JP3045264B2 - 合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、品質特性のすぐれた合
金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法に関し、詳しくは、
Ｔｉ及びＰを複合添加した鋼板について、合金化不足や
合金化過度なしに、合金化溶融亜鉛めつきを行なつて、
塗装後の耐食性やめつきの密着性等、品質特性にすぐれ
る合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法に関する。
金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法に関し、詳しくは、
Ｔｉ及びＰを複合添加した鋼板について、合金化不足や
合金化過度なしに、合金化溶融亜鉛めつきを行なつて、
塗装後の耐食性やめつきの密着性等、品質特性にすぐれ
る合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の防錆強化策として、種々
の表面処理鋼板の使用が急増しているが、なかでも、塗
装後の耐食性や溶接性がすぐれる合金溶融亜鉛めつき鋼
板（以下、ＧＡという。）が大量に用いられている。近
年、自動車の軽量化を背景として、成形性のすぐれる高
強度ＧＡの開発が強く要望されており、めつき原板にＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｐ等の元素を単独にて、又は複合して添加し
たＧＡが用いられ始めている。しかしながら、このよう
な元素を添加したＧＡの製造に際しては、合金化めつき
層の表面に亜鉛が残存する合金化不足が生じたり、或い
は合金化が進行しすぎて、脆いΓ相（Ｆｅ3 Ｚｎ10）が
厚く成長する合金化過度の現象があらわれやすくなり、
塗装後の耐食性、溶接性の低下、或いはめつき密着性の
劣化を招くこととなる。このような現象は、上述したよ
うな元素が鉄と亜鉛の合金化速度を大きく変化させるた
めに生じるものである。従来、Ｔｉは合金化を促進し、
Ｐは合金化を遅延させるといわれており、これらの元素
が複合添加されるときは、両者の影響が複雑に絡みあう
ので、良好な合金化度を有するめつき層を得ることは、
一層、困難である。
の表面処理鋼板の使用が急増しているが、なかでも、塗
装後の耐食性や溶接性がすぐれる合金溶融亜鉛めつき鋼
板（以下、ＧＡという。）が大量に用いられている。近
年、自動車の軽量化を背景として、成形性のすぐれる高
強度ＧＡの開発が強く要望されており、めつき原板にＴ
ｉ、Ｎｂ、Ｐ等の元素を単独にて、又は複合して添加し
たＧＡが用いられ始めている。しかしながら、このよう
な元素を添加したＧＡの製造に際しては、合金化めつき
層の表面に亜鉛が残存する合金化不足が生じたり、或い
は合金化が進行しすぎて、脆いΓ相（Ｆｅ3 Ｚｎ10）が
厚く成長する合金化過度の現象があらわれやすくなり、
塗装後の耐食性、溶接性の低下、或いはめつき密着性の
劣化を招くこととなる。このような現象は、上述したよ
うな元素が鉄と亜鉛の合金化速度を大きく変化させるた
めに生じるものである。従来、Ｔｉは合金化を促進し、
Ｐは合金化を遅延させるといわれており、これらの元素
が複合添加されるときは、両者の影響が複雑に絡みあう
ので、良好な合金化度を有するめつき層を得ることは、
一層、困難である。
【０００３】従来、このように、ＴｉとＰとを複合添加
したＧＡの製造においては、合金化不足又は合金化過度
を起こさない最適の操業条件を迅速且つ的確に把握する
ことは困難であるので、著しい歩留り低下を余儀なくさ
れている。
したＧＡの製造においては、合金化不足又は合金化過度
を起こさない最適の操業条件を迅速且つ的確に把握する
ことは困難であるので、著しい歩留り低下を余儀なくさ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の合金
化溶融亜鉛めつき鋼板の製造における上記した問題を解
決するためになされたものであつて、ＴｉとＰとを複合
添加したＧＡの製造において、鋼中のＴｉとＰ濃度に対
応して、最適のめつき条件下にめつきを行なつて、合金
化不足や合金化過度を防止し、かくして、めつき密着
性、塗装後の耐食性、溶接性等、品質特性のすぐれた合
金化溶融亜鉛めつき鋼板を製造する方法を提供すること
を目的とする。
化溶融亜鉛めつき鋼板の製造における上記した問題を解
決するためになされたものであつて、ＴｉとＰとを複合
添加したＧＡの製造において、鋼中のＴｉとＰ濃度に対
応して、最適のめつき条件下にめつきを行なつて、合金
化不足や合金化過度を防止し、かくして、めつき密着
性、塗装後の耐食性、溶接性等、品質特性のすぐれた合
金化溶融亜鉛めつき鋼板を製造する方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による合金化溶融
亜鉛めつき鋼板の製造方法は、Ｔｉ0.００５〜0.１０重
量％及びＰ0.０３〜0.１５重量％を含有する鋼板を式 0.２Ｙ＜浴中有効Ａｌ濃度＜1.２Ｙ Ｙ＝−（１／１２）×〔Ｐ〕＋（１／５）×〔Ｔｉ〕＋
0.１００ （式中、〔Ｐ〕及び〔Ｔｉ〕は鋼中のＰ及びＴｉの含有
量（重量％）を示す。）で与えられる浴中有効Ａｌ濃度
（重量％）に調整した溶融亜鉛めつき浴に２秒を越える
時間、浸漬し、次いで、合金化熱処理を施すことを特徴
とする。
亜鉛めつき鋼板の製造方法は、Ｔｉ0.００５〜0.１０重
量％及びＰ0.０３〜0.１５重量％を含有する鋼板を式 0.２Ｙ＜浴中有効Ａｌ濃度＜1.２Ｙ Ｙ＝−（１／１２）×〔Ｐ〕＋（１／５）×〔Ｔｉ〕＋
0.１００ （式中、〔Ｐ〕及び〔Ｔｉ〕は鋼中のＰ及びＴｉの含有
量（重量％）を示す。）で与えられる浴中有効Ａｌ濃度
（重量％）に調整した溶融亜鉛めつき浴に２秒を越える
時間、浸漬し、次いで、合金化熱処理を施すことを特徴
とする。
【０００６】一般に、Ｆｅ−Ｚｎの合金化は、めつき浴
中に添加されたＡｌと素地Ｆｅの反応によつてめつき時
に生成するＦｅ−Ａｌ合金層を素地ＦｅとめつきＺｎの
相互拡散によつて破壊して開始される。ここに、鋼中の
Ｔｉは合金化を促進し、Ｐは合金化を遅延させる。その
理由は必ずしも明らかではないが、ＴｉとＰはＦｅ−Ａ
ｌ合金層の性状に影響を及ぼしていると推察されるが、
このＦｅ−Ａｌ合金層の性状に浴中Ａｌ濃度も強い影響
を及ぼす。
中に添加されたＡｌと素地Ｆｅの反応によつてめつき時
に生成するＦｅ−Ａｌ合金層を素地ＦｅとめつきＺｎの
相互拡散によつて破壊して開始される。ここに、鋼中の
Ｔｉは合金化を促進し、Ｐは合金化を遅延させる。その
理由は必ずしも明らかではないが、ＴｉとＰはＦｅ−Ａ
ｌ合金層の性状に影響を及ぼしていると推察されるが、
このＦｅ−Ａｌ合金層の性状に浴中Ａｌ濃度も強い影響
を及ぼす。
【０００７】尚、めつき浴中のＡｌは、浴に溶解してい
るＡｌと浴中Ｆｅと結び付いてドロスとなつているＡｌ
とに分けることができ、Ｆｅ−Ａｌ合金層の性状に影響
を及ぼすのは前者のＡｌであり、このようなＡｌは、一
般に、有効Ａｌと呼ばれている。後者のＡｌは、重量％
にてＦｅと１：１にて結び付いているため、有効Ａｌ濃
度は、浴中Ａｌ濃度から浴中Ｆｅ濃度を差し引いた値で
ある。有効Ａｌ濃度が高くなるほど、Ｆｅ−Ａｌ合金層
によるバリヤー効果が大きくなり、合金化速度は遅くな
る。
るＡｌと浴中Ｆｅと結び付いてドロスとなつているＡｌ
とに分けることができ、Ｆｅ−Ａｌ合金層の性状に影響
を及ぼすのは前者のＡｌであり、このようなＡｌは、一
般に、有効Ａｌと呼ばれている。後者のＡｌは、重量％
にてＦｅと１：１にて結び付いているため、有効Ａｌ濃
度は、浴中Ａｌ濃度から浴中Ｆｅ濃度を差し引いた値で
ある。有効Ａｌ濃度が高くなるほど、Ｆｅ−Ａｌ合金層
によるバリヤー効果が大きくなり、合金化速度は遅くな
る。
【０００８】本発明は、この有効Ａｌに注目し、鋼中の
Ｔｉによる合金化促進とＰによる合金化遅延の相互作用
を有効Ａｌ濃度にて調整し、一定の合金化速度を得るよ
うにしたものであるが、本発明者らは、鋭意研究した結
果、めつき浴への浸漬時間が合金化速度の安定性に大き
く影響を与えていることを見出した。即ち、めつき浴へ
の浸漬時間は、めつき時に鋼板の表面に形成されるＦｅ
−Ａｌ合金層の組成、厚さ等の性状を支配し、浸漬時間
が２秒以下の短時間では、一定の性状を得ることが困難
となり、浸漬時間の変化によつて、合金化速度に大きい
変動を生じることとなる。浸漬時間が２秒を越えるとき
は、合金層は安定した状態となり、バリヤー効果が一定
レベルを維持することとなつて、合金化速度は安定する
こととなる。他方、浸漬時間が１０秒を越えるときは、
ライン速度が大幅に低下し、生産性が著しく阻害される
ので、浸漬時間の上限は、通常、１０秒程度であり、好
ましくは５秒程度である。
Ｔｉによる合金化促進とＰによる合金化遅延の相互作用
を有効Ａｌ濃度にて調整し、一定の合金化速度を得るよ
うにしたものであるが、本発明者らは、鋭意研究した結
果、めつき浴への浸漬時間が合金化速度の安定性に大き
く影響を与えていることを見出した。即ち、めつき浴へ
の浸漬時間は、めつき時に鋼板の表面に形成されるＦｅ
−Ａｌ合金層の組成、厚さ等の性状を支配し、浸漬時間
が２秒以下の短時間では、一定の性状を得ることが困難
となり、浸漬時間の変化によつて、合金化速度に大きい
変動を生じることとなる。浸漬時間が２秒を越えるとき
は、合金層は安定した状態となり、バリヤー効果が一定
レベルを維持することとなつて、合金化速度は安定する
こととなる。他方、浸漬時間が１０秒を越えるときは、
ライン速度が大幅に低下し、生産性が著しく阻害される
ので、浸漬時間の上限は、通常、１０秒程度であり、好
ましくは５秒程度である。
【０００９】本発明者らは、種々のＴｉ及びＰ濃度を有
する鋼板に種々の有効Ａｌ濃度に調整しためつき浴を用
いて、２秒を越える浸漬時間にてめつきを施した後、直
ちに合金化加熱処理を行なつて、このときの合金化速度
を調べた結果、有効Ａｌ濃度が鋼中のＴｉ及びＰ濃度に
基づいて、次式に従つて算出される値Ｙをとるときに、
合金化速度がほぼ一定となることを見出した。
する鋼板に種々の有効Ａｌ濃度に調整しためつき浴を用
いて、２秒を越える浸漬時間にてめつきを施した後、直
ちに合金化加熱処理を行なつて、このときの合金化速度
を調べた結果、有効Ａｌ濃度が鋼中のＴｉ及びＰ濃度に
基づいて、次式に従つて算出される値Ｙをとるときに、
合金化速度がほぼ一定となることを見出した。
【００１０】Ｙ＝−（１／１２）×〔Ｐ〕＋（１／５）
×〔Ｔｉ〕＋0.１００ （式中、〔Ｐ〕及び〔Ｔｉ〕は鋼中のＰ及びＴｉの含有
量（重量％）を示す。）即ち、鋼中のＴｉ及びＰ濃度の
変化に対応して、上式より得られる値Ｙに有効Ａｌ濃度
を調整することによつて、極めて的確な合金化操業を迅
速に行なうことができる。この際、有効Ａｌ濃度を上記
Ｙ値に一致させることが最適であるが、しかし、本発明
に従つて、有効Ａｌ濃度を次式で示す一定の範囲に調整
することによつて、合金化不足又は合金化過度にならな
い操業を行なうことができる。
×〔Ｔｉ〕＋0.１００ （式中、〔Ｐ〕及び〔Ｔｉ〕は鋼中のＰ及びＴｉの含有
量（重量％）を示す。）即ち、鋼中のＴｉ及びＰ濃度の
変化に対応して、上式より得られる値Ｙに有効Ａｌ濃度
を調整することによつて、極めて的確な合金化操業を迅
速に行なうことができる。この際、有効Ａｌ濃度を上記
Ｙ値に一致させることが最適であるが、しかし、本発明
に従つて、有効Ａｌ濃度を次式で示す一定の範囲に調整
することによつて、合金化不足又は合金化過度にならな
い操業を行なうことができる。
【００１１】0.２Ｙ＜浴中有効Ａｌ濃度＜1.２Ｙ 浴中有効Ａｌ濃度が0.２Ｙ以下、又は1.２Ｙ以上の場合
には、合金化過度によるめつき密着性の劣化、又は合金
化不足による塗装後の耐食性や溶接性の低下を招く。次
に、鋼中のＴｉ及びＰ濃度について述べる。本発明にお
いて、鋼中のＴｉ量は、0.００５〜0.１０重量％の範囲
であり、Ｐ量は、0.０３〜0.１５重量％の範囲である。
Ｔｉ濃度が0.００５％未満では、ＧＡの成形性向上効果
が小さく、他方、0.１０重量％を越えても、成形性の改
善効果が飽和する。一方、Ｐ濃度が0.０３％未満である
ときは、ＧＡの強度向上効果が小さく、他方、0.１５重
量％を越えても、上記効果が飽和する。
には、合金化過度によるめつき密着性の劣化、又は合金
化不足による塗装後の耐食性や溶接性の低下を招く。次
に、鋼中のＴｉ及びＰ濃度について述べる。本発明にお
いて、鋼中のＴｉ量は、0.００５〜0.１０重量％の範囲
であり、Ｐ量は、0.０３〜0.１５重量％の範囲である。
Ｔｉ濃度が0.００５％未満では、ＧＡの成形性向上効果
が小さく、他方、0.１０重量％を越えても、成形性の改
善効果が飽和する。一方、Ｐ濃度が0.０３％未満である
ときは、ＧＡの強度向上効果が小さく、他方、0.１５重
量％を越えても、上記効果が飽和する。
【００１２】更に、本発明においては、成形性を左右す
る面内方向性の改善のために、鋼中にＮｂを0.００４％
以上添加してもよい。Ｎｂは、合金化速度には大きい影
響を与えないが、しかし、再結晶温度を著しく高めるの
で、その添加量を0.０５０％以下に抑える必要がある。
また、Ｃ、Ｍｎ、Ｓ、Ａｌ、Ｎ、その他の元素の濃度に
ついては、本発明では特に限定されるものではなく、そ
れらは、強度、成形性等の各種レベルに合わせて、任意
に選択できるものである。
る面内方向性の改善のために、鋼中にＮｂを0.００４％
以上添加してもよい。Ｎｂは、合金化速度には大きい影
響を与えないが、しかし、再結晶温度を著しく高めるの
で、その添加量を0.０５０％以下に抑える必要がある。
また、Ｃ、Ｍｎ、Ｓ、Ａｌ、Ｎ、その他の元素の濃度に
ついては、本発明では特に限定されるものではなく、そ
れらは、強度、成形性等の各種レベルに合わせて、任意
に選択できるものである。
【００１３】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。表１は、Ｔｉ及びＰ（及びＮｂ）を含有する鋼板を
種々の有効Ａｌ濃度にて浸漬時間2.５秒にてめつきし、
次いで、合金化して得られたＧＡ材の品質特性を示す。
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。表１は、Ｔｉ及びＰ（及びＮｂ）を含有する鋼板を
種々の有効Ａｌ濃度にて浸漬時間2.５秒にてめつきし、
次いで、合金化して得られたＧＡ材の品質特性を示す。
【００１４】塗装後耐食性及びめつき密着性は、次のよ
うにして評価した。塗装後耐食性 リン酸塩処理した後、自動車用３コート塗装し、クロス
カツトを入れて、塩水噴霧試験を１０００時間行なつ
た。クロスカツト部からの塗膜のふくれ幅を測定し、３
段階にて評価した。◎は非常によい、○はよい、×は悪
い、を示す。めつき密着性 角度６０°のＶ字型曲げ試験を行なつて、圧縮側をテー
プ試験し、めつき剥離程度を３段階にて評価した。◎は
非常によい、○はよい、×は悪い、を示す。本発明に従
つて、有効Ａｌ濃度をＹ値と一致させることによつて、
塗装後の耐食性及びめつき密着性が格段にすぐれる合金
化溶融亜鉛めつき鋼板を得ることができ、また、有効Ａ
ｌ濃度を0.２×Ｙと1.２×Ｙとの間にすることによつ
て、塗装後の耐食性及びめつき密着性が実用上、満足し
得る合金化溶融亜鉛めつき鋼板を得ることができる。
うにして評価した。塗装後耐食性 リン酸塩処理した後、自動車用３コート塗装し、クロス
カツトを入れて、塩水噴霧試験を１０００時間行なつ
た。クロスカツト部からの塗膜のふくれ幅を測定し、３
段階にて評価した。◎は非常によい、○はよい、×は悪
い、を示す。めつき密着性 角度６０°のＶ字型曲げ試験を行なつて、圧縮側をテー
プ試験し、めつき剥離程度を３段階にて評価した。◎は
非常によい、○はよい、×は悪い、を示す。本発明に従
つて、有効Ａｌ濃度をＹ値と一致させることによつて、
塗装後の耐食性及びめつき密着性が格段にすぐれる合金
化溶融亜鉛めつき鋼板を得ることができ、また、有効Ａ
ｌ濃度を0.２×Ｙと1.２×Ｙとの間にすることによつ
て、塗装後の耐食性及びめつき密着性が実用上、満足し
得る合金化溶融亜鉛めつき鋼板を得ることができる。
【００１５】しかし、有効Ａｌ濃度が0.２×Ｙよりも少
ないときは、合金化過度となつて、めつき密着性が低下
し、他方、有効Ａｌ濃度が1.２×Ｙよりも多いときは、
合金化不足となつて、塗装後の耐食性が低下し、いすれ
も、実用上、満足できる品質をもたない。
ないときは、合金化過度となつて、めつき密着性が低下
し、他方、有効Ａｌ濃度が1.２×Ｙよりも多いときは、
合金化不足となつて、塗装後の耐食性が低下し、いすれ
も、実用上、満足できる品質をもたない。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明による合金化溶融
亜鉛めつき鋼板の製造方法は、鋼板中のＴｉ及びＰ量に
対応する最適のめつき条件下にめつきを行なうので、合
金化不足や合金化過度のいずれもなく、塗装後の耐食
性、めつき密着性等、品質特性にすぐれる合金化溶融亜
鉛めつき鋼板を容易に安定して得ることができる。
亜鉛めつき鋼板の製造方法は、鋼板中のＴｉ及びＰ量に
対応する最適のめつき条件下にめつきを行なうので、合
金化不足や合金化過度のいずれもなく、塗装後の耐食
性、めつき密着性等、品質特性にすぐれる合金化溶融亜
鉛めつき鋼板を容易に安定して得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−271354（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−191047（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138344（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−104850（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40
Claims (2)
- 【請求項１】Ｔｉ0.００５〜0.１０重量％及びＰ0.０３
〜0.１５重量％を含有する鋼板を式 0.２Ｙ＜浴中有効Ａｌ濃度＜1.２Ｙ Ｙ＝−（１／１２）×〔Ｐ〕＋（１／５）×〔Ｔｉ〕＋
0.１００ （式中、〔Ｐ〕及び〔Ｔｉ〕は鋼中のＰ及びＴｉの含有
量（重量％）を示す。）で与えられる浴中有効Ａｌ濃度
（重量％）に調整した溶融亜鉛めつき浴に２秒を越える
時間、浸漬し、次いで、合金化熱処理を施すことを特徴
とする合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法。 - 【請求項２】鋼板がＮｂ0.００４〜0.０５０重量％を含
有することを特徴とする請求項１記載の合金化溶融亜鉛
めつき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234646A JP3045264B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234646A JP3045264B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681100A JPH0681100A (ja) | 1994-03-22 |
| JP3045264B2 true JP3045264B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=16974289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234646A Expired - Lifetime JP3045264B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3045264B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000313936A (ja) | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Kobe Steel Ltd | 延性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
| JP5605045B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2014-10-15 | 新日鐵住金株式会社 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| WO2013103117A1 (ja) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
-
1992
- 1992-09-02 JP JP4234646A patent/JP3045264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681100A (ja) | 1994-03-22 |
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