JP5168793B2 - 塗装後耐食性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
Si:0.8〜3.0質量%を含む鋼スラブを、熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、連続焼鈍した後、
酸洗後ph10以上のアルカリ溶液に20s以上浸漬し、またはph10以上のアルカリ溶液に20s以上浸漬後酸洗することにより、以下の式(1)で定義される鋼板表面のSi量Cs(Si)を2.5%以下とし、
さらに、S化合物を含む水溶液を鋼板表面に接触させて、前記鋼板表面にS換算で0.1〜100mg/m2のS化合物を存在せしめる、
ことを特徴とする塗装後耐食性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法によって達成できる。
Cs(Si)=Cb(Si)×[Rs(Si/Fe)/Rb(Si/Fe)] ・・・(1)
ここで、Cb(Si)は鋼中のSi量を、Rs(Si/Fe)は鋼板表面から50nmの深さまでのSiとFeのGDSカウント積算値比を、Rb(Si/Fe)は鋼中のSiとFeのGDSカウント比を表す。
1.1)Si量
Siは、比較的成形性を損なわずに固溶強化により鋼を強化することのできる有効な元素であり、0.8%以上の添加により十分に高い強度が得られる。しかし、Si量が3.0%を超えると延性が劣化し、冷間圧延時の生産効率が低下する。このため、Si量は0.8〜3.0%、好ましくは1.0〜2.5%に限定する。
本発明では、Si以外の元素については特に限定しないが、以下の元素を以下の範囲にすることが好ましい。
本発明の高強度冷延鋼板の製造方法では、Siを0.8〜3.0%含む鋼スラブを熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、連続焼鈍して得た、Siを0.8〜3.0%含む連続焼鈍後の冷延鋼板を、酸洗後アルカリ溶液に浸漬し、またはアルカリ溶液に浸漬後酸洗し、さらにS化合物を含む水溶液を鋼板表面に接触させて、鋼板表面にS換算で0.1〜100mg/m2のS化合物を存在せしめることにポイントがある。そこで、まず、これらの条件から説明する。
冷間圧延後の焼鈍工程においては、通常、非酸化性または還元性の雰囲気が用いられ、露点も厳格に管理されて鋼板表面の酸化が抑制される。しかしながら、Siを0.8%以上含む場合、雰囲気や露点を厳格に管理しても、表面にSiを含む酸化物が生成する場合があり、これらが、電着塗装の下地処理として行われるリン酸亜鉛処理(化成処理)において、鋼板表面のエッチングを阻害して健全な化成処理皮膜の形成を阻害する。したがって、鋼板表面のSiを含む酸化物は除去する必要がある。生成されるSiを含む酸化物としては、主としてSi02(シリケート)、SiMn03(マンガンシリケート)などであるが、それらの生成は鋼板の成分や焼鈍雰囲気などに依存し、一般的には両者が混在している場合が多い。Si02はアルカリには溶解する特性を有し、SiMn03は酸に溶解する特性を有するので、連続焼鈍後の鋼板を酸洗後アルカリ溶液に浸漬したり、アルカリ溶液に浸漬後酸洗すれば、鋼板表面のSiを含む酸化物を効果的に溶解除去できることになる。酸洗に用いる酸の種類、酸洗温度、酸洗時間は、特に限定しないが、例えば、10%塩酸や1%塩酸+25%硝酸を用い、30℃で5〜20s酸洗することが好ましい。また、用いるアルカリ溶液も、特に限定しないが、ph10以上のNaOHやKOHが好適であり、浸漬時間は20s以上が好ましい。
塗装前処理として鋼板表面には、化成処理によってリン酸塩皮膜が形成されるが、このとき、皮膜を構成するリン酸亜鉛結晶が緻密に生成するためには、リン酸亜鉛結晶核が化成処理初期段階で微細に数多く生成することが重要である。このリン酸亜鉛結晶核の生成は鋼板表面に存在するセメンタイトや硫化物などのカソードサイトを起点に起こっていると考えられている。一方、上述したように焼鈍時に鋼板表面に形成されたSiを含む酸化物は鋼板のエッチングを阻害し、化成処理性を劣化させるため、事前に上述した酸洗とアルカリ溶液浸漬の処理で取り除く必要があるが、このとき鋼板表面に存在しているセメンタイトや硫化物などのカソードサイトも同時に溶解除去され、リン酸亜鉛結晶核の数が少なくなる場合がある。そのため、皮膜結晶の粗大化、スケ発生などが起こり、酸洗とアルカリ溶液浸漬の処理のみでは良好な化成処理性が得られず、塗装後耐食性が劣ってしまう。
その他の製造条件は適宜選択することができるが、以下の条件とすることが好ましい。
あらかじめ蛍光X線のSカウントとS量の検量線を作成しておき、鋼板の蛍光X線のSカウント値から算出した。
上述したように、Rs(Si/Fe)とRb(Si/Fe)をGDS分析により測定し、上記の式(1)を用いて算出した。
化成処理は、日本ペイント社製の脱脂剤;サーフクリーナーEC90、表面調整剤;サーフファイン5N-10、化成処理剤;サーフダインSD2800を用い、それぞれの温度や濃度条件は標準条件とより劣悪な条件で実施した。標準条件の1例として、脱脂工程は、濃度16g/l、処理温度42〜44℃、処理時間120s、スプレー脱脂、表面調整工程は、全アルカリ度1.5〜2.5ポイント、温度は20〜25℃、処理時間30s、浸漬、化成処理工程は、全酸度21〜24ポイント、遊離酸度0.7〜0.9ポイント、促進剤濃度2.8〜3.5ポイント、処理温度44℃、処理時間120sとした。劣悪条件としては、化成処理工程での処理温度を38℃に低下させた。その後、日本ペイント社製の電着塗料;V-50を使用して電着塗装を行った。化成処理皮膜の付着量は2〜2.5g/m2、電着塗装は膜厚25μmを狙いとした。
塩温水浸漬試験:化成処理、電着塗装を施した試料にカッターでクロスカット疵(長さ:45mm)を付与し、60℃の5%NaCl溶液に240h浸漬後、水洗、乾燥し、カット疵部について粘着テープを貼り付けた後にはがすテープ剥離を行い、カット疵部左右の最大剥離全幅を測定した。最大剥離全幅が5.0mm以下であれば、耐塩温水密着性は良好といえる。
塩水噴霧試験(SST):化成処理、電着塗装を施した試料のカッターでクロスカット疵を付与し、5%NaCl溶液を使用し、JIS Z 2371に従い、1000hの塩水噴霧を行ったあと、クロスカット疵部をテープ剥離した時のクロスカット左右を合わせた最大剥離全幅を測定した。最大剥離全幅が4.0mm以下であれば、SSTは良好といえる。
複合サイクル腐食試験(CCT):化成処理、電着塗装を施した試料にカッターにてクロスカット疵を付与し、塩水噴霧(5%NaCl:35℃-98%RH)2h→乾燥(60℃-30%RH)2h→湿潤(50℃-95%RH)2hを1サイクルとして90サイクルの繰返し試験後、水洗、乾燥し、カット疵部についてテープ剥離を行い、カット疵部左右の最大剥離全幅を測定した。最大剥離全幅が6.0mm以下であれば、複合サイクル耐食性は良好といえる。
Claims (1)
- Si:0.8〜3.0質量%を含む鋼スラブを、熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、連続焼鈍した後、
酸洗後ph10以上のアルカリ溶液に20s以上浸漬し、またはph10以上のアルカリ溶液に20s以上浸漬後酸洗することにより、以下の式(1)で定義される鋼板表面のSi量Cs(Si)を2.5%以下とし、さらに、S化合物を含む水溶液を鋼板表面に接触させて、前記鋼板表面にS換算で0.1〜100mg/m2のS化合物を存在せしめる、
ことを特徴とする塗装後耐食性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法;
Cs(Si)=Cb(Si)×[Rs(Si/Fe)/Rb(Si/Fe)] ・・・(1)
ここで、Cb(Si)は鋼中のSi量を、Rs(Si/Fe)は鋼板表面から50nmの深さまでのSiとFeのGDSカウント積算値比を、Rb(Si/Fe)は鋼中のSiとFeのGDSカウント比を表す。
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