JP2016527401A - 亜鉛コーティングを備えた鋼板 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの亜鉛層を含み、蒸着室内部の圧力Ｐｃｈａｍｂｅｒおよび亜鉛吐出室内部の圧力Ｐｅｊｅｃｔの間の比が２・１０−３から５．５・１０−２の間であるジェット蒸着法によって得られたコーティングを備えた鋼板、ならびに関連する製造方法。

Description

本発明は、特に自動車用部品の製造を目的とし（この用途に限定されることはない）、場合により塗料で覆われた亜鉛層を含むコーティングを備えた鋼板に関する。

本質的に亜鉛を含む亜鉛めっきコーティングは、例えば、自動車部門であろうと建築業界であろうと、従来、腐食に対してこのコーティングが与えるその有効な保護のために使用されている。

以下の本文では、亜鉛コーティングは、潜在的に生産の間に得られる微量で存在する不可避的不純物を含む、純亜鉛コーティングを意味する。

このようにコーティングした鋼コイルは、時には数ヶ月間貯蔵倉庫に置かれることがあり、それらの表面は、最終ユーザーによって成形される前に表面腐食の出現によって変更されてはならない。特に、貯蔵環境がいかなるものであっても、鋼が太陽におよび／または水分に、湿った環境にまたは塩水環境にすら晒されるとしても、初期腐食が起こらない場合がある。水分のあるまたは湿った環境で貯蔵する場合の一時的な保護を提供するために、保護油層が鋼コイルの表面に適用することもできる。

鋼板の表面に亜鉛コーティングを堆積するために最も頻繁に使用される方法は、亜鉛めっきまたは電気亜鉛めっきである。しかし、これらの従来の方法は、高レベルのＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｐ、ＣｒまたはＢ等の酸化性元素を含む等級の鋼をコーティングすることができず、新たなコーティング方法、特にジェット蒸着（ＪＶＤ）のような真空蒸着技術の開発をもたらした。

それにもかかわらず、これらの真空コーティングは、保護油の層を塗布した後ですら、従来のコーティングと同じレベルの一時的保護を提供しない。

従って、本発明の目的は、腐食に対する良好な一時的な保護を提供する真空蒸着による亜鉛コーティング鋼板を利用可能にすることによって、従来技術の方法を使用したコーティング鋼の欠点を除去することである。

この目的のため、本発明の第１の目的は、請求項１に記載の鋼板である。

また、この板は、個々にまたは組み合わせて考慮される、請求項２から５の特徴を有することができる。

本発明追加の目的は、請求項６に記載の方法である。

また、この方法は、個々にまたは組み合わせて考慮される、請求項７から８の特徴を有することができる。

本発明の追加の特徴および利点は以下により詳細に記載される。

本発明を例示するために、試験が行われ、特に添付の図面を参照しながら、非限定的実施例により説明される。

本発明により請求された方法を実施するために使用できるジェット蒸着設備を示す。 従来技術によるコーティング板の実寸大写真である。 本発明によるコーティング板の実寸大写真である。

本発明のコーティング板は、まず、自動車の車体部品の製造に使用できるように、好ましくは熱間圧延され、次いで冷間圧延された鋼の基材を含む。しかし、本発明はこの分野に限定されるものではなく、その意図された最終用途にかかわらず、あらゆる鋼部品に使用できる。

鋼基材は、特に、高レベルの酸化性元素を含む、ＶＨＳ（非常に高強度な鋼、一般に４５０から９００ＭＰａの間）またはＵＨＳ（超高強度、一般に９００ＭＰａ超過）鋼の以下のグレードの１つとすることができる：
− ０．１重量％までのＴｉを含むことができる、侵入型元素のない鋼（ＩＦ、侵入型元素フリー）；
− ＤＰ５００鋼のような、ＤＰ１２００鋼までの、１重量％までのＳｉ、Ｃｒおよび／またはＡｌに関連して３重量％までのＭｎを含有することができる二相鋼；
− ＴＲＩＰ７８０鋼のような、例えば、約１．６重量％のＭｎおよび１．５重量％のＳｉを含むＴＲＩＰ鋼（変態誘起塑性）鋼；
− リンを含有するＴＲＩＰ鋼または二相鋼；
− 高含有率（一般には１７から２５重量％）のＭｎを有するＴＷＩＰ（トワイニング誘起塑性）鋼；
− Ｆｅ−ＡＬ鋼のような、例えば、１０重量％までのＡｌを含むことができる低密度鋼；
− 他の合金元素（Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ等.）に関連して高濃度（一般には１３から３５重量％）のクロムを有するステンレス鋼。

鋼板は、場合により、最終製品の所望の特性に適切な方式で、亜鉛層の他に１つ以上の追加の層でコーティングしてもよい。亜鉛層は、好ましくは、コーティングの最上層である。

本発明に係る鋼板の製造方法は図１により具体的に示され、図１は真空蒸着室２を含む設備１を示す。この室は入口ロックおよび出口ロック（図示せず）を含み、これらの間をコーティングされるべき鋼板３が循環する。板３は、任意の適切な手段、例えば、その上にストリップを支持することが可能な回転支持体ローラによって移動させることができる。

コーティングすべきストリップの表面に対向するようにスロット８を装備した吐出室７が位置し、スロット８の上部は、例えば、コーティングされるべきストリップの表面から２０から６０ｍｍの間の距離ｄ離れて位置している。この室７は、鋼ストリップ３の表面に蒸着されるべき液体亜鉛９を含む蒸発るつぼ４上に載せられている。蒸発るつぼ４は、有利には、蒸気の形成を可能にする誘導加熱装置５を装備する。次いで蒸気は、それを吐出室７およびスロット８（好ましくは、コーティングされるべき基材の表面に向けて噴流を形成するように調整される）に案内する導管１０を介して、るつぼから出る。スロット８の存在により、均一な蒸着を達成するという利点を有するスロット（音速スロート）に沿って一定の音速での蒸気の質量流量の調節が可能になる。この技術は頭字語「ＪＶＤ」（ジェット蒸着）を使用して後で参照される。この技術の追加の情報については、特許ＥＰ０７４４７０５６号に記載されている。

図示しない別の実施形態では、るつぼおよび吐出室は一つの同じ部分であり、コーティングされるべき基材の表面に向けられたスロットを含む。この実施形態では、亜鉛を加熱することによって作成された蒸気は、スロットに向けて直接上り、コーティングされる基板の表面に向けられた噴流を形成する。

蒸着室２の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}および吐出室７の圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}は、Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}に対するＰ_{ｃｈａｍｂｅｒ}の比が２・１０^−３から５．５・１０^−２の間になるように維持される。

蒸着室２の圧力は、場合により６・１０^−２ミリバールから２・１０^−１ミリバールの間の圧力に維持され、コーティングの表面外観を改善する。

次いで、このようにコーティングされた板の表面に油層が塗布され、送達または最終製品への変換の前に板を水分のある、湿ったおよび／または塩水環境で貯蔵する場合の一時的な保護を提供する。

スキンパス（ｓｋｉｎ−ｐａｓｓ）工程に供されているかあるいは供されていなくてもよい板１は、次いで、切断され、例えば、スタンピング、曲げ、成形により成形されて、コーティング上に塗膜を形成するために塗布されることができる部品を形成する。

本発明は、限定的ではない実施例によって実行された試験に基づいて、以下に説明される。

試験
表面腐食
実行されたテストは、「フューミドサーム（ｈｕｍｉｄｏｔｈｅｒｍ）試験」と呼ばれ、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６２７０−２に規定された人工気象室で実施される。

腐食に対する一時的な保護は、貯蔵または輸送中の板をシミュレートするフラットパネル、または一箇所でスタンプされ、別の箇所に運ばれる金属部分（例えば、車のドア）を代表する変形パネル上で評価することができる。

試験される各パネルは、脱脂し、次いでＩＳＯ６２７０−２に規定された油噴霧装置によって適切な油で両面をコーティングする。パネルには、試験がドイツの自動車会社のために行われる場合、１．２ｇ／ｍ^２でＦｕｃｈｓ Ａｎｔｉｃｏｒｉｔ ＲＰ ４１０７ｓ、Ｆｕｃｈｓ ３８０２／３９５またはＺｅｌｌｅｒ ＰＬ６１が使用され、試験がフランスの自動車会社のために行われる場合、１．２ｇ／ｍ^２±０．３ｇ／ｍ^２でＱｕａｋｅｒ Ｆｅｒｒｏｃｏａｔ Ｎ ６１３０を使用して油を塗布する。パネルは、組み立てられないままで未塗装のままにする。

一連の２４時間の老化サイクルがその後パネルに適用され、各サイクルは以下を含む：
− ４０℃±３℃で相対湿度約１００％（人工気象室は加熱中を含み閉鎖される）で８時間、次いで
− １８℃から２８℃の間で周囲湿度（人工気象室は冷却中を含み開放または換気される）で１６時間。

一連のサイクルの終わりには、パネルの表面外観の変化を、変化した表面のパーセンテージの観点で評価する。

表面外観の変化の割合は、Ｑｕａｋｅｒ油で処理した試料に対しては１０サイクル後に、Ｆｕｃｈｓ油またはＺｅｌｌｅｒ油の１つで処理した試料に対しては１５サイクル後に１０％未満でなければならない。

試験
７．５μｍの厚さの亜鉛コーティングを含む、アルセロールミタルによって販売されている種類、タイプＤＣ０６の４シリーズの冷間圧延ＩＦ鋼板試料を製造した。このコーティングは、ジェット蒸着法を使用して蒸着させた。

試料の各々に対し、蒸着室の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}および吐出室の圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}の間の異なる圧力比でもってコーティングを塗布した。吐出室のスロット８の上部とコーティングされるべきストリップの表面の間の距離ｄは同一であり、約３５ｍｍに等しく、吐出室７内の圧力は約３．４ミリバールである。前述のようにコーティングされた試料を、次いで、保護油で覆い、その後特定数のサイクルに供する。

試験は、塗布された油の種類に応じて、１０または１５サイクル実施されるが、全表面が劣化した場合には、１０または１５サイクルの終了前に中断される。

次いで、それらを表面腐食試験に供し、その結果を、蒸着室の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}および吐出室の圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}の間の比と共に表２に示す。

本発明に従うコーティング板は、本発明に従ってコーティングされなかった板よりも良好な表面腐食耐性を示すことがわかった。

図２は、上記のように６回の老化サイクル後に２．９・１０^−５の圧力比でコーティングした試料１の実寸大の写真である。この図は板の表面全体が６サイクル後に変化（１１）したことを示す。

図３は、上記のように、ただし、１０回の老化サイクル後に３．２３・１０^−２の圧力比でコーティングした試料１の実寸大の写真である。この図は板の表面全体が実質的に変化しないことを示す。

Claims (8)

1. 少なくとも１つの亜鉛層を含み、蒸着室内部の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}および亜鉛吐出室内部の圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}の間の比が２・１０^−３から５．５・１０^−２の間であるジェット蒸着法によって得られたコーティングを備えた鋼板。
2. 蒸着室が、６・１０^−２ミリバールから２・１０^−１ミリバールの間の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}に維持される方法によって得られた請求項１に記載の鋼板。
3. 吐出室７のスロット８の上部およびコーティングされるべき鋼板の間の距離ｄが２０から６０ｍｍの間である方法によって得られた請求項１または２に記載の鋼板。
4. 亜鉛層がコーティングの最上層である請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼板。
5. コーティング鋼が非常に高強度な鋼である請求項１から４のいずれか一項に記載の鋼板。
6. 圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}に維持され、圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}に維持された蒸着室の内部に含まれる吐出室７を介して亜鉛の音速蒸気噴流によって板をコーティングすることを含む、コーティング板の製造方法であって、圧力Ｐ_{ｅｊｅｃｔ}に対する圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}の比が２・１０^−３から５．５・１０^−２の間である方法。
7. ６・１０^−２ミリバールから２・１０^−１ミリバールの間の圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}に維持された蒸着室の内部で亜鉛の音速蒸気噴流によって板をコーティングすることを含む、コーティング板の製造方法。
8. 吐出室７のスロット８の上部およびコーティングされるべき鋼板の間の距離ｄが２０から６０ｍｍの間である請求項７に記載の方法。

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