JPH0239585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工性の優れためつき層を有するガ
ルバニールド鋼板に関するものである。 ガルバニールド鋼板は、溶融亜鉛めつき直後の
めつき鋼板を加熱処理することによつて、めつき
層に鉄−亜鉛合金相を成長させためつき鋼板であ
る。その鉄−亜鉛合金相として、一般にはη相、
ζ相、δ₁相およびΓ相の各相が知られており、こ
れら各合金相の鉄濃度はΓ相（20〜28wt％）が
高く、つづいてδ₁相（7.0〜11.4wt％）、ζ相（5.5
〜6.2wt％）、η相（０〜0.003wt％）の順となつ
ている。 現在市販されているガルバニールド鋼板のめつ
き層はδ₁相を主体としているが、その多くはめつ
きがδ₁単独相からなつている。しかし、市販品の
中には、δ₁のほかに少量の（Γ＋δ₁）混合相の成
長が認められるものもある。また、市販品のガル
バニールド鋼板のめつき層中鉄濃度は７〜12wt
％である。 他方、従来のガルバニールド鋼板のめつき層特
性について、本発明者等の研究によれば、塗膜密
着性、塗装後耐食性および溶接性が優れている。
このため、この長所が生かされ得る自動車工業、
家電機器工業、建材工業等の分野で多量に用いら
れている。しかし、同分野では成形加工が不可欠
である場合が多く、例えば自動車車体の成形には
プレス加工が用いられる。この時、従来のガルバ
ニールド鋼板のめつき層は粉末状または箔状に剥
離し、この部分の塗装後耐食性が劣化することな
ど、めつき層加工性に係わる問題のあることが判
つた。 このめつき層加工性が劣る点に関し、これまで
にいくつかの加工性の改良方法が試みられてい
る。例えば、特公昭49−4134号では、従来のめつ
き表層までδ₁相でなるめつき層にかえて、めつき
表層部を（η＋ζ）混合相からなるめつき層とし
ている。しかしながら、本発明者等の研究によれ
ば、これまでに公知となつた方法では、めつき表
層までδ₁相でなる従来のガルバニールド鋼板に比
べて、めつき層加工性はそれほど改良されず、溶
接性、塗装後耐食性などの特性は逆に劣化する傾
向が認められた。 従来のめつき層加工性改良法がそれぞれ効果的
でない理由については、次のように推察される。
すなわち、本発明者等の研究によれば、めつき層
加工性とめつき層中鉄濃度とは密接な関係があ
り、めつき層加工性はめつき層中鉄濃度が上昇す
るにつれて反比例的に劣化する。このため、めつ
きだけをδ₁相から（η＋ζ）混合相としても、鉄
濃度はそれほど低下せず、従つて加工性改良効果
も殆ど期待できないものである。なお、加工性改
良効果が期待できるところまで鉄濃度を下げ、例
えば3wt％とした場合、一般的なガルバニールド
鋼板の目付量（片面当り20〜130g／m²）ではめ
つき層の最表層η相からなり、塗装後耐食性、溶
接性および塗膜密着性などの特性は著しく低下す
る。すなわち、めつき層加工性は改良されるが、
その犠牲としてガルバニールド鋼板が本来具備す
る他の特性が劣化してしまう。 従つて、本発明の目的は上述した実状に鑑み、
ガルバニールド鋼板が具備する優れた特性を保持
し、かつ加工性の優れたガルバニールド鋼板を提
供しようとするにある。 本発明のガルバニールド鋼板は、めつき層中鉄
濃度が15〜27wt％であり、かつ、めつき層の鉄
−亜鉛合金相組成が鋼板素地側から、Γ相、（Γ
＋δ₁）混合相、δ₁相の順でなるか、あるいはΓ
相、（Γ＋δ₁）混合相の順でなるか、あるいはΓ
相単独でなるめつき層を有する。このようにめつ
き層を規制する理由は、次のような理由に基づ
く。 第１図は、めつき層中鉄濃度とめつき層加工性
との関係についての本発明者等の研究結果を示す
ものである。この図から次のようなことがわか
る。すなわち、めつき層加工性は、鉄濃度約
12wt％以下の範囲では鉄濃度の上昇に伴つてほ
ぼ反比例的に劣化する。12〜13wt％の範囲では
最低位一定となり、13〜15wt％の範囲では鉄濃
度の上昇に伴つてほぼ比例的に改良される。そし
て15〜27wt％の範囲では最も優れた状態が持続
する。約28％以上になると再び劣化することが判
明した。すなわち、従来のガルバニールド鋼板の
めつき層中鉄濃度範囲（７〜12wt％）では、め
つき層加工性は鉄濃度の上昇に伴つて劣化すると
した、これまでの定説は正しいことが判る。とこ
ろが、従来よりめつき層中鉄濃度を著しく高めた
ところに、めつき層加工性が著しく優れる鉄濃度
範囲が存在したのである。従つて、本発明のガル
バニールド鋼板においては、上記知見に基づき、
めつき層中鉄濃度範囲を15〜27wt％に限定する。
なお、第１図における加工性の評価方法は以下の
通りである。 試験面を圧縮側として90度曲げ加工を実施し、
曲げ加工部にセロテープを接着した後、これをは
がして、テープに付着した剥離めつき量を下記の
５段階評価基準により評価した。 １…全く剥離なし ２…剥離量極く少量 ３…剥離量小 ４…剥離量中 ５…剥離量大 また、鉄−亜鉛合金相組成について、従来のガ
ルバニールド鋼板および本発明のガルバニールド
鋼板それぞれのめつき層を、Ｘ線回折装置、Ｘ線
マイクロアナライザーおよび光学顕微鏡などによ
り研究した結果、第２図に示すようなことが判明
した。すなわち、めつき層中鉄濃度が高くなるほ
ど鋼板との接触界面１寄り（鋼板素地寄り）に鉄
濃度の高い合金相が生長する。また、鉄濃度範囲
７〜12wt％（第１図の範囲参照）、すなわち従
来のガルバニールド鋼板のめつき層２は、鋼板と
の接触界面１に近い側からめつき表層３にかけ
て、δ₁相、ζ相、（η＋ζ）混合相の順でなるか、
あるいはδ₁相、ζ相、η相の順でなるか、あるい
はδ₁相、ζ相の順でなるか、あるいは（Γ＋δ₁）
混合相、δ₁相の順でなるか、あるいはδ₁相単独で
なり、かつ鋼板素地寄りは必ずδ₁又は（Γ＋δ₁）
混合相でなつている。 これに対し、鉄濃度範囲が15〜27wt％（第１
図の範囲参照）の本発明のガルバニールド鋼板
のめつき層２は、鋼板との接触界面１に近い側か
らめつき表層３にかけて、Γ相、（Γ＋δ₁）混合
相、δ₁相の順でなるか、あるいはΓ相、（Γ＋δ₁）
混合相の順でなるか、あるいはΓ相単独でなり、
かつ鋼板素地寄りは必ずΓ相からなる。このよう
に、本発明のガルバニールド鋼板のめつき層の鉄
−亜鉛合金相組成は、従来のものと全く異なるの
である。 本発明のガルバニールド鋼板のめつき層加工性
が従来のガルバニールド鋼板に比べて著しく優れ
ている理由は、前述のように、本発明のガルバニ
ールド鋼板のめつき層と従来のものとは合金相組
成、特にめつき層の加工による剥離に強く影響す
ると考えられる鋼板素地寄りの合金相の相異が、
めつき加工性に大きく影響したものと考えられ、
鋼板素地寄りのΓ相からなる層の存在が本発明の
めつき加工性を著しく改良したものと推察され
る。 なお、めつき層の合金相組成に関し、本発明者
等の研究によれば、目付量によつては第２図に示
すような鉄濃度との関係にならない場合がある。
例えば、目付量が一般のガルバニールド鋼板（目
付量20〜130ｇ／m²）よりも著しく多い場合、加
熱処理によつて鋼板素地寄りにΓ相からなる層が
生成し、かつ鉄濃度が15wt％であつても、表層
部は本発明のようにδ₁相、あるいは（Γ＋δ₁）混
合相、あるいはΓ相とならない場合がある。その
理由は、加熱処理による合金相の生長がめつき層
中への鉄原子の拡散によつて起り、その鉄原子の
拡散が、通常、鋼板素地寄りは高く、鋼板表面か
ら遠去かるにつれて低くなるという鉄濃度勾配を
有しながら起ることから、目付量が大きいとその
分だけめつき表層部では鉄濃度が下がることにな
る。その結果、めつき表層部は、η相あるいはζ
相のように鉄濃度の低い合金相からなる場合も起
り得るのである。しかし、本発明者等の研究によ
れば、一般的なガルバニールド鋼板の目付量（片
面130ｇ／m²以下）においては、上述したような
ことは起らず、本発明において規制する合金相組
成になることを確認している。 次に、本発明を実施例につき具体的に説明す
る。 低炭アルミニウムキルド鋼板（板厚0.8mm）を
素材として、ゼンジマー法連続溶融亜鉛めつきラ
インにおいて、溶融亜鉛めつき（亜鉛浴中Al濃
度0.15wt％、目付量片面50ｇ／m²）した後、直ち
に加熱処理炉内に導き、昇温速度12〜30℃／秒、
平均板温500〜750℃、保持時間４〜100秒間の加
熱処理条件で、従来のガルバニールド鋼板および
本発明のガルバニールド鋼板を製造した。なお、
本発明のガルバニールド鋼板の製造に際しては、
標記加熱条件範囲において、従来のガルバニール
ド鋼板の場合よりも高平均板温側、長保持時間側
の条件とした。得られた試料につき、めつき層中
鉄濃度、合金相組成を調べ、めつき層加工性およ
び溶接性を下記の試験により調べた。 (1) めつき層加工性 (1‐1) プレス加工 実プレス機により、試験面をポンチ側とし
てプレスプレス加工した後、めつき層の剥離
強度を（１−４）の方法で評価した。 (1‐2) 折り曲げ試験 試験面が圧縮側となるように90度曲げし、
曲げ部にセロテープを接着し、それをはがし
てテープに付着した剥離めつき量を（１−
４）の方法で評価した。 (1‐3) 衝撃試験 重量の重さ：1000Kg、ポンチ径：1/2イン
チ、高さ50cmの衝撃条件で、試験面が張力側
となるように衝撃を加え、加工部（突出部）
にセローテープを接着し、それをはがしてテ
ープに付着した剥離めつき量を（１−４）の
方法で評価した。 (1‐4) めつき層加工性評価方法 ◎…全く異常なし ○…極くわずかに剥離あり △…剥離程度中 ×…剥離程度大 (2) 溶接性 点溶接機により連続的に溶接し、１対の電極
で可能な打点数で溶接性の評価をした。 ◎…8000点以上 ○…5000〜8000 △…2000〜5000 ×…2000点以下 上記諸試験結果を示す第１表から明らかなよう
に、本発明の合金相組成および鉄濃度のめつき層
を有するガルバニールド鋼板は、そのめつき層加
工性がいずれの評価方法であつても、従来のガル
バニールド鋼板よりも著しく優れているばかりで
なく、溶接性に関しても、本発明のガルバニール
ド鋼板は従来のものより著しく優れていることが
わかる。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図はガルバニールド鋼板のめつき層中鉄濃
度とめつき層加工性との関係を示すグラフ、第２
図はガルバニールド鋼板のめつき層中鉄濃度とめ
つき層の鉄−亜鉛合金相組成との関係を示す図で
ある。 符号の説明 １……鋼板界面、２……めつき
層、３……めつき層表面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ めつき層中鉄濃度が15〜27wt％であり、か
   つ、めつき層の鉄−亜鉛合金相組成が鋼板素地か
   らめつき層表面にかけて、Γ相、（Γ＋δ₁）混合
   相、δ₁相の順である鉄−亜鉛合金化めつき層を有
   することを特徴とするめつき層加工性の優れたガ
   ルバニールド鋼板。 ２ めつき層中鉄濃度が15〜27wt％であり、か
   つ、めつき層の鉄−亜鉛合金相組成が鋼板素地か
   らめつき層表面にかけて、Γ相、（Γ＋δ₁）混合
   相の順である鉄−亜鉛合金化めつき層を有するこ
   とを特徴とするめつき層加工性の優れたガルバニ
   ールド鋼板。 ３ めつき層中鉄濃度が15〜27wt％であり、か
   つ、めつき層の鉄−亜鉛合金相組成が鋼板素地か
   らめつき層表面にかけてΓ相単独でなる鉄−亜鉛
   合金化めつき層を有することを特徴とするめつき
   層加工性の優れたガルバニールド鋼板。