JP2600528B2 - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めっき鋼板Info
- Publication number
- JP2600528B2 JP2600528B2 JP18892091A JP18892091A JP2600528B2 JP 2600528 B2 JP2600528 B2 JP 2600528B2 JP 18892091 A JP18892091 A JP 18892091A JP 18892091 A JP18892091 A JP 18892091A JP 2600528 B2 JP2600528 B2 JP 2600528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- plating
- steel
- adhesion
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板とその上に設けた
めっき層とから構成される一種の複合材料である合金化
溶融亜鉛めっき鋼板に関し、より具体的には、めっき皮
膜と鋼板基材との密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板、特に家電用塗装鋼板、自動車用鋼板として好適な
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
めっき層とから構成される一種の複合材料である合金化
溶融亜鉛めっき鋼板に関し、より具体的には、めっき皮
膜と鋼板基材との密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板、特に家電用塗装鋼板、自動車用鋼板として好適な
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、家電、建材、および自動車の産業
分野においては亜鉛系のめっき鋼板が大量に使用されて
いるが、とりわけ経済性とその防錆機能、さらには塗装
後の耐食性、加工性等の性能の点で合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板が広く用いられようになってきている。合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は、鋼板基材にめっき層を合金化して
複合化した一種の複合材料であり、通常、連続的に溶融
亜鉛めっきした鋼板を熱処理炉で 500〜600 ℃の材料温
度に３〜30s 加熱することによりFe−Zn合金めっき層を
形成せしめて製造される。その場合、鋼板は、溶融めっ
き前に連続炉において予熱されH2＋N2の保護雰囲気中、
材料に応じた焼鈍温度条件で還元焼鈍され、次いでめっ
き浴温度前後に冷却され、しかる後溶融亜鉛めっきが施
される。保護雰囲気の露点は−35℃から−20℃の範囲に
ありこれよりも高い露点では不めっきが生じる場合があ
る。不めっきの発生は焼鈍過程で生じる鋼板表面のSi、
Mn等の酸化物が原因である。
分野においては亜鉛系のめっき鋼板が大量に使用されて
いるが、とりわけ経済性とその防錆機能、さらには塗装
後の耐食性、加工性等の性能の点で合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板が広く用いられようになってきている。合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は、鋼板基材にめっき層を合金化して
複合化した一種の複合材料であり、通常、連続的に溶融
亜鉛めっきした鋼板を熱処理炉で 500〜600 ℃の材料温
度に３〜30s 加熱することによりFe−Zn合金めっき層を
形成せしめて製造される。その場合、鋼板は、溶融めっ
き前に連続炉において予熱されH2＋N2の保護雰囲気中、
材料に応じた焼鈍温度条件で還元焼鈍され、次いでめっ
き浴温度前後に冷却され、しかる後溶融亜鉛めっきが施
される。保護雰囲気の露点は−35℃から−20℃の範囲に
ありこれよりも高い露点では不めっきが生じる場合があ
る。不めっきの発生は焼鈍過程で生じる鋼板表面のSi、
Mn等の酸化物が原因である。
【０００３】合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層はFe
−Znの金属間化合物より成り、一般にその平均Fe濃度は
８〜12wt％である。そのめっき付着量は通常片面当り25
〜70g/m2であり、これより薄いものは通常の手段では製
造することが難しく、またこの範囲を上回る厚いものは
めっき層の耐パウダリング性を確保することが困難であ
るので一般には製造されていない。めっき皮膜中には通
常0.12〜0.2 ％前後のAlが含有されることが多い。これ
は合金化溶融亜鉛めっき鋼板と同一設備で製造される通
常の溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面における合金
層の生成を抑制してめっき層の加工性を保持するために
添加されるAlが不可避的に混入することもあるが、通常
は、合金化溶融亜鉛めっき層の耐パウダリング性を確保
し、かつ溶融めっき時のドロスの発生を抑制するうえか
らもめっき浴中に0.08〜0.11％程度のAlを混入させるこ
とがむしろ適当であると考えられているからである。Al
はめっき時にめっき層中に富化する傾向があるため、そ
のようなAl含有めっき浴でめっきすればめっき層中のAl
濃度は0.12〜0.2 ％の範囲となるのである。
−Znの金属間化合物より成り、一般にその平均Fe濃度は
８〜12wt％である。そのめっき付着量は通常片面当り25
〜70g/m2であり、これより薄いものは通常の手段では製
造することが難しく、またこの範囲を上回る厚いものは
めっき層の耐パウダリング性を確保することが困難であ
るので一般には製造されていない。めっき皮膜中には通
常0.12〜0.2 ％前後のAlが含有されることが多い。これ
は合金化溶融亜鉛めっき鋼板と同一設備で製造される通
常の溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面における合金
層の生成を抑制してめっき層の加工性を保持するために
添加されるAlが不可避的に混入することもあるが、通常
は、合金化溶融亜鉛めっき層の耐パウダリング性を確保
し、かつ溶融めっき時のドロスの発生を抑制するうえか
らもめっき浴中に0.08〜0.11％程度のAlを混入させるこ
とがむしろ適当であると考えられているからである。Al
はめっき時にめっき層中に富化する傾向があるため、そ
のようなAl含有めっき浴でめっきすればめっき層中のAl
濃度は0.12〜0.2 ％の範囲となるのである。
【０００４】一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の鋼板素
材としては従来低炭素Alキルド鋼が用いられることが多
かったが、近年その用途の拡大に伴って深絞り性が要求
されることが多くなったためいわゆるIF鋼と呼ばれる極
低炭素鋼が使用される場合も増加している。このIF鋼(i
nterstitial-free 鋼) は、不可避的なＮ、Ｃ等の侵入
型固溶元素をTiもしくはNb等の合金元素で固定した材料
であり、非時効性で加工性の高い素材である。かかるIF
鋼の成分として通常Ｃ≦0.003 ％、Si≦0.04％、Mn:0.1
2 〜0.30％、Ｐ:0.01 〜0.02％、Ｓ:0.008〜0.02％、Ｎ
≦0.04％、Al:0.02 〜0.05％、Ti:0.02 〜0.06％、Nb≦
0.015 ％の素材が広く採用されている。なお、Nbに関し
ては添加されない場合もあり、またフェライト粒界の脆
化防止のために20ppm 以下のＢがさらに添加される場合
もある。
材としては従来低炭素Alキルド鋼が用いられることが多
かったが、近年その用途の拡大に伴って深絞り性が要求
されることが多くなったためいわゆるIF鋼と呼ばれる極
低炭素鋼が使用される場合も増加している。このIF鋼(i
nterstitial-free 鋼) は、不可避的なＮ、Ｃ等の侵入
型固溶元素をTiもしくはNb等の合金元素で固定した材料
であり、非時効性で加工性の高い素材である。かかるIF
鋼の成分として通常Ｃ≦0.003 ％、Si≦0.04％、Mn:0.1
2 〜0.30％、Ｐ:0.01 〜0.02％、Ｓ:0.008〜0.02％、Ｎ
≦0.04％、Al:0.02 〜0.05％、Ti:0.02 〜0.06％、Nb≦
0.015 ％の素材が広く採用されている。なお、Nbに関し
ては添加されない場合もあり、またフェライト粒界の脆
化防止のために20ppm 以下のＢがさらに添加される場合
もある。
【０００５】このように、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は
広い用途を有するが、金属間化合物系の皮膜を有するた
めに、めっき／鋼界面の密着性が低いという欠点があ
る。すなわち、Ni−Zn、Fe−Zn等の電気めっき手段によ
る合金めっきも含めて皮膜に変形能のない場合、めっき
皮膜と鋼との界面に剪断力が作用した場合、界面で剥離
が生じやすいという欠点がある。結果的には、特に塗装
した後の衝撃的な変形や、剪断等の加工で剥離を生じや
すいほか、接着材で接合した場合に鋼板／めっき界面で
剥離してしまうことがある。かかる問題点について電気
めっき系の場合には、あらかじめ鋼板表面にNi濃度の高
いNi−Zn層の薄層を施すなどの適当な前処理手段で解決
できることが知られているが、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に関しては適当な手段がほとんどないのが実状であ
る。
広い用途を有するが、金属間化合物系の皮膜を有するた
めに、めっき／鋼界面の密着性が低いという欠点があ
る。すなわち、Ni−Zn、Fe−Zn等の電気めっき手段によ
る合金めっきも含めて皮膜に変形能のない場合、めっき
皮膜と鋼との界面に剪断力が作用した場合、界面で剥離
が生じやすいという欠点がある。結果的には、特に塗装
した後の衝撃的な変形や、剪断等の加工で剥離を生じや
すいほか、接着材で接合した場合に鋼板／めっき界面で
剥離してしまうことがある。かかる問題点について電気
めっき系の場合には、あらかじめ鋼板表面にNi濃度の高
いNi−Zn層の薄層を施すなどの適当な前処理手段で解決
できることが知られているが、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に関しては適当な手段がほとんどないのが実状であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板では、めっき／鋼界面の密着力が非常に小さ
く、そのため各種の過酷な変形や衝撃 (特に塗装後の)
を受けた場合にそれに耐えられない。したがって、本発
明の目的は、めっき／鋼界面の密着力を大幅に向上させ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することである。よ
り具体的には、本発明の目的は、めっき／鋼界面の密着
力の指標である剥離面積率30％以下、かつ成形性の指標
としての機械特性値として、伸び45％以上、γ値1.5 以
上である合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することであ
る。
めっき鋼板では、めっき／鋼界面の密着力が非常に小さ
く、そのため各種の過酷な変形や衝撃 (特に塗装後の)
を受けた場合にそれに耐えられない。したがって、本発
明の目的は、めっき／鋼界面の密着力を大幅に向上させ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することである。よ
り具体的には、本発明の目的は、めっき／鋼界面の密着
力の指標である剥離面積率30％以下、かつ成形性の指標
としての機械特性値として、伸び45％以上、γ値1.5 以
上である合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかるめっき／鋼界面の
剥離の問題は、界面の幾何学的な形状、めっき層および
基板の機械的な性質や物理常数 (例えば弾性率) 等によ
るばかりでなく、真の界面密着強度によって最も強く支
配されると考えられる。従って、界面の密着性に優れた
鋼板を得るためにはめっき層の改質、めっき／鋼界面の
幾何学的形状の適正化、鋼板素材の適正化等の観点から
ばかりでなく真の界面密着度の改善のための対策が必要
となる。そこで、かかる観点から本発明者らが、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面の密着力改善に関
して鋭意検討した結果、極低炭素鋼において基板表面の
結晶方位を制御しα｛111 ｝方位およびこの近傍方位面
を抑制し鋼板表面にα[001] 晶帯面を増加させることが
めっき層／鋼板界面の密着力向上に有効なことを見い出
し、本発明を完成した。
剥離の問題は、界面の幾何学的な形状、めっき層および
基板の機械的な性質や物理常数 (例えば弾性率) 等によ
るばかりでなく、真の界面密着強度によって最も強く支
配されると考えられる。従って、界面の密着性に優れた
鋼板を得るためにはめっき層の改質、めっき／鋼界面の
幾何学的形状の適正化、鋼板素材の適正化等の観点から
ばかりでなく真の界面密着度の改善のための対策が必要
となる。そこで、かかる観点から本発明者らが、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面の密着力改善に関
して鋭意検討した結果、極低炭素鋼において基板表面の
結晶方位を制御しα｛111 ｝方位およびこの近傍方位面
を抑制し鋼板表面にα[001] 晶帯面を増加させることが
めっき層／鋼板界面の密着力向上に有効なことを見い出
し、本発明を完成した。
【０００８】ここに、本発明は、極低炭素鋼板とその上
に被覆されためっき層から構成された合金化溶融亜鉛め
っき鋼板であって、該極低炭素鋼板が、Ｃ≦0.008 重量
％、Ｐ≦0.03重量％、かつTi≧0.02重量％またはTi＋Nb
≧0.02重量％であり、さらに該極低炭素鋼板の表層のフ
ェライト方位が、Ｘ線回折積分強度比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≦ 3.8 鋼板内部のフェライト方位が、同じくＸ線回折積分強度
比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≧ 12 であり、前記めっき層が、重量割合で、Al／Zn≧0.15
％、Fe／(Fe+Zn): 8〜15％であることを特徴とする合金
化溶融亜鉛めっき鋼板である。
に被覆されためっき層から構成された合金化溶融亜鉛め
っき鋼板であって、該極低炭素鋼板が、Ｃ≦0.008 重量
％、Ｐ≦0.03重量％、かつTi≧0.02重量％またはTi＋Nb
≧0.02重量％であり、さらに該極低炭素鋼板の表層のフ
ェライト方位が、Ｘ線回折積分強度比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≦ 3.8 鋼板内部のフェライト方位が、同じくＸ線回折積分強度
比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≧ 12 であり、前記めっき層が、重量割合で、Al／Zn≧0.15
％、Fe／(Fe+Zn): 8〜15％であることを特徴とする合金
化溶融亜鉛めっき鋼板である。
【０００９】
【作用】このように、本発明によれば、上述の表面配向
性を有する鋼板を0.10〜0.2 ％AlのZnめっき浴で溶融め
っきし、さらに合金化処理を施すことによりめっき／鋼
界面の密着力が格段に向上するのである。このようなす
ぐれた作用効果が発揮される機構については現在必ずし
も明確でないが、以下のように考えられる。つまり、鋼
板と合金化溶融亜鉛めっき層の密着力が向上するために
は、α−Fe表層が侵食されFe濃度が過剰のГ相ないしは
α−FeのZn固溶体に近い組成の薄層が形成されることが
必要と考えられる。ところが、α−Feの面方位により溶
融亜鉛との反応性が異なり、α｛111 ｝近傍面ではかか
る領域が形成されにくいのに対して、α[001] 晶帯の近
傍面では溶融亜鉛との反応でかかる領域が形成され易
い。またZn中のAl濃度が低い場合はГ相は形成される
が、上記に相当する薄層は形成されにくい。
性を有する鋼板を0.10〜0.2 ％AlのZnめっき浴で溶融め
っきし、さらに合金化処理を施すことによりめっき／鋼
界面の密着力が格段に向上するのである。このようなす
ぐれた作用効果が発揮される機構については現在必ずし
も明確でないが、以下のように考えられる。つまり、鋼
板と合金化溶融亜鉛めっき層の密着力が向上するために
は、α−Fe表層が侵食されFe濃度が過剰のГ相ないしは
α−FeのZn固溶体に近い組成の薄層が形成されることが
必要と考えられる。ところが、α−Feの面方位により溶
融亜鉛との反応性が異なり、α｛111 ｝近傍面ではかか
る領域が形成されにくいのに対して、α[001] 晶帯の近
傍面では溶融亜鉛との反応でかかる領域が形成され易
い。またZn中のAl濃度が低い場合はГ相は形成される
が、上記に相当する薄層は形成されにくい。
【００１０】また、かかる薄層の形成は、鋼の純度にも
依存し、極低炭素鋼等では形成されやすいが固溶炭素の
存在する鋼やＰ添加鋼では生じにくい。したがって、特
定の組成をもった鋼に表層のα−Feの配向性を制御し比
較的Al濃度の高いZnめっき浴でめっきし、合金化処理す
ることで格段に界面密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を提供することができる。かくして、極低炭素鋼
の表層のα｛111 ｝の発達を抑制し、α｛100 ｝、α
｛110 ｝の成長を促進することで望ましいめっき密着性
が得られるが、極低炭素鋼の優れた機械的特性を満たす
には鋼板内部でα｛111 ｝を十分発達させる必要があ
る。このように鋼板の表層のみでα｛111 ｝の発達を抑
制し、内部でα｛111｝の発達を促進する方法の一つと
して具体的には、焼鈍前の鋼板にアルカリ水溶液を塗布
した後、焼鈍することで可能となる。なお、この点、従
来はこのような考えはなく、脱脂にアルカリ液が用いら
れるが水洗後焼鈍されてきた。
依存し、極低炭素鋼等では形成されやすいが固溶炭素の
存在する鋼やＰ添加鋼では生じにくい。したがって、特
定の組成をもった鋼に表層のα−Feの配向性を制御し比
較的Al濃度の高いZnめっき浴でめっきし、合金化処理す
ることで格段に界面密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を提供することができる。かくして、極低炭素鋼
の表層のα｛111 ｝の発達を抑制し、α｛100 ｝、α
｛110 ｝の成長を促進することで望ましいめっき密着性
が得られるが、極低炭素鋼の優れた機械的特性を満たす
には鋼板内部でα｛111 ｝を十分発達させる必要があ
る。このように鋼板の表層のみでα｛111 ｝の発達を抑
制し、内部でα｛111｝の発達を促進する方法の一つと
して具体的には、焼鈍前の鋼板にアルカリ水溶液を塗布
した後、焼鈍することで可能となる。なお、この点、従
来はこのような考えはなく、脱脂にアルカリ液が用いら
れるが水洗後焼鈍されてきた。
【００１１】次に、本発明において上述のような限定を
なした理由を説明する。本発明においては基板となる鋼
板は極低炭素IF鋼であり、そのためには鋼成分として重
量比でＣ＜0.008 ％、Ｐ＜0.03％、Ti≧0.02％またはTi
＋Nb≧0.02％を満たすことが要求される。
なした理由を説明する。本発明においては基板となる鋼
板は極低炭素IF鋼であり、そのためには鋼成分として重
量比でＣ＜0.008 ％、Ｐ＜0.03％、Ti≧0.02％またはTi
＋Nb≧0.02％を満たすことが要求される。
【００１２】Ｃはその量が多いと固溶体をつくりやすく
成形性が低下する上、Fe濃度が過剰のΓ相ないしα−Fe
のZn固溶体に近い組成の薄層の形成を妨げる。ＣはTiや
Nbで固定することができるがＣの濃度が増加すると必要
なTiもしくはNbの濃度が増加しコストアップにつなが
る。そのため上限は0.008 ％とする。
成形性が低下する上、Fe濃度が過剰のΓ相ないしα−Fe
のZn固溶体に近い組成の薄層の形成を妨げる。ＣはTiや
Nbで固定することができるがＣの濃度が増加すると必要
なTiもしくはNbの濃度が増加しコストアップにつなが
る。そのため上限は0.008 ％とする。
【００１３】ＰはFe濃度が過剰のΓ相ないしはα−Feの
Zn固溶体に近い組成の薄層の形成を妨げる作用があり、
Ti添加鋼あるいはTi・Nb添加鋼においては合金化溶融亜
鉛めっき皮膜と鋼の界面の密着性を低下させる。さらに
ＰはTiと結合してTiのＣ固定を妨げる。このような点か
ら上限を0.03％とする。
Zn固溶体に近い組成の薄層の形成を妨げる作用があり、
Ti添加鋼あるいはTi・Nb添加鋼においては合金化溶融亜
鉛めっき皮膜と鋼の界面の密着性を低下させる。さらに
ＰはTiと結合してTiのＣ固定を妨げる。このような点か
ら上限を0.03％とする。
【００１４】Ti、もしくはTi＋NbはＣを固定しIF鋼とす
るために必要であるが、Ｎ、Ｓ、Ｐとも結合するため通
常0.02％以上必要である。特に上限は規定されないが、
一般には 0.2％以下である。
るために必要であるが、Ｎ、Ｓ、Ｐとも結合するため通
常0.02％以上必要である。特に上限は規定されないが、
一般には 0.2％以下である。
【００１５】本発明に対して直接の影響はないので特に
規定はしないが、本発明の好適態様によれば、他の合金
元素として、Si≦0.04％、Mn≦0.80％、Ｓ≦0.02％、Ｎ
≦0.05％、およびAl≦0.05％の少なくとも一種が必要に
応じて共存するものとする。またフェライト粒界の脆化
防止のために20ppm 以下のＢがさらに添加される場合も
ある。
規定はしないが、本発明の好適態様によれば、他の合金
元素として、Si≦0.04％、Mn≦0.80％、Ｓ≦0.02％、Ｎ
≦0.05％、およびAl≦0.05％の少なくとも一種が必要に
応じて共存するものとする。またフェライト粒界の脆化
防止のために20ppm 以下のＢがさらに添加される場合も
ある。
【００１６】したがって、より特定的には、本発明の対
象とする鋼板は、次の鋼組成を有するものである。Ｃ:
0.008％以下、Si:0.04 ％以下、Mn:0.80 ％以下、Ｐ:0.
03 ％以下、Ｓ:0.02 ％以下、Ti:0.02 〜0.2 ％、ただ
し、Nbを含有する場合、Ti+Nb:0.02〜0.2 ％、Ｎ:0.05
％以下、Al:0.05 ％以下、所望によりＢ:20 ppm以下。
象とする鋼板は、次の鋼組成を有するものである。Ｃ:
0.008％以下、Si:0.04 ％以下、Mn:0.80 ％以下、Ｐ:0.
03 ％以下、Ｓ:0.02 ％以下、Ti:0.02 〜0.2 ％、ただ
し、Nbを含有する場合、Ti+Nb:0.02〜0.2 ％、Ｎ:0.05
％以下、Al:0.05 ％以下、所望によりＢ:20 ppm以下。
【００１７】次に、鋼板表層のフェライト方位がＸ線回
折積分強度比でＩ(222) ／Ｉ(200)≦3.8 、鋼板内部の
フェライト方位がＩ(222) ／Ｉ(200) ≧12を満たす必要
がある。
折積分強度比でＩ(222) ／Ｉ(200)≦3.8 、鋼板内部の
フェライト方位がＩ(222) ／Ｉ(200) ≧12を満たす必要
がある。
【００１８】ただし、本明細書において、上記Ｘ線回折
強度は、Mo管球を用い加速電圧30kv、電流100mA の条件
で測定するものとしＩ(222) 、Ｉ(200) は下記の式によ
り基準化した値を用いるものとする。 Ｉ(hkl) ＝ [I(hkl)m −Ｉb]／Ｉ(hkl)s Ｉ(hkl) : 規準化された(hkl) 面の積分強度 Ｉ(hkl)m : (hkl) 面の強度カウント Ｉb : バックグラウンドカウント Ｉ(hkl)s : 還元Fe標準試料の(hkl) 面の積分強度 また鋼板表面層の方位はめっき層をインヒビター含有酸
液で除去した状態で測定するものとし、鋼板内部の方位
は表面から板厚の1/4 を研磨除去した後測定するものと
する。
強度は、Mo管球を用い加速電圧30kv、電流100mA の条件
で測定するものとしＩ(222) 、Ｉ(200) は下記の式によ
り基準化した値を用いるものとする。 Ｉ(hkl) ＝ [I(hkl)m −Ｉb]／Ｉ(hkl)s Ｉ(hkl) : 規準化された(hkl) 面の積分強度 Ｉ(hkl)m : (hkl) 面の強度カウント Ｉb : バックグラウンドカウント Ｉ(hkl)s : 還元Fe標準試料の(hkl) 面の積分強度 また鋼板表面層の方位はめっき層をインヒビター含有酸
液で除去した状態で測定するものとし、鋼板内部の方位
は表面から板厚の1/4 を研磨除去した後測定するものと
する。
【００１９】前述のように合金化溶融亜鉛めっき層と鋼
との界面の密着性を高めるためには鋼板表層のα｛100
｝、α｛110 ｝の成長を促進し、α｛111 ｝の発達を
抑制する必要がある。ところで、α｛100 ｝の発達とα
｛110 ｝の発達はほぼ比例関係にあるためα｛100 ｝と
α｛111 ｝の状態を規定すれば、フェライトの配向性を
記述できる。
との界面の密着性を高めるためには鋼板表層のα｛100
｝、α｛110 ｝の成長を促進し、α｛111 ｝の発達を
抑制する必要がある。ところで、α｛100 ｝の発達とα
｛110 ｝の発達はほぼ比例関係にあるためα｛100 ｝と
α｛111 ｝の状態を規定すれば、フェライトの配向性を
記述できる。
【００２０】したがって、本発明では、α｛111 ｝とα
｛100｝のＸ線回折強度比Ｉ(222)／Ｉ(200) を採用す
る。α｛111 ｝はZnとの反応性が小さく、Fe濃度が過剰
のΓ相ないしはα−FeのZn固溶体に近い組成の薄層を形
成しにくいため、めっき／鋼界面の密着性にはあまり望
ましいものではない。むしろ界面の密着性の向上にはα
｛100 ｝、α｛110 ｝を発達させてZnとの反応を大きく
する必要がある。鋼板表層のフェライト方位が、Ｘ線回
折積分強度比で、Ｉ(222) ／Ｉ(200) ＞3.8 では望まし
い密着性は達成できない。一方、鋼板内部のフェライト
方位が、同じくＸ線回折積分強度比で、Ｉ(222) ／Ｉ(2
00) ＜12では鋼板内部の再結晶が不十分で満足な延性、
深絞り性を確保することはできない。
｛100｝のＸ線回折強度比Ｉ(222)／Ｉ(200) を採用す
る。α｛111 ｝はZnとの反応性が小さく、Fe濃度が過剰
のΓ相ないしはα−FeのZn固溶体に近い組成の薄層を形
成しにくいため、めっき／鋼界面の密着性にはあまり望
ましいものではない。むしろ界面の密着性の向上にはα
｛100 ｝、α｛110 ｝を発達させてZnとの反応を大きく
する必要がある。鋼板表層のフェライト方位が、Ｘ線回
折積分強度比で、Ｉ(222) ／Ｉ(200) ＞3.8 では望まし
い密着性は達成できない。一方、鋼板内部のフェライト
方位が、同じくＸ線回折積分強度比で、Ｉ(222) ／Ｉ(2
00) ＜12では鋼板内部の再結晶が不十分で満足な延性、
深絞り性を確保することはできない。
【００２１】このように、鋼板表面と内部とでＸ線回折
積分強度比を変えるには、前述のように鋼板表面にアル
カリを塗布する等の前処理を行うか、あるいは焼鈍雰囲
気の露点を変えることが好ましい。さらに鋼板上に形成
されためっき層が、重量割合で、Al／Zn≧0.15％、Fe／
(Fe+Zn) :8〜15％であることが要求される。上記めっき
層におけるAlは鋼板とめっき面の界面強度を向上させる
作用があり、特にα｛100 ｝、｛110 ｝面のめっき層と
の密着性を高める作用があると考えられるが、Al／Znが
0.15％未満では十分な密着性が確保されない。一方、上
記めっき層のFe濃度は高い方が「Fe濃度が過剰のΓ相な
いしはα−FeのZn固溶体に近い組成の薄層」の形成に寄
与し、鋼表面が侵食され密着性が向上するが、15％超で
はパウダリングしやすくなる。８％未満では未合金化亜
鉛が残存して溶接性の低下が起こる。望ましくはFe:9〜
11％である。
積分強度比を変えるには、前述のように鋼板表面にアル
カリを塗布する等の前処理を行うか、あるいは焼鈍雰囲
気の露点を変えることが好ましい。さらに鋼板上に形成
されためっき層が、重量割合で、Al／Zn≧0.15％、Fe／
(Fe+Zn) :8〜15％であることが要求される。上記めっき
層におけるAlは鋼板とめっき面の界面強度を向上させる
作用があり、特にα｛100 ｝、｛110 ｝面のめっき層と
の密着性を高める作用があると考えられるが、Al／Znが
0.15％未満では十分な密着性が確保されない。一方、上
記めっき層のFe濃度は高い方が「Fe濃度が過剰のΓ相な
いしはα−FeのZn固溶体に近い組成の薄層」の形成に寄
与し、鋼表面が侵食され密着性が向上するが、15％超で
はパウダリングしやすくなる。８％未満では未合金化亜
鉛が残存して溶接性の低下が起こる。望ましくはFe:9〜
11％である。
【００２２】ここに、本発明にかかる合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造に際しては、所定の成分よりなる極低炭
素鋼スラブを、たとえば、通常の手段により熱間圧延、
酸洗、冷間圧延の各工程を経て得た鋼板を脱脂洗浄した
後、その鋼板表面に１％NaOH水溶液を塗布したまま乾燥
し、これを例えばO2濃度10ppm 以下、露点−40℃以下の
H2＋N2雰囲気中所定の再結晶温度で焼鈍し、しかる後、
溶融亜鉛めっきおよび合金化処理することにより得られ
る。めっき浴には通常0.08％以上のAlを添加する。めっ
き過程でAlがめっき層、特に鋼板／めっき界面に濃化す
るため、めっき後0.15％以上のAl濃度とすることができ
る。合金化処理は300 〜600 ℃で40h 〜2sで可能である
が: 特に450 〜530 ℃で200 〜5sで行うことが望まし
い。以上のような条件を満たす本発明にかかる合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は鋼板表面の結晶配向性効果とめっき
層中のAl濃度の効果によりめっき層／鋼板界面の密着性
を著しく高めることができる。次に、本発明をその実施
例によって更に具体的に説明する。しかし、これはあく
まで例示であって、したがってこれにより本発明が不当
に制約されるものではない。
っき鋼板の製造に際しては、所定の成分よりなる極低炭
素鋼スラブを、たとえば、通常の手段により熱間圧延、
酸洗、冷間圧延の各工程を経て得た鋼板を脱脂洗浄した
後、その鋼板表面に１％NaOH水溶液を塗布したまま乾燥
し、これを例えばO2濃度10ppm 以下、露点−40℃以下の
H2＋N2雰囲気中所定の再結晶温度で焼鈍し、しかる後、
溶融亜鉛めっきおよび合金化処理することにより得られ
る。めっき浴には通常0.08％以上のAlを添加する。めっ
き過程でAlがめっき層、特に鋼板／めっき界面に濃化す
るため、めっき後0.15％以上のAl濃度とすることができ
る。合金化処理は300 〜600 ℃で40h 〜2sで可能である
が: 特に450 〜530 ℃で200 〜5sで行うことが望まし
い。以上のような条件を満たす本発明にかかる合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は鋼板表面の結晶配向性効果とめっき
層中のAl濃度の効果によりめっき層／鋼板界面の密着性
を著しく高めることができる。次に、本発明をその実施
例によって更に具体的に説明する。しかし、これはあく
まで例示であって、したがってこれにより本発明が不当
に制約されるものではない。
【００２３】
【実施例】表１に示す鋼組成を有する３種類の極低炭素
鋼冷延鋼板の未焼鈍材(板厚 0.8mmt)を250 ×100 mmに
裁断して供試鋼板とした。この鋼板を後述する表２に示
す各種方法で前処理した後、竪型溶融亜鉛めっき装置を
用いて溶融めっきを行った。鋼板は、この装置内で、露
点−22℃〜−50℃、酸素濃度１〜８ppm のN2＋26％H2の
雰囲気中750 〜850 ℃×60s の焼鈍処理を施し、次いで
460 ℃の鋼板温度に冷却の後、全Al濃度0.137 ％、全Fe
濃度0.020 ％の溶融亜鉛めっき浴中で溶融めっきを行っ
た。めっき時間は1sであり、ガスワイパーによりZn付着
量は約50g/m2(片面当り) に調整した。溶融亜鉛めっき
済みの試験片は500 ℃の塩浴中に18〜21s浸漬して合金
化処理を行った。
鋼冷延鋼板の未焼鈍材(板厚 0.8mmt)を250 ×100 mmに
裁断して供試鋼板とした。この鋼板を後述する表２に示
す各種方法で前処理した後、竪型溶融亜鉛めっき装置を
用いて溶融めっきを行った。鋼板は、この装置内で、露
点−22℃〜−50℃、酸素濃度１〜８ppm のN2＋26％H2の
雰囲気中750 〜850 ℃×60s の焼鈍処理を施し、次いで
460 ℃の鋼板温度に冷却の後、全Al濃度0.137 ％、全Fe
濃度0.020 ％の溶融亜鉛めっき浴中で溶融めっきを行っ
た。めっき時間は1sであり、ガスワイパーによりZn付着
量は約50g/m2(片面当り) に調整した。溶融亜鉛めっき
済みの試験片は500 ℃の塩浴中に18〜21s浸漬して合金
化処理を行った。
【００２４】
【表１】
【００２５】このようにして合金化処理を施した供試材
の機械的特性を調査するためJIS 5号試験片により引張
り試験を行った。各供試材について伸び(El)とランクフ
ォード値 (ｒ値、圧延方向) を表２の中に示した。また
合金化処理後の試料から25mmφの試験片を採取、0.5vol
％のインヒビター(商品名、朝日化学製「インビット710
N」) を含有した10％HCl 液でめっき層を溶解し、これ
をICPQ法でめっき層の組成分析に供するとともに、残部
鋼板をＸ線回折の試料とした。めっき層中のFe濃度、つ
まりFe/(Fe＋Zn)(％) を表２に示す。なお、めっき層中
のAl濃度、つまりAl/Zn(％) は0.19％であった。
の機械的特性を調査するためJIS 5号試験片により引張
り試験を行った。各供試材について伸び(El)とランクフ
ォード値 (ｒ値、圧延方向) を表２の中に示した。また
合金化処理後の試料から25mmφの試験片を採取、0.5vol
％のインヒビター(商品名、朝日化学製「インビット710
N」) を含有した10％HCl 液でめっき層を溶解し、これ
をICPQ法でめっき層の組成分析に供するとともに、残部
鋼板をＸ線回折の試料とした。めっき層中のFe濃度、つ
まりFe/(Fe＋Zn)(％) を表２に示す。なお、めっき層中
のAl濃度、つまりAl/Zn(％) は0.19％であった。
【００２６】Ｘ線回折積分強度の測定装置は理学電機製
RU-200であり、1 degree/minの速度で行った。最初に酸
洗面を測定し、その後板厚の1/4 まで化学研磨を行い、
その面の測定を行った。結果はそれぞれ表面、内部とし
て表２に示す。ただし、上記測定装置(RU-200)は、Mo管
球を用い加速電圧30kv、電流100mA の条件で測定を行う
ものであって、またＸ線回折積分強度Ｉ(222) ／Ｉ(20
0) は下記の式により基準化した値を用い、その比を求
めた。
RU-200であり、1 degree/minの速度で行った。最初に酸
洗面を測定し、その後板厚の1/4 まで化学研磨を行い、
その面の測定を行った。結果はそれぞれ表面、内部とし
て表２に示す。ただし、上記測定装置(RU-200)は、Mo管
球を用い加速電圧30kv、電流100mA の条件で測定を行う
ものであって、またＸ線回折積分強度Ｉ(222) ／Ｉ(20
0) は下記の式により基準化した値を用い、その比を求
めた。
【００２７】 Ｉ(hkl) ＝ [I(hkl)m −Ｉb]／Ｉ(hkl)s Ｉ(hkl) : 規準化された(hkl) 面の積分強度 Ｉ(hkl)m : (hkl) 面の強度カウント Ｉb : バックグラウンドカウント Ｉ(hkl)s : 還元Fe標準試料の(hkl) 面の積分強度 次いで、前述のようにして合金化処理を施した供試材か
らJIS K6850 準拠の引張り剪断試験片を作成し、引張り
剪断試験を行った。
らJIS K6850 準拠の引張り剪断試験片を作成し、引張り
剪断試験を行った。
【００２８】使用した接着剤は、 (株) コニシ製「ＣＹ
ＢＯＮＤ」 (商品名) で、これを約３μm の厚みに塗布
した。このようにめっき面を接着剤で接合した試験片の
引張り試験を行い、剥離もしくは破壊箇所を特定し、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面での剥離面積
比率を用いて密着性を評価した。結果は表２まとめて示
す。この比率が大きいと密着性が低く、小さいと密着性
が高いため、接着剤／めっき界面での剥離もしくは接着
剤の凝集破壊が生じていることを示す。比較例では、い
ずれも鋼／めっき界面の密着性が不十分 (剥離面積率30
％超)か機械的特性が不十分(El 45％未満、ｒ値 1.5未
満) である。
ＢＯＮＤ」 (商品名) で、これを約３μm の厚みに塗布
した。このようにめっき面を接着剤で接合した試験片の
引張り試験を行い、剥離もしくは破壊箇所を特定し、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき／鋼界面での剥離面積
比率を用いて密着性を評価した。結果は表２まとめて示
す。この比率が大きいと密着性が低く、小さいと密着性
が高いため、接着剤／めっき界面での剥離もしくは接着
剤の凝集破壊が生じていることを示す。比較例では、い
ずれも鋼／めっき界面の密着性が不十分 (剥離面積率30
％超)か機械的特性が不十分(El 45％未満、ｒ値 1.5未
満) である。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は、めっき皮膜の界面剪断剥離強度を
向上させた優れた表面処理鋼板として、特に家電用塗装
鋼板および自動車用鋼板として有用である。
融亜鉛めっき鋼板は、めっき皮膜の界面剪断剥離強度を
向上させた優れた表面処理鋼板として、特に家電用塗装
鋼板および自動車用鋼板として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−142755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223143（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263054（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−9694（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 極低炭素鋼板とその上に被覆されためっ
き層から構成された合金化溶融亜鉛めっき鋼板であっ
て、該極低炭素鋼板が、Ｃ≦0.008 重量％、Ｐ≦0.03重
量％、かつTi≧0.02重量％またはTi＋Nb≧0.02重量％で
あり、さらに該極低炭素鋼板の表層のフェライト方位
が、Ｘ線回折積分強度比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≦ 3.8 鋼板内部のフェライト方位が、同じくＸ線回折積分強度
比で Ｉ(222) ／Ｉ(200) ≧ 12 であり、前記めっき層が、重量割合で、Al／Zn≧0.15
％、Fe／(Fe+Zn): 8〜15％であることを特徴とする合金
化溶融亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18892091A JP2600528B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18892091A JP2600528B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533111A JPH0533111A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2600528B2 true JP2600528B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=16232201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18892091A Expired - Lifetime JP2600528B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600528B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8025982B2 (en) | 2005-12-06 | 2011-09-27 | Kobe Steel, Ltd. | High-strength hot dip galvannealed steel sheet having high powdering resistance and method for producing the same |
| JP6187028B2 (ja) * | 2012-08-22 | 2017-08-30 | 新日鐵住金株式会社 | 生産性とプレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18892091A patent/JP2600528B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533111A (ja) | 1993-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI437122B (zh) | 熔融Ａｌ－Ｚｎ系鍍覆鋼板及其製造方法 | |
| JP3898923B2 (ja) | 高加工時のめっき密着性および延性に優れた高強度溶融Ｚｎめっき鋼板及びその製造方法 | |
| EP1158069A1 (en) | Metal plated steel wire having excellent resistance to corrosion and workability and method for production thereof | |
| JP5783269B2 (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| KR102527548B1 (ko) | 도금 강재 | |
| JP3267178B2 (ja) | 加工性に優れたＺｎ−Ａｌ合金めっき鋼板 | |
| JPH06256903A (ja) | プレス加工性と耐めっき剥離性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JP2841889B2 (ja) | 合金化溶融Ｚｎめっき鋼板の製造方法 | |
| JP2002004018A (ja) | 塗装後耐食性が良好でプレス加工性の良い高強度溶融亜鉛めっき鋼板と塗装鋼板 | |
| JP2600528B2 (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JP2002146502A (ja) | 外観の良好な溶融Ｚｎめっき高強度鋼材 | |
| JP3163986B2 (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JP2000336467A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP2932701B2 (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JPH0681099A (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JP2001279411A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| JP2903732B2 (ja) | 合金化溶融Ｚｎめっき鋼板 | |
| JP3198900B2 (ja) | 薄目付け溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| JP2756547B2 (ja) | 難めっき鋼板の溶融Ｚｎベースめっき法 | |
| JP2841898B2 (ja) | 表面平滑性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JPH05311372A (ja) | 接着構造用合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JP3198902B2 (ja) | 薄目付け溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| JPH05148604A (ja) | 溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法 | |
| JP2956361B2 (ja) | めっき密着性の優れた強加工用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| JP3383122B2 (ja) | 耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080129 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100129 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110129 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120129 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120129 Year of fee payment: 15 |