JP2014019935A - 表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度を有し、かつ、表面安定性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０４０〜０．２００％、Ｓｉ：０．７０〜２．３０％、Ｍｎ：０．８０〜２．８０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．００８０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる冷間圧延鋼板に溶融亜鉛めっきを施すに際し、０．１０≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱し、次いで、０．０１≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱し、次いで、０．０５≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持した後、溶融亜鉛めっきを施す。
【選択図】なし
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０４０〜０．２００％、Ｓｉ：０．７０〜２．３０％、Ｍｎ：０．８０〜２．８０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．００８０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる冷間圧延鋼板に溶融亜鉛めっきを施すに際し、０．１０≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱し、次いで、０．０１≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱し、次いで、０．０５≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持した後、溶融亜鉛めっきを施す。
【選択図】なし
Description
本発明は、自動車部材として好適な表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
近年、地球環境の保護意識の高まりから、自動車のＣＯ２排出量削減に向けた燃費改善が強く求められている。これに伴い、車体材料の高強度化での薄肉化を図り、車体を軽量化しようとする動きが活発となってきている。しかしながら、鋼板の高強度化により、延性の低下が懸念される。このため、高強度高延性鋼板の開発が望まれている。
鋼板の高強度化にはＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ等の固溶強化元素の添加が行われる。中でもＳｉやＡｌは鋼の延性を損なわずに高強度化できる利点があり、特にＳｉ含有鋼板は高強度高延性鋼板として有望である。しかし、Ｓｉを多量に含有する高強度鋼板を母材とする溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、以下の問題がある。
溶融亜鉛めっき鋼板の製造においては、非酸化性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて６００〜９００℃程度での加熱焼鈍を行い、表層の酸化膜が極めて少ない状態で溶融亜鉛浴へ浸漬し亜鉛めっきを付着させる。なお、この表層の酸化膜は溶融亜鉛との濡れ性を低下させるため、酸化膜が残った状態で溶融亜鉛浴へ浸漬しても亜鉛が十分に付着せず不めっきが生じる。
しかし、鋼中のＳｉは易酸化性元素であり、一般的に用いられる非酸化性雰囲気中あるいは還元雰囲気中だとＦｅ酸化膜は除去できてもＳｉの酸化は阻止できず、酸化物が表面に濃化し結果として不めっきが生じる。また、不めっきに至らなかった場合でも、付着量制御性に劣るか、または合金化が著しく遅延するという問題がある。特に、合金化の遅延により鋼板の長手および幅方向で合金化速度の差が出やすいため、均一な表面を得ることが困難となる。
これらの問題に対し、特許文献１では、鋼板を焼鈍後に酸洗することで表面に濃化した酸化物を強制的に除去し、その後、再び焼鈍し溶融亜鉛めっきを行う方法が開示されている。また、特許文献２では溶融めっきに先立って硫黄または硫黄化合物をＳ量として０．１〜１０００ｍｇ／ｍ２付着させた後、水素を含む非酸化性雰囲気中で焼鈍することにより表層に硫化物を生成し、その上に亜鉛めっき層を生成する方法が開示されている。また、特許文献３では、あらかじめ酸化性雰囲気中で鋼板を加熱し、所定以上の酸化速度にて表面にＦｅ酸化膜を急速に生成することでＳｉの表面濃化を阻止し、その後Ｆｅ酸化膜を還元焼鈍することにより、溶融亜鉛との濡れ性を改善することが開示されている。
しかしながら、特許文献１ではＳｉの表面濃化物を除去するための酸洗設備が新たに必要なことからコストがかかるという問題がある。特許文献２でも溶融めっきに先立って硫黄または硫黄化合物を付着させる設備を新たに追加する必要が生じる。特許文献３ではＦｅ酸化膜を急速に厚くすることから、Ｆｅ酸化膜厚を前面に亘って均一にするのが困難である。その結果、Ｆｅ酸化膜が厚い場所ではその後の還元が不十分になり、一方、Ｆｅ酸化膜が薄い場所では早い段階で還元されるため亜鉛めっき浴までの間にＳｉの表面濃化が生じ、いずれにせよ不均一な酸化膜の存在により、鋼帯の長手および幅方向で付着量や合金化度のムラが生じる。
上記のように、溶融亜鉛めっき鋼板の高強度化と表面特性の両立を図ることを目的とした従来の技術では、設備追加によるコストの増加が生じるか、または鋼帯長手および幅方向における付着量や合金化度のムラが発生、すなわち表面の安定性に欠けるのが実態であった。
本発明は、かかる事情に鑑み、高強度を有し、かつ、表面安定性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供することを目的とする。
まず、Ｓｉ濃度が高い鋼板については、Ｆｅ酸化膜生成によるＳｉ表面濃化抑制技術が効果的で、コスト的にも有利であると考えられる。しかし、Ｓｉ表面濃化抑制のためＦｅ酸化膜を過剰に厚くすると、前述のようにＦｅもしくはＳｉの酸化膜が不均一に残存し鋼帯の長手および幅方向で付着量や合金化度のムラが生じてしまう。そこで本発明者らはこの課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。Ｆｅ酸化膜の生成量を最小限にとどめることで鋼帯の長手および幅方向などの場所による酸化膜厚の差を少なくする。と同時に、亜鉛めっき浴への浸漬直前でＦｅ酸化膜の還元が完了する程度の還元速度にとどめることでＳｉが再び表面濃化することを阻止する。その結果、Ｓｉを含有しても高強度かつ鋼帯の長手および幅方向などの場所による付着量や合金化度のムラが少ない鋼板を製造できる。
さらに具体的な製造方法として、加熱工程を２段階に分けて実施し、積極的なＦｅ酸化膜生成は第１加熱工程だけにとどめ、次の第２加熱工程でＦｅ酸化膜が過剰にならないよう調整し、次に通常よりも低いＨ２濃度で還元速度を抑えながら均熱処理する。
本そして、以下の特徴を有する。
［１］質量％で、Ｃ：０．０４０〜０．２００％、Ｓｉ：０．７０〜２．３０％、Ｍｎ：０．８０〜２．８０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．００８０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物の成分組成である冷間圧延鋼板に溶融亜鉛めっきを施すに際し、第１加熱工程では、０．１０ｖｏｌ％≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱し、次いで、第２加熱工程では、０．０１ｖｏｌ％≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱し、次いで、均熱工程では、０．０５ｖｏｌ％≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［２］質量％で、さらに、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、Ｖ：０．００５〜０．５００％、Ｍｏ：０．００５〜０．５００％、Ｎｉ：０．０５〜１．００％、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％のうちから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする前記［１］に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［３］前記第１加熱工程は、直火炉または無酸化炉により１．００≦空気比≦１．２５の条件で行い、前記第２加熱工程は、直火炉または無酸化炉により空気比＜１．００の条件で行うことを特徴とする前記［１］または前記［２］に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［４］溶融亜鉛めっきを施した後、さらに合金化処理を行うことを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
本そして、以下の特徴を有する。
［１］質量％で、Ｃ：０．０４０〜０．２００％、Ｓｉ：０．７０〜２．３０％、Ｍｎ：０．８０〜２．８０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．００８０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物の成分組成である冷間圧延鋼板に溶融亜鉛めっきを施すに際し、第１加熱工程では、０．１０ｖｏｌ％≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱し、次いで、第２加熱工程では、０．０１ｖｏｌ％≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱し、次いで、均熱工程では、０．０５ｖｏｌ％≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［２］質量％で、さらに、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、Ｖ：０．００５〜０．５００％、Ｍｏ：０．００５〜０．５００％、Ｎｉ：０．０５〜１．００％、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％のうちから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする前記［１］に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［３］前記第１加熱工程は、直火炉または無酸化炉により１．００≦空気比≦１．２５の条件で行い、前記第２加熱工程は、直火炉または無酸化炉により空気比＜１．００の条件で行うことを特徴とする前記［１］または前記［２］に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［４］溶融亜鉛めっきを施した後、さらに合金化処理を行うことを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
なお、本明細書において、鋼の成分を示す％はすべて質量％である。また、本発明において、「高強度溶融亜鉛めっき鋼板」とは、引張強度ＴＳが５４０ＭＰａ以上である溶融亜鉛めっき鋼板および合金化処理を行った溶融亜鉛めっき鋼板である。また、「表面安定性」とは、不めっきなどの外観不良がなく、しかも鋼帯長手および幅方向における付着量や合金化度のムラが少ないことを意味する。
本発明によれば、高強度を有し、かつ表面安定性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。また、新たな設備を必要とせずコストの増加が生じることがない。本発明の溶融亜鉛めっき鋼板を、例えば、自動車構造部材に適用することにより車体軽量化による燃費改善を図ることができる。
以下に、本発明の詳細を説明する。まず、本発明の成分組成について説明する。
Ｃ：０．０４０〜０．２００％
Ｃはオーステナイト生成元素であり、鋼板組織を複合化し強度と延性の向上に有効な元素である。Ｃ量が０．０４０％未満では、鋼板の強度の確保が難しい。一方、Ｃ量が０．２００％を超えて過剰に添加すると、溶接部および熱影響部の硬化が著しく溶接部の機械的特性が劣化するため、スポット溶接性、アーク溶接性等が低下する。よって、Ｃは０．０４０％以上０．２００％以下とする。好ましくは０．０５０％以上０．１４０％以下である。より好ましくは０．０７０％以上０．１２０％以下である。
Ｃはオーステナイト生成元素であり、鋼板組織を複合化し強度と延性の向上に有効な元素である。Ｃ量が０．０４０％未満では、鋼板の強度の確保が難しい。一方、Ｃ量が０．２００％を超えて過剰に添加すると、溶接部および熱影響部の硬化が著しく溶接部の機械的特性が劣化するため、スポット溶接性、アーク溶接性等が低下する。よって、Ｃは０．０４０％以上０．２００％以下とする。好ましくは０．０５０％以上０．１４０％以下である。より好ましくは０．０７０％以上０．１２０％以下である。
Ｓｉ：０．７０〜２．３０％
Ｓｉはフェライト生成元素であり、焼鈍板のフェライトの固溶強化および加工硬化能の向上に有効な元素でもある。強度確保の上でＳｉ量は０．７０％以上必要である。一方、２．３０％超えでは、後述する製造方法においても不均一な酸化膜の残存に伴う付着量ムラや合金化度ムラが避けられない。よってＳｉは０．７０％以上２．３０％以下とする。
Ｓｉはフェライト生成元素であり、焼鈍板のフェライトの固溶強化および加工硬化能の向上に有効な元素でもある。強度確保の上でＳｉ量は０．７０％以上必要である。一方、２．３０％超えでは、後述する製造方法においても不均一な酸化膜の残存に伴う付着量ムラや合金化度ムラが避けられない。よってＳｉは０．７０％以上２．３０％以下とする。
Ｍｎ：０．８０〜２．８０％
Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、焼鈍板の強度確保に有効な元素である。Ｍｎ量は０．８０％未満では強度の確保が難しい。従って、Ｍｎは０．８０％以上必要であり、より好ましくは１．２０％以上である。一方、過剰な添加は溶接性を損なうため、Ｍｎは２．８０％以下とする。
Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、焼鈍板の強度確保に有効な元素である。Ｍｎ量は０．８０％未満では強度の確保が難しい。従って、Ｍｎは０．８０％以上必要であり、より好ましくは１．２０％以上である。一方、過剰な添加は溶接性を損なうため、Ｍｎは２．８０％以下とする。
Ｐ：０．１００％以下
Ｐは、鋼の強化に有効な元素であるが、０．１００％を超えて過剰に添加すると、粒界偏析により脆化を引き起こし、耐衝撃性を劣化させる。また０．１００％を超えると合金化速度を大幅に遅延させる。従って、Ｐは０．１００％以下とする。より好ましくは０．０２０％以下である。
Ｐは、鋼の強化に有効な元素であるが、０．１００％を超えて過剰に添加すると、粒界偏析により脆化を引き起こし、耐衝撃性を劣化させる。また０．１００％を超えると合金化速度を大幅に遅延させる。従って、Ｐは０．１００％以下とする。より好ましくは０．０２０％以下である。
Ｓ：０．０１０％以下
Ｓは、ＭｎＳなどの介在物となって、耐衝撃性の劣化や溶接部のメタルフローに沿った割れの原因となるので極力低い方がよいが、製造コストの面からＳは０．０１０％以下とする。より好ましくは０．００５％以下である。
Ｓは、ＭｎＳなどの介在物となって、耐衝撃性の劣化や溶接部のメタルフローに沿った割れの原因となるので極力低い方がよいが、製造コストの面からＳは０．０１０％以下とする。より好ましくは０．００５％以下である。
Ａｌ：０．１００％以下
Ａｌの過剰な添加は、酸化物系介在物の増加による表面性状や成形性の劣化を招き、コスト高にもなるため、Ａｌは０．１００％以下とする。より好ましくは０．０５０％以下である。
Ａｌの過剰な添加は、酸化物系介在物の増加による表面性状や成形性の劣化を招き、コスト高にもなるため、Ａｌは０．１００％以下とする。より好ましくは０．０５０％以下である。
Ｎ：０．００８０％以下
Ｎは、鋼の耐時効性を最も大きく劣化させる元素であり、少ないほど好ましく、０．００８０％を超えると耐時効性の劣化が顕著となる。従って、Ｎは０．００８０％以下とする。
Ｎは、鋼の耐時効性を最も大きく劣化させる元素であり、少ないほど好ましく、０．００８０％を超えると耐時効性の劣化が顕著となる。従って、Ｎは０．００８０％以下とする。
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。ただし、これらの成分元素に加えて、以下の合金元素を必要に応じて添加することができる。
Ｃｒ：０．０５〜１．００％、Ｖ：０．００５〜０．５００％、Ｍｏ：０．００５〜０．５００％、Ｎｉ：０．０５〜１．００％、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％以下から選ばれる少なくとも１種
Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕは鋼の強化に有効な元素であり、本発明で規定した範囲内であれば鋼の強化に使用して差し支えない。その効果は、Ｃｒは０．０５％以上、Ｖは０．００５％以上、Ｍｏは０．００５％以上、Ｎｉは０．０５％以上、Ｃｕは０．０５％以上で得られる。しかしながら、Ｃｒは１．００％、Ｖは０．５００％、Ｍｏは０．５００％、Ｎｉは１．００％、Ｃｕは１．００％を超えて過剰に添加すると、著しい強度上昇による延性の低下の懸念が生じる。また、コストアップの要因にもなる。したがって、これらの元素を添加する場合には、その量をそれぞれＣｒは０．０５％以上１．００％以下、Ｖは０．００５％以上０．５００％以下、Ｍｏは０．００５％以上０．５００％以下、Ｎｉは０．０５％以上１．００％以下、Ｃｕは０．０５％以上１．００％以下とする。
Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕは鋼の強化に有効な元素であり、本発明で規定した範囲内であれば鋼の強化に使用して差し支えない。その効果は、Ｃｒは０．０５％以上、Ｖは０．００５％以上、Ｍｏは０．００５％以上、Ｎｉは０．０５％以上、Ｃｕは０．０５％以上で得られる。しかしながら、Ｃｒは１．００％、Ｖは０．５００％、Ｍｏは０．５００％、Ｎｉは１．００％、Ｃｕは１．００％を超えて過剰に添加すると、著しい強度上昇による延性の低下の懸念が生じる。また、コストアップの要因にもなる。したがって、これらの元素を添加する場合には、その量をそれぞれＣｒは０．０５％以上１．００％以下、Ｖは０．００５％以上０．５００％以下、Ｍｏは０．００５％以上０．５００％以下、Ｎｉは０．０５％以上１．００％以下、Ｃｕは０．０５％以上１．００％以下とする。
Ｔｉ、Ｎｂは鋼の析出強化に有効な元素である。その効果は、Ｔｉは０．０１０％以上、Ｎｂは０．０１０％以上で得られる。しかしながら、Ｔｉは０．１００％、Ｎｂは０．１００％を超えて過剰に添加すると、著しい強度上昇による延性の低下の懸念が生じる。また、コストアップの要因にもなる。従って、Ｔｉ、Ｎｂを添加する場合には、その添加量をＴｉは０．０１０％以上０．１００％以下、Ｎｂは０．０１０％以上０．１００％以下とする。
Ｂは鋼の強化に有効な元素であり、その効果は、０．０００３％以上で得られる。しかしながら、Ｂは０．００５０％を超えて過剰に添加すると、著しい強度上昇による延性の低下の懸念が生じる。また、コストアップの要因にもなる。したがって、Ｂを添加する場合には、その量を０．０００３％以上０．００５０％以下とする。
次に、本発明の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
前記に記載の成分組成を有する鋼スラブを、通常は熱間圧延工程において加熱後、粗圧延、仕上げ圧延を施し、その後、酸洗工程で熱延板表層のスケールを除去した後、冷間圧延するが、例えば薄手鋳造などにより熱延工程の一部もしくは全部を省略して製造してもよい。冷間圧延した鋼板に以下の第１加熱工程、次いで第２加熱工程、次いで均熱工程からなる熱処理を行った後に溶融亜鉛めっきを施す。
以下、本発明の熱処理条件を詳細に説明する。
第１加熱工程：０．１０ｖｏｌ％≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱
第１加熱工程にて鋼板の表面にＦｅ酸化膜を生成させるため、Ｏ２は酸化に十分な量が必要であり０．１０ｖｏｌ％以上とする。なお経済的な理由からＯ２の上限は大気レベルの２０ｖｏｌ％以下とする。酸化を促進するためにＨ２Ｏは１ｖｏｌ％以上とする。一方、加湿コストを考慮してＨ２Ｏは５０ｖｏｌ％以下とする。加熱後の温度が４００℃未満では鋼板は酸化しにくく、７５０℃を超えると酸化膜が過剰となり最終的に不均一に残存するため、第１加熱工程の温度は４００℃以上７５０℃以下とする。なお室温から４００℃までの加熱方法は限定しないが、加熱炉内の未燃ガスを回収し空気を加えて再燃焼させる予熱方式などが通常用いられる。
第１加熱工程にて鋼板の表面にＦｅ酸化膜を生成させるため、Ｏ２は酸化に十分な量が必要であり０．１０ｖｏｌ％以上とする。なお経済的な理由からＯ２の上限は大気レベルの２０ｖｏｌ％以下とする。酸化を促進するためにＨ２Ｏは１ｖｏｌ％以上とする。一方、加湿コストを考慮してＨ２Ｏは５０ｖｏｌ％以下とする。加熱後の温度が４００℃未満では鋼板は酸化しにくく、７５０℃を超えると酸化膜が過剰となり最終的に不均一に残存するため、第１加熱工程の温度は４００℃以上７５０℃以下とする。なお室温から４００℃までの加熱方法は限定しないが、加熱炉内の未燃ガスを回収し空気を加えて再燃焼させる予熱方式などが通常用いられる。
第２加熱工程：０．０１ｖｏｌ％≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１ｖｏｌ％≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱
第２加熱工程ではＦｅ酸化膜が過剰になるのを防止し、次の均熱工程で還元しうる程度にＦｅ酸化膜の生成を調整する。そのため第２加熱工程は弱い還元雰囲気とする。この際に還元し過ぎないように、Ｏ２は０．０１ｖｏｌ％以上とする。一方、Ｏ２が０．１０ｖｏｌ％以上では酸化膜が還元しないのでＯ２は０．１０ｖｏｌ％未満とする。また、還元し過ぎないようにＨ２Ｏは１％以上とする。一方、多量に含まれると酸化が進行するため、Ｈ２Ｏは２０ｖｏｌ％以下とする。加熱後の温度が６００℃未満では還元反応が進行せず、８５０℃超えは加熱コストがかかるため、第２加熱工程の温度は６００℃以上８５０℃以下とする。
第２加熱工程ではＦｅ酸化膜が過剰になるのを防止し、次の均熱工程で還元しうる程度にＦｅ酸化膜の生成を調整する。そのため第２加熱工程は弱い還元雰囲気とする。この際に還元し過ぎないように、Ｏ２は０．０１ｖｏｌ％以上とする。一方、Ｏ２が０．１０ｖｏｌ％以上では酸化膜が還元しないのでＯ２は０．１０ｖｏｌ％未満とする。また、還元し過ぎないようにＨ２Ｏは１％以上とする。一方、多量に含まれると酸化が進行するため、Ｈ２Ｏは２０ｖｏｌ％以下とする。加熱後の温度が６００℃未満では還元反応が進行せず、８５０℃超えは加熱コストがかかるため、第２加熱工程の温度は６００℃以上８５０℃以下とする。
均熱工程：０．０５ｖｏｌ％≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持
均熱工程は、第２加熱工程に引き続いて行われ、Ｆｅ酸化膜の還元処理および鋼板組織の調整を行う。酸化膜を還元するためにはＨ２濃度は０．０５ｖｏｌ％以上必要である。一方、Ｈ２濃度が３．０ｖｏｌ％を超えると還元速度が速くなりすぎるため、均熱工程の早い段階でＦｅの還元が終了し、亜鉛めっき浴への浸漬までの間にＳｉが表面濃化する。したがって、Ｈ２濃度は０．０５ｖｏｌ％以上３．０ｖｏｌ％以下とする。露点は０℃を超えると酸化鉄が還元しにくくなるため、露点は０℃以下とする。一方、露点が−６０℃未満は工業的に実施が困難であるため、露点は−６０℃以上が好ましい。鋼板温度が７５０℃未満または保持時間が１５秒未満では還元速度が遅くなるため未還元のＦｅ酸化膜が残存してしまう。一方、鋼板温度が９００℃超えまたは保持時間が６００秒超えでは、均熱工程の早い段階でＦｅの還元が終了し、亜鉛めっき浴への浸漬までの間にＳｉが表面濃化する。従って均熱工程の温度と時間は７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持とする。なお、Ｆｅ酸化膜の還元処理および鋼板組織の調整を行うという効果が得られる範囲で板温が上昇する条件で行う場合もある。
均熱工程は、第２加熱工程に引き続いて行われ、Ｆｅ酸化膜の還元処理および鋼板組織の調整を行う。酸化膜を還元するためにはＨ２濃度は０．０５ｖｏｌ％以上必要である。一方、Ｈ２濃度が３．０ｖｏｌ％を超えると還元速度が速くなりすぎるため、均熱工程の早い段階でＦｅの還元が終了し、亜鉛めっき浴への浸漬までの間にＳｉが表面濃化する。したがって、Ｈ２濃度は０．０５ｖｏｌ％以上３．０ｖｏｌ％以下とする。露点は０℃を超えると酸化鉄が還元しにくくなるため、露点は０℃以下とする。一方、露点が−６０℃未満は工業的に実施が困難であるため、露点は−６０℃以上が好ましい。鋼板温度が７５０℃未満または保持時間が１５秒未満では還元速度が遅くなるため未還元のＦｅ酸化膜が残存してしまう。一方、鋼板温度が９００℃超えまたは保持時間が６００秒超えでは、均熱工程の早い段階でＦｅの還元が終了し、亜鉛めっき浴への浸漬までの間にＳｉが表面濃化する。従って均熱工程の温度と時間は７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持とする。なお、Ｆｅ酸化膜の還元処理および鋼板組織の調整を行うという効果が得られる範囲で板温が上昇する条件で行う場合もある。
なお、加熱温度の範囲について、第１加熱工程と第２加熱工程と均熱工程で重複する温度域が存在するが、次の工程で前の工程より温度が低下した場合でも、各工程で定める温度域内であれば本発明の効果は損なわれない。ただし、いったん温度を下げてからふたたびそれ以上に加熱するのはコスト的に不利であり、第１加熱工程＜第２加熱工程＜均熱工程の順に温度を上げるのが好ましい。
さらに、第１加熱工程を直火炉（ＤＦＦ）または無酸化炉（ＮＯＦ）により行う場合、燃焼ガスに対する空気の比率、すなわち空気比は１．００以上１．２５以下の条件で行うことが好ましい。これは空気比が１．００未満では鋼板は酸化せず、１．２５を超えると過剰な酸化により第２加熱工程以降での還元が困難になるためである。また、第２加熱工程を直火炉（ＤＦＦ）または無酸化炉（ＮＯＦ）により行う場合、燃焼ガスに対する空気の比率、すなわち空気比は１．００未満の条件で行うことが好ましい。これは空気比が１．００以上であると鋼板表面の酸化鉄を還元することができないからである。なお、空気比が０．６０未満であると燃焼効率が悪くなるため、実用的な空気比は０．６０以上である。
上記加熱工程および均熱工程の熱処理を施した後、冷却し、溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっきを施す。次いで、必要に応じてさらに合金化処理を行う。溶融亜鉛めっきおよび合金化処理の方法は通常の方法でよいが、より好ましい条件について以下に示す。
溶融亜鉛めっき鋼板の製造には浴温４４０〜５５０℃、浴中Ａｌ濃度が０．１４〜０．２４％の亜鉛めっき浴を用い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造には浴温４４０〜５５０℃、浴中Ａｌ濃度が０．１０〜０．２０％の亜鉛めっき浴を用いる。
浴温が４４０℃未満では浴内における温度変動により低温部でＺｎの凝固が生じる可能性があるため不適であり、５５０℃を超えると浴の蒸発が激しく、気化したＺｎが炉内へ付着するため操業上問題がある。さらに、めっき時に合金化が進行するため過合金になりやすい。
溶融亜鉛めっき鋼板を製造する時に浴中Ａｌ濃度が０．１４％未満になるとＦｅ−Ｚｎ合金化が進みめっき密着性が悪化し、０．２４％超になるとＡｌ酸化物による欠陥が発生する。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する時に浴中Ａｌ濃度が０．１０％未満になるとζ相が多量に生成しパウダリング性が悪化し、０．２０％超になるとＦｅ−Ｚｎ合金化が進まない。
合金化処理は４６０℃より高く、５８０℃未満で行うのが最適である。４６０℃以下では合金化進行が遅く、５８０℃以上では過合金により地鉄界面に生成する硬くて脆いＺｎ−Ｆｅ合金層が生成しすぎてめっき密着性が劣化するだけでなく、残留オーステナイト相が分解するため、強度が低下する。
表１に示す成分組成を有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造法にてスラブとした。得られたスラブを１２００℃に加熱後、２．３〜４．５ｍｍの各板厚まで熱間圧延を行い、巻き取りを行った。次いで、得られた熱延板を酸洗し、冷間圧延を施して板厚０．６〜１．０ｍｍ、板幅１２００〜１５００ｍｍの冷間圧延鋼板とした。その後、雰囲気調整が可能な炉において表２または表３に示す熱処理条件にて第１加熱工程、第２加熱工程および均熱工程を行った。この際、第１加熱工程と第２加熱工程はＤＦＦ型加熱炉またはＮＯＦ型加熱炉で行った。燃料ガスにはコークス炉で発生するＣガスを用いた。均熱工程はＲＴＦ型加熱炉で行い雰囲気ガスとしてＨ２、Ｎ２および不可避的不純物を含むガスを供給した。引き続き、０．１３〜０．１９％のＡｌを含有したＺｎ浴にて溶融亜鉛めっき処理を施し、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩと称すこともある）を得た。その後、必要に応じて合金化処理を施し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡと称すこともある）を得た。
本発明では、溶融亜鉛めっき鋼板表面の不めっきや押し疵などの外観不良の有無、幅方向の付着量差および合金化度差で表面安定性の評価を行った。なお、付着量は蛍光Ｘ線量を測定し検量線から求めた。また、合金化度とはＸ線回折法により測定しためっき皮膜中のＦｅ含有率である。付着量および合金化度は鋼板の板幅の１／４位置、１／２位置、３／４位置および鋼板両端部からそれぞれ１００ｍｍ位置の合計５箇所で付着量および合金化度を測定し、最大値と最小値の差で評価した。評価の標記を以下に示す。
×：外観不良あり
△：外観不良なし、かつ、付着量差＞３ｇ／ｍ２、または、合金化度差＞１．５％
○：外観不良なし、かつ、付着量差≦３ｇ／ｍ２、かつ、合金化度差≦１．５％
ただし、合金化処理を施さない場合は、合金化度は評価の対象外とする。
×：外観不良あり
△：外観不良なし、かつ、付着量差＞３ｇ／ｍ２、または、合金化度差＞１．５％
○：外観不良なし、かつ、付着量差≦３ｇ／ｍ２、かつ、合金化度差≦１．５％
ただし、合金化処理を施さない場合は、合金化度は評価の対象外とする。
また、引張試験は、引張方向が鋼板の圧延方向と直角方向となるようにサンプルを採取したＪＩＳ５号試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠して行い、引張強度（ＴＳ）を測定した。
得られた結果を表２および表３に示す。
得られた結果を表２および表３に示す。
表２、表３より、本発明例の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板帯は、いずれもＴＳが５４０ＭＰａ以上であり、表面安定性にも優れている。一方、比較例では、付着量差または合金化度差が大きく表面安定性に劣っている。
本発明によれば、高強度（５４０ＭＰａ以上の引張強度ＴＳ）を有し、かつ、表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。本発明の高強度溶融亜鉛めっき鋼板を、例えば、自動車構造部材に適用することにより車体軽量化による燃費改善を図ることができる。
Claims (4)
- 質量％で、Ｃ：０．０４０〜０．２００％、Ｓｉ：０．７０〜２．３０％、Ｍｎ：０．８０〜２．８０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．００８０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる冷間圧延鋼板に溶融亜鉛めっきを施すに際し、第１加熱工程では、０．１０≦Ｏ２≦２０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦５０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で４００〜７５０℃の温度で加熱し、次いで、第２加熱工程では、０．０１≦Ｏ２＜０．１０ｖｏｌ％、１≦Ｈ２Ｏ≦２０ｖｏｌ％を含有する雰囲気中で６００〜８５０℃の温度で加熱し、次いで、均熱工程では、０．０５≦Ｈ２≦３．０ｖｏｌ％を含み露点が０℃以下の雰囲気中で７５０〜９００℃の温度域で１５〜６００秒保持した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 質量％で、さらに、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、Ｖ：０．００５〜０．５００％、Ｍｏ：０．００５〜０．５００％、Ｎｉ：０．０５〜１．００％、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％のうちから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項１に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 前記第１加熱工程は、直火炉または無酸化炉により１．００≦空気比≦１．２５の条件で行い、前記第２加熱工程は、直火炉または無酸化炉により空気比＜１．００の条件で行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 溶融亜鉛めっきを施した後、さらに合金化処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2007291498A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-11-08 | Jfe Steel Kk | 外観性とめっき密着性に優れる高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016038801A1 (ja) * | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び製造設備 |
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