JP2001200351A - 高張力溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
高張力溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法Info
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Abstract
おける溶融Zn−Al系合金めっき時の不めっきなどめ
っき性劣化の問題を解消できる製造方法の提供。 【解決手段】 Siを0.3〜2質量%含有する高張力
鋼板を基材とする溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を製
造するにあたり、0.1〜10g/m2 のSnめっきを
行い、還元雰囲気中で400〜900℃に昇温あるいは
昇温後一定時間保持することによりSnを地鉄中に拡散
処理後、Al:0.05〜70質量%含有し残部Znお
よび不可避不純物からなる溶融Zn−Al系合金めっき
を行うことを特徴とする高張力溶融Zn−Al系合金め
っき鋼板の製造方法。溶融めっきのAl含有量を0.0
5〜0.5質量%とし、めっき後450〜550℃で合
金化処理を、さらに行ってもよい。
Description
Al系合金めっき鋼板の製造方法に関するものである。
は塗装後の耐食性およびめっき密着性等に優れることか
ら、自動車、建材用途などを中心として広く使用されて
いる。最近、自動車の軽量化対策の一環として、ボディ
ーの内板あるいは下周り部品、足周り部品などへの60
〜100kg/mm2 クラスの高張力鋼板適用への期待
が高まっている。塗膜にきずが入った場合の塗膜ふくれ
性などの塗装後の耐食性の観点から、自動車用表面処理
鋼鈑の一つとして、合金化処理を施した溶融亜鉛めっき
鋼鈑が使用されるが、Siを0.3〜2%含有した高張
力鋼鈑においては、従来の無酸化―還元(焼鈍)方式の
溶融Zn系めっき法では、めっき前の焼鈍工程において
Siが表面濃縮し、酸化すること等に起因して、溶融め
っき時に不めっきが発生しやすいためその改善が望まれ
ていた。
板のめっき性を向上させる方法を特開平4−34664
4号公報にて開示している。本方法は、プレNiめっき
と急速低温加熱を利用して、Siを0.2〜2%含有す
る高張力鋼鈑においても溶融亜鉛めっき性が改善される
優れた方法であるが、プレNiめっき後の急速低温加熱
が必須であり、設備上の制約をうける。通常の高温の無
酸化―還元方式あるいはオール還元方式の溶融Zn系め
っきラインにおいては、プレNi層が加熱中に地鉄中に
拡散してしまいその場合は、Niによるその溶融Zn系
めっきの濡れ性改善効果が薄れるため、さらなる前処理
法の開発が必要であった。
添加系高張力鋼板をベースとした溶融Zn−Al系合金
めっき鋼板や合金化溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の
製造にあたって、必要以上の製造上の制約なく上記従来
技術における溶融Zn−Al系合金めっき時の不めっき
などめっき性劣化の問題を解消できる製造方法を提供す
ることにある。
を解決するために検討を続けたところ、新たな知見とし
て、Siを0.3%以上含有する高張力鋼板の表面にあ
らかじめSnめっき層を被覆したのち、通常の高温加熱
還元方式でSnを地鉄中に拡散処理後、溶融Znめっき
を施したところ、Snを被覆しない場合に比較して溶融
Znめっき性が著しく向上することを見いだした。
たものであって、その要旨とするところは、 (1)Siを0.3〜2質量%以上含有する高張力鋼板
を基材とする溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を製造す
るにあたり、0.1〜10g/m2 のSnめっきを行
い、還元雰囲気中で400〜900℃に昇温あるいは昇
温後一定時間保持することによりSnを地鉄中に拡散処
理後、Al:0.05〜70質量%含有し残部Znおよ
び不可避不純物からなる溶融Zn−Al系合金めっきを
行うことを特徴とする高張力溶融Zn−Al系合金めっ
き鋼板の製造方法。
張力鋼板を基材とする溶融Zn−Al系合金めっき鋼板
を製造するにあたり、0.1〜10g/m2 のSnめっ
きを行い、還元雰囲気中で400〜900℃に昇温ある
いは昇温後一定時間保持することによりSnを地鉄中に
拡散処理後、Al:0.05〜0.5質量%含有し残部
Znおよび不可避不純物からなる溶融Zn−Al系合金
めっきを行い、その後、450〜550℃で合金化処理
を、さらに行うことを特徴とする高張力溶融Zn−Al
系合金めっき鋼板の製造方法。
0.1〜10質量%を、さらに含有することを特徴とす
る前記(1)または(2)に記載の高張力溶融Zn−A
l系合金めっき鋼板の製造方法。 (4)Zn−Al系合金めっきが、Ni,Sb,Pb,
Fe,Si,Sn,Cuの1種または2種以上を、合計
で0.01〜3質量%さらに含有することを特徴とする
前記(1)〜(3)のいずれかにに記載の高張力溶融Z
n−Al系合金めっき鋼板の製造方法。 (5)還元雰囲気での拡散処理温度までの加熱にあた
り、その昇温過程において200〜300℃の温度で1
〜10s保持することを特徴とする前記(1)〜(4)
のいずれかに記載の高張力溶融Zn−Al系合金めっき
鋼板の製造方法である。
含有する高張力鋼板の表面に0.1〜10g/m2 のS
nめっきを行った後、水素10%―窒素の還元雰囲気中
で加熱し拡散処理を行い、Zn−Al(0.05〜70
%)浴中で溶融Zn−Al系合金めっきし、窒素ワイピ
ングで所定のめっき厚(60g/m2 )とし、まず、溶
融Zn−Al系合金めっきのめっき外観を調査した。ま
た、加熱温度までの昇温過程においてSnの融点近傍の
温度範囲で200〜300℃で1〜10s保持の場合も
調べた。
05−0.5%)浴を用いてめっき後、合金化炉を用い
て450〜550℃で合金化処理を行い、合金化溶融Z
n−Al系合金めっきの外観およびめっき層中のFe含
有率を測定した。その結果、適正なSnめっき量とその
後の加熱拡散処理条件を適正化することにより、高Si
系高張力鋼板においても溶融Zn−Al系合金めっきの
濡れ性が極めて良好になることが見いだされ、本発明に
至った。
する。本発明に於いては、鋼板の前処理としてSnめっ
きを施した後、加熱合金化処理を施した後に溶融Zn−
Al系合金めっきあるいは合金化溶融Zn−Al系合金
めっきを行うことが最大の技術上のポイントである。以
下に本発明における各条件の限定理由について述べる。
Snめっき層の付着量の下限を0.1g/m2 としたの
は、溶融Zn−Al系合金めっきの不めっきが生じない
ための最小付着量が0.1 g/m2 であるためであ
る。また、上限を10g/m2 としたのは、10g/m
2 を超えると溶融Znめっき浴中へのSn溶出量が多く
なりすぎることを考慮したことと、10g/m2 を超え
るとめっき性へ与える効果が飽和すること、また、製造
コスト上の経済的な面も考慮したものである。
としたのは、400℃未満では、溶融Zn−Al系合金
めっきの不めっきが防止できないためである。上限を9
00℃としたのは、本発明の対象とする高張力鋼板にお
ける材質上の劣化を考慮したものである。好ましくは4
50〜850℃の温度範囲で行う。Snめっき後、加熱
拡散させた場合に溶融Znめっき性が優れる理由は、い
まだ明確ではないが、地鉄中に拡散したSn層がいわゆ
る拡散障壁となり、加熱中の鋼中Siの表面濃化および
それに伴う表面酸化を抑制するためと考えられる。
としたのは、これ未満だと溶融めっき時に浴中での合金
化が進行しすぎ、地鉄界面に脆い合金層が発達しすぎる
ためめっき密着性が劣化するためである。一方、合金化
しない溶融めっきにおいてAlの上限を70%としたの
は、70%を超えるとZnの犠牲防食能が低下し耐食性
が劣化するためである。一方、合金化溶融Zn−Al系
合金めっき鋼板製造時の浴中Alの上限を0.5%とし
たのは、0.5%を超えるとめっき時にFe−Al−Z
n系バリヤー層が形成されやすく合金化処理時において
合金化が抑制されるためである。
℃が最適である。450℃未満では合金化が進みにく
く、550℃を超えると合金化が進みすぎ、地鉄界面の
Zn−Fe合金層が発達しすぎてめっき密着性が劣化す
る。合金化時間については、合金化温度とのバランスで
決まるものであるため特に定めないが、10〜40秒の
範囲が実際の操業上適切である。めっき付着量について
も特に制約は設けないが、耐食性の観点から10g/m
2 以上、加工性の観点からすると150g/m2 以下で
あることが望ましい。
せる場合においてMgの下限を0.1%と定めたのは合
金化促進効果とともに塗装傷部の耐赤錆性が向上する効
果も認められたためである。上限を10%としたのは、
それを超えると浴中のドロスの発生量が大幅に増加する
ためである。また、さらにめっき浴中には、耐食性など
の特性を向上させる目的で、微量添加元素としてNi,
Sb,Pb,Fe,Si,Sn,Cuを単独あるいは複
合で0.01〜3%以内含んでいても本発明の効果は維
持される。0.01%未満では効果が認められず、また
3%を超えるとめっきが脆くなるなどの弊害を生じる。
延鋼板、冷延鋼板共に使用でき、規定のSi量が確保さ
れていれば、通常の極低炭素系のTi、Nb、B、P、
Mn等が添加された鋼鈑などが適用できる。また、本発
明の製造方法は、鋼板のみならず、他の高Si系の鋼
管、線材、条鋼などの各種鋼材に適用できることは言う
までもない。
説明する。表1および2に示すようなSn拡散処理条件
およびめっき条件で、本発明に示すめっき鋼板を作成し
た。表1は通常の溶融めっきの場合、表2が合金化溶融
めっきの場合である。まず、極低炭素系のSi:1.5
質量%添加冷延鋼板に電気めっきでSnめっきを付着量
を変化させて行った。処理液としてはSn:20g/
l、フェノールスルホン酸添加液を用いた。
雰囲気中で加熱温度パターンを変化させて行い、460
℃に冷却後、浴温460℃の溶融Znめっき浴中(浴中
Al変化)で溶融めっきした。窒素ワイピングで付着量
を60g/m2 に調整後、さらに合金化処理を行う場合
は、合金化炉で20s合金化処理を行った。次の評価基
準により、溶融めっきにおいてはめっき外観(不めっき
の程度)、また、合金化溶融めっきにおいてはめっき外
観と60度V曲げ後のテープテストでの剥離具合で密着
性を判定した。
格)
基準 評点 剥離具合 優 5 剥離なし 4 剥離微少 3 剥離小 2 剥離中 劣 1 剥離大 (3点以上を合格)
法で作成した本発明溶融めっき鋼鈑は溶融めっき性が良
好であり、合金化溶融めっきにおいては合金化度、めっ
き密着性が良好である。それに比較して、本発明範囲を
逸脱する場合は、めっき外観上不めっきが多く、また、
合金化溶融めっき性も不良である。
は通常の溶融Zn系めっきラインに適用可能で高生産性
を有し、表面外観が均一でめっき密着性にも優れ、自動
車、建材用途等に有効である。
Claims (5)
- 【請求項1】 Siを0.3〜2質量%含有する高張力
鋼板を基材とする溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を製
造するにあたり、0.1〜10g/m2 のSnめっきを
行い、還元雰囲気中で400〜900℃に昇温あるいは
昇温後一定時間保持することによりSnを地鉄中に拡散
処理後、Al:0.05〜70質量%含有し残部Znお
よび不可避不純物からなる溶融Zn−Al系合金めっき
を行うことを特徴とする高張力溶融Zn−Al系合金め
っき鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 Siを0.3〜2質量%含有する高張力
鋼板を基材とする溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を製
造するにあたり、0.1〜10g/m2 のSnめっきを
行い、還元雰囲気中で400〜900℃に昇温あるいは
昇温後一定時間保持することによりSnを地鉄中に拡散
処理後、Al:0.05〜0.5質量%含有し残部Zn
および不可避不純物からなる溶融Zn−Al系合金めっ
きを行い、その後、450〜550℃で合金化処理を、
さらに行うことを特徴とする高張力溶融Zn−Al系合
金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 Zn−Al系合金めっきが、Mg:0.
1〜10質量%を、さらに含有することを特徴とする請
求項1または2に記載の高張力溶融Zn−Al系合金め
っき鋼板の製造方法。 - 【請求項4】 Zn−Al系合金めっきが、Ni,S
b,Pb,Fe,Si,Sn,Cuの1種または2種以
上を、合計で0.01〜3質量%さらに含有することを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高張力溶融
Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項5】 還元雰囲気での拡散処理温度までの加熱
にあたり、その昇温過程において200〜300℃の温
度で1〜10s保持することを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の高張力溶融Zn−Al系合金めっき
鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2000012593A JP4299429B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 高張力溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法 |
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JP2010043296A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Nippon Steel Corp | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
CN111433385A (zh) * | 2017-12-19 | 2020-07-17 | 安赛乐米塔尔公司 | 热浸涂钢基材 |
WO2022269021A1 (de) | 2021-06-24 | 2022-12-29 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur herstellung eines stahlflachprodukts mit einem zink- oder aluminiumbasierten metallischen überzug und entsprechendes stahlflachprodukt |
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2000
- 2000-01-21 JP JP2000012593A patent/JP4299429B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2021507986A (ja) * | 2017-12-19 | 2021-02-25 | アルセロールミタル | 溶融めっき鋼基材 |
EP3728681B1 (en) | 2017-12-19 | 2021-09-22 | ArcelorMittal | A hot-dip coated steel substrate |
JP7083900B2 (ja) | 2017-12-19 | 2022-06-13 | アルセロールミタル | 溶融めっき鋼基材 |
CN111433385B (zh) * | 2017-12-19 | 2022-07-01 | 安赛乐米塔尔公司 | 热浸涂钢基材 |
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WO2022269021A1 (de) | 2021-06-24 | 2022-12-29 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur herstellung eines stahlflachprodukts mit einem zink- oder aluminiumbasierten metallischen überzug und entsprechendes stahlflachprodukt |
DE102021116367A1 (de) | 2021-06-24 | 2022-12-29 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachprodukts mit einem zink- oder aluminiumbasierten metallischen Überzug und entsprechendes Stahlflachprodukt |
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