JP3766655B2 - めっき密着性と加工性に優れた高Ｓｉ高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき密着性と加工性に優れた高Ｓｉ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。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板に溶融亜鉛めっきを施した後加熱合金化する、いわゆる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、その優れた塗装性、溶接性のため自動車、家電製品などの用途に広範に使用されている。特に、近年自動車の軽量化対策と腐食防止を目的として自動車の外板または内板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。しかし、この高強度鋼板には、Ｓｉが０．２〜２．０％含有されているため、従来の溶融亜鉛めっき法においては、鋼板表面が酸化膜を有しやすく不めっきを生じたり、また、界面のバリア層が強化され合金化が十分進行しなかったり、めっき層中の合金層が局部的に異常発達するなどの問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような問題を解消する方法として、例えば特開平４−３３３５５２号公報（特許文献１）や特開平４−３４６６４４号公報（特許文献２）では、高強度鋼板の合金化溶融めっきの前処理方法として、プレＮｉめっき後急速加熱する方法が開示されている。一方、高張力鋼板の表面をサンドペーパーや研磨、ブラシ研磨、ショットブラスト、電解研磨などで表面層を除去した後、プレＮｉめっきして溶融亜鉛の不めっきをなくし、めっき密着性をよくするものも提案されている。しかしながら、いずれの方法でもＮｉプレめっきが必要となるので新たな設備が必要になるという問題がある。
【０００４】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平４−３３３５５２号公報）
（２）特許文献２（特開平４−３４６６４４号公報）
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述したような問題を解消したもので、表面耐食性を向上しめっき密着性と加工性に優れた高Ｓｉ高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供するものである。その発明の要旨とするところは、鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板をゼンジマー式溶融亜鉛めっきラインで製造する方法において、該鋼板をプレメッキしない状態でめっき浴の有効Ａｌ濃度が０．０７〜０．０９５％であり、かつ下記式を満足するように亜鉛めっき浴中の有効Ａｌ濃度を制御しながら溶融亜鉛めっきを行い、その後、４１０〜４６０℃に加熱して合金化処理を行うことを特徴とするめっき密着性と加工性に優れた高Ｓｉ高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
（Ｙ−２９０）／２０００≦Ｚｎめっき浴の有効Ａｌ濃度≦（Ｙ−２７０）／２０００
ただし、Ｙは合金化温度（℃）
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係る鋼板は高Ｓｉ高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板を対象とする。特に鋼中Ｓｉ濃度が０．２〜２．０％の高張力鋼板に合金化溶融亜鉛めっきを適用した場合、合金化が著しく抑制され、加工を受けた際に最も脆い合金層部分に応力集中が起こりクラックが発生する。その結果めっき層は素地鋼板より剥離する。本発明はこのような剥離性の高い鋼板に対して合金化溶融亜鉛めっきを施すことにある。
【０００７】
図１は、本発明に係るＺｎ浴中の有効Ａｌ濃度と合金化温度との関係を示す図である。この図に示すように、Ｚｎ浴中有効Ａｌ濃度を０．０７〜０．０９５％とし、かつ合金化温度を４１０〜４６０℃とし、その上でさらにＺｎめっき浴の有効Ａｌ濃度を、（合金化温度（℃）−２９０）／２０００よりも小さく、しかも、（合金化温度（℃）−２７０）／２０００より大きい範囲になるように亜鉛めっき浴中の有効Ａｌ濃度を制御しながら溶融亜鉛めっきを行うものである。ここで、Ｚｎ浴中の有効Ａｌ濃度とは、Ｚｎ浴中のＡｌとＦｅが反応して生成するＦｅ₂ Ａｌ₅ のトップドロスやＦｅＡｌ₇ のボトムドロス等を除いたフリーのＡｌ濃度を言う。
【０００８】
合金層中のＦｅ濃度を制御してめっき層の密着性を劣化させることのないように、溶融Ｚｎ浴中にＡｌを添加する。添加されたＡｌはＺｎ浴中でＺｎよりも優先的に鋼板と反応し、Ｆｅ−ＡｌまたはＦｅ−Ｚｎ−Ａｌの合金層を生成することにより、Ｆｅ−Ｚｎの合金化反応を抑制し、これによって密着性の良好な合金化溶融Ｚｎめっき鋼板を得るものである。しかし、０．０７％未満ではこの効果が得られず、また、０．０９５％を超えるとＦｅ−Ｚｎの合金層が十分に得られない。従って、有効Ａｌ濃度を０．０７〜０．０９５％とした。
【０００９】
また、合金化温度を４１０〜４６０℃とした理由は、Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の高張力鋼板は材質特性から合金化温度を高めにすると、ベイナイト変態が促進され延性が低下するし、また、高ＢＨ鋼では固溶Ｃが粒界に析出しＢＨ性を低下させる。これらのことから合金化温度は出来るだけ低めにする方が好ましい。一方、高Ｓｉ含有鋼特有の難合金化特性により低温では合金化が進まないという問題がある。本発明では浴中の有効Ａｌ濃度を下げ、かつ合金化温度を低めにしたことにより上記問題を解消したものある。しかし、４１０℃未満では合金化が進まず、４６０℃を超える温度では鋼板の延性、ＢＨ性なる機械的特性が得られないことから、その範囲を４１０〜４６０℃とした。
【００１０】
次に、Ｚｎめっき浴の有効Ａｌ濃度を（Ｙ−２９０）／２０００≦Ｚｎめっき浴の有効Ａｌ濃度≦（Ｙ−２７０）／２０００とした理由は、（Ｙ−２９０）／２０００よりも大きいと、パウダリング性が不良となり、また、（Ｙ−２７０）／２０００より小さいと合金化が不足することから、その範囲を（Ｙ−２９０）／２０００≦Ｚｎめっき浴の有効Ａｌ濃度≦（Ｙ−２７０）／２０００とした。このような範囲になるように制御しながら溶融亜鉛めっきを行うものである。
【００１１】
【実施例】
表１に示す成分組成の鋼を供試材とし、これらの供試材を熱延、冷延、焼鈍した後調質圧延して鋼板を製造した。この鋼板をゼンジマー式溶融亜鉛めっきラインにて、板厚１．２ｍｍの鋼板を溶融めっき浴、Ｚｎ浴に浸漬しガスワイピング方式にて２５〜７０ｇ／ｍ² の目付量にめっきし、直ちに加熱処理炉に導き鋼板温度および、保持時間６０秒の条件にて合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。その結果を表２に示す。めっき後の鋼板の引張り試験はＪＩＳ ５号引張試験片を採取し、ゲージ厚さ５０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで常温引張り試験を行った。
【００１２】
外観性（合金化不良）としては、ＪＩＳ Ｈ０４０１ ヘキサメチレンテトラミン液を用いて溶解しためっき層溶解液を原子吸光法にて、鉄の濃度（重量％）を測定した結果を用いて、下記の基準に従い評価した。
○：めっき層中Ｆｅ重量濃度が７．５％以上
×：めっき層中Ｆｅ重量濃度が７．５％未満
【００１３】
めっき密着性（パウダリング性）としては、めっき鋼板の６０度Ｖ曲げ、戻しを実施後テープ剥離テストを行い、以下の基準に従い評価した。
○：片面剥離幅８ｍｍ未満
×：片面剥離幅８ｍｍ以上とした。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
表２に示すように、Ｎｏ．１〜７は本発明例であり、Ｎｏ．８〜１４は比較例である。比較例Ｎｏ．８は、浴中の有効Ａｌ濃度が高く、かつ合金化温度が高いために、ＢＨ性なる材料特性が得られない。また、比較例Ｎｏ．９は合金化温度が高いために延性が劣る。また、比較例Ｎｏ．１０は合金化温度が（Ｙ−２７０）／２０００より低いために合金化が不足し、十分な密着性が得られない。また、比較例Ｎｏ．１１、１２は合金化温度が高いためにいずれも延性が劣る。また、比較例Ｎｏ．１３は合金化温度が（Ｙ−２７０）／２０００より低いために合金化が不足し、十分な密着性が得られない。さらに、比較例Ｎｏ．１４は浴中の有効Ａｌ濃度が低いために、めっき密着性（パウダリング性）に劣る。これに対し、本発明であるＮｏ．１〜７はいずれも十分なめっき密着性と加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができた。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるＺｎ浴中の有効Ａｌ濃度と合金化温度を最適条件にて合金化溶融亜鉛めっきすることにより、極めて優れためっき密着性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＺｎ浴中の有効Ａｌ濃度と合金化温度との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板をゼンジマー式溶融亜鉛めっきラインで製造する方法において、該鋼板をプレメッキしない状態でめっき浴の有効Ａｌ濃度が０．０７〜０．０９５％であり、かつ下記式を満足するように亜鉛めっき浴中の有効Ａｌ濃度を制御しながら溶融亜鉛めっきを行い、その後、４１０〜４６０℃に加熱して合金化処理を行うことを特徴とするめっき密着性と加工性に優れた高Ｓｉ高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
   （Ｙ−２９０）／２０００≦Ｚｎめっき浴の有効Ａｌ濃度≦（Ｙ−２７０）／２０００
   ただし、Ｙは合金化温度（℃）

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