JP2700516B2 - めっき密着性の良好な高Ｓｉ含有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、Ｓｉ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又は内板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、高Ｓｉ含有高強度鋼
板は、めっき性不良が問題となる。めっき性改善のため
の従来技術として、特開昭５５−１２２８６５号公報に
よれば無酸化炉において鋼表面に酸化膜の厚みが４００
〜１００００Åになるように酸化した後、水素を含む雰
囲気中で焼鈍し、めっきする方法が知られている。この
方法は酸化帯で鉄酸化膜を積極的に生成させることでめ
っき密着性を阻害するＳｉ酸化物の生成を抑制し、めっ
き密着性を向上させることを目的としている。

【０００３】しかし、この従来技術に於いて鉄酸化膜の
還元時間の調節は実際上困難であり、還元時間が長すぎ
ればＳｉの表面濃化を引き起こし、短かすぎれば鋼表面
に鉄の酸化膜が残存するので、結局完全にめっき性不良
の解消にはならないという問題点と、この技術で完全に
Ｓｉ酸化物生成を抑制することができないという問題点
を有している。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。

【０００４】

【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、めっき性の
良好な高Ｓｉ含有高強度溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
方法を提案するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】高強度鋼板のめっき処理
について鋭意研究を重ねた結果、以下のような知見を得
た。従来技術は酸化鉄の還元終了時間を予測制御し、還
元が終了した直後に鋼板をめっき浴に浸漬させる。これ
は鉄の酸化膜厚がどんなに薄くなっても、鉄の酸化物が
少量でも鋼板表面に存在している限りＳｉ酸化物の生成
は抑制されるという仮定に基づいている。しかし実際に
は、還元終了時間の予測制御が困難であるという問題点
と、鉄の酸化膜は鋼板表面に不均一に分布しており、鉄
酸化膜厚が薄くなると、完全に無くなる前に部分的に鉄
酸化膜が無い場所が生じ、Ｓｉ酸化物の生成がその場所
から始まるのでめっき不良解消が不完全であるという問
題点を持っている。そこで本発明者らは焼鈍条件、めっ
き浴成分について鋭意研究を重ねた結果、次の知見を得
た。

【０００６】酸化帯で鉄酸化膜を積極的に生成させる。
鉄酸化物中はＳｉは拡散しない為鉄酸化膜により鋼板表
面が完全に被覆されている間はＳｉ酸化物の生成は抑制
される。但し鋼板表面を完全に被覆する為には６００Å
以上の酸化膜厚が必要である。そこで鉄酸化膜が６００
〜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Ｓｉ酸化物の生
成を完全に防止することが出来る。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。

【０００７】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
の還元速度は速い。 （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。以上の知見に基づいて本発
明をなすに至った。

【０００８】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。めっき不良の
原因は、焼鈍中還元帯内で鋼板表面に生成するＳｉ−Ｍ
ｎ複合酸化物である。本発明法によりＳｉ酸化物の生成
を抑制できる鋼中Ｓｉ濃度は２．０％までの範囲であ
り、Ｓｉ濃度が０．２％になると鋼板そのものが十分な
強度を持つことが出来ない為、本発明法の適用範囲は
０．２〜２．０％である。先ず、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Ｓｉが拡散し難いので、Ｓｉ酸化物の生成は抑
制される。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Ｓｉ酸化物生成を抑制するに充分な鉄酸化
膜を生成するには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１．５％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、めっ
き密着性を阻害してしまう。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。

【０００９】鉄酸化膜厚は場所により不均一であり、鉄
酸化膜厚が６００Å以下になると鉄酸化膜はピンホール
を持つ。よって還元後の鉄酸化膜厚が６００Å以下の場
合はピンホールの部分にＳｉ酸化物が生成する為Ｓｉ酸
化物の生成を抑制する為には還元後の鉄酸化膜厚は６０
０Å以上であるべきである。又焼鈍後の鉄酸化膜厚が２
０００Å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６
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。

【００１０】

【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。

【００１１】（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

【００１２】（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

【００１３】

【表１】

【００１４】表１に於ける１〜５は鋼板中Ｓｉ濃度を
０．２〜２．０％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、１４〜２１はスナウ
ト出側に於ける鋼板表面の鉄酸化膜厚を６００〜２００
０Åに変えた例、２２〜２５はめっき浴中Ａｌ濃度を０
〜０．０４％に変えた例、２６〜３５は浴中Ｍｎ濃度を
０．１〜１．０％に変えた例、３６はＨｏｔ材に適用し
た例、３７はＣＯＬＤ材に適用した例、３８〜４６は比
較例である。３８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、３
９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、４０は酸化帯の空気比
が低い為不適な例である。４１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。４２は
鋼中Ｓｉ濃度が低すぎるため、材質強度を満足できなか
った例、４３は鋼中Ｓｉ濃度が高すぎるため、めっき浴
中で酸化皮膜を還元しきれずにめっき外観他が不良とな
った例、４４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、４５は酸化膜が薄いため、焼鈍中
にＳｉ酸化膜が鋼板表面に生成し、ピンホール状のめっ
き性不良が生じめっき外観他が不良となった例、４６は
酸化膜が厚すぎるために、めっき浴中での酸化皮膜を還
元できなかった例である。

【００１５】

【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、Ｓｉ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】 Ｓｉの含有量が０．２〜２．０％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６００〜２０００Åの範囲で残留
   するように還元せしめた後、Ａｌ０．０５％未満、Ｍｎ
   ０．０５〜１．０％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Ｓｉ含有高強度合金化溶融亜
   鉛めっき鋼板の製造方法。