JP2965487B2 - めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｐを含有する鋼板
で、めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板及
びその製造方法に関する。
で、めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）は、
安価で耐食性に優れているため主に自動車車体用として
用いられている。自動車車体用鋼板の性能としては耐食
性以外に、プレス加工時のめっき密着性が要求されてい
る。めっき密着性が悪化すると、パウダリングと称され
ている、めっき層が粉状または塊状に剥離し、型かじり
の原因となったり、剥離部分の耐食性が劣化する、ま
た、剥離しためっき片によりキズが生じるといった問題
があった。
安価で耐食性に優れているため主に自動車車体用として
用いられている。自動車車体用鋼板の性能としては耐食
性以外に、プレス加工時のめっき密着性が要求されてい
る。めっき密着性が悪化すると、パウダリングと称され
ている、めっき層が粉状または塊状に剥離し、型かじり
の原因となったり、剥離部分の耐食性が劣化する、ま
た、剥離しためっき片によりキズが生じるといった問題
があった。
【０００３】一方、車体軽量化のために鋼板の高張力化
が要求されており、そのためにはいくつかの方法がある
が、鋼板への少量のＰ添加が代表的な方法である。しか
し、Ｐ添加鋼の場合には、合金化速度が特に遅いこと、
めっき密着性が特に不良であることの大きな問題があっ
た。そこで、Ｐ添加鋼の合金化溶融亜鉛めっき技術や鋼
板がいくつか報告されている。
が要求されており、そのためにはいくつかの方法がある
が、鋼板への少量のＰ添加が代表的な方法である。しか
し、Ｐ添加鋼の場合には、合金化速度が特に遅いこと、
めっき密着性が特に不良であることの大きな問題があっ
た。そこで、Ｐ添加鋼の合金化溶融亜鉛めっき技術や鋼
板がいくつか報告されている。
【０００４】特開平３−２４３７５１号公報では、Ｐに
よって合金化が遅滞すること、これを早くしたいニーズ
があること、その改善策として、焼鈍後に酸洗し、つい
でめっきする技術が開示されている。また、特開平３−
２４３７５２号公報では、改善策として、熱延後のスケ
ール除去時に過酸洗防止用インヒビターを添加しない酸
洗浴を使用する技術が開示されている。また、特開平３
−２４３７５４号公報では、改善策として、熱延鋼板の
巻き取り温度を７００℃以下とする技術が開示されてい
る。しかし、これらの技術をもってしてもＰ添加鋼では
十分な合金化速度を得ることはできず、また、めっき密
着性は不十分であった。
よって合金化が遅滞すること、これを早くしたいニーズ
があること、その改善策として、焼鈍後に酸洗し、つい
でめっきする技術が開示されている。また、特開平３−
２４３７５２号公報では、改善策として、熱延後のスケ
ール除去時に過酸洗防止用インヒビターを添加しない酸
洗浴を使用する技術が開示されている。また、特開平３
−２４３７５４号公報では、改善策として、熱延鋼板の
巻き取り温度を７００℃以下とする技術が開示されてい
る。しかし、これらの技術をもってしてもＰ添加鋼では
十分な合金化速度を得ることはできず、また、めっき密
着性は不十分であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はめっき密着性
に優れた合金化溶融亜鉛めっきＰ添加鋼板及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。
に優れた合金化溶融亜鉛めっきＰ添加鋼板及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたもので、Ｐを０．０２〜０．１
０ｗｔ％含有するＰ添加鋼であって、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板のめっき層直下の鋼板表面に、熱延時に生成し
た粒界酸化層に由来するクラックを有することを特徴と
する密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。
解決するためになされたもので、Ｐを０．０２〜０．１
０ｗｔ％含有するＰ添加鋼であって、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板のめっき層直下の鋼板表面に、熱延時に生成し
た粒界酸化層に由来するクラックを有することを特徴と
する密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。
【０００７】
【発明の実施の形態】まず、本発明におけるめっき層直
下の粒界酸化物について説明する。この粒界酸化物は、
熱延時の、特にコイル巻き取り時の温度が高く、その後
の冷却速度が遅い場合に形成させることができる。その
熱延時に形成した酸化物は図５（写真）に示すように鋼
板素地１上の黒皮（スケール）２の直下に観察される。
ＳＥＭ−ＥＤＸ分析結果（図６（写真））からこの黒皮
２直下の粒界酸化層３の主成分はＰ酸化物である。ま
た、Ｍｎ酸化物やＡｌ酸化物を含有する場合もある。な
お、従来の熱延板には黒皮直下の酸化物は全く見られな
い。
下の粒界酸化物について説明する。この粒界酸化物は、
熱延時の、特にコイル巻き取り時の温度が高く、その後
の冷却速度が遅い場合に形成させることができる。その
熱延時に形成した酸化物は図５（写真）に示すように鋼
板素地１上の黒皮（スケール）２の直下に観察される。
ＳＥＭ−ＥＤＸ分析結果（図６（写真））からこの黒皮
２直下の粒界酸化層３の主成分はＰ酸化物である。ま
た、Ｍｎ酸化物やＡｌ酸化物を含有する場合もある。な
お、従来の熱延板には黒皮直下の酸化物は全く見られな
い。
【０００８】本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけ
るめっき層直下の鋼板表面のクラックは粒界酸化物であ
り、熱延段階で形成した黒皮直下の酸化物が、その後の
酸洗、冷延、焼鈍、めっきなどの工程を経て残存してい
るものである。図１、２には冷延後未焼鈍後のグロー放
電（ＧＤＳ：Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｐｅｃ
ｔｒｏｓｃｏｐｙ）による表層から１０μｍ程度までの
深さ方向元素分析測定結果を示す。図１は粒界酸化物の
ない鋼の冷延未焼鈍板であり、図２は粒界酸化物のある
鋼の冷延未焼鈍板である。その表層からの深さ０．３〜
４μｍの位置に見えるＰ、Ｍｎ、Ａｌのピークが粒界酸
化物に相当する。
るめっき層直下の鋼板表面のクラックは粒界酸化物であ
り、熱延段階で形成した黒皮直下の酸化物が、その後の
酸洗、冷延、焼鈍、めっきなどの工程を経て残存してい
るものである。図１、２には冷延後未焼鈍後のグロー放
電（ＧＤＳ：Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｐｅｃ
ｔｒｏｓｃｏｐｙ）による表層から１０μｍ程度までの
深さ方向元素分析測定結果を示す。図１は粒界酸化物の
ない鋼の冷延未焼鈍板であり、図２は粒界酸化物のある
鋼の冷延未焼鈍板である。その表層からの深さ０．３〜
４μｍの位置に見えるＰ、Ｍｎ、Ａｌのピークが粒界酸
化物に相当する。
【０００９】焼鈍後の表面濃化をＧＤＳにより測定した
結果を図３、４に示す。これらはそれぞれ図１、２より
も約６０倍浅い測定である。図３は粒界酸化物のない場
合であり、図４は粒界酸化物がある場合を示している。
図４から、黒皮直下粒界酸化層があると焼鈍時のＭｎや
Ｐの表面濃化が著しく少ないことがわかる。
結果を図３、４に示す。これらはそれぞれ図１、２より
も約６０倍浅い測定である。図３は粒界酸化物のない場
合であり、図４は粒界酸化物がある場合を示している。
図４から、黒皮直下粒界酸化層があると焼鈍時のＭｎや
Ｐの表面濃化が著しく少ないことがわかる。
【００１０】熱延時に生成した黒皮直下の粒界酸化層
は、その後の酸洗では除去されずに残存し、冷延後の焼
鈍時にＳｉ、Ｍｎ、Ｐなどの表面濃化を防止し、逆に内
部酸化層を形成させる作用を有している。結果として表
面濃化が起こらないために、表面は極めて清浄であり、
Ｐ添加鋼特有の合金化の阻害が発生せず、Ｐを添加しな
い鋼板と同等の合金化を達成することができる。Ｐ添加
鋼のめっき密着性不良原因の一つは、合金化が阻害され
るためにより著しい高温合金化が必要となることである
が、本発明鋼では合金化が阻害されないために、高温合
金化が不要となり、密着性が改善される。
は、その後の酸洗では除去されずに残存し、冷延後の焼
鈍時にＳｉ、Ｍｎ、Ｐなどの表面濃化を防止し、逆に内
部酸化層を形成させる作用を有している。結果として表
面濃化が起こらないために、表面は極めて清浄であり、
Ｐ添加鋼特有の合金化の阻害が発生せず、Ｐを添加しな
い鋼板と同等の合金化を達成することができる。Ｐ添加
鋼のめっき密着性不良原因の一つは、合金化が阻害され
るためにより著しい高温合金化が必要となることである
が、本発明鋼では合金化が阻害されないために、高温合
金化が不要となり、密着性が改善される。
【００１１】１％ナイタール液での数秒〜数十秒のエッ
チングにより、本発明のめっき層直下の鋼板表面のクラ
ックを合金化溶融亜鉛めっき鋼板の状態で観察すること
が可能である。従来の酸化物のない合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板および本発明であるクラックの存在する鋼板の観
察例をそれぞれ図９（写真）、図８（写真）に示した。
図８のめっき層直下に観察される黒い帯状のものがかっ
ての粒界酸化物であり、クラックである。
チングにより、本発明のめっき層直下の鋼板表面のクラ
ックを合金化溶融亜鉛めっき鋼板の状態で観察すること
が可能である。従来の酸化物のない合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板および本発明であるクラックの存在する鋼板の観
察例をそれぞれ図９（写真）、図８（写真）に示した。
図８のめっき層直下に観察される黒い帯状のものがかっ
ての粒界酸化物であり、クラックである。
【００１２】めっき層直下の鋼板にクラックの存在する
本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、クラックの存
在しない従来の鋼板に比べ、鋼板の結晶間に隙間がある
ため亜鉛が浸透する。その結果、めっき層と鋼板界面の
凹凸が激しくなり、めっき層が鋼板と強固に密着する。
その結果、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、プ
レス加工時におけるめっきの密着性は良好となる。
本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、クラックの存
在しない従来の鋼板に比べ、鋼板の結晶間に隙間がある
ため亜鉛が浸透する。その結果、めっき層と鋼板界面の
凹凸が激しくなり、めっき層が鋼板と強固に密着する。
その結果、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、プ
レス加工時におけるめっきの密着性は良好となる。
【００１３】めっき層を定電位法により鉄電位まで強制
的に溶解して鋼板を露出させてＳＥＭにより観察するこ
とによっても本発明のめっき層直下の鋼板表面のクラッ
クを観察することができる。図１０（写真）、図１１
（写真）はこれを示すものである。図１１に示す従来の
クラックのない鋼板に比べ、図１０に示す本発明の鋼板
は明らかにめっき層と鋼板界面の凹凸が激しくなってい
ることがわかる。
的に溶解して鋼板を露出させてＳＥＭにより観察するこ
とによっても本発明のめっき層直下の鋼板表面のクラッ
クを観察することができる。図１０（写真）、図１１
（写真）はこれを示すものである。図１１に示す従来の
クラックのない鋼板に比べ、図１０に示す本発明の鋼板
は明らかにめっき層と鋼板界面の凹凸が激しくなってい
ることがわかる。
【００１４】本発明によるプレス加工時における密着性
の向上は、断面を研磨した後１％ナイタールでエッチン
グし、光学顕微鏡でこのめっき層直下のクラックが少量
でも観察されるものでは効果が認められた。このような
鋼板は、Ｐを０．０２〜０．１０％含有する低炭素鋼又
は極低炭素鋼を熱間圧延し、６００〜７００℃で巻取っ
て３℃／分以下の冷却速度で緩冷却し、ついで酸洗、冷
延、亜鉛めっきし、合金化を行うことによって得ること
ができる。
の向上は、断面を研磨した後１％ナイタールでエッチン
グし、光学顕微鏡でこのめっき層直下のクラックが少量
でも観察されるものでは効果が認められた。このような
鋼板は、Ｐを０．０２〜０．１０％含有する低炭素鋼又
は極低炭素鋼を熱間圧延し、６００〜７００℃で巻取っ
て３℃／分以下の冷却速度で緩冷却し、ついで酸洗、冷
延、亜鉛めっきし、合金化を行うことによって得ること
ができる。
【００１５】本発明の対象とする合金化溶融亜鉛めっき
鋼板は、Ｐを意図的に添加した鋼を熱延、酸洗、冷延、
亜鉛めっき、合金化を行った合金化溶融亜鉛めっき鋼板
であり、その他の成分は特に規定しない。例えば、溶融
亜鉛めっき鋼板（亜鉛または亜鉛を主体とするＡｌ，Ｎ
ｉ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｃｒ等の合金を含む）を加熱合金化し
た鋼板であればよい。Ｐ添加量０．０２％未満ではＰが
最小に過ぎ、強化能が低すぎ、またＰによる合金化の問
題も生じにくいために除外した。Ｐ添加量が０．１０％
を超えると、Ｐが過多過ぎ、偏析等の問題が生じるため
に除外した。本発明においてはめっき層について特に限
定するものではないが、耐食性などの観点より自動車鋼
板としては通常亜鉛−鉄合金の付着量は２５〜９０ｇ／
ｍ2、めっき層中の鉄含有率としては８〜１３ｗｔ％が
適当である。
鋼板は、Ｐを意図的に添加した鋼を熱延、酸洗、冷延、
亜鉛めっき、合金化を行った合金化溶融亜鉛めっき鋼板
であり、その他の成分は特に規定しない。例えば、溶融
亜鉛めっき鋼板（亜鉛または亜鉛を主体とするＡｌ，Ｎ
ｉ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｃｒ等の合金を含む）を加熱合金化し
た鋼板であればよい。Ｐ添加量０．０２％未満ではＰが
最小に過ぎ、強化能が低すぎ、またＰによる合金化の問
題も生じにくいために除外した。Ｐ添加量が０．１０％
を超えると、Ｐが過多過ぎ、偏析等の問題が生じるため
に除外した。本発明においてはめっき層について特に限
定するものではないが、耐食性などの観点より自動車鋼
板としては通常亜鉛−鉄合金の付着量は２５〜９０ｇ／
ｍ2、めっき層中の鉄含有率としては８〜１３ｗｔ％が
適当である。
【００１６】また、同様に、亜鉛浴条件についても特に
限定するものではないが、亜鉛浴中Ａｌ濃度は０．１３
〜０．１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度は０．０１ｗｔ％〜飽
和が適当であり、さらにＰｂ，Ｍｇ，Ｍｎなどを含んで
もよい。
限定するものではないが、亜鉛浴中Ａｌ濃度は０．１３
〜０．１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度は０．０１ｗｔ％〜飽
和が適当であり、さらにＰｂ，Ｍｇ，Ｍｎなどを含んで
もよい。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の一例を示す。表１に示すＰを
含有する低炭素鋼（供試鋼Ａ）および極低炭素鋼（供試
鋼Ｂ）の供試材を転炉にて溶製した後、連続鋳造により
スラブとした。このスラブをスラブ加熱温度（ＳＲＴ）
１０５０〜１２５０℃、仕上温度８５０〜９５０℃にて
熱間圧延し３５ｍｍ厚とし、、コイル巻取温度６００〜
７５０℃とし、３℃／分の緩冷却を行った。巻取温度を
６００℃未満で行うか、又は６００〜７５０℃であって
も３℃／分を越える急冷却を行うことにより、粒界酸化
層のない比較材を作製した。その後、酸洗によりスケー
ル層を除去し冷間圧延を行い、０．７ｍｍ厚とした。こ
の冷間圧延板を連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）に
おいて、８３０〜８５０℃で再結晶焼鈍を行った後４７
０℃で溶融亜鉛めっきを行った。引き続き４８０〜５０
０℃で１５〜３０秒の合金化処理を行った。
含有する低炭素鋼（供試鋼Ａ）および極低炭素鋼（供試
鋼Ｂ）の供試材を転炉にて溶製した後、連続鋳造により
スラブとした。このスラブをスラブ加熱温度（ＳＲＴ）
１０５０〜１２５０℃、仕上温度８５０〜９５０℃にて
熱間圧延し３５ｍｍ厚とし、、コイル巻取温度６００〜
７５０℃とし、３℃／分の緩冷却を行った。巻取温度を
６００℃未満で行うか、又は６００〜７５０℃であって
も３℃／分を越える急冷却を行うことにより、粒界酸化
層のない比較材を作製した。その後、酸洗によりスケー
ル層を除去し冷間圧延を行い、０．７ｍｍ厚とした。こ
の冷間圧延板を連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）に
おいて、８３０〜８５０℃で再結晶焼鈍を行った後４７
０℃で溶融亜鉛めっきを行った。引き続き４８０〜５０
０℃で１５〜３０秒の合金化処理を行った。
【００１８】粒界酸化物の有無は断面研磨後１％ナイタ
ール液によりエッチングした後観察を行った。プレス加
工性評価試験を行った。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を９
０度曲げ、曲げ戻しを行い、圧着側をテープ剥離して亜
鉛の剥離量を蛍光Ｘ線にて測定した。蛍光Ｘ線によるカ
ウント数に応じて次のランク付けを行い表１に示した。 鉄含有率の変化と付着量の変化により耐パウダリング性
は変化するが、本発明例では比較例と比較して耐パウダ
リング性の改善効果が十分に認められる。
ール液によりエッチングした後観察を行った。プレス加
工性評価試験を行った。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を９
０度曲げ、曲げ戻しを行い、圧着側をテープ剥離して亜
鉛の剥離量を蛍光Ｘ線にて測定した。蛍光Ｘ線によるカ
ウント数に応じて次のランク付けを行い表１に示した。 鉄含有率の変化と付着量の変化により耐パウダリング性
は変化するが、本発明例では比較例と比較して耐パウダ
リング性の改善効果が十分に認められる。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の開示する
合金化溶融亜鉛めっき鋼板はプレス加工における密着性
は良好であり、高品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提
供することができた。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板はプレス加工における密着性
は良好であり、高品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提
供することができた。
【図１】従来例の冷延後未焼鈍後のグロー放電（ＧＤ
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果を示すグラフである。
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果を示すグラフである。
【図２】実施例の冷延後未焼鈍後のグロー放電（ＧＤ
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果を示すグラフである。
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果を示すグラフである。
【図３】従来例の焼鈍後の表面濃化をＧＤＳにより測定
した結果示すグラフである。
した結果示すグラフである。
【図４】実施例の焼鈍後の表面濃化をＧＤＳにより測定
した結果示すグラフである。
した結果示すグラフである。
【図５】熱延時に形成した酸化物を示す光学顕微鏡写真
である。
である。
【図６】酸化層のにＳＥＭを示す写真である。
【図７】酸化層のにＳＥＭ−ＥＤＸ分析を示すチャート
である。
である。
【図８】実施例の亜鉛めっき層の光学顕微鏡写真であ
る。
る。
【図９】従来例の亜鉛めっき層の光学顕微鏡写真であ
る。
る。
【図１０】実施例のめっき層を溶解して鋼板を露出させ
たＳＥＭ写真である。
たＳＥＭ写真である。
【図１１】従来例のめっき層を溶解して鋼板を露出させ
たＳＥＭ写真である。
たＳＥＭ写真である。
１ 鋼板素地 ２ 黒皮 ３ 粒界酸化層 ４ めっき層 ５ クラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−306461（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐを０．０２〜０．１０％含有するＰ添
加鋼板であり、合金化溶融亜鉛めっき層直下の鋼板表面
に、熱延時に生成した粒界酸化層に由来するクラックを
有することを特徴とする密着性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19930595A JP2965487B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| US08/913,314 US6030714A (en) | 1995-07-13 | 1997-01-13 | Zinc and zinc-alloy hot-dip-coated steel sheet having decreased bare spots and excellent coating adhesion and a method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19930595A JP2965487B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931619A JPH0931619A (ja) | 1997-02-04 |
| JP2965487B2 true JP2965487B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16405597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19930595A Expired - Fee Related JP2965487B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965487B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5332945B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2013-11-06 | マツダ株式会社 | 金属製板材の接合構造 |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP19930595A patent/JP2965487B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0931619A (ja) | 1997-02-04 |
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