JP5887892B2 - 亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法 - Google Patents
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Description
これらの本発明に係る亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法では、めっき層が6.5%以下のAlを含有することが好ましい。
これらの本発明に係る亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法では、水溶液または溶液と接触した直後の亜鉛系めっき鋼材の酸化膜の厚さが30nm以下であることが好ましい。
1.亜鉛系めっき熱処理鋼材
亜鉛系めっき熱処理鋼材(以下、単に「熱処理鋼材」という)は、亜鉛系めっき鋼材(以下、単に「めっき鋼材」という)に、塑性変形が可能な温度域または焼入れが可能な温度域への加熱を行って得られる熱処理鋼材であって、その表面に存在するめっき層の付着量が片面当たり20〜100g/m2であり、このめっき層のFe濃度が10〜35%であり、このめっき層の表面の表面粗さRaが0.5〜2.5μmである。
2.熱処理鋼材の製造方法、製造装置
熱処理鋼材の製造方法において、実用的な価値が高いのは、めっき鋼材として素地鋼板(以下、単に「素板」ということがある)から製管された鋼管等からなる自動車用の長尺部材を用い、焼入れ、若しくは加熱後に熱間曲げ加工、または焼入と熱間曲げ加工とを同時に施し、熱処理鋼材を得ることである。以下に、この製造方法を詳細に説明する。
C:0.21%、Si:0.23%、Mn:1.29%、P:0.013%、S:0.002%、Al:0.044%、Cr:0.2%、B:0.0014、残部Feおよび不純物の化学組成を有する鋼板に合金化溶融亜鉛めっきを施し、めっき原板を作成した。ロールフォーミングおよび溶接により、肉厚1.6mm×外径31.8mmの丸管の電縫管とした。めっき付着量は片面あたり48.7g/m2であり、めっき層のFe含有量は11.6%であるとともにめっき層のAl含有量は0.63%であった。この電縫管を溶剤により脱脂し、ディップゾールを含ませたガーゼで拭き取った。
また、薬液によっては水洗が省略されても良好であった。具体的には、硫酸、硝酸、酢酸、過酸化水素水、硫安、アンモニア水が該当する。一方、薬液が塩酸または重曹水溶液である場合には、水洗した方が良好であり、水酸化ナトリウム水溶液では水洗しない方が良好であった。
(i)薬液処理での溶解量調査
実施例1の電縫管を長さ40mmに切断し、溶剤脱脂した。内面をシールした。外面をディップソールで拭いた。秤量し重量を記録した。室温の1%塩酸または10%硫安水溶液に所定時間浸漬し、重曹飽和水溶液で濯ぎ、水道水で流水洗浄し、ブロワーで乾燥させた。秤量し重量を測定した。重量変化を面積で割り、外面の面積当りの溶解量を算出した。結果を表3に示す。
(ii)断面SEMの比較
前記電縫管に製管する前のめっき原板、前記電縫管、および前記電縫管を上記の要領で1%塩酸で15秒間処理したものの3種類の供試材の断面を、走査型電子顕微鏡(日立S3400N)で観察した。供試材はそれぞれ、樹脂埋めし、機械研磨し、エッチングせずにカーボン蒸着した。走査電子顕微鏡(日立S3400N)で観察した。観察条件は、作動距離10mm、加速電圧15kVとして、反射電子像を撮影した。結果を図4に示す。
前記の3種の供試材を(めっき原板および電縫管は溶剤脱脂をしてから)、Auger電子分光法により、表面からスパッタしながら元素分析を行った。分析装置はアルバック・ファイ社製モデル680を用い、一次ビームは加速電圧10kV、試料電流10nA、分析箇所は写真の枠内のエリア、スパッタ速度は1.0nm/min(SiO2換算)、加速電圧3kV、ラスター2×2mmとした。結果を図5に示す。
(i)有機物の影響−1
前述した前記電縫管を上記の要領により1%塩酸で15秒間処理したものに、製管時に用いた潤滑剤、および一般的な防錆油の二つをそれぞれ塗布してから、それぞれ実験した。結果を表4にまとめて示す。
(ii)有機物の影響−2
製管時のしごき模擬するため、先端1Rの工具を荷重100kgで前記のめっき原板の表面に押し付け、1方向へ4回繰り返した。このとき、潤滑油の使用/不使用の影響も調査した。結果を表5にまとめて示す。
(iii)経時変化による酸化物再形成の影響
前記電縫管を1%塩酸に15秒間液処理したものを、そのまま恒温恒湿槽に入れた。恒温恒湿槽の条件は、(a)温度50℃、湿度30%、期間1週間、(b)温度50度、湿度95%、期間1週間、の2種類とした。
1a めっき鋼材
1b 熱処理鋼材
2 支持手段、支持ロール
3 押し出し装置
4 可動ローラダイス
5 誘導加熱コイル
6 冷却装置
7 製造装置
Claims (8)
- 亜鉛系めっき鋼材の少なくとも一部に、塑性変形が可能な温度域または焼入れが可能な温度域への加熱を行って得られる亜鉛系熱処理鋼材であって、前記加熱を行われた部分の表面に存在するめっき層の付着量が片面当たり20〜100g/m 2 であり、当該めっき層のFe濃度が10〜35質量%であり、さらに、当該めっき層の表面の中心線平均粗さRaが0.5〜2.5μmである亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法であって、少なくとも一部に形成されるめっき層の付着量が片面当たり30〜150g/m2であるとともに当該めっき層中に20質量%以下のFeを含有する亜鉛系めっき鋼材を、めっき層を溶解し得る溶液と接触させ、0.2g/m2以上めっき層を溶解させ、乾燥させてから、30℃/秒以上の昇温速度で焼入れが可能な温度域への加熱を行ってから30℃/秒以上の冷却速度での冷却を行うことを特徴とする亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 亜鉛系めっき鋼材の少なくとも一部に、塑性変形が可能な温度域または焼入れが可能な温度域への加熱を行って得られる亜鉛系熱処理鋼材であって、前記加熱を行われた部分の表面に存在するめっき層の付着量が片面当たり20〜100g/m 2 であり、当該めっき層のFe濃度が10〜35質量%であり、さらに、当該めっき層の表面の中心線平均粗さRaが0.5〜2.5μmである亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法であって、少なくとも一部に形成されるめっき層の付着量が片面当たり30〜150g/m2であるとともに当該めっき層中に20質量%以下のFeを含有する亜鉛系めっき鋼材を、めっき層を溶解し得る溶液と接触させ、0.2g/m2以上めっき層を溶解させ、乾燥させてから、30℃/秒以上の昇温速度で塑性変形が可能な温度域への加熱を行い、当該加熱をされた部分に、曲げモーメントを付与してから30℃/秒以上の冷却速度での冷却を行うことを特徴とする亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 亜鉛系めっき鋼材の少なくとも一部に、塑性変形が可能な温度域または焼入れが可能な温度域への加熱を行って得られる亜鉛系熱処理鋼材であって、前記加熱を行われた部分の表面に存在するめっき層の付着量が片面当たり20〜100g/m 2 であり、当該めっき層のFe濃度が10〜35質量%であり、さらに、当該めっき層の表面の中心線平均粗さRaが0.5〜2.5μmである亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法であって、少なくとも一部に形成されるめっき層の付着量が片面当たり30〜150g/m2であるとともに当該めっき層中に20質量%以下のFeを含有する亜鉛系めっき鋼材を、めっき層を溶解し得る溶液と接触させ、0.2g/m2以上めっき層を溶解させ、乾燥させてから、30℃/秒以上の昇温速度で焼入れが可能な温度域への加熱を行い、前記加熱をされた部分に曲げモーメントを付与してから30℃/秒以上の冷却速度での冷却を行うことを特徴とする亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 前記めっき層が6.5質量%以下のAlを含有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 前記めっき層を溶解し得る溶液が塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、過酸化水素、重曹、硫安、アンモニア、水酸化ナトリウムのいずれか一種、または二種以上を含む水溶液である請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 前記めっき層が5.5質量%以下のAlを含有することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載された亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 前記水溶液または前記溶液と接触した直後の前記亜鉛系めっき鋼材の酸化膜の厚さが30nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
- 前記亜鉛系めっき鋼材は、その長手方向へ向けて断続的または連続的に送られながら、支持手段により支持されるとともに、該支持手段の下流側に配置されるとともにその位置が二次元または三次元に移動自在である可動ローラダイスによって回転自在に支持され、さらに、前記加熱は、当該可動ローラダイスと前記支持手段との間であって前記亜鉛系めっき鋼材の外周に当該亜鉛系めっき鋼材から離間して配置される加熱手段によって行われるとともに、前記冷却は、当該加熱手段と前記可動ローラダイスとの間に配置される冷却手段によって行われる請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載された亜鉛系めっき熱処理鋼材の製造方法。
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