JP5168417B2 - 成形性及び接着後の耐剥離性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、成形性及び接着後の耐剥離性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法とに関する。
本願は、2009年10月26日に、日本に出願された特願2009−245872号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、塗装密着性、塗装後耐食姓、溶接性などの点に優れることから、自動車用をはじめとして、家電、建材等に非常に多用されている。合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造では、鋼板表面に溶融亜鉛をめっきした後、直ちに鋼板を亜鉛の融点以上の温度に加熱保持して、鋼板中からFeを亜鉛中に拡散させることで、Zn−Fe合金を形成させる。このとき、鋼板の組成や組織によって合金化速度が大きく異なるため、製造工程の制御に、高度な技術を要する。一方、複雑な形状にプレスされる自動車用鋼板には、非常に高い成形性が要求される。近年では自動車の耐食性への要求が高まったことによって、合金化溶融亜鉛めっきが自動車鋼板として適用されるケースが増加している。
【0003】
自動車車体形状が一段と複雑になるのに従って、鋼板の成形性に対する要求も一段と厳しくなっている。そのため、従来にもまして深絞り性等の成形性の優れたことが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にも要求されている。
【0004】
例えば、日本国特開昭59−74231号公報や日本国特開昭59−190332号公報においては、鋼板の成分、熱延条件、焼鈍条件を規定し、高延性、高r値を持つ鋼板を製造し、その表面に溶融めっきを行う製造方法が開示されている。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のプレス成形性や深絞り性を高めるために、リン酸を含む処理液によって鋼板のめっき面を処理することでリンを含む酸化物層を形成し、これにより鋼板の金型に対する潤滑性及び凝着防止性を付与する場合がある。
先行技術文献
特許文献
[0005]
特許文献1日本国特開昭59−74231号公報
特許文献2日本国特開昭59−190332号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0006]
ところで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の用途によっては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき面側に接着剤を塗布して、別の部材に接着する場合がある。このため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形性向上を目的としてめっき面にPを含む酸化物層を形成した場合、その形成条件によっては、接着性が低下する場合があった。
本発明は上記の現状に鑑みて、成形性及び接着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007]
上記目的を達成するため、本発明の各態様の趣旨とするところは、以下のとおりである。
【0008】
(1) 本発明の1態様にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、鋼板と;この鋼板の少なくとも一方の面に形成され、0.05質量%以上0.5質量%以下のAlと6質量%以上12質量%以下のFeと、必要によりPb、Sb、Si、Fe、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、Bi、希土類元素の少なくとも1種または2種以上を合計で2質量%以下含有し、残部がZn及び不可避的不純物からなる合金化溶融亜鉛めっき層と;この合金化溶融亜鉛めっき層の表面に形成され、Mn、Zn、及びPの複合酸化物と水溶性P化合物とを含む混合層と;を備え、前記複合酸化物は、0.1mg/m2以上100mg/m2以下のMnと、1mg/m2以上100mg/m2以下のPと、Znとを含有し、P/Mn比が0.3以上50以下であり;前記混合層は、第1被塗布部分と、前記第1被塗布部分よりも多くの処理液が塗布され、20mg/m2以上のP付着量を示す第2被塗布部分とを有し、前記第2被塗布部分の合計面積が、前記混合層の表面積に対して20%以上80%以下の範囲である。
(2) 上記(1)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記混合層の表面積に対して、前記混合層においてP/Mn比が3以上を示す領域の合計面積が、1%以上50%以下の範囲であってもよい。
(3) 上記(1)または(2)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記混合層中に、リン酸基、亜リン酸基、次亜リン酸基の少なくとも1種が含まれてもよい。
(4) 上記(1)乃至(3)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記混合層中の前記水溶性P化合物の割合が1質量%以上50質量%以下であってもよい。
(5) 上記(1)乃至(4)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、Si標準板のd=3.13のX線回折強度をISi、前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.237のX線回折強度をIη、前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.26のX線回折強度をIζ、前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.222のX線回折強度をIΓと定義すると、Iη/ISi≦0.0006かつ、Iζ/ISi≧0.0005かつ、IΓ/ISi≦0.004であってもよい。
(6) 上記(1)乃至(5)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記鋼板が、質量%で、0.0001以上0.004%のCと;0.001以上0.15%以下のSiと;0.01以上1%以下のMnと;0.001以上0.1%以下のPと;0.015%以下のSと;0.001以上0.1%以下のAlと;0.002以上0.10%以下のTiと;0.0005以上0.0045%以下のNと;を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなってもよい。
(7) 上記(6)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記鋼板が、質量%で、0.002%以上0.10%以下のNbをさらに含有してもよい。
(8) 上記(6)または(7)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記鋼板が、質量%で、0.0001%以上0.003%以下のBをさらに含有してもよい。
(9) 上記(1)乃至(5)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記鋼板が、質量%で、0.004%超0.3%以下のCと;0.001%以上2%以下のSiと;0.01%以上4.0%以下のMnと;0.001%以上0.15%以下のPと;0.015%以下のSと;2%以下のAlと;0.0005%以上0.004%以下のNと;を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなってもよい。
(10) 上記(1)乃至(9)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記混合層の厚みが0.1nm以上10nm未満であってもよい。
(11) 上記(1)乃至(10)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記Mn、Zn、及びPの複合酸化物は、アモルファス化合物を主に含有してもよい。
(12) 上記(1)乃至(11)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記第1被塗布部分と前記第2被塗布部分によって前記混合層に形成される塗布濃度分布が、縞状であってもよい。
(13) 上記(1)乃至(12)の何れか一項の合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、前記第1被塗布部分と前記第2被塗布部分によって前記混合層に形成される塗布濃度分布が、前記鋼板の搬送方向に垂直または平行な縞状であってもよい。
(14) 本発明の1態様にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は:鋼板に溶融亜鉛めっきをし;合金化処理を施して0.05%以上0.5%以下のAlと6%以上12%以下のFeとを含む合金化溶融亜鉛めっき層を形成し;伸長率0.3%以上の調質圧延を行い;前記合金化溶融亜鉛めっき層の表面に、表面に凹凸をもつロールコータで処理液を塗布し、この塗布直後に前記処理液を前記表面と反応させることによって、Mn、Zn、及びPの複合酸化物と水溶性P化合物とを含む混合層を形成し、前記混合層の形成で、前記ロールコータの凸部によって前記混合層に第1被塗布部分を形成し、前記ロールコータの凹部によって前記混合層に20mg/m2以上のP付着量を示す第2被塗布部分を、前記混合層の表面積に対して20%以上80%以下の範囲の面積で形成する。
(15) 上記(14)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で、前記ロールコータの前記凹凸の形状、および前記ロールコータのニップ圧を調整することによって、前記第2被塗布部分の合計面積を調整してもよい。
発明の効果
[0009]
本発明の各態様によれば、成形性及び接着後の耐剥離性の双方に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
[0010]
[図1A]平坦部を形成する前の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一例を示す概略図である。
【図1B】平坦部を形成した後の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一例を示す概略図である。
【図1C】本発明の実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一例を示す概略図である。
【図2A】本発明の実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するための、ロールコータの模式図である。
【図2B】図2Aのロールコータの溶液保持部の拡大図である。
【図3A】本発明の実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するための、別のロールコータの模式図である。
【図3B】図3Aのロールコータの溶液保持部のA−A断面の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明者は溶融亜鉛めっき鋼板の接着強度を低下させずに成形性を向上させる手段を種々検討した。この結果、めっき表面にMn、Zn、Pの複合酸化物層を形成する際、比較的大きなP付着量を示す領域の面積を、複合酸化物層の全面積に対して所定の割合に制限することで、接着強度を低下させずに成形性を著しく向上できることを見出した。
以下、本発明の実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板について詳細に説明する。
本実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、鋼板と;この鋼板の少なくとも一方の面に形成される合金化溶融亜鉛めっき層とを有する。この合金化溶融亜鉛めっき層は、0.05質量%以上0.5質量%以下のAlと6質量%以上12質量%以下のFeとを含有し、残部がZn及び不可避的不純物からなる。このめっき鋼板は、さらに、上記のめっき層の表面に形成され、Mn、Zn、及びPの複合酸化物と、水溶性P化合物と、を含む混合層を有する。前記複合酸化物は、0.1mg/m2以上100mg/m2以下のMnと、1mg/m2以上100mg/m2以下のPと、Znとを含有する。 前記複合酸化物のP/Mn比は0.3以上50以下である。前記混合層において、20mg/m2以上のP付着量を示す領域の合計面積は、前記混合層の表面積に対して20%以上80%以下の範囲である。
【0012】
本実施形態において、合金化溶融亜鉛めっき層2のAl組成は、0.05〜0.5%に限定される。Al組成が0.05%未満では合金化処理時においてZn−Fe合金化が進みすぎ、地鉄(鋼板1)とめっき層(合金化溶融亜鉛めっき層2)との界面に脆い合金層が発達しすぎる。そのため、めっき密着性が劣化する。Al組成が0.5%を超えると、Fe−Al−Zn系バリア層が厚く形成され過ぎ合金化処理時において合金化が進まない。このため、目的とする鉄含有量のめっきが得られない。Al組成は、0.1〜0.4%であることが好ましく、0.15〜0.35%であることがさらに好ましい。
【0013】
合金化溶融亜鉛めっき層2のFe組成は、6〜12%に限定される。Fe組成が6%未満だとめっき表面のZn−Fe合金化が十分でなく、プレス成形性が著しく劣位である。Fe組成が12%を超えるとめっきと鋼板との界面に脆い合金層が発達し過ぎてめっき密着性が劣化する。上記の目的のためにさらに望ましいFe組成は、8〜12%であり、いっそう望ましいFe組成は、9〜11.5%である。
【0014】
本実施形態における合金化溶融亜鉛めっき層2中には、合金化時のFeの含有率の違いにより、η相、ζ相、δ1相、Γ相、Γ1相と呼ばれる異なる合金相が存在する。この内、η相は軟らかく、プレス時に金型と凝着してフレーキングと呼ばれるめっき剥離を起こしやすい。このフレーキングは、摩擦係数が高く摺動性が低い軟質の相が、金型と凝着することにより剥離する現象である。また、Γ相、Γ1相は、硬くて脆いため、加工時にパウダリングと呼ばれるめっき剥離を起こしやすい。このパウダリングは、硬質で脆い相が加工時に粉状となって剥離する現象である。従って、η相、Γ相、Γ1相を可能な限り少なくし、めっき層をζ相とδ1相のいずれか1種または両方を主体とすることにより、成形性と密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき層が得られる。
【0015】
本実施形態においてη相とは、六方晶で格子定数がa=2.66Å、c=4.94ÅであるZn相を示す。また、本実施形態においてζ相とは、単斜晶で格子定数がa=13.4Å、b=7.6Å、c=5.06Å、β=127.3°の格子定数を有する金属間化合物を示す。このζ相の組成は、FeZn13であると考えられる。また、本実施形態においてδ1相とは、六方晶で格子定数がa=12.8Å、c=57.4Åであるの格子定数を有する金属間化合物を示す。δ1相の金属間化合物は、FeZn7であると考えられる。また、本実施形態においてΓ1相とは、面心立方晶で格子定数がa=17.96Åである金属間化合物を示す。Γ1相の金属間化合物は、Fe5Zn21またはFeZn4であると考えられる。また、本実施形態においてΓ相とは、体心立方晶で格子定数がa=8.97Åである金属間化合物を示す。Γ相の金属間化合物は、Fe3Zn10であると考えられる。
【0016】
本実施形態では、鋼板1の溶融亜鉛めっき後、加熱合金化によって、めっき中にFeを拡散させ、合金化溶融亜鉛めっき鋼板10を製造する。このFeの拡散によって、ζ相、δ1相、Γ1相、Γ相の順にFe−Zn金属間化合物が生成及び成長し、η相が消失する。η相が消失した後も合金化を続けると、さらにFeが拡散し、ζ相が消失して、δ1相、Γ1相、Γ相が成長する。
【0017】
ただし、Γ相が厚くなると、加工時にパウダリングを起こしやすくなるため、η相が消失し、Γ相が成長しない程度の合金化が望ましい。
【0018】
具体的には、次のように、各合金相のX線結晶強度とSi標準板のd=3.13ÅのX線回折強度(ISi)との比(各合金相の量)を制御することが好ましい。すなわち、η相、ζ相、Γ相を示すd=1.237Å、d=1.26Å、d=1.222ÅのX線回折強度Iη、Iζ、IΓと、上記ISiと、の比であるIη/ISi、Iζ/ISi、IΓ/ISiを考慮する。上記の比をそれぞれ、0≦Iη/ISi≦0.0006、0≦IΓ/ISi≦0.004とし、Iζ/ISi≧0.0005とすることが望ましい。なお、このX線回折ではΓ相をΓ1相と区別することは困難であり、Γ相とΓ1相とを合わせてΓ相として取り扱う。
【0019】
Iη/ISiが0.0006以下の場合、η相は極微量であり、フレーキングによるめっき密着性の低下が見られない。このため、この条件は望ましく、Iη/ISiが0.0004以下にすることがさらに望ましい。
また、IΓ/ISiが0.004以下の場合、Γ相が十分薄く、パウダリングによるめっき密着性の低下が見られない。このため、この条件は望ましく、IΓ/ISiが0.002以下にすることがさらに望ましい。
【0020】
特に、極低炭素IF鋼のように合金化速度が大きい鋼板では、IΓ/ISiを0.004以下にするために、η相が消失し、ζ相が残存する程度の適度な合金化を行うことが好ましい。Iζ/ISiが0.0005以上の場合、合金化の進行が適度であるため、Γ相の厚さが適切であり、パウダリングによるめっき密着性の低下が発生しない。このため、Iζ/ISiを0.0005以上にすることが望ましく、0.001以上にすることがさらに望ましい。
【0021】
本実施形態において、δ1相の状態は特に規定されない。ただし、δ1相は他の合金相よりフレーキング、パウダリングを抑制する効果が大きい。このため、フレーキング、パウダリング抑制の要求が大きい場合、δ1相の量は多いほど好ましい。望ましくは、δ1相を示すd=1.279のX線回折強度Iδ1とSi標準板のd=3.13のX線回折強度ISiとの比Iδ1/ISiをIδ1/ISi≧0.001とすることが望ましい。
【0022】
また、本実施形態において、亜鉛めっき中にPb、Sb、Si、Fe、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、Bi、希土類元素の少なくとも1種を2質量%以下含有、あるいは混入してあっても本実施形態の効果は損なわれない。上記元素の量によっては耐食性が改善される等好ましい場合もある。合金化溶融亜鉛めっきの付着量については特に制約されない。より高い耐食性が要求される場合、付着量が20g/m2以上であることが望ましく、25g/m2以上であることがさらに望ましい。また、より高い経済性が要求される場合、付着量が150g/m2以下で有ることが望ましく、100g/m2以下であることがさらに望ましい。
【0023】
さらに、本実施形態においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形性を向上させるために、合金化溶融亜鉛めっき層2の表面に複合酸化物層5(複合酸化物皮膜)を形成させる。このとき、上記の複合酸化物層5には、複合酸化物に加えて、水溶性のP化合物が含まれるような反応条件を用いる。これによって、複合酸化物層5は、複合酸化物と水溶性P化合物の両方を含む、混合層となる。
この複合酸化物層5は、0.1〜100mg/m2のMnと、1〜100mg/m2のPと、Znとを含有する。複合酸化物層5のP/Mn比は、0.3〜50である。この複合酸化物層5は、上述のように膜組成を制御し、Fe含有量の少ない合金化溶融亜鉛めっき層2とMnとを直接反応させることによって形成させることができる。そのため、この複合酸化物層5は、非晶質化合物(アモルファス化合物)を含有し、このアモルファス化合物によって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面のめっきの凝着を抑制し、潤滑性を高めている。さらに、アモルファス化合物は、強い結晶構造(結晶質)を有する酸化物とは異なり、柔軟性を有するため、変形に容易に追従することができる。そのため、薄い複合酸化物層であっても、加工時に新生面が生じにくい。
【0024】
複合酸化物層5のMn量が0.1mg/m2未満では、金型へのめっきの凝着を十分に抑制することができないため、成形性が劣る。Mn量が100mg/m2を超えると、めっきの凝着を抑制する効果が飽和する。そのため、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5のMn量を0.1〜100mg/m2に限定した。また、P量が1mg/m2未満では、複合酸化物層5による潤滑効果が十分でないため、成形性が劣る。P量が100mg/m2を超えると、複合酸化物層5による潤滑効果が飽和する。そのため、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5のP量を1〜100mg/m2に限定した。より高い成形性が必要な場合には、Mn量を0.5〜100mg/m2、P量を2〜100mg/m2にすることが好ましく、Mn量を2〜70mg/m2、P量を10〜70mg/m2にすることがさらに好ましい。
【0025】
また、P/Mn比(質量比)が50を超えると、複合酸化物層5の接着強度が低下する。P/Mn比が0.3未満では、目的とする複合酸化物が得られない。そのため、P/Mn比を0.3〜50に限定した。特に接着強度が小さい接着剤を使用する場合には、複合酸化物層5のP/Mn比は、0.3〜30であることが好ましく、0.5〜20であることがさらに好ましい。なお、この反応部は、複合酸化物層5のめっき密着性を高め、複合酸化物層5の表面に存在することにより、潤滑性を高める効果を有する。
【0026】
Mn、Zn、Pの複合酸化物層5のZn量は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の成形性に大きな影響を与えないため、特に限定しない。合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の製造コストを抑制するために、Zn量を0.1〜300mg/m2、Zn/Mn比を20以下にすることが好ましい。
【0027】
複合酸化物層5の厚みは、0.1nm以上100nm未満の範囲が好ましい。複合酸化物層5の厚みが0.1nm以上であると、十分な凝着抑制効果及び潤滑効果が得られるため、成形性を向上させることができる。また、複合酸化物層5の厚みが100nm未満であると、合金化溶融亜鉛めっき層2とMnとが直接反応した化合物領域(反応部)を複合酸化物層5の表面に確実に残すことができる。そのため、成形性を向上させる効果が飽和することなく、適切にコストを削減することができる。より高い成形性が必要とされる場合には、複合酸化物層5の厚みは、1nm以上であることがより好ましい。また、よりコストを重視する場合には、複合酸化物層5の厚みは、50nm以下であることがより好ましい。
さらに、複合酸化物層5の表面における合金化溶融亜鉛めっき層2とMnとが直接反応した化合物領域(反応部)が最大限潤滑効果を発揮するためには、複合酸化物の厚みは、10nm未満であることが最も好ましい。特に、複合酸化物に必要とされる厚みは、後述する溶融亜鉛めっき層の平坦部3の面積率と表面粗さとに影響を受ける。特に、平坦部3の表面粗さが0.5μm未満である場合には、0.1nm以上10nm未満の複合酸化物の反応部のほとんどが金型と直接接触できる。そのため、潤滑油が不足した場合であっても、この複合酸化物によって十分な潤滑効果を得ることができる。
【0028】
また、後述するように、接着性の低下を抑制しつつ成形性を向上させるためには、複合酸化物層5中に水溶性P化合物を含有させることが好ましい。
【0029】
複合酸化物層5中の本Mn、Zn、P複合酸化物は、Mnまたはその酸化物のイオンと、Znまたはその酸化物のイオンと、Pの酸化物からなる化合物とを反応させて生成させたアモルファス化合物であってもよい。このアモルファス化合物(複合酸化物層5)中には、リン酸基、亜リン酸基、次亜リン酸基の少なくとも1種が含まれることが好ましい。この場合、薄い皮膜であっても高い成形性が得られる。複合酸化物層5の最表面がMnと、リン酸、亜リン酸基、次亜リン酸の少なくとも1種とを反応させて生成する化合物を含む場合、より高い成形性が得られる。亜鉛系めっき上に皮膜を生成させる場合には、Mnと、リン酸、亜リン酸基、次亜リン酸の少なくとも1種に加え、Znも反応させることにより製造コストを減らすことができる。このMnと、Pと、Znとが反応した化合物は、非常に高い潤滑性を有するため、複合酸化物層5の表面に含まれることが好ましい。
【0030】
なお、Li、Be、C、F、Na、Mg、Si、Cl、K、Ca、Ni、Mo、V、W、Ti、Fe、Rb、Sr、Y、Nb、Cs、Ba、ランタノイド類の何れか1種以上の元素が、イオンや酸化物、水酸化物、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の形態である程度(皮膜中に約10%以下)混入した場合でも、めっき鋼板10の潤滑性、化成処理性、接着剤適合性(密着性)等に悪影響を与えない。さらにCr、Cd、Pb、Sn、Asは、微量(皮膜中に総量で約1%以下)であれば、化成処理性の低下や化成処理液の汚染のような悪影響をほとんど与えない。そのため、これらの元素が複合酸化物層5中に微量含まれていてもよい。
【0031】
本実施形態のめっき鋼板10では、合金化溶融亜鉛めっき層に形成されたMn、Zn、P複合酸化物(複合酸化物層5)には、水溶性P化合物が含まれる。このため、複合酸化物層5は、P複合酸化物と水溶性P化合物の混合層となっている。この混合層の効果で、面圧が高い部分での流入抵抗が小さくなり、成形性が向上する。従って、めっき鋼板10において、上記混合層の付着量が大きいほど成形性向上効果は大きくなる。一方で、上記混合層の付着量の増加は、接着性の低下に繋がる。高い成形性と接着性を両立させるために、20mg/m2以上のP付着量を示す領域の合計面積を、上記混合層の占める面積に対して20〜80%の範囲に制限する。
【0032】
P付着量20mg/m2以上の領域の合計面積が、上記混合層の占める面積の20%以上であれば、十分に成形性を向上させる効果がある。また、P付着量20mg/m2以上の領域の合計面積が、上記混合層の占める面積の80%以下であれば、多くの一般的な接着剤について、十分な接着強度が得られる。特に密着力の弱い接着剤を用いる場合には、上記面積比を20〜60%に制限してもよく、30〜60%に制限することがさらに好ましい。上記面積比を調整する製法については、後述する。
【0033】
また、Pは潤滑性を向上させる効果が高いため、P/Mn比を大きくすることで、さらに、成形性向上効果が大きくなる。一方で接着性は、P/Mn比が小さい方が良好となる。このため、高い成形性と接着性を両立させるためには、P/Mn比が3以上を示す領域の合計面積が、上記混合層の面積に対して1〜50%の範囲であることが望ましく、2〜40%の範囲であることがさらに望ましく、5〜30%の範囲であることが最も望ましい。
【0034】
P/Mn比が3以上を示す領域の合計面積を、上記混合層の占める面積の1%以上とする理由は、P/Mn比が3以上を示す領域の合計面積が1%未満では成形性を向上させる効果が十分でないためである。一方、P/Mn比が3以上を示す領域の合計面積を、上記混合層の占める面積の50%以下とする理由は、P/Mn比が3以上を示す領域の合計面積が50%超では、接着強度が不十分となるためである。
【0035】
なお、一定量のPが、Mn、Zn、Pの複合酸化物とならず、未反応の水溶性P化合物として複合酸化物層5内に存在する場合、以下に説明する作用により、成形性をさらに向上させる効果が得られ、高い成形性と接着性を両立させることが可能となる。未反応の水溶性P化合物が存在する場合、プレス時にはP付着量およびP/Mn比が高い上記混合層が成形性向上に寄与する。つまり、複合酸化物と水溶性P化合物の両方が、成形性向上に加算的に寄与する。この後、接着時には未反応の水溶性P化合物が防錆油と共に接着剤に吸収されて、複合酸化物層5から除かれる。この段階では複合酸化物層5には、P付着量、P/Mn比が比較的低いMn、Zn、Pの複合酸化物層のみが残存する。これによって、接着強度の低下を抑制することが可能となる。
【0036】
この残存水溶性P化合物の割合は、Mn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物との混合層全体の重量に対して1〜50質量%が望ましい。水溶性P化合物の割合が1質量%未満では、成形性を向上させる効果が不十分である。この割合が50質量%を超えると、接着性低下を抑制する効果が不十分となる。特に高い成形性と接着性の両立が必要な場合には、水溶性P化合物の割合を10〜45質量%とすることが望ましく、15〜40質量%とすることがさらに望ましい。
【0037】
本実施形態において、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5は、めっきの金型への凝着を抑制し、潤滑性を付与することによって合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の成形性を向上させる。ただし、成型加工時にめっき層が大きく変形し、新生面が現れ、この新生面が金型と接触すると、複合酸化物層5による成形性向上効果を生かすことができない。図1Aに示すように、合金化溶融亜鉛めっき層2は、合金化反応時に凹凸(粗い表面)が発生するため、高い面圧で金型と接触すると、成型時に凸部23に応力が集中し、めっき層が大きく変形する。このため、高い面圧での成型時に複合酸化物層5による成形性向上効果を十分に発揮させることが困難である。したがって、本実施形態では、図1Bに示すように、予め凸部が平坦部3になるように変形(例えば、図1A中の破線に対応する調質圧延)させ、合金化溶融亜鉛めっき層2の上にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させる。
【0038】
具体的には、合金化溶融亜鉛めっき層2の表面は、平坦部3と、この平坦部3よりも鋼板1に近い位置(相対的に低い位置)にある粗面部4(凹部)とを有する。この平坦部3が占める面積率は、10〜70%であり、この平坦部3上には、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5が形成されている。成型時には、この平坦部3は、金型と接触し、金型からの面圧を受ける。そのため、平坦部3の面積率が10%以上あると、金型からの面圧を抑えることができるとともに、複合酸化物による成形性向上効果を十分に発揮させることができる。平坦部3の面積率が10%未満であると、平坦部3にかかる金型からの面圧が大き過ぎるため、めっき層が変形して、成形性が低下する。したがって、合金化溶融亜鉛めっき層2の平坦部3の面積率は、10%以上である。
【0039】
平坦部3の面積が大きいほど、より高い面圧(より強い加工力)まで合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の成形性向上効果が得られる。そのため、平坦部3の面積率は、大きいほど好ましい。しかしながら、70%を超える面積率の平坦部3を得るためには、めっき鋼板にかなり大きな変形を加える必要があり、同時に鋼板自体の材質を劣化させる。そのため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の総合的な性能を考慮すると、平坦部3の面積率は、70%以下である。特に、面圧が高い金型で、加工度が大きな成形を行う場合には、新生面の発生を抑制するために、平坦部3の面積率は、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の母材(下地鋼板1)の特性を確実に確保するためには、平坦部3の面積率は、50%以下であることが好ましく、40%以下であることがさらに好ましい。
【0040】
また、本実施形態において、平坦部3の表面粗さRaは、0.5μm未満であることが好ましい。表面粗さが0.5μm未満であると、上述の反応部と金型との接触面積を高めることができ、成型加工時に平坦部3のめっき層の変形を抑制する。そのため、新生面と金型との接触に伴う問題が発生せず、十分な複合酸化物による成形性向上効果が得られる。加えて、上述の反応部と金型との接触面積をより高めるためには、平坦部3の表面粗さは、小さいほど好ましい。特に、面圧が高い金型で、加工度が大きな成形を行う場合には、上述の反応部と金型との接触面積をより高めるために、平坦部3の表面粗さは、0.3μm未満であることがより好ましく、0.1μm未満であることが最も好ましい。しかしながら、工業的に容易に制御できる表面粗さは、0.01μm以上である。そのため、表面粗さの下限は、0.01μmであることが好ましい。0.05μm以上であることがより好ましい。平坦部3の表面粗さを小さくすることによって、複合酸化物の反応部のほとんどが金型と直接接触できるようになるため、平たん部3の表面粗さaを0.5μm未満に制御できれば、複合酸化膜層の厚みを薄くしても十分な潤滑効果を得ることができる。
【0041】
また、本実施形態において、平坦部3よりも相対的に低い位置にある粗面部4(凹部)は、鋼板を厚み方向に垂直な方向から観察した際、平坦部3よりもめっき層厚みが相対的に薄い部分である。この粗面部4の表面粗さRaは、0.5μm以上10μm以下で有ることが好ましく、1μm以上5μm以下であることがさらに好ましい。この粗面部4の表面粗さは、めっきの合金化処理条件によって決まる。粗面部4の表面粗さが10μmを超えるような合金化条件では、めっきと鋼板1との界面に脆い合金層が発達するため、めっき密着性が低下する。そのため、粗面部4の表面粗さは、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。また、粗面部4の表面粗さが0.5μm以上になるような合金化条件では、めっき表面のZn−Fe合金化が十分に行われ、十分なプレス成形性を確保できる。そのため、粗面部4の表面粗さは、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがさらに好ましい。
【0042】
下地鋼板としては、熱延鋼板、冷延鋼板共に使用できる。下地鋼板の種類に関らず、めっき表面に10%以上70%以下の面積率の平坦部3を確保し、この平坦部3上にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させることにより、成形性を向上させることが可能である。具体的には、鋼板のランクフォード値r(r値)とTZP試験で求められる限界絞り比Rとの関係が下記の(1)式を満たすことが可能である。
R≧0.3×r+1.74・・・(1)
【0043】
合金化溶融亜鉛めっき層2の表面にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させると、合金化溶融亜鉛めっき鋼板10の深絞り性が向上する。この理由は、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5の効果(潤滑性の向上)によって、しわ抑え部から金型(ダイ)の縦壁部への板材の流入抵抗が小さくなるためであると考えられる。この場合、平坦部3の面積率が小さいと、金型から平坦部3が受ける面圧が大き過ぎる。そのため、めっき層が変形して新生面が金型と接することとなり、Mn、Zn、P複合酸化物層5の効果(潤滑性の向上)が発揮できない。したがって、平坦部3が占める面積率が10〜70%である合金化溶融亜鉛めっき層2の表面にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させることによって、高面圧での深絞り性が著しく向上すると考えられる。
【0044】
また、本実施形態の成形性向上効果は、下地鋼板の深絞り性が良好なほど相乗効果により大きくなる。このため、下地鋼板のr値は高いほど望ましい。従って、高い成形性が要求される複雑な形状の部品には、下地鋼板のCを可能な限り低いレベルにまで低減し、下地鋼板のr値を向上させることが望ましい。
【0045】
具体的には、0.0001%以上0.004%以下のCと、0.001%以上0.15%以下のSiと、0.01%以上1.0%以下のMnと、0.001%以上0.1%以下のPと、0.015%以下のSと、0.001%以上0.1%以下のAlと、0.002%以上0.10%以下のTiと、0.0005%以上0.004%以下のNとを含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる極低炭素鋼板を使用することが好ましい。
【0046】
本実施形態にかかる極低炭素鋼板中の各成分の好ましい範囲を限定した理由は以下の通りである。
Cは、鋼の強度を高める元素であり、0.0001%以上を含有させることが好ましく、0.0005%以上を含有することがより好ましい。しかしながら、C含有量を増加させると、強度の上昇とともに加工性が低下する。そのため、強度と十分な加工性とを両立するためには、C含有量の上限は、0.004%であることが好ましい。特に高い加工性を必要とする場合には、C含有量は、0.003%以下であることがより好ましい。特に複雑な成形を必要とする場合には、C含有量は、0.002%以下であることが最も好ましい。
【0047】
Siも、鋼の強度を向上させる元素であり、0.001%以上のSiを含有させる。しかしながら、Si含有量の増加とともに、加工性および下地鋼板の溶融亜鉛めっき性が低下する。そのため、十分な強度と、十分な加工性と、十分な溶融亜鉛めっき性とを確保するために、Si含有量の上限は、0.15%であることが好ましい。特に高い加工性を必要とする場合には、Si含有量は、0.10%以下であることがより好ましく、0.05%以下であることが最も好ましい。
【0048】
Mnも、鋼の強度を高め、加工性を低下させる元素である。十分な加工性を確保するためには、Mn含有量の上限は、1.0%であることが好ましく、0.5%であることがより好ましい。Mnが少ないほど鋼板の加工性は良好である。しかしながら、Mn含有量を0.01%未満とするためには、精練コストが非常に大きい。そのため、Mn含有量の下限は、0.01%であることが好ましく、0.03%であることがより好ましい。
【0049】
Pも、鋼の強度を高め、加工性を低下させる元素である。十分な加工性を確保するためには、P含有量の上限は、0.1%であることが好ましい。Pが少ないほど鋼板の加工性は良好である。したがって、特に高い加工性を必要とする場合には、P含有量は、0.010%以下であることがより好ましい。しかしながら、P含有量を0.001%未満に低減するためには、精練コストが非常に大きい。そのため、P含有量の下限は、0.001%であることが好ましい。強度と、加工性と、コストとのバランスを考慮すると、P含有量は、0.003〜0.010%であることがより好ましい。
【0050】
Sは、鋼の熱間加工性及び耐食性を低下させる元素である。そのため、S含有量は、少ないほど好ましい。したがって、S含有量の上限は、0.015%であることが好ましい。また、S含有量は、0.010%以下であることがより好ましい。但し、極低炭素鋼のS含有量を低減するためには、精錬コストが大きい。また、加工性およびめっき密着性の観点からはSを過度に低減する必要はない。そのため、熱間加工性、耐食性等の鋼板特性に必要なレベルにまでSを低減すれば良い。Sを完全に除去することは困難であるため、S含有量は、0を含まない。
【0051】
Alは、鋼の脱酸元素として一定量以上を含有させることが必要である。鋼の脱酸を十分に行うためには、Al含有量は、0.001%以上であることが好ましく、0.005%以上であることがより好ましい。しかしながら、Alを過剰に含有させると、粗大な非金属介在物が生成して加工性を損なうことがある。粗大な非金属介在物の生成を防止するために、Al含有量の上限は、0.1%であることが好ましい。また、良好な鋼板品質の観点からは、Al含有量は、0.070%以下であることがより好ましい。
【0052】
鋼中のCおよびNを炭化物および窒化物として固定するために、0.002%以上のTiを添加することが好ましい。Tiは、鋼板のr値を向上させる元素でもあるため、Tiの添加は、多いほど好ましい。鋼板のr値を十分に向上させるためには、Tiを0.010%以上含有させることがより好ましい。一方、0.10%を超えるTiを添加した場合には、鋼板のr値の向上効果が小さくなる。そのため、合金添加コストを抑制するために、Ti含有量の上限は、0.10%であることが好ましい。固溶Tiの量を制限し、鋼板の加工性と表面品質とを確保するために、Ti含有量は、0.050%以下であることがより好ましい。
【0053】
Nは、鋼の強度を上昇させ、加工性を低下させる元素である。十分な加工性を確保するためには、N含有量の上限は、0.0045%であることが好ましい。特に高い加工性を必要とする場合には、N含有量は、0.003%以下であることがより好ましく、0.002%以下であることがさらに好ましい。Nは、より少ないほど鋼板の加工性の観点からは好ましい。しかしながら、N含有量を0.0005%未満に低減するためには、過剰なコストを要する。そのため、N含有量の下限は、0.0005%であることが好ましい。
【0054】
本実施形態では、上記の成分に加えて、鋼中のC及びNを炭化物及び窒化物として固定するために、付加成分として上述したTi添加のもとでNbを添加してもよい。Nb添加によるC及びNの固定効果を充分発揮させるために、0.002%以上のNbを添加することが好ましく、0.005%以上のNbを含有することがより好ましい。0.10%を超えるNbを添加した場合には、C及びNの固定効果が小さくなる。そのため、合金添加コストを抑制するために、Nb含有量の上限は、0.10%であることが好ましい。鋼板の再結晶温度の上昇を制限し、溶融亜鉛めっきラインの生産性を確保するために、Nb含有量は、0.050%以下であることがより好ましい。
【0055】
本実施形態においては、さらに、2次加工性を改善する付加成分として、鋼板に0.0001〜0.003%のBを含有させてもよい。すなわち、2次加工性を十分に改善するためには、B含有量は、0.0001%以上であることが好ましい。0.003%を超えるBを添加した場合には、2次加工性の向上効果が小さくなり、成形性が低下することがある。そのため、Bを添加する場合には、B含有量は、0.003%以下であることが好ましい。特に、高い深絞り性を必要とする場合には、Bの添加量は、0.0015%以下であることがより好ましい。
【0056】
本実施形態では、鋼板中のO(酸素)の含有量は、特に限定しない。しかしながら、Oは、酸化物系介在物を生成して鋼の加工性及び耐食性を損なうことがある。そのため、O含有量は、0.007%以下であることが好ましい。このO含有量は、鋼の加工性及び耐食性の観点から少ないほど好ましい。
【0057】
また、本実施形態の鋼板には、上記の成分の他に、鋼板自体の耐食性及び熱間加工性を一段と改善する目的で、あるいはスクラップ等の副原料からの不可避不純物として、他の合金元素を含有することも可能である。このような合金元素として、Cu、Ni、Cr、Mo、W、Co、Ca、Y、Ce、La、Nd、Pr、Sm、V、Zr、Ta、Hf、Pb、Sn、Zn、Mg、As、Sb、Biが挙げられる。例えば、これらの他の合金元素の総含有量が1%以下(0%を含む)であれば、鋼板の加工性は、十分である。したがって、上述のような他の合金元素を含有したとしても、本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
【0058】
上記極低炭素鋼板のr値は、1.6〜2.2であることが好ましい。r値が1.6以上では、十分な塑性異方性を有し、鋼板自体の深絞り成形性が良好である。そのため、r値は、1.6以上であることが好ましい。また、生産に必要とされるコスト及び工業的な生産難易度を考慮すると、r値は、2.2以下であってもよい。
【0059】
一方で、高強度鋼板では、一般的に鋼に含有されているC量が多く、鋼中に含まれる硬質相まわりでの変形が不均一であるため、高いr値を得ることは容易ではない。このようなr値の低い鋼板の深絞り成形性を向上させる手段として、合金化溶融亜鉛めっき層2にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させることが有効である。高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板にMn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成させることによって、これまで高強度鋼板を適用できなかった複雑な形状の部品に、高強度鋼板が使用できる。
【0060】
具体的には、質量%で、0.004%超0.3%以下のCと、0.001%以上2%以下のSiと、0.01%以上4.0%以下のMnと、0.001%以上0.15%以下のPと、0.015%以下のSと、0.001%以上2%以下のAlと、0.0005%以上0.004%以下のNとを含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板を用いることが好ましい。
【0061】
上述したように、高強度鋼板中の各成分の好ましい範囲を限定した理由は、以下の通りである。
Cは、鋼の強度を高める元素であり、鋼板の引張り強度を高める目的で0.004%超のCを含有させることが好ましい。Cの添加量が大きいほど、鋼板中の硬質組織の割合が大きく、強度が高くなるため、C添加量は、大きいほど好ましい。しかし、加工性を確保するために、C含有量の上限は、0.3%であることが好ましく、0.2%であることがより好ましい。
【0062】
Siは、鋼板の加工性、特に伸びを大きく損なうことなく強度を増す元素であり、0.001%以上のSiを添加することが好ましい。また、Si含有量の増加と共に強度が増加し、延性が低下する。特に、Si含有量が2.0%を超えると、強度を増す効果が飽和し延性の低下のみが生じる。そのため、強度を増加させて、延性を確保するためには、Si含有量の上限は、2.0%であることが好ましい。強度と延性とのバランスを考慮すると、0.1%以上2.0%以下であることが好ましい。
【0063】
Mnは、鋼板の強度を高めるために添加される。しかし、Mn含有量が過大になるとスラブに割れが生じやすく、スポット溶接性も劣化する。そのため、Mn含有量の上限は、4.0%であることが好ましく、3.0%であることがより好ましい。また、Mn含有量が少ないほど加工性は良好である。しかしながら、Mn含有量を0.01%未満とするためには、精練コストが非常に大きい。そのため、Mn含有量の下限は、0.01%であることが好ましい。また、複合組織鋼板等、強度と加工性とを両立した鋼板を得るためには、Mn添加量を1.5%以上とすることが好ましい。
【0064】
Pは、鋼板の加工性、特に伸びを大きく損なうことなく強度を増す元素として添加される。ただし、過剰にPを添加すると、粒界偏析による粒界脆化及び溶接性の劣化が生じる。そのため、P含有量の適正範囲は、0.15%以下であることが好ましい。一方、P含有量を0.001%未満に低減するためには、精練コストが非常に大きい。そのため、P含有量の下限は、0.001%であることが好ましい。強度と加工性とコストとのバランスから、P含有量は、0.02〜0.1%であることがより好ましい。
【0065】
Sは、鋼の熱間加工性及び耐食性を低下させる元素である。そのため、S含有量は、少ないほど好ましい。したがって、S含有量の上限は、0.015%であることが好ましい。また、S含有量は、0.010%以下であることがより好ましい。但し、低炭素鋼(高強度鋼)のS含有量を低減するためには、多大な精錬コストが必要となる。また、加工性およびめっき密着性の観点からはSを過度に低減する必要はない。そのため、熱間加工性、耐食性等の鋼板特性に必要なレベルにまでSを低減すれば良い。
【0066】
Alは、鋼組織中でのフェライト形成を促進し、延性を向上させる。しかしながら、Alを過剰に添加すると、上述の効果が飽和し、介在物の量が多くなり過ぎて穴拡げ性が劣化する。そのため、Alの含有量の上限は、2.0%であることが好ましい。Alの含有量の下限は、特に限定しない。Alの含有量を0.0005%未満とするのは困難であるので、Alの含有量の下限は、0.0005%であってもよい。また、脱酸材としての活用するためには、Al含有量の下限は、0.001%以上であってもよい。
【0067】
Nは、粗大な窒化物を形成し、曲げ性及び穴拡げ性を劣化させる。そのため、Nの含有量を抑える必要がある。具体的には、粗大な窒化物の形成を抑制し、曲げ性及び穴拡げ性を確保するために、N含有量の範囲は、0.004%以下であることが好ましい。加えて、Nは、溶接時のブローホール発生の原因になるため少ない方が良い。Nの含有量の下限は、本発明の効果に影響を与えないため、特に限定しない。Nの含有量を0.0005%未満とする場合には、製造コストが大幅に増加することがある。そのため、Nの含有量の下限は、0.0005%であってもよい。
【0068】
また、本実施形態の高強度鋼板には、上記の成分の他に、鋼板自体の耐食性及び熱間加工性を一段と改善する目的で、あるいはスクラップ等の副原料からの不可避不純物として、他の合金元素を含有することも可能である。このような合金元素として、Ti、Nb、B、Cu、Ni、Cr、Mo、W、Co、Ca、Y、Ce、La、Nd、Pr、Sm、V、Zr、Ta、Hf、Pb、Sn、Zn、Mg、As、Sb、Biが挙げられる。例えば、これらの他の合金元素の総含有量が1%以下(0%を含む)であれば、鋼板の加工性は、十分である。したがって、上述のような他の合金元素を含有したとしても、本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
【0069】
本実施形態に係る鋼板1(下地鋼板)は、通常の熱延鋼板(ホットストリップ)、あるいは冷延鋼板(コールドストリップ)の製造工程を適用して製造すればよい。本実施形態に係る鋼板1は、冷延鋼板、熱延鋼板のいずれであっても、深絞り性向上等の効果が充分に発揮され、鋼板の履歴(製造工程)によって大きく変化しない。また、熱間圧延条件、冷間圧延条件、焼鈍条件等の製造条件は、鋼板1の寸法、必要とする強度に応じて所定の条件を選択すれば良く、熱間圧延条件、冷間圧延条件、焼鈍条件等の製造条件によって、深絞り性向上等の効果が損なわれることはない。
さらに、鋼板1の板厚は、本実施形態に何ら制約をもたらさない。通常用いられる板厚の鋼板であれば、本実施形態を適用することが可能である。
【0070】
溶融亜鉛めっき層の形成方法については特に限定しない。例えば、溶融亜鉛めっき層を形成するために、通常の無酸化炉方式やオールラジアント方式の溶融めっき法が適用できる。また、合金化処理条件についても特に定めない。この合金化処理条件としては、例えば、処理温度460〜600℃、処理時間10〜90秒の範囲が実際の操業上適切である。
【0071】
合金化処理後のめっき鋼板には、ストレッチャーストレインの発生を抑制する目的で、調質圧延が行われる。この調質圧延時、めっき表面の一部である凸部23が圧延ロールによる圧縮変形を受け、図1Bに示すように、めっき表面の一部である凸部23に平坦部3が形成される。なお、めっき表面の一部である凹部は、圧縮変形を受けないため、粗面部4としてめっき表面に残る。めっき表面の平坦部3の面積率を10%以上にするためには、ワークロール径700mm以下のロールを用いて伸長率0.3%以上の調質圧延を行うことが好ましい。
【0072】
平坦部3の面積率は、単位面積あたりの圧下量で決まる。しかしながら、この単位面積あたりの圧下量は、一定の圧下力の場合、ワークロール径が大きくなるほど小さくなる。そのため、ワークロール径が700mmを超えると、目的とする面積率を得るために大きな圧化力が必要となり、めっき鋼板の材質が悪化する。したがって、ワークロール径は、700mm以下であることが好ましい。また、ワークロール径が小さくなるほど、単位面積あたりの圧下量が大きくなり、同じ圧下力でもより大きな面積率の平坦部3が得られる。そのため、ワークロール径は、小さいほど好ましく、600mm以下であることがさらに好ましい。
【0073】
同様に、伸長率(調質圧延では、板厚の精度を高めるため、加工度として圧下率の代わりに伸長率を使用する)は、10%以上の面積率の平坦部3を得るために、0.3%以上とすることが好ましい。
【0074】
一方、ワークロール径(2R)と鋼帯(合金化溶融亜鉛めっき鋼板)の板厚(t)との比2R/tが400未満では、十分な表面形状が得られないため、ワークロール径は、300mm以上とする。
また、伸長率が高すぎると、めっき鋼板の材質が悪化するため、伸長率は、2.0%以下であることが好ましい。
【0075】
ロールの種類は、特に規定しない。平坦なめっき表面を容易に得るためには、ダルロールよりもブライトロールの方が好適に使用される。特に、粗度0.5μm未満のブライトロールを使用すると、表面粗さRaが0.5μm未満の平坦部3を容易に作製することができる。そのため、粗度0.5μm未満のブライトロールがより好適に使用される。
【0076】
その後、溶融亜鉛めっき層の表面(片面または全面)に、Mn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物との混合層である複合酸化物層5を形成する。本実施形態に係る混合層を形成するには、処理液に過マンガン酸カリウムおよび、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸のうち少なくとも1種とを配合し、この処理液を合金化溶融亜鉛めっき鋼板と反応させるとよい。合金化溶融亜鉛めっき鋼板と処理液との反応により、Znの溶解と過マンガン酸イオンの還元とが起こる。この結果、界面のpHが急激に上昇してMn酸化物もしくはMn水酸化物主体の皮膜が形成される。この皮膜形成により、反応界面のpHが低下し、形成した皮膜が加水分解する。この結果、Mn酸化物もしくはMn水酸化物が、より溶解度の低いリン酸塩、亜リン酸塩もしくは次亜リン酸塩に変化し、皮膜が再形成される。この繰り返し(溶解、還元、加水分解等の反応サイクル)が短時間内に起こりMn、Zn、Pの複合酸化物層5が得られる。
【0077】
なお、上記の処理液の塗布を行うために、ロールコータを使用してもよい。他の一般的な塗布方法と比較して、ロールコータによる塗布を行う場合、塗布装置の設置が容易であり、低コストである。また、適量の処理液を適切な表面分布となるように塗布するための調整を、精密かつ容易に行うことができる。また、処理液の塗布後に、余分な処理液を水洗して除去するなどの工程は必ずしも必要で無い。また、処理液の塗布直後に、上記処理液と溶融亜鉛めっき層の表面と反応が開始するため、短時間で反応を終了させることができる。また、水洗等の工程が必須でないため、複合酸化物層5に水溶性のP化合物を容易に残存させることができる。この場合、処理液と反応条件の調整によって、水溶性のP化合物の残存量を正確に調整することができる。
【0078】
本実施形態の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、処理液を塗布するために、例えば図2A、2B、3A、3Bに示すようなロールコータを用いることができる。図2Aのロールコータ20は、その長手方向中央部分に溶液保持部21を持つ。溶液保持部21は、例えばゴムライニングを円柱状の基材に巻きつけて構成される。溶液保持部21には、その長手方向に沿って複数の鋼材接触部23(凸部)が等間隔に並んでいる。鋼材接触部23は、溶液保持部21のうち、径方向の最外部にあたる。ロールコータ20の長手方向に沿って隣接する鋼材接触部23の間には、凹部24が形成される。溶液保持部21が、図示しないコーターパンに満たされた処理液に接触することで、処理液が溶液保持部21に付着する。このとき、ロールコータ20に付着する処理液の量は、長手方向に沿って均一でなく、凹部24周辺には鋼材接触部23周辺より多くの処理液が付着する。
処理液が付着したロールコータ20は、軸を中心に回転しながら規定のニップ圧で鋼板(ストリップ)に押し付けられる。これと同時に鋼板は下流側に搬送される。このとき、ロールコータ20の各鋼材接触部23が鋼板に接触し、溶液保持部21の全体から処理液が鋼板に塗布される。
鋼板の表面において、鋼材接触部23に接触した部分の近辺を第1被塗布部分とすると、複数の帯状の第1被塗布部分が、鋼板の搬送方向に沿って縞状に分布する。また、鋼板の表面において、第1被塗布部分の間には、第2被塗布部分が形成される。第2被塗布部分にはロールコータ20の凹部24周辺に付着した処理液が塗布されている。ロールコータ20のニップ圧を調整することによって、第1被塗布部分、第2被塗布部分の大きさや、それぞれに塗布される処理液の量を調整できる。また、処理液の塗布量を調整するために、例えば、ロールコータ20の凹部24の幅や深さを調整してもよい。
【0079】
図3Aに別の形態のロールコータ30を示す。ロールコータ30は、その長手方向中央部分に溶液保持部31を持つ。溶液保持部31は、例えば円柱状のロールコータ本体の表面に、軸方向に沿った溝を周方向等間隔に切る加工を行うことで形成される。
図3Bは、このロールコータ30の軸方向に垂直なA−A面における断面図である。上記の溝切り加工の結果、ロールコータ30の溶液保持部31の表面には、その周方向に沿って複数の鋼材接触部33(凸部)が等間隔に並んでいる。周方向に隣り合う鋼材接触部33の間には、凹部34が形成される。
上記図2Aのロールコータ30を用いた場合と同様に、規定のニップ圧で塗布が行われる。
【0080】
鋼板の表面において、鋼材接触部33に接触した部分の近辺を第1被塗布部分とすると、複数の帯状の第1被塗布部分が、鋼板の搬送方向に垂直な縞状に分布する。また、鋼板の表面において、第1被塗布部分の間には、第2被塗布部分が形成される。第2被塗布部分にはロールコータ30の凹部34周辺に付着した処理液が塗布されている。
例えば鋼材接触部33の周方向に沿った幅を0.7mm、凹部34の幅を0.3mmとし、ニップ圧を適宜調整することによって、めっき鋼材の混合層において、20mg/m2以上のP付着量を示す領域の合計面積を、前記混合層の表面積に対して約30%とすることができる。
【0081】
上記のいずれのロールコータ20、30を用いた場合でも、一般的には第2被塗布部分には、第1被塗布部分よりも多くの処理液が塗布される場合が多い。ただし、ニップ圧や溝深さ、処理液の粘度の調整をおこなうことで、上記とは逆に、第1被塗布部分に、第2被塗布部分よりも多くの処理液が塗布されるような調整も可能である。いずれの場合にも、鋼板の表面には、略規則的な縞状の塗布濃度分布が形成される。
【0082】
また、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5は、浸漬、塗布等の接触法または電流密度5〜60A/dm2で電解する電気化学的方法により合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面に生成させることも可能である。また、必要に応じて、無機系酸化物(複合酸化物)を生成する前に、アルカリまたは酸等の化学的方法あるいはブラシ等の物理的方法によって合金化溶融亜鉛めっき鋼板に前処理を施してもよい。
【0083】
このようにして形成させたMn、Zn、Pの複合酸化物に処理液中の水溶性P化合物を適量残量させることにより、目的とするMn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物との混合層を形成することが可能となる。
さらに、めっき後、又は、Mn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物との混合層形成後に通常の調質圧延等を施しても問題ない。
【0084】
纏めると合金化溶融亜鉛めっき鋼板10は、次のような方法で製造することができる。すなわち、鋼板1に溶融亜鉛めっきをし、合金化処理を施して0.05%以上0.5%以下のAlと6%以上12%以下のFeとを含む合金化溶融亜鉛めっき層2を形成する。伸長率0.3%以上の調質圧延後、この合金化溶融亜鉛めっき層2表面に、Mnが0.1mg/m2以上100mg/m2以下、Pが1mg/m2以上100mg/m2以下、P/Mn比が0.3〜50となるように処理液を調節して、Mn、Zn、Pの複合酸化物層5を形成する。ここで、ワークロール径300mm以上700mm以下のロールを用いて伸長率0.3%以上2.0%以下の調質圧延を行うことが好ましい。また、調質圧延には、粗度0.5μm未満のブライトロールを使用することが好ましい。処理液は、過マンガン酸カリウムと、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸のうち少なくとも1種とを含むことが好ましい。加えて、処理液は、ロールコータを使用して合金化溶融亜鉛めっき層2の表面に塗布されることが好ましい。
【実施例】
【0085】
以下、実施例により本実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板10およびその製造方法を具体的に説明する。
[実施例1]
表1の組成を有するスラブを1150℃に加熱し、仕上温度910〜930℃で熱間圧延して4mmの熱間圧延鋼帯を作製し、この熱間圧延鋼帯を680〜720℃で巻き取った。この熱間圧延鋼帯を酸洗した後、冷間圧延を施して0.8mmの冷間圧延鋼帯とした。さらに、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用い、冷間圧延鋼帯に焼鈍とめっきと合金化とを行って、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を作製した。めっきに際しては、焼鈍雰囲気は5vol%水素+95vol%窒素混合ガスとし、焼鈍温度は800〜840℃、焼鈍時間は90秒とした。溶融亜鉛浴として浴中有効Al濃度(メタルとして利用可能なAl濃度)が0.105%のめっき浴を使用し、ガスワイパーを用いて亜鉛の目付量を50g/m2に調整した。合金化の加熱には、誘導加熱方式の加熱設備を使用し、440〜550℃で合金化を行った。
【0086】
作製した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を複数の切板にし、過マンガン酸カリウムの濃度とリン酸の濃度とが異なる処理溶液をそれぞれの切板に塗布し、めっき表面で反応を起こさせることにより、各試験サンプルを作製した。処理液の塗布にはロールコータを使用し、ロールコータの溝の間隔を変化させることで、P付着量の分布を変化させた。
【0087】
めっき中のFe%、Al%、及びMn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物との混合層中のP量、Mn量を求めるため、インヒビターを含む塩酸を用いてめっきを溶解した。このサンプルに対して、ICP(Inductively−Coupled Plasma)法による測定を行った。サンプルは直径50mmの形状に打ち抜かれ、めっきが溶解されて測定に用いられた。
【0088】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化溶融亜鉛めっき層中の各相(η相、ζ相、Γ相)の量は、X線回折により各相のX線回折強度を測定し、Si標準板のd=3.13のX線回折強度ISiに対する各相のX線回折強度比(Iη/ISi、Iζ/ISi、IΓ/ISi)を用いて評価した。
なお、上述したように、η相にはd=1.237のX線回折強度Iηを、ζ相にはd=1.26のX線回折強度Iζを、Γ相にはd=1.222のX線回折強度IΓを使用した。
Mn、Zn、Pの複合酸化物と水溶性P化合物の混合層中のP化合物の種類は、リンモリブデンブルー法を用いて、PO4 3−の有無の確認により定性を行った。
【0089】
水溶性P化合物の含有量は、沸騰水中にサンプルを30分浸漬し、その前後のP付着量差から求めた。付着量の測定には蛍光X線測定装置を使用し、標準サンプルを用いて予め検量線を作成した。直径20mmの領域を3ヶ所について測定し、その結果の平均値を代表値とした。
P付着量の分布は、プローブ径1μmのElectron Probe Microanalyzer(EPMA)、またはCMAを使用し、10×10mmの範囲を測定して求めた。P付着量をX線強度から算出し、20mg/m2以上のP付着量を有する面積を求め、この値を測定全面積で除して面積の割合を求めた。サンプル上の任意の場所を10ヶ所測定し、その平均値を代表値とした。
【0090】
P/Mnの分布も、同様にプローブ径1μmのEPMAを使用し、10×10mmの範囲を測定して求めた。P付着量とMn付着量をX線強度から求め、その比が3以上となる面積を算出した。この値を測定全面積で除した割合を求めた。サンプル上の任意の場所を10ヶ所測定し、その平均値を代表値とした。
【0091】
成形性は、以下の条件のTZP試験を行い、下記(1)式の成形余裕度Tが0となるブランク径を限界絞り比(LDR)として評価した。
ブランク径(D0):φ90〜φ125mm
工具サイズ:
ポンチ径(D0)φ50mm、ポンチ肩半径:5mm
ダイ穴径 φ51.6mm、ダイ肩半径:5mm
BHF(しわ押さえ力):
成形荷重(P)測定時:25kN
破断荷重(Pf)測定時:200kN
潤滑油:防錆油
評価値:成形余裕度T
T=(Pf−P)/Pf ・・・・(1)
【0092】
成形性を無処理の鋼板の限界絞り比と比較し、以下の分類で評価した。分類C、Dの場合、サンプルの成形性を不合格とした。
A:限界絞り比が0.10以上向上
B:限界絞り比が0.06以上0.10未満向上
C:限界絞り比が0.01以上0.06未満向上
D:限界絞り比の向上が0.01未満
【0093】
接着性試験は以下のように行った。サンプルを150×25mmに切断し、接着面積25×12.5mmとなるように接着剤を塗布して接着し、170℃で20分焼き付けを行った後、剪断試験を行った。接着剤は、エポキシ系の構造用接着剤と、PVC系のマスチック接着剤を使用し、以下の分類で評価した。接着性はDを不合格とした。
A:めっき/鋼板界面で界面剥離
B:接着剤の凝集破壊が90%以上、めっき/接着剤界面での界面剥離が10%以下
C:接着剤の凝集破壊が10%超90%未満、めっき/接着剤界面での界面剥離が10%超90%未満
D:接着剤の凝集破壊が10%以下、めっき/接着剤界面での界面剥離が90%以上
【0094】
接着性試験の結果を表2及び表3にあわせて示す。番号1、8、14、20、26、33、39、45、51は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲よりも低かったため、成形性の向上が十分でなかった。番号7、13、19、25、32、38、44、50、56は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲よりも高かったため、接着性の低下が見られた。これら以外の本実施形態にかかる製品は、接着性を低下させずに成形性が向上させることが可能であった。
【0095】
【表1】
【0096】
【表2】
【0097】
【表3】
【0098】
[実施例2]
表1の記号Cの組成を有するスラブを1150℃に加熱し、仕上温度910〜930℃で熱間圧延して4mmの熱間圧延鋼帯とし、680〜720℃で巻き取った。この熱間圧延鋼帯を酸洗した後、冷間圧延を施して0.8mmの冷間圧延鋼帯とした。この後、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。めっきに際しては、焼鈍雰囲気は5vol%水素+95vol%窒素混合ガスとし、焼鈍温度は800〜840℃、焼鈍時間は90秒とした。溶融亜鉛浴として浴中有効Al濃度0.105%のめっき浴を使用し、ガスワイパーを用いて亜鉛の目付量を50g/m2に調整した。合金化の加熱には誘導加熱方式の加熱設備を使用し、440〜550℃で合金化を行った。
【0099】
作製した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を複数の切板にし、過マンガン酸カリウムの濃度とリン酸の濃度とが異なる処理溶液をそれぞれの切板に塗布し、めっき表面で反応を起こさせることにより各試験サンプルを作製した。処理液の塗布にはロールコータを使用し、ロールコータの溝の間隔を変化させることで、P付着量の分布を変化させた。
【0100】
めっき中のFe%、Al%、及びMn、Zn、Pの複合酸化物層のP量、Mn量並びにMn、Zn、Pの複合酸化物層の厚みは、実施例1と同様にして測定した。
Mn、Zn、Pの複合酸化物層中のP化合物の種類は、リンモリブデンブルー法を用いて、PO4 3−の有無の確認を行った。PO4 3−が確認されなかったサンプルについては、TOF−SIMSを使用して、リンのオキソ酸の有無を確認した。P化合物の種類は、リンモリブデンブルー法を用いて、PO4 3−が確認されたものをPO4 3−、PO4 3−が確認されずリンのオキソ酸が確認されたものをPO3 2−乃至PO2 −と判定した。
【0101】
Iη/ISi、Iζ/ISi、IΓ/ISiは、実施例1と同様にして測定した。水溶性P化合物の含有量、P付着量の分布、P/Mnの分布も、実施例1と同様にして測定した。深絞り性と接着性も、実施例1と同じ条件で評価した。
【0102】
結果を表4にあわせて示す。番号63は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲よりも低かったため、成形性の向上が十分でなかった。番号68は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲よりも高かったため、接着性の低下が見られた。これら以外の本実施形態にかかる製品は、接着性を低下させずに成形性が向上させることが可能であった。
【0103】
【表4】
【0104】
[実施例3]
表1の記号Dの組成を有するスラブを1150℃に加熱し、仕上温度910〜930℃で熱間圧延して4mmの熱間圧延鋼帯とし、680〜720℃で巻き取った。この熱間圧延鋼帯を酸洗した後、冷間圧延を施して0.8mmの冷間圧延鋼帯とした。この後、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。めっきに際しては、焼鈍雰囲気は5vol%水素+95vol%窒素混合ガスとし、焼鈍温度は800〜840℃、焼鈍時間は90秒とした。溶融亜鉛浴として浴中有効Al濃度0.105%のめっき浴を使用し、ガスワイパーを用いて亜鉛の目付量を50g/m2に調整した。合金化の加熱は誘導加熱方式の加熱設備を使用し、440〜550℃で合金化を行った。
【0105】
作製した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を複数の切板にし、過マンガン酸カリウムの濃度とリン酸の濃度ととが異なる処理溶液をそれぞれの切板に塗布し、めっき表面で反応を起こさせることにより試験サンプルを作製した。処理液の塗布にはロールコータを使用し、ロールコータの間隔を変化させることで、P付着量の分布を変化させた。
【0106】
めっき中のFe%、Al%、及びMn、Zn、Pの複合酸化物層のP量、Mn量並びにMn、Zn、Pの複合酸化物層の厚みは、実施例1と同様にして測定した。
Mn、Zn、Pの複合酸化物層中のP化合物の種類は、実施例2と同様にして測定した。
Iη/ISi、Iζ/ISi、IΓ/ISiは、実施例1と同様にして測定した。
水溶性P化合物の含有量、P付着量の分布、P/Mnの分布も、実施例1と同様にして測定した。
深絞り性と接着性も、実施例1と同じ条件で評価した。
【0107】
結果を表5にあわせて示す。番号76は、めっき層中のFe%とIζ/ISiが本実施形態の範囲外であるため、フレーキング性が不合格であった。また、番号79は、めっき層中のFe%とIΓ/ISiが本実施形態の範囲外であるため、パウダリング性が不合格であった。これら以外の本実施形態にかかる製品は、接着性を低下させずに成形性が向上させることが可能であった。
【0108】
【表5】
【0109】
[実施例4]
表6の組成を有するスラブを1150℃に加熱し、仕上温度910〜930℃で熱間圧延して4mmの熱間圧延鋼帯とし、500〜600℃で巻き取った。この熱間圧延鋼帯を酸洗した後、冷間圧延を施して0.8mmの冷間圧延鋼帯とした。この後、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。めっきに際しては、焼鈍雰囲気は5vol%水素+95vol%窒素混合ガスとし、焼鈍温度は800〜840℃、焼鈍時間は90秒とした。溶融亜鉛浴として浴中有効Al濃度0.103%のめっき浴を使用し、ガスワイパーを用いて亜鉛の目付量を50g/m2に調整した。合金化の加熱は誘導加熱方式の加熱設備を使用し、440〜550℃で合金化を行った。
【0110】
試験サンプルは、作製した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を複数の切板にし、過マンガン酸カリウム、リン酸の濃度を変化させた処理溶液を塗布し、めっき表面で反応を起こさせることにより作製した。処理液の塗布にはロールコータを使用し、溝の間隔を変化させることで、P付着量の分布を変化させた。
【0111】
めっき中のFe%、Al%、及びMn、Zn、Pの複合酸化物層のP量、Mn量並びにMn、Zn、Pの複合酸化物層の厚みは、実施例1と同様にして測定した。
Mn、Zn、Pの複合酸化物層中のP化合物の種類は、実施例1と同様にして測定した。
Iη/ISi、Iζ/ISi、IΓ/ISiは、実施例1と同様にして測定した。
水溶性P化合物の含有量、P付着量の分布、P/Mnの分布も、実施例1と同様にして測定した。
深絞り性と接着性も、実施例1と同じ条件で評価した。
【0112】
結果を表7にあわせて示す。番号81、87、93、99は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲よりも低かったため、成形性の向上が十分でなかった。
番号86、92、98は、20mg/m2以上のP付着量の面積割合が本実施形態の範囲より高かったため、接着性の低下が見られた。これら以外の本実施形態にかかる製品は、接着性を低下させずに成形性が向上させることが可能であった。
【0113】
【表6】
【0114】
【表7】
【産業上の利用可能性】
【0115】
本発明の各態様によれば、成形性及び接着後の耐剥離性の双方に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供できる。
【符号の説明】
【0116】
1・・・鋼板
2・・・合金化溶融亜鉛めっき層
3・・・平坦部
4・・・粗面部
5・・・複合酸化物層
10・・・合金化溶融亜鉛めっき鋼板
20・・・ロールコータ
21・・・溶液保持部
23・・・鋼材接触部
24・・・凹部
30・・・ロールコータ
31・・・溶液保持部
33・・・鋼材接触部
34・・・凹部
Claims (15)
- 鋼板と;
この鋼板の少なくとも一方の面に形成され、0.05質量%以上0.5質量%以下のAlと、6質量%以上12質量%以下のFeと、必要によりPb、Sb、Si、Fe、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、Bi、希土類元素の少なくとも1種または2種以上を合計で2質量%以下含有し、残部がZn及び不可避的不純物からなる合金化溶融亜鉛めっき層と;
この合金化溶融亜鉛めっき層の表面に形成され、Mn、Zn、及びPの複合酸化物と水溶性P化合物とを含む混合層と;
を備え、
前記複合酸化物は、0.1mg/m2以上100mg/m2以下のMnと、1mg/m2以上100mg/m2以下のPと、Znとを含有し、P/Mn比が0.3以上50以下であり;
前記混合層は、第1被塗布部分と、前記第1被塗布部分よりも多くの処理液が塗布され、20mg/m2以上のP付着量を示す第2被塗布部分とを有し、
前記第2被塗布部分の合計面積が、前記混合層の表面積に対して20%以上80%以下の範囲である、
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記混合層の表面積に対して、前記混合層においてP/Mn比が3以上を示す領域の合計面積が、1%以上50%以下の範囲である
ことを特徴とする請求項1に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記混合層中に、リン酸基、亜リン酸基、次亜リン酸基の少なくとも1種を含む
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記混合層中の前記水溶性P化合物の割合が1質量%以上50質量%以下である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - Si標準板のd=3.13のX線回折強度をISi、
前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.237のX線回折強度をIη、
前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.26のX線回折強度をIζ、
前記合金化溶融亜鉛めっき層のd=1.222のX線回折強度をIΓと定義すると、
Iη/ISi≦0.0006かつ、
Iζ/ISi≧0.0005かつ、
IΓ/ISi≦0.004
であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が、
質量%で、0.0001以上0.004%のCと;
0.001以上0.15%以下のSiと;
0.01以上1%以下のMnと;
0.001以上0.1%以下のPと;
0.015%以下のSと;
0.001以上0.1%以下のAlと;
0.002以上0.10%以下のTiと;
0.0005以上0.0045%以下のNと;
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が、質量%で、0.002%以上0.10%以下のNbをさらに含有する
ことを特徴とする請求項6に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が、質量%で、0.0001%以上0.003%以下のBをさらに含有する
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が、質量%で、
0.004%超0.3%以下のCと;
0.001%以上2%以下のSiと;
0.01%以上4.0%以下のMnと;
0.001%以上0.15%以下のPと;
0.015%以下のSと;
2%以下のAlと;
0.0005%以上0.004%以下のNと;
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記混合層の厚みが0.1nm以上10nm未満である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記Mn、Zn、及びPの複合酸化物は、アモルファス化合物を主に含有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記第1被塗布部分と前記第2被塗布部分によって前記混合層に形成される塗布濃度分布が、縞状である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記第1被塗布部分と前記第2被塗布部分によって前記混合層に形成される塗布濃度分布が、前記鋼板の搬送方向に垂直または平行な縞状である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって:
鋼板に溶融亜鉛めっきをし;
合金化処理を施して0.05%以上0.5%以下のAlと6%以上12%以下のFeとを含む合金化溶融亜鉛めっき層を形成し;
伸長率0.3%以上の調質圧延を行い;
前記合金化溶融亜鉛めっき層の表面に、表面に凹凸をもつロールコータで処理液を塗布し、この塗布直後に前記処理液を前記表面と反応させることによって、Mn、Zn、及びPの複合酸化物と水溶性P化合物とを含む混合層を形成し、
前記混合層の形成で、
前記ロールコータの凸部によって前記混合層に第1被塗布部分を形成し、
前記ロールコータの凹部によって前記混合層に20mg/m2以上のP付着量を示す第2被塗布部分を、前記混合層の表面積に対して20%以上80%以下の範囲の面積で形成する
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記ロールコータの前記凹凸の形状、および前記ロールコータのニップ圧を調整することによって、前記第2被塗布部分の合計面積を調整する
ことを特徴とする請求項14に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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JP5092858B2 (ja) | 溶融亜鉛めっき用鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
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