JPH03111519A - 高ｒ値を有する高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - 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、Ｃｕを添加した鋼を用いることによって、高
強度で従来にない高ｒ値の溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
る方法に関するものである。

最近の利用者側からの加工用冷延鋼板に対する特性値上
の要求は、高強度であると同時に、高い加工性および高
い防錆性を保持していることである。

本発明は、これらの要求に応える鋼板を提供する製造方
法に関するものである。

（従来の技術） Ｃｕを添加した鋼を用い、冷間圧延後の連続焼鈍条件を
限定することによって、加工性が良い（高ｒ値）の高強
度冷延鋼板が製造できることは、本発明者等によって、
特開昭６４−４４２９号公報に提案されているように、
すでに公知である。

この鋼板に、さらに防錆性を付与するには、電気亜鉛め
っきを施すことによって可能である。しかし、より高防
錆性を得るために、電気亜鉛めっき鋼板で目付けを多く
することは経済的に困難であり、そのためには、溶融亜
鉛めっきの方がふされしい。

しかし、特開昭０４−４４２９号公報記載の発明鋼板を
、通常の連続焼鈍ラインを通して溶融亜鉛めっきをする
と、この成分範囲ではめっき密む性が悪く、高防錆性を
満足するものとはならない。また、特開昭６４−４４２
９号公報記載の発明の冷延鋼板を、冷延後すぐ溶融めっ
きラインを通したものも、めっき密着性が悪いだけでは
なく、析出処理工程がないので強度が得られず、新しい
高防錆性鋼板の要求を満足するものにならなかった。

（発明が解決しようとする課題） 最近、高加工変形を必要とする複雑な形状をした部分が
増えてきていることとあわせて、部品の高強度化と、鋼
板の薄手化による部品の軽量化を図っていく必要性が高
くなっており、同時に、高防錆性が必要になってきた。

即ち、加工性を具備した高強度溶融亜鉛めっき鋼板の利
用者側がらの要求が、益々強まるばかりであるが、従来
の鋼板では、このような利用者側の要求を到底満たすこ
とはできない。

これまでに、高ｒ値で引張強さ４５〜７５）ｃｇｒ／ｍ
ａｌの高強度冷延鋼板は得られている。しかし、この鋼
板は、あくまで高ｒ値と高強度についてだけであり、溶
融亜鉛めっき性を得る方法については（ｂｌら考慮され
ていない。すなわち、これまで溶融亜鉛めっきした高ｒ
値を有する高強度鋼板は得られていない。

このような実状に鑑み、また前述した要望に応えるため
、本発明は、引張強さが４５〜７５ｋｇ１’１０ｕｆｌ
の範囲であり、しかも高いｒ値が得られる新規な高強度
溶融亜鉛めっき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） 本発明者等は、現在通常に採用されている工業的規模で
の連続焼鈍方式と、連続溶融亜鉛めっき方式の両方のラ
インを利用する高ｒ値の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の工
業的製造方法を前提にし、低炭素鋼に、種々の元素を単
独あるいは複合添加する研究を行った。その結果、Ｃｕ
を添加した鋼のＣ量、Ｓｔ量の低減、Ａｉｌの制限、お
よび、溶融めっきラインの温度条件の制限によって、高
強度で、高いｒ値を有し、かつ、同時に良好なめっき性
を有する鋼板を製造しうろことを新規に知見した。

本発明は上記知見にもとづきなされたものである。すな
わち、本発明の高ｒ値を有する高強度溶融亜鉛めっき鋼
板は、重量％として、Ｃ：Ｏ，０１０％以下、Ｓ　ｉ：
０．０３％以下、Ｍ　ｎ　＋　０　、０５〜０　、５％
、Ｃｕ：０．８〜２．２％、Ｓｏｌ、ＡΩ：０．００５
〜ｏ、ｏａ％、Ｐ　：　０．１０％以下、ｓ　：０．０
０１〜０．０３０％、Ｎ　：　０．００５０％以下、そ
の地下可避的元素を含有するものを基本的成分として、
これにＴｉ、Ｎｂの一種または二揮を、更にはＮｉをそ
れぞれ必要に応じて含有させるものであり、そして、本
発明は、上記成分組成を有する鋼をＡｒ３変態点以上で
熱間圧延し、４５０℃以下で巻き取り、冷間圧延後７５
０℃以上の温度で再結晶焼鈍し、続いて５００℃以上７
００℃以下の温度で０．５分以上３分以下加熱し鋼板表
面の還元を行った後、溶融めっきを施すことを特徴とす
る高ｒ値を有する高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
を発明の構成とするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず本発明において成分範囲を限定した理由は以下の通
りである。

Ｃ量は、高強度レベルになっても極めて高いｒ値と高い
延性を確保するために極力低減させることが必要である
。そのため、Ｃｆｆ１としては、０．０１０％以下にす
る必要がある。これ以上のＣ量になるとｒ値および延性
が下がり本発明の目的が達成・されない。

Ｓｌは、高強度を得る元素としては有効であるが、めっ
き密着性に対する悪影響が大である。そこでめっき密着
性の観点からＳ　ｌ：ｏ、０３％以下（添加せずかつ不
純物としての混入も極力さける）とする。

Ｍｎｉは、鋼板のｒ値や延性を高めるには低い方が好ま
しく、上限を０．５％とする。Ｍｎ量があまり低くなり
すぎると鋳片の表面疵が発生し易くなるのでその下限を
０．０５％とする。

Ｃｕは、極低炭素鋼に添加することによって、ｒ値の高
い再結晶集合組織の発達を終えてから析出させて鋼板の
強度を高める効果を持つ。

第１図は、Ｃ：　０．（１０２５％、Ｍ　ｎ　：　０　
、１５％、Ｓ　ｆ：ｏ、（ＩＩ九、Ｓ　：０．０１５９
Ａ、Ｐ　：　０．０７％、Ｎ　：　０．００２５％、Ｓ
ｏｌ、ＡΩ：０．０２５％を含む鋼を基本成分とし、Ｃ
ｕ量を０．７１〜２．０６％の範囲で添加した鋼を溶製
し、常法に従い熱間圧延および冷間圧延を施し板厚０．
８ｍ＋ｉの鋼板とした後、８５０’Ｃで再結晶焼鈍し、
室温まで冷却する。引き続き連続溶融亜鉛めっきライン
で、各種温度で６０秒の還元処理をした後、溶融亜鉛め
っきした鋼板の引張強さにおよぼす還元処理温度の影響
を示した図である。

図中、曲線ａはＣｕ：２．０８％、曲線すはＣｕ＋１．
６８％、曲線ＣはＣｕ：０．８０％、曲線ｄはＣｕ：０
．７１％の鋼板の引張強さを示す。同図より、溶融亜鉛
めっきの還元処理で高強度を得るためには、０．８％以
上のＣｕ量が必要であることがわかる。一方、２．２％
を越えると熱延鋼板段階での表面品質が劣化するので、
ＣＵは０．８〜２．２％の範囲内にする必要がある。

５ｏＪ２．　Ａ　ＩＩは、Ａ、Ｑキルドを得るために必
要な元素であるが、めっき密着性を低下させるので可能
な限り低くする必要があり、０．０［）５〜０，０３％
の範囲にする必要がある。

Ｐは、鋼板の強度を上げる元素としてその必要強度レベ
ルに応じて添加する。しかし、ｏ、ｉｏ％を越えると二
次加工割れが発生するのでそれを上限とする。

Ｓ量は、鋼板のｒ値や延性を高めるには低い方が好まし
く、上限を１）、（１３０％とする。Ｓ量があまり低く
なると工業的に溶製が困難となるので、その下限をｏ、
ｏｏｉ％と定める。

Ｎは、ｒ値を高め、高延性を得るためには低い方が好ま
しく　０．００５０％以下とする。

Ｔｉ、Ｎｂの一種または二種をそれぞれ０．０１〜０．
２％、０．００５〜０，２％の範囲で添加すると、Ｃと
Ｎはこれらによって固定され鋼板は非時効性の鋼板にな
る。非時効性鋼板になると、時効による延性の低下はな
くなり一層の高延性鋼板が得られる。また、Ｔｉ、Ｎｂ
の一種または二種の添加は、鋼板のｒ値をより高いもの
にする効果がある。

Ｎｉは、素材である熱延鋼板の表面品質を高品位に保ち
、熱間脆化を防止するのに有効である。

必要に応じて０，１５〜０．４５％の範囲で添加しても
よい。

次に熱間圧延工程では、連続鋳造機から直送された高温
鋳片または、加熱によって得られた高温鋳片をＡｒ、以
上の温度で熱間圧延を行う。

熱間圧延後の巻取温度については、４５０℃超で巻き取
った場合、熱延板中にＣｕが微細に析出し、これが引き
続く冷間圧延・焼鈍時に再結晶集合組織に悪い作用をも
つため、熱延後の巻取温度は４５０℃以下とする。

次に冷間圧延についてであるが、高ｒ値を得るためには
、冷延圧下率は高い方が良い。５０〜８５％の範囲の冷
延圧下率であれば本発明の目的に適う。

冷間圧延板の焼鈍は、７５０℃以上の温度で連続焼鈍を
行い、再結晶させると同時にＣｕの固溶をはかる。この
際、７５０℃未満の温度では再結晶が完了せず高ｒ値が
得られず、しかもＣｕの固溶も十分ではなく強度が得ら
れない。連続焼鈍ライン通板後、連続溶融亜鉛めっきラ
インを通板し、高強度を得ると同時に溶融亜鉛めっきを
行う。その場合、通常、溶融亜鉛めっき浴に浸漬する前
に鋼板表面を還元するが、その方法は通常の無酸化加熱
−還元方式、あるいはバーナー還元域を利用する直接還
元方式等いずれでも良い。あるいは適当な前処理を施し
た後ラジアントチューブあるいは直接通電で加熱する方
法でも良い。ここでは、溶融亜鉛めっき前の加熱還元処
理と同時にＣＩＪの析出処理を行う。この際、還元処理
温度が４５０℃未満で０．１分未満では、Ｃｕの析出が
十分でなく高強度が得られない。また、７００℃超で３
分超では析出物が粗大化して十分な強度が得られない。

また還元処理温度が５Ｈ’Ｃ未満で還元処理時間が０．
５分未満では溶融めっき密着性確保に必要な良好な還元
表面が得られない。したがって、還元処理温度は５００
℃以上７００℃以下、０．５分以上３分以下とする。

なお、これまでの検討は連続焼鈍ラインと連続溶融めっ
きラインとぞれぞれ別ラインを通板することを前提に検
討してきたが、再結晶焼鈍に必要な温度条件と、Ｃｕの
析出とめっき密着性に必要な温度条件が満足するライン
であれば、一つのラインでも可能である。

なお、溶融亜鉛めっき鋼板のスポット溶接性を改善する
目的で、溶融亜鉛めっき後５３０℃程度の温度で合金化
処理が行われることがある。この場合、合金化処理温度
はＣｕの析出強化の範囲なので、合金化処理がない場合
に比べて一層強度が向上するので、この場合も高ｒ値で
高強度の鋼板が得られる。

（実　施　例） 第１表に示したＡ−Ｊまでの鋼片を同表に示す条件で熱
延し巻き取り、板厚３．２ｍｍの熱延鋼板を得た。その
鋼板を０．Ｂ順まで冷間圧延を施した後、同表に示す温
度で連続焼鈍ラインで再結晶焼鈍し、引き続き溶融亜鉛
めっきラインで溶融亜鉛めっきを施した。このラインは
無酸化加熱−還元炉方式である。めっき浴の温度を４８
０’Ｃにし、浸漬時間は４秒であった。還元処理温度は
同表中に示した。

この鋼板の機械的性質およびめっき密着性を第２表に示
す。

第 ２ 表 試験材の機械的性質およびめっき密着性本発明鋼Ａ−Ｅ
は４５ｋｇｆ／ω１を越える高強度でありながら、ｒ値
は極めて高くしかも良好なめっき密着性を有する従来の
鋼にない特徴を有している。これに対し比較鋼ＦはＣ量
が多いためｒ値が低く、伸びも低い。比較ｍＧは高いｒ
値を持つが、Ｃｕ量が少ないため強度が上がらず、目的
とする強度に達しない。比較鋼Ｈは連続焼鈍時の均熱温
度が低いため再結晶が完了しておらず、ｒ値伸びとも低
い。比較鋼Ｉは溶融亜鉛めっきラインでの還元処理温度
が低いため、目的とする強度が得られていない。比較鋼
Ｊは鋼中のＳｉ量が高いため、めっき密着性が悪い。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によって、高いｒ値をもった
引張強さ４５〜７５ｋｇｆ’／ｍＪの高強度溶融亜鉛め
っき鋼板の製造が初めて可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は極低炭素冷延鋼板の引張強さにおよぼすＣｕ量
の影響を溶融めっきラインの還元処理温度をパラメータ
ーとして示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％として、 Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：
   ０．０５〜０．５％、Ｃｕ：０．８〜２．２％、Ｓｏｌ
   ．Ａｌ：０．００５〜０．０３％、Ｐ：０．１０％以下
   、Ｓ：０．００１〜０．０３０％、Ｎ：０．００５０％
   以下、を含有する鋼を、Ａｒ＿３点以上の温度で熱間圧
   延し、４５０℃以下で巻き取って熱延鋼帯となし、次い
   で冷間圧延を施し、得られた冷延鋼帯を７５０℃以上の
   温度で再結晶焼鈍し、続いて５００℃以上７００℃以下
   の温度で０．５分以上３分以下加熱し鋼板表面の還元を
   行った後、溶融めっきを施すことを特徴とする高ｒ値を
   有する高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
2. （２）重量％として、 Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：
   ０．０５〜０．５％、Ｃｕ：０．８〜２．２％、Ｓｏｌ
   ．Ａｌ：０．００５〜０．０３％、Ｐ：０．１０％以下
   、Ｓ：０．００１〜０．０３０％、Ｎ：０．００５０％
   以下、およびＴｉまたはＮｂの一種または二種をそれぞ
   れ０．０１〜０．２％，０．００５〜０．２％の範囲で
   含有する鋼を、Ａｒ＿３点以上の温度で熱間圧延し、４
   ５０℃以下で巻き取って熱延鋼帯となし、次いで冷間圧
   延を施し、得られた冷延鋼帯を７５０℃以上の温度で再
   結晶焼鈍し、続いて５００℃以上７００℃以下の温度で
   ０．５分以上３分以下加熱し鋼板表面の還元を行った後
   、溶融めっきを施すことを特徴とする高ｒ値を有する高
   強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. （３）重量％として、 Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：
   ０．０５〜０．５％、Ｃｕ：０．８〜２．２％、Ｓｏｌ
   ．Ａｌ：０．００５〜０．０３％、Ｐ：０．１０％以下
   、Ｓ：０．００１〜０．０３０％、Ｎ：０．００５０％
   以下、Ｎｉ：０．１５〜０．７０％ を含有する鋼を、Ａｒ＿３点以上の温度で熱間圧延し、
   ４５０℃以下で巻き取って熱延鋼帯となし、次いで冷間
   圧延を施し、得られた冷延鋼帯を７５０℃以上の温度で
   再結晶焼鈍し、続いて５００℃以上７００℃以下の温度
   で０．５分以上３分以下加熱し鋼板表面の還元を行った
   後、溶融めっきを施すことを特徴とする高ｒ値を有する
   高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
4. （４）重量％として、 Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：
   ０．０５〜０．５％、Ｃｕ：０．８〜２．２％、Ｓｏｌ
   ．Ａｌ：０．００５〜０．０３％、Ｐ：０．１０％以下
   、Ｓ：０．００１〜０．０３０％、Ｎ：０．００５０％
   以下、Ｎｉ：０．１５〜０．７０％、 およびＴｉまたはＮｂの一種または二種をそれぞれ０．
   ０１〜０．２％，０．００５〜０．２％の範囲で含有す
   る鋼を、Ａｒ＿３点以上の温度で熱間圧延し、４５０℃
   以下で巻き取って熱延鋼帯となし、次いで冷間圧延を施
   し、得られた冷延鋼帯を７５０℃以上の温度で再結晶焼
   鈍し、続いて５００℃以上７００℃以下の温度で０．５
   分以上３分以下加熱し鋼板表面の還元を行った後、溶融
   めっきを施すことを特徴とする高ｒ値を有する高強度溶
   融亜鉛めっき鋼板の製造方法。