JP2002332557A - 溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法

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JP2002332557A
JP2002332557A JP2001143224A JP2001143224A JP2002332557A JP 2002332557 A JP2002332557 A JP 2002332557A JP 2001143224 A JP2001143224 A JP 2001143224A JP 2001143224 A JP2001143224 A JP 2001143224A JP 2002332557 A JP2002332557 A JP 2002332557A
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Fukio Yoshizaki
布貴男 吉崎
Yasunori Hattori
保徳 服部
Atsushi Ando
敦司 安藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 Si、Al、Mn、Cr等の易酸化性金属を
含有する鋼板を素地鋼板としてその表面に溶融アルミニ
ウムめっきを行う際、不めっきがなく、加工部の耐高温
酸化性に優れた溶融アルミニウムめっき層を得る方法を
提供する。 【解決手段】 易酸化性金属を含有する鋼板を再結晶焼
鈍した後、鋼板表面の易酸化性金属濃化層を除去し、次
いでFe系合金のプレめっきを施した後、再度還元焼鈍
して溶融アルミニウムめっきを行う。付着量が0.1〜
4g/m2になるようにFe系合金のプレめっきを施す
ことが好ましい。当該鋼板はAlを1−10%含有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐高温酸化性に優れた
溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、普通鋼を母材とした溶融アル
ミニウムめっき鋼板は低級耐熱性材料として広く用いら
れている。しかし、厳しい加工によってアルミニウムめ
っき層が割れて母材の一部が露出した部位や切断端面に
おいては、大気中での高温加熱時に母材の酸化が進行す
ることになり、溶融アルミニウムめっき鋼板の耐高温酸
化性は不十分である。
【0003】溶融アルミニウムめっき鋼板の耐高温酸化
性を改善するために、特許第1520771号のように
母材にTi、Crを添加する技術が実用化されており、
また、耐高温酸化性と高温強度とを改善するために、特
許第1578579号のように母材にSi、Mnおよび
Tiを添加する技術が実用化されている。これらの技術
はそれなりに溶融アルミニウムめっき鋼板の耐高温酸化
性や高温強度を改善するものであるが、いっそう厳しい
条件下では不十分なものである。
【0004】これらの技術では母材へ添加されるSi、
Mn、Crといった易酸化性元素の含有量が多いほど耐
高温酸化性や高温強度が改善されると記載されている
が、溶融アルミニウムめっき性が著しく劣化し、健全な
アルミニウムめっき層を得ることが困難になるために、
添加元素の含有量に上限が設定されている。溶融アルミ
ニウムめっき鋼板の耐高温酸化性と高温強度をさらに改
善するために、本出願人によって10質量%までのAl
を含有する鋼板に溶融アルミニウムめっきを施すことが
提案されている。
【0005】しかしSi、Al、Mn、Cr等の元素を
通常よりも多く含有する鋼板では、再結晶焼鈍時に、こ
れらの元素が鋼板表面に濃化し、その後の溶融アルミニ
ウムめっきの際にめっき濡れ性を阻害することになる。
Si、Al、Mn、Cr等は酸化され易い元素で、再結
晶焼鈍雰囲気はそれらの元素にとっては酸化性雰囲気で
あり、Si、Al、Mn、Cr等が酸化物となって鋼板
表面に濃化し、酸化物を形成して、その後のめっき用溶
融アルミニウムとの濡れ性を低下させるためである。そ
の結果、めっき鋼板表面に点状の欠陥(不めっき)が発
生し易くなる。
【0006】このような難めっき材に、溶融亜鉛めっ
き、溶融アルミニウムめっき等の溶融金属めっきを施す
場合、不めっきの防止を図るために従来から多くの研究
がなされており、例えば以下のような技術が提案されて
いる。 (1)鋼板表面にFe系のプレめっきを施して再結晶焼
鈍時に易酸化性元素が表面に到達しないようにして溶融
金属めっきを行う方法(例えば、特許第1806779
号公報、特許第275647号公報、特開昭57−79
160号公報、特公昭60−56418号公報参照)。 (2)鋼板を再結晶焼鈍して鋼板表面に易酸化性元素を
濃化させ、その濃化層を酸洗、研削等で除去した後、再
び還元性雰囲気で加熱後溶融金属めっきを施す方法(例
えば、特許第3078456号公報、特許第31102
38号公報、特開平7−70724号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法を適用しても、密着性に優れたアルミニウムめ
っき層を均一に、かつ効率よく得ることはできない。す
なわち前記(1)の方法では、易酸化性元素濃化層の影
響をなくしめっき性を良好にするためには、易酸化性元
素の含有量と再結晶焼鈍条件に応じてFe系プレめっき
の付着量を多くする必要が生じて、生産性を低下させる
ことになる。また、特にAl含有鋼板に溶融アルミニウ
ムめっきを施そうとする場合、Fe系プレめっき付着量
が多いと溶融アルミニウムめっき後にFe系のプレめっ
き層が残存することになり、切断端面や厳しい加工を受
けてアルミニウムめっき層に割れが発生した部位におい
て残存するFe系プレめっき層が酸化され、全体として
耐高温酸化性を劣化させることにもなる。さらに、焼鈍
材にFe系プレめっきを行うと、焼鈍材表面に形成され
た易酸化性元素濃化層によってFe系プレめっき層が密
着不良となり優れた密着性を有するアルミニウムめっき
層が得られない。
【0008】前記(2)の方法では、易酸化性金属含有
鋼を再結晶焼鈍後、表面の易酸化性金属濃化層を除去し
ても、溶融アルミニウムめっきを行う前の2回目の還元
加熱時に、再度易酸化性金属の表面濃化が起こり易く、
めっき濡れ性を充分に改善することはできない。そこ
で、本発明はこのような問題を解消すべく案出されたも
のであり、易酸化性金属を含有する鋼板を素地鋼板とし
て、その表面に溶融アルミニウムめっきを行う際、不め
っきがなく、耐高温酸化性に優れた溶融アルミニウムめ
っき層を得る方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の溶融アルミニウ
ムめっき方法は、その目的を達成するため、易酸化性金
属を含有する鋼板を再結晶焼鈍した後、鋼板表面の易酸
化性金属濃化層を除去し、次いでFe系合金のプレめっ
きを施した後、再度還元焼鈍して溶融アルミニウムめっ
きを行うものである。Fe系合金のプレめっきを、付着
量が0.1〜4g/m2になるように行うことが好まし
い。
【0010】
【作用】易酸化性金属を含有する鋼板を再結晶温度で焼
鈍した後、表面濃化層を除去してFe系のプレめっきを
施した場合、溶融アルミニウムめっきの前の還元加熱時
において易酸化性金属の表面濃化が起こり難く、不めっ
きのない良好な溶融アルミニウムめっき鋼板が得られ
た。しかも、この工程を経た場合には、溶融アルミニウ
ムめっき後にFe系プレめっき層が残存しない程度にま
でFe系プレめっき付着量を少なくすることができるの
で、生産性はよく、また、高温加熱時に切断端面やアル
ミニウムめっき層割れ部において残存したFe系プレめ
っき層が酸化されず、耐高温酸化性に優れたアルミニウ
ムめっき鋼板を得ることができる。
【0011】
【実施の態様】本発明はSi、Al、Mn、Cr等の易
酸化性元素を通常よりも多く含有している鋼板全般に適
用可能であるが、ここではとりあえず、Alを含有する
耐高温酸化性に優れた鋼板に溶融アルミニウムめっきを
施す方法について説明する。
【0012】Alを含有する耐高温酸化性に優れた鋼板
として、C:0.01質量%以下、Si:0.01〜
2.0質量%、Mn:0.05〜2.5質量%、P:
0.02質量%以下、Al:1〜10質量%、S:0.
010質量%以下、N:0.010質量%以下を含み、
さらに必要に応じて1〜8質量%のCr、微量のTi、
Nb、Mo、V、La、Ce、Nd、Y、Bを含むこと
が可能で残部が実質的にFeからなるものが同一出願人
により提案されている。本発明はこのようなAl含有鋼
板に適用可能である。
【0013】Al含有鋼板のAl含有量を1〜10質量
%にしたものが好ましい。Alは、耐高温酸化性の改善
に必須の合金成分であり、高温雰囲気での使用に耐え得
る耐高温酸化性を得るため1質量%以上含有させること
が好ましい。耐高温酸化性の観点からは多いほど好まし
いが、10質量%を超える過剰量のAlが含まれると非
常に硬質で脆いFe3Al規則合金が生成し、室温での
加工性が著しく劣化する。
【0014】他の合金元素の含有量は、耐高温酸化性、
高温強度、加工性等の観点から、C:0.01質量%以
下、Si:0.01〜2.0質量%、Mn:0.05〜
2.5質量%、P:0.02質量%以下、S:0.01
0質量%以下、N:0.010質量%以下を含有したも
のが好ましく、さらに耐高温酸化性を改善させるために
は1〜8質量%のCrを含有させたものが好ましい。高
温強度を向上させるために微量のTi、Nb、Mo、V
を、また耐高温酸化性を向上させるためにLa、Ce、
Nd、Yを、プレス加工時の耐2次加工割れ性を改善す
るためにBを含有させたものが好ましい。
【0015】Al含有鋼板を板厚調整した後、再結晶焼
鈍する。再結晶焼鈍時の雰囲気は多大なスケール発生を
防止するために、Feに対して還元性を有することが必
要であり、一般的には数体積%のH2を含有するN2ガス
を用いれば良い。再結晶焼鈍温度は鋼中成分により異な
るが、700〜850℃が一般的である。
【0016】再結晶焼鈍されたAl含有鋼板は、鋼中の
Alが鋼板表面に酸化物として濃化している。本発明で
はまずこの表面濃化を除去する。除去方法としては特に
制限されないが、例えば、酸洗、機械的研削、電解処
理、およびこれらの併用が挙げられる。酸洗に用いられ
る酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、フ
ッ硝酸等が挙げられる。酸洗液の濃度、温度、酸洗時間
は表面濃化層量に応じて適宜選択される。また機械的研
削による方法としてはブラシ研磨等の方法が挙げられ
る。
【0017】濃化層を除去されたAl含有鋼板にFe系
のプレめっきを施す。Fe系のプレめっきとしては純F
eめっき、Fe−B合金めっき、Fe−P合金めっき等
が使用可能である。B、Pの含有量はいずれも0.00
1〜0.3質量%が好ましい。鋼中のAl含有率によっ
て溶融アルミニウムめっき性が良好になるFe系プレめ
っき付着量は変化するが、溶融アルミニウムめっき性を
確保し、かつ溶融アルミニウムめっき後にFe系プレめ
っき層を残存させないためにはFe系プレめっきの付着
量は0.1〜4g/m2の範囲にすることが好ましい。
0.1g/m2未満だと点状で不めっきが発生すること
があり、4g/m2を超えると溶融アルミニウムめっき
後にFe系プレめっき層が残存し易くなる。
【0018】Fe系プレめっきが施されたAl含有鋼板
は数10体積%のH2を含有するN2雰囲気中で再度還元
焼鈍される。焼鈍温度はAlの鋼板表面への再濃化を防
止するために、1回目の再結晶焼鈍温度よりも低いこと
が好ましい。上記温度で再還元焼鈍された鋼板は、大気
に曝されることなく660℃程度に保持された3〜15
質量%程度のSiを含有した溶融アルミニウムめっき浴
に導入されてアルミニウムめっきを施された後、ガスワ
イピングによりめっき付着量が調整される。このように
して溶融アルミニウムめっき鋼板が製造される。
【0019】
【実施例】以下に、実施例を示して本発明をさらに詳し
く説明する。高周波真空溶解炉を用いて溶製を行い、表
1に示す成分の鋼塊を得た。得られた鋼塊は常法の熱間
鍛造、熱間圧延を行い板厚3.2mmの熱延鋼板とし
た。熱延鋼板は酸洗して表面のスケールを除去した後、
冷間圧延にて板厚1.0mmの冷延鋼板とした。
【0020】
【0021】その後、以下の処理を行い、溶融アルミニ
ウムめっき鋼板を得た。 (1) 焼鈍条件 雰囲気;4体積%H2−N2ガス、露点−20℃ 温度; 770〜850℃ 時間; 60秒 (2) 濃化層除去条件 (2−1) 酸洗条件 酸洗液組成;10%HCl水溶液 温度; 60℃ 浸漬時間; 10秒 (2−2) 研削条件 ブラッシング(10往復)
【0022】 (3) Fe−B合金プレめっき条件 めっき浴組成;FeSO4・7H2O…250g/l Na2SO4…80g/l 酒石酸…0.5g/l ホウ酸…3g/l pH; 1.4 浴温: 50℃ 電流密度;50A/dm2 なお、めっき付着量は通電時間により調整。
【0023】(4) 再還元加熱条件 雰囲気;50体積%H2−N2ガス、露点−50℃ 温度; 700℃ 時間; 30秒 (5) 溶融アルミニウムめっき条件 めっき浴組成;Al−9%Si 浴温: 660℃ インレット温度;660℃ 浸漬時間; 2秒 めっき付着量; 片面50g/m2
【0024】得られたアルミニウムめっき鋼板の不めっ
き発生状況を目視により評価した。 ○; 不めっきなし △; 僅かに点状不めっき発生 ×; めっきはじき発生 耐高温酸化性は曲げ角度90°、先端曲げ半径2mmの
曲げ加工を施し、大気中で800℃×100h加熱した
後、曲げ加工部の素地鋼の酸化程度を断面観察により評
価した。 ○; 酸化の進行が認められない △; 僅かに酸化が進行 ×; 大きく酸化が進行
【0025】評価結果を表2に示す。再結晶焼鈍した
後、鋼板表面の易酸化性金属濃化層を除去し、次いでF
e系合金のプレめっきを施した後、再度還元焼鈍して溶
融アルミニウムめっきした本発明例のものは、溶融アル
ミニウムめっき性と曲げ加工部の耐高温酸化性に優れる
ことがわかる。ただし、プレめっき付着量が0.1g/
2未満だと、プレめっきが素地鋼板の表面を完全に覆
うことができなかったため、わずかに不めっきができ、
全体として溶融アルミニウムめっき性が若干不十分であ
る。逆に4g/m2を超える量のプレめっき層を付着さ
せると、溶融アルミニウムめっき後もプレめっき層が残
存することがあったために曲げ加工後のアルミニウムめ
っき層の割れ部において、残存したプレめっき層が高温
加熱時に酸化され、耐高温酸化性の点で若干物足りない
ものとなっていた。
【0026】しかし、プレめっき層の付着量を0.1〜
4g/m2にしたものは、不めっき欠陥がなく、曲げ加
工部の耐高温酸化性に極めて優れた溶融アルミニウムめ
っき鋼板となっている。これに対して、再結晶焼鈍のま
まで、鋼板表面の易酸化性金属濃化層を除去していない
比較例のものでは、溶融アルミニウムめっき性は悪く、
しかも曲げ加工後にアルミニウムめっき層が割れて酸化
され、耐高温酸化性も良くなかった。
【0027】
【0028】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、易酸化性金属を含有する鋼板を再結晶温度で焼鈍し
た後、表面濃化層を除去してFe系のプレめっきを施す
ことにより、溶融アルミニウムめっきの前の還元加熱時
において易酸化性金属の表面濃化が起こり難く、不めっ
きのない良好な溶融アルミニウムめっき鋼板が得られ
た。しかも、溶融アルミニウムめっき後にFe系プレめ
っき層が残存しない程度にまでFe系プレめっき付着量
を少なくすることができるので、生産性はよく、また高
温加熱時に加工によるアルミニウムめっき層割れ部にお
いて、残存したFe系プレめっき層が酸化されず耐高温
酸化性に優れためっき鋼板を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C22C 38/38 C22C 38/38 (72)発明者 安藤 敦司 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株式 会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K027 AA02 AA22 AA23 AB04 AB48 AC02 AC12 AC15 AC18 AE11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 易酸化性金属を含有する鋼板を再結晶焼
    鈍した後、鋼板表面の易酸化性金属濃化層を除去し、次
    いでFe系合金のプレめっきを施した後、再度還元焼鈍
    して溶融アルミニウムめっきを行うことを特徴とする溶
    融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 プレめっき層付着量が0.1〜4g/m
    2である請求項1に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 易酸化性金属を含有する鋼板がAlを1
    〜10質量%含有する耐高温酸化性に優れた鋼板である
    請求項1または2に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板
    の製造方法。
JP2001143224A 2001-05-14 2001-05-14 溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法 Withdrawn JP2002332557A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8083122B2 (en) 2003-06-05 2011-12-27 Lg Electronics Inc. Drum for washer and dryer
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