。
实施例1
将具有表1所示化学组成的钢溶融制成扁钢锭,然后加热,进行热轧制成4.0mm厚的热轧钢板。随后将该钢板酸洗后,进行冷轧使其厚度变成0.8mm。对这种冷轧后的钢板,施以表2中示出的Ni-P系镀敷,进行兼顾退火的扩散热处理及调质轧制,制成试验片。
对按上述方法制成的试验片,进行耐腐蚀性和加工性评价。此时的评价方法和评价基准如下所述。
(评价方法和基准)
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经过60日后,测定其无涂装钢板的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.2mm以下
△最大腐蚀深度超过0.2mm,在0.4mm以下
×最大腐蚀深度超过0.4mm
(2)加工性:在180度弯曲试验中观察弯曲前端部的镀膜损伤情况,按以下基准进行评价。
○损伤为零或者产生细致裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围产生镀层剥离
将以上评价结果示于表3-表7中。在这些表中,标明为本发明例的,是指全部满足本发明条件的例子;标明为对比例的,是指其中任何一个条件在本发明范围之外的例子。
从这些表中可清楚地看出,本发明例与对比例相比较,其耐腐蚀性、加工性都优良。
实施例2
在表1示出的钢中,将属于本发明范围的钢号1-3的钢溶融制成扁钢锭,然后加热,将其热轧制成4.0mm厚的热轧钢板。随后将该钢板酸洗后,进行冷轧使其厚度变成0.8mm。对这种冷轧后的钢板,施以表2中示出的Ni-P系镀敷中A-C,M-O示出的镀敷,进行兼顾退火的扩散热处理及调质轧制,制成试验片。
对上述方法制成的试验片,按上述方法和基准进行耐腐蚀性和加工性评价。其结果示于表8。表8中,和表3-表7同样,标明为本发明例的,是指全部满足本发明条件的例子;标明为对比例的,是指其中任何一个条件在本发明范围之外的。
从该表中可清楚地看出,从本实施例中也可确认,本发明例与对比例相比较,其耐腐蚀性和加工性都很优良。
如上所述,按照本发明,以控制S量,少量添加Cu、B、Ti的钢板为基础,在其上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域,就可提供既能维持优良的加工性,又可以降低制造成本并具有优良耐腐蚀性的表面处理钢板及其制造方法。
实施方案-2
在实施方案-2中,在具有实施方案-1中规定钢成分的钢板上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。这种扩散合金层保护基底钢不受腐蚀,一旦基底钢开始腐蚀后,又有使形成的铁的腐蚀生成物很快致密化。其结果是,可以得到先有技术所得不到的优良耐腐蚀性。
在这种以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域中,还可含W、Mo、Cr、Cu中的一种或多种,这些元素对钢的腐蚀都有抑制作用,同时Ni、P的协同效果导致初期锈层的致密性和稳定性更进一步提高。
仅仅形成这种扩散合金区域,虽然在上述严酷条件下可以获得良好的耐多孔性,但对于飞溅石等引起的外面涂装缺陷造成的红锈发生却没有足够的抑制效果。
因此,本发明中,为了提供涂装后的耐腐蚀性,还在上述扩散合金区域上面施以镀锌,或者是施以以Zn为基质,以合金或分散粒子形式含有Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的金属或氧化物中一种或多种的镀层。
这些镀层,由于镀层的牺牲性防蚀作用,在镀层腐蚀过程中都能提供耐腐蚀性,而在基底腐蚀时由于Zn基质中存在的成分和Ni,P等扩散合金层成分的协同效果,对基底铁锈的稳定化和致密化显示效果。
镀锌的附着量希望是5-60g/m2。附着量过少则得不到良好的耐腐蚀性,过多则镀层的加工性降低,而且成本增加。优选的附着量范围是5-45g/m2。
以下,对本发明的制造条件进行说明。
本发明中,将具有上述成分组成的钢板酸洗除去铁鳞后,为了形成扩散合金层,首先在其上形成含P量为8-15重量%的Ni-P系合金镀层。该工序在退火前实施,但也可以在酸洗生产线出口侧,紧接着酸洗在冷轧前实施,也可以在酸洗后冷轧之后实施。特别是,这种镀敷工序在冷轧前实施的情况下,不需要作为镀前清洗和镀前活化处理的酸洗,因此是有利的。
含P是为8-18的Ni-P合金层具有近似非晶的结构。如果将具有这种镀层的钢板进行热处理,在短时间内就可形成比一般结晶性镀膜时更均匀的扩散合金区域。当P含量不足8%时,Ni-P合金镀膜是结晶质的,P的分布也不均匀。因此,接受热处理时形成的扩散合金区域的组成不均匀,上述初期生成锈层的均质性、致密性都不够,因而得不到稳定的耐腐蚀性。另一方面,当P的含量超过18%时,Ni-P合金镀层变脆,其附着性恶化。因此,在冷轧等过程中容易产生镀层剥离。鉴于以上理由,本发明钢板上形成的镀层中P的含有率被规定为8-18%。优选范围为10-13%。
如上所述,为了抑制钢的腐蚀,进一步提高初期锈层的致密性、稳定性,在以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金领域中还可含W、Mo、Cr、Cu中的一种或多种,但在这种情况下,作为Ni-P系镀层,可以使用在Ni-P中含有15%以下的W、Mo、Cr、Cu中的一种或多种的复合化镀层。随着W、Mo、Cr、Cu的含有率增加,耐腐蚀性提高,但如果其合计值超过15%则附着性降低。因而,冷轧等过程中容易产生剥离。因此,关于W、Mo、Cr、Cu的含有率,将其合计值规定在15%以下。为了发挥Cu的含有效果,其下限最好为0.5%以上。
此外,该Ni-P系合金的镀敷量,规定在0.05g/m2以上-8g/m2的范围内。不足0.05g/m2时,耐腐蚀性提高效果不充分,但如果超过8g/m2,镀层的加工性降低,容易产生剥离,同时由于镀敷量多使生产线速度变慢,因此对生产效率是不利的。
关于Ni-P系合金层的形成方法有各种考虑方案,但从简便性及得到的膜质方面来考虑,希望是电镀或无电解镀(化学镀)。
随后,将施以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和Ni-P系合金镀层的界面处形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于这种扩散的热处理,可以兼顾冷轧后的普通退火,此时可在通常用的退火设备中进行。特别优选使用生产性高的连续退火方法。这种连续退火,可以使用普通轧制钢板用的连续退火设备以及作为溶融镀敷生产线的前处理设备的退火设备来进行。此时,最好是通过直火式加热炉,以50℃/秒以上的升温速度加热。
在该热处理中钢板的最高到达温度希望在500℃以上880℃以下,更优选是800℃以上880℃以下。不足500℃时,Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而不能充分形成在腐蚀过程中的致密锈层,因此耐腐蚀性的提高效果小。另一方面,如果超过880℃,则进入热处理炉内时镀敷金属容易粘到滚筒上,其结果是成为表面缺陷的原因。而且,如果在高于880℃的温度下退火,铁素体粒子粗大化,在加压成形后,容易产生表面粗糙。这种最高到达温度时的保持时间随温度而异,但希望是1秒-120秒。如果时间太短则不能形成足够的扩散区域,因而显示不出耐腐蚀性的提高效果;但如果超过120秒,则由于过度的扩散合金化,使该界面层变脆,导致镀层的附着性、加工性降低。由这种热处理形成的扩散区域的适宜深度为0.1-20μm左右。而且,在这种热处理时,还可在300-400℃左右温度下进行数分钟的过时效处理。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,就会有以下两种情况:其一部分形成扩散合金区域从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过用于扩散的热处理后,根据需要,在适宜条件下进行调质轧制。
经过上述处理的钢板,在镀锌生产线中施以电镀锌或熔融镀锌。
关于电镀锌浴,可以使用广泛采用的硫酸浴、氯化物浴等。在需要更高耐腐蚀性的情况下,在电镀锌层上进一步进行铬酸盐处理,在其上还可提供有机复合树脂层。作为此时的铬酸盐处理方法,可以采用反应型、电解型、涂布型中任何一种。而且,在铬酸盐膜中还可含有丙烯酸树脂等有机物、二氧化硅,氧化铝等氧化物胶体、钼酸等酸类、盐类、及其它防锈强化成分。至于铬酸盐膜上形成的有机树脂膜,可用环氧树脂等作基础树脂,进而含有10-60重量%左右的二氧化硅,铬酸盐等防锈添加剂是理想的。
按上述方法制得的钢板,具有优良耐腐蚀性,同时深拉深性也优良,作为汽车用材是极有利的。
以下,就本发明的实施例进行说明。
实施例3
将具有表9所示化学组成的钢溶融制成扁钢锭,然后加热,进行热轧制成4.0mm厚的热轧钢板。随后将该钢板酸洗后,进行冷轧使其厚度变成0.8mm。对这种冷轧后的钢板,施以表10的A-Q中示出的Ni-P系镀敷,进行兼顾退火的扩散热处理及调质轧制,施以如表11中所示的镀锌操作,制成试验片。
对按上述方法制成的试验片,进行耐腐蚀性、涂装性和加工性评价。此时的评价方法和评价基准如下所述。
(评价方法和基准)
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经过60日后,测定其无涂装钢板的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.05mm以上,0.1mm以下
△最大腐蚀深度超过0.1mm以上,0.2mm以下,
×最大腐蚀深度超过0.2mm
(2)涂装性:进行磷酸处理,对施过阳离子型电涂装的钢板,用切割刀刻划线直至基底,在与(1)相同的环境中经过100天,从损伤部位观察涂料中的气泡,按以下基准评价。
○片侧的最大气泡宽度在1mm以下
△片侧的最大气泡宽度在1mm以上,3mm以下
×片侧的最大气泡宽度在3mm以上
(3)加工性:在180度的弯曲试验中,观察前端部镀膜的损伤状况,按以下基准评价。
○损伤为零或产生细小裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围的产生镀层剥离
将以上评价结果示于表12-表9中。在这些表中,标明为本发明例的,是指全部满足本发明条件的例子;标明为对比例的,是指其中任何一个条件在本发明范围之外的例子。
从这些表中可清楚地看出,与对比例相比,可以确认本发明在耐腐蚀性、涂装性、加工性方面的每一种性能都更为优越。
实施例4
在表9示出的钢中,将属于本发明范围的钢号1-3的钢溶融制成扁钢锭,然后加热,将其热轧制成4.0mm厚的热轧钢板。随后将该钢板酸洗后,进行冷轧使其厚度变成0.8mm。对这种冷轧后的钢板,施以表10中示出的Ni-P系镀敷中A-C,M-O示出的镀敷,进行兼顾退火的扩散热处理及调质轧制,并施以表11示出的a、d镀锌操作,制成试验片。
对上述方法制成的试验片,按上述方法和基准,对耐腐蚀性、涂装性、加工性进行评价,其结果示于表20中。在表20中也和表12-表19同样,标明为本发明例的,是指全部满足本发明条件的例子;标明为对比例的,是指其中任何一个条件在本发明范围之外的例子。
从该表中可清楚地看出,从本实施例中也可确认,本发明例与对比例相比较,其耐腐蚀性、涂装性、加工性都很优良。
实施例5
将具有表9所示化学组成的钢溶融制成扁钢锭,然后加热,进行热轧制成4.0mm厚的热轧钢板。随后将该钢板酸洗后,进行冷轧使其厚度变成0.8mm。对这种冷轧后的钢板,施以表10中示出的Ni-P系镀敷中A所示的镀敷,进行兼顾退火的扩散热处理及调质轧制,并施以表11示出的h-l镀锌操作,制成试验片。
其结果示于表21中。在表21中也和表12-表20同样,标明为本发明例的,是指全部满足本发明的例子;标明为对比例的,是指其中任何一个条件在本发明范围之外的例子。
从该表中可清楚地看出,镀锌量过多的No.346-348,其加工性比本发明例差。
如上所述,按照本发明,以控制S量,少量添加Cu、B、Ti的钢板为基础,在其上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域,就可提供既能维持优良的加工性,又可以降低制造成本并具有优良耐腐蚀性的表面处理钢板及其制造方法。
实施方案-3
以下详细说明本发明
关于限定上述钢成分的(以下均为重量%)理由叙述如下。
C:规定为0.001-0.006%。
为了保证优良的机械特性,C量希望尽可能地少。因此,作为不损害本发明效果的范围,限定其上限为0.006%。至于下限,过度地超低C化也不可能进一步提高加工性,而且由于超低C化,还必需添加其它元素,因此带来成本上升,所以将下限定为0.001%。
Si:规定在0.35%以下
Si作为固溶强化元素对钢板起强化作用,却不会使加压成形性恶化。但是,Si过多则会使成形性劣化,并损害镀敷性,因此规定在0.35%以下。
Mn:规定为0.05-0.5%。
Mn能固定不可避免地含在钢中的S,是防止赤热脆性的必要元素,因此将其下限规定为0.05%。但超过0.5%的含量,会使ランクフォ-ド值显著劣化,而且不利于成本,因此将其上限规定为0.5%。
P:规定为0.03-0.08%。
P是能强化钢的最便宜的元素,同时也是提高钢板本身耐腐蚀的元素。以IF钢作为基础,如果P含量超过0.1%,结果在高强度化的同时,变得容易在晶界处偏折,会带来二次加工劣化的问题,因此限定在0.08以下;另一方面,为了提供耐腐蚀性,添加0.03%是必要的,因此将它作为下限。
S:规定在0.01%以下。
如果S含量超过0.01%,会使钢的延展性劣化,并对耐腐蚀性带来坏影响,因此规定在0.01%以下。优选0.007%以下。
Sol.Al:规定为0.01-0.1%。
Al是用于脱氧和固定N的必要元素,但如果大量添加会导致成本上升,同时增加氧化铝类夹杂物以致表面性质恶化。因此将其范围规定在0.01%以上至0.1%以下。
N:规定在0.0035%以下。
为了获得高ランクフォ-ド值,N含量希望尽可能地少,而作为不损害本发明效果的范围,将其上限规定为0.0035%以下。
Cu:规定为0.1-0.5%。
Cu与P复合添加时,是提高钢板本身耐腐蚀性的元素,0.1%以上的含量才可获得其效果。如果过量添加,不仅深拉深性变差,而且由于热轧时的表面缺陷或与Sn共存,热轧时容易产生热裂纹,因此将其上限规定为0.5%。
Ni:规定为0.1-0.5%。
Ni能减少添加Cu时引起的表面缺陷,而且是提高耐腐蚀性的有效元素。然而,过量添加会使深拉深性恶化,并导致成本上升,因此规定其下限值为0.1%,上限为0.5%。
Ti:规定为0.01-0.06%。
Ti能防止因固溶碳和固溶氮导致的材质劣化,因而是必要的元素。因此其添加量必须在0.01%以上。但其添加量超过0.06%,也不会得到更大的效果,同时对成本不利,所以将其添加量规定在0.01%以上,0.06%以下。因此,为了利用Ti将钢中的固溶碳及固溶氮完全析出固定,必须满足以下条件:
4×C<Ti-(48/14)×N-(48/38)×S
Nb:0.003-0.015%,而且
0.004≤Nb×(10×P+2×Cu+Ni)
Nb通过和Cu、P复合添加,助长钝态膜的成长,从而提高耐点蚀性,而且还有使rm值的各向异性变小的效果。当Nb不足0.003%时没有这种效果。但超过0.015%时,其效果达到饱和,而且钢的再结晶温度上升,对成本也不利。因此,Nb含量被规定在0.003%以上,0.015%以下。而且,如果Nb是作为析出物而存在,则无效果。也就是说,Nb在钢中固溶是必要的。在本发明钢中,由于Ti与C、N及S化合,因此Nb全量固溶在钢中。
而且,如果P、Cu及Ni量少则钝态膜脆弱,因此有利于耐点蚀性的Nb量必须多。也就是说,必须满足0.004≤Nb×(10×P+2×Cu+Ni)。
Nb对耐点蚀性的影响,是用下述实施例示出的方法,对普通钢板、和以Cu 0.4%、P 0.05%、Ni 0.2%为基础的耐蚀钢(对比钢),以及另外再添加Ni 0.010%的本发明钢,以最大浸蚀深度/腐蚀减量之比表示的耐点蚀性方面进行比较,并示于图4中。从图2及图3中清楚地看出,没有Nb存在的耐蚀钢板,其耐点蚀性与普通钢板(SPCC)相同,但是有固溶Nb存在的耐蚀钢板,其耐点蚀性特别优良。
B:规定为0.0002-0.002%,而且规定(P/200)<B。
B对二次加工脆性有效果,对于像本发明那种加入P而容易产生二次加工脆性的钢其效果很大。但是B含量不足0.0002%时则没有效果,而超过0.002%时会使钢硬化,因而B被规定在上述范围。而且还规定(P/200)<B,这是因为P使钢脆化,为减少其影响才作如此规定。
上述钢成分可使钢板本身具备充分的耐腐蚀性,但对于在严酷环境下使用的汽车用钢板这还不够。
为了对上述钢板提供进一步的耐腐蚀性和机械特性,本发明中提出要在上述钢板上形成Fe-Ni-P扩散合金镀层。含P为8-18重量%的Ni-P合金镀层具有近似非晶的结构,如果将具有这种镀层的钢板进行热处理,就可在短时间内形成比在一般结晶性镀膜的情况下更均匀的扩散合金层。这种扩散层保护基底钢不受腐蚀,一旦基底Fe的腐蚀开始后,能使形成的Fe的腐蚀生成物很快致密化。其结果是,能得到先有技术得不到的优良耐腐蚀性。
P不足8重量%时,Ni-P合金层是结晶质的,P的分布也不均匀。因此,在接受热处理时形成的扩散合金区域的组成不均匀,不能充分提供上述基底生成锈层的致密性,因而得不到优良的耐腐蚀性。另一方面,如果P超过18重量%,则Ni-P合金镀层变脆,其附着性降低。因此,在热处理等过程中容易产生镀层剥离。鉴于以上原因,在本发明钢板上形成的镀层的P含有率规定为8-18重量%。优选范围是8-15重量%,更优选范围是10-13重量%。
还可以使用在Ni-P中含有15重量%以下的W、Mo、Cr、Cu中一种或多种复合化的Ni-P合金镀层。W、Mo、Cr、Cu中任何一种都对钢的腐蚀起着抑制作用,同时,由于与Ni、P的协同效果而具有使初期锈层的致密性、稳定性更进一步提高的效果。关于W、Mo、Cr、Cu的含有锌,希望其合计值在15重量%以下。随着W、Mo、Cr、Cu的合计含有率增加,耐腐蚀性提高,但是如果其合计值超过15重量%则其附着性降低,因而在其后续过程中容易产生镀层剥离,因此,将W、Mo、Cr、Cu的含有率规定其合计值为15重量%。为了发挥W、Mo、Cr、Cu的含有效率,希望其下限为0.5重量%以上。
关于该Ni-P系合金镀层的镀敷量,没有特别的规定,但希望为0.1-8g/m2的范围。不足0.1g/m2时其耐腐性提高效果不够,如超过8g/m2时镀层加工性降低而容易剥离,而且由于镀敷量多使生产线速度变慢,对生产效率不利。
以上钢板的表面粗糙度满足以下条件时,可进一步提高耐腐蚀性。规定:
Rz(μm):1-8的范围,而且
Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)≤0.025
如果表面粗糙度大,耐腐蚀性则恶化。因此,规定Rz≤8μm。但是当Rz在1μm以下时,不仅成本升高,而且对耐腐蚀性无影响,因而,希望Rz≥1μm。Rz对耐腐蚀性的影响随钢成分而变化,如果Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)≤0.025,耐腐蚀性进一步提高。
图4示出Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)和腐蚀减量的关系。从图4中可看出,Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)≤0.025时,耐腐蚀性恶化。而且,不添加Nb的钢15其耐腐蚀性也比本发明钢差一些。
以下说明上述冷轧钢板的最佳制造条件。将具有上述成分的钢,例如通过连续铸造法或铸锭法制成扁钢锭,再按以下条件制造。
扁钢锭的加热温度,可以是使扁钢锭内的析出物再固溶的温度,对具有上述成分的钢,希望其加热温度在1100℃以上。
加工温度在Ar 3点以下时深拉性恶化,因此最好是在Ar3点以上轧制。如果卷取温度在550℃以上,则铁素体晶粒粗大,加工性好,但过高时会促进P的晶界偏析,二次加工脆性恶化。该温度易于引起P量增多而难以引起B量增多。也就是说,希望卷取温度在(650+200×(200×B-P)℃以下。
Ni-P系镀敷工序是在退火前进行,但也不妨在酸洗生产线出口侧紧接着酸洗后在冷轧前实施,或者是在酸洗冷轧后才进行镀敷。特别是,在冷轧前进行镀敷时,由于不需要作为镀前的净化、镀前活化处理的酸洗等,因而是有利的。
对冷轧条件没有什么特别的规定,但为了具有优良的深拉深性,希望冷轧压下率在50%以上。
对于Ni-P系合金镀层的形成方法可有各种考虑,但是从简便性和从所获的膜质等方面来考虑,希望采用电镀法或无电解镀法(化学法)。
然后,将施以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和镀层界面上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于扩散的热处理可以在冷轧后的普通退火设备中进行。特别希望用生产性高的连续退火方法。所述连续退火,可以使用普通的冷轧钢板用连续退火设备及作为熔融镀敷生产线的前处理设备的退火设备。此时,为了获得好的深拉深性等加工性,最高到达温度为750℃以上,优选820℃以上。不足750℃时Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而腐蚀过程中不能充分地形成致密的锈层,因此耐腐蚀性提高效果小。另一方面如果超过900℃,则在热处理炉内镀敷金属容易粘结到滚筒上,其结果是容易导致表面产生缺陷,而且,超过900℃的温度。一旦退火,由于铁素体粒粗大化,在加压成形后,容易产生表面粗糙。而且,这种到达最高板温时的保持时间也随温度而异,但希望是1秒至120秒。如果太短则不能形成足够的扩散区域,因此不能显示出耐腐蚀性的的提高效果,如果超过120秒则由于过度的扩散合金化而使该界面层变脆,因而镀层的粘合性、加工性降低。而且,热处理时,还可以在300-400℃左右的温度下进行数分钟的过时效处理。通过热处理形成的适宜扩散区域其深度为0.1-20μm左右。而且,再结晶退火,希望采用权利要求7中示出的连续退火的制造方法。其理由是,用箱式退火的方法中,退火后的缓慢冷却时,P偏析在晶界处,这会导致加工性及耐腐蚀性恶化。
进行这种热处理时,由于直下式加热炉能进行温升速度为50℃/秒的加热,因而可以回避炉内滚筒的粘着。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,就会有以下两种情况:其一部分形成扩散合金区域从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过热处理后,根据需要,在适宜条件下进行调质轧制。
Rz的控制通过下述方法进行:即实施轧辊及退火后调质轧制滚筒等的砂轮研磨,砂轮研磨后镀Cr或Ni、喷丸、放电加工、激光加工、浸蚀加工、EBT加工等。特别是,必须将滚筒的Rz控制在比普通水平低的程度。
将同时具备这种耐腐蚀性和加工性的冷轧钢板,作为汽车用材料是极有用的钢板。
以下说明具体的实施例,但不言而喻,本发明并不受该实施例的限制。
关于耐腐蚀性、镀层附着性的评价,在任何一个实施例中,都是将制成的材料按下述方法进行评价。
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经历1日1次循环的腐蚀试验,测定试验后的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.2mm以下
△最大腐蚀深度在0.2mm以上,0.4mm以下
×最大腐蚀深度在0.4mm以上
(2)加工性:在180度弯曲试验中观察弯曲前端部的镀膜损伤情况,按以下基准进行评价。
○损伤为零或者产生细小裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围产生镀层剥离
实施例6
以下说明本发明的具体实施例。
熔制具有表22所示成分组成的本发明钢及对比钢,并制成扁钢坯。将它于1250℃加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,于620℃下卷取,制成热轧板材。酸洗后,冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),进行P含有率12重量%、附着量1g/m2的Ni-P镀敷。将其于850下进行热处理。并进行0.5%的调质轧制,得到冷轧钢板。表22备注中,示出X=Ti-(48/14)×N-(48/32)×S-4×C,Y=Nb×(10×P+2×Cu+Ni)-0.004,而X≥0表示含Ti量比含碳、氮及硫的当量要多。
测定所得钢板的机械性质,其结果示于表23中,拉伸试验是用JIS5号试验片进行。关于rm值,根据rm值=(r0+2+r45+r90)/4,△r=(r0-2×r45+r90)/2算出。所谓断面迁移温度,是表示以拉深比2∶1施加杯状成形后,从杯的端部推挤圆锥冲头,直至引起脆性破坏的温度,用此评价耐破裂性。
关于Rz,是对钢的表面粗糙度进行3次测定,然后求出其平均值。而且,Z=Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)。
从表23中可清楚地看出,钢种1和2中,由于P少,因而耐腐蚀性差。钢9和10由于P过多则成形性差。而钢11和12由于Cu太少则耐腐蚀性差。钢13和14由于Cu过多则成形性差。钢15由于没添加Nb,则△r大,而且容易产生点腐蚀。钢15和16由于没有添加B,则发生二次加工脆化。钢19由于C、Si、Nb多,则成形性差;而由于不添加Ni,则耐腐蚀性不太好。而且,关于X<0的钢(钢10、15、18、19),由于固溶碳或固溶氮不完全固定,因此深拉深性等的加工性差。而Y<0(钢2,15,21)时,可看出其耐点蚀性差。而表面粗糙度Rz>0.025的钢(钢10、11、12、15、17、19、20)的耐腐蚀性也差。
实施例7
熔制出表22中示出的本发明钢(钢号:3,5),将其制成扁钢锭。将它于1250℃下加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,于620℃下卷取,制成热轧板、酸洗后,冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),按表24所示范围进行Ni-P镀敷,于850℃温度连续退火后,进行0.5%的调质轧制,从而制成试验片。其结果示于表25。本发明显示出优良的耐腐蚀性、镀层附着性。
实施例8
熔制出表22中示出的本发明钢(钢号:3,5),将其制成扁钢锭。将它于1250℃下加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,于620℃下卷取,制成热轧板、酸洗后,按表24所示范围进行Ni-P镀敷,冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),于850℃温度连续退火后,进行0.5%的调质轧制,从而制成试验片。其结果示于表25。本发明显示出优良的耐腐蚀性、镀层附着性。
实施方案-4
实施方案-3制得的具有扩散合金层的表面处理钢板,耐点蚀性好,但对飞溅石等引起的外面涂装缺陷造成的红锈发生却没有足够的抑制效果。
因此,本发明中,为了在上述钢板上提供涂装后的耐腐蚀性,还在上述扩散合金区域上面施以镀锌,或者是施以以Zn为基质,以合金或分散粒子形式含有Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的金属或氧化物中一种或多种的镀层。这些镀层中任何一种镀层,由于镀层的牺牲性防蚀作用,在镀层腐蚀过程中都能提供耐腐蚀性,而在基底腐蚀时由于Zn基质中存在的成分和Ni,P等扩散合金层成分的协同效果,使它在基底锈层稳定化、致密化方面显示出效果。镀锌的附着量希望是5-60g/m2。附着量过少则得不到良好的耐腐蚀性;如果过多则镀层的加工性降低,而且成本随之增加。因此优选的附着量范围是5-45g/m2。
以下说明上述冷轧钢板的最佳制造条件。将具有上述成分的钢,例如用连续铸造法或铸锭法制成扁钢锭,然后按以下条件制造。
扁钢锭的加热温度,可以是能使钢锭内的析出物再固溶的温度,作为具有上述成分的钢,加热温度希望在1100℃以上。
加工温度在Ar3点以下时深拉深性恶化,因此最好是在Ar3点以上轧制。如果卷取温度在550℃以上,则铁素体晶粒粗大,加工性好,但过高时会促进P的晶界偏析,二次加工脆性恶化。该温度易于引起P量增多而难以引起B量增多。也就是说,希望卷取温度在(650+200×(200×B-P)℃以下。
Ni-P系镀敷工序是在退火前进行,但也不妨在酸洗生产线出口侧紧接着酸洗后在冷轧前实施,或者是在酸洗冷轧后才进行镀敷。特别是,在冷轧前进行镀敷时,由于不需要作为镀前的净化、镀前活化处理的酸洗等,因而是有利的。
对冷轧条件没有什么特别的规定,但为了具有优良的深拉深性,希望冷轧压下率在50%以上。
对于Ni-P合金镀层的形成方法可有各种考虑方案,从简便性及所得膜质等方面考虑,希望是电镀法或无电解镀法(化学镀)。
然后,将旋以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和镀层界面上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于扩散的热处理可以在冷轧后的普通退火设备中进行。特别希望用生产性高的连续退火方法。所述连续退火,可以使用普通的冷轧钢板用连续退火设备及作为熔融镀敷生产线的前处理设备的退火设备。此时,为了获得好的深拉深性等加工性,最高到达温度为750℃以上,优选820℃以上。不足750℃时Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而腐蚀过程中不能形成致密的锈层,因此耐腐蚀性提高效果小。另一方面如果超过900℃,则在热处理炉内镀敷金属容易粘结到滚筒上,其结果是容易导致表面产生缺陷,而且,超过900℃的温度。一旦退火,由于铁素体粒粗大化,在加压成形后,容易产生表粗糙。而且,这种到达最高板温时的保持时间也随温度而异,但希望是1秒至120秒。如果太短则不能形成足够的扩散区域,因此不能显示出耐腐蚀性的提高效果,如果超过120秒则由于过度的扩散合金化而使该界面层变脆,因而镀层的附着性、加工性降低。热处理时,还可在300-400℃左右的温度下进行数分钟的过时效处理。通过热处理形成的适宜扩散区域其深度为0.1-20μm左右。而且,再结晶退火、希望采用权利要求7中示出的连续退火的制造方法。其理由是,用箱式退火的方法中,退火后的缓慢冷却时,P偏析在晶界处,这会导致加工性及耐腐蚀性恶化。
进行这种热处理时,由于直下式加热炉能进行温升速度为50℃/秒的加热,因而可以回避炉内滚筒的粘着。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,其一部分形成扩散合金层,从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过热处理后,根据需要,在适宜条件下进行调质轧制。
Rz的控制通过下述方法进行:即实施轧辊及退火后调质轧制滚筒等的砂轮研磨,砂轮研磨后镀Cr或Ni、喷丸、放电加工、激光加工、浸蚀加工、EBT加工等。特别是,必须将滚筒的Rz控制在比普通水平低的程度。
将经过如此处理的钢板,在镀锌生产线上进一步施以电镀锌或熔融镀锌。
关于镀锌浴,可采用广泛使用的硫酸浴、氯化物浴等。当需要更高耐腐蚀性时,还可在镀锌层上进一步进行铬酸盐处理,并在其上涂敷有机复合树脂。此时,作为铬酸盐处理方法,可采用反应型、电解型、涂布型等任何一种。而且,在铬酸盐膜中还可含有丙烯酸树脂等有机物、二氧化硅,氧化铝等氧化物胶体,钼酸等酸、盐类以及其它防锈成分。在铬酸盐膜上形成的有机树脂皮膜,可以采用以环氧树脂为基础,并进一步含10-60重量%左右的二氧化硅、铬酸盐等防锈添加剂是理想的。
同时具有这种耐腐蚀性和加工性的冷轧钢板,作为汽车用材料是极有用的钢板。
以下说明本发明的具体实施例,但不言而喻,本发明并不受该实施例的限制。
镀敷钢板的评价方法及基准如下所示。
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经历1日1次循环的腐蚀试验,测定试验后的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.1mm以下
△最大腐蚀深度在0.1mm,以上,0.2mm以下
×最大腐蚀深度在0.2mm以上
(2)涂装性:进行磷酸处理,对施过阳离子型电涂装的钢板,用切割刀刻划线直至基底,在与(1)相同的环境中经过100天,从损伤部位观察涂料中的气泡,按以下基准评价。
○片侧的最大气泡宽度在1mm以下
△片侧的最大气泡宽度在1mm以上,3mm以下
×片侧的最大气泡宽度在3mm以上
(3)加工性:在180度弯曲试验中,观察前端部镀膜的损伤状况,按以下基准进行评价。
○损伤为零或产生细小裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围产生镀层剥离
实施例9
以下说明本发明的具体实施例。
熔制具有表26所示成分组成的本发明钢及对比钢,并将其制成扁钢锭。将它于1250℃加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,在620℃卷取,将其作为热轧板。在经酸洗后冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),进行P含有率11重量%、附着量1g/m2的Ni-P镀敷。将其于850℃下进行热处理,并进行0.5%的调质轧制,得到冷轧钢板。表26备注中,示出X=Ti-(48/14)×N-(48/32)×S-4×C,Y=Nb×(10×P+2×Cu+Ni)-0.004,而x≥0表示含Ti量比含碳、氮及硫的当量要多。
测定所得钢板的机械性质,其结果示于表27中,拉伸试验是用JIS5号试验片进行。关于rm值,根据rm值=(r0+2+r45+r90)/4,△r=(r0-2×r45+r90)/2算出。所谓断面迁移温度,是表示以拉深比2∶1施加杯状成形后,从杯的端部推挤圆锥冲头,直至引起脆破坏的温度,用此评价耐破裂性。
关于Rz,是对钢的表面粗糙度进行3次测定,然后求出其平均值。而且,Z=Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)。
从表27中可清楚地看出,钢种1和2中,由于P少,因而耐腐蚀性差。钢9和10由于P过多则成形性差。而钢11和12由于Cu太少则耐腐蚀性差。钢13和14由于Cu过多则成形性差。钢15由于没添加Nb,则△r大,而且容易产生点腐蚀。钢15和16由于没有添加B,则发生二次加工脆化。钢19由于C、Si、Nb多,则成形性差;而由于没添加Ni,则耐腐蚀性不太好。而且,关于X<0的钢(钢10、15、18、19),由于固溶碳或固溶氮不完全固定,因此深拉深性等的加工性差。而Y<0(钢2,15,21)时,可看出其耐点蚀性差。而表面粗糙度Rz>0.025的钢(钢10、11、12、15、17、19、20)的耐腐蚀性也差。
实施例10
熔制表26中示出的本发明钢(钢号:3,5),将其制成扁钢坯。将它于1250℃下加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,于620℃下卷取,制成热轧板、酸洗后,冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),按表28所示范围进行Ni-P镀敷,于850℃温度连续退火后,进行0.5%的调质轧制,按表29所示进行镀锌,从而制成试验片。其结果示于表30-34。本发明显示出优良的耐腐蚀性、涂装性和加工性。
实施例11
熔制表26中示出的本发明钢(钢号:3,5),将其制成扁钢锭。将它于1250℃下加热后,在900℃下热轧,使板厚变为2.8mm后,于620℃下卷取,制成热轧板材。酸洗后,进行表28所示范围的Ni-P镀敷(No:A,B,C,M,N,O,T),冷轧至0.7mm(冷轧压下率:75%),于850℃温度连续退火后,进行0.5%的调质轧制,进行表29示出的镀锌(No:Ⅰ,Ⅳ),制成试验片。其结果示于表35。本发明显示出优良的耐腐蚀性、涂装性和加工性。
实施方案-5
以下详细说明本发明。
本发明中适用的钢板,由于在添加P、Cu、Ni的钢中作为进一步提高耐腐蚀性的元素而添加Sn,因而以IF钢为基础,成功地充分确保了其耐腐蚀性。限定上述钢成分(全部用重量%表示)的理由叙述如下。
C:规定为0.002-0.01%。
为了保证优良的机械特性,C量希望尽可能地少。因此,作为不损害本发明效果的范围,限定其上限为0.01%,优选为0.006。至于下限,过度地超低C化也不可能进一步提高加工性,而且由于超低C化,还必需添加其它元素,因此带来成本上升,所以将下限定为0.002%。
Si:规定在1%以下
Si作为固溶强化元素对钢板起强化作用,却不会使加压成形性恶化。但是,当其含量超过1%时,在热轧的加热时产生的铁鳞量显著增加,同时过剩地添加导致钢板的深拉深性劣化,而且还会使化成处理性恶化,所以其上限定1%。
Mn:规定为0.05-0.1%。
Mn能固定不可避免地含在钢中的S,是防止赤热脆性的必要元素,因此将其下限规定为0.05%。但超过1%的含量,会使ランクフォ-ド值显著劣化,而且不利于成本,因此将其上限规定为1%。
P:规定为0.02-0.1%。
P是能强化钢的最便宜的元素,同时也是提高钢板本身耐腐蚀的元素。以IF钢作为基础,如果P含量超过0.1%,结果在高强度化的同时,变得容易在晶界处偏折,会带来二次加工性劣化的问题,因此限定在0.1以下;另一方面,为了提供耐腐蚀性,添加0.02%是必要的,因此将它作为下限。
S:规定在0.01以下。
如果S含量超过0.01%,会使钢的延展性劣化,并对耐腐蚀性带来坏影响,因此规定在0.01%以下。优选0.007%以下。
Sol.Al:规定为0.1%以下。
Al是用于脱氧和固定N的必要元素,但如果大量添加会导致成本上升,同时增加氧化铝类夹杂物以致表面性质恶化。因此将其范围规定在0.1%以下,优选为0.06%以下。
N:规定在0.004%以下。
为了获得高ランクフォ-ド值,N含量希望尽可能地少,而作为不损害本发明效果的范围,将其上限规定为0.004%以下。
Cu:规定为0.2-0.5%。
Cu与P复合添加时,是提高钢板本身耐腐蚀性的元素,0.2%以上的含量才可获得其效果。如果过量添加,不仅深拉深性变差,而且由于热轧时的表面缺陷或与Sn共存,热轧时容易产生热裂纹,因此将其上限规定为0.5%。
Ni:规定为0.1-0.5%。
Ni能减少添加Cu时引起的表面缺陷,而且是提高耐腐蚀性的有效元素。然而,过量添加会使深拉深性恶化,并导致成本上升,因此规定其下限值为0.1%,规定其上限为0.5%。
B:规定为0.0005-0.002%。
B在晶界处偏析而具有强化晶界的作用。特别是以IF钢为基础添加P时,为了防止二次加工脆化的问题,添加B是必要的。不足0.0005%时其效果小,但超过0.002%时会使再结晶温度上升并产生ランクフォ-ド值降低的问题,因此被限定在上述范围内。
Ti:规定为0.005-0.1%
Ti对钢中的C进行固定,具有提高ランクフォ-ド值的作用。不足0.005%时其效果不足,另一方面,过量添加时不仅导致成本上升,而且为表面缺陷的原因和使化成处理性恶化,因而规定其上限为0.1%。
Nb:规定为0.002-0.05%
Nb和Ti同样,具有固定C的性质,通过与Ti的复合添加可进一步提高ランクフォ-ド值。不足0.002时其效果不够,大量添加时会导致成本上升,因而规定其上限为0.05%。
Sn量为0.002-0.05%,而且满足2≤1000×Sn×(2×P+Cu+Ni)≤20。
如上所述,Sn是本发明中的重要元素,为了提高钢板的耐腐蚀性,必须添加。如果其含量超过0.05%时,不仅热轧性降低,而且钢板的延展性及深拉深性也降低,因此规定其上限为0.05%。而为了得到添加Sn导致耐蚀性提高效果,规定其下限为0.002%。另一方面还限定Sn含量满足关系式:
2≤1000×Sn×(2×P+Cu+Ni)≤20
上述限定理由,通过以下实验可得到说明。以下成分均用重量%表示。在具有下述组成:C:0.002-0.01%,Si:1%以下,Mn:0.05-1%,P:0.02-0.1%,S:0.01%以下,Sol.Al:0.1%以下,N:0.004%以下,B:0.0005-0.002%,Cu:0.2-0.5%,Ni:0.1-0.5%,Sn:0.002-0.05%,上述组成之间满足关系式:2≤1000×Sn×(2×P+Cu+Ni)≤20
含有Ti:0.005-0.1%,Nb:0.002-0.05%中任何一种或两种,其余为Fe和不可避免杂质的钢板至少一个表面上,具有含Fe-Ni-P为主要成分并含W、Mo、Cr、Cu中至少一种或多种元素的扩散合金层,对这种冷轧钢板的耐腐蚀性进行调查。
耐腐蚀性评价,是在干湿反复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经过60日后,测定无涂装钢板的腐蚀深度。
作为表示平均腐蚀深度和钢成分组成之间关系的参数,用1000×Sn×(2×P×Cu+Ni)表示,钢板的平均腐蚀深度及ランクフォ-ド值(rm)的关系示于图5中。从图5中可清楚地看出,耐腐蚀性和深拉深性,对Sn、P、Cu及Ni的含量有强烈的依赖关系。
从图5可看出,当1000×Sn×(2×P+Cu+Ni)在2以上时,不经过退火方法也能得到良好的耐腐蚀性。然而,一旦超过20,由于赋予耐腐蚀性的元素的添加量增加,从而导致ランクフォ-ド值恶化。因此,不可能同时满足耐腐蚀性和深拉深性。因此,将Sn量限定在下述关系式内:
2≤1000×Sn×(2×P+Cu+Ni)≤20
因此,Sn、P、Cu及Ni的含量,不会因退火的类别而对耐腐蚀性带来很大影响,由此可判明,适宜地组合Sn、P、Cu及Ni含量的平衡,可提供优良的耐腐蚀性。
上述钢成分可使钢板本身具备充分的耐腐蚀性,但对于在严酷环境下使用的汽车用钢板这还不够。
为了对上述钢板提供进一步的耐腐蚀性,本发明中提出要在上述钢板上形成Fe-Ni-P扩散合金镀层。含P为8-18重量%的Ni-P合金镀层具有近似非晶的结构,如果将具有这种镀层的钢板进行热处理,就可在短时间内形成比在一般结晶性镀膜的情况下更均匀的扩散合金层。这种扩散层保护基底钢不受腐蚀,一旦基底Fe的腐蚀开始后,形成的Fe的腐蚀生成物很快致密化。其结果是,能得到先有技术得不到的优良耐腐蚀性。
P不足8重量%时,Ni-P合金层是结晶质的,P的分布也不均匀。因此,在接受热处理时形成的扩散合金区域的组成不均匀,不能充分提供上述基底生成锈层的致密性,因而得不到优良的耐腐蚀性。另一方面,如果P超过18重量%,则Ni-P合金镀层变脆,其附着性降低。因此,在热处理等过程中容易产生镀层剥离。鉴于以上原因,在本发明钢板上形成的镀层的P含有率规定为8-18重量%。优选范围是8-15重量%,更优选范围是10-13重量%。
还可以使用在Ni-P中含有15重量%以下的W、Mo、Cr、Cu中一种或多种复合化的Ni-P合金镀层。W、Mo、Cr、Cu中任何一种都对钢的腐蚀起着抑制作用,同时,由于与Ni、P的协同效果而具有使初期锈层的致密性、稳定性更进一步提高的效果。关于W、Mo、Cr、Cu的含有率,希望其合计值在15重量%以下。随着W、Mo、Cr、Cu的合计含有率增加,耐腐蚀性提高,但是如果其合计值超过15重量%则其附着性降低,因而在其后续过程中容易产生镀层剥离,因此,将W、Mo、Cr、Cu的含有率规定其合计值为15重量%以下。为了发挥W、Mo、Cr、Cu的含有效率,希望其下限为0.5重量%。
关于该Ni-P系合金镀层敷量,没有特别的规定,但希望在0.1-8g/m2范围内。如果不足0.1g/m2则耐蚀性的提高效果不够,如果超过8g/m2则镀层的加工性降低且容易剥离,同时由于镀敷量多而需要减慢生产线速度,因此对生产效率不利。
以下说明本发明中的制造条件。本发明不因热轧条件、退火条件而具有其作用效果,但采用生产性高的连续退火制造方法是权利要求7的发明。热轧工序,是将连续铸造机直接送出的高温铸片或通过加热得到的高温铸片,或者是开坯初轧制得的钢锭,在其成分组成的Ar3变态点以上的温度进行热轧。低于Ar3变态点时,退火后的ランクフォ-ド值恶化,因此要限定在其范围之内。然而,在热轧时充分进行润滑等条件下,适用铁素体区域的热轧也无损于本发明钢的特性。
关于热轧的卷取温度,是在610-2000×Sn≤CT(℃)≤710-2000×Sn规定的温度下进行卷取。已知Sn是容易在晶界处偏析的元素,为了抑制在晶界处显著偏析,必须在相应于Sn添加量的温度下卷取。图6示出以CT+2000×Sn作为参数,调查与晶界偏析指数之间关系的结果,随着CT+2000×Sn的增加,晶界偏析指数有增加的倾向。
此处,所谓晶界偏析指数是表示相对于添加的Sn量,偏析在晶界处的Sn的比率。CT+2000×Sn不足610时,晶界偏析指数小,可以抑制晶界偏析,但ランクフォ-ド值小。而超过710时,晶界偏析指数增大。上述任何一种情况,对钢板特性都是不利的,因此,在610-2000×Sn≤CT(℃)≤710-2000×Sn规定的温度下进行卷取是重要的。
在上述热轧卷取温度下卷取、并进行酸洗后的冷轧,随着压下率的上升,退火后的ランクフォ-ド值上升,但压下率不足70%时,很难得到高ランクフォ-ド值;而压下率在90%以上时,其效果降低,因此要限定在该范围之内。
进行Ni-P系镀敷的工序在退火前实施,但也可以在酸洗生产线出口侧,紧接着酸洗在冷轧前实施,还可以在酸洗后冷轧之后实施。特别是,这种镀敷工序在冷轧前实施的情况下,不需要作为镀前清洗和镀前活化处理的酸洗等,因而是有利的。
Ni-P系合金镀层的形成方法,有各种考虑方案,但从简便性及所得膜质等方面考虑,希望是电镀或无电解镀(化学镀)。
然后,将施以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和镀层界面上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于扩散的热处理可以在冷轧后的普通退火设备中进行。特别希望用生产性高的连续退火方法。所述连续退火,可以使用普通的冷轧钢板用连续退火设备及作为熔融镀敷生产线的前处理设备的退火设备。此时最高到达温度为500℃以上880℃以下,优选800℃以上880℃以下。不足500℃时Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而腐蚀过程中不能形成致密的锈层,因此耐腐蚀性提高效果小。如果想得到更高的ランクフォ-ド值,则希望在800℃以上,优选820℃为下限,另一方面如果超过880℃,进入热处理炉内的镀敷金属容易粘附到滚筒上,其结果是容易导致表面产生缺陷。而且,超过880℃的温度。一旦退火,由于铁素体粒粗大化,在加压成形后,容易产生表粗糙。而且,这种到达最高板温时的保持时间也随温度而异,但希望是1秒至120秒。如果太短则不能形成足够的扩散区域,因此不能显示出耐腐蚀性的提高效果,如果超过120秒则由于过度的扩散合金化而使该界面层变脆,因而镀层的附着性、加工性降低。热处理时,还可在300-400℃左右的温度下进行数分钟的过时效处理。通过热处理形成的适宜扩散区域其深度为0.1-20μm左右。
进行这种热处理时,最好用直下式加热炉能进行温升速度为50℃/秒的加热。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,其一部分形成扩散合金层,从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过热处理后,根据需要,在适宜条件下进行调质轧制。
同时具有这种耐腐蚀性和深拉深性的冷轧钢板,作为汽车用材料是极有用的钢板。
以下具说明本发明的具体实施例,但不言而喻,本发明并不受该实施例限定。
关于耐腐蚀性、加工性的评价,在任何一个实施例中,都是对制成的试验片按下示方法进行评价。
(评价方法和基准)
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经历1日1次循环的腐蚀试验,测定试验后的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.2mm以下
△最大腐蚀深度0.2mm以上,0.4mm以下
×最大腐蚀深度0.4mm以上
(2)加工性:在180度弯曲试验中观察弯曲前端部的镀膜损伤情况,按以下基准进行评价。
○损伤为零或者产生细小裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围产生镀层剥离
实施例12
熔制表36中所示化学组成的钢,并将制成的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板。
然后,酸洗后,施以冷轧使其厚度变成0.8mm,在其上进行P含有率为12重量%,附着量为1g/m2的Ni-P镀敷,将所得钢板进行退火,作为退火方法,有箱式退火为700℃,连续退火为850℃的两种退火。随后,经过0.5%的调质轧制后,取试验片进行拉伸试验。实施例的结果示于表37。从表37中可看出,本发明钢与对比钢相比较,显示出高的ランクフォ-ド值和优良的耐腐蚀性。
实施例13
对表36中示出的本发明钢(钢号:4,9,15,19),进行P含有率为12重量%,附着量1g/m2的Ni-P镀敷,在表38示出的各种热轧卷取温度,冷轧压下率,退火温度的条件下制造,调查其钢板的材质。将其结果示于表39中。从表39中可清楚地看出,按本发明方法制得的钢板,任何一种ランクフォ-ド值都在1.6以上,显示出优良的性质。
实施例14
熔制表36中示出的本发明钢(钢号:4,9,15,19),将制成的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板。
其次,酸洗后,施以冷轧使其厚度变成0.8mm,按表40所示范围进行Ni-P镀敷,并在800-880℃的温度范围内连续退火后,进行0.5%的调质轧制,制成试验片。其结果示于表41中。本发明钢板中的任何一种都显示出优良的耐腐蚀性和加工性。
实施例15
熔制表36中示出的本发明钢(钢号:4,9,15,19),将制成的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板。
其次,酸洗后,按表40所示范围进行Ni-P镀敷,(No:A、B、C、M、N、O)后,施以冷轧使其厚度变成0.8mm,并在800-880℃的温度范围内连续退火后,进行0.5%的调质轧制,制成试验片。其结果示于表42中。本发明钢板中的任何一种都显示出优良的耐腐蚀性和加工性。
类别:I…本发明钢, rm:退火板的ランクフォ-ド值
C…对比钢, (3方向平均值)
TS:退火板的抗拉强度 d:耐腐蚀性评价(100次循环)
类别:I…本发明钢
类别:C…对比钢(*:本发明范围外的项目)
CT:卷取温度
CR:冷轧压下率
Ann:退火温度
类别:I…本发明钢, C…对比钢
YP:屈服强度, TS:抗拉强度
EI:延伸率 n:n值
r:ランクフォ-ド值,
实施方案-6
由实施方案-5得到的具有扩散合金层的表面处理钢板,虽然耐多孔性,但对于飞溅石等引起的外面涂装缺陷造成的红锈却没有足够的抑制效果。
因此,本发明中,为了提供涂装后的耐腐蚀性,还可施以镀Zn或施以以Zn为基质,以合金或分散粒子含有Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的金属或氧化物中一种或多种元素的镀层。这些镀层中的每一种镀层都具有牺牲性防蚀作用,在镀层腐蚀过程中都能提供耐腐蚀性,而在基底腐蚀时由于Zn基质中存在的成分和Ni、P等扩散层成分的协同效果,对基底铁锈的稳定化,致密化显示出效果。
镀锌的附着量希望是5-60g/m2。附着量太少则得不到良好的耐腐蚀性;过多则镀层的加工性降低,而且成本随之增加。优选的附着量范围是5-45g/m2。
以下说明本发明中的制造条件。本发明不因热轧条件、退火条件而具有其作用效果,但采用生产性高的连续退火制造方法是权利要求7的发明。热轧工序,是将连续铸造机直接送出的高温铸片或通过加热得到的高温铸片,或者是开坯初轧制得的钢锭,在其成分组成的Ar3变态点以上的温度进行热轧。低于Ar3变态点时,退火后的ランクフォ-ド值恶化,因此要限定在其范围之内。然而,在热轧时充分进行润滑等条件下,适用铁素体区域的热轧也无损于本发明钢的特性。
关于热轧的卷取温度,是在610-2000×Sn≤CT(℃)≤710-2000×Sn规定的温度下进行卷取。已知Sn是容易在晶界处偏析的元素,为了抑制在晶界处显著偏析,必须在相应于Sn添加量的温度下卷取。图6示出以CT+2000×Sn作为参数,调查与晶界偏析指数之间关系的结果,随着CT+2000×Sn的增加,晶界偏析指数有增加的倾向。
此处,所谓晶界偏析指数是表示相对于添加的Sn量,偏析在晶界处的Sn的比率。CT+2000×Sn不足610时,晶界偏析指数小,可以抑制晶界偏析,但ランクフォ-ド值小。而超过710时,ランクフォ-ド值大,但晶界偏析指数也增大。上述任何一种情况,对钢板特性都是不利的,因此,在610-2000×Sn≤CT(℃)≤710-2000×Sn规定的温度下进行卷取是重要的。
在上述热轧卷取温度下卷取、并进行酸洗后的冷轧,随着压下率的上升,退火后的ランクフォ-ド值上升,但压下率不足70%时,很难得到高ランクフォ-ド值;而压下率在90%以上时,其效果降低,因此要限定在该范围之内。
进行Ni-P系镀敷的工序在退火前实施,但也可以在酸洗生产线出口侧,紧接着酸洗后冷轧前实施,还可以在酸洗后冷轧之后实施。特别是,这种镀敷工序在冷轧前实施的情况下,不需要作为镀前清洗和镀前活化处理的酸洗等,因而是有利的。
Ni-P系合金镀层的形成方法,有各种考虑方案,但从简便性及所得膜质等方面考虑,希望是电镀或无电解镀(化学镀)。
然后,将施以Ni-P系合金镀层的钢板于非氧化性气氛中热处理,以致在钢板基底和镀层界面上形成以Fe-Ni-P为主要成分的扩散合金区域。用于扩散的热处理可以在冷轧后的普通退火设备中进行。特别希望用生产性高的连续退火方法。所述连续退火,可以使用普通的冷轧钢板用连续退火设备及作为熔融镀敷生产线的前处理设备的退火设备。此时,为了获得好的深拉深性等加工性,最高到达温度为500℃以上880℃以下,优选800℃以上。不足500℃时Ni-P系合金镀层和钢表面之间的扩散层不能充分形成,因而腐蚀过程中不能形成致密的锈层,因此耐腐蚀性提高效果小。如果想得到更高的ランクフォ-ド值,则希望在800℃以上,优选820℃为下限。另一方面如果超过880℃,进入热处理炉内的镀敷金属容易粘附到滚筒上,其结果是容易导致表面产生缺陷。而且,超过880℃的温度。一旦退火,由于铁素体粒粗大化,在加压成形后,容易产生表粗糙。而且,这种到达最高板温时的保持时间也随温度而异,但希望是1秒至120秒。如果太短则不能形成足够的扩散区域,因此不能显示出耐腐蚀性的提高效果,如果超过120秒则由于过度的扩散合金化而使该界面层变脆,因而镀层的附着性、加工性降低。热处理时,还可在300-400℃左右的温度下进行数分钟的过时效处理。通过热处理形成的适宜扩散区域其深度为0.1-20μm左右。
进行这种热处理时,最好用直下式加热炉能进行温升速度为50℃/秒的加热。
Ni-P系合金镀层一旦经过热处理,其一部分形成扩散合金层,从而呈现钢板/扩散合金区域/Ni-P系合金镀层的结构情况,以及其全部形成扩散合金区域,从而呈现钢板/扩散合金区域的结构情况,而本发明包括这两种情况。
经过热处理后,根据需要还可以在适宜条件下进行调质轧制。经过如此处理的钢板,可在镀锌生产线上进一步施以电镀锌或熔融镀锌。关于电镀锌浴,可使用广泛采用的硫酸浴、氯化物浴等。当需要更高耐腐蚀性时,还可在电镀锌层上进一步进行铬酸盐处理,并在其上涂敷有机复合树脂。此时,作为铬酸盐处理方法,可采用反应型、电解型、涂布型中任何一种。而且,在铬酸盐膜中还可含有丙烯酸树脂等有机物、二氧化硅、氧化铝等氧化物胶体、钼酸等酸、盐类以及其它防锈强化成分。在铬酸盐膜上形成的有机树脂保护膜,可以采用环氧树脂作为基础的树脂,并进一步含有10-60重量%左右的二氧化硅,铬酸盐等防锈添加剂是理想的。
同时具有这种耐腐蚀性和深拉性的冷轧钢板,作为汽车用材料,是极有用的钢板。
以下说明本发明的具体实施例,当然,本发明并不受该实施例限制。
关于耐腐蚀性、涂装性的评价,在任何一个实施例中,都是用下式方法对制成的试验材料进行评价。
(1)耐腐蚀性:在干湿重复并组合盐水喷雾的腐蚀环境下经历1日1次循环的腐蚀试验,测定试验后的腐蚀深度,按以下基准进行评价。
○最大腐蚀深度在0.1mm以下
△最大腐蚀深度0.1mm以上,0.2mm以下
×最大腐蚀深度0.2mm以上
(2)涂装性:进行磷酸处理,对施过阳离子型电涂装的钢板,用切割刀刻划线直至基底,在与(1)相同的环境中经过100天,从损伤部位观察涂料中的气泡,按以下基准评价。
○片侧的最大气泡宽度在1mm以下
△片侧的最大气泡宽度在1mm以上,3mm以下
×片侧的最大气泡宽度在3mm以上
(3)加工性:在180度的弯曲试验中,观察前端部镀膜的损伤状况,按以下基准进行评价。
○损伤为零或产生细小裂纹的程度
△产生大的裂纹或部分产生镀片剥离
×确认为大范围的镀层剥离
实施例16
熔制表43中所示化学组成的钢,并将制得的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板。
随之,酸洗后,施以冷轧使其厚度成0.8mm,在其上进行P含有率为12重量%,附着量为1g/m2的Ni-P系镀敷,将所得钢板进行退火,作为退火方法,有箱式退火为700℃,连续退火为850℃的两种退火。然后,经过0.5%的调质轧制后,取试验片进行拉伸试验。进而,进行表48所示的镀锌(No.1),调查上述耐腐蚀性。实施例结果示于表44中,从表44可看出,本发明钢与对比钢相比较,显示出高的ランクフォ-ド值、和优良的耐腐蚀性。
实施例17
对表43中示出本发明钢(钢号:4,9,15,19),进行P含有率为12重量%,附着量1g/m2的Ni-P镀敷,在表45示出的各种热轧卷取温度,冷轧压下率,退火温度的条件下制造,调查其钢板的材质和耐腐蚀性,将其结果示于表46中。从表46中可看出,按本发明方法制得的钢板,任何一种的ランクフォ-ド值都在1.6以上,显示出优良的耐腐蚀性。
实施例18
熔制表43中所示化学组成的钢(钢号:4),将制得的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板
随之,酸洗后,施以冷轧使其厚度变成0.8mm,按表47所示范围进行Ni-P系镀敷,并在800-880℃的温度范围内连续退火后,进行0.5%的调质轧制,进行表48所示的镀锌后制成试验片。其结果示于表49-51中,本发明钢板中的任何一种都显示出优良的耐腐蚀性、涂装性、加工性。
实施例19
熔制表43中示出的本发明钢(钢号:4),将制得的扁钢锭于加热温度1200℃,加工温度900℃、卷取温度650℃的条件下热轧,加工成4.0mm厚的热轧板
随之,酸洗后,按表47所示范围进行Ni-P镀敷(No:A,B,C,M,N,O,T)后,施以冷轧使其厚度变成0.8mm,并在800-880℃的温度范围内进行退火,并进行0.5%的调质轧制,制成试验片。其结果示于表52中。本发明钢板中的任何一种都显示出优良的耐腐蚀性、涂装性和加工性。
类别:I…本发明钢, rm:退火板的ランクフォ-ド值
C…对比钢, (3方向平均值)
TS:退火板的抗拉强度 d:耐腐蚀性评价(100次循环)
类别:I…本发明钢
类别:C…对比钢(*:本发明范围外的项目)
CT:卷取温度
CR:冷轧压下率
Ann:退火温度
类别:I…本发明钢, C…对比钢
YP:屈服强度, TS:抗拉强度
EI:延伸率n:n值
r:ランクフォ-ド值,
Claims (79)
1、一种表面处理钢板,它具有以下构成:
·钢板的基本组成如下:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下, Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下, S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.05-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%, B:0.0002-0.002wt.%,其余为Fe,
·该S和Cu满足关系式:(Swt.%/Cuwt.%)≤0.1,
·在该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
2、根据权利要求1的表面处理钢板,其中,该扩散合金层包括,以Fe、Ni和P为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素的扩散合金层。
3、根据权利要求1的表面处理钢板,其中,该C含量为0.001-0.003wt%。
4、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下,Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下,S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.005-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,其余为Fe,
·该S和Cu满足关系式:(S wt.%/Cu wt.%)≤0.1,
·将该钢板进行酸洗的工序,
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P镀敷的工序,
·将施过Ni-P镀敷的钢板于非氧化性气氛中500-880℃温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe,Ni,和P为主要成分的扩散合金层,和
·将进行过该热处理的钢板退火的工序。
5、根据权利要求4的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
6、根据权利要求4的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用无电解镀进行。
7、根据权利要求4的方法,其中,该Ni-P系镀敷层含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的选自W、Mo、Cr、Cu中的至少一种。
8、根据权利要求4的方法,其中,该热处理是通过在连续退火炉中加热进行。
9、根据权利要求4的方法,其中,它还具有将酸洗过的钢板进行冷轧的工序,在冷轧后进行热处理。
10、一种表面处理钢板,它具有以下构成:
·钢板的基本组成如下:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下,Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下,S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.05-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,其余为Fe,
·该S和Cu满足关系式:(S wt.%/Cu wt.%)≤0.1,
·在该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,和
·在该扩散合金层上形成的Zn系镀层。
11、根据权利要求10的表面处理钢板,其中所说的Zn系镀层是镀Zn层。
12、根据权利要求10的表面处理钢板,其中,该Zn系镀层,是以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种金属。
13、根据权利要求10的表面处理钢板,其中,该Zn系镀层,是以Zn为基质并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的氧化物中选择出来的至少一种。
14、根据权利要求10的表面处理钢板,其中,该扩散合金层,是以Fe、Ni和P为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素。
15、根据权利要求10的表面处理钢板,其中,该C含量为0.001-0.003wt.%。
16、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序:
C:0.001-0.005wt.%,Si:0.1wt.%以下,Mn:0.05-0.3wt.%,
P:0.02wt.%以下,S:0.001-0.01wt.%,N:0.004wt.%以下,
sol.Al:0.1wt.%以下,Ni:0.05-0.3wt.%,Ti:0.005-0.1wt.%,
Cu:0.05-0.3wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,其余为Fe,
·该S和Cu满足关系式:(S wt.%/Cu wt.%)≤0.1,
·将该钢板进行酸洗的工序,
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P系镀敷的工序,
·将施过Ni-P系镀敷的钢板于非氧化性气氛中500-880℃温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,和
·在该扩散合金层上镀Zn系的工序,和
·将镀过Zn系的钢板退火的工序。
17、根据权利要求16的方法,其中,该镀Zn系是用电镀进行。
18、根据权利要求16的方法,其中,该镀Zn系是用熔融镀敷进行。
19、根据权利要求16的方法,其中,该镀Zn系层,是以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种金属。
20、根据权利要求16的方法,其中,该镀Zn系层,是以Zn为基质,并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的氧化物中选择出来的至少一种。
21、根据权利要求16的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
22、根据权利要求16的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用无电解镀进行。
23、根据权利要求16的方法,其中,该Ni-P系镀敷层含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的选自W、Mo、Cr、Cu中的至少一种。
24、根据权利要求16的方法,其中,该热处理是通过在连续退火炉中加热进行。
25、根据权利要求16的方法,其中,它还具有将酸洗过的钢板进行冷轧的工序,在冷轧后进行热处理。
26、一种表面处理钢板,它具有以下构成:
·钢板的基本组成如下;
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式;
(P wt.%/200)≤ B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.%-(48/14)x N wt.% -(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·在该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
27、根据权利要求26的表面处理钢板,其中,该扩散合金层包括,以Fe、Ni和P为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素的扩散合金层。
28、根据权利要求26的表面处理钢板,其中,该表面处理钢板表面上的十点处平均粗糙度Rz(μm)是1-8,Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)≤0.025。
29、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序:
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe。
·该钢板的成分满足以下关系式;
(P wt.%/200)≤ B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.%-(48/14)x N wt.% -(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·酸洗该钢板以除去鳞片的工序,
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt%的Ni-P系镀敷的工序,
·将施过Ni-P系镀敷的钢板于非氧化性气氛中750-900℃温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,
·将进行过该热处理的钢板退火的工序。
30、根据权利要求29的方法,其中,它还有将形成了扩散合金层的钢板进行冷轧的工序,在冷轧后进行退火。
31、根据权利要求29的方法,其中,它还有将洗酸洗过的钢板进行冷轧的工序,在冷轧后进行热处理。
32、根据权利要求29的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
33、根据权利要求29的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用无电解镀进行。
34、根据权利要求29的方法,其中,该Ni-P系镀敷层含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的选自W、Mo、Cr、Cu中的至少一种。
35、根据权利要求29的方法,其中,该热处理是通过在连续退火炉中加热进行。
36、根据权利要求29的方法,其中,该钢板是通过以下工序制作:
·将扁钢锭于1100℃以上的温度下加热的工序,
·将该扁钢锭于超过Ar3点的温度下热轧的工序,
·将所得钢板于以下所示卷取温度CT(℃)下卷取的工序,
550℃≤CT≤〔650+200×(200×B wt.%-P wt.%)〕
37、一种表面处理钢板,它具有以下构成;
·钢板的基本组成如下:
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式:
(P wt.%/200)≤ B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.% -(48/14)x N wt.%-(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,和
·在该合金层上形成的镀Zn系层。
38、根据权利要求37的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是Zn镀层。
39、根据权利要求37的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种。
40、根据权利要求37的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的氧化物中选择出来的至少一种。
41、根据权利要求37的表面处理钢板,其中,该扩散合金层包括,以Fe、Ni和P为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素的扩散合金层。
42、根据权利要求37的表面处理钢板,其中,该表面处理钢板表面上的十点处的平均粗糙度Rz(μm)是1-8,Rz×S/(10×P+2×Cu+Ni)≤0.025。
43、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序:
C:0.001-0.006wt.%,Si:0.35wt.%以下,Mn:0.05-0.5wt.%,
P:0.03-0.08wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.01-0.1wt.%,
N:0.0035wt.%以下,Cu:0.1-0.5wt.%,Ni:0.1-0.5wt.%,
Ti:0.01-0.06wt.%,Nb:0.003-0.015wt.%,B:0.0002-0.002wt.%,
其余为Fe。
·该钢板的成分满足以下关系式;
(P wt.%/200)≤ B wt.%,
4 x C wt.% < Ti wt.% -(48/14)x N wt.% -(48/32)x S wt.%,
0.004 ≤ Nb wt.% x(10 x P wt.% + 2 x Cu wt.% + Ni wt.%)
·酸洗该钢板以除去鳞片的工序,
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt%的Ni-P系镀的工序,
·将在施过Ni-P系镀敷的钢板于非氧化性气氛中750-900℃温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,
·在该扩散合金层上进行镀Zn系的工序,和
·将镀过Zn的钢板退火的工序。
44、根据权利要求43的方法,其中,它还具有将酸洗过的钢板进行冷轧的工序,冷轧后进行热处理。
45、根据权利要求43的方法,其中,该镀Zn系是用电镀进行。
46、根据权利要求43的方法,其中,该镀Zn系是用熔融镀进行。
47、根据权利要求43的方法,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种。
48、根据权利要求43的方法,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的氧化物中选择出来的至少一种。
49、根据权利要求43的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
50、根据权利要求43的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用无电解镀进行。
51、根据权利要求43的方法,其中,该Ni-P系镀层,含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的选自W、Mo、Cr、Cu中的至少一种。
52、根据权利要求43的方法,其中,该热处理是通过在连续退火炉中加热进行。
53、根据权利要求43的方法,其中,该钢板是通过以下工序制作:
·将扁钢锭于1100℃以上的温度下加热的工序,
·将该扁钢锭于超过Ar3点的温度下热轧的工序,
·将所得钢板于以下所示卷取温度CT(℃)下卷取的工序,
550℃≤CT≤〔650+200×(200×B wt.%-P wt.%)〕
54、一种表面处理钢板,它具有以下构成;
·钢板的基本组成如下:
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%,和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式:
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·在该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层。
55、根据权利要求54的表面处理钢板,其中,该扩散合金层包括,以Fe、Ni和P为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素的扩散合金层。
56、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序:
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%,和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式:
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·酸洗该钢板以除去鳞片的工序,
·在经过酸洗的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P系镀敷的工序,
·将施过Ni-P系镀敷的钢板于非氧化性气氛中500-880℃的温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe,Ni和P为主要成分的扩散合金层,
·将进行过热处理的钢板退火的工序。
57、根据权利要求56的制造方法,其中,它还具有将形成了扩散合金层的钢板进行冷轧的工序,冷轧后进行退火。
58、根据权利要求56的制造方法,其中,它还具有将酸洗过的钢板进行冷轧的工序,冷轧后进行热处理。
59、根据权利要求56的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
60、根据权利要求56的制造方法,其中,该Ni-P系镀敷是由无电解镀进行。
61、根据权利要求56的方法,其中,该Ni-P系镀敷层含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的选自W、Mo、Cr、Cu中的至少一种。
62、根据权利要求56的制造方法,其中,该热处理是通过在连续退火炉中加热进行。
63、根据权利要求56的制造方法,其中,该钢板是通过以下工序制作:
·将该钢板于超过Ar3点的温度下热轧的工序,
·将所得热轧板于以下示出的卷取温度CT(℃)下卷取的工序,
610-2000×Sn≤CT≤710-2100×Sn
·将经过卷取的热轧板以70-90%的压下率进行冷轧的工序。
64、一种表面处理钢板,它具有以下构成;
·钢板的基本组成如下:
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%,和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式:
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·在该钢板的至少一个面上形成的以Fe、Ni和P为主要成分的扩散合金层,和
·该扩散合金层上形成的镀Zn系层。
65、根据权利要求64的表面处理钢板,该镀Zn系层是Zn镀层。
66、根据权利要求64的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种。
67、根据权利要求64的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al氧化物选择出来的至少一种。
68、根据权利要求64的表面处理钢板,该扩散合金层包括,以Fe、Ni和P作为主要成分,并含有从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种元素的扩散合金层。
69、表面处理钢板的制造方法,该方法包括以下工序:
·制备具有以下成分钢板的工序,
C:0.002-0.01wt.%,Si:1wt.%以下,Mn:0.05-1wt.%,
P:0.02-0.1wt.%,S:0.01wt.%以下,sol.Al:0.1以下,
N:0.004wt.%以下,B:0.0005-0.002wt.%,Cu:0.2-0.5wt.%,
Ni:0.1-0.5wt.%,Sn:0.002-0.05wt.%,和、
Ti:0.005-0.1wt.%及Nb:0.002-0.05wt.%中至少一种、
其余为Fe,
·该钢板的成分满足以下关系式:
2≤1000×Sn wt.%×(2×P wt.%+Cu wt.%+Ni wt.%)≤20
·酸洗该钢板以除去鳞片的工序,
·在酸洗过的钢板至少一个面上施以含P为8-18wt.%的Ni-P系镀敷的工序,
·将施过Ni-P系镀敷的钢板于非氧化性气氛中500-880℃的温度下进行热处理的工序,在钢板基底表面上形成以Fe,Ni和P为主要成分的扩散合金层,
·在该扩散合金层上进行镀Zn系的工序,和
·将镀过Zn系的钢板退火的工序。
70、根据权利要求69的方法,其中,该镀Zn系是用电镀进行。
71、根据权利要求69的方法,其中,该镀Zn系是用熔融镀进行。
72、根据权利要求69的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为合金含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al金属中选择出来的至少一种。
73、根据权利要求69的表面处理钢板,其中,该镀Zn系层是,以Zn为基质,并作为分散粒子含有从Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的氧化物中选择出来的至少一种。
74、根据权利要求69的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用电镀进行。
75、根据权利要求69的方法,其中,该Ni-P系镀敷是用无电解镀进行。
76、根据权利要求69的方法,其中,该Ni-P系镀敷层,是含P为8-18wt.%,并含有至多为15wt.%的从W、Mo、Cr、Cu中选择出来的至少一种。
77、根据权利要求69的制造方法,其中,该热处理是通过连续退火炉中加热进行。
78、根据权利要求69的制造方法,其中,该钢板是通过以下工序制作:
·将该扁钢锭于超过Ar3点的温度下热轧的工序,
·将所得热轧板于以下示出的卷取温度CT(℃)下卷取的工序。
610-2000×Sn≤CT≤710-2100×Sn
·将经过卷取的热轧板以70-90%的压下率进行冷轧的工序。
79、根据权利要求69的方法,其中,它还有将酸洗过的钢板进行冷轧的工序,冷轧后进行热处理。
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