JP2700515B2 - Ｐ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ含有高強度合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】排気ガス規制の観点から、最近強くなっ
てきた自動車の軽量化の要求に答えることと、腐食防止
を目的として自動車の外板パネル用に高強度鋼板を下地
とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板を使用する需要が増大
してきている。高強度鋼板の内、Ｐ含有高強度鋼板はＰ
含有量の増加に伴い鋼板の強度は増加するが、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板製造時の合金化速度が遅くなる。従
来、低い強度のニーズに対しては従来は製造ラインの通
板速度を遅くする方法が採られていたが、材質確保の観
点から通板速度には下限値がある為、この方法ではＰ添
加量に制約があり、上記の高強度化のニーズに応じきれ
ないという問題点がある。そこで特開平２−３８５４９
号公報のように焼鈍前にプレめっきを施す方法が提案さ
れている。但し、プレめっき法ではめっき設備が必要と
なるため、そのスペースがない場合は採用できない。又
プレめっき設備設置により生産コストが上昇する問題も
生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はプレめっき設
備のような新たな設備を設置することなく、Ｐ含有が多
い高強度鋼板の製造を可能にする方法を提案するもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】自動車用外板パネルの高
強度化のニーズに対応するためには、Ｐ含有高強度鋼板
の合金化速度を向上する必要が有る。そのため本発明者
らは焼鈍条件やめっき浴組成の検討を行った結果以下の
知見を得た。酸化帯で鉄酸化膜を積極的に生成させ、そ
れを再び還元することにより鋼板表面に純鉄層を形成す
る。その結果Ｐにより合金化を阻害されることが無くな
るため、Ｐの含有量が高い鋼板でも合金化可能になる。
しかし、純鉄層を形成しても、還元帯内で鉄酸化膜を全
部還元してしまうと、冷却炉内でＰが純鉄層へ外方拡散
し、合金化を阻害してしまう。そこで鉄酸化膜が２００
〜１０００Åになる程度で還元を止め、残りの鉄酸化膜
の還元をめっき浴中で行なうことによりＰを含有しない
純鉄層を確保出来る。但し鉄酸化膜の還元をめっき浴中
で行なう為にはめっき浴の還元力を向上する必要があ
る。

【０００５】最も簡便に還元力を高くする方法は、めっ
き浴中のＡｌ濃度を高くすることであると考えられてき
たが詳細な検討の結果、今回新しい知見として次の２点
を見いだした。 （１）Ａｌ添加浴と比較してＭｎ添加浴の方が鉄酸化物
の還元速度は大きい。 （２）Ｍｎ添加浴に於いて、Ａｌ濃度が０．０５％を越
えると鉄酸化物の還元反応速度が著しく低下する。 よって本発明方法に於いて適切な浴成分はＡｌ ０．０
５％未満、Ｍｎ０．０５〜１．０％含有し、残部Ｚｎよ
りなる亜鉛めっき浴である。

【０００６】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。Ｐ含有高強度
鋼板はＰ含有量の増加に伴い鋼板の強度は増加するが、
合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造時の合金化速度が遅くな
る為、合金化速度を向上しなければＰ含有量が多い高強
度鋼板は製造できない。合金化速度低下の原因は、鋼中
Ｐによる、めっき層／地鉄界面に形成されるＡｌ系合金
層の鉄亜鉛合金化反応抑制効果の強化である。本発明法
を用いると、０．２％までの範囲で任意の濃度のＰを含
有する鋼種に対して合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造が
可能になるが、０．０６％以下の範囲では従来法である
通板速度を下げる方法でも対応できるため、０．０６〜
０．２％の範囲が本発明法の利点が最も生かされる範囲
である。

【０００７】まず、連続式溶融めっきラインに於ける酸
化帯で鉄酸化膜を数千Å生成させる。鉄酸化膜中はＰ等
の物質が拡散し難いので、鉄酸化膜中のＰ濃度は低くな
る。これを還元することにより、鋼板表面のＰ濃度が低
い純鉄層を形成する事が出来るので、合金化速度低下を
防ぐことが出来る。但し、鉄酸化膜を形成せしめる時の
酸化帯の燃焼空気比はＰを含有しない純鉄層を形成する
ために十分な鉄の酸化膜を生成するのには０．９以上必
要であり、０．９未満の場合は酸化膜を形成せしめるこ
とができない。又、燃焼空気比が１．２％を越えると酸
化帯内で形成される鉄酸化膜厚が厚すぎて、次の還元
帯、めっき浴内で還元しきれなくなり、酸化膜層がめっ
き層の下に残るため合金化を阻害してしまう。よって、
酸化帯の燃焼空気比は０．９〜１．２の範囲に調節する
必要がある。

【０００８】鉄酸化膜厚は場所により不均一である為、
焼鈍後の鉄酸化膜厚が２００Å以下になると鉄酸化膜は
部分的に還元されて純鉄の部分が生じる。純鉄部分はＰ
が鋼板内部から表面に拡散し、Ｐ濃度が高くなるので、
合金化速度が低下する。又、焼鈍後の鉄酸化膜厚が１０
００Å以上になると、めっき浴内で還元しきれなくな
り、酸化膜層がめっき層の下に残るため合金化を阻害し
てしまう。よって、めっき浴浸入直前の鉄酸化膜厚は２
００〜１０００Åの範囲になるように調節するべきであ
る。めっき浴中で酸化膜を還元する為、還元力が高いめ
っき浴を使用する必要がある。本発明者らが得た知見に
よると適切な浴成分はＡｌ ０．０５％未満、Ｍｎ０．
０５〜１．０％含有し、残部Ｚｎよりなる亜鉛めっき浴
である。

【０００９】

【実施例】従来使用されている連続式溶融めっきライン
を使用し製造した例を実施例として表１に示す。試験方
法は次の通り （１）めっき外観 ◎：均一に合金化、外観良好。 ○：合金化にムラ有り。 ×：めっき不良部有り。

【００１０】（２）耐パウダリング性試験 めっき密着性は６０°Ｖ曲げによるパウダリング試験に
よって評価した。 ◎：剥離量 ０ｍｍ ○：剥離量 ０ｍｍ超、１ｍｍ以下 △：剥離量 １ｍｍ超、３ｍｍ以下 ×：剥離量 ３ｍｍ超

【００１１】（３）耐食性試験 ＪＩＳ Ｚ ２３７１による塩水噴霧試験を１０００時
間連続して行い、板厚減少量の比較調査。 ◎：板厚減少量が極小 ○：板厚減少量が小 △：板厚減少量が大

【００１２】表１に於ける１〜５は鋼板中Ｐ濃度を０．
０１〜０．２％まで変えた例、６〜１３は酸化帯空気比
を０．９５〜１．２に変えた例、１４〜２３はスナウト
出側に於ける鋼板表面の鉄酸化膜厚を２００〜２０００
に変えた例、２４〜２７はめっき浴中Ａｌ濃度を０〜
０．０４％に変えた例、２８〜３７は浴中Ｍｎ濃度を
０．１〜１．０％に変えた例、３８はＨｏｔ材に適用し
た例、３９はＣＯＬＤ材に適用した例、４０〜４６は比
較例である。４０は浴中Ｍｎ濃度が十分でない為めっき
浴内で還元不足になり、めっき性が不良になった例、４
１は浴中Ａｌ濃度が高い為めっき浴内で還元不足になり
めっき性が不良になった例、４２は酸化帯の空気比が低
い為不適な例である。４３はめっき浴成分のＡｌが高
く、Ｍｎが添加されていないので、めっき浴内で還元不
足となり、めっき性が不良となった例である。４４は鋼
中Ｐ濃度が低すぎるため、材質強度を満足できなかった
例、４５は鋼中Ｐ濃度が高すぎるため、鋼板表面へのＰ
濃化を抑制できず合金化反応速度が遅延し、めっき外観
が不良となった例、４６は高空気比であるため酸化膜が
厚く生成し過ぎ、めっき浴中で酸化膜を還元しきれずに
めっき外観他が不良となった例である。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【発明の効果】本発明法に従うとプレめっき設備のよう
な新たな設備を設置することなく、Ｐ含有高強度鋼板を
製造することができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐの含有量が０．０１〜０．２％である
   高強度鋼板に連続的に溶融亜鉛めっきを施し、引き続い
   て加熱合金化を行なう際、酸化帯に於て燃焼空気比０．
   ９〜１．２の雰囲気中にて酸化せしめ、その後の還元帯
   に於て鉄酸化膜厚みが２００〜２０００Åの範囲で残留
   するように還元せしめた後、Ａｌ ０．０５％未満、Ｍ
   ｎ０．０５〜１．０％含有し、残部Ｚｎよりなる亜鉛め
   っき浴を用いて溶融めっき処理を行ない、更に加熱合金
   化処理することを特徴とするＰ含有高強度合金化溶融亜
   鉛めっき鋼板の製造方法。