JPH0356656A - 耐時効性の優れた合金化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） この発明は、深絞り威形に供せられ、とくに時効劣化が
問題となる自動車の外板などに用いられる合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法に関し、該鋼板の耐時効性のよ
り一層の改善を図ろうとするものである． （従来の技術） 近年では、防錆性の改善のため、従来から使用されてい
た冷延鋼板に換えて表面処理鋼板、なかでも溶融亜鉛め
っき鋼板を使用しようとする動きがあり、その場合加工
後の塗装性や溶接性の観点から合金化溶融亜鉛めっき鋼
板が有力であると考えられた。しかしながらこの種の鋼
板は以下に述べるような問題があった。

すなわち、連続式の溶融亜鉛めっきラインで製造した場
合には、そのままでは固溶Ｃが高いため耐時効性が低く
、プレス加工の際にトラブルを生じることが多く、耐時
効性の改善のためには例えばオフラインで再度箱焼鈍す
るか、インラインで長時間の保熱を行って時効性を低下
させる必要があり、とくに前者の場合には処理工程が必
然的に増すが、何れにおいても生産性の著しい低下を余
儀なくされた。ここに耐時効性が実用上問題のない時効
指数のレベルとしては、概ね４　ｋｇｆ／ａｍ”であり
、やや厳しい条件としても３ｋｇｆ／ｍ一程度である。

この点に関する先行文献として例えば特公昭６１−１４
２１８号公報には、連続溶融亜鉛めっきラインの前段で
箱焼鈍による処理を施してｒ値に代表される深絞り性を
改善する方法が提案されている。

しかしながらこの場合も処理工程の増加による生産性の
低下は避けられず、まためっき条件が変化するという問
題があり、安価でしかも品質の良好な溶融亜鉛めっき鋼
板を安定して製造するのは非常に困難であった。

なお、Ｃの含有量が０．０１００％未満になる極低Ｃ鋼
を用いたものでは時効性が劣化するばかりでなく、Ｃ，
Ｎを炭窒化物の形で固定する必要上Ｎｂ，Ｔｉなどの元
素を添加するが、かかる添加元素に由来しためっき性状
の劣化に加え、耐２次加工脆性の劣化が避けられないと
いう点に問題を残していた． （発明が解決しようとする課題） 連続ラインを適用して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造
する場合において、処理工程の増加による生産性の劣化
を伴うことなしに加工性は勿論、耐時効性にも優れた鋼
板を得ることができる新規な製法を提案することがこの
発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は、綱の戒分組戒は勿論であるが、熱間圧延時
の条件や連続溶融亜鉛めっきラインにおけるヒートサイ
クルを適正範囲に制御することにより所期した目的を達
威したのであり、その要旨とするところは、Ｃ　：　０
．０１０〜０．０２５　ｗｔ％（以下単に％で示す）　
、Ｓｉ　：　０．１０％以下、Ｍｎ　：　０．１５％以
下、Ｐ　：　０．０２％以下、Ａｌ　：　０．０２５〜
０．１００％及びＮ　：　０．００３０％以下を含有し
、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延
した後６５０〜７５０℃の温度範囲で巻き取り、酸洗処
理につづいて圧下率６０％以上の冷間圧延を施し、その
後連続溶融亜鉛めっきラインにて、少なくとも５℃／Ｓ
の速度で加熱し７００〜８００℃の温度域で２０秒以上
保持した後、７００〜４５０℃の温度域まで２０℃／Ｓ
以上の冷却速度で冷却し、めっき処理工程を含めて４０
０〜４５０℃の温度域に３０秒以上保持し、次いで８℃
／Ｓ以上の速度で加熱して４７０〜５７０℃の温度域で
１０秒以上保持する合金化処理を施し、さらに５０℃／
Ｓ未満の冷却速度で室温まで冷却することを特徴とする
耐時効性に優れた溶融亜鉛めっきｗ４板の製造方法であ
る。

である。

（作　用） この発明は、前述したように鋼の戒分組戒は勿論である
が、熱間圧延時の条件や連続溶融亜鉛めっきラインにお
けるヒートサイクルを適正範囲に制御することにより所
期した目的を達成したのであり、以下それらの限定理由
について説明する。

まずこの発明において用いる低ＣｔＪＡの成分組成につ
いて． Ｃ　：　０．０１０〜０．０２５％ ｃｌの制限は、加工性を改善するうえでもまた耐時効性
を改善するうえでもとくに重要である。

Ｃの含有量を０．０２５％以下にすることで炭化物の量
を減らし、後で述べる熱延後の高温巻取りとの組合せに
よって最終的な鋼板中の固溶Ｃ量を低減して高いｒ値と
高い耐時効性を確保することができる。しかしながらＣ
の含有量が０．０１０％未満ではめっき性状の劣化や耐
２次加工脆性の劣化は免れえない．よってＣの含有量は
０．０１０〜０．０２５％とした． Ｓｉ　：　０．１０％以下 Ｓｉはめっき性状に有害なのでその上限を０．１０％と
した。

Ｍｎ　：　０．１５％以下 Ｍｎは炭化物の析出挙動に影響を及ぼす元素であり、炭
化物の望ましい析出状態、すなわち粗大で粗く分散した
状態とするにはＭｎを０．ｌ５％以下とする必要がある
。なお旧による詳細な機構については今のところ明らか
にされていない。

Ｐ：０．０２％以下 Ｐは固溶強化元素としては望ましいけれども多量の添加
は素材の脆化をもたらす。このためＰの含有量は０．０
２％以下とした。

Ａｌ　：　０．０２５〜０．１００％ ＡＩは脱酸元素であり、さらに固溶Ｎを固定するために
必要な元素である。しかしながらその含有量が０．０２
５％未満では上記の効果は充分でなく、一方０．１００
％を越えて添加すると鋼が硬化し、アルミナクラスター
による表面きずの発生などの問題がある．よってＡ１は
０．０２５〜０．１００％の範囲に限定した。

Ｎ　：　０．００３０％以下 Ｎは鋼板中に固溶状態で残存するととくに時効性に悪影
響を与え、ＡＩによって固定したとしても微細な析出物
となるため延性に対して有害となる。

Ｎを無害な形で固定安定化するには０．００３０％以下
とする必要がある。

次に熱間圧延後の巻取り温度について。

熱間圧延後の巻取り温度はこの発明において重要であり
、該温度を少なくとも６５０℃としなければ炭化物が充
分に凝集せず、またＡＩＮが充分に析出しない結果とし
て最終的な鋼板の材質も劣ったものとなる。一方巻取り
温度が７５０℃を越える場合には時として異常粗大粒が
生じたり酸洗性を著しく劣化する。よって熱間圧延後の
巻取り温度は６５０〜７５０℃の範囲に規制した。

冷間圧延における圧下率について。

一般に冷間圧延における圧下率は高い方がよく、良好な
深絞り性を確保するためには少なくとも６０％とする必
要がある。

連続溶融亜鉛めっき処理における条件について。

加熱速度：加熱速度を少なくとも５℃／Ｓとするのは炭
化物が分解・固溶する以前に鋼を再結晶させることがで
き深絞り性の向上に有利であるからである。加熱速度の
上限はとくに限定はしないが板形状の均一性の確保など
の観点から３０℃／Ｓ以下とするのが望ましい。

焼鈍温度・時間：再結晶を完了させ充分な粒成長を促進
して良好な絞り性を得るためには７００〜８００℃の温
度範囲に２０秒以上保持する必要がある。

この場合いわゆる均熱を意味するのではなく上記の温度
域において上記の時間加熱されればよい．材質的には上
記の温度域においてもとくに高温の方が優れた材質が得
られる．加熱時間の上限はとくに限定はしないが、異常
粒成長の防止などのため９００℃以下とするのが好まし
い． 冷却速度：冷却速度は７００℃から４５０　℃の温度範
囲で２０℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却するこが時効性の
観点から重要である。すなわち後の中間温度での保持の
際に固溶Ｃを充分に析出させるためには初期の段階で固
溶Ｃを過飽和に存在させ、その析出の駆動力を大きくす
るとこが肝要となる。冷却速度の上限は板形状の劣化防
止のため７０℃／Ｓとするのが望ましい。

冷却後の保持温度・時間：急冷後の鋼板をめっき処理工
程を含めて４００〜４５０℃の温度域で３０秒以上保持
するのは、詳細な機構は明らかではないがこの温度域に
おいて３０秒以上保持することで一旦ある程度固溶Ｃが
析出しその析出核が生じる。

そしてその後のＣの析出挙動に有利に働くからである。

合金化処理：合金化処理の際の加熱速度を８℃／Ｓ以上
としたのは、詳細な機構は不明であるが、この速度で加
熱することにより、鋼板に導入されるひずみがその後の
ＣあるいはＮも含めた析出に有利に働くからである。な
お、加熱速度の上限はとくに限定はしないが、板幅方向
における温度の均一性確保のため５０℃／Ｓ程度とする
のが望ましい。

合金化処理の際の温度を４７０〜５７０℃に、またその
際の保持時間を１０秒以上としたが、上記の条件に従う
ことが耐時効性の向上のために必要である。合金化処理
後において室温までの冷却の際の冷却速度を５０℃／Ｓ
未満としたのはこれも耐時効性の向上のためである。な
お、合金化処理における保持時間の上限についてはとく
に限定はしないがめっきの密着性のため３０秒とするの
が好ましい。

（実施例） 表−１ 上掲表−１に示す組成になる鋼スラブを素材として、こ
れらの各鋼スラブをそれぞれ下記に示す条件に従って処
理して合金化処理溶融亜鉛めっき鋼板を製造し、得られ
た各鋼板の引っ張り特性について調査した。その結果を
表−２に示す。

製遺条註 スラブ加熱温度：　１２５０℃ 仕上げ圧延温度：８５０℃ 冷間圧延時の圧下率：７０％ 加熱速度＝７℃／Ｓ ７００〜８００℃における保持時間：２５秒７００〜４
５０　℃における冷却速度：３０℃／Ｓ合金化処理の際
の加熱速度：１５℃／Ｓ 合金化処理条件：　５２０　℃　，　１５秒合金化処理
後の冷却速度：ｌＯ℃／Ｓ 表−２よりこの発明に従って製造した合金化溶融亜鉛め
っき鋼板（鋼種Ａ，Ｂ，Ｃ）は低ＹＰ、高ｒ値を示して
いて、しかも低Ｃ鋼を用いているにもかかわらず時効指
数ＡＩの値（７．５％引っ張り変形時の変形応力と、そ
れを１００℃，３０分時効処理したときの降伏応力との
差）は１．０−１．５程度の非常に低いものであった。

一方、比較例である綱種Ｅについてはめっき不良が、ま
た鋼種Ｇについては耐２加工脆性の劣化が、綱種Ｈにつ
いては鋼板表面にきすの発生が認められ、その他の鋼種
についてもｒ値、ＡＩ値が上記の鋼種Ａ，Ｂ，Ｃに比べ
劣っていることが確かめられた。

つぎに上掲表−１に示した網種Ａを用い、表３に示す種
＼の条件に従って合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造し、
得られた各鋼板の引っ張り特性について調査した。その
結果を表−４に示す。

表−３における条件１はこの発明に従う製造要領を示し
たものである。表−４より、この発明に従うこうとによ
って何れの特性も良好であるが、比較例におていは何れ
かの特性が劣っていることが明らかである。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、溶製コストが割高となる極
低Ｃｆｉｌを用いたり、余計な工程を付加することなし
に通常の低Ｃ鋼を用いて加工性・耐時効性に優れた合金
化処理溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｃ：０．０１０〜０．０２５ｗｔ％、 Ｓｉ：０．１０ｗｔ％以下、 Ｍｎ：０．１５ｗｔ％以下、 Ｐ：０．０２ｗｔ％以下、 Ａｌ：０．０２５〜０．１００ｗｔ％及び Ｎ：０．００３０ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび
   不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延した後６５０〜７
   ５０℃の温度範囲で巻き取り、酸洗処理につづいて圧下
   率６０％以上の冷間圧延を施し、次いで連続溶融亜鉛め
   っきラインにて、少なくとも５℃／Ｓの速度で加熱し７
   ００〜８００℃の温度域で２０秒以上保持後、７００〜
   ４５０℃の温度域まで２０℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却
   し、さらにめっき処理工程を含めて４００〜４５０℃の
   温度域に３０秒以上保持し、その後８℃／Ｓ以上の速度
   で加熱して４７０〜５７０℃の温度域で１０秒以上保持
   する合金化処理を施し、さらに５０℃／Ｓ未満の冷却速
   度で室温まで冷却することを特徴とする耐時効性に優れ
   た溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。