JPH02138490A - 接着性高炭素熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、接着性高炭素熱延鋼板の製造方法に関し、詳
細には、建築、輸送機器等の分野で用いられ、優れた接
着性を必要とする高炭素熱延鋼板の製造方法に関するも
のである。

（従来の技術） 高炭素熱延鋼板は、強化元素としてのＣを多量含有して
いるため、ａ板と鋼板或いは他材料との接合に多用され
ている”アーク溶接、スポット溶接等の溶接施工をした
際、割れを発生し易いという欠点がある。溶接以外の接
合方法としては、リベット或いはかしめによる方法があ
るが、これらは効率が低いという問題点がある。

近年、このような高炭素熱延鋼板の接合方法として、樹
脂（接着剤）により接着する方法（以降、接着法という
）が検討されており、実用化が進んでいる。

上記接着法に関し、当初は連結が目的であり、あまり高
い強度が要求されなかったが、最近は接着剤の強度の向
上および接着技術の進歩によって、より高い強度の実現
が要望されるようになってきた。

従来、このような接着法を適用する場包において、高炭
素熱延鋼板としては、−ａ的には通常の熱延鋼板の製造
方法によって製造される高炭素熱延鋼板が使用される。

この通常の製造方法とは、鋼を熱間圧延し、コイル状に
巻き取った後、酸洗処理するというものである。このと
き、酸洗処理は、熱間圧延で生成したスケールを除去す
るために行われるものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記接着法において、得られる接着部の強度
（以降、接着強度という）は、接着剤自体の強度、及び
、接着剤と鋼板等の被着物との界面の強度（以降、界面
強度という）により支配される。従って、界面強度が接
着剤自体の強度以上であるとき、接着剤の機能が最大限
に発揮され、最大の接着強度が得られることになる。

ところが、前記通常の製造方法によって製造される高炭
素熱延鋼板は、前記接着法により接着する場合、接着剤
自体の強度に比較して、界面強度が橿めて低く、接着強
度が低いという欠点があり、その改善が要望されている
。

そこで、この界面強度を高めるため、熱延鋼板の表面（
接着面）に、更に研削加工等の機械加工、或いは、カッ
プリング剤処理等の前処理を施す事が、検討されている
。しかし、これらの方法は、熱延鋼板に特別の加工およ
び処理を付加的に施すものであるので、製造工程数の増
加を招き、又製造コストの大幅な上昇を招くという弊害
がある、又、充分な界面強度が得られていない。更に、
。

Ｉ鋼板のプレス成形部材等のように、形状が複雑な被着
物においては、局部的な接着面加工および処理が実質的
に不可能となる。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、製造工程数の増加および製造コストの大幅な上昇
を招く事なく、界面強度を高めることができ、そのため
高い接着強度が得られる接着性高炭素熱延鋼板の製造方
法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は次の様な構成の接着
性高炭素熱延鋼板の製造方法としている。即ち、本発明
に係る接着性高炭素熱延鋼板の製造方法は、Ｃ：０．３
５〜０．８５　ｗｔＺ、Ｓｉ：Ｏ，！５〜０．５０−ｔ
χ、Ｍｎ：０．３〜３．Ｏｗｔχ、Ｓｏｌ、Ａ１：０．
０１〜０．１０ｗｔχを含み、残部が鉄及び不可避的不
純物からなる鋼を、熱間圧延し、コイル状に巻き取った
後、酸洗処理する接着性熱延鋼板の製造方法であって、
前記熱間圧延の仕上温度を８００℃以上にし、該熱間圧
延仕上時点からコイル巻き取り開始迄の間での鋼の平均
冷却速度を４０℃／ｓｅｃ以下にし、前記コイル巻き取
りを６５０〜７１．０　’　Ｃの範囲内の温度で行い、
前記酸洗処理を塩酸濃度：５〜２０ｖｏｌ％、温度：７
０〜９５°Ｃの塩酸水溶液中に、２０〜１２０秒間の範
囲であり、且つ、下記式の関係を満足する時間浸漬して
行うことを特徴とする接着性熱延鋼板の製造方法である
。

３０００　＜　Ａ　Ｘ　Ｔ　Ｘ　ｔ　””　＜２０００
０但し、上式において、Ａは塩酸水溶液の塩酸濃度（ν
ｏｌＸ）、Ｔは塩酸水溶液の温度（℃）、ｔは塩酸水溶
液中への浸漬時間（ｓｅｃ）である。

（作　用） 本発明は、種々の組成の鋼について、種々の製造条件で
高炭素熱延鋼板（熱間圧延、コイル状に巻き取り、酸洗
処理したもの）を製し、該熱延鋼板同志を接着法により
接着して接着材を作り、これらについて熱延鋼板の製造
条件と、表面形状と、接着強度との関係を克明に調査し
た結果、得られた下記知見に基づき完成されたものであ
る。

第１図に、本発明に係る酸洗処理後の熱延鋼板の断面図
の一例を示す。尚、第１図は該鋼板の断面顕微鏡写真に
基づき、それを写して作成したものである。図中（１）
は鋼板の表面を示し、、、　（２）は鋼板の内部を示す
ものである。第２図に、表面形状（横軸：凹凸部の輪郭
の線長と直線長さどの比）と、接着強度（縦軸；引張接
着強度（Ｋｇ／ａｍ”）　）との関係の一例を示す。酸
洗処理後の熱延鋼板が、第１図に示すような、孔食状の
凹凸形状の表面を有するとき、アンカー効果により接着
強度が向上する事を知見した。特に、該凹凸形状が、第
２図に示すように、該凹凸部の輪郭の線長と直線項さと
の比（以降、線長増加比という）が１．３以上であり、
且つ前記凹部の深さが４μ−以上になったとき、接着強
度が顕著に向上するようになる事を知見した。尚、上記
輪郭の線長及び直線長さとは、例えば熱延鋼板の板幅方
向で観ると、後者は該板幅であり、前者は凹凸部の輪郭
に沿った実長である。

このように接着強度が顕著に向上する凹凸形状は、従来
の高炭素熱延鋼板の製造方法では得られておらず、特定
の高炭素熱延鋼板製造条件で得られる事を知見した。

上記特定条件は、鋼の組成、熱間圧延条件、コイル巻き
取り温度、コイル巻き取り後の酸洗処理条件などと密接
な関係がある。即ち、該特定条件は、綱の組成について
は、Ｃ：０．３５〜０．８５　ｗｔ％、Ｓｉ：０．１５
〜０．５０　ｗｔ％、Ｍｎ：０．３〜３．Ｏｗｔχ、Ｓ
ｏｌ、Ａｌ　：０．０１〜０．１０　ｗｔＸである。政
綱の熱間圧延については、その仕上温度が８００℃以上
、核熱間圧延仕上時点からコイル巻き取り開始迄の間で
の鋼の平均冷却速度（核間に低下した温度幅／上聞の時
間幅）が４０°Ｃ／ｓｅｃ以下、又、コイル巻き取り温
度が６５０〜７１０°Ｃの範囲内の温度である。

更に、酸洗処理条件については、酸洗浴が塩酸濃度：５
〜２０ｖｏｌ％、温度：７０〜９５°Ｃの塩酸水溶液で
あり、その浴中への浸漬時間が２０〜１２０秒間の範囲
であり、且つ下記式の関係を満足する時間である。

３０００　＜　Ａ　Ｘ　Ｔ　Ｘ　ｔ　＋”　＜２０００
０但し、上式において、Ａは塩酸濃度（ν０１χ）、Ｔ
は温度（℃）、【は浸漬時間（ｓｅｃ）である。

そこで、本発明は、かかる特定条件を充たすようにした
ものである。即ち、本発明に係る接着性高炭素熱延鋼板
の製造方法は、前記の如き構成としているので、上記特
定条件を充たし得る。

故に、本発明に係る高炭素接着性熱延鋼板の製造方法に
よれば、孔食状凹凸形状の表面を有する接着性高炭素熱
延鋼板であって、該凹凸形状の線長増加比が１，３以上
であり、且つ該凹部の深さが４μＩ以上である孔食状凹
凸形状の表面を有する接着性高炭素熱延鋼板が得られる
ようになる。従って、接着強度を顕著に向上し得るよう
になるのである。

本発明に係る接着性高炭素熱延鋼板の製造方法において
、鋼組成に関してＣを０．３５〜０．８５　ｗｔＸとし
ているのは、０．３５ｗｔχ未満では前記接着強度を向
上し得る孔食状凹凸形状が得られず、又、０．８５ｗｔ
χを越えると前記四部法さが４μ−未満となり、接着強
度が急激に低下するからである。

Ｓｉを０．１５〜０．５０ｗｔχとしているのは、０．
１５ｗｔＸ未満では前記孔食状凹凸形状が得られず、ま
た、０．５０ｗｔχを越えると前記凹部法さが４μ蒙未
満となり、接着強度が急激に低下するからである。

Ｍｎを０．３〜３．０ｗｔχとしているのは、０．３ｗ
ｔχ未満では前記孔食状凹凸形状が得られず、又、３．
Ｏｗｔχを越えると前記凹部法さが４μ−未満となり、
接着強度が急激に低下するからである。Ｓｏｌ、＾１を
０．０１〜０．１０ｗｔχとしているのは、本発明に係
る接着性熱延鋼板の製造方法はＡｔキルド鋼に関するも
のであり、０．０１ｗｔＸ未満では充分の脱酸がなされ
ず、又、０．１０ｗｔ、χを越えると脱酸効果が飽和す
るからである。尚、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｒ等の元素は、接着強
度に影響しないので、これらを含んでも支障を来さない
ものである。

熱間圧延に関し、熱間圧延の仕上温度をＩ’ｌＯＯ°Ｃ
以上にしているのは、８００°Ｃ未満では、フェライト
域で圧延される度合いが高くなり、鋼板表面に粗大な結
晶が生成し易くなるので、酸洗の際の腐食が不均一にな
り、そのため前記接着強度を向上し得る孔食状凹凸形状
を確実に得るのが困難となり、接着強層を安定して向上
させられなくなるからである。尚、８００６Ｃ未満では
圧延時の変形抵抗が大きくなるので、その点でも好まし
くない。

熱間圧延仕上時点からコイル巻き取り開始迄の間での鋼
の平均冷却速度を４０℃／ｓｅｃ以下にしているのは、
４０°Ｃ／ｓｅｃを越えると＆Ｉ１ｍが不均一になるの
で、酸洗の際の腐食が不均一になり、そのため前記接着
強度を向上し得る孔食状凹凸形状が確実に得るのが困難
となり、接着強度を安定して向上させられなくなるから
である。

コイル巻き取り温度を６５０〜７１０６Ｃの範囲内の温
度にしているのは、６５０℃未満で巻き取りした場合は
、酸洗の際の腐食が不均一になり、７１０℃を越えると
酸洗性が劣下し、生産性が低下するという弊害が生じる
からである。

酸洗処理に関し、その浴として塩酸水溶液を用いるよう
にしているのは、塩酸は表層部との反応が速く、地鉄に
対する反応が遅いため、表層部から溶解が進行し、硫酸
のようにスケールに亀裂を発生させる処理が不要となる
からである。又、酸洗浴中の鉄分濃度は酸洗の速度に影
響を及ぼすが、塩酸の場合は反応生成物のＰｅＣ１ｇの
溶解度が大きいため、他の酸に比較して上記影響が極め
て小さいからである。

塩酸水溶液の塩酸濃度を５〜２０ｖｏｌχとしているの
は、５νｏ１χ未満では熱延ｍ板のスケール除去そのも
のが不十分となり、又、２０νｏｌＸを越えると酸洗後
の鋼板のｌηれが著しくなるからである。

塩酸水溶液の温度を７０〜９５°Ｃとしているのは、７
０°Ｃ未満では酸洗反応が低速になることから長時間の
処理が必要となって、生産性低下が大きくなり、又、９
５°Ｃを越えると過酸洗となって歩留低下が大きくなる
からである。

塩酸水溶液中への浸漬時間を、先ず２０〜１２０秒間の
範囲としているのは、２０秒未満では酸洗としてのスケ
ール除去が不十分となり、又、１２０秒を越えると生産
性が大きく低下する他、塩酸濃度、浴温度によっては過
酸洗となるからである。

又、式３０００　＜　Ａ　ｘ　Ｔ　ｘ　ｔ　””　＜２
００００の関係を満足する時間としているのは、ＡｘＴ
×ｔ”２が３０００未満では、スケールが充分ＩＩ　翻
しないか、或いは前記孔食状凹凸形状が得られなくなり
、接着強度が急激に低下し、又、２００００を越えると
生産性が著しく低下するばかりでなく、粒界浸食量が大
きくなり過ぎて、鋼板自体の強度の低下を招くからであ
る。

本発明に係る接着性高炭素熱延鋼板の製造方法は、工程
的に観ると、鋼を熱間圧延し、コイル巻き取り後、酸洗
処理するというものであり、従来の高炭素熱延鋼板の製
造方法の場合に比較し、製造工程数の増加を招くもので
はない、又、それ故、製造コストの大幅な上昇を招くも
のでもない。

従って、本発明によれば、製造工程数の増加および製造
コストの大幅な上昇を招く事なく、高い接着強度を有す
る接着性高炭素熱延鋼板が得られるようになるのである
。

（実施例） 本発明の実施例を以下に説明する。

災嵐桝土 組成が種々異なる転炉溶製鋼（スラブ）を１２００００
に加熱した後、板厚：２．ｈｍにする熱間圧延を行い、
次いでシャワー冷却し、コイル状に巻き取った。尚、熱
間圧延の仕上温度、熱間圧延仕上時点からコイル巻き取
り開始迄の間でのｊｉｌ　（３，；’１１１１板）の平
均冷却速度、及び、コイル巻き取りの温度を種々変化さ
せた。

コイルを解きながら、鋼（２，８ｍ−仮）を酸洗ライン
に送り、塩酸水溶液（浴）による酸洗処理を行った。尚
、この浴の塩酸濃度は９〜１２νｏｆχ、温度は６６〜
８７°Ｃの範囲で種々変化させた。ヌ、浴への鋼（２，
８ｍｍ板）の浸漬時間は、２９〜１７０秒間の範囲で変
化させた。これらの変化に伴い、ＡＸＴＸ　ｔ１７２の
値を４１０６〜６１８３の範囲で種々変化させた。

酸洗処理された鋼板より、２０１ＩＩＩＩφの円板を採
取し、円板の片面にエポキシ系樹脂接着剤（セメダイン
１５００　）を塗布し、円板同志を合わセた後、加圧力
４Ｋｇ／ｃ＋ｗｉにして、８０℃で１時間加熱して硬化
熱処理を行った。このようにして得られた接着材につい
て、接着強度試験を行った。尚、酸洗処理された鋼板に
ついて、断面の顕＠鏡観察を行い、酸洗処理後の熱延鋼
板における孔食状の凹凸形状部の輪郭の線長および凹部
の深さを測定し、又、線長増加比を求めた。

一方、熱間圧延され、コイル状に巻き取られた綱（２，
８ａ＋ｓ板）の一部について、鋼板表面の機械切削各行
い、表面粗さがＲａにして０．１３の鋼板を得た。この
鋼板から、２Ｑｍｍφの円板を！果敢し、上記と同様の
方法により、円板同志の接着・硬化熱処理、及び、接着
強度試験を行った。

接着強度試験結果を、線長増加比等七共に第３表に示す
。又、第１表に鋼組成、第２表に熱間圧延の仕上温度等
および酸洗処理条件を示す。

これらの表から判るように、従来の表面研削材を接着し
たもの（実験Ｎｏ、１０のもの）は、引張接着強度が６
３０Ｋｇ／ｃｍ”である。これは、熱間圧延上がりの鋼
板同志を接着したものに比較すると高い値であるが、充
分な接着強度ではない。

これに比較して、本発明に係る製造方法により得られた
熱延鋼板を接着したもの（実ＷＪ、Ｎｏ、４．７．８及
び９のもの）は、引張接着強度が７９０〜１．１２０Ｋ
ｇ／ａｍ”であって、極めて高い接着強度を有している
。

尚、実ＭＮｏ、１，２．３．５及び６のものは、熱間圧
延後酸洗処理して得た熱延鋼板を接着したものであるが
、該鋼板の製造条件は本発明に係る第２表 第１表 第３表 製造方法での製造条件とは異なっている。そのため、引
張接着強度が５９０〜６８０Ｋｇ／ｃｍ”であり、比較
的接着強度が低い。これは、本発明に係る製造方法の場
合に比較し、実験Ｎｏ、　１ものはｃｌが低いため、又
、実験Ｎｏ、２および６のものはコイル巻き取り温度が
低いためである。実験Ｎｏ、　３のものは酸洗処理の浴
温度が低いため、又実験Ｎｏ、　５のものは浸漬時間が
長いためである。

（発明の効果） 本発明に係る接着性高炭素熱延鋼板の製造方法によれば
、製造工程数の増加および製造コストの大幅な上昇を招
く事なく、高い接着強度を有する接着性高炭素熱延鋼板
が得られるようになる。

更に、薄鋼板のプレス成形部材等のように、形状が？Ｊ
［雑な被着物においても、問題なく高い接着強度を得る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る酸洗処理後の熱延鋼板の断面図
の一例を示す図、第２図は、表面形状（横軸：凹凸部の
輪郭の線長と直線長さとの比）と、接着強度（縦軸：引
張接着強度（Ｋｇ／ｃｍ”）　）関係の一例を示す図で
ある。 （１）−綱板の表面　　　（２）−鋼板の内部特許出願
人　　株式会社　神戸製慎所 代理人　　　　弁理士　　金丸　章− との

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．３５〜０．８５ｗｔ％、Ｓｉ：０．１５
   〜０．５０ｗｔ％、Ｍｎ：０．３〜３．０ｗｔ％、Ｓｏ
   ｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１０ｗｔ％を含み、残部が鉄
   及び不可避的不純物からなる鋼を、熱間圧延し、コイル
   状に巻き取った後、酸洗処理する接着性熱延鋼板の製造
   方法であって、前記熱間圧延の仕上温度を８００℃以上
   にし、該熱間圧延仕上時点からコイル巻き取り開始迄の
   間での鋼の平均冷却速度を４０℃／ｓｅｃ以下にし、前
   記コイル巻き取りを６５０〜７１０℃の範囲内の温度で
   行い、前記酸洗処理を塩酸濃度：５〜２０ｖｏｌ％、温
   度：７０〜９５℃の塩酸水溶液中に、２０〜１２０秒間
   の範囲であり、且つ、下記式の関係を満足する時間浸漬
   して行うことを特徴とする接着性熱延鋼板の製造方法。 ３０００≦Ａ×Ｔ×ｔ＾１＾／＾２≦２００００但し、
   上式において、Ａは塩酸水溶液の塩酸濃度（ｖｏｌ％）
   、Ｔは塩酸水溶液の温度（℃）、ｔは塩酸水溶液中への
   浸漬時間（ｓｅｃ）である。