JP3191603B2 - 化成処理性に優れた耐食性鋼板およびその冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板ままの耐食性、
特に、耐大気腐食性に優れ、かつ、塗装下地処理として
の化成処理性にも優れた鋼板、および、その冷延鋼板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板の耐食性を高める手段とし
て、主に、メッキ鋼板が用いられている。しかし、メッ
キ鋼板には、プレス加工時にメッキ層が剥離してこの部
分より錆が発生すること、および、亜鉛が鋼板の表面に
あるためにスポット溶接時に電極を劣化させること等の
問題がある。

【０００３】近年、Ｃｕ−Ｐ添加型の耐食性鋼板が登場
した。この鋼板の特徴は、錆を表層部だけに生成させ、
内部への進行を防ぐことにより、耐食性の向上を図って
いる。しかしながら、これらの鋼板にはＰが添加されて
いるので、鋼材の脆化および加工性劣化等の問題が顕在
化している。

【０００４】これに対して、例えば、特開昭６１−１１
７２４９号公報、特開昭６３−２０３７４７号公報およ
び特開平２−５０９４０号公報には、耐食性を高めるた
めにＣｒを添加した鋼板についての技術が開示されてい
る。しかしながら、このようなＣｒを含む鋼材において
は、塩素イオンによる孔食の問題が潜在している。

【０００５】また、薄鋼板の主な用途である自動車、電
気機器および建材等の分野における鋼板は、そのまま使
用されることは少なく、通常はその表面を塗装して使用
する。そして、塗装する場合には下地処理として燐酸塩
処理、所謂化成処理を施すことによって、塗料と下地鋼
板との密着性を高めることが一般的に行われている。鋼
板表面に対する上記化成処理性を良好にすることによ
り、塗装後の耐食性が良好になる。しかしながら、耐食
性鋼板においては、化成処理性を著しく劣化させるＣｕ
が添加されているのみならず、表面が電気化学的に比較
的安定しているために、化成処理性は極めて悪い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は、上述した問題を解決するために、種々の鋼種の鋼
板中における各化学成分の挙動を把握し、Ｓ、Ｐおよび
Ｃｕの含有量を適正な範囲内に制御することにより、特
別な表面改質をしなくても化成処理性および耐食性の両
方が良好であるという、本来両立し難い性質を備えた鋼
板、および、その冷延鋼板の好適な製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、下記知見を得
た。一般に、耐食性鋼板は、表面の反応性が低下せしめ
られることにより耐食性が向上する。従って、耐食性鋼
板においては、化成処理初期における核の形成にとって
有効なミクロセルの生成が起こりにくく、化成処理性が
悪い。従って、鋼板表面の電気化学的反応性に大きな影
響を及ぼす元素であるＳ、ＰおよびＣｕ含有量を適正な
範囲内に制御することが化成処理性および耐食性を両立
させるためには重要であるとの結論を得た。

【０００８】かかる結論をもとに、上記目的を達成する
ためのＳ、ＰおよびＣｕ含有量の適正な範囲を検討した
結果、下記事項が明らかになった。即ち、化成処理皮膜
の生成過程においては、その初期に、燐酸亜鉛結晶の核
が鋼板の表面に生成する。この核発生サイトは、鋼板の
Ｆｅイオンが溶出しているアノ−ドの付近である。そし
て、上記核発生サイトの近傍付近の他の多数の核発生サ
イトの各々からも核が発生し、各々の核が成長し、これ
らが結合して燐酸亜鉛皮膜が形成される。

【０００９】Ｓは鋼材中で硫化物として存在し、この硫
化物がカソ−ド点として作用する。ところが、Ｃｕはア
ノ−ド点から溶出し、カソ−ド点近傍に析出してカソ−
ド点を安定化し耐食性を高める作用をする。このように
してＣｕはカソ−ド点を減少させるので、ミクロセルの
生成数が減少する。即ち、ミクロセルの生成数がカソ−
ド点の数の減少に従って減少し、その結果、化成処理に
有効な活性点として働くアノ−ド点が減少し、化成処理
性が劣化する。

【００１０】一方、Ｐ含有量が増加するに従い、鋼板表
面に存在するＰの量は多くなり、化成処理性は良好にな
る。ところで、大気中における腐食試験を行なった場
合、Ｐ含有量を増加させるに従い、表層に錆を発生させ
内部への進行を防ぐことは知られているが、本発明者等
は、この場合、腐食減量が増加することを見い出した。
これは、鋼板中のＰが初期発銹性に対しては悪影響を与
えており、また、安定錆が生成するまでは腐食減量の抑
制をすべきであるという観点からは、悪影響要因として
作用しているからであると考えられる。

【００１１】上述したことから、鋼板中のＳ、Ｐおよび
Ｃｕの含有量を適正な範囲内に限定することが、鋼板の
耐食性と化成処理性とを両立させるために重要であるこ
とがわかった。

【００１２】次に、通常、鋼板の表面酸化皮膜は化成処
理を行なう上では有害であると考えられているが、自然
界において、金属表面には表面酸化皮膜が存在している
のが通常であり、また、緻密な酸化皮膜の存在は鋼材自
体の耐食性を高めるためには有効であるので、これを除
去するよりはその存在下において良好な化成処理性を得
ることができることが一層望ましい。

【００１３】そこで、酸化層形成に重要な影響を与え
る、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌの含有量を変化させると共
に、Ｓ、ＰおよびＣｕの含有量等をも変化させ、耐食性
および化成処理性の評価を行なった結果、これらの元素
の含有量を適正な範囲内に制御することにより、良好な
耐食性と良好な化成処理性とが両立する酸化皮膜を得る
ことが可能であることがわかった。

【００１４】先ず、本発明者等は、種々の化学成分組成
を有する耐食性鋼板から調製された試験材を用いて耐食
性試験を行った。その結果、良好な耐食性を得るために
は、Ｃｕ含有量とＳ含有量との間に、原子量比でＣｕ含
有量がＳ含有量の２倍以上含有されていること、即ち、
Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 の関係式を満たすこ
とが必要であることがわかった。

【００１５】次に、上述した試験材と実質的に同じもの
を用いて、化成処理性の試験を行なった。化成処理性の
評価は、所定の試験片に、日本パ−カライジング株式会
社製のＰＢＬ−３０８０により３０秒間の化成処理を施
した後のＰ比によって行なった。但し、Ｐ比は、下記
（２）式： によって表わされる。なお、試験片を化成処理するとホ
パイト（hopeite:Ｚｎ₃(ＰＯ₄)₂ ・４Ｈ₂ Ｏ）およびフ
ォスフォフィライト（phosphophyllite:Ｚｎ₂ Ｆｅ（Ｐ
Ｏ₄)₂ ・４Ｈ₂ Ｏ）が生成するが、フォスフォフィライ
トの生成量が多い方が化成処理性としては望ましく、従
って、Ｐ比は高い方が望ましい。

【００１６】図１は、鋼板のＳ、ＰおよびＣｕ含有量と
化成処理性との関係を示すグラフである。ＳおよびＰは
適正量の添加によって化成処理性を向上させ、過剰の添
加によって耐食性を劣化させるのに対して、Ｃｕはこれ
らとは逆に、適正量の添加によって耐食性を向上させ、
過剰の添加によって化成処理性を劣化させる。即ち、Ｓ
およびＰとＣｕとは、化成処理性の向上に対して相反す
る影響を及ぼすことを考慮し、これら各元素の化成処理
性の向上に対する寄与度について検討した。

【００１７】図１は、このような観点からこの化成処理
性評価の試験結果をまとめたものである。その結果、同
図から明らかなように、優れた化成処理性を得るために
は、Ｓ、ＰおよびＣｕ含有量が、｛24×Ｓ(wt.%)/32 ＋
2 ×Ｐ(wt.%)/31 ｝−Ｃｕ(wt.%)/63 ≧０の関係を満た
すことが必要であるとの知見が得られた。

【００１８】更に、化学成分組成が一定（後述する表１
中の本発明鋼Ｎo.１６の化学成分組成である）であっ
て、鋼板表面の酸化皮膜の厚さのみを変化させた耐食性
鋼板から調製された試験材を用いて腐食試験を行ない、
その結果を検討した結果、鋼板ままの耐食性（裸耐食
性）には酸化皮膜が有効に作用するが、塗装剥離部から
腐食が進行する場合には、酸化皮膜が厚い鋼板ほど極く
細い膨れ部が進行していることがわかった。即ち、極度
に厚い酸化皮膜が存在する場合の方が、薄い酸化皮膜が
存在する場合よりも、鋼板表面に刻まれたクロスカット
部分からの燐酸塩皮膜の溶出、および、これに起因する
酸化が促進され、塗装後耐食性に悪影響をもたらしてい
るものと考えられる。一方、酸化皮膜を極度に薄くする
と、鋼板自体の耐食性が著しく悪化する。

【００１９】図２は、上記試験結果をまとめて、耐食性
鋼板の表面の酸化皮膜の厚さと化成処理性および耐食性
との関係を示したグラフである。鋼板表面の酸化皮膜の
厚さは、所謂還元法により測定した。同図から明らかな
ように、耐食性および化成処理性の両方に優れた耐食性
鋼板を得るためには、鋼板表面の酸化皮膜の厚さが、１
０〜１００Åの範囲内にある場合に達成されるとの知見
が得られた。

【００２０】この発明の耐食性鋼板およびその冷延鋼板
の製造方法は、上述した知見によって完成したものであ
り、下記構成からなる。

【００２１】第１発明の耐食性鋼板は、炭素（Ｃ）：0.
0003〜0.005 wt.% 、シリコン（Ｓｉ）：0.1 wt.% 以
下、マンガン（Ｍｎ）：0.1 〜2.0 wt.% 、燐（Ｐ）：
0.002 〜0.029 wt.% 、硫黄（Ｓ）：0.003 〜0.020 w
t.% 、酸可溶性アルミニウム（sol.Ａｌ）：0.01〜0.1
wt.% 、銅（Ｃｕ）：0.05〜0.5 wt.% 、および、ボロ
ン（Ｂ）：0.0002〜0.0020 wt.% 、残部実質的にＦｅか
らなり、かつ、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）および銅（Ｃｕ）
含有量が、下記（１）式： 24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)/31 ≧Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 --------(1) を満たす化学成分組成を有することに特徴を有するもの
である。第２発明の耐食性鋼板は、炭素（Ｃ）：0.0003
〜0.005 wt.% 、シリコン（Ｓｉ）：0.1 wt.% 以下、
マンガン（Ｍｎ）：0.1 〜2.0 wt.% 、燐（Ｐ）：0.00
2 〜0.029 wt.% 、硫黄（Ｓ）：0.003 〜0.020 wt.%
、酸可溶性アルミニウム（sol.Ａｌ）：0.01〜0.1 w
t.% 、銅（Ｃｕ）：0.05〜0.5 wt.% 、クロム（Ｃ
ｒ）：0．01〜0.10 wt.%、および、ボロン（Ｂ）：0.00
02〜0.0020 wt.%、残部実質的にＦｅからなり、かつ、
硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）および銅（Ｃｕ）含有量が、下記
（１）式： 24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)/31 ≧Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 --------(1) を満たす化学成分組成を有することに特徴を有するもの
である。

【００２２】第３発明の耐食性鋼板は、第１または第２
発明の化学成分組成を有することに付加して、更に、前
記鋼板の少なくとも一方の表面に、厚さ10〜100Åの酸
化皮膜を有することに特徴を有するものである。

【００２３】第４発明の耐食性冷延鋼板の製造方法は、
第１または第２発明に記載の化学成分組成を有する鋼を
冷間圧延して冷延鋼板を調製し、そして、次いで、前記
冷延鋼板に焼鈍を施して耐食性冷延鋼板を製造する方法
であって、前記焼鈍は、500℃以上での時間が10分以下
であることに特徴を有するものである。

【００２４】

【作用】この発明の耐食性鋼板の化学成分組成の限定理
由を説明する。

【００２５】（１）Ｃ：Ｃは、耐食性を上昇させるため
には、少ない方が望ましい。しかしながら、その含有量
を０．０００３ wt.% 未満にすると多大なコストがかか
る。一方、Ｃ含有量が０．００５ wt.% を超えると、耐
食性が劣化する。従って、Ｃ含有量を０．０００３〜
０．００５ wt.% の範囲内に限定すべきである。

【００２６】（２）Ｓｉ：Ｓｉは、容易に酸化されて安
定な酸化物のＳｉＯ₂ になる。これは非導電性でかつ難
溶性であり、化成処理性を著しく悪化させる。従って、
少ない方が望ましく、Ｓｉ含有量が０．１ wt.% を超え
ると化成処理性が悪化する。従って、Ｓｉ含有量を０．
１ wt.% 以下に限定すべきである。

【００２７】（３）Ｍｎ：Ｍｎは、鋼板の表面に析出し
易い元素であり、鋼板の表層で酸化物となる。これは導
電性を有するため化成処理時には初期付着の核として有
効に働く。しかしながら、Ｍｎ含有量が０．１ wt.% 未
満では上述した効果がなく化成処理性が劣化する。一
方、上記酸化物は腐食の核になり、耐食性に悪影響をも
たらし、Ｍｎ含有量が２．０ wt.% 超では、耐食性を著
しく劣化させる。従って、Ｍｎ含有量を０．１〜２．０
wt.% の範囲内に限定すべきである。

【００２８】（４）Ｐ： Ｐは、化成処理性向上に有効な元素である。しかしなが
ら、その含有量が０.００２ wt.% 未満ではその効果が
十分発揮されない。一方、Ｐ含有量が過剰であると、大
気下腐食においては腐食減量が増加し、０．０２９ wt.
% 超ではその腐食減量が著しい。従って、Ｐ含有量を
０．００２〜０．０２９ wt.% の範囲内に限定すべきで
ある。

【００２９】（５）Ｓ：Ｓは、耐食性向上に有効な緻密
な表面酸化層の形成を阻害する。また、鋼中で硫化物を
形成するが、これがカソ−ド介在物となり、鋼板表面が
活性化する。その結果、Ｓは鋼板ままの耐食性を劣化さ
せる。ところが、Ｓは化成処理性向上のためには有効な
元素である。しかしながら、Ｓ含有量が０．００３ wt.
% 未満では化成処理性が悪く、一方、その含有量が０．
０２０ wt.% 超では耐食性が極度に劣化する。従って、
Ｓ含有量を０．００３〜０．０２０ wt.% の範囲内に限
定すべきである。

【００３０】（６）sol.Ａｌ：sol.Ａｌは、溶鋼の脱酸
元素として有効である。しかしながら、sol.Ａｌ含有量
が０．０１ wt.% 以下ではではその効果が小さく、一
方、その含有量が０．１wt.% 超では鋼板表面にアルミ
ナ系酸化物が多量に生成し、また、酸化膜が厚くなり過
ぎて化成処理性を悪化させる。従って、sol.Ａｌ含有量
を０．０１〜０．１ wt.% の範囲内に限定すべきであ
る。

【００３１】（７）Ｃｕ：Ｃｕは、ミクロセルのアノ−
ド部から溶出し、カソ−ド点である硫化物近傍に析出す
ることにより、カソ−ド点の活性化を低下させる。従っ
て、鋼板の耐食性を高めるためには有効な元素である
が、化成処理性には悪影響を与える。Ｃｕ含有量が０．
０５ wt.% 未満では有効な耐食性を得ることができな
い。一方、その含有量が０．５ wt.% 超では、耐食性向
上効果が飽和するだけでなく化成処理性の著しい劣化を
招く。従って、Ｃｕ含有量を０．０５〜０．５ wt.% の
範囲内に限定すべきである。

【００３２】（８）Ｃｒ： Ｃｒは、耐食性向上には有効な元素であるが、融雪塩の
散布等、塩素イオンが存在する環境においては、孔食の
問題が発生する。また、Ｃｕと同様の理由により化成処
理性を劣化させる。そして、必ずしもＣｒを添加しなく
ても耐食性を確保することができる。更なる耐食性向上
のためにＣｒ含有量は０．０１wt.%以上が好ましい。一
方、Ｃｒ含有量が０．１０ wt.% 超では、上述した各問
題が発生する。従って、Ｃｒを添加する場合には、Ｃｒ
含有量は０.０１〜０．１０ wt.%以下に限定することが
好ましい。

【００３３】（９）Ｂ：Ｂは、粒界からの腐食を抑制す
るのに有効な元素である。しかしながら、その含有量が
０．０００２ wt.% 未満では上記効果を発揮しない。一
方、Ｂ含有量が０．００２０ wt.% 超では、熱間変形抵
抗を上昇させ、また、過剰な添加は製造コストを増加さ
せ実用上問題となる。従って、Ｂ含有量を０．０００２
〜０．００２０ wt.% の範囲内に限定すべきである。

【００３４】（１０）Ｓ、ＰおよびＣｕの間の関係：前
述したように、ＳおよびＰは適正量の添加によって化成
処理性を向上させ、過剰の添加によって耐食性を劣化さ
せるのに対して、Ｃｕはこれらとは逆に、適正量の添加
によって耐食性を向上させ、過剰の添加によって化成処
理性を劣化させる。ところで、良好な耐食性を得るため
には、前述したように、Ｃｕ含有量とＳ含有量との間
に、原子量比でＣｕ含有量がＳ含有量の２倍以上含有さ
れていることが必要である。一方、優れた化成処理性を
備えた鋼板を得るためには、前述したように、前記図１
からわかるように、｛24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)
/31 ｝−Ｃｕ(wt.%)/63 ≧０の関係を満たすことが必要
である。従って、良好な耐食性と良好な化成処理性とが
両立する酸化皮膜を有する鋼板を得るためには、Ｓ、Ｐ
およびＣｕ含有量が、下記（１）式： 24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)/31 ≧Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 ---------------(1) を満たすべきである。

【００３５】（１１）その他の元素：鋼片および鋼板の
表面性状の改善、並びに、加工性の確保等を目的として
Ｎｉを添加してもその含有量が１ wt.% 以下であれば、
また、これら目的のためにＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ
およびＴａ等のうち少なくとも１種を添加してもこれら
元素の各々の含有量が０．１ wt.% 以下であれば、この
発明の鋼板が有する良好な化成処理性および耐食性に対
して何ら影響を及ぼさない。その他、製鋼工程における
スクラップ投入等によって混入する不純物成分、例え
ば、ＳｎおよびＰｂ等の元素がこの発明の鋼板に微量含
有される場合でも、上記良好な化成処理性および耐食性
に対して何ら影響を及ぼさない。従って、これらの元素
が上述した含有量の範囲内で含有される場合もこの発明
の範囲内のものである。

【００３６】更に、この発明の鋼板は、鋳鋼板、熱間圧
延鋼板および冷延鋼板のいずれであってもよい。

【００３７】次に、この発明の耐食性冷延鋼板の製造方
法の限定理由を説明する。上述した本発明の範囲内の化
学成分組成（後述する表１中の本発明鋼Ｎo.１６と同じ
化学成分組成）を有するスラブを調製し、スラブの加熱
温度、熱間圧延条件および焼鈍条件の違いが鋼板に及ぼ
す影響を調査した結果、下記知見が得られた。即ち、常
法で冷延鋼板を製造する場合、熱間圧延後に鋼板表面の
酸化スケ−ルを酸洗して除去するので、これ以前の工程
が鋼板の表面性状に及ぼす影響は小さい。これに対し
て、その後の工程における製造条件、特に、焼鈍条件は
鋼板表面への元素の濃化および鋼板表面の酸化皮膜の厚
さ等に大きな影響を及ぼす。即ち、焼鈍において鋼板が
５００℃以上の温度にあっては、鋼板中のＳｉ等の化成
処理性を劣化させる元素が鋼板の表面に偏析し易くな
る。従って、焼鈍においては、鋼板が５００℃以上の高
温にある時間を短くした方が上記偏析を防止するために
は有利であり、この時間が１０分以下であると特に望ま
しい表面酸化皮膜が得られる。

【００３８】図３は、上述した冷延鋼板の焼鈍条件検討
の試験から得られた、鋼板が５００℃以上の温度にあっ
た時間が鋼板の化成処理性に及ぼす影響を示すグラフで
ある。同図から明らかなように、５００℃以上の時間が
１０分以下において特に優れた化成処理性を示すことが
わかる。従って、一層化成処理性に優れた耐食性鋼板を
製造するためには、冷延鋼板の焼鈍において５００℃以
上の温度にある時間を１０分以下に限定すべきである。

【００３９】なお、酸洗鋼板を得るまでの製造工程であ
る、高炉法および溶融還元法等の製銑工程、電気炉法お
よび転炉法等の製鋼工程、連続鋳造法、造塊法およびス
トリップキャステイング法等の鋳造または鋳鋼板工程、
熱間圧延工程、並びに、酸洗工程の各々の工程における
製造条件は、通常の操業条件の範囲内であれば、この発
明の鋼板が有すべき良好な化成処理性および耐食性に対
して何ら影響を及ぼさない。また、この発明の鋼板は、
メッキ等の表面処理原板としても使用することができ
る。

【００４０】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に詳細に説
明する。表１に示す本発明の範囲内の化学成分組成を有
する本発明鋼Ｎo.１〜１６、および、本発明の範囲外の
化学成分組成を有する比較用鋼Ｎo.１〜１４の鋼を調製
した。

【００４１】

【表１】

【００４２】次いで、前記各鋼に常法の熱間圧延を施
し、熱延鋼板を調製した。このようにして得られた熱延
鋼板の各々に対して、酸洗および冷間圧延を常法により
施して冷延鋼板を調製し、次いで、このようにして得ら
れた各々の冷延鋼板に８２０℃の温度で１２０秒間の焼
鈍を施した後、所定の調質圧延を施して板厚０．８ｍｍ
の冷延焼鈍鋼板を調製した。このようにして得られた各
冷延焼鈍鋼板の化学成分組成を分析試験した結果、いず
れの冷延焼鈍鋼板についても、表１に示した各鋼片の化
学成分組成に一致していることを確認した。

【００４３】このようにして本発明の範囲内の化学成分
組成を有する、本発明鋼Ｎo.１〜１６の鋼から本発明の
範囲内の製造条件によって得られた冷延焼鈍鋼板（以
下、「本発明供試体」Ｎo.１〜１６という）、および、
本発明の範囲外の化学成分組成を有する、比較用鋼Ｎo.
１〜１４の鋼から本発明の範囲内の製造条件によって得
られた冷延焼鈍鋼板（以下、「比較用供試体」Ｎo.１〜
１４という）の各々の、各Ｎo.の供試体についての、鋼
板表面の酸化層の厚さの測定、鋼板ままおよび塗装後の
各々についての耐食性試験、並びに、化成処理性試験を
行なった。各試験方法および評価方法は次の通りであ
る。

【００４４】酸化層の厚さ測定には、還元法を用いた。
この方法は、鋼板の表面酸化層を、４硼酸ナトリウムお
よび希塩酸からなるｐＨ８．０に調整した水溶液中にお
いて、電流密度６．２ｍＡ／ｃｍ² で電気化学的に還元
し、還元に要する時間から酸化層の厚さを測定するもの
である。

【００４５】鋼板ままの耐食性の試験は、塩水散布大気
暴露試験方法によって行なった。この耐食性の評価は、
０．５％ＮａＣｌ水溶液を１回／日、鋼板に噴霧し、３
０日後における腐食減量値をもって行なった。

【００４６】塗装後耐食性の試験は、屋外促進暴露試験
方法によって行なった。この耐食性の評価は、鋼板に
５．０ wt.% ＮａＣｌ水溶液を２回／週、鋼板に噴霧
し、３５週後におけるクロスカット部分に発生した最大
膨れ幅で評価した。

【００４７】化成処理性の試験方法および評価方法は、
前述した方法により、前記（２）式に示したＰ比、およ
び、電子顕微鏡による化成処理皮膜の結晶組織の観察に
よって行なった。

【００４８】図４は、化成処理により形成された燐酸塩
皮膜の電子顕微鏡による結晶組織を示す。同図におい
て、全面が微細な燐酸塩皮膜で覆われた結晶組織を「特
に良好」なものとして◎印で、微細な燐酸塩皮膜で覆わ
れているが、やや結晶粒径が大きい結晶組織を「良好」
なものとして○印で、一部に粗大な燐酸塩結晶の皮膜が
存在する結晶組織を「やや不良」なものとして△印で、
そして、粗大な燐酸塩結晶の皮膜のみである結晶組織を
「不良」なものとして×印で表わした。なお、同図にお
いて、◎および○印はそれぞれ本発明供試体Ｎo.１６お
よび６についての、そして、△および×印はそれぞれ比
較用供試体Ｎo.３および７についての結晶組織の例であ
る。

【００４９】本発明供試体および比較用供試体の各々に
ついての上記試験結果、即ち、鋼板表面の酸化皮膜の厚
さ、並びに、耐食性および化成処理性の評価結果を、表
２に示した。表２から下記事項がわかる。

【００５０】

【表２】

【００５１】本発明供試体Ｎo.１〜１６のすべてについ
て、腐食減量値が３００ｇ／ｍ² 以下でしかも最大膨れ
幅が３．５ｍｍ以下であり、鋼板ままおよび塗装後のい
ずれの場合についても耐食性に優れており、更に、化成
処理皮膜の結晶組織が◎印または○印でしかもＰ比が９
０％以上であり、化成処理性にも優れていた。しかも、
これらの内、酸化皮膜の厚さが１０〜１００Åの範囲内
にある本発明供試体Ｎo.１、３〜５、７〜１４および１
６のすべてについて、Ｐ比が９４％以上でしかも化成処
理皮膜の結晶組織が特に良好（◎印）であり、化成処理
性に一層優れており、しかも、最大膨れ幅が３．０ｍｍ
以下であり、塗装後耐食性にも一層優れていた。

【００５２】これに対して、比較用供試体は化学成分組
成の各元素毎の含有量の内少なくとも１つについて本発
明の範囲外にあるか、または、化学成分組成の各元素毎
の含有量は本発明の範囲内にあるが、前記（１）を満た
さないために、耐食性および化成処理性の両方に優れた
鋼板は得られなかった。即ち、比較用供試体の試験結果
は下記の通りである。

【００５３】比較用供試体Ｎo.１は、Ｃ含有量のみが本
発明の範囲外に高いので、耐食性に劣っていた。比較用
供試体Ｎo.２は、Ｓｉ含有量のみが本発明の範囲外に高
かったので、化成処理性に劣っていた。比較用供試体Ｎ
o.３は、Ｍｎ含有量のみが本発明の範囲外に高かったの
で、耐食性に劣っていた。比較用供試体Ｎo.４は、Ｐ含
有量のみが本発明の範囲外に高かったので、化成処理性
には良好であったが耐食性に劣っていた。比較用供試体
Ｎo.５は、Ｓ含有量のみが本発明の範囲外に高かったの
で、耐食性に劣っていた。

【００５４】比較用供試体Ｎo.６は、Ｍｎ含有量のみが
本発明の範囲外に低かったので、化成処理性に優れず、
また、表面酸化皮膜が薄過ぎたために耐食性に劣ってい
た。比較用供試体Ｎo.７は、Ｃｕ含有量のみが本発明の
範囲外に高かったので、耐食性には優れていたが、化成
処理性に劣っていた。比較用供試体Ｎo.８は、sol.Ａｌ
含有量のみが、本発明の範囲外に高かったので、化成処
理性に劣っていた。比較用供試体Ｎo.９は、Ｃｕ含有量
のみが、本発明の範囲外に低かったので、化成処理性に
は優れていたが、耐食性に劣っていた。比較用供試体Ｎ
o.１０は、Ｂ含有量のみが本発明の範囲外に低かったの
で、粒界腐食の進行により耐食性に劣っていた。比較用
供試体Ｎo.１１は、Ｓ含有量のみが、本発明の範囲外に
低かったので、化成処理性に劣っていた。

【００５５】比較用供試体Ｎo.１２および１３は、各化
学成分組成毎の含有量は本発明の範囲内にあったが、前
記（１）式の右側の関係を満たさなかったので、耐食性
に劣っていた。比較用供試体Ｎo.１４は、各化学成分組
成毎の含有量は本発明の範囲内にあったが、前記（１）
式の左側の関係を満たさなかったので、化成処理性に劣
っていた。

【００５６】次に、本発明の範囲内の化学成分組成を有
する本発明鋼Ｎo.１６の鋼片に常法の熱間圧延を施し、
熱延鋼板を調製した。このようにして得られた熱延鋼板
に対して、酸洗および冷間圧延を常法により施して冷延
鋼板を調製し、次いで、このようにして得られた冷延鋼
板に、所定の８種の条件で焼鈍を施した後、所定の調質
圧延を施して板厚０．８ｍｍの冷延焼鈍鋼板を調製し
た。このようにして調製された冷延焼鈍鋼板（以下、
「本発明供試体」Ｎo.３０−Ａ〜３０−Ｈという）の各
々の供試体についての、鋼板表面の酸化層の厚さの測
定、鋼板ままおよび塗装後の各々についての耐食性試
験、並びに、化成処理性試験を行なった。各試験方法お
よび評価方法は前述したものと同じである。

【００５７】表３に、本発明供試体Ｎo.３０−Ａ〜３０
−Ｈについての上記焼鈍条件および試験結果を示した。
本発明供試体Ｎo.３０−Ｃ、３０−Ｅ、３０−Ｇ、およ
び３０−Ｈにあっては、焼鈍で５００℃以上の温度にあ
った時間が１０分以下であり、その他の本発明供試体に
あっては、上記時間が１０分超であった。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３から、下記事項がわかる。即ち、本発
明供試体Ｎo.３０−Ａ〜３０−Ｈはすべてについて、耐
食性および化成処理性の両方に優れていた。即ち、化学
成分組成の各元素毎の含有量が本発明の範囲内にあり、
かつ、Ｓ、ＰおよびＣｕ含有量が、前記（１）式を満た
す場合には、常法による製造方法によった場合および本
発明の範囲内の製造方法によった場合のいずれでも、耐
食性および化成処理性の両方に優れた鋼板を得ることが
でき、この内、本発明の範囲内の製造方法により、一層
すぐれた耐食性および化成処理性を有する鋼板を製造す
ることができた。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
特別な設備を増設せずに化成処理性に優れた耐食性鋼板
およびその冷延鋼板の製造方法を提供することができ
る。従って、特に、自動車、電気機器および建材製品
等、耐食性が要求される製品に使用される場合、鋼板の
まま用いられても好適であるし、あるいはまた、防食の
ため塗装して用いられても好適であるという、化成処理
性に優れた耐食性鋼板およびその冷延鋼板の製造方法を
提供することができ、工業上極めて有用な効果がもたら
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板のＳ、ＰおよびＣｕ含有量と化成処理性と
の関係を示すグラフである。

【図２】耐食性鋼板の表面の酸化皮膜の厚さと化成処理
性および耐食性との関係を示したグラフである。

【図３】冷延鋼板の焼鈍において、鋼板が５００℃以上
の温度にあった時間が鋼板の化成処理性に及ぼす影響を
示すグラフである。

【図４】化成処理により形成された燐酸塩皮膜の電子顕
微鏡による結晶組織を示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−168246（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−156025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−74260（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−34191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−243738（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−100980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69920（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C21D 9/46 C22C 38/20 C22C 38/32 C22C 22/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素（Ｃ） ：0.0003〜0.005 wt.% 、 シリコン（Ｓｉ） ：0.1 wt.% 以下、 マンガン（Ｍｎ） ：0.1 〜2.0 wt.% 、 燐（Ｐ） ：0.002 〜0.029 wt.% 、 硫黄（Ｓ） ：0.003 〜0.020 wt.% 、 酸可溶性アルミニウム（sol.Ａｌ）：0.01〜0.1 wt.% 、 銅（Ｃｕ） ：0.05〜0.5 wt.% 、 ボロン（Ｂ） ：0.0002〜0.0020 wt.% 残部実質的にＦｅからなり、 かつ、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）および銅（Ｃｕ）含有量
   が、下記（１）式： 24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)/31 ≧Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 ---------------(1) を満たす化学成分組成を有することを特徴とする、化成
   処理性に優れた耐食性鋼板。
2. 【請求項２】 炭素（Ｃ） ：0.0003〜0.005 wt.% 、 シリコン（Ｓｉ） ：0.1 wt.% 以下、 マンガン（Ｍｎ） ：0.1 〜2.0 wt.% 、 燐（Ｐ） ：0.002 〜0.029 wt.% 、 硫黄（Ｓ） ：0.003 〜0.020 wt.% 、 酸可溶性アルミニウム（sol.Ａｌ）：0.01〜0.1 wt.% 、 銅（Ｃｕ） ：0.05〜0.5 wt.% 、 クロム（Ｃｒ） ：0．01〜0.10 wt.%、および、 ボロン（Ｂ） ：0.0002〜0.0020 wt.% 残部実質的にＦｅからなり、 かつ、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）および銅（Ｃｕ）含有量
   が、下記（１）式： 24×Ｓ(wt.%)/32 ＋2 ×Ｐ(wt.%)/31 ≧Ｃｕ(wt.%)/63 ≧2 ×Ｓ(wt.%)/32 ---------------(1) を満たす化学成分組成を有することを特徴とする、化成
   処理性に優れた耐食性鋼板。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の化学成分組成を
   有することに付加して、更に、前記鋼板の少なくとも一
   方の表面に、厚さ10〜100 Åの酸化皮膜を有することを
   特徴とする、化成処理性に優れた耐食性鋼板。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の化学成分組成を
   有する鋼を冷間圧延して冷延鋼板を調製し、そして、次
   いで、前記冷延鋼板に焼鈍を施して耐食性鋼板を製造す
   る方法であって、前記焼鈍は、500 ℃以上での時間が10
   分以下であることを特徴とする、化成処理性に優れた耐
   食性冷延鋼板の製造方法。