JP2743228B2 - 加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼板の製造方法Info
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Description
つ加工性が良好なCr含有アルミめっき鋼板を焼鈍炉を
保有するゼンジマー方式の溶融めっきラインにてインラ
イン焼鈍を行いながら製造する方法に関するものであ
る。
アルミめっき鋼板はその優れた耐熱性、耐食性から屋根
・壁等の建築部材、エキゾーストパイプやマフラー等の
自動車排気部材、ストーブやパン焼き皿等の家庭用器具
・耐熱用部品材料等巾広い分野に亘って使用されてい
る。この中で特に、自動車排気系については、従来か
ら、Cr含有鋼板やアルミめっき鋼板が最もよく使用さ
れている。ところが、最近になり、車体防錆の表面錆5
年−穴明き10年対応に呼応して、より長寿命化が要求
されてきている。Cr含有鋼板は、マフラー内部の排気
ガス凝縮液環境には、良好な耐食性を示すが、外面側の
塩害に弱く、塩素イオンが存在するとCr含有鋼板の特
徴である不働態膜が破壊され、孔食腐食が起き、孔があ
く欠点がある。またアルミめっき鋼板だけでは、外面耐
食性はAlの犠牲防食作用で良好であるが、内面耐食性
が劣る欠点が存在した。このため、両方の長所を兼ね備
えたアルミめっきCr含有鋼板のニーズが高く、多くの
アルミめっきCr含有鋼板が開発されている。例えば、
特開昭63−143240号公報、特開昭63−143
241号公報のように5〜10%Cr含有鋼板をベース
としたアルミめっきCr含有鋼板や、更に高耐食性を有
したCrを10〜18.5%を含有し、且つMo,T
i,Nb等を含有したアルミめっきCr含有鋼板(特開
平3−277761号)等がある。
含有鋼板はめっき原板としては、多くの問題が存在す
る。その第一は溶融アルミめっき時に発生する不めっき
の問題である。これはCr含有鋼板に含まれているCr
が大きく影響している。つまり、CrはFeに比べて酸
化されやすいため、加熱炉内で鋼板表面にCr系の難還
元性酸化皮膜が生成し、これは通常の還元性雰囲気中で
は還元が困難であり、鋼板表面に残存する。このためこ
の酸化膜が溶融めっき時に浴中のAlと地鉄の合金化反
応を阻害し、めっきが濡れない状態になる。(不めっき
と呼んでいる)軽い程度の不めっき(φ1mm以下)で
あれば、めっき層の犠牲防食作用から耐食性は極端に悪
化することはないが、それより大きい場合や数が多い場
合は耐食性が悪化する。また外観も悪く商品価値が著し
く低下する。もう1つは、再結晶温度の問題である。C
r含有鋼板の場合その要求特性のレベルから様々な合金
元素が添加されている場合が多い。その中でも、Ti,
Nb等は固溶Cを固定しクロムカーバイトの析出を防止
し、Cr欠乏層の生成による耐食性悪化の効果があり、
また加工性の改善の効果があるため、使用される頻度が
高い。しかしながら、Nbについては、再結晶温度を上
げる性質をもっているため、Nb添加のCr含有鋼板の
再結晶温度は通常のCr含有鋼板の再結晶温度に比べ約
100℃も高く、900℃以上になるものも数多くあ
る。これらについては、通常の溶融めっきラインでの焼
鈍は不可能で専用の焼鈍設備が必要である。
例えば、特開昭60−26950号公報等のように鋼板
表面にNiやFeのように易還元性の金属を被覆して鋼
板のCrの酸化を防止する方法が一般的であるが、この
場合、鋼板表面を易還元性金属で被覆するためには最低
2.0g/m2 以上の付着量が必要でコストが嵩むだけ
でなく、加工性や耐食性劣化等の弊害が生じる。また特
開平2−163357号公報のように炉内での生成酸化
皮膜の形態を制御して、鉄系酸化膜を選択的に生成させ
この酸化膜を還元しめっき濡れ性を向上させる方法も有
効である。しかしこの場合、鉄系酸化膜の生成量と適当
な厚みにコントロールしないと酸化膜の表層のみが還元
され、良好なめっき外観は得られても、プレス加工を施
すと残存した酸化膜のところから、めっき剥離が生じて
加工用途には適さない場合がある。このため、特開平3
−111546号のように、原板に焼鈍済鋼板を用い
て、鉄系酸化膜を選択的に生成させ、その生成量を極力
薄くし、酸化還元バランスを考慮したヒートサイクルで
溶融アルミめっきを施すのが合理的である。しかしこの
場合も、原板に焼鈍済鋼板を使用するため、インライン
で焼鈍機能を有している溶融アルミめっきラインを通板
する前に、専用の焼鈍ラインと酸洗ラインを通板する必
要があり、結果的に2回焼鈍を行うことになり、コスト
が高くなり、また製造工程上も必要以上に長くなってい
る。
克服するため数々の実験を繰返した結果、原板として、
再結晶温度を上げているNbを添加しないで製造したC
rを10〜25%含有するCr含有鋼板を用いて、弱酸
化性雰囲気炉にて適当な温度に加熱することにより、易
還元性の鉄系酸化膜を選択的に生成させ、且つその酸化
膜を還元しながら焼鈍をも行い、加工性・めっき密着性
・外観の全て成立させる操業条件があることを知見し
た。この方法であれば、原板として冷延鋼板を使用でき
るため、焼鈍・酸洗工程を省略できるため、コスト・製
造工期上のメリットが大きく、且つ加工性・めっき密着
性・外観については、焼鈍済鋼板を使用した場合とほぼ
同等の特性を得られることを見出した。即ち本発明は鋼
中にCr;10〜25%含有する冷延板を、加熱バーナ
ーの空気比0.90〜1.50の酸化性又は弱酸化性雰
囲気炉で、温度550〜700℃に加熱し、鋼板表面に
鉄を主体とした酸化膜を生成させ、その後還元性雰囲気
炉で温度800℃以上でかつ上記弱酸化性雰囲気炉出側
板温+300℃以内に加熱して軟化焼鈍を行い、同時に
鉄系酸化膜のみを還元し、その後、冷却帯にて冷却しな
がら、連続溶融アルミめっきすることを特徴とする加工
性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼
板の製造方法である。
電気炉など通常の溶解炉で溶製された溶鋼を、造塊また
は連続鋳造を経て製造された鋼片をさらに熱間圧延と冷
間圧延を経て鋼中にCr:10〜25%を含有する冷延
板を製造する。スケール等の発生を防止するため、スラ
ブ手入れ等の処置は通常のCr含有鋼板の製造に準じて
実施する。Crは鋼中に含有されて鋼板自体の耐食性を
向上させるだけでなく、アルミめっき後は、自動車排ガ
ス凝縮中の腐食環境中では、めっきされたアルミニウム
の犠牲防食中の腐食環境下では、めっきされたアルミニ
ウムの犠牲防食作用を発揮させるのに、有効な成分であ
る。しかしながら10%未満の少ないCr含有量では、
そのような効果をえるのには不十分で、また25%を超
える過剰な含有量は耐食性・耐熱性効果が過飽和とな
り、鋼板の加工性も劣化し、各種の用途の製品に使用す
ることができない。
トの析出を防止し、鋼板の耐食性を向上させるだけでな
く、加工性を向上させるのに有効な成分であり、特に再
結晶温度を上昇させる効果があり、マニフォールド用途
等の高温強度を必要な部位には必要な元素であるが、本
発明においては、自動車のマフラーや家電等の高温での
強度を必要としない用途に限定しており、Nbについて
は必須元素では無く、Ti等の炭化物生成元素にて代替
する。これにより、再結晶温度の上昇が回避され、溶融
めっきラインでのインライン焼鈍が可能になる。その他
Mo,Ni等については、必須元素ではないが、再結晶
温度の上昇効果はなく且つ耐食性向上効果があるためよ
り高耐食性を必要とされる用途については、添加するこ
とが好ましい。
0〜25%含有する冷延板は、そのまま又は必要によっ
ては、NiプレめっきやFeプレめっきを施した後、加
熱バーナーの空気比0.9〜1.5%の酸化性または弱
酸化性雰囲気で鋼板の温度が550〜700℃に加熱す
る。この加熱は鋼板及びNi等のプレめっき表面とアル
ミめっき金属との密着性を改善し、かつ還元性雰囲気炉
にてインライン焼鈍するための必要な温度までに加熱す
るものである。本発明が対象とする鋼板は、Cr含有量
が高いので、通常の焼鈍条件では、鋼中Crが選択的に
酸化し、この酸化膜は還元炉にて還元は不可能のため、
アルミめっきした場合地鉄とアルミとの合金化反応を阻
害し、めっき濡れ性が著しく劣化する。そこで加熱バー
ナーの空気比を0.9〜1.5にして鉄系酸化膜の生成
を促進し、焼鈍に必要な温度まで加熱する。このように
して生成した鉄系酸化膜は還元炉にて容易に還元され、
鋼板表面が活性化され、アルミめっきした場合の合金層
が均一に生成し、良好な密着性を確保できる。
り得られるものであって、0.9未満の空気比では、鉄
系酸化膜を緻密に生成させるには、「O」量が不足して
いるため、鉄系酸化膜が緻密に生成する前にCr系酸化
膜も生成するため、めっき濡れ性が劣化する。逆に、
1.5を超える高空気比では、加熱バーナーが安定して
焼鈍できなくなり、連続操業が困難となる。また板温が
700℃を超えると生成する酸化膜の量が多くなり、還
元するためには、還元炉にて高温、長時間の還元が必要
となる。このため莫大な設備投資が必要であるだけでな
く、結晶粒が粗大化し加工性の劣化も懸念される。逆に
板温が550℃未満では、インライン焼鈍するためには
還元性雰囲気炉で800℃以上に加熱する必要があるの
で、還元性雰囲気炉での加熱負荷が増大すると酸化性ま
たは弱酸化性雰囲気炉で鉄系酸化膜の還元が完了し、更
に地鉄のCrの酸化がおこりめっき濡れ性が劣化する。
また冷延鋼板をそのままめっきする場合、圧延油を完全
に消失させるためには、550℃以上が必要である。す
なわち上記のような空気比と加熱温度の調和のとれた範
囲で加熱することにより、易還元性の鉄系酸化膜が緻密
に生成し、Crの濃化と酸化を極力抑制した界面になっ
ている。
成したCr含有冷延板は還元性雰囲気炉にて800℃以
上でかつ酸化性または弱酸化性雰囲気炉出側板温+30
0℃以下に加熱しインライン焼鈍を行いながら表面の鉄
系酸化膜を還元し、丁度還元が終了するタイミングにて
アルミ浴中に侵入する。この場合、板温が800℃未満
では再結晶が完了せず冷延組織が残留し、加工性を劣化
させる。還元性雰囲気炉は、Feについての還元性であ
り、この雰囲気では易酸化性であるCrについては酸化
性雰囲気のため、ここで板温を上げすぎて、表層に生成
した鉄系酸化膜を完全に還元し、地鉄表面が露出すると
Crの酸化が起こりめっき濡れ性が劣化する。そこで数
々の実験を繰り返したところ、酸化性または弱酸化性雰
囲気炉出側板温+300℃以下であれば、丁度酸化還元
反応がバランスし、良好な外観・密着性・加工性が得ら
れることを知見した。図1のABCDに囲まれた範囲で
ある。
板はただちに冷却を開始しながら溶融アルミめっき浴を
通過し所定のめっき付着量に調整されて製品化される。
この場合の冷却速度は冷却中に生成するクロムカーバイ
トの析出を防止するために速い程好ましく、またはアル
ミめっき浴についても、アルミ・アルミシリコン合金な
ど各種のアルミ系めっき浴が使用される。しかして製造
されたアルミめっきCr含有鋼板は溶融めっきラインで
のインライン焼鈍のため、コスト削減が可能でかつ製造
工期が短縮され、更に、加工性・めっき密着性・外観に
すぐれた鋼板となる。本発明の製造条件を模式的に表す
と図1のようになる。次に本発明の実施例について説明
する。
含有冷延板を、温度、空気比を変化させて、溶融アルミ
めっきした時のめっき特性(外観・密着性・引張り試験
結果)を示した実験結果である。その結果、本発明でア
ルミめっきした鋼板は、上記特性の全てが良好であり、
本発明から逸脱した比較材は良好な特性を得ることがで
きなかった。
と異なり、インライン焼鈍を行ないながらめっきするの
で焼鈍・酸洗工程を省略でき、コスト、製造工期上のメ
リットが大きく工業上極めて優れた効果を奏するもので
ある。
影響について示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 鋼中にCr;10〜25%含有する冷延
板を、加熱バーナーの空気比0.90〜1.50の酸化
性又は弱酸化性雰囲気炉で、温度550〜700℃に加
熱し、鋼板表面に鉄を主体とした酸化膜を生成させ、そ
の後還元性雰囲気炉で温度800℃以上でかつ上記弱酸
化性雰囲気炉出側板温+300℃以内に加熱して軟化焼
鈍を行い、同時に鉄系酸化膜のみを還元し、その後、冷
却しながら、連続溶融アルミめっきすることを特徴とす
る加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr
含有鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11753492A JP2743228B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11753492A JP2743228B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05311380A JPH05311380A (ja) | 1993-11-22 |
JP2743228B2 true JP2743228B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=14714177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11753492A Expired - Lifetime JP2743228B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 加工性とめっき密着性に優れた溶融アルミめっきCr含有鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2743228B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4751168B2 (ja) * | 2005-10-13 | 2011-08-17 | 新日本製鐵株式会社 | 加工性に優れた溶融Al系めっき鋼板及びその製造方法 |
DE102010037254B4 (de) | 2010-08-31 | 2012-05-24 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Verfahren zum Schmelztauchbeschichten eines Stahlflachprodukts |
DE102012101018B3 (de) | 2012-02-08 | 2013-03-14 | Thyssenkrupp Nirosta Gmbh | Verfahren zum Schmelztauchbeschichten eines Stahlflachprodukts |
CN108796417A (zh) * | 2017-05-02 | 2018-11-13 | 贵州理工学院 | 一种热浸镀铝法连续制备耐腐蚀工字钢的方法及其装置 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11753492A patent/JP2743228B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05311380A (ja) | 1993-11-22 |
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