JP4923920B2 - Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance - Google Patents
Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance Download PDFInfo
- Publication number
- JP4923920B2 JP4923920B2 JP2006264302A JP2006264302A JP4923920B2 JP 4923920 B2 JP4923920 B2 JP 4923920B2 JP 2006264302 A JP2006264302 A JP 2006264302A JP 2006264302 A JP2006264302 A JP 2006264302A JP 4923920 B2 JP4923920 B2 JP 4923920B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- steel sheet
- chemical conversion
- mold galling
- galling resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明は化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板に関し、例えば、自動車用材料として好適に用いられる化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板に関するものである。 The present invention relates to a steel sheet excellent in chemical conversion treatment and mold galling resistance, and for example, relates to a steel sheet excellent in chemical conversion treatment and mold galling resistance that is suitably used as a material for automobiles.
例えば、冷延鋼板は安価な金属材料であるため、自動車、家電、建材などの分野において広く用いられている。特に自動車分野においては、冷延鋼板が他の金属材料に比べて優れたプレス成形性や化成処理性を有することから依然として自動車用材料の主流となっている。また、近年では、自動車業界においては、燃費向上、排出ガス削減の観点から自動車の軽量化が進んでおり、衝突安全性向上のニーズともあいまって、高強度冷延鋼板の使用が急増している。 For example, since a cold-rolled steel sheet is an inexpensive metal material, it is widely used in fields such as automobiles, home appliances, and building materials. Particularly in the automotive field, cold rolled steel sheets are still the mainstream of automotive materials because they have superior press formability and chemical conversion properties compared to other metal materials. In recent years, in the automobile industry, the weight of automobiles has been reduced from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing exhaust gas, and the use of high-strength cold-rolled steel sheets has been rapidly increasing, coupled with the need for improved collision safety. .
高強度鋼板は鋼中元素としてSiやMn等を添加した鋼板であり、これらの元素が鋼板表面に酸化物として形成している。ここで、化成処理性と耐型かじり性は表層を構成する物質に依存し、中でもSi量に大きく依存する。そのため、例えば、表層のSi量を、グロー放電発光分光分析装置を用いて測定されるSiとFeの表層40nmの積算値の比(Si/Fe)と定義した場合、表層のSi/Feが多い場合には化成処理液との反応性を阻害するために化成処理結晶が形成されないスケと呼ばれる部位が発生する。また、強高度鋼板をプレス成形する際には成形荷重が増大するのみならず、局部的な高面圧部が生じることにより型かじりが発生する問題があり、表層のSi/Feが少ない場合には特に型かじりが発生しやすくなる。
このような観点から、化成処理性および耐型かじり性に優れた高強度鋼板の開発が切望されている。
上記問題に対し、冷延鋼板の化成処理性および耐型かじり性の両者を改善する技術が、特許文献1、特許文献2、特許文献3などに開示されている。
A high-strength steel plate is a steel plate to which Si, Mn, or the like is added as an element in the steel, and these elements are formed as oxides on the steel plate surface. Here, the chemical conversion treatment property and the mold galling resistance depend on the material constituting the surface layer, and in particular, greatly depend on the amount of Si. Therefore, for example, when the amount of Si on the surface layer is defined as the ratio of the integrated value of Si and Fe on the surface layer of 40 nm (Si / Fe) measured using a glow discharge optical emission spectrometer, the amount of Si / Fe on the surface layer is large. In some cases, a portion called a scale is generated in which a chemical conversion treatment crystal is not formed in order to inhibit the reactivity with the chemical conversion solution. In addition, when press forming a high-altitude steel sheet, not only the forming load increases, but also there is a problem that mold galling occurs due to the formation of a local high surface pressure part, and when the surface layer has a small amount of Si / Fe Is particularly susceptible to mold galling.
From such a point of view, development of a high-strength steel sheet excellent in chemical conversion treatment property and mold galling resistance is eagerly desired.
In order to solve the above problems, Patent Literature 1,
特許文献1には、Ni、Mn、Co、Mo、Cuの1種または2種以上の金属を冷延鋼板表面に不連続に析出させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術をSiを含有する冷延鋼板に適用したとしても鋼板表面にはSi酸化物がそのまま残存した状態であるため、このような皮膜の場合は化成処理性が依然不良である。また、Mo、Cuなどの元素は化成処理性に悪影響を及ぼすため、化成処理時に鋼板から化成処理液への溶出により、かえって化成処理性が劣化するという問題もある。
Patent Document 1 discloses a technique for discontinuously depositing one or more metals of Ni, Mn, Co, Mo, and Cu on the surface of a cold-rolled steel sheet.
However, even if the technique described in Patent Document 1 is applied to a cold-rolled steel sheet containing Si, the Si oxide remains as it is on the surface of the steel sheet. It is bad. Further, since elements such as Mo and Cu adversely affect the chemical conversion treatment property, there is also a problem that the chemical conversion treatment property deteriorates due to elution from the steel sheet to the chemical treatment solution during the chemical conversion treatment.
特許文献2には、冷延鋼板表面に下層が0価の亜鉛主体の極薄皮膜、上層が2価の亜鉛とP、B、Siの1種または2種以上からなる第二元素群の酸化物からなる非晶質皮膜を複層形成する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献2に記載の技術では、高強度鋼板のプレス時には成形荷重および局部的な面圧が増加するため、上層に付与した2価の亜鉛とP、B、Siの1種または2種以上からなる第二元素群の酸化物層が破壊した場合は、下層の0価の亜鉛と金型の凝着によりプレス成形性を阻害し、却って耐型かじり性が劣化する。また、特許文献2では、前記皮膜の鋼板表面分布率が50%以下と記載されている。このように表面被覆率が低い場合、ダブルビード等の難成型部品の場合には被覆していない下地鋼板と金型が接触して凝着を引き起こし、型かじりを引き起こすことが考えられる。
However, in the technique described in
特許文献3には、Zn、Ni、Mn、Ti、Co、Mo、Alのうちの1種または2種以上の金属酸化物の粉末を冷延鋼板表面に散布した後に調質圧延を行い、金属換算で1000mg/m2以下の金属層を鋼板表面に形成させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献3に記載の技術の場合、粉末と鋼板とが密着するのは調質圧延による物理的な密着力であると考えられる。すなわち、粉末と鋼板との密着力は非常に低く、プレス時、特に高強度鋼板のように難加工材の場合には鋼板から粉末の脱離が激しく、脱離した粉末が蓄積することによるプレス傷が発生しやすい。また、特許文献3には、均一な化成皮膜形成には前記金属酸化物を鋼板表面に均一に点在することで効果が得られると記載されている。しかし、点在の定義が記載されていないため不明確であるが、一般的に被覆率としては50%以下であると考えられ、被覆率が低い場合、ダブルビード等の難成型部品の場合には被覆していない下地鋼板と金型が接触して凝着を引き起こし、型かじりを引き起こすことが考えられる。
In Patent Document 3, a powder of one or more metal oxides of Zn, Ni, Mn, Ti, Co, Mo, and Al is sprinkled on the surface of a cold-rolled steel sheet, and then subjected to temper rolling. A technique for forming a metal layer of 1000 mg / m 2 or less on the steel sheet surface in terms of conversion is disclosed.
However, in the case of the technique described in Patent Document 3, it is considered that the powder and the steel plate are brought into close contact with each other by physical contact force by temper rolling. In other words, the adhesion between the powder and the steel sheet is very low. During pressing, especially in the case of difficult-to-process materials such as high-strength steel sheets, the powder is severely detached from the steel sheet, and the pressed powder accumulates. Scratches are likely to occur. Further, Patent Document 3 describes that an effect can be obtained by uniformly dispersing the metal oxide on the surface of a steel sheet in forming a uniform chemical conversion film. However, although the definition of dot is not described, it is unclear, but it is generally considered that the coverage is 50% or less, and when the coverage is low, it is difficult to mold parts such as double beads. It is conceivable that the uncoated base steel sheet and the mold come into contact with each other to cause adhesion and cause mold galling.
特許文献4には亜鉛系めっき鋼板の表面を1〜1000mg/m2の亜鉛の水酸化物で被覆する技術が開示されている。
特許文献4に記載の技術では亜鉛系めっき鋼板を下地鋼板として使用した技術であり、亜鉛系めっき鋼板は一般的に化成処理時に溶解し易い亜鉛が表層に存在するため、元来化成処理性が悪いものではなく、化成処理性に対する記載技術の向上効果はほとんど無いと考えられる。また、その製造方法として亜鉛の水酸化物の分散液を塗布し乾燥する方法が開示されているが、特許文献3と同様の理由からプレス成形性を向上させる効果は小さいと考えられる。さらに、陽極酸化による方法も開示されているが、本発明は下地が冷延鋼板等を対象としているため、不可能である。
The technology described in
本発明は上記問題を有利に解決するためになされたもので、化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to advantageously solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a steel sheet excellent in chemical conversion treatment and mold galling resistance.
本発明者らは,上記の課題を解決すべく,鋭意研究を重ねた。その結果、鋼板表面に亜鉛酸化物及び/又は亜鉛水酸化物を、亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解することにより形成すること、形成するにあたっては、被膜量を金属亜鉛換算で70〜500mg/m2、被覆率を60%以上とすること、そして、これらが化成処理性および耐型かじり性の向上に対して有効であることを見出した。 The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. As a result, zinc oxide and / or zinc hydroxide is formed on the steel sheet surface by electrolysis using a steel sheet as a cathode in an aqueous solution containing zinc ions. It has been found that 70 to 500 mg / m 2 , the coverage is 60% or more, and that these are effective for improving chemical conversion treatment and mold galling resistance.
本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
[1]亜鉛酸化物及び/又は亜鉛水酸化物を鋼板表面に有する鋼板であって、前記亜鉛酸化物及び/又は前記亜鉛水酸化物は、亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解処理することにより鋼板表面に形成され、さらに、前記亜鉛酸化物及び/又は亜鉛水酸化物の前記鋼板に対する被膜量は金属亜鉛換算で70〜500mg/m2、被覆率は60%以上であることを特徴とする化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板。
[2]前記[1]において、前記鋼板は、Siを0.1質量%以上含有することを特徴とする化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板。
なお、本明細書において、亜鉛酸化物及び/又は亜鉛水酸化物を亜鉛系酸化物と称することとする。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] A steel plate having zinc oxide and / or zinc hydroxide on the surface of the steel plate, wherein the zinc oxide and / or the zinc hydroxide is electrolyzed in an aqueous solution containing zinc ions using the steel plate as a cathode. It is formed on the steel sheet surface by processing, and the coating amount of the zinc oxide and / or zinc hydroxide on the steel sheet is 70 to 500 mg / m 2 in terms of metallic zinc, and the coverage is 60% or more. A steel sheet excellent in chemical conversion treatment and mold galling resistance.
[2] In the above [1], the steel sheet contains Si in an amount of 0.1% by mass or more, and is a steel sheet excellent in chemical conversion property and mold galling resistance.
In the present specification, zinc oxide and / or zinc hydroxide is referred to as zinc-based oxide.
本発明によれば、化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板が得られる。特に、本発明は、冷延鋼板、中でもSiを含有する高強度冷延鋼板に対して効果を奏しており、高強度冷延鋼板の化成処理性および耐型かじり性を両立させる有効な技術として、工業的に極めて価値の高いものである。 According to the present invention, a steel sheet excellent in chemical conversion treatment property and mold galling resistance can be obtained. In particular, the present invention has an effect on cold-rolled steel sheets, particularly high-strength cold-rolled steel sheets containing Si, and is an effective technique for achieving both chemical conversion treatment and mold galling resistance of high-strength cold-rolled steel sheets. Industrially extremely valuable.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で対象とする鋼板は熱延鋼板および冷延鋼板である。中でも自動車分野等で多く用いられる冷延鋼板に対して、本発明は最適である。機械特性等の諸特性を向上させるために鋼中に各種元素を添加した鋼板(例えば、高強度鋼板)は、鋼中、特に表面に存在する添加元素の影響により化成処理時のリン酸塩結晶が不均一になることがある。しかし、鋼板に対しては常に均一な化成処理皮膜が要求されている。このような観点から、本発明を前記各種元素を添加した鋼板に適用することは価値があり、本発明により、安定した化成処理皮膜が得られることになる。
本発明の鋼板の成分は特に問わない。例えば、Si含有量が0.1質量%以上の冷延鋼板が好適に使用される。これは、鋼中のSi含有量が0.1質量%以上の場合、通常、鋼板表面にSi酸化物が形成し化成処理性を大きく阻害するため、本発明の処理を適用する価値が大きいからである。また、プレス時においても、Si含有量が0.1質量%以上の鋼板の場合、鋼板の強度が高くなるため型かじりが引き起こされやすいが、本発明の処理を適用することにより型かじりが大幅に抑制される。
特に、Siを0.3質量%以上含有し、Si含有量/Mn含有量≧0.4の鋼板の場合には、従来は化成処理性が著しく劣化したが、本発明を適用することにより化成処理性が著しく良好になるため、特に好適に使用される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The steel plates targeted in the present invention are hot-rolled steel plates and cold-rolled steel plates. In particular, the present invention is optimal for cold-rolled steel sheets that are frequently used in the automotive field and the like. Steel sheets with various elements added to steel to improve various properties such as mechanical properties (for example, high-strength steel sheets) are phosphate crystals at the time of chemical conversion treatment due to the influence of additional elements present in the steel. May become non-uniform. However, a uniform chemical conversion coating is always required for steel sheets. From such a viewpoint, it is valuable to apply the present invention to a steel sheet to which the various elements are added, and a stable chemical conversion coating can be obtained by the present invention.
The component of the steel plate of the present invention is not particularly limited. For example, a cold-rolled steel sheet having a Si content of 0.1% by mass or more is preferably used. This is because when the Si content in the steel is 0.1% by mass or more, Si oxide is usually formed on the surface of the steel sheet and greatly impairs the chemical conversion processability, so the value of applying the treatment of the present invention is great. It is. Further, even during pressing, in the case of a steel sheet having an Si content of 0.1% by mass or more, mold galling is likely to occur because the strength of the steel sheet is increased, but by applying the treatment of the present invention, mold galling is greatly increased. To be suppressed.
In particular, in the case of a steel sheet containing 0.3% by mass or more of Si and having a Si content / Mn content ≧ 0.4, the chemical conversion processability has been remarkably deteriorated in the past. Since the processability is remarkably improved, it is particularly preferably used.
本発明では上記鋼板を亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解し、鋼板表面に亜鉛系酸化物を形成させることを特徴とする。陰極電解処理法により形成された亜鉛系酸化物は、1辺が1μm以下の非常に微細な網目状の形態を有しており、鋼板表面にこれら亜鉛系酸化物を形成することで、この網目状の皮膜形態が耐型かじり性向上に寄与する。亜鉛系酸化物が網目状の皮膜形態を有することによる耐型かじり性向上メカニズムについては明確ではないが以下のように考えることが出来る。まず、亜鉛系酸化物は高融点金属であり金型と鋼板の凝着を抑制する為、型かじりが起こりにくくなる。と同時に、プレス時に付与されるプレス油等の油分を確保することが出来、摺動による油切れでの凝着を著しく抑制することが出来るためと考えられる。さらに、陰極電解型処理は皮膜量制御の観点からも有効である。 In the present invention, the steel sheet is electrolyzed in an aqueous solution containing zinc ions using the steel sheet as a cathode to form a zinc-based oxide on the surface of the steel sheet. Zinc-based oxides formed by the cathodic electrolysis method have a very fine network shape with one side of 1 μm or less. By forming these zinc-based oxides on the steel sheet surface, The shape of the film contributes to improvement of mold galling resistance. Although the mechanism for improving the anti-galling property due to the zinc-based oxide having a network-like film form is not clear, it can be considered as follows. First, since zinc oxide is a high melting point metal and suppresses adhesion between the mold and the steel sheet, mold galling is less likely to occur. At the same time, it is considered that oil such as press oil applied at the time of pressing can be secured, and adhesion due to running out of oil due to sliding can be remarkably suppressed. Further, the cathodic electrolysis treatment is also effective from the viewpoint of controlling the coating amount.
さらに、本発明では、鋼板表面に亜鉛系酸化物を形成するにあたって、その皮膜量は金属亜鉛換算で70mg/m2〜500mg/m2とする。これは本発明において、最も重要な要件であり、このように、鋼板表面の亜鉛系酸化物被膜量を最適な量に規定することで、亜鉛系酸化物形成による効果が充分に発揮され、化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板を得ることが可能となる。亜鉛系酸化物を形成することによる化成処理性の向上メカニズムについては、明確ではないが、亜鉛系酸化物を鋼板表面に形成することにより化成処理時の核発生を促進するためであると考えられる。
また、亜鉛系酸化物を付与することによって、上述したように、プレス時の金型と鋼板との間に形成した亜鉛系酸化物は高融点であるため凝着を抑制する効果を有する。その結果、耐型かじり性が向上する。
このような観点から、皮膜量が70mg/m2より少ない場合、化成処理時の核発生サイトを十分に供給できないために化成処理性向上効果が小さい。一方、皮膜量が500mg/m2より多くなった場合、プレス時の金型と鋼板との凝着は抑制するものの、皮膜自体が変形を受けるために、皮膜の脱離量が多くなり、脱離した皮膜が摺動抵抗となるために耐型かじり性が劣化する。
以上より、化成処理性および耐型かじり性を安定して向上させるための亜鉛系酸化物の皮膜量は70mg/m2〜500mg/m2、好ましくは100〜300mg/m2とする。
なお、被膜量は蛍光X線を用いてZnの強度を測定し、既知のZn量の強度と比較することにより算出した。
Furthermore, in the present invention, in forming a zinc oxide on the surface of the steel sheet, the coating amount of a 70mg / m 2 ~500mg / m 2 of metal zinc terms. This is the most important requirement in the present invention. Thus, by defining the amount of zinc-based oxide coating on the surface of the steel sheet to an optimal amount, the effect of zinc-based oxide formation can be sufficiently exerted, and chemical conversion can be achieved. It becomes possible to obtain a steel sheet excellent in processability and mold galling resistance. The mechanism of improving chemical conversion treatment by forming zinc-based oxides is not clear, but is thought to be due to the promotion of nucleation during chemical conversion treatment by forming zinc-based oxides on the steel sheet surface. .
In addition, by applying a zinc-based oxide, as described above, the zinc-based oxide formed between the mold during pressing and the steel plate has a high melting point, and thus has an effect of suppressing adhesion. As a result, mold galling resistance is improved.
From such a point of view, when the coating amount is less than 70 mg / m 2 , the nucleation site at the time of the chemical conversion treatment cannot be sufficiently supplied, and the effect of improving the chemical conversion treatment performance is small. On the other hand, when the coating amount exceeds 500 mg / m 2 , the adhesion between the mold and the steel plate during pressing is suppressed, but the coating itself undergoes deformation, so that the amount of the film detaching increases and the detachment occurs. Since the separated film becomes a sliding resistance, the mold galling resistance deteriorates.
From the above, the coating amount of zinc oxide for stably improved as the chemical conversion treatability and耐型galling resistance 70mg / m 2 ~500mg / m 2 , preferably between 100 to 300 mg / m 2.
The coating amount was calculated by measuring the intensity of Zn using fluorescent X-rays and comparing it with the known intensity of Zn.
また、亜鉛系酸化物の被覆率は60%以上とする。これは、上記被膜量と同様に、本発明において重要な要件である。被膜量同様に、被覆率を60%以上とすることで、化成処理性、及び耐型かじり性を向上させることが可能となる。被覆率が60%より小さい場合、鋼板が加工を受けた場合にプレス金型と下地鋼板とが直接接触するため、ミクロな凝着が発生して摩擦係数が増加し、プレス成形性が低下する。
なお、本発明において、亜鉛系酸化物の被覆率とは亜鉛系酸化物が鋼板表面を被覆している面積率を示しており、具体的には被覆率は電子線マイクロアナライザーを用いて100μm四方の亜鉛元素マッピングを行い、測定面積(10000μm2)から亜鉛の存在面積の比率により算出することが出来る。
なお、本発明では、亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解し、鋼板表面に亜鉛系酸化物を形成させることを特徴とするが、通常、亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解すると、鋼板表面には金属亜鉛が析出する。そこで、本発明では、亜鉛イオンを含有する水溶液にさらに硝酸イオンを適量添加した電解液を用いることにより、鋼板表面に亜鉛系酸化物を形成させることを可能にしている。
水溶液中の亜鉛イオン量は、硫酸亜鉛・7水和物で25〜200g/l、硝酸イオンは5〜100g/l、電流密度は3〜30A/dm2、液温は30〜70℃、めっき液の相対流速は0.5〜2.0m/secが最適範囲である。これらの範囲内で電解処理を行うことで、本発明の亜鉛系酸化物が形成される。
また、鋼板表面に亜鉛系酸化物が形成されたことは、X線光電子分光装置により確認することができる。亜鉛の結合エネルギーの調査により金属亜鉛と酸化亜鉛・水酸化亜鉛は区別することが可能である。具体的には、金属亜鉛の結合エネルギーは494eV付近にピークをもち、酸化亜鉛及び水酸化亜鉛の結合エネルギーはそれぞれ499、500eV付近にピークを持つため、本発明の亜鉛系酸化物は494eV付近にピークが無く、499、500eV付近にのみピークが認められることになり、このピークから、亜鉛系酸化物であることが明らかとなる。さらに、イオンエッチングにより深さ方向(表層から皮膜/下地鋼板界面まで)の分析を実施した結果、本発明では、いずれの深さにおいても亜鉛系酸化物は494eV付近にピークが無く、499、500eV付近にのみピークが認められたことから、皮膜全体が亜鉛系酸化物であることが明らかである。
The coverage of zinc-based oxide is 60% or more. This is an important requirement in the present invention, as is the amount of coating. Similarly to the coating amount, when the coverage is 60% or more, it is possible to improve the chemical conversion treatment property and the mold galling resistance. When the coverage is less than 60%, when the steel sheet is processed, the press mold and the base steel sheet are in direct contact with each other, so that micro adhesion occurs, the friction coefficient increases, and the press formability decreases. .
In the present invention, the coverage of the zinc-based oxide indicates the area ratio of the zinc-based oxide covering the surface of the steel sheet. Specifically, the coverage is 100 μm square using an electron beam microanalyzer. Zinc element mapping is performed, and it can be calculated from the measurement area (10000 μm 2 ) by the ratio of the existing area of zinc.
The present invention is characterized in that a steel plate is electrolyzed in an aqueous solution containing zinc ions as a cathode to form a zinc-based oxide on the surface of the steel plate. Usually, the steel plate is used in an aqueous solution containing zinc ions. When electrolysis is performed as a cathode, metallic zinc is deposited on the surface of the steel sheet. Therefore, in the present invention, a zinc-based oxide can be formed on the surface of the steel sheet by using an electrolytic solution in which an appropriate amount of nitrate ions is further added to an aqueous solution containing zinc ions.
The amount of zinc ion in the aqueous solution is 25 to 200 g / l for zinc sulfate heptahydrate, 5 to 100 g / l for nitrate ion, 3 to 30 A / dm 2 , current temperature is 30 to 70 ° C., plating The optimum range of the relative flow rate of the liquid is 0.5 to 2.0 m / sec. By performing the electrolytic treatment within these ranges, the zinc-based oxide of the present invention is formed.
Moreover, it can be confirmed with an X-ray photoelectron spectrometer that a zinc-based oxide is formed on the surface of the steel sheet. By investigating the binding energy of zinc, it is possible to distinguish between metallic zinc and zinc oxide / zinc hydroxide. Specifically, the binding energy of metallic zinc has a peak near 494 eV, and the binding energies of zinc oxide and zinc hydroxide have peaks near 499 and 500 eV, respectively. Therefore, the zinc-based oxide of the present invention has a peak near 494 eV. There is no peak, and a peak is recognized only in the vicinity of 499 and 500 eV. From this peak, it becomes clear that it is a zinc-based oxide. Further, as a result of analysis in the depth direction (from the surface layer to the coating / underlying steel plate interface) by ion etching, in the present invention, the zinc-based oxide has no peak in the vicinity of 494 eV at any depth, and 499, 500 eV. Since the peak was recognized only in the vicinity, it is clear that the entire film is a zinc-based oxide.
下記実施例により本発明を更に詳細に説明する。
表1に示す成分からなる鋼板A〜G(板厚はいずれも1.2mm)を用いて、まず、これらの鋼板にトルエンによる溶剤超音波脱脂を行い、鋼板表面の油分を除去した。次いで、pHを調整した硫酸溶液および弗酸に浸漬を行う酸洗処理を行うことで表層Si/Feを変化させ、引き続き、表2に示す電解浴組成と電解条件で鋼板を陰極として電解処理を行い亜鉛系酸化物皮膜を鋼板表面に形成させた。比較例の一部として、硝酸イオンを含まない浴を用いてめっき処理を行い、金属亜鉛を析出させた。
The following examples further illustrate the present invention.
Using steel plates A to G composed of the components shown in Table 1 (the plate thicknesses were all 1.2 mm), these steel plates were first subjected to solvent ultrasonic degreasing with toluene to remove oil on the steel plate surfaces. Next, the surface layer Si / Fe is changed by performing a pickling treatment by immersing in a sulfuric acid solution adjusted in pH and hydrofluoric acid. Subsequently, the electrolytic treatment is performed using the steel plate as a cathode with the electrolytic bath composition and electrolysis conditions shown in Table 2. A zinc-based oxide film was formed on the steel sheet surface. As a part of the comparative example, a plating process was performed using a bath not containing nitrate ions to deposit metallic zinc.
以上から得られた鋼板について、X線光電子分光装置を用いて、スパッタエッチングにより深さ分析を行い、皮膜種が亜鉛系酸化物であるか、金属亜鉛であるかを調査し、深さ方向全領域において亜鉛系酸化物、または金属亜鉛であることを確認した。また、亜鉛系酸化物及び金属亜鉛の皮膜量を金属亜鉛として蛍光X線を用いて測定した。さらに、亜鉛系酸化物の被覆率を電子線マイクロアナライザーを用いて100μm四方の亜鉛元素マッピングを行い、測定面積から亜鉛の存在面積の比率(被覆率)を算出した。尚、表層のSi/Fe測定のために、酸洗処理後めっきを行わないサンプルを作製して、測定に供した。
さらに、以下に示す方法により、耐型かじり性および化成処理性を評価した。
About the steel plate obtained from the above, depth analysis is performed by sputter etching using an X-ray photoelectron spectrometer, and it is investigated whether the coating type is zinc-based oxide or metallic zinc. In the region, it was confirmed to be zinc-based oxide or metallic zinc. Further, the coating amounts of zinc-based oxide and metallic zinc were measured using fluorescent X-rays as metallic zinc. Furthermore, the coverage of the zinc-based oxide was subjected to 100 μm square zinc element mapping using an electron beam microanalyzer, and the ratio (coverage) of the existing area of zinc was calculated from the measurement area. In addition, for the surface Si / Fe measurement, a sample that was not subjected to plating after pickling was prepared and subjected to measurement.
Furthermore, the mold galling resistance and the chemical conversion treatment were evaluated by the following methods.
(1)耐型かじり性評価
実プレス時のビード通過部を想定した面圧の高い条件下での耐かじり性を評価するため、図1の摩擦係数測定装置を用いた平板繰返し摺動試験を行った。図1に示すように供試材から採取した摩擦係数測定用試料1が試料台2に固定され、試料台2は、水平移動可能なスライドテーブル3の上面に固定されている。スライドテーブル3の下面には、これに接したローラ4を有する上下動可能なスライドテーブル支持台5が設けられ、これを押上げることにより、ビード6による摩擦係数測定用試料1への押付荷重Nを測定するための第1ロードセル7が、スライドテーブル支持台5に取付けられている。上記押付力を作用させた状態でスライドテーブル3を水平方向へ移動させるための摺動抵抗力Fを測定するための第2ロードセル8が、スライドテーブル3の一方の端部に取付けられている。なお、潤滑油として、ダフニーオイルコートSKを試料1の表面に塗布して試験を行った。耐型かじり性試験の押し付け荷重はN:1200kgf、試料の引き抜き速度(スライドテーブル3の水平移動速度):100cm/minとした。
(1) Evaluation of mold galling resistance In order to evaluate galling resistance under conditions of high surface pressure assuming a bead passage at the time of actual pressing, a flat plate repeated sliding test using the friction coefficient measuring device of FIG. went. As shown in FIG. 1, a friction coefficient measurement sample 1 collected from a test material is fixed to a sample table 2, and the sample table 2 is fixed to the upper surface of a horizontally movable slide table 3. A
図2は、耐型かじり性評価に使用したビード形状・寸法を示す概略斜視図である。ビード6の下面が試料1の表面に押し付けられた状態で摺動する。図2に示すビード6の形状は幅10mm、試料の摺動方向長さ12mm、摺動方向両端の下部は曲率4.5mmRの曲面で構成され、試料が押し付けられるビード下面は幅10mm、摺動方向長さ3mmの平面を有する。このビードを用いると、プレス成形時のビード通過部での摩擦係数を評価できる。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the bead shape and dimensions used in the evaluation of mold galling resistance. The
耐型かじり性評価試験条件は、試験前にスギムラ化学社製のプレス用洗浄油プレトンR352Lを試料1の表面に塗布し同一部位を最大20回の繰り返し摺動試験を実施し、摺動可能回数と、摺動時の鋼板と金型のミクロ凝着の大小により耐型かじり性の指標とした。尚、型かじりが発生した場合、摩擦係数測定装置での引抜力が増大するために摩擦係数測定装置が自動的に停止するように設定した。また、ミクロ凝着は、図3に示すような摺動試験時の引抜荷重の変化幅により評価を行い、引抜荷重の変化幅が10kgf以下の場合にミクロ凝着が良好(図3−A)、10kgfより大きい場合をミクロ凝着が不良(図3−B)とし、耐型かじり性を以下のように評価して示した。
×:20回の摺動が不可能(型かじり発生による摩擦係数測定装置の停止)。
○:20回の摺動が可能。
◎:20回の摺動が可能かつ、5回目摺動時の凝着を抑制している。
The test conditions for mold galling resistance are: Before the test, the cleaning oil Preton R352L manufactured by Sugimura Chemical Co., Ltd. was applied to the surface of Sample 1 and the same part was repeatedly slidably tested up to 20 times. The index of mold galling resistance was determined by the size of micro-adhesion between the steel plate and the mold during sliding. It should be noted that, when die galling occurred, the friction coefficient measuring device was set to automatically stop because the pulling force in the friction coefficient measuring device increased. Further, micro adhesion is evaluated based on the variation range of the pulling load during the sliding test as shown in FIG. 3, and the micro adhesion is good when the variation range of the pulling load is 10 kgf or less (FIG. 3-A). The case of larger than 10 kgf was regarded as poor micro adhesion (FIG. 3-B), and the mold galling resistance was evaluated and shown as follows.
X: 20 times of sliding is impossible (the friction coefficient measuring device stops due to generation of galling).
○: 20 times of sliding is possible.
(Double-circle): 20 times of sliding is possible and the adhesion at the time of the 5th sliding is suppressed.
(2)化成処理性評価
化成処理性評価は市販の化成処理薬剤(日本パーカライジング株式会社製 パルボンドPB−L3020システム)を用いて、浴温43℃、化成処理時間120秒の条件で行い、化成処理後の表面SEM観察を行うことにより化成処理結晶の均一性を評価した。化成処理結晶の均一性評価は以下の基準により判定した。
◎:化成処理結晶にスケ、ムラが全く無い。
○:化成処理結晶にスケは無いがムラが多少ある。
×:化成処理結晶にスケがある。
以上より得られた試験結果を表3に示す。
(2) Chemical conversion treatment evaluation Chemical conversion treatment evaluation is performed using a commercially available chemical conversion chemical (Palbond PB-L3020 system, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) under conditions of a bath temperature of 43 ° C and a chemical conversion treatment time of 120 seconds. The uniformity of the chemical conversion treatment crystal was evaluated by performing subsequent surface SEM observation. The uniformity evaluation of the chemical conversion treatment crystal was judged according to the following criteria.
(Double-circle): There is no scale and nonuniformity in a chemical conversion treatment crystal.
○: The chemical conversion crystal does not have any scale but has some unevenness.
X: The chemical conversion treatment crystal has a scale.
Table 3 shows the test results obtained from the above.
表3より、試験No.1〜20はいずれも鋼板表面に亜鉛系酸化物が形成されており、金属亜鉛の生成は観察されなかった。一方、試験No.21〜24のいずれも皮膜の最表層のみ亜鉛系酸化物であり、皮膜内部は金属亜鉛が形成されていることが確認された。最表層は金属亜鉛が析出後、大気による酸化によって酸化物が形成されたと考えられるため、皮膜種としては金属亜鉛である。 From Table 3, test no. In all of Nos. 1 to 20, zinc-based oxides were formed on the surface of the steel sheet, and no formation of metallic zinc was observed. On the other hand, test no. In any of 21 to 24, only the outermost layer of the coating was a zinc-based oxide, and it was confirmed that metallic zinc was formed inside the coating. Since the outermost layer is thought to have been formed by oxidation by the atmosphere after deposition of metallic zinc, metallic zinc is the coating type.
表3に示す試験結果から下記事項が明らかとなった。
(1)No.1〜7は酸洗処理の条件を変更することによる表層Si/Feを変化させて比較した結果であるが、No.1、No.2の比較例は表層Si/Feが好適でないために亜鉛酸化物がほとんど形成しておらず(被膜量、被覆率共に本発明範囲外で低く)、その結果、化成処理性が不良であることが分かる。一方、酸洗条件が好適であるNo.3〜6の本発明例の場合、亜鉛酸化物が形成しており、皮膜量も本発明範囲内にあるために耐型かじり性、化成処理性が共に優れた結果が得られていることが分かる。
(2)No.5およびNo.7〜14は亜鉛酸化物の皮膜量を変化させた場合の結果を示している。No.7の比較例の場合、皮膜量および被覆率が本発明範囲外で低いために、耐型かじり性、化成処理性共に効果が認められない。No.8の比較例の場合、No7比べ被膜量が借款多いため耐型かじり性は若干の向上が認められるものの、皮膜量および被覆率が本発明範囲外で低く化成処理性の向上効果が認められていない。皮膜量が本発明範囲より多いNo.13の比較例の場合、耐型かじり性が劣化していることが分かる。さらにNo13より皮膜量が多く、本発明範囲外のNo.14の比較例の場合、耐型かじり性のみならず、化成処理性も劣化することが分かる。皮膜量が本発明範囲であるNo.5およびNo.9〜12の本発明例の場合、耐型かじり性、化成処理性ともに良好であり、中でもNo.5およびNo.10の場合はさらに好適であることが分かる。
(3)No.5およびNo.15〜20は鋼板の種類を変化させた場合の結果を示している。いずれの鋼板種においても耐型かじり性、化成処理性ともに優れていることが分かる。
(4)No21〜24は、電解浴として、表2の浴1の電解浴から硝酸ナトリウムを除いた浴2を使用し、それ以外は他と同一条件で電解した場合の結果である。鋼板表面には金属亜鉛が生成されており、耐型かじり性が劣っていることがわかる。
From the test results shown in Table 3, the following matters became clear.
(1) No. Nos. 1 to 7 are the results of comparison by changing the surface layer Si / Fe by changing the conditions of the pickling treatment. 1, no. In the comparative example 2, since the surface layer Si / Fe is not suitable, almost no zinc oxide is formed (both the coating amount and the coverage are low outside the scope of the present invention), and as a result, the chemical conversion property is poor. I understand. On the other hand, no. In the case of 3 to 6 of the present invention examples, zinc oxide is formed, and since the coating amount is also within the scope of the present invention, the result that both mold galling resistance and chemical conversion treatment properties are excellent is obtained. I understand.
(2) No. 5 and no. 7 to 14 show the results when the coating amount of the zinc oxide is changed. No. In the case of Comparative Example No. 7, since the coating amount and the coverage are low outside the scope of the present invention, no effect is observed in both mold galling resistance and chemical conversion treatment. No. In the case of Comparative Example 8, since the amount of coating is larger than that of No7, a slight improvement in mold galling resistance is recognized, but the coating amount and coverage are low outside the scope of the present invention, and an effect of improving chemical conversion treatment is recognized. Absent. No. with more film than the scope of the present invention. In the case of 13 comparative examples, it can be seen that the resistance to mold galling is deteriorated. Further, the amount of film is larger than No. 13, and No. 1 outside the scope of the present invention. In the case of 14 comparative examples, it can be seen that not only the mold galling resistance but also the chemical conversion treatment performance deteriorates. No. whose film amount is within the scope of the present invention. 5 and no. In the case of Examples 9 to 12 of the present invention, both mold galling resistance and chemical conversion treatment are good. 5 and no. It turns out that the case of 10 is more suitable.
(3) No. 5 and no. 15-20 have shown the result at the time of changing the kind of steel plate. It can be seen that both steel sheet types are excellent in both resistance to mold galling and chemical conversion treatment.
(4) Nos. 21 to 24 are the results when electrolysis is performed under the same conditions as the others except that
本発明によれば、プレス成形時に型かじりを抑制することができ、引き続き行われる化成処理時に良好な化成処理性を示す鋼板を提供でき、自動車車体用途を中心に広範な分野で適用が可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to suppress die galling during press molding, to provide a steel sheet that exhibits good chemical conversion treatment during subsequent chemical conversion treatment, and can be applied in a wide range of fields centering on automobile body applications. Become.
1 摩擦係数測定用試料
2 試料台
3 スライドテーブル
4 ローラ
5 スライドテーブル支持台
6 ビード
7 第1ロードセル
8 第2ロードセル
9 レール
N 押付荷重
F 摺動抵抗力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample for
Claims (1)
前記亜鉛酸化物及び/又は前記亜鉛水酸化物は、亜鉛イオンを含有する水溶液中で鋼板を陰極として電解処理することにより鋼板表面に形成され、
さらに、前記亜鉛酸化物及び/又は亜鉛水酸化物の前記鋼板に対する被膜量は金属亜鉛換算で70〜500mg/m2、被覆率は60%以上であることを特徴とする化成処理性および耐型かじり性に優れた鋼板。 A steel plate containing 0.1% by mass or more of Si and having zinc oxide and / or zinc hydroxide on the steel plate surface,
The zinc oxide and / or the zinc hydroxide is formed on the surface of the steel sheet by electrolytically treating the steel sheet as a cathode in an aqueous solution containing zinc ions,
Furthermore, the amount of coating of the zinc oxide and / or zinc hydroxide on the steel sheet is 70 to 500 mg / m 2 in terms of metallic zinc, and the coverage is 60% or more. Steel plate with excellent galling properties.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006264302A JP4923920B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006264302A JP4923920B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008081808A JP2008081808A (en) | 2008-04-10 |
JP4923920B2 true JP4923920B2 (en) | 2012-04-25 |
Family
ID=39352957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006264302A Expired - Fee Related JP4923920B2 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4923920B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5750852B2 (en) | 2010-09-29 | 2015-07-22 | Jfeスチール株式会社 | Cold rolled steel sheet |
JP5838542B2 (en) | 2010-09-29 | 2016-01-06 | Jfeスチール株式会社 | Cold rolled steel sheet manufacturing method |
JP2013007093A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Jfe Steel Corp | Method for producing steel sheet excellent in chemical treatment property and galling resistance |
KR20150014517A (en) * | 2012-07-18 | 2015-02-06 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Method for producing steel sheet having excellent chemical conversion properties and galling resistance |
TWI464307B (en) * | 2012-07-20 | 2014-12-11 | Jfe Steel Corp | Method of manufacturing steel sheets having excellent anti-galling and chemical conversion properties |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03260087A (en) * | 1990-03-08 | 1991-11-20 | Nkk Corp | Production of galvanized steel sheet having superior spot weldability |
JPH03264687A (en) * | 1990-03-13 | 1991-11-25 | Nkk Corp | Production of galvanized steel sheet excellent in spot weldability |
JPH04361879A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-15 | Nippon Steel Corp | Aluminum sheet excellent in press formability, spot weldability and chemical conversion treatability and its manufacture |
JPH04358095A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Nippon Steel Corp | Aluminum sheet excellent in spot weldability and its production |
-
2006
- 2006-09-28 JP JP2006264302A patent/JP4923920B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008081808A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100678406B1 (en) | Hot press forming method for steel material | |
JP3582511B2 (en) | Surface-treated steel for hot press forming and its manufacturing method | |
JP2009120919A (en) | Steel sheet for container and method for manufacturing the same | |
WO2015129282A1 (en) | Galvanized steel sheet and method for manufacturing the same | |
JP4923920B2 (en) | Steel sheet with excellent chemical conversion and mold galling resistance | |
KR100298799B1 (en) | Galvanized Steel Sheet and Manufacturing Method | |
JP6551270B2 (en) | Method of manufacturing galvanized steel sheet | |
JP2006299351A (en) | Steel sheet having excellent galling resistance and chemical conversion treatability | |
JP3368847B2 (en) | Galvanized steel sheet with excellent press formability and adhesion | |
WO2014013623A1 (en) | Method for producing steel sheet having excellent chemical conversion properties and galling resistance | |
JP5186763B2 (en) | Ni-plated steel sheet excellent in slidability and corrosion resistance and method for producing the same | |
JP4539255B2 (en) | Alloy hot-dip galvanized steel sheet | |
JP3111904B2 (en) | Manufacturing method of galvanized steel sheet | |
JP3368846B2 (en) | Method for producing galvanized steel sheet excellent in press formability, spot weldability and adhesion | |
JP2024001900A (en) | Steel sheet and method for producing the same | |
JP5045120B2 (en) | Alloy hot-dip galvanized steel sheet | |
JP3303768B2 (en) | Manufacturing method of galvanized steel sheet | |
JP3111888B2 (en) | Manufacturing method of galvanized steel sheet | |
TWI464307B (en) | Method of manufacturing steel sheets having excellent anti-galling and chemical conversion properties | |
JP3331951B2 (en) | Manufacturing method of galvanized steel sheet | |
JPH09170086A (en) | Galvanized steel sheet excellent in press formability and adhesion | |
JP2007138213A (en) | Cold-rolled steel sheet superior in chemical conversion treatment property and galling resistance, and manufacturing method therefor | |
JPH09143792A (en) | Production of galvanized steel sheet | |
JPH03249182A (en) | Galvanized steel sheet having excellent press formability and chemical convertibility | |
JP2013007093A (en) | Method for producing steel sheet excellent in chemical treatment property and galling resistance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090727 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120123 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4923920 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |