JP2011256406A - 高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.03〜0.15%、Si:0.01〜0.10%、Mn:1.5〜2.3%、Al:0.07%以下を含み、さらにTiおよび/またはNbを合計で0.01〜0.10%含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材に、熱間圧延を施し熱延板とし、該熱延板に冷間圧下率: 65%以上の冷間圧延を施し、冷延板とし、該冷延板に、ラジアントチューブ型の焼鈍炉を有する連続溶融亜鉛めっきラインを利用して、焼鈍温度:750〜800℃の焼鈍処理と、連続してさらに溶融亜鉛めっき処理を施し溶融亜鉛めっき鋼板とする。これにより、不めっきの発生を防止でき、めっき性に優れ、引張強さ:590MPa以上の高強度と、伸び:20%以上の優れた加工性と、を兼備する高張力溶融亜鉛めっき鋼板となる。
【選択図】図1
Description
しかし、Si、Mn量、とくにSi量が多くなると、めっき性が顕著に低下することが知られている。通常、溶融亜鉛めっき鋼板は、連続溶融亜鉛めっきラインを利用して、例えば冷延鋼板を、Feにとって還元性である雰囲気中、すなわち800〜850℃程度の温度域で、露点:−20〜−40℃、数%のH2を含む雰囲気中で焼鈍したのち、引続き溶融亜鉛めっき処理を施して製造されている。Si、Mnは、Feに比べて酸化しやすい元素であり、上記した焼鈍雰囲気は、Si、Mnにとって酸化性の雰囲気であり、Si、Mnが選択的に酸化され酸化物となるとともに、鋼中のSi、Mnが表面に拡散し、表層にSi、Mnの濃化層が形成される。このSi、Mnの濃化層は、溶融亜鉛の濡れ性を阻害し、不めっきを発生させる。
このような問題に対し、例えば、特許文献1には、Al、Si、Mnの少なくとも1種を含有する鋼板を、空燃比を1.0以上とする雰囲気炉で焼鈍し、意識的に、厚みが40〜1000nm(ナノメートル)となるように酸化膜を形成させた後、水素を含む雰囲気中で焼鈍し、ついで溶融めっきする難めっき鋼板の溶融めっき方法が記載されている。特許文献1に記載された技術では、形成された薄い酸化膜は、酸化鉄を主成分とする皮膜であり、水素を含む雰囲気中で還元され、残存してもめっき品質に与える影響はほとんどゼロに等しいとしている。
その結果、冷間圧下率を65%以上とする冷間圧延を施すことにより、800℃以下750℃以上の範囲の比較的低温で焼鈍を行っても、十分に再結晶し、しかも、800℃以下750℃以上の温度域での焼鈍ではその後の溶融亜鉛めっき時に不めっきの発生がなく、良好な加工性と優れためっき性を兼備する、高張力溶融亜鉛めっき鋼板を容易に製造できることを見出した。
質量%で、0.08%C−0.03%Si−1.95%Mn−0.02%Ti−0.05%Nb−0.04%Al−残部Feからなる組成の熱延板を酸洗して、めっき用素材(板厚:3.5、4.0、4.7、6.0mm)とした。これら素材に冷間圧延を施し、板厚:1.6mmの冷延板とした。ついで、これら冷延板に、840〜750℃の範囲内の各温度に60s間保持する焼鈍を施した後、浴温:470℃の溶融亜鉛めっき浴に浸漬する、溶融亜鉛めっき処理を施し、表面に溶融亜鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき板とした。なお、溶融亜鉛めっき層の目付け量は100g/m2とした。なお、一部の溶融亜鉛めっき板については、さらに溶融亜鉛めっき層の合金化処理を行った。合金化処理は、550℃×20sとした。
得られた結果を、引張強さと冷間圧下率との関係で図1(a)に、伸びと冷間圧下率との関係で図1(b)に、不めっきの有無と焼鈍温度との関係で図2に示す。
(1)鋼素材に、熱間圧延し熱延板とする熱延工程と、該熱延板に酸洗処理を行ったのち、冷間圧延を行い冷延板とする冷延工程と、該冷延板に、連続溶融亜鉛めっきラインで、焼鈍処理と溶融亜鉛めっき処理とを連続して行い、表面に溶融亜鉛めっき層を形成し溶融亜鉛めっき鋼板とする連続溶融亜鉛めっき処理工程と、を施し溶融亜鉛めっき鋼板とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、前記鋼素材が、質量%で、C:0.03〜0.15%、Si:0.01〜0.10%、Mn:1.5〜2.3%、Al:0.07%以下を含み、さらにTiおよび/またはNbを合計で0.01〜0.10%含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、前記冷間圧延を、圧下率:65%以上の圧延とし、前記連続溶融亜鉛めっきラインを、ラジアントチューブ型の焼鈍炉を有する連続溶融亜鉛めっきラインとし、前記焼鈍処理を、焼鈍温度:750〜800℃で行う処理とする、ことを特徴とする、優れためっき性と優れた加工性とを兼備した高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(2)(1)において、前記溶融亜鉛めっき処理工程に引続き、前記溶融亜鉛めっき層の合金化処理を行う合金化処理工程を施すことを特徴とする高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
本発明で使用する鋼素材は、C:0.03〜0.15%、Si:0.01〜0.10%、Mn:1.5〜2.3%、Al:0.07%以下を含み、さらにTiおよび/またはNbを合計で0.01〜0.10%含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する。
Cは、鋼中に固溶し、鋼板強度を増加させる元素であり、引張強さ:590MPa以上の所望の高強度を確保するために、本発明では0.03%以上の含有を必要とする。一方、0.15%を超えて含有すると、溶接性が低下する。このため、Cは0.03〜0.15%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.10%以下である。
Siは、鋼中に固溶して鋼板強度を増加させるとともに、鋼板伸びを向上させる、安価な元素であり、このような効果を得るためには0.01%以上含有する必要がある。一方、Siは、焼鈍時に表面に濃化し、めっき性を阻害する。とくに冷間圧下率を増加した場合にはこの傾向が増大する。このため、本発明ではSiは0.01〜0.10%以下に限定した。
Mnは、鋼板強度を増加させる作用を有する元素であり、所望の高強度を確保するために、本発明では1.5%以上の含有を必要とする。また、Mnは焼鈍時に表面濃化する傾向を示すが、冷間圧下率が増大しても、表面濃化の傾向は殆ど変化がなく、とくに冷間圧下率を増加した場合にはSiに比べて不めっき発生への影響は少ない。しかし、2.3%を超える多量のMn含有は、不めっき発生の危険性が増大する。このため、Mnは1.5〜2.3%の範囲に限定した。
Alは、脱酸剤として作用するとともに、AlNを形成し結晶粒の粗大化を防止する元素である。このような効果を得るためには、0.01%以上含有することが望ましい。一方、0.07%を超える含有は、酸化物系介在物の増加を招き、鋼の清浄度を低下させる。このため、Alは0.07%以下に限定した。
Ti、Nbはいずれも、炭化物、窒化物として析出し、析出強化、あるいは結晶粒の細粒化強化で、鋼板の強度を増加させる作用を有する元素であり、本発明では、単独または複合して含有する。このような効果を得るためには、合計で0.01%以上の含有を必要とする。一方、Ti、Nbは高価な元素であるため、合計で0.10%以下に限定した。なお、好ましくは合計で0.02〜0.06%である。
Ni:0.1%以下、Cu:0.1%以下、Cr:0.1%以下、Mo:0.15%以下、B:0.02%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
Ni、Cu、Cr、Mo、Bは、いずれも焼入れ性向上を介して、鋼の強度増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して1種または2種以上含有できる。このような効果を得るためには、Ni:0.01%以上、Cu:0.01%以上、Cr:0.03%以上、Mo:0.03%以上、B:0.01%以上、含有することが望ましいが、Ni:0.1%、Cu:0.1%、Cr:0.1%、Mo:0.15%、B:0.02%を超える含有は、加工性、溶接性が低下する。このため、Ni:0.1%以下、Cu:0.1%以下、Cr:0.1%以下、Mo:0.15%以下、B:0.02%以下に限定することが好ましい。
上記した組成を有する鋼素材の製造方法については、とくに限定する必要はなく、転炉等の公知の溶製方法で、上記した組成の溶鋼を溶製したのち、連続鋳造法等の公知の鋳造方法等でスラブ等の鋼素材とすることが好ましい。
熱延工程では、上記した鋼素材に、熱間圧延し熱延板とする。本発明では、所定の寸法形状の熱延板が製造できればよく、とくに熱間圧延条件を限定する必要はない。通常の熱間圧延条件がいずれも適用できる。
本発明の冷延工程では、冷間圧延は、圧下率:65%以上の圧延とする。冷間圧延の圧下率(冷間圧下率)が65%未満では、焼鈍温度:750〜800℃の範囲の焼鈍で、十分な再結晶を進行させることができず、所望の加工性(伸び:20%以上)を確保できなくなる。冷間圧下率を65%以上とすることにより、焼鈍温度を800℃以下の焼鈍としても、十分に再結晶を完了することができ、所望の加工性(20%以上の伸び)を確保できる。なお、冷間圧下率の上限は、所望の寸法形状を確保でき、冷間圧延が困難とならない範囲であればよく、とくに限定する必要はないが、圧延機の能力と関連して、75%以下程度とすることが安定した冷間圧延を施すという観点からは好ましい。
上記した焼鈍処理を施された冷延板(冷延焼鈍板)は、ついで連続して溶融亜鉛めっき処理を施される。溶融亜鉛めっき処理では、冷延板(冷延焼鈍板)を、焼鈍温度から、溶融亜鉛めっき浴と関連した所定の温度(450℃程度)まで冷却したのち、連続して、450℃程度の所定の温度に保持された溶融亜鉛めっき浴に浸漬し、表面に溶融亜鉛めっき層を形成する。本発明における溶融亜鉛めっき処理では、通常の溶融亜鉛めっき処理がそのまま適用でき、その条件はとくに限定されない。なお、形成される溶融亜鉛めっき層の厚み(目付け量)は60〜100g/m2程度とすることが耐食性の観点から好ましい。
得られた冷延板に、ラジアントチューブ型の加熱帯(焼鈍炉)を有する連続溶融亜鉛めっきラインを使用して、表2に示す焼鈍温度で焼鈍処理を施し、該焼鈍温度から450℃程度まで冷却したのち、500℃の溶融亜鉛めっき浴に浸漬する溶融亜鉛めっき処理を施し、表面に目付け量:100g/m2の溶融亜鉛めっき層を形成し、合金化炉を用いて、溶融亜鉛めっき層の合金化処理を行った。合金化処理温度は550℃とした。
(1)めっき性試験
得られた溶融亜鉛めっき板のコイル全長にわたり、表面を目視で観察し、不めっきの有無を調査した。1箇所でも、不めっきが観察された場合を×、不めっきが観察されなかった場合を○とし、めっき性を評価した。
(2)引張試験
得られた溶融亜鉛めっき板から、圧延方向に直角方向が引張方向となるように、JIS5号試験片(GL:50mm)を採取し、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を実施し、引張強さTSと伸びELを測定し、強度と加工性を評価した。
Claims (2)
- 鋼素材に、熱間圧延し熱延板とする熱延工程と、該熱延板に酸洗処理を行ったのち、冷間圧延を行い冷延板とする冷延工程と、該冷延板に、連続溶融亜鉛めっきラインで、焼鈍処理と溶融亜鉛めっき処理とを連続して行い、表面に溶融亜鉛めっき層を形成し溶融亜鉛めっき鋼板とする連続溶融亜鉛めっき処理工程と、を施し溶融亜鉛めっき鋼板とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記鋼素材が、質量%で、
C:0.03〜0.15%、 Si:0.01〜0.10%、
Mn:1.5〜2.3%、 Al:0.07%以下
を含み、さらにTiおよび/またはNbを合計で0.01〜0.10%含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
前記冷間圧延を、圧下率:65%以上の圧延とし、
前記連続溶融亜鉛めっきラインを、ラジアントチューブ型の焼鈍炉を有する連続溶融亜鉛めっきラインとし、
前記焼鈍処理を、焼鈍温度:750〜800℃で行う処理とする、
ことを特徴とする、優れためっき性と優れた加工性とを兼備した高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記溶融亜鉛めっき処理工程に引続き、前記溶融亜鉛めっき層の合金化処理を行う合金化処理工程を施すことを特徴とする請求項1に記載の高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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