JP3185530B2

JP3185530B2 - 耐食性に優れた深絞り用表面処理鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JP3185530B2
Application number: JP08670994A
Authority: JP
Inventors: 悟宇田川; 雅樹阿部; 聡安藤; 正哉森田; 豊文渡辺; 幸光塩原
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH07292436A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車用鋼板に最適な
耐食性，加工性，溶接性，化成処理性等に優れる表面処
理鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在自動車用に用いられる冷延鋼板等に
対し，自動車自体の軽量化およびコストダウンの点か
ら，板厚の薄肉化が考えられている。しかしながら板圧
を減少させると，腐食後の残りしろが少なくなるため，
腐食後の強度減少という問題が生じる。一般に自動車用
鋼板の耐食性を向上させるために，亜鉛めっきの目付量
を増やすという方法が最も簡単であるが，付着量増加は
コストの上昇を招き，また鋼板を加工する際に被覆層の
はく離という問題が生じ，下地が露出して腐食しやすく
なる。また自動車用部品の組立を行う際にスポット溶接
が用いられているが，この溶接に対してめっきの付着量
が大きく影響を及ぼす。つまり付着量の増大とともに溶
接性が劣化することが認められる。また自動車用に用い
られる鋼板には，深絞り性などの成形性も優れ，しかも
安価であることも要求される。

【０００３】このような状況の下，特開平4-141554号公
報に示されるように，鋼板そのものの耐食性を改善した
鋼板の製造方法に関する技術も見られるが，鋼板中にP
，Cu，NiのほかMo，Crといった元素を相当量添加する
ため，製造コストが高くなる上に，加工性が劣化しやす
いという欠点を有している。またC 量が60ppm 以上と高
いため，鋼板の深絞り性の向上はあまり期待できない上
に，固溶C を減ずるためにTi添加量を多くせざるを得
ず，そのため製造コストの上昇，あるいは表面性状の低
下にもつながっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、上記事情に
鑑みてなされたもので、より低コストでしかも耐食性，
加工性，溶接性，化成処理性に優れた表面処理鋼板及び
その製造方法を開発することを目的とする。

【０００５】この目的を達成するために、本発明者ら
は，検討を重ねた結果，鋼板としてIF鋼（格子間固溶元
素のない鋼）をベースとして，耐食性を向上させる元素
として，P ，Cu，Niの元素を添加し，さらに耐食性を付
与する元素として特にSnに注目してSnを添加した耐食性
に優れた深絞り用鋼板の少なくとも一方の表面に，Ni-P
系合金めっき層もしくはさらにW,Mo,Cr,Cuの一種または
二種以上を含有するNi-P系合金めっき層を形成し，非酸
化性雰囲気で熱処理を施すことにより，鋼板素地とめっ
き層の界面にFe-Ni-P を主成分とする拡散合金領域を形
成した後，ZnめっきもしくはZnをマトリックスとし，N
i,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸化物の一種
または二種以上を合金あるいは分散粒子として含有する
亜鉛系めっき層を形成することによって，薄目付で非常
に高い耐食性を十分確保することに成功した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】而してその要旨は以下の
通りである。 1 ）重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.
05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.
1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.
2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05%であ
り，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋
Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜0.1%，N
b：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含有し，
残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板の少なく
とも一方の表面に，Fe-Ni-P を主成分とする拡散合金領
域を有し，さらにこの上に，ZnめっきもしくはZnをマト
リックスとし，Ni,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属また
は酸化物の一種または二種以上を合金あるいは分散粒子
として含有する亜鉛系めっき層を有する薄目付で優れた
耐食性と深絞り性を有する表面処理鋼板。 2 ）重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.
05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.
1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.
2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05%であ
り，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋
Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜0.1%，N
b：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含有し，
残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板の少なく
とも一方の表面に，Fe-Ni-P を主成分としW,Mo,Cr,Cuの
一種または二種以上を含有する拡散合金層領域を有し，
さらにこの上に，ZnめっきもしくはZnをマトリックスと
し，Ni,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸化物の
一種または二種以上を合金あるいは分散粒子として含有
する亜鉛系めっき層を有する薄目付で優れた耐食性と深
絞り性を有する表面処理鋼板。 3 ）重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.
05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.
1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.
2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05%であ
り，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋
Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜0.1%，N
b：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含有し，
残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板を，酸洗
しスケールを除去後焼鈍の前に，または酸洗し冷間圧延
した後焼鈍の前に，前記鋼板の少なくとも一方の表面
に，電気めっきまたは無電解めっきによってPを8 〜18
重量% 含有するNi-P系合金めっきを施し，非酸化性雰囲
気で500 〜880℃で拡散熱処理を行い，鋼板素地表面にF
e-Ni-P を主成分とする拡散合金領域を形成し，さらに
この上に，電気めっき法または溶融めっき法によって，
ZnめっきもしくはZnをマトリックスとし,Ni,Fe,Co,Cr,M
n,Ti,Mo,Si,Al の金属または酸化物の一種または二種以
上を合金あるいは分散粒子として含有する亜鉛系めっき
層を形成することを特徴とする，薄目付けで優れた耐食
性と深絞り性を有する表面処理鋼板の製造方法。 4 ）重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.
05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.
1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.
2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05%であ
り，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋
Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜0.1%，N
b：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含有し，
残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板を，酸洗
しスケールを除去後焼鈍の前に，または酸洗し冷間圧延
した後焼鈍の前に，前記鋼板の少なくとも一方の表面
に，電気めっきまたは無電解めっきによってPを8 〜18
重量% ，W,Mo,Cr,Cuの一種または二種以上を15重量% 以
下の範囲で含有するNi-P系合金めっきを施し，非酸化性
雰囲気で500 〜880 ℃で拡散熱処理を行い，鋼板素地表
面にFe-Ni-P を主成分としW,Mo,Cr ,Cu の一種または二
種以上を含有する拡散合金領域を形成し，さらにこの上
に，電気めっき法または溶融めっき法によって，Znめっ
きもしくはZnをマトリックスとし，Ni,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,
Mo,Si,Alの金属または酸化物の一種または二種以上を合
金あるいは分散粒子として含有する亜鉛系めっき層を形
成することを特徴とする，薄目付けで優れた耐食性と深
絞り性を有する表面処理鋼板の製造方法。 5 ）スラブを熱間圧延して前述した鋼板を用意する際
に，Ar3 点以上で熱圧し，巻取り温度(CT;℃) として，
610 −2000×Sn≦CT( ℃) ≦710 −2000×Snの範囲で熱
延鋼板を巻取る工程と，70〜90% の圧下率で冷間圧延す
る工程を有する，請求項1 ，2 に示した薄目付けで優れ
た耐食性と深絞り性を有する表面処理鋼板の製造方法。 6 ）鋼板を非酸化性雰囲気で熱処理する際に，連続焼鈍
炉によって加熱することによって鋼板素地とめっき層の
界面にFe-Ni-P を主成分とする拡散合金領域を形成する
ことを特徴とする，薄目付けで優れた耐食性と深絞り性
を有する表面処理鋼板の製造方法。

【０００７】

【作用】以下に本発明について詳細に説明する。本発明
で適用される鋼板は，P,Cu,Ni の添加をした鋼に，耐食
性をさらに向上させる元素としてSnを添加することによ
り，IF鋼をベースに耐食性及び加工性を十分確保するこ
とに成功したものであり以下の如くである。上記のよう
に鋼成分（以下において成分はすべて重量% である）を
限定した理由について述べると以下の如くである。

【０００８】C ：0.002 〜0.01% とする C は優れた機械的特性を保つためには少ないほうがよ
い。したがって本発明の効果を損なわない範囲として，
その上限を0.01% に限定するが，好ましくは0.006%であ
る。また下限については，過度に極低C 化しても加工性
がさほど向上しないことに加え，極低C 化するために，
他の元素を添加する必要があり，そのためコスト上昇を
伴うので0.002%とする。

【０００９】Si：1%以下とする。Siはプレス性形成を劣
化させることなく，固溶強化元素として鋼板の強化に寄
与する。しかしながら1%を越えて含有すると熱間圧延の
加熱時に発生するスケール量が著しくなるばかりか，過
剰に添加すると鋼板の深絞り性を劣化させ，さらに化成
処理性を悪化させるので1%を上限とした。

【００１０】Mn：0.05〜1%とする。Mnは不可避的に含ま
れるS を固定し，赤熱脆性を防ぐのに必要な元素である
ためその下限を0.05% とした。また1%を越えて含有する
とランクフォード値を著しく劣化させ，しかもコスト的
にも不利であるので，その上限を1%とした。

【００１１】P ：0.02〜0.1%とする。P は最も安価に鋼
を強化できる元素であると共に，鋼板自体の耐食性を向
上させる元素である。IF鋼をベースとして，0.1%を越え
て含有させると，結果的に高強度化すると共に，粒界に
偏析しやすくなり，二次加工劣化の問題が顕在化するた
め，0.1%以下に限定した，一方耐食性を付与するには，
0.02% の添加が必要であり，これを下限とした。

【００１２】S ：0.01% 以下とする。S は0.01% を越え
て含有すると鋼の延性を劣化させ，耐食性に悪影響を及
ぼすため0.01% 以下とした。好ましくは0.007%以下であ
る。

【００１３】sol.Al：0.1%以下とする。Alは脱酸および
N の固定のために必要であるが，多量に添加するとコス
トの上昇をもたらすとともに，アルミナ系介在物が増加
して表面性状が劣化するので0.1%以下とした，好ましく
は0.06% 以下である。

【００１４】N ：0.004%以下とする。N は高いランクフ
ォード値を得るためには，少ないほうが望ましいが，本
発明の効果を損なわない範囲として，その上限を0.004%
以下とした。

【００１５】Cu：0.2 〜0.5%とする。CuはP と複合添加
される場合に，鋼板自体の耐食性を向上させる元素であ
り，0.2%以上でその効果が得られる。過剰に添加すると
深絞り性を劣化させるばかりでなく，熱延時の表面疵ま
たはSnとの共存により，熱延時の熱間割れが発生しやす
くなるため，その上限を0.5%とする。

【００１６】Ni：0.1 〜0.5%とする。Niは，Cuが添加さ
れた場合の表面疵を減少させ，さらに耐食性を高めるの
に有効な元素でである。しかしながら過剰に添加すると
深絞り性の劣化，コストの上昇を招くので，その下限値
を0.1%とし，上限を0.5%とした，B ：0.0005〜0.002%と
する。

【００１７】B は粒界に偏析して粒界を強化する作用を
有する。とくにIF鋼をベースとして， P を添加する場
合，二次加工脆化の問題を回避するために，添加は必須
である。0.0005% 未満ではその効果が小さく，0.002%を
越えて含有すると再結晶温度の上昇およびランクフォー
ド値の低下と行った欠点が生ずるために，この範囲に限
定した。

【００１８】Ti：0.005 〜0.1%とする。Tiは鋼中C の固
定を行い，ランクフォード値を向上させる作用がある。
即ち0.005%未満ではその効果が乏しく，一方多量に添加
するとコストの上昇を招くだけでなく，表面欠陥の原因
や化成処理性を劣化させるので，その上限を0.1%とす
る。

【００１９】Nb：0.002 〜0.05% とする。NbはTiと同様
にC の固定を行う性質が有り，Tiとの複合添加によりさ
らにランクフォード値が上昇する，即ち0.002%未満では
その効果が乏しく，多量に添加するとコストの上昇を招
くので上限を0.05% に限定する。

【００２０】Sn：0.002 〜0.05% であり，かつ2 ≦1000
×Sn×(2×P ＋Cu＋Ni) ≦20を満たすSn量とする。Snは
前述の通り本発明において重要な元素であり，鋼板の耐
食性を向上させるためには添加は必須である。0.05% を
越えて含有させると，熱間延性が低下するばかりか鋼板
の延性および深絞り性も低下させるので0.05% を上限と
した，またSnによる耐食性向上効果を得るために，0.00
2%を下限とした。一方Sn含有量は2≦1000×Sn×(2×P
＋Cu＋Ni) ≦20で示される関係式により限定される。

【００２１】次に，この2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋N
i) ≦20の限定理由を述べる。この限定は以下の実験に
より明らかとなった。以下成分組成は重量% である。 C ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.05〜1%，P ：
0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.1%以下，N ：
0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.2 〜0.5%，N
i：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05%であり，前記組成間
に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋Cu＋Ni) ≦20を満足する関
係を有し，Ti：0.005 〜0.1%，Nb：0.002 〜0.05% の何
れか一種または二種を含有し，残部が鉄および不可避不
純物成分からなる鋼板の少なくとも一方の表面に，Fe-N
i-P を主成分としW,Mo,Cr,Cuの一種または二種以上を含
有する拡散合金層を有する冷延鋼板の耐食性を調査し
た。

【００２２】耐食性の評価は，乾湿繰り返しに塩水噴霧
を組み合わせた腐食環境で60日間経過後の無塗装鋼板の
腐食深さを測定した。平均腐食深さと鋼の成分組成との
関係を示すパラメータとして，1000×Sn×(2×P ＋Cu＋
Ni) を用い，鋼板の平均腐食深さ及びランクフォード値
(rm)との関係を図1 に示す。図1 から明らかなように，
耐食性と深絞り性はSn,P,Cu,及びNiの含有量に強く依存
することがわかる。

【００２３】図1 により，1000×Sn×(2×P ＋Cu＋Ni)
が2 以上であるとき，焼鈍方法によらず耐食性が良好に
なることがわかる。しかし，20を越すとき，耐食性を付
与する元素の添加量が増えるため，ランクフォード値が
劣化する。従って，耐食性と深絞り性を共に満足させる
ことが不可能となる。このため，Sn量は2 ≦1000×Sn×
(2×P ＋Cu＋Ni) ≦20で示される関係式に限定される。

【００２４】このように，Sn,P,Cu,及びNiの含有量が焼
鈍の種別によらず耐食性に大きく影響することから，S
n,P,Cu,及びNi含有量のバランスのとれた適正な組合せ
が，優れた耐食性に寄与することが判った。

【００２５】上記のような鋼成分で十分鋼板自体に耐食
性を具備しているが，苛酷な環境化に於て使用する自動
車用鋼板に対してはまだ不十分である。而して上記の鋼
板に対してさらなる耐食性を付与するため，本発明では
上記の鋼板にFe-Ni-P 拡散合金めっき層を形成する。P
を8 〜18重量% 含有するNi-P合金めっきはアモルファス
に近い構造をとり，この様なめっき層を有する鋼板を熱
処理すると一般の結晶性のめっき皮膜の場合に比較して
均一な拡散合金層が短期間のうちに形成される。このよ
うな拡散層は下地鋼を腐食から保護するとともにひとた
び，下地鋼板の腐食が開始された後には形成される鉄の
腐食生成物を素早く緻密なものとする。この結果，従来
の技術では得られなかった優れた耐食性を得ることがで
きる。

【００２６】P が8 重量% 未満ではNi-P合金めっきは結
晶質であり，P の分布も均一でない。このため，熱処理
を受けたときに形成される拡散合金領域の組成が均一で
なく，前記下地生成錆の緻密性への寄与が十分でなく，
優れた耐食性を得ることができない。一方P が18重量%
超ではNi-P合金めっきは脆くなりその密着性が低下す
る。このため，熱処理などの過程でめっき剥離を生じや
すい。このようなことから，本発明における鋼板に形成
するめっき層のP 含有率は8 〜18重量% とした。望まし
い範囲は8 〜15重量% であり，より望ましい範囲は10〜
13重量% である。

【００２７】また，Ni-PにさらにW,Mo,Cr,Cuの一種また
は二種以上を15重量% 以下の範囲で複合化したNi-P系合
金めっきとして使用することもできる。W,Mo,Cr,Cuはい
ずれも，鋼の腐食に対しインヒビター的な役割をもつと
と同時に，Ni，P との相乗効果で初期錆の緻密性，安定
性を一層向上させる効果を有する。W,Mo,Cr,Cuの含有率
についてはその合計値で15重量% 以下であることが望ま
しい。W,Mo,Cr,Cuの合計含有率の増加と共に耐食性は向
上するが，その合計値が15重量% を超えるとその密着性
が低下するため，その後の過程でめっき剥離を生じやす
い。従って，W,Mo,Cr,Cuの含有率については合計値とし
て15重量% とした。W,Mo,Cr,Cuの含有効果を発揮するた
めには，その下限は0.5 重量% 以上が望ましい。

【００２８】また，このNi-P系合金めっき層のめっき量
については特に規定しないが，0.1〜8g/m² の範囲が望
ましい。0.1g/m² 未満では耐食性向上効果が十分でな
く，8g/m2 超ではめっき層の加工性が低下し剥離しやす
くなるとともに，めっき量を多くするためにラインスピ
ードも遅くする必要があり生産効率上不利となる。この
ままでも，耐穴あき性は良好であるが，跳ね石などによ
る外面塗装疵からの赤錆発生の抑止効果は不十分であ
る。

【００２９】そこで上記鋼板に更に塗装後の耐食性を付
与するため，ZnもしくはZnをマトリックスとし，Ni,Fe,
Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸化物の一種または
二種以上を合金あるいは分散粒子として含有するめっき
を施す。これらのめっきはいずれもめっきの犠牲防食作
用により，めっき腐食過程において耐食性に寄与する
が，下地の腐食時においても，Znマトリックス中に存在
する成分とNi，P などの拡散層成分との相乗効果によ
り，下地鉄の錆安定化，緻密化に効果を示す。亜鉛系め
っきの付着量は5 〜60 g/m² であることが望ましい。付
着量が少なすぎると良好な耐食性が得られず，多すぎる
とめっき層の加工性が低下するうえ，コスト増につなが
る。最も望ましい付着量の範囲は5 〜45 g/m² である。

【００３０】次に本発明における製造条件について説
明する。本発明は熱延条件，焼鈍条件によらずその作用
効果があるが，生産性の高い連続焼鈍を用いる製造方法
が請求項３〜６の発明である。熱間圧延工程は，連続鋳
造機から直送された高温鋳片，または加熱によって得ら
れた高温鋳片，あるいは，鋼塊を分塊圧延して得られた
スラブを，その成分組成のAr₃変態点以上の温度で熱間
圧延を行う。Ar₃変態点未満では，焼鈍後のランクフォ
ード値が劣化するのでこの範囲に限定した。しかし，熱
間圧延潤滑が十分に行われる等の条件の下では，フェラ
イト域の熱間圧延の適用も本発明鋼の特性を損なうもの
ではない。

【００３１】熱延の巻取り温度については，610 −2000
×Sn≦CT( ℃) ≦710 −2000×Snで規定される温度で巻
取る。Snはその特性上粒界に偏析しやすい元素として知
られており，粒界に著しく偏析するのを押さえるため
に，Sn添加量に応じた温度で巻取る必要がある。図2 は
CT＋2000×Snをパラメータとし，粒界偏析指数との関係
を調べたもので，CT＋2000×Snの増加に伴って粒界偏析
指数は増加する傾向にある。

【００３２】ここで，粒界偏析指数とは，添加したSn量
に対して粒界に偏析しているSnの比率を表したものであ
る。CT＋2000×Snが610 未満では粒界偏析指数は小さ
く，粒界偏析は押さえられているが，逆にランクフォー
ド値が小さくなる。また710 を越す値では，ランクフォ
ード値は大きくなるが，粒界偏析指数も増大する。上記
いずれの場合でも，鋼板の特性は不適当であり，610 −
2000×Sn≦CT( ℃) ≦710 −2000×Snで規定される温度
範囲で巻き取ることが重要となる。

【００３３】上記の熱延巻取り温度で巻取り，酸洗を行
った後の冷間圧延は，圧下率の上昇に伴い焼鈍後のラン
クフォード値は上昇するが，圧下率70% 未満では高いラ
ンクフォード値をえることは難しく，圧下率90% 以上で
はその効果が少ないので，この圧下範囲に限定した。

【００３４】Ni-P系めっきを行う工程は焼鈍前に行うも
のであるが，酸洗ライン出側にて酸洗に引き続いて冷間
圧延前に実施するか，もしくは，酸洗冷圧後めっきを行
ってもかまわない。特にこのめっきが，冷間圧延前の場
合は，めっき前の洗浄，めっき前の活性化処理としての
酸洗などが不要となるため有利である。

【００３５】Ni-P系合金めっき層の形成方法は種々考え
られるが，簡便性，および得られる膜質等の点で電気め
っきまたは無電解めっき（化学めっき）が望ましい。次
に，Ni-P系合金めっき層を施した鋼板を非酸化雰囲気で
熱処理して，鋼板素地とめっき層の界面にFe-Ni-P を主
成分とする拡散合金領域を形成する。拡散のための熱処
理は，冷間圧延後の通常の焼鈍設備で行うことが可能で
ある。特に生産性の高い連続焼鈍を用いる方法が望まし
い。ここで述べる連続焼鈍とは一般的な冷延鋼板用の連
続焼鈍設備ならびに溶融めっきラインの前処理設備とし
てある焼鈍設備を用いることができる。この時の，最高
到達温度であるが，これは500℃以上880 ℃以下，望ま
しくは800 ℃以上880 ℃以下であることが望ましい。50
0 ℃未満ではN i-P 系合金めっき層と鋼表面との拡散層
が十分に形成されず，腐食過程での緻密な錆形成が十分
でないため耐食性向上効果が小さい。またより高いラン
クフォード値を得るためには800 ℃以上が望ましく，好
ましくは820 ℃を下限とする。一方880 ℃超では熱処理
炉内ロールへのめっき金属のピックアップが生じやす
く，その結果表面キズ等の原因となりやすい。さらに88
0 ℃を超える温度で焼鈍すると，フェライト粒の粗大化
により，プレス成形後，肌荒れを起こしやすくなる。ま
た，この最高到達板温での保持時間は温度によっても異
なるが，1 から120 秒が望ましい。短すぎると十分な拡
散領域が形成されないため，耐食性の向上効果が現われ
ず，120 秒超では過度の拡散合金化によってこの界面層
がもろくなるため，めっき層の密着性，加工性が低下す
る。また，熱処理の際，300 〜400 ℃程度の温度で数分
程度の過時効処理が行われてもよい。熱処理により形成
される好適な拡散領域は深さが0.1 〜20μｍ程度であ
る。

【００３６】また熱処理を行う際に，直火式加熱炉によ
って昇温速度を50℃/sec以上で加熱する製造方法がよ
い。なお，Ni-P系合金めっき層を熱処理すると，その一
部が拡散合金層を形成して，鋼板／拡散合金域／Ni-P系
合金めっき層の構成となる場合と，その全てが拡散合金
層を形成して，鋼板／拡散合金域の構成となる場合があ
るが，本発明はいずれも含む。

【００３７】熱処理の後に，必要により適宜な条件で調
質圧延が行われる。この様に処理された鋼板は亜鉛系め
っきラインにおいてさらに亜鉛系電気めっきまたは亜鉛
系溶融めっきが施される。

【００３８】亜鉛系電気めっき浴については広く使用さ
れている硫酸浴，塩化物浴等を使用できる。さらに，よ
り高耐食性を必要とされる場合には，亜鉛系めっき層の
上にさらにクロメート処理を行い，その上に有機複合樹
脂を付与することもできる。この時，クロメート処理方
法としては，反応型，電解型，塗布型のいずれも適用可
能である。また，クロメート皮膜中にアクリル樹脂など
の有機物，シリカ，アルミナ等の酸化物コロイド，モリ
ブデン酸等の酸，塩類，その他防錆強化成分を含有させ
てもよい。クロメート皮膜上に形成される有機樹脂皮膜
は，ベース樹脂としてエポキシ樹脂等を用いることがで
き，さらに10〜60重量% 程度のシリカ，クロム酸塩等の
防錆添加剤が含有されていることが望ましい。このよう
な耐食性と深絞り性とをともに具備した冷延鋼板は，自
動車用材料としてきわめて有用な鋼板である。

【００３９】

【実施例】本発明の具体的な実施例について以下に説明
するが，本発明はむろんこの実施例に限定するものでは
ないことは当然である。なお耐食性，塗装性の評価は，
いずれの実施例においても，作成した試験材を，以下に
示す方法にて評価を行った。（評価方法・基準） (1) 耐食性：乾湿繰り返しに塩水噴霧を組み合わせた腐
食環境で1 日1 サイクルの腐食試験を行い，試験後の腐
食深さを測定し，以下の基準で評価した。

【００４０】○ 最大浸食深さが0.1 mm以下 △ 最大浸食深さが0.1 mm超，0.2 mm以下 × 最大浸食深さが0.2 mm超 (2) 塗装性：リン酸塩処理を行い，カチオンタイプの電
着塗装を施した鋼板にカッターナイフで素地まで達する
傷をいれ，(1) と同様の腐食環境に100 日間さらした。
この傷部からの塗装のふくれを観察し，以下の基準で評
価した。

【００４１】○ 片側の最大ふくれ幅が1 mm以下 △ 片側の最大ふくれ幅が1 mm超，3 mm以下 × 片側の最大ふくれ幅が3 mm超 (3) 加工性：180 度曲げ試験で曲げ先端部のめっき皮膜
の損傷状況を観察し，以下の基準で評価した。

【００４２】○ 損傷ゼロもしくは微細クラックが発生
する程度 △ 大きなクラックの発生またはめっき片の剥離を部分
的に生じる × 広範囲にめっき剥離が認められる実施例1 表1 に示す化学組成の鋼を溶製し，スラブとしたものを
加熱温度1200℃，仕上温度900 ℃，巻取温度650 ℃の条
件下で熱間圧延により4.0 mm厚の熱延板に仕上げた。

【００４３】次に，酸洗後，冷間圧延を施して0.8 mmと
したものに，P 含有率12重量% ，付着量1g/m² のNi-Pめ
っきを行ったものを，焼鈍方法として箱焼鈍は700 ℃，
連続焼鈍は850 ℃の二種類で焼鈍を行った。次に0.5%の
調質圧延を行った後，試験片を採取して引っ張り試験を
行った。さらに表6 に示す亜鉛系めっき（No.I）を行っ
て，上記に示した耐食性を調査した。実施例の結果を表
2 に示す。表2 から本発明の鋼は比較鋼に対してランク
フォード値は高く，また優れた耐食性を示している。

【００４４】実施例2 表1 に示す本発明の鋼（鋼番：4,9,15,19 ）について，
P 含有率12重量% ，付着量1g/m2 のNi-Pめっきを行った
ものを，表3 に示す種々の熱延巻取温度，冷間圧延率，
焼鈍温度の条件で製造し，その鋼板の材質及び耐食性を
調べた。その結果を表4 に示す。表4 から本発明の製造
方法で製造された鋼板はいずれもランクフォード値は1.
6 以上で優れた耐食性を示している。

【００４５】実施例3 表1 に示す本発明の鋼（鋼番：4 ）を溶製し，スラブと
したものを加熱温度1200℃，仕上温度900 ℃，巻取温度
650 ℃の条件下で熱間圧延により4.0 mm厚の熱延板に仕
上げた。

【００４６】次に，酸洗後，冷間圧延を施して0.8 mmと
したものに，表5 中に示す範囲でNi-Pめっきを行い800
〜880 ℃の温度範囲内で連続焼鈍した後，0.5%の調質圧
延を行い，表6 に示す亜鉛系めっきを行って試験片を作
成した。その結果を表7 〜表9 に示す。本発明の鋼板は
いずれも優れた耐食性，塗装性，加工性を示している。

【００４７】実施例4 表1 に示す本発明の鋼（鋼番：4 ）を溶製し，スラブと
したものを加熱温度1200℃，仕上温度900 ℃，巻取温度
650 ℃の条件下で熱間圧延により4.0 mm厚の熱延板に仕
上げた。

【００４８】次に，酸洗後，表5 中に示す範囲でNi-Pめ
っき（No. ：A,B,C,M,N,O,T ）を行った後，冷間圧延を
施して0.8 mmとしたものに，800 〜880 ℃の温度範囲内
で連続焼鈍し，0.5%の調質圧延を行って試験片を作成し
た。その結果を表10に示す。本発明の鋼板はいずれも優
れた耐食性，塗装性，加工性を示している。

【００４９】

【発明の効果】鋼板としてIF鋼（格子間固溶元素のない
鋼）をベースとして，耐食性を向上させる元素として，
P ，Cu，Niの元素を添加し，さらに耐食性を付与する元
素として特にSnに注目してSnを添加した耐食性に優れた
深絞り用鋼板の少なくとも一方の表面に，Ni-P系合金め
っき層もしくはさらにW,Mo,Cr,Cuの一種または二種以上
を含有するNi-P系合金めっき層を形成し，非酸化性雰囲
気で熱処理を施すことにより，鋼板素地とめっき層の界
面にFe-Ni-P を主成分とする拡散合金領域を形成した
後，ZnめっきもしくはZnをマトリックスとし，Ni,Fe,C
o,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸化物の一種または
二種以上を合金あるいは分散粒子として含有する亜鉛系
めっき層を形成することによって，薄目付で非常に高い
耐食性を十分確保することができる。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【表５】

【００５５】

【表６】

【００５６】

【表７】

【００５７】

【表８】

【００５８】

【表９】

【００５９】

【表１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】1000×Sn×(2×P ＋Cu＋Ni) と鋼板の平均腐食
深さおよびランクフォード値(rm)との関係を示す図

【図２】CT＋2000×Snと粒界偏析指数（% ）およびラン
クフォード値(rm)との関係を示す図

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ２５Ｄ 15/02 Ｃ２５Ｄ 15/02 Ｑ // Ｃ２３Ｃ 18/34 Ｃ２３Ｃ 18/34 (72)発明者森田正哉東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者渡辺豊文東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者塩原幸光東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平６−116680（ＪＰ，Ａ) 特開平６−279921（ＪＰ，Ａ) 特開平６−306646（ＪＰ，Ａ) 特開平７−292437（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/04 C23C 2/06,18/34,30/00 C25D 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以
下，Mn：0.05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，
sol.Al：0.1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.00
2%，Cu：0.2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.
05%であり，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P
＋Cu＋Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜
0.1%，Nb：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含
有し，残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板の
少なくとも一方の表面に，Fe-Ni-P を主成分とする拡散
合金領域を有し，さらにこの上に，Znめっき層もしくは
Znをマトリックスとし，Ni,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの
金属または酸化物の一種または二種以上を合金あるいは
分散粒子として含有する亜鉛系めっき層を有する薄目付
で優れた耐食性と深絞り性を有する表面処理鋼板。
【請求項２】重量% で C ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以下，Mn：0.05〜1%， P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，sol.Al：0.1%以下， N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.002%，Cu：0.2 〜0.5
%， Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.05% であり，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P ＋
Cu＋Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜0.1
%，Nb：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含有
し，残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板の少
なくとも一方の表面に，Fe-Ni-P を主成分としW,Mo,Cr,
Cuの一種または二種以上を含有する拡散合金層領域を有
し，さらにこの上に，Znめっき層もしくはZnをマトリッ
クスとし，Ni,Fe,Co,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸
化物の一種または二種以上を合金あるいは分散粒子とし
て含有する亜鉛系めっき層を有する薄目付で優れた耐食
性と深絞り性を有する表面処理鋼板。
【請求項３】重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以
下，Mn：0.05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，
sol.Al：0.1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.00
2%，Cu：0.2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.
05%であり，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P
＋Cu＋Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜
0.1%，Nb：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含
有し，残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板
を，酸洗しスケールを除去後焼鈍の前に，または酸洗し
冷間圧延した後焼鈍の前に，前記鋼板の少なくとも一方
の表面に，電気めっきまたは無電解めっきによってPを8
〜18重量% 含有するNi-P系合金めっきを施し，非酸化
性雰囲気で500 〜880℃で拡散熱処理を行い，鋼板素地
表面にFe-Ni-P を主成分とする拡散合金領域を形成し，
さらにこの上に，電気めっき法または溶融めっき法によ
って，ZnめっきもしくはZnをマトリックスとし,Ni,Fe,C
o,Cr,Mn,Ti,Mo,Si,Al の金属または酸化物の一種または
二種以上を合金あるいは分散粒子として含有する亜鉛系
めっき層を形成することを特徴とする，薄目付けで優れ
た耐食性と深絞り性を有する表面処理鋼板の製造方法。
【請求項４】重量% でC ：0.002 〜0.01% ，Si：1%以
下，Mn：0.05〜1%，P ：0.02〜0.1%，S ：0.01% 以下，
sol.Al：0.1%以下，N ：0.004%以下，B ：0.0005〜0.00
2%，Cu：0.2 〜0.5%，Ni：0.1 〜0.5%，Sn：0.002 〜0.
05%であり，さらに前記組成間に，2 ≦1000×Sn×(2×P
＋Cu＋Ni) ≦20を満足する関係を有し，Ti：0.005 〜
0.1%，Nb：0.002 〜0.05% の何れか一種または二種を含
有し，残部が鉄および不可避不純物成分からなる鋼板
を，酸洗しスケールを除去後焼鈍の前に，または酸洗し
冷間圧延した後焼鈍の前に，前記鋼板の少なくとも一方
の表面に，電気めっきまたは無電解めっきによってPを8
〜18重量% ，W,Mo,Cr,Cuの一種または二種以上を15重
量% 以下の範囲で含有するNi-P系合金めっきを施し，非
酸化性雰囲気で500 〜880 ℃で拡散熱処理を行い，鋼板
素地表面にFe-Ni-P を主成分としW,Mo,Cr ,Cu の一種ま
たは二種以上を含有する拡散合金領域を形成し，さらに
この上に，電気めっき法または溶融めっき法によって，
ZnめっきもしくはZnをマトリックスとし，Ni,Fe,Co,Cr,
Mn,Ti,Mo,Si,Alの金属または酸化物の一種または二種以
上を合金あるいは分散粒子として含有する亜鉛系めっき
層を形成することを特徴とする，薄目付けで優れた耐食
性と深絞り性を有する表面処理鋼板の製造方法。
【請求項５】スラブを熱間圧延して請求項３又は４記
載の鋼板を用意する際に，Ar₃ 点以上で熱圧し，巻取り
温度(CT;℃) として，610 −2000×Sn≦CT(℃) ≦710
−2000×Snの範囲で熱延鋼板を巻取る工程と，70〜90%
の圧下率で冷間圧延する工程を有する，請求項３，又は
４の薄目付けで優れた耐食性と深絞り性を有する表面処
理鋼板の製造方法。
【請求項６】鋼板を非酸化性雰囲気で熱処理する際
に，連続焼鈍炉によって加熱することによって鋼板素地
とめっき層の界面にFe-Ni-P を主成分とする拡散合金領
域を形成することを特徴とする，請求項３又は４に記載
の薄目付けで優れた耐食性と深絞り性を有する表面処理
鋼板の製造方法。