JP2000234142A - 耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板 - Google Patents

耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板

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JP2000234142A
JP2000234142A JP11034260A JP3426099A JP2000234142A JP 2000234142 A JP2000234142 A JP 2000234142A JP 11034260 A JP11034260 A JP 11034260A JP 3426099 A JP3426099 A JP 3426099A JP 2000234142 A JP2000234142 A JP 2000234142A
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Takayuki Yamamoto
貴之 山本
Masabumi Shimizu
正文 清水
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた成形性を維持しつつ、かつ耐パウダリ
ング性及び鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を
提供する。 【解決手段】 極低炭素Ti含有IF鋼を基材鋼板とす
る合金化溶融亜鉛メッキ鋼板において、該メッキ鋼板中
の化学成分を重量%で、C:0.01%以下、Si:
0.04〜0.30%、とし、且つ下記不等式(1)を
満足させることにより耐パウダリング性及び鮮映性に優
れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板とする。 0.10≦Ti/Si≦1.5 ・・・・・・(1)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車部品を中心
として、建材、家電など幅広い分野で適用される溶融亜
鉛メッキ鋼板に関するものであり、より詳細にはメッキ
層の耐パウダリング性とメッキ表面の鮮映性に優れた合
金化溶融亜鉛メッキ鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、優れた溶接性や耐食性の点から、
自動車部品を始め、建築材料や家電部品にまで亜鉛系メ
ッキ鋼板が多く使用されている。その中でも特に、溶融
亜鉛メッキの直後に加熱処理することにより、基材鋼板
のFeを溶融亜鉛メッキ層へ拡散移行させてメッキ層を
Zn−Fe合金層とした合金化溶融亜鉛メッキ鋼板が、
塗装後の耐食性、溶接性、防錆性および経済性に優れる
ことから大量に使用されるようになっている。
【0003】一方、自動車には複雑な形状の各程部品が
使用されており、これら複雑な部品形状に精度よく成形
するためには、使用する合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に非
常に良好な成形性が要求される。このため、合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板の基材鋼板として、低炭素Alキルド鋼
や、固着C,S,NをTiやNb等の炭窒化物形成元素
で固定した、いわゆる極低炭素IF鋼が多く使用されて
いる。
【0004】しかし低炭素Alキルド鋼は、極低炭素I
F鋼に比べて深絞り性が若干劣るため成形が比較的容易
なものにしか用いられない。他方、極低炭素IF鋼を基
材鋼板とする合金化溶融亜鉛メッキ鋼板は、深絞り性が
優れている反面、該メッキ鋼板を成形するときに、合金
化メッキ層が基材鋼板の変形に追従できなくなってメッ
キ層内部に亀裂が発生し、これを起点としてメッキ層が
粉末状に剥離する現象(パウダリング現象)を起こし、
剥離した亜鉛粉がプレス金型に付着堆積すると製品の疵
の原因となる。このため、特に自動車の外板部品用途で
は不良となる場合がしばしばあった。
【0005】耐パウダリング性の改善には、合金化メッ
キ層中のFe濃度を小さくすることが一般的に有効とさ
れている。しかしメッキ層中のFe濃度を小さくする
と、メッキ層の裏面に比較的軟質なζ層(FeZn13
が厚く形成されることとなり、該メッキ鋼板の摺動性が
劣化し、また成形の際のメッキ層へのせん断応力が高ま
り、メッキ層が基材鋼板の変形に追従できなくなって剥
がれる現象(フレーキング現象)が起こる。また特公昭
57−3334号公報には、溶融亜鉛浴中のAl濃度を
高くして、浴中に浸漬する際の鋼板温度を低くする方法
が提案されているが、浴中のAl濃度を高くすると、メ
ッキ後の合金化初期の段階において、メッキ層と基材鋼
板との界面にZn−Fe−Alの3元合金層が厚く形成
され、この層がZnとFeの拡散を抑制する。このため
合金化速度が極端に遅くなり、適正な合金化を行うに
は、製造時のライン速度を遅くする必要が生じ、生産性
の悪化が問題となる。また、侵入基材鋼板温度を低くす
ると不メッキが起こりやすくなる等の問題がある。さら
に特公昭60−48571号公報には、基材鋼板中Ti
量をできるだけ低減する技術が提案されているが、基材
鋼板中のTi量を低減すると、固溶C,S,Nを固定す
るためにNb等の炭窒化物形成元素を添加しなければな
らず材質の劣化が避けられない。
【0006】以上のように、極低炭素IF鋼を基材鋼板
とした合金化溶融亜鉛メッキ鋼板において、優れた成形
性を維持しつつ、耐パウダリング性及び鮮映性を向上さ
せることは未だ達成できていなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な事情に着目してなされたものであって、その目的は、
優れた成形性を維持しつつ、かつ耐パウダリング性及び
鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手投】本発明によれば、極低炭
素Ti含有IF鋼を基材鋼板とする合金化溶融亜鉛メッ
キ鋼板において、該メッキ鋼板中の化学成分が重量%
で、C:0.01%以下、Si:0.04〜0.30
%、であり、且つ下記不等式(1)を満足することを特
徴とする耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板が提供される。 0.10≦Ti/Si≦1.5 ・・・・・・(1) このとき前記メッキ鋼板中の他の化学成分は重量%で、
Mn:0.05〜0.3%、Al:0.01〜0.04
%、Ti:0.01〜0.1%、Nb:0.02%以下
であり、残部が鉄及び不可避不純物であるのがよい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者らは、優れた成形性を維
持しつつ、かつ耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合
金化溶融亜鉛メッキ鋼板を得ることができないか鋭意研
究を重ねた結果、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板中の特定の
化学成分を適正化することにより、優れた耐パウダリン
グ性及び鮮映性を得ることができるとの新たな知見を得
て、本発明をなすに至った。
【0010】本発明にかかる合金化溶融亜鉛メッキ鋼板
の大きな特徴は、Cが0.01%以下でSiが0.04
〜0.30%の範囲であり、且つ前記不等式(1)を満
足する点にある。鋼板中の上記化学成分を限定した理由
について説明すると、まずCは、当該鋼板中に不可避約
不純物として存在し、鋼板のプレス成形性を劣化させる
元素であるため少ないほど好ましい。このためTiやN
bを十分に添加し、固溶CをTiCやNbCとして固定
している。したがって鋼板中のC含有量が高いとこれを
固定するためのTi,Nb添加量が増大するため経済性
が低下する。以上から、C含有量は0.01%以下、よ
り好ましくは0.005%以下がよい。
【0011】次にSiは、溶融亜鉛メッキを施す際の還
元・焼鈍過程において、基材鋼板裏面に酸化物として濃
化するため不メッキの原因となり易い。したがって、こ
れまでは溶融亜鉛メッキを施す場合には、Siは可及的
に低減することが望ましいとされてきた。しかし本発明
者らが鋭意検討した結果、Ti添加鋼板の場合には、S
iを微量添加することにより、メッキ特性が著しく改善
されるという知見を得た。またSiの効果を一層有効と
するには、次に説明するSiとTiとの含有比率を一定
範囲にすることが重要であることも突きとめた。これら
新たな知見から、Siの添加量は0.04〜0.3%が
よく、好ましくは0.04〜0.2%である。Si添加
量が0.04%未満の場合、良好な耐パウダリング性を
得ることができず、他方添加量が0.3%を超える場
合、不メッキが発生し易くなる。
【0012】またTiとSiの添加量比率について説明
すると、上述のように溶融亜鉛メッキ処理において、S
iは合金化を抑制する元素であるのに対して、TiはZ
nやFeの拡散を助長し合金化を促進する元素である。
このため、Ti/Si<0.10とすると、Siの効果
が極めて大さくなるため、合金化が大きく抑制され、合
金化にむらが生じやすくなり、また適切な合金化処理を
行うために長時間合金化処理をしなけらばならない、す
なわちライン速度を遅くしなければならないといった生
産性の問題も生じる。他方、Ti/Si>1.5とする
と、Tiの効果が極めて大きくなるため、耐パウダリン
グ性および鮮映性が劣化する。したがってTi/Siは
0.1〜1.5の範囲とするのがよく、より好ましくは
0.15〜1.25である。
【0013】このとき前記メッキ鋼板中の他の化学成分
は重量%で下記範囲であるのがよい。すなわちMnの添
加量は0.05〜0.3%がよく、好ましくは0.08
〜0.2%である。Mn添加量が0.05%未満の場
合、不可避的不純物であるSによる熱間脆化を防止する
ことが困難となり、一方0.3%を超える場合、鋼板の
成形性が劣化する。
【0014】Alの添加量は、0.01〜0.04%が
よく、好ましくは0.02〜0.04%である。Al添
加量が0.01%未満の場合、鋼の脱酸剤及び不可避的
不純物と混入してくるNをAlNとして固定することが
できない。他方、添加量が0.04%を超える場合、不
メッキが生じやすくなる。
【0015】Tiの添加量は、0.01〜0.1%であ
り、好ましくは0.02〜0.06%である。Ti添加
量が0.01%未満の場合、固溶C.S及びNを固定し
て、これらの不純物元素が鋼板の成形性に及ぼす悪影響
を消滅させることができず、高延性および高r値を有す
る鋼板を製造することができない。他方添加量が0.1
%を超える場合、フェライト粒界の清浄性が高まるた
め、ZnやFeの拡散が助長され合金化反応が促進され
る。同時にフェライト粒界からのアウトバースト反応も
助長されるため、合金化メッキ層と基材鋼板との界面に
形成されるΓ相の成長が著しくなる結果パウダリング現
象やフレーキング現象が起こり易くなる。また、粒界と
粒内での合金化速度の不均一が生じるため、合金化メッ
キ層表面の凹凸が激しくなり、鮮映性が劣化することに
なる。
【0016】Nbの添加量は、0.02%以下がよく、
好ましくは0.015%以下である。Nbの成形性の向
上効果はTiのそれに比べて小さいため、Ti添加量が
C,S,Nの固定に不十分な場合にのみNbを添加する
ことが有効となる。一方過剰に添加すると、経済性に欠
ける上に、鋼板の材質劣化を引き起こすため、上記範囲
が好ましい。
【0017】上記の如く鋼板中の化学成分を前記範囲に
調整することにより、耐パウダリング性および鮮映性に
優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を得ることができる。
【0018】なお鋼板中の化学成分については、上述の
成分に限定されるものではなく、必要に応じてB,C
r,V,Zr等の元素を本発明の効果に影響を与えない
範囲において微量添加してもよい。
【0019】基材鋼板への合金化溶融亜鉛メッキ処理
は、これまで公知のメッキ処理方法によって行うことが
でき、例えば連続溶融メッキラインにおいて、焼鈍炉で
基材鋼板を焼鈍し表面を還元して活性化した後、非酸化
性雰囲気のまま亜鉛メッキ浴に浸漬し、ガスワイピング
によってメッキ付着量を制御し、その後気水スプレー冷
却を行って鋼板を冷却し、更にメッキ後にスキンパス圧
延を施すことにより行うことができる。
【0020】本発明では、溶融亜鉛メッキ量に特に限定
はなく、例えば30〜170g/m 2の範囲であればよ
い。なお耐食性が要求される場合には、メッキ量を60
g/m2以上とするのが好ましく、より好ましくは10
0/m2以上とするのがよい。
【0021】合金化溶融亜鉛メッキ処理された鋼板は、
自動車や建築材料、家庭電気機器等に使用することがで
き、素材の寿命を延ばし外観を美しくするために塗装を
施してもよい。
【0022】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定するものではな
く、前後記の趣旨に適合し得る範囲で設計変更すること
はいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0023】
【実施例】次に、本発明を実施例により比較例とともに
説明する。
【0024】実施例1〜5、比較例1〜4 基材鋼板として表1に記載の化学成分からなる板厚0.
7mmの未焼鈍冷延板を用い、溶融亜鉛メッキ及び合金
化メッキ層中の平均Fe濃度が9.0〜12.0%とな
るように合金化温度600℃で合金化処理を行い、片面
付着量約100g/m2の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を
得た。
【0025】得られた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板につい
て、耐パウダリング性、鮮映性及びメッキ外観の調査を
下記のようにして行った。結果を表1に示す。
【0026】(耐パウダリング性)耐パウダリング性に
ついては、曲げ角60°、曲げ半径1mmのV型パンチ
及びダイスを用いて曲げ試験を行い、曲げ内側のメッキ
剥離部をテープ剥離し、パウダリング量を定量評価し
た。
【0027】(鮮映性)鮮映性については、触針式の粗
度計にてWcaを測定し、鮮映性の評価指標とした。
【0028】(メッキ外観)メッキ外観については、目
視にて不メッキの有無を判定した。
【0029】(生産性)合金化が完了するまでの時間に
基づき下記基準で評価した。
【0030】 ○:30秒以内で合金化完了 ×:30秒以内で合金化完了できず
【0031】
【表1】
【0032】比較例1は、Si量が少なく、またTi/
Siの値が大きくなっているため、耐パウダリング性及
び鮮映性が劣る。比較例2では、耐パウダリング性及び
鮮映性は優れているものの、Si量が多いため不メッキ
が生じた。比較例3では、Ti/Siの値が小さいため
に合金化が極めて遅く、生産性の面で問題であった。ま
た比較例4では、Ti/Siの値が大きいために、耐パ
ウダリング性および鮮映性に劣る結果となった。
【0033】一方、鋼板中の化学成分が本発明の規定範
囲内である実施例1〜5では、パウダリング量が8.5
mg以下、Wcaが0.59以下といずれも優れた耐パ
ウダリング性及び鮮映性を示し、また不メッキを生じる
ことなく、生産性の問題も生じなかった。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板は、加工性に優れ、しかも耐パウダリ
ング性及び鮮映性にも優れ、厳しい絞り加工を行う自動
車部品用として、また、更には鮮映性も求められる自動
車外板部品用等として用途拡大が図れる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極低炭素Ti含有IF鋼を基材鋼板とす
    る合金化溶融亜鉛メッキ鋼板において、該メッキ鋼板中
    の化学成分が重量%で、 C:0.01%以下、 Si:0.04〜0.30%、 であり、且つ下記不等式(1)を満足することを特徴と
    する耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合金化溶融亜
    鉛メッキ鋼板。 0.10≦Ti/Si≦1.5 ・・・・・・(1)
  2. 【請求項2】 前記メッキ鋼板中の他の化学成分が重量
    %で、 Mn:0.05〜0.3%、 Al:0.01〜0.04%、 Ti:0.01〜0.1%、 Nb:0.02%以下、 であり、残部が鉄及び不可避不純物である請求項1記載
    の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板。
JP11034260A 1999-02-12 1999-02-12 耐パウダリング性及び鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板 Withdrawn JP2000234142A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020532655A (ja) * 2017-09-13 2020-11-12 ポスコPosco 塗装後の写像性に優れた鋼板及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020532655A (ja) * 2017-09-13 2020-11-12 ポスコPosco 塗装後の写像性に優れた鋼板及びその製造方法

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