JP4751168B2 - 加工性に優れた溶融Al系めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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すなわち、溶融Alめっき工程において極めて合金層が成長しやすいために、通常浴中にSiが添加されている。これにより生成する合金層がAl−Fe系からAl−Fe−Si系に変化してその成長速度が小さくなるとされている。添加されるSi量は通常10%程度が多い。しかし、本発明者らはAl−Fe−Si系の状態図の解析より最適なSi量を明確にしたものである。なお、特開2000−239819号公報(特許文献6)においても同様に、Al−Fe−Si系状態図より適正条件を提示しているが、θ相と平衡する条件が最適であるという開示であり、その内容が本発明とは全く異なることを付記する。
(1)鋼板に連続溶融Alめっきするに際し、Alめっき浴中のSi量(質量%)、浴温(℃)を以下に示す四辺形ABCD内の内部とし、浴温をT℃としたときに、Alめっき浴中のFe量を0.03T−17.6質量%以上、鋼板の浴への侵入板温をT−25℃以上、T+25℃以下とし、めっき後580℃までの冷却時間を20秒以下とすることを特徴とする、加工性に優れた溶融Alめっき鋼板の製造方法。
A(4.2%、635℃),B(7%、635℃),C(10%、680℃),D(6.5%、680℃)
A(4.2%、635℃),B(7%、635℃),C(9%、664℃),D(9%、680℃),E(6.5%、680℃)
(4)鋼板とAlめっき層の界面に存在する金属間化合物層中のSi量が質量%で5〜12%で、かつその平均的な厚みが2.5μm以下であることを特徴とする加工性に優れた溶融Alめっき鋼板にある。
まず、Al系めっき浴の組成としては前述したようにAlをベースとしてSiを添加するものであるが、浴中Si量を浴温との関係でA(4.2%、635℃),B(7%、635℃),C(9.5%、670℃),D(6.2%、670℃)の四辺形内とする。これらの条件は図2に示されたα相領域の少し内部側で、浴温の上下限を定めたものに対応している。
Alめっき後の表面にクロメート、樹脂被膜、リン酸塩系無機皮膜等の後処理皮膜を設けることも本発明の趣旨を損なうものではない。これら皮膜は、初期防錆、加工性、溶接性等を向上させる効果を有する。本発明のめっき付着量は両面60〜250g/m2 程度が可能であり、通常のAl系めっきと同様である。
本発明のめっき原板としては、従来使用していたものが使用可能で、Al−k鋼、Ti−IF鋼、Ti−Nb−IF鋼、中炭素鋼(0.1〜0.3%C鋼)、Cr含有鋼、Nb含有鋼、低Al−固溶N含有鋼等が挙げられる。また、前述したようにAlめっきプロセスとしてRTF方式、無酸化炉方式があるが、どちらの方式においても本発明は効果を発揮する。
(実施例1)
表1に示す成分の鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱間圧延、酸洗、冷間圧延を行い、板厚1.2mmの冷延鋼板を得た。これらの鋼板に無酸化炉−還元炉タイプの溶融めっきラインでAl−Siめっきを施した。焼鈍炉の前面でアルカリ浴とブラシを使用した洗浄を付与し、このときの鉄粉の付着量は片面0.06g/m2 であった。めっき付着量は両面80g/m2 とした。無酸化炉はコークスガスと空気を混合して燃焼させ、空気比(完全燃焼に必要な空気量に対する供給空気量の比率)は0.95とした。また、還元炉の雰囲気は窒素−15vol%水素で露点は−30℃とした。最高到達板温は805℃、浸漬時間は2.6秒である。このときめっき浴組成、浴温、侵入板温を変化させて試料を製造した。侵入板温の測定は浴より1mの位置、めっき浴温については浴面より500mm位置とした。また、めっき後の冷却はミスト冷却とし、580℃までの冷却時間は5〜15秒であった。この試料の断面観察することで合金層厚みを測定し、また、上述したような手法で視野3箇所において合金層の同定を行った。また、めっき外観、めっき加工性を以下に示す方法で評価した。これらの関係を表2に示す。
100×100mmの試料を剪断し、その両面を観察してめっきの欠陥(通常不めっきと呼ばれる)の個数を計測した。観察に当たって、20%NaOH中でAl−Siめっき層を剥離し、合金層を露出した後に測定し、両面の平均値を算出した。合金層を露出させることで黒っぽい合金層と光沢を持つ素地の判別が容易になり、かつ、合金層は生成していないがAl−Siめっきのみ被覆しているような箇所も計測可能である。
[評価基準]
○:不めっき2個以下
△:不めっき3〜5個
×:不めっき6個以上
30×300mmの試料を図5に示すようなSKD11製のビード引抜き金型で圧着し、引張試験機を用いて上方向に引抜いた。押付け力を500kgfとしたとき、板厚減としては10〜13%であった。この条件で引抜いたときのめっき層、合金層の亀裂状況を断面より顕微鏡観察した。観察長は0.5mmで、この間のAl−Si系めっき層を貫通した亀裂の数を評価した。
[評価基準]
○:1個以下
△:2〜5個
×:6個以上
なお、表2において合金層の種類は断面からの組成分析及び状態図上へのプロットにより求めたものである。α相としてSi:5〜12%、β相としてSi:12〜18%、θ相としてSi:0〜3%の値が得られた。
表3に示す成分の鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱間圧延、酸洗、冷間圧延を行い、板厚0.8mmの冷延鋼板を得た。この鋼板に実施例1と同じ条件でAlめっきを施した。めっき浴の組成はAl−7%Si−2%Fe、浴温は650℃、侵入板温は655℃、浴への浸漬時間は1.7秒とした。但し鋼Cを通板する際のみ空気比を1.2に調整した。評価方法並びに基準も実施例1と同一である。表2に示すように、この条件で製造した際にはめっき外観、密着性ともに良好であった。但し鋼種CのみはCrが約11%含有されているため、他の鋼種に比べると若干欠陥が多い傾向が認められた。
表3のBに示す成分の鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱間圧延、酸洗、冷間圧延を行い、板厚0.8mmの冷延鋼板を得た。この鋼板に実施例1と同じ条件でAlめっきを施した。但し、焼鈍前の洗浄条件を変えて鉄粉の量を数水準に調整した。めっき浴の組成はAl−7%Si−2%Fe、浴温は650℃、侵入板温は655℃、浴への浸漬時間は1.7秒とした。評価方法並びに基準も実施例1と同一である。表4は供試材の特性を示すものである。また、表5に示すように鉄粉の付着量が多くなると、鉄粉とAlめっき浴の反応物が表面に残存する傾向を示した。このときにはこの反応物を起点としてめっきの亀裂が発生した。
Claims (4)
- 鋼板に連続溶融Alめっきするに際し、Alめっき浴中のSi量(質量%)、浴温(℃)を以下に示す四辺形ABCD内の内部とし、浴温をT℃としたときに、Alめっき浴中のFe量を0.03T−17.6質量%以上、鋼板の浴への侵入板温をT−25℃以上、T+25℃以下とし、めっき後580℃までの冷却時間を20秒以下とすることを特徴とする、加工性に優れた溶融Alめっき鋼板の製造方法。
A(4.2%、635℃),B(7%、635℃),C(10%、680℃),D(6.5%、680℃) - 鋼板に連続溶融Alめっきするに際し、Alめっき浴中のSi量(質量%)、浴温(℃)を以下に示す五辺形ABCDE内の内部とし、浴温をT℃としたときに、Alめっき浴中のFe量を0.03T−17.6質量%以上、鋼板の浴への侵入板温をT−25℃以上、T+25℃以下とし、めっき後580℃までの冷却時間を20秒以下とすることを特徴とする、加工性に優れた溶融Alめっき鋼板の製造方法。
A(4.2%、635℃),B(7%、635℃),C(9%、664℃),D(9%、680℃),E(6.5%、680℃) - 連続溶融Alめっき前の焼鈍炉に入る際の鉄粉付着量が片面当たり0.5g/m2 以下とすることを特徴とする、請求項1または2項に記載の加工性に優れた溶融Alめっき鋼板の製造方法。
- 鋼板とAlめっき層の界面に存在する金属間化合物層中のSi量が質量%で5〜12%で、かつその平均的な厚みが2.5μm以下であることを特徴とする加工性に優れた溶融Alめっき鋼板。
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