JP2720221B2 - 加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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- JP2720221B2 JP2720221B2 JP2130325A JP13032590A JP2720221B2 JP 2720221 B2 JP2720221 B2 JP 2720221B2 JP 2130325 A JP2130325 A JP 2130325A JP 13032590 A JP13032590 A JP 13032590A JP 2720221 B2 JP2720221 B2 JP 2720221B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は実質非時効を示す加工性の優れた溶融亜鉛め
っき鋼板の経済的な製造方法に関するものである。
っき鋼板の経済的な製造方法に関するものである。
（従来の技術） 連続めっきラインで非時効鋼板を製造するには、通常
IF鋼（Interstitial Free鋼）が用いられる。この種の
鋼は製鋼段階で炭素及び窒素量を下げ、さらに炭素や窒
素と親和力の強いTiやNbなどを添加して、固溶の炭素及
び窒素をめっき前にゼロとするものである。しかし、こ
の種の鋼は極低炭素、窒素化およびTi,Nbなどの高価な
合金の添加に伴う製造コストの増加が避けられない。
IF鋼（Interstitial Free鋼）が用いられる。この種の
鋼は製鋼段階で炭素及び窒素量を下げ、さらに炭素や窒
素と親和力の強いTiやNbなどを添加して、固溶の炭素及
び窒素をめっき前にゼロとするものである。しかし、こ
の種の鋼は極低炭素、窒素化およびTi,Nbなどの高価な
合金の添加に伴う製造コストの増加が避けられない。
一方、IF鋼に比べ製造コストの安い低炭素Alキルド鋼
を用い、連続めっきラインで溶融亜鉛めっき鋼板を製造
すると、一般に急熱急冷の熱サイクルを受けるため、高
温で固溶していた炭素が十分に析出する時間がなく多量
を過飽和固溶炭素が残存し、成形加工時にストレチャー
ストレインが現われ加工性、特に表面性状が劣化する。
これに対し、低炭素Alキルド鋼で非時効鋼板を製造する
技術（特開昭52−149230,特開昭53−134739,特開昭56−
47556,特開昭56−51531,特開昭60−251226号公報など）
が開示されているが、いずれも450℃前後の温度の溶融
めっきを前提においているため過時効処理が必ずしも最
適に行なわれていない。そのため、実質非時効を達成す
るのに過時効処理ラインが長くなり設備コストが高くな
る。また、過時効処理ラインを短縮する手段として、セ
メンタイトの析出を促進させる過時効温度までの冷却を
大きくすることが考えられるが、上記の開示技術ではこ
の冷却媒体として水を用いると亜鉛めっき前に酸化膜が
生成し、めっき性の顕著な劣化が起こり不めっき性の頻
度が大きくなる。また、通常の溶融亜鉛めっきでは、過
時効処理温度で比較的表面が柔らかいため過時効処理ラ
インのハースロールによりめっき性状が損なわれること
が多い。
を用い、連続めっきラインで溶融亜鉛めっき鋼板を製造
すると、一般に急熱急冷の熱サイクルを受けるため、高
温で固溶していた炭素が十分に析出する時間がなく多量
を過飽和固溶炭素が残存し、成形加工時にストレチャー
ストレインが現われ加工性、特に表面性状が劣化する。
これに対し、低炭素Alキルド鋼で非時効鋼板を製造する
技術（特開昭52−149230,特開昭53−134739,特開昭56−
47556,特開昭56−51531,特開昭60−251226号公報など）
が開示されているが、いずれも450℃前後の温度の溶融
めっきを前提においているため過時効処理が必ずしも最
適に行なわれていない。そのため、実質非時効を達成す
るのに過時効処理ラインが長くなり設備コストが高くな
る。また、過時効処理ラインを短縮する手段として、セ
メンタイトの析出を促進させる過時効温度までの冷却を
大きくすることが考えられるが、上記の開示技術ではこ
の冷却媒体として水を用いると亜鉛めっき前に酸化膜が
生成し、めっき性の顕著な劣化が起こり不めっき性の頻
度が大きくなる。また、通常の溶融亜鉛めっきでは、過
時効処理温度で比較的表面が柔らかいため過時効処理ラ
インのハースロールによりめっき性状が損なわれること
が多い。
一方、従来のどぶ漬け型の溶融めっきでは、鋼板の通
板速度を速くすると溶融金属が飛び散り、めっき性状の
劣化を招くため、通板速度に限界があり生産性が制限さ
れている。
板速度を速くすると溶融金属が飛び散り、めっき性状の
劣化を招くため、通板速度に限界があり生産性が制限さ
れている。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前記従来技術における問題点即ち、低炭素
Alキド鋼の溶融亜鉛めっき処理において問題視されてい
る過時効処理の困難を解決し、かつ生産性の向上を可能
にした、加工性、耐食性に優れた実質非時効鋼板を製造
する方法を提供するものである。
Alキド鋼の溶融亜鉛めっき処理において問題視されてい
る過時効処理の困難を解決し、かつ生産性の向上を可能
にした、加工性、耐食性に優れた実質非時効鋼板を製造
する方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、固溶窒素のない低炭素
Alキルド鋼板を高温の還元雰囲気で表面を還元した後、
その表面に850℃以下、650℃以上に加熱された融点が65
0℃以上の亜鉛合金を噴射めっきし、引き続き、650℃か
らの平均冷速が50℃/s以上で400℃以下まで急冷し、200
℃以上、400℃以下の温度に２〜10分保持することを特
徴とする加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
にある。
Alキルド鋼板を高温の還元雰囲気で表面を還元した後、
その表面に850℃以下、650℃以上に加熱された融点が65
0℃以上の亜鉛合金を噴射めっきし、引き続き、650℃か
らの平均冷速が50℃/s以上で400℃以下まで急冷し、200
℃以上、400℃以下の温度に２〜10分保持することを特
徴とする加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
にある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明ではＣを0.001〜0.08％程度含む通常の低炭素A
lキルド鋼を用いる。めっき原板は熱延鋼板でも冷延鋼
板でもかまわない。また、本発明では固溶窒素の低減は
できないので、あらかじめ固溶窒素の固定処理を行な
う。この処理としては、熱延巻取工程でAlNの形で固定
するのが一般的方法であるが、ＢあるいはTiなどの添加
によりBN,TiNなどの形で行なってもよい。
lキルド鋼を用いる。めっき原板は熱延鋼板でも冷延鋼
板でもかまわない。また、本発明では固溶窒素の低減は
できないので、あらかじめ固溶窒素の固定処理を行な
う。この処理としては、熱延巻取工程でAlNの形で固定
するのが一般的方法であるが、ＢあるいはTiなどの添加
によりBN,TiNなどの形で行なってもよい。
溶融めっきをする場合、良めっき性を確保するために
は高温の還元雰囲気で表面の酸化膜を取り除く必要があ
る。また、良加工性を得るには再結晶粒径を大きくする
ことが有効である。この目的を達するためには還元雰囲
気の温度を750〜850℃とすることが好ましい。
は高温の還元雰囲気で表面の酸化膜を取り除く必要があ
る。また、良加工性を得るには再結晶粒径を大きくする
ことが有効である。この目的を達するためには還元雰囲
気の温度を750〜850℃とすることが好ましい。
亜鉛めっき浴の温度を850℃以下、650℃以上に限定し
たのは、めっき浴を850℃以上にすると亜鉛の蒸気の発
生が著しくなるためであり、また下限を650℃としたの
はこれ以下の温度でめっきを行なうと後記する冷却開始
温度が確保できないためである。また、亜鉛合金めっき
の融点を650℃以上と限定したのは急冷に際して、亜鉛
合金めっきが溶融状態だとめっきの表面性状が損なわれ
るためである。
たのは、めっき浴を850℃以上にすると亜鉛の蒸気の発
生が著しくなるためであり、また下限を650℃としたの
はこれ以下の温度でめっきを行なうと後記する冷却開始
温度が確保できないためである。また、亜鉛合金めっき
の融点を650℃以上と限定したのは急冷に際して、亜鉛
合金めっきが溶融状態だとめっきの表面性状が損なわれ
るためである。
亜鉛合金めっきとしてZn−Feを用いることは合金化に
も有利であり、融点を調整するのにも好ましい。また、
亜鉛合金めっきにAl,Cu,Si,Ti,Cd,Mg,Pなどを添加して
も本発明の趣旨を損なうものではない。このように亜鉛
合金めっきの融点を上昇させたことによりめっきが硬質
になりハースロールとの接触によるめっき表面性状の劣
化を回避することができる。また、溶融亜鉛めっきの合
金化は通常めっき後、550℃前後の温度に再加熱して行
なわれが、本発明の方法では上記のめっき処理だけで合
金化が達成できる。
も有利であり、融点を調整するのにも好ましい。また、
亜鉛合金めっきにAl,Cu,Si,Ti,Cd,Mg,Pなどを添加して
も本発明の趣旨を損なうものではない。このように亜鉛
合金めっきの融点を上昇させたことによりめっきが硬質
になりハースロールとの接触によるめっき表面性状の劣
化を回避することができる。また、溶融亜鉛めっきの合
金化は通常めっき後、550℃前後の温度に再加熱して行
なわれが、本発明の方法では上記のめっき処理だけで合
金化が達成できる。
めっき方法を噴射方式と限定したのは、一つには本発
明に指定した高温の亜鉛合金めっきを鋼板に接触させた
後、鉄亜鉛の拡散による脆い合金相の生成が進行しない
うちに急冷が可能なためと、今一つはめっきコスト上の
大きな要素である通板速度を従来の連続焼鈍並の速度に
上げ、かつめっき厚の制御を精度よく行なうことができ
るからである。
明に指定した高温の亜鉛合金めっきを鋼板に接触させた
後、鉄亜鉛の拡散による脆い合金相の生成が進行しない
うちに急冷が可能なためと、今一つはめっきコスト上の
大きな要素である通板速度を従来の連続焼鈍並の速度に
上げ、かつめっき厚の制御を精度よく行なうことができ
るからである。
めっきを施した後、650℃から400℃以下までの冷却の
平均冷速を50℃/s以上としたのは、冷速がこれより遅く
なると冷却中に固溶炭素が析出し、敏速な時効析出に必
要な過飽和な固溶炭素が不足するためである。
平均冷速を50℃/s以上としたのは、冷速がこれより遅く
なると冷却中に固溶炭素が析出し、敏速な時効析出に必
要な過飽和な固溶炭素が不足するためである。
次に、過時効処理の条件の下限温度を200℃としたの
は、これ以下の温度域では炭素の拡散が不十分で十分な
析出が起こらないためである。一方、上限温度を400℃
としたのは、この温度を超えると炭化物の平衡固溶限自
体が高くなり平衡値まで完全に析出したとしても多量の
固溶炭素が残存するためである。また、過時効時間につ
いては、２分未満の過時効処理では析出が不十分であ
り、10分以上の過時効処理は連続めっきラインでは経済
的に実現できない。過時効処理の温度パターンは過時効
時間を短縮し、設備規模を小さくするめためには、一度
過冷却し、析出核を作り、再加熱した後、高温から低温
に連続的に冷却することが好ましい。
は、これ以下の温度域では炭素の拡散が不十分で十分な
析出が起こらないためである。一方、上限温度を400℃
としたのは、この温度を超えると炭化物の平衡固溶限自
体が高くなり平衡値まで完全に析出したとしても多量の
固溶炭素が残存するためである。また、過時効時間につ
いては、２分未満の過時効処理では析出が不十分であ
り、10分以上の過時効処理は連続めっきラインでは経済
的に実現できない。過時効処理の温度パターンは過時効
時間を短縮し、設備規模を小さくするめためには、一度
過冷却し、析出核を作り、再加熱した後、高温から低温
に連続的に冷却することが好ましい。
（実施例） 本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
表１に示した成分組成を有する鋼を転炉にて溶製し、
連続鋳造法にてスラブとした。熱間圧延は890〜940℃で
終了し、700℃で巻き取った。熱延板の板厚は3.5mmであ
った。酸洗後0.8mmまで冷延した材料を種々の条件で溶
融亜鉛めっきを施した。この際、還元雰囲気での鋼板の
温度は約800℃であった。そのときの条件とそれに対応
する機械的性質を表２に示す。ここで時効指数は、10％
予歪を与えた後100℃で60分の時効を与え再び引張試験
を行ない、この時効前後の降伏応力の上昇代を意味す
る。実質非時効の目安は一般に、この時効指数が3kg/mm
以下をいう。
連続鋳造法にてスラブとした。熱間圧延は890〜940℃で
終了し、700℃で巻き取った。熱延板の板厚は3.5mmであ
った。酸洗後0.8mmまで冷延した材料を種々の条件で溶
融亜鉛めっきを施した。この際、還元雰囲気での鋼板の
温度は約800℃であった。そのときの条件とそれに対応
する機械的性質を表２に示す。ここで時効指数は、10％
予歪を与えた後100℃で60分の時効を与え再び引張試験
を行ない、この時効前後の降伏応力の上昇代を意味す
る。実質非時効の目安は一般に、この時効指数が3kg/mm
以下をいう。
溶融めっきの成分は６％Fe−Zn合金でその融点は約75
0℃であった。溶融めっきは温度を800℃に設定し、スプ
レーによる鋼板表面に噴射した。一方、比較として行な
った通常の亜鉛めっきは純亜鉛を用い、その融点は約42
0℃であった。
0℃であった。溶融めっきは温度を800℃に設定し、スプ
レーによる鋼板表面に噴射した。一方、比較として行な
った通常の亜鉛めっきは純亜鉛を用い、その融点は約42
0℃であった。
表２の材料１〜10は本発明の冷却パターンで、めっき
凝固後、400℃以下までの急冷は気水冷却によって行な
った。ただし、材料3,5,7,10は発明の範囲を満足してい
ない。また、本冷却パターンは効果的な過時効処理パタ
ーンである過冷、再加熱パターンを採用した。すなわ
ち、250℃まで急冷した後、その温度で約30秒保持し、
再び350℃まで短時間に再加熱して、その後200℃までほ
ぼ直線冷却を行なっている。一方、材料11と12は通常の
溶融亜鉛めっき処理で、そのうち材料12はめっき後550
℃で合金化処理を施している。そのため、表２の650℃
から400℃以下までの平均冷速は合金化処理時間も含め
た平均冷速になっている。
凝固後、400℃以下までの急冷は気水冷却によって行な
った。ただし、材料3,5,7,10は発明の範囲を満足してい
ない。また、本冷却パターンは効果的な過時効処理パタ
ーンである過冷、再加熱パターンを採用した。すなわ
ち、250℃まで急冷した後、その温度で約30秒保持し、
再び350℃まで短時間に再加熱して、その後200℃までほ
ぼ直線冷却を行なっている。一方、材料11と12は通常の
溶融亜鉛めっき処理で、そのうち材料12はめっき後550
℃で合金化処理を施している。そのため、表２の650℃
から400℃以下までの平均冷速は合金化処理時間も含め
た平均冷速になっている。
本発明の範囲を満足した材料1,2,4,6,8,9は窒素の固
定元素をAl,B,Tiと変えても、降伏点が低く、延性がよ
く、実質非時効の優れた加工性を示す。一方、650℃か
ら400℃以下までの平均冷速が小さかった材料３と７で
は過時効時に炭素の過飽和度が低く、析出が十分起こら
ず固溶炭素が残存したため、加工性が悪く、高い時効指
数を示した。また、時効時間の短かった材料5,10も同様
に析出が十分起こらず良加工性を示さなかった。通常の
溶融亜鉛めっき処理材である材料11と12はともに当然な
がら十分な過時効処理が達成できず非常に加工性の劣る
材料になった。
定元素をAl,B,Tiと変えても、降伏点が低く、延性がよ
く、実質非時効の優れた加工性を示す。一方、650℃か
ら400℃以下までの平均冷速が小さかった材料３と７で
は過時効時に炭素の過飽和度が低く、析出が十分起こら
ず固溶炭素が残存したため、加工性が悪く、高い時効指
数を示した。また、時効時間の短かった材料5,10も同様
に析出が十分起こらず良加工性を示さなかった。通常の
溶融亜鉛めっき処理材である材料11と12はともに当然な
がら十分な過時効処理が達成できず非常に加工性の劣る
材料になった。
本発明の温度パターンで溶融めっきしためっきは合金
化がなされており、通常の溶融亜鉛めっきのように付加
的な合金化処理をする必要はない。
化がなされており、通常の溶融亜鉛めっきのように付加
的な合金化処理をする必要はない。
（発明の効果） 本発明によれば、時効性を確保するために使用されて
いたIF鋼よりコストの安い低炭素Alキルド鋼でも実用非
時効の合金化亜鉛めっき鋼板が製造でき、工業的に価値
の高い発明である。
いたIF鋼よりコストの安い低炭素Alキルド鋼でも実用非
時効の合金化亜鉛めっき鋼板が製造でき、工業的に価値
の高い発明である。
Claims (1)
- 【請求項１】固溶窒素のない低炭素Alキルド鋼板を高温
の還元雰囲気で表面を還元した後、その表面に850℃以
下、650℃以上に加熱された融点が650℃以上の亜鉛合金
を噴射めっきし、引き続き、650℃からの平均冷速が50
℃/s以上で400℃以下まで急冷し、200℃以上、400℃以
下の温度に２〜10分保持することを特徴とする加工性に
優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130325A JP2720221B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130325A JP2720221B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426750A JPH0426750A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2720221B2 true JP2720221B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=15031650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130325A Expired - Fee Related JP2720221B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720221B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2130325A patent/JP2720221B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426750A (ja) | 1992-01-29 |
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