JP2971242B2 - 高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
高ｐ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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- JP2971242B2 JP2971242B2 JP11200392A JP11200392A JP2971242B2 JP 2971242 B2 JP2971242 B2 JP 2971242B2 JP 11200392 A JP11200392 A JP 11200392A JP 11200392 A JP11200392 A JP 11200392A JP 2971242 B2 JP2971242 B2 JP 2971242B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高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。
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】従来、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。そこで特願平３−１０
２８５号のように焼鈍前にＦｅ、Ｎｉ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。
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。そこで特願平３−１０
２８５号のように焼鈍前にＦｅ、Ｎｉ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】上記のような従来技術
の問題に対して、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。すなわ
ち、自動車用防錆鋼板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プロセスの検討を行
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
純鉄層を形成し、鋼板最表面のＰ濃度が低下する。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の含有量が高い鋼種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の還元が終了し
てしまうと、その後めっきするまでの間に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、該鋼板を
スナウトの下部つまりめっき直前に残りの鉄酸化膜の還
元をＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎを１種または２種以上
含む還元性の蒸気にて行うことによりＰを含有しない純
鉄層を確保し合金化速度を改善することが出来る。
の問題に対して、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。すなわ
ち、自動車用防錆鋼板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プロセスの検討を行
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
純鉄層を形成し、鋼板最表面のＰ濃度が低下する。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の含有量が高い鋼種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の還元が終了し
てしまうと、その後めっきするまでの間に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、該鋼板を
スナウトの下部つまりめっき直前に残りの鉄酸化膜の還
元をＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎを１種または２種以上
含む還元性の蒸気にて行うことによりＰを含有しない純
鉄層を確保し合金化速度を改善することが出来る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明法は以上の知見に
基づくものであって、その要旨とすべきところはＰの含
有量が０．０１〜０．２％である高強度鋼板に溶融亜鉛
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〜
１０００Åの範囲で残留するように還元せしめた後、該
鋼板をＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎを１種または２種以
上含む還元性の強い蒸気で還元し、溶融亜鉛めっきを施
した後、加熱合金化することを特徴とする、めっき密着
性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。
基づくものであって、その要旨とすべきところはＰの含
有量が０．０１〜０．２％である高強度鋼板に溶融亜鉛
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〜
１０００Åの範囲で残留するように還元せしめた後、該
鋼板をＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎを１種または２種以
上含む還元性の強い蒸気で還元し、溶融亜鉛めっきを施
した後、加熱合金化することを特徴とする、めっき密着
性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。
【０００５】以下に本発明を詳細に説明する。
【作用】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。
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。
【０００６】先ず、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。
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。
【０００７】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。
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。
【０００８】更にスナウト下部すなわちめっき直前でＮ
ａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇの１種又は２種以上含む還元性の強
い蒸気でめっき浴浸漬直前に鉄の酸化膜の還元を終了さ
せる。この方法だと鋼板が４６０℃付近まで冷却されて
いる上、鉄の酸化膜の還元が終了してから鋼板がめっき
浴に浸漬するまでの時間が殆ど０に近いためＰが純鉄層
に拡散することはない。還元性の強い蒸気の導入方法の
例として次の２つがある。１つはスナウト内部にＮａ、
Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎの１種又は２種以上含む還元性の
強い物質をいれておき加熱装置により蒸気にする方法。
２つ目としてはスナウト外部においてＮａ、Ｋ、Ｃａ、
Ｍｇ、Ｍｎの１種又は２種以上含む還元性の強い物質を
加熱気化をし、水素、窒素の混合気とともにスナウト内
部に導入する方法である。又、還元性の気体蒸気をめっ
き浴面に接触した状態に固定するための技術として、窒
素カーテンにより気体蒸気をシールする方法がある。
ａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇの１種又は２種以上含む還元性の強
い蒸気でめっき浴浸漬直前に鉄の酸化膜の還元を終了さ
せる。この方法だと鋼板が４６０℃付近まで冷却されて
いる上、鉄の酸化膜の還元が終了してから鋼板がめっき
浴に浸漬するまでの時間が殆ど０に近いためＰが純鉄層
に拡散することはない。還元性の強い蒸気の導入方法の
例として次の２つがある。１つはスナウト内部にＮａ、
Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎの１種又は２種以上含む還元性の
強い物質をいれておき加熱装置により蒸気にする方法。
２つ目としてはスナウト外部においてＮａ、Ｋ、Ｃａ、
Ｍｇ、Ｍｎの１種又は２種以上含む還元性の強い物質を
加熱気化をし、水素、窒素の混合気とともにスナウト内
部に導入する方法である。又、還元性の気体蒸気をめっ
き浴面に接触した状態に固定するための技術として、窒
素カーテンにより気体蒸気をシールする方法がある。
【０００９】ここでいうスナウトとは図１に示すように
溶融めっきラインに於ける冷却帯とめっき浴の間の部分
をシールする設備である。本発明法で使用するめっき浴
は通常合金化溶融亜鉛めっきで使用するものと同様のも
のである。更に、めっき処理を施した後、加熱合金化を
する。本発明法では完全にめっき不良が解消されている
ので加熱合金化処理ができるが、従来技術では加熱合金
化すると、僅かに発生しためっき不良が広がって逆に耐
食性が落ちてしまう。自動車用防錆鋼板にとって耐食性
は重要な性質である。
溶融めっきラインに於ける冷却帯とめっき浴の間の部分
をシールする設備である。本発明法で使用するめっき浴
は通常合金化溶融亜鉛めっきで使用するものと同様のも
のである。更に、めっき処理を施した後、加熱合金化を
する。本発明法では完全にめっき不良が解消されている
ので加熱合金化処理ができるが、従来技術では加熱合金
化すると、僅かに発生しためっき不良が広がって逆に耐
食性が落ちてしまう。自動車用防錆鋼板にとって耐食性
は重要な性質である。
【００１０】
【実施例】従来から使用されている合金化溶融めっきラ
インを使用して実施した結果を実施例として表１に示
す。試験方法は次の通り （１）めっき外観評価 めっき外観を合金化不良の発生程度により評価した。 ◎：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。
インを使用して実施した結果を実施例として表１に示
す。試験方法は次の通り （１）めっき外観評価 めっき外観を合金化不良の発生程度により評価した。 ◎：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
より行なった。 ◎：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
より行なった。 ◎：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
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Ｐ濃度を変え
た例、６〜７は酸化帯板温を変えた例、８〜９は酸化帯
中空気比を変えた例、１０〜１１は還元帯板温を変えた
例、１６、１７は還元帯の水素濃度を変えた例、１８〜
２０は加熱合金化炉板温を変えた例、２１〜２２は加熱
合金化時間を変えた例、２３〜２６は還元性気体の種類
を変えた例、２７はＨｏｔ材について試験を行なったも
の、２８、２９は比較例であり、２８は還元性の蒸気を
使用していないため不適な例、２９は予め酸化膜を生成
しなかった為不適な例である。
た例、６〜７は酸化帯板温を変えた例、８〜９は酸化帯
中空気比を変えた例、１０〜１１は還元帯板温を変えた
例、１６、１７は還元帯の水素濃度を変えた例、１８〜
２０は加熱合金化炉板温を変えた例、２１〜２２は加熱
合金化時間を変えた例、２３〜２６は還元性気体の種類
を変えた例、２７はＨｏｔ材について試験を行なったも
の、２８、２９は比較例であり、２８は還元性の蒸気を
使用していないため不適な例、２９は予め酸化膜を生成
しなかった為不適な例である。
【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、Ｐ含有高強度鋼板を
製造することができる。
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。
【図１】本発明法の概念図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐの含有量が０．０１〜０．２％である
高強度鋼板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２００〜１０００Åの範囲で残留するよう
に還元せしめた後、該鋼板をＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍ
ｎを１種または２種以上含む還元性の強い蒸気で還元
し、溶融亜鉛めっきを施した後、加熱合金化することを
特徴とする、めっき密着性に優れた高強度合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11200392A JP2971242B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 高ｐ含有高強度合金化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 |
|---|---|---|---|
| JP11200392A JP2971242B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 高ｐ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306444A JPH05306444A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2971242B2 true JP2971242B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14575528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11200392A Expired - Lifetime JP2971242B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 高ｐ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971242B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP11200392A patent/JP2971242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05306444A (ja) | 1993-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990817 |