JP4418072B2 - 高張力溶融アルミニウム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、建材、家電製品、自動車排気系などに適する高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融アルミニウムめっき鋼板は、通常、鋼板を脱脂後、無酸化炉にて予熱し、表面の清浄化および材質確保のために還元炉にて還元焼鈍を行い、溶融Ａｌ浴に浸漬し、付着量制御を行うことによって製造される。その特徴として、耐酸化性、熱反射性などに優れることから、建材、家電を始めとして幅広く用いられている。また、亜鉛系めっき鋼板に比べて、裸耐食性が良好で、自動車足まわり材料の防錆処理としても有効である。
【０００３】
また、Ｓｉ：０．０５〜３．５質量％、Ｍｎ：０．３〜２．５質量％、Ｃｒ：０．１〜６質量％、Ａｌ：０．１〜４質量％のうち１種以上を含有した高張力鋼板においては、従来の無酸化―還元（焼鈍）方式の溶融めっき処理を行う際、めっき前の焼鈍工程においてＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌが鋼板表面に酸化濃化すること等に起因して、めっきを行うと、ピンホール状の不めっきが多数発生し、他の鋼種に比較すると生産性が極めて悪いことが問題となっている。
【０００４】
そこで、不めっき発生の抑制手段として、特開平３−２８３５９号公報、特開平３−６４４３７号公報等に見られるように、特定のめっきを付与することでめっき性の改善を行っているが、この方法では、溶融めっきライン焼鈍炉前段に新たにめっき設備を設けるか、もしくは、あらかじめ電気めっきラインにおいてめっき処理を行わなければならず、大幅なコストアップとなる。
特に溶融アルミニウムめっきに関しては、上記問題点を解決する有力な方法がなく、生産性を犠牲にせず、高張力鋼板に溶融アルミニウムめっきを施す方法が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決し、設備追加などによるコスト増加なしに、めっき不良のない高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の課題を解決するために、浴組成に着目して鋭意検討を続けたところ、Ｓｉ：０．０５〜３．５質量％、Ｍｎ：０．３〜２．５質量％、Ｃｒ：０．１〜６質量％、Ａｌ：０．１〜４質量％を含有する高張力鋼板の表面に溶融アルミニウムめっきを行うにあたり、Ｓｉ：３〜１５質量％、Ｍｇ：０．５〜１０質量％を含有する溶融Ａｌめっき浴にてめっきを行うと、不めっきの発生が著しく抑制されめっき密着性が向上することを見出した。本発明は、この発見に基づいて完成したもので、その要旨とするところは下記の通りである。
【０００７】
（１）質量％で、Ｓｉ：０．０５〜３．５％、Ｍｎ：０．３〜２．５％、Ｃｒ：０．１〜６％、Ａｌ：０．１〜４％を含有する高張力鋼板に、溶融アルミニウムめっきを行うにあたり、質量％で、Ｓｉ：３〜１５％、Ｍｇ：０．５〜１０％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるめっき浴にてめっきを行うことを特徴とする高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
（２）めっき浴の温度を６００〜７００℃とすることを特徴とする前記（１）に記載の高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
（３）めっき浴に浸漬する際の鋼板の温度を５８０〜７００℃とすることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明者らは、Ｓｉ：０．０５〜３．５質量％、Ｍｎ：０．３〜２．５質量％、Ｃｒ：０．１〜６質量％、Ａｌ：０．１〜４質量％を含有する、低Ｃ系高張力鋼板を、２０％Ｈ₂−Ｎ₂雰囲気中８００℃にて９０秒間焼鈍を行い、鋼板温度６５０℃として、浴温６２０〜６８０℃のＡｌ−Ｓｉ（２〜１２質量％）−Ｍｇ（０．５〜１０質量％）めっき浴中で３秒間浸漬を行い、ガスワイピングにて所定のめっき厚（４０ｇ／ｍ²）とした。その後、めっき表面の不めっき部面積を測定することで、めっき性を評価した。不めっきの発生が著しく抑制される理由の詳細については不明であるが、めっき浴中へ添加されたＭｇにより、焼鈍中に鋼板表面に生成する酸化物が還元されることでめっき性が向上していると考えられる。さらに、添加したＭｇはめっき自体の耐食性および塗装後の耐食性を向上させる効果がある。
【０００９】
以下に本発明における限定理由について述べる。
まず、対象とする鋼組成の限定理由は以下の通りである。
Ｓｉを０．０５〜３．５％の範囲としたのは、材質上強度を確保するためである。また、鋼中Ｓｉの上限を３．５％としたのは、材質上これ以上添加すると硬くなりすぎるためである。
Ｍｎを０．３〜２．５質量％の範囲としたのは、０．３％以上で強化効果が現れるためである。また、２．５％を上限としたのは、これを超えて添加すると伸びに悪影響を及ぼすためである。
【００１０】
Ｃｒを０．１〜６質量％の範囲としたのは、０．１％以上で強化効果が現れるためである。また、６％を上限としたのは、６％を超えて添加しても、強度の向上効果はもはや飽和し、いたずらにコストを上昇させるためである。
Ａｌを０．１〜４質量％の範囲としたのは、０．１％以上で強化効果が現れるためである。また、４％を超えると割れやキズを発生しやすくなり製造コストの観点で不利となるためである。
【００１１】
次に、めっき浴組成の限定理由は以下の通りである。
Ｓｉの下限を３質量％としたのは、３％未満ではめっき時にＦｅ−Ａｌの合金層が、地鉄とめっきの界面に厚く成長し、めっき自体の密着性が確保できないためである。Ｓｉの上限を１２質量％としたのは、１２％を越えると、めっき層中にＳｉ単層の析出が顕著となり、めっきの加工性に悪影響を及ぼすためである。Ｍｇの下限を０．５質量％としたのは、０．５％未満では不めっき抑制の効果がみられないためである。上限を１０％としたのは、これ以上Ｍｇを添加するとめっき浴面にＭｇ酸化物に起因するドロスの発生が増大するためである。
さらに、めっき浴中には、通常利用される微量添加元素として、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｆｅ、を含んでいても、本発明の効果に特に影響はない。
【００１２】
上記組成範囲のめっき浴では、浴温度はを６００〜７００℃が最適で、この範囲でめっきした場合が最もめっき不良が起こりにくい。６００℃未満では不めっきが顕著となり、７００℃を超えるとＦｅ−Ａｌ合金層の成長が顕著となるため加工性が劣化する。
上記の浴温度設定を、さらに有効に活用するために、めっき浴に浸漬する際の鋼板の温度は５８０〜７００℃にすることが好ましい。鋼板の温度が適正範囲でないと浴温度を上記適正範囲に設定しても十分な不めっき抑制効果が得られない。すなわち、鋼板温度が５８０℃未満では不めっきが顕著となり、７００℃を超えるとＦｅ−Ａｌ合金層の成長が顕著となるために加工性が劣化する。
めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面付着量で５ｇ／ｍ² 以上、加工性の観点からすると１５０ｇ／ｍ² 以下であることが望ましい。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
表１に示すような低Ｃ系高張力鋼板を、２０％Ｈ₂ −Ｎ₂ 雰囲気中８００℃にて９０秒間焼鈍を行い、６２０〜６８０℃のＡｌ−Ｓｉ（３〜１５質量％）−Ｍｇ（０．５〜１０質量％）めっき浴中で３秒間浸漬を行い、ガスワイピングにて所定のめっき厚（４０ｇ／ｍ² ）とした。その後、めっき表面の不めっき部面積を測定することで、めっき性を評価した。めっき密着性は６０度Ｖ曲げ試験により剥離具合をテープテストで判定した。
表１に示す通り、本発明の製造方法で作成した本発明鋼板（Ｎｏ．１〜２９）は、めっき濡れ性が改善されており、外観、めっき密着性が良好である。それに比較して、本発明範囲を逸脱する場合（Ｎｏ．３０〜３２）は、外観あるいはめっき密着性が不良である。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は建材、家電製品、自動車排気系用途等に有効な高張力アルミニウムめっき鋼板を、コスト上昇を伴わず不めっきの発生なく製造する方法を提供でき、また、使用するめっき浴組成はめっき耐食性を向上させる効果もあるので、その産業上の価値は極めて高いといえる。

Claims (3)

1. 質量％で、
   Ｓｉ：０．０５〜３．５％、
   Ｍｎ：０．３〜２．５％、
   Ｃｒ：０．１〜６％、
   Ａｌ：０．１〜４％
   を含有する高張力鋼板に、溶融アルミニウムめっきを行うにあたり、質量％で、Ｓｉ：３〜１５％、Ｍｇ：０．５〜１０％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるめっき浴にてめっきを行うことを特徴とする高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
2. めっき浴の温度を６００〜７００℃とすることを特徴とする請求項１に記載の高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
3. めっき浴に浸漬する際の鋼板の温度を５８０〜７００℃とすることを特徴とする請求項１または２に記載の高張力溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。