JPH05247617A - 耐パウダリング性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 - Google Patents
耐パウダリング性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法Info
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- JPH05247617A JPH05247617A JP4821992A JP4821992A JPH05247617A JP H05247617 A JPH05247617 A JP H05247617A JP 4821992 A JP4821992 A JP 4821992A JP 4821992 A JP4821992 A JP 4821992A JP H05247617 A JPH05247617 A JP H05247617A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車用防錆鋼板等に使用されている合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の加工性を向上させる。 【構成】 冷間圧延鋼板に脱脂、酸洗後B2 O3 ,Si
O2 ,MgOおよびCr 2 O3 粒子を含有する鉄基体分
散めっきを施す。そのあと通常の還元炉、冷却炉、溶融
亜鉛めっき槽、加熱合金化炉を経て合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を製造する。 【効果】 素地鋼板と亜鉛めっき層の界面に上記分散粒
子のバリヤー層を設けることによって、加熱合金化時の
鉄、亜鉛相互拡散を妨げる。その結果、鉄−亜鉛合金組
織が通常の方法で製造した時(分散めっきなし)に見ら
れるような層状とはならず各種の相が混在する状態とな
る。このことによって加工時めっき層の相間剥離が起ら
なくなり、耐パウダリング性が向上する。
溶融亜鉛めっき鋼板の加工性を向上させる。 【構成】 冷間圧延鋼板に脱脂、酸洗後B2 O3 ,Si
O2 ,MgOおよびCr 2 O3 粒子を含有する鉄基体分
散めっきを施す。そのあと通常の還元炉、冷却炉、溶融
亜鉛めっき槽、加熱合金化炉を経て合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を製造する。 【効果】 素地鋼板と亜鉛めっき層の界面に上記分散粒
子のバリヤー層を設けることによって、加熱合金化時の
鉄、亜鉛相互拡散を妨げる。その結果、鉄−亜鉛合金組
織が通常の方法で製造した時(分散めっきなし)に見ら
れるような層状とはならず各種の相が混在する状態とな
る。このことによって加工時めっき層の相間剥離が起ら
なくなり、耐パウダリング性が向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車車体用防錆鋼板、
車体下廻り用鋼板、屋根・壁等の建築材料、家電器具材
料として使用される耐パウダリング性と加工性の優れた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法に関するものであ
る。
車体下廻り用鋼板、屋根・壁等の建築材料、家電器具材
料として使用される耐パウダリング性と加工性の優れた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、絞
り加工性やプレス成形性に優れ、しかも、近年塩害腐食
環境において優れた耐食性、塗料密着性および溶接性を
有し、加えて比較的安価な材料である事から、特に自動
車用防錆鋼板として急速に需要が伸びつつある。しかし
ながら、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば特公昭5
1−29095号公報、特公昭56−39706号公報
など多くの特許公報で紹介されているように、溶融亜鉛
めっき後合金化熱処理温度に加熱して製造されるため、
めっき層に鉄分が多く含有されて硬く脆くなり、加工度
の高い絞りやプレスをした場合、めっき層が剥がれ落ち
パウダリング現象を起こして製品化されない問題があっ
た。したがって、合金化溶融亜鉛めっき層中の鉄分が多
過ぎないように熱処理温度や熱処理時間を制御する製造
法が採られている。
り加工性やプレス成形性に優れ、しかも、近年塩害腐食
環境において優れた耐食性、塗料密着性および溶接性を
有し、加えて比較的安価な材料である事から、特に自動
車用防錆鋼板として急速に需要が伸びつつある。しかし
ながら、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば特公昭5
1−29095号公報、特公昭56−39706号公報
など多くの特許公報で紹介されているように、溶融亜鉛
めっき後合金化熱処理温度に加熱して製造されるため、
めっき層に鉄分が多く含有されて硬く脆くなり、加工度
の高い絞りやプレスをした場合、めっき層が剥がれ落ち
パウダリング現象を起こして製品化されない問題があっ
た。したがって、合金化溶融亜鉛めっき層中の鉄分が多
過ぎないように熱処理温度や熱処理時間を制御する製造
法が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その反
面では亜鉛めっき鋼板に要求される耐食性はFeが12
%前後で最も優れていること、塗料密着性はFeが7%
以下になるとζ相やη相を生成して化成処理時において
Hopeite結晶が多くなって劣化すること、さらに
溶接性はζ相やη相の生成で溶接チップのCuは損耗が
激しくなって劣化するなどの問題から、Fe%を多く減
じられない制約があった。そこで、Fe%を減ぜずに、
耐パウダリング性を改善した製造法が種々検討されてい
る。例えばパウダリングの原因と言われるΓ相の生成が
少ない450℃以下の比較的低い温度でボックス焼鈍す
る徐加熱方式の合金化熱処理法、Ti,P,Alなど合
金元素を含有した鋼で生成するΓ相の異常成長を抑制す
るために下地めっきを施す鉄やニッケルのプレめっき
法、あるいはTi,PなどのΓ相生成元素の含有を極力
抑えてΓ相の成長元素のB,Si,Mnを添加する鋼の
成分調整方法がある。しかしながら、何れの方法もコス
ト的にまた鋼板を硬質化する問題があり、一般に採用さ
れにくい技術であった。また、北米、欧州など冬期寒冷
地方において自動車が使用される環境では、道路凍結防
止から岩塩や塩化カルシウムなどを散布するため、従来
の亜鉛めっき鋼板よりも厚いめっき相の高耐食性亜鉛め
っき鋼板が要望されているが、めっき層の増加にめっき
層が剥離し易い問題があった。
面では亜鉛めっき鋼板に要求される耐食性はFeが12
%前後で最も優れていること、塗料密着性はFeが7%
以下になるとζ相やη相を生成して化成処理時において
Hopeite結晶が多くなって劣化すること、さらに
溶接性はζ相やη相の生成で溶接チップのCuは損耗が
激しくなって劣化するなどの問題から、Fe%を多く減
じられない制約があった。そこで、Fe%を減ぜずに、
耐パウダリング性を改善した製造法が種々検討されてい
る。例えばパウダリングの原因と言われるΓ相の生成が
少ない450℃以下の比較的低い温度でボックス焼鈍す
る徐加熱方式の合金化熱処理法、Ti,P,Alなど合
金元素を含有した鋼で生成するΓ相の異常成長を抑制す
るために下地めっきを施す鉄やニッケルのプレめっき
法、あるいはTi,PなどのΓ相生成元素の含有を極力
抑えてΓ相の成長元素のB,Si,Mnを添加する鋼の
成分調整方法がある。しかしながら、何れの方法もコス
ト的にまた鋼板を硬質化する問題があり、一般に採用さ
れにくい技術であった。また、北米、欧州など冬期寒冷
地方において自動車が使用される環境では、道路凍結防
止から岩塩や塩化カルシウムなどを散布するため、従来
の亜鉛めっき鋼板よりも厚いめっき相の高耐食性亜鉛め
っき鋼板が要望されているが、めっき層の増加にめっき
層が剥離し易い問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、このように各
種の特性が要求される亜鉛めっき鋼板の中で、特に耐パ
ウダリング性と加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を提供する事を目的としたものである。その要旨は、
被めっき鋼板にB2 O3 粒子、SiO2 粒子、MgO粒
子、Cr2 O3 粒子の1種または2種以上で1〜20重
量%含有する鉄基体分散めっき層を0.1〜10μmの
厚さでめっきした後、還元性雰囲気下で加熱および冷却
して溶融亜鉛めっきし、続いて合金化熱処理する合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の製造法である。
種の特性が要求される亜鉛めっき鋼板の中で、特に耐パ
ウダリング性と加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を提供する事を目的としたものである。その要旨は、
被めっき鋼板にB2 O3 粒子、SiO2 粒子、MgO粒
子、Cr2 O3 粒子の1種または2種以上で1〜20重
量%含有する鉄基体分散めっき層を0.1〜10μmの
厚さでめっきした後、還元性雰囲気下で加熱および冷却
して溶融亜鉛めっきし、続いて合金化熱処理する合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の製造法である。
【0005】以下、本発明について詳細に説明する。通
常の薄鋼板製造工程を経て製造された冷延板の被めっき
鋼板を電解清浄した後、鉄基にB2 O3 粒子、SiO2
粒子、MgO粒子、Cr2 O3 粒子の1種または2種以
上を混合した鉄基体分散めっき層を施す。鉄基体分散め
っき層は、硫酸第一鉄に硫酸、さらにはPH調整剤のH
3 BO3 , 電導度増加剤のNa2SO4, (NH4)2 SO
4 など任意に混合した浴中で電気めっき法で施される。
鉄基体分散めっき層のB2 O3 粒子、SiO2 粒子など
は、電気めっき浴中に化学的に安定な不溶解物で、しか
も合金化炉のような高温域でも何ら化学的反応を起こさ
ない安定な酸化物である。このような分散粒子が鉄基体
に混在して分散されると、その上に施される合金化溶融
亜鉛めっき層に点在し、その結果物理的に強度が高くな
って耐パウダリング性を改善し加工性も向上する。しか
し、分散めっき層に点在するB2 O3 粒子などの各粒子
の量が1%未満の少ない含有量では、強度の向上が小さ
い。また反対に20%を超える過剰な含有量では、めっ
層が脆化し、成形加工時割れを起こしてパウダリング現
象を起こす問題がある。
常の薄鋼板製造工程を経て製造された冷延板の被めっき
鋼板を電解清浄した後、鉄基にB2 O3 粒子、SiO2
粒子、MgO粒子、Cr2 O3 粒子の1種または2種以
上を混合した鉄基体分散めっき層を施す。鉄基体分散め
っき層は、硫酸第一鉄に硫酸、さらにはPH調整剤のH
3 BO3 , 電導度増加剤のNa2SO4, (NH4)2 SO
4 など任意に混合した浴中で電気めっき法で施される。
鉄基体分散めっき層のB2 O3 粒子、SiO2 粒子など
は、電気めっき浴中に化学的に安定な不溶解物で、しか
も合金化炉のような高温域でも何ら化学的反応を起こさ
ない安定な酸化物である。このような分散粒子が鉄基体
に混在して分散されると、その上に施される合金化溶融
亜鉛めっき層に点在し、その結果物理的に強度が高くな
って耐パウダリング性を改善し加工性も向上する。しか
し、分散めっき層に点在するB2 O3 粒子などの各粒子
の量が1%未満の少ない含有量では、強度の向上が小さ
い。また反対に20%を超える過剰な含有量では、めっ
層が脆化し、成形加工時割れを起こしてパウダリング現
象を起こす問題がある。
【0006】従って、本発明においては、鉄基体分散め
っき層中に混合されるB2 O3 粒子等の量を1〜20%
に限定した。また、粒子の大きさについては特に限定す
るものではないが、0.001%μm未満の微細粒子に
なると粉塵公害を引起し取扱が難しくなり、1μm以上
の粗粒子になると溶融亜鉛めっき層の密着性を劣化しそ
のめっき層の表面平滑性も損なわれる。好ましいのは
0.001〜0.3μmである。さらにまた、本発明に
おいては、鉄基体分散めっき層の厚みを、耐パウダリン
グ性から、0.1〜10μmに限定する必要がある。す
なわち、鉄基体分散めっき層の厚みが0.1μm未満で
は自ずとB2 O3 粒子等の含有量が少なくなって強度が
弱くパウダリングを発生し、その反対に10μmを超え
る過剰な厚みは経済的に不利である。
っき層中に混合されるB2 O3 粒子等の量を1〜20%
に限定した。また、粒子の大きさについては特に限定す
るものではないが、0.001%μm未満の微細粒子に
なると粉塵公害を引起し取扱が難しくなり、1μm以上
の粗粒子になると溶融亜鉛めっき層の密着性を劣化しそ
のめっき層の表面平滑性も損なわれる。好ましいのは
0.001〜0.3μmである。さらにまた、本発明に
おいては、鉄基体分散めっき層の厚みを、耐パウダリン
グ性から、0.1〜10μmに限定する必要がある。す
なわち、鉄基体分散めっき層の厚みが0.1μm未満で
は自ずとB2 O3 粒子等の含有量が少なくなって強度が
弱くパウダリングを発生し、その反対に10μmを超え
る過剰な厚みは経済的に不利である。
【0007】このような条件に製造された鉄基体分散め
っき鋼板は、該表面に鉄の薄い酸化物を生成してその後
のめっき層の密着性を低下するため、酸化物を還元(窒
素+10〜20%水素の還元性雰囲気)しかつ鋼板の強
度や機械的性質を改善するために高温度(700〜85
0℃)に加熱した後、上層の溶融亜鉛めっき処理に適し
た温度(550〜450℃)に冷却され、溶融亜鉛めっ
き浴を通過する。この際の冷却速度については、特に限
定するものではない。このようにしてめっきされた溶融
亜鉛めっき鋼板は、高温度(470〜530℃)に保た
れた加熱炉を通って、合金化亜鉛めっき鋼板に製造され
る。
っき鋼板は、該表面に鉄の薄い酸化物を生成してその後
のめっき層の密着性を低下するため、酸化物を還元(窒
素+10〜20%水素の還元性雰囲気)しかつ鋼板の強
度や機械的性質を改善するために高温度(700〜85
0℃)に加熱した後、上層の溶融亜鉛めっき処理に適し
た温度(550〜450℃)に冷却され、溶融亜鉛めっ
き浴を通過する。この際の冷却速度については、特に限
定するものではない。このようにしてめっきされた溶融
亜鉛めっき鋼板は、高温度(470〜530℃)に保た
れた加熱炉を通って、合金化亜鉛めっき鋼板に製造され
る。
【0008】上記のようにして製造された合金化溶融亜
鉛めっき鋼板は、過酷な加工を受けてもめっき層が剥離
する事もなく、耐パウダリング性を向上した特性が得ら
れる。通常の合金化溶融亜鉛めっき鋼板における合金層
の相分布は鉄素地側からΓ相、Γ+δ1 相、δ1 相およ
びζ相の順に層成されている。従って、過酷な加工を受
けた場合、Γ相とΓ+δ1 相の界面またはΓ+δ1 相と
δ1 相の界面で層間剥離を引き起こす。一方、本発明の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板における合金層の相分布は、
前記した通常の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のように層状
に存在する事はなくΓ相、Γ+δ1 相、δ1 相およびζ
相が混在状態にあり、この存在が加工時に起こるめっき
層の剥離を防止しているものと考えられる。また、この
ように各層の混在状態が起こる理由については、合金化
熱処理において合金化が進む時に界面に存在する分散粒
子が鉄原子と亜鉛原子の相互拡散を部分的に妨げて起こ
るものと推察している。次に、本発明の実施例について
説明をする。
鉛めっき鋼板は、過酷な加工を受けてもめっき層が剥離
する事もなく、耐パウダリング性を向上した特性が得ら
れる。通常の合金化溶融亜鉛めっき鋼板における合金層
の相分布は鉄素地側からΓ相、Γ+δ1 相、δ1 相およ
びζ相の順に層成されている。従って、過酷な加工を受
けた場合、Γ相とΓ+δ1 相の界面またはΓ+δ1 相と
δ1 相の界面で層間剥離を引き起こす。一方、本発明の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板における合金層の相分布は、
前記した通常の合金化溶融亜鉛めっき鋼板のように層状
に存在する事はなくΓ相、Γ+δ1 相、δ1 相およびζ
相が混在状態にあり、この存在が加工時に起こるめっき
層の剥離を防止しているものと考えられる。また、この
ように各層の混在状態が起こる理由については、合金化
熱処理において合金化が進む時に界面に存在する分散粒
子が鉄原子と亜鉛原子の相互拡散を部分的に妨げて起こ
るものと推察している。次に、本発明の実施例について
説明をする。
【0009】
【実施例】板厚0.8mmの普通鋼板を冷間圧延後、ア
ルカリ脱脂、酸洗を施したのち鋼面の両面に分散めっき
を行なう。 電気分散めっきの浴組成は硫酸第1鉄30
0g/l,H2 SO4 20g/l,H3 BO3 30g/
lのものを用い、浴温50℃、分散粒子の濃度は30〜
50g/l(粒子の種類によって変動する)、陽極は鉄
板、電流密度50A/dm2 、めっき時間3秒〜30秒
(めっき厚みによって変る)の電気めっきを行なう。そ
のあと連続式溶融亜鉛めっきラインにおいて通常の条件
で溶融亜鉛めっきを行なう。即ちN2 +75%H2 雰囲
気中で750℃×60秒の還元焼鈍を受けたのちJet
cooler工程で450℃に冷却され、続いて溶融
亜鉛浴の中に浸漬される。亜鉛目付量は約60g/m2
に制御されたのち500℃に保定された合金化加熱炉の
中で合金化される。得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、通常採用されている60℃折曲げ加工後テーピング
試験により耐パウダリングが評価される。(めっき層の
剥離状況を5段階評価し、5点は剥離なし、1点は全面
剥離とする。)その結果を表1に示す。表1の結果より
本発明の分散鉄めっきを施した合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の耐パウダリング性は従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に比べて格段に優れていることが明らかである。
ルカリ脱脂、酸洗を施したのち鋼面の両面に分散めっき
を行なう。 電気分散めっきの浴組成は硫酸第1鉄30
0g/l,H2 SO4 20g/l,H3 BO3 30g/
lのものを用い、浴温50℃、分散粒子の濃度は30〜
50g/l(粒子の種類によって変動する)、陽極は鉄
板、電流密度50A/dm2 、めっき時間3秒〜30秒
(めっき厚みによって変る)の電気めっきを行なう。そ
のあと連続式溶融亜鉛めっきラインにおいて通常の条件
で溶融亜鉛めっきを行なう。即ちN2 +75%H2 雰囲
気中で750℃×60秒の還元焼鈍を受けたのちJet
cooler工程で450℃に冷却され、続いて溶融
亜鉛浴の中に浸漬される。亜鉛目付量は約60g/m2
に制御されたのち500℃に保定された合金化加熱炉の
中で合金化される。得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、通常採用されている60℃折曲げ加工後テーピング
試験により耐パウダリングが評価される。(めっき層の
剥離状況を5段階評価し、5点は剥離なし、1点は全面
剥離とする。)その結果を表1に示す。表1の結果より
本発明の分散鉄めっきを施した合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の耐パウダリング性は従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に比べて格段に優れていることが明らかである。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、素地鋼板と亜鉛めっ
き層の界面に分散粒子のバリヤー層を設けることによっ
て、加熱合金化時の鉄、亜鉛相互拡散を防げる。その結
果、鉄−亜鉛合金組織が通常の方法で製造したときに見
られるような層状とはならず、各種の相が混在する状態
となりこれによって、加工時めっき層の相間剥離が起ら
ず、極めて優れた耐パウダリング性が向上する。
き層の界面に分散粒子のバリヤー層を設けることによっ
て、加熱合金化時の鉄、亜鉛相互拡散を防げる。その結
果、鉄−亜鉛合金組織が通常の方法で製造したときに見
られるような層状とはならず、各種の相が混在する状態
となりこれによって、加工時めっき層の相間剥離が起ら
ず、極めて優れた耐パウダリング性が向上する。
Claims (1)
- 【請求項1】 被めっき鋼板にB2 O3 粒子、SiO2
粒子、MgO粒子、Cr2 O3 粒子の1種または2種以
上で1〜20重量%含有する鉄基体分散めっき層を0.
1〜10μmの厚さでめっきした後、還元性雰囲気下で
加熱および冷却して溶融亜鉛めっきし、続いて合金化熱
処理する事を特徴とするパウダリング性と加工性の優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4821992A JPH05247617A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 耐パウダリング性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4821992A JPH05247617A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 耐パウダリング性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05247617A true JPH05247617A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=12797306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4821992A Withdrawn JPH05247617A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 耐パウダリング性と加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05247617A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5447802A (en) * | 1992-03-30 | 1995-09-05 | Kawasaki Steel Corporation | Surface treated steel strip with minimal plating defects and method for making |
JP2005256043A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Jfe Steel Kk | 溶融分散めっき板の製造設備および製造方法 |
WO2007005333A2 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Isg Technology Inc. | Process for applying a metallic coating, an intermediate coated product, and a finish coated product |
WO2013100615A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Posco | High-strength hot-dip galvanized steel sheet having excellent plating surface quality and adhesion, and method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP4821992A patent/JPH05247617A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4517683B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2010-08-04 | Jfeスチール株式会社 | 溶融分散めっき板の製造方法 |
WO2007005333A2 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Isg Technology Inc. | Process for applying a metallic coating, an intermediate coated product, and a finish coated product |
WO2007005333A3 (en) * | 2005-07-01 | 2007-09-20 | Isg Technology Inc | Process for applying a metallic coating, an intermediate coated product, and a finish coated product |
WO2013100615A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Posco | High-strength hot-dip galvanized steel sheet having excellent plating surface quality and adhesion, and method of manufacturing the same |
US11001918B2 (en) | 2011-12-28 | 2021-05-11 | Posco | High-strength hot-dip galvanized steel sheet having excellent plating surface quality and adhesion, and method of manufacturing the same |
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