JPH0426747A - 加工によるめっき剥離が少なく焼付硬化性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - 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、焼付硬化性に優れたプレス加工用高強度合金
化溶融亜鉛めっき鋼板、特に亜鉛めっき層が４０ｍｇ／
ｎｆ以上（片面）の厚いめっき目付は量でもプレス加工
時の塑性変形においてめっき層の剥離が少ない高強度合
金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。

（従来の技術） 自動車産業界では、省資源・省エネルギーの観点から、
車体の軽量化を目的として強度部材等を中心に高強度冷
延鋼板の採用が盛んに進められてきたか、最近では、い
わゆる外板と呼ばれる部品にも高強度鋼板が積極的に適
用されるようになってきた。特に外板用には、耐プント
性の確保を目的として、プレス加工後の塗装焼付は処理
によって強度が高くなる塗装焼付硬化性を有するタイプ
の適用が増加している。一般には焼付は処理による降伏
点の上昇量として３ｋｇ／ｍ１１以上が要望されている
。

一方、最近では自動車の車体寿命の延長という課題が大
きくクローズアップされ始め、自動車業界では、従来よ
りもさらにめっき皮膜を厚くした表面処理鋼板を内板お
よび外板を含めてかなりの部品に適用することが進めら
れつつある。特に外板用には塗装焼付硬化性に優れた厚
目付けの高強度表面処理鋼板の採用が検討されている。

ところが、鋼板の表面にめっきされた皮膜は、その厚み
が厚いほどプレス加工によって容易に剥離し、車体の防
結効果を損なうとともに作業環境を悪化させるといった
問題を有している。さらにこの問題は、高強度鋼板のよ
うに強度を確保するために多量の合金元素を含有させた
場合により一層顕在化する。

めっき皮膜の剥離現象はパウダリング性あるいはフレー
キング性と呼ばれているが、これらの不良現象を解決す
る手段として、■）特開昭５２１３１９３４号公報に開
示されるように溶融亜鉛めっき浴にＡρを含有させる方
法、２）特開昭ｆｌｉｔ　−２７６９Ｇ２号公報に開示
されるように合金化亜鉛めっき層中のＦｅ濃度を特定範
囲に管理する方法、など主としてめっき操業条件の改善
による方法がこれまでに検討されてきた。

（発明が解決しようとする課題） 上述した方法を採用することによって、確かにある程度
めっきの剥離を減少させることは可能であるが、特に目
付は量が多くなった高強度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の場合には問題を解決するまでにはいたってないのが実
情であって、この解決が望まれている。

本発明は、上記要望を満たすべく、特に厚目付は化およ
び高強度化によって問題となるめっき皮膜の剥離を極力
少なくし、焼付硬化性に優れた高強度の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的を達成すべく、めっき操業条件
の最適化を図るとともに鋼板の成分組成についても種々
検討を重ねた。その結果、ｌ」付け量を多くしてもめっ
き剥離が非常に少なく、約３ｋｇ／−以上の焼付硬化性
を有し、３５ｋｇ／−以上の高強度を有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼板が、■）極低炭素鋼をベースにしてＰの
積極的添加を避けた上でＣと当量以下のＮｂの含をとＢ
の固溶状態での含有の成分的に組合せること（即ち、従
来の高強度化のためにＰを添加する技術思想とはまった
く逆の発想をした。）、２）亜鉛めっき層中のＦｃ濃度
を５〜１５％に管理した合金化亜鉛めっき処理をするこ
と、の相乗効果によって製造されることを新たに知見し
た。

本発明は、これらの知見に基づく その要旨とするところは、 Ｃ：　０．０１０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ　：　ＯＪＯ〜１．００％、 Ｐ　　：　０．０３０％以下、 Ｓ　　：０．０３％以下、 ＡＮ　：　０．１．００％以下、 Ｎ　　：　０．００５０％以下、 ものであって、 Ｂ　　：　０．０００５〜０．００５０％以下、Ｎｂ：
２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ（％）、残部が鉄および不可
避的不純物からなる鋼板に、亜鉛めっき層中のＦｅ濃度
が５〜１５％の合金化亜鉛めっき層を施した加工による
めっき剥離が少なく焼付硬化性に優れた高強度合金化溶
融亜鉛めっき鋼板である。

以下、本発明について詳細に説明する。

まず、本発明の鋼板成分を限定した理由を説明する。

Ｃはプレス加工において必要な高いｒ値と伸びを得るた
めに０　、０１．０％以下に限定する。特に高い加工性
を必要とする場合には０．００５０％以下が好ましい。

Ｓｔは鋼板の強度向上に有効であるが、多すぎるとめっ
きの密着性を悪くするので０，５％以下とする。低強度
の場合には０．１０％以下が好ましい。

Ｍｎは鋼板の強度を高めるために含有させる成分で０．
３０％以上とする。一方、多すぎるとｒ値を劣化させる
ので１．０％以下とする。

Ｐは強度を上げるのに最も有効な元素であるが、プレス
加工によって著しくめっき皮膜を剥離させるので０．０
３０％以下に限定する。Ｐの下限は特に規定しないが強
度の観点から０．０１０％以上が好ましい。

Ｓは微細な硫化物を生成させて強度を上昇させるのに付
効であるが、多いと延性を劣化させるので０．０３０％
以下にする。通常は０．０１０％以上でよい。

八βはＮを固定するＲ効な成分として含有されるもので
ある。そのためには１１　／Ｎとして２以上の添加を行
うが、特に本発明では後述するＢの作用効果を有効に発
揮するためには０．０４０％以上とすることか好ましい
。しかし、多すぎても合金コストを高めるだけなので０
．１０％以下とする。

Ｎは本発明において有害な成分であり、その含有量が多
すぎるとｒ値や延性を劣化させる原因となるので０．０
０５０％以下とする。

Ｂはこれまで主にＮの固定のために添加されてきたが、
本発明では固溶のＢがめっきの剥離を抑制するという新
たな知見に基づいてＢを添加する。

その効果を得るためには０．０００５％以上の添加が必
要であるが、０．００５０％を越えると効果が飽和する
とともにｒ値を低下させるので０．００５０％以下とす
る。

Ｎｂは固溶のＣを固定し非時効性と焼付硬化性を両立さ
せるためにＮｂ／Ｃ（ｗｔ％比）として２以上が必要で
あるが、７，５を越えると焼（＝Ｊ硬化性が期待できな
くなるとともにパウダリング性を悪くするので７．５以
下とする。

次に本発明の製造方法を説明する。

上記のような成分組成の鋼の溶鋼は常法の転炉や電気炉
で溶製され、連続鋳造あるいは造塊−分塊によって鋳片
とした後熱間圧延する。鋳片は熱間のまま直接熱間圧延
してもあるいは温片の状態で再加熱炉に装入してから熱
間圧延してもよく、再加熱炉の温度は通常ｒｏｏｏ〜１
３０（１℃とする。熱間圧延時の仕上げ温度は９５０〜
７５０℃で行う。この温度の上限は圧延ロールの磨耗の
問題、下限はりジンクという表面欠陥の発生問題から規
定する。

仕上げ後の巻取り温度はあまり高いと強度の確保が難し
くなるので８００℃以下とする。下限は特に規定しない
が通常３００℃以上とするのがよい。なお、ｒ値を重視
する場合には７００℃以上の高湿で巻取るとよい。

このようにして得られた熱延鋼帯には、次いで冷間圧延
を圧下率６０％以上９５％以下で行う。冷延率が低すぎ
ると再結晶温度が上昇し、高ｒ値の確保が困難となるの
で６０％以上とする。圧下率が高すぎると逆にｒ値が低
下するので９５％以下が必要である。通常は７５〜８５
％の冷延率で行うとよい。

冷間圧延後は、連続溶融めっきラインで溶融亜鉛めっき
および合金化処理が施されるが、加工によるめっき皮膜
の剥離を起こさなくするためには、前述した成分組成の
他にこれらの処理条件も重要である。

まず、銅帯を通常の方法によって無酸化炉還元炉に通し
て１１ｆ結晶焼鈍するか、焼鈍温度は通常７００℃〜Ａ
ｃ３点で行う。そのあとウォータクーラーやガスジェッ
トなどによってめっき浴の温度まで強制冷却し、４２０
〜５００℃で溶融亜鉛めっきする。めっきの温度は低す
ぎても高すぎてもめっき性に良くないので４２０〜５０
０℃に規定する。また、めっき浴中にはＡΩを０．０８
〜０．３０％の濃度で含有させることが合金化の制御の
ために有効である。

次に、合金化処理条件は、プレス加］二によるめっきの
剥離性を支配する重要な因子の１つであり、４００〜ｅ
ｏｏ℃の温度で合金化処理を施し、めっき層中のＦｃ濃
度を５〜１５％に制御する。合金化の温度が低すぎると
合金化の反応が遅くなり、高すぎると逆に合金化が進み
すぎていずれもめっき層中のＦｅ濃度を適正範囲に制御
することが難しくなるので合金化の温度を４００〜ｅｏ
ｏ℃に規定する。めっき層中のＦｅ濃度は少なすぎると
塗装後の耐食性や溶接性が劣るので５％以上が必要であ
るが、多すぎるとめっき剥離が問題となるので１５％以
下とする。

なお、合金化亜鉛めっき処理を施した後に、さらにＦＣ
−Ｚｎ系の」−層めっきを施すことは耐めっき剥離性の
向上に有効である。

最後にスキンパスやテンションレベラーによって伸び率
０．５９６以上を与えて降伏点伸びを消去する。

本発明は合金化亜鉛めっき鋼板以外にＺｎ５ｎなどの亜
鉛系のめっき鋼板にも適用できて、発明効果を享受でき
る。

（実　施　例） 第１表に示した鋼を溶製し、同表に示す熱間圧延条件で
４．０ｍｍの熱延板とし、次いで冷間圧延で０．８ｍｍ
とした後に第２表に示す条件で溶融亜鉛めっきと合金化
処理を行った。亜鉛の付着量は片面当たり６０ｇ／ｒｄ
で厚目付けにした。スキンバス１，０％を施したあと得
られた鋼板について引張試験、ｒ値、ＢＨ性および加工
によるめっき層の剥離状況を調査した。めっき層の剥離
性については、角筒ポンチで絞り加工を施し、その角筒
コーナ一部にセロテープをはりつけたのちにテープをは
がしてテープに付着しためっき量を測定した。

その（’Ｉ’　：ｊＪ　ｍを、大、中　／Ｊ）、極小の
４段階に区分してめっきの剥離性を評価した。

各種の測定結果 を第２表に示す。

］４ 第２表から明らかなように、本発明の成分組成、熱間圧
延条件、溶融亜鉛めっき条件および合金化条件をすべて
満たすものは、いずれも優れた耐めっき剥離性、ＢＨ性
、引張強度およびｒ値を有する。

（発明の効果） 以上のように、本発明による合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、高強度を確保しつつ塗装焼付けによって強度が上昇
する焼付硬化性を有し、また高いｒ値を持つことから深
絞り性も十分備えており、あわせて厳しい加工を受けて
も厚目付けのめっき層の剥離が極めて少なく、従来より
も格段に性能を向上させることができるので、耐プント
性や厳しい加工性および従来以上の車体寿命の延長を要
求される自動車部品に適用でき、成形品の不良率低減や
作業環境の改善など産業上極めて有用な効果をもたらす
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量％として Ｃ：０．０１０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：０．３０〜１．００％、 Ｐ：０．０３０％以下、 Ｓ：０．０３％以下、 Ａｌ：０．１００％以下、 Ｎ：０．００５０％以下、 Ｂ：０．０００５〜０．００５０％以下、 Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ（％）、 残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼板に、亜鉛め
   っき層中のＦｅ濃度が５〜１５％の合金化亜鉛めっき層
   を施したことを特徴とする加工によるめっき剥離が少な
   く焼付硬化性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
   。