JPH06256920A - 熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 - Google Patents
熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法Info
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- JPH06256920A JPH06256920A JP4542193A JP4542193A JPH06256920A JP H06256920 A JPH06256920 A JP H06256920A JP 4542193 A JP4542193 A JP 4542193A JP 4542193 A JP4542193 A JP 4542193A JP H06256920 A JPH06256920 A JP H06256920A
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Abstract
鋼板を安定的に製造する。 【構成】 酸洗済みの熱延鋼板の表面に、箱焼鈍工程、
連続焼鈍工程または連続溶融めっき工程において前酸化
を行うことにより0.5 〜10g/m2の酸化スケールを形成
し、引き続いて730 〜850 ℃で還元焼鈍を行って酸化ス
ケールを除去した後、溶融めっきおよび合金化処理を行
う。
Description
上であって、延性なかでも孔拡げ性 (伸びフランジ性)
に優れた熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法に関す
る。
板は溶接性および耐食性に優れるため、自動車をはじめ
とする各種の製品に多様されている材料である。近年、
自動車の製造では、燃料消費量の低減および動力性能の
向上を目的とした軽量化が推進されている。その一方
で、衝突時の安全性を向上して乗員の生命・身体を保護
するため、自動車車体の強度の向上も積極的に推進され
るようになってきた。
または部品用鋼板としては、軽量であって例えば引張強
度が450N/mm2以上という高張力を有し、しかも安価な高
張力熱延鋼板をめっき母材として溶接性および防錆力も
兼備した熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の適用が検討さ
れている。
C:0.005 〜0.15% (以下、本明細書においては特にこ
とわりがない限り「%」は「重量%」を意味するものと
する)、Si:1%以下、Mn:0.7 〜2.5 %、P:0.1 %
以下の冷延鋼板を連続溶融亜鉛めっき工程により亜鉛め
っきし、この際に組織をベイナイト面積率:5〜50%、
マルテンサイト面積率:1〜20%を含むフェライト+ベ
イナイト+マルテンサイトδ相複合組織とする高強度溶
融亜鉛めっき鋼板の製造法が提案されている。
15%、Si:0.05%以下、Mn:0.5 〜1.2 %、Nb:0.005
〜0.045 %、Al:0.10%以下であって、平均結晶粒径:
20μm 以下の均一微細な再結晶フェライト組織が面積
率:95%以上である孔拡げ性に優れた高張力冷延鋼板が
提案されている。
C:0.05〜0.15%、Mn:0.8 〜1.6 %、Si:0.3 〜1.5
%、S:0.02%以下のスラブを1280℃以上に加熱し、88
0 ℃以上の仕上温度で熱間圧延を終了し、酸洗後に、連
続溶融亜鉛めっき工程で750 〜900 ℃で焼鈍し、焼鈍後
の冷却過程で浴温420 〜520 ℃の溶融亜鉛めっき浴に浸
漬し、引き続いて520 〜640 ℃で3秒以上保持する条件
で合金化処理することにより、良好な成形加工性を有
し、表面性状に優れた熱延高張力合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を製造する方法が提案されている。
極めて高度な成形加工が施されて使用されるため、前述
の熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板も優れた成形加工性を
備える必要がある。
強度と優れた成形加工性とは相反する関係にあるため、
従来の技術によってもこれらを両立させることは極めて
困難である。特に、高張力熱延鋼板に合金化溶融亜鉛め
っき処理を施して製造した熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の孔拡げ性は、同じ条件で焼鈍・製造された高張力熱
延鋼板に比較すると、著しく劣化してしまう。
高張力熱延鋼板について、酸洗にて表面酸化スケールを
除去した場合と、酸洗後合金化溶融亜鉛めっきを施した
場合とについて、孔拡げ率 (%) を調べた結果を示すグ
ラフである。同図に示すように、合金化溶融亜鉛めっき
処理を行うと、孔拡げ率が最大で半分以下にまで低下し
てしまうことがわかる。
に合金化溶融亜鉛めっき処理を施して製造される、引張
強度が450N/mm2以上の熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板に
ついて、延性なかでも孔拡げ性 (伸びフランジ性) の著
しい低下を抑制することができる方法を提供することに
ある。
を解決するため種々検討を重ね、熱延合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の孔拡げ性の低下を抑制するには、単にめっき
母材の特性の最適化を目的に熱間圧延条件および連続合
金化溶融亜鉛めっき処理条件を最適に管理するだけでは
不十分であり、形成される合金化溶融亜鉛めっき皮膜
(以下、本明細書においては単に「めっき皮膜」という)
の付着状況も含めて管理する必要があることを知見し
た。
の孔拡げ性の劣化は、めっき皮膜の付着状況にも起因す
るため、孔拡げ性の劣化が少ない付着状況を作り出すこ
とが可能な条件を知る必要がある。
討を重ね、孔拡げ性に優れた熱延合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を安定的に製造するには、連続溶融亜鉛めっき工
程、または箱焼鈍工程あるいは連続焼鈍工程において単
にめっき母材である高張力熱延鋼板の組成と連続焼鈍条
件とを管理するだけでは不十分であって、合金化溶融亜
鉛めっき処理を行う前に、酸洗状態または表面研削状
態、あるいは更に圧延による加工歪を付与した状態とし
て焼鈍工程へめっき母材を導いて0.5g/m2 以上10g/m2以
下の酸化スケールを均一に形成してめっき皮膜の付着状
況を管理し、引き続いて730 〜850 ℃で還元焼鈍を行う
ことにより酸化スケールを除去した後、溶融めっきおよ
び合金化処理を行えばよいことを知見して、本発明を完
成した。
C:0.001 %以上0.20%以下、Si:2.0 %以下、Mn:0.
50%以上2.50%以下、P:0.10%以下、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼組成を有する酸洗済熱延鋼板ま
たは酸洗後さらに表面研削および/または圧延による加
工歪を付与した熱延鋼板を、箱焼鈍工程または連続焼鈍
工程あるいは連続溶融めっき工程において前酸化を行う
ことにより0.5g/m2 以上10g/m2以下の酸化スケールを形
成し、引き続いて730 ℃以上850 ℃以下で還元焼鈍を行
うことにより酸化スケールを除去してから、溶融めっき
および合金化処理を行うことを特徴とする孔拡げ性に優
れた熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法である。
1 %以上0.20%以下、Si:2.0 %以下、Mn:0.50%以上
2.50%以下、P:0.10%以下、残部Feおよび不可避的不
純物からなる鋼組成を有する酸洗済熱延鋼板または酸洗
後さらに表面研削および/または圧延による加工歪付与
を行った熱延鋼板を、連続溶融めっき工程の加熱帯にお
いて空燃比0.8 〜1.1 の範囲で焼鈍を行うことにより0.
5g/m2 以上10g/m2以下の酸化スケールを形成し、引き続
いて、連続溶融めっき工程の均熱帯において、730 ℃以
上850 ℃以下で還元焼鈍を行うことにより酸化スケール
を除去してから、溶融めっきおよび合金化処理を行うこ
とを特徴とする孔拡げ性に優れた熱延合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造法である。
伸びフランジ性と同義であって、試料に直径が12mmの円
形の孔を打ち抜いた後、60°円錐ポンチを用いて打ち抜
いた孔を拡げる加工を行った場合に、初期の孔径(12mm)
に対するこの孔にひびが形成された時の孔径(mm)の比の
値により定量的に表される。本発明で目標とする孔拡げ
性は、前述の値で85%以上である。
ず、本発明で用いるめっき母材である熱延鋼板の組成を
上述のように限定する理由を説明する。
の一方で成形加工性を劣化させる作用を奏する元素でも
ある。成形加工性を所望の値に維持するためにC含有量
は0.20%以下であるが、C含有量が0.001 %未満に低下
すると自動車車体または部品用鋼板として必要な強度を
得ることができなくなってしまう。そこで、本発明で
は、C含有量は0.001 %以上0.20%以下と限定する。望
ましくは0.05%以上0.17%以下である。
加工性に寄与するフェライトを生成・純化させる作用を
奏する元素である。Siは、このような作用を奏するた
め、熱延鋼板を高強度化させる割りには成形加工性を劣
化させる程度が少ない。しかし、Si含有量が2.0 %超で
あるとかかる効果が奏されなくなり、不めっきが生じ易
くなる。そこで、本発明ではSi含有量は2.0 %以下に限
定する。望ましくは0.4 %以上1.3 %以下である。
素である。しかし、Mn含有量が0.50%より少ないとかか
る効果は少なく、一方Mn含有量が2.50%を超えると良好
な伸びが確保されない。そこで、本発明では、Mn含有量
は0.50%以上2.50%以下と限定する。望ましくは0.7 %
以上1.5 %以下である。
含有量が0.10%を超えるとパーライトバンドが形成され
て孔拡げ性が劣化するとともに成品である熱延合金化溶
融亜鉛めっき鋼板が脆化し易くなってしまう。そこで、
本発明では、P含有量は0.10%以下と限定する。望まし
くは0.003 %以上0.020 %以下である。
物である。不可避的不純物の組成例としては、S:0.00
3 %以下、Al:0.030 %以上0.070 %以下を例示するこ
とができる。
すなわち酸洗を終了した熱延鋼板または酸洗後さらに表
面研削および/または圧延による加工歪付与を行った熱
延鋼板に、箱焼鈍工程または連続焼鈍工程あるいは連続
溶融めっき工程において前酸化を行うことにより、めっ
き母材である高張力熱延鋼板の表面に0.5g/m2 以上10g/
m2以下の酸化スケールを形成する。この程度の付着量で
あれば、形成される酸化スケールは高張力熱延鋼板の表
面に均一に形成される。
は、溶融亜鉛めっきを行う際に前処理として加熱帯にお
いて前酸化および還元を行うことによりめっき母材であ
る熱延鋼板の表面を清浄化し、めっき皮膜の付着を確実
にする。このように、めっき母材である高張力熱延鋼板
の表面に酸化スケールを形成するのはめっき皮膜の付着
を確実にするためであるため、高張力熱延鋼板が難めっ
き材であればあるほど多量に、表面に一様に酸化スケー
ルを形成する必要がある。
ケールの付着状況は酸化性雰囲気および母材熱延鋼板の
表面性状の影響を大きく受け、熱延合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の孔拡げ率は、前酸化による酸化スケールの生成
量によって大きく変化する。
ると、この場合の金属組織写真である図1に示すよう
に、めっき母材の表面にSi系の酸化スケールが部分的に
生成して酸化スケールむらが生じることに起因して不め
っきを生じ易い。酸化スケールの生成量が0.5g/m2 以上
10g/m2以下であると、図2に示すように、めっき母材の
表面全面に酸化スケールが一旦一様に形成されその後に
除去されるため、均一かつ安定しためっきを行うことが
可能となる。さらに、酸化スケールの生成量が10g/m2を
超えると、図3に示すように、粒界にまで酸化が進行し
てZnが粒界へ侵入するためにめっき皮膜生成むらが激し
くなり孔拡げ性は低下してしまう。そこで、本発明で
は、酸化スケールの生成量は0.5g/m2 以上10g/m2以下と
限定する。また、焼鈍前に酸洗済熱延鋼板の表面を研削
するのは以下の理由による。
が残りやすく、またSi添加鋼の場合、島状スケールとい
う特有のスケールが発生しやすく、酸洗後も表面性状は
不活性かつ不均一である。このような場合、焼鈍工程で
0.5 〜10g/m2の酸化スケールを形成させても、均一なス
ケールが形成されにくい。
面を研削し、活性化および均一化を図ることが有効であ
る。その場合には0.1 〜10g/m2以上の研削が好ましい。
また、10g/m2を超える研削を行ってもその効果が飽和す
るだけであり、研削ブラシおよびブラシを回転させるモ
ーターやハウジングも強力なものが必要となる。
工歪を加えるのは、鋼板表面に加工歪を加えることによ
り、鋼板表面を一層活性化させるためである。この際の
加工歪としては圧下率:50%以下であれば十分であり、
これ以上圧下を加えても、メッキ母材が硬くなり過ぎ、
また表面活性化効果が飽和するだけである。
m2以下とするには、例えば連続溶融めっき工程を用いて
前酸化を行う場合には、加熱帯の空燃比を適宜制御して
酸化スケールを高張力熱延鋼板の表面に一様に形成すれ
ばよい。適当な空燃比の範囲は、具体的には、0.8 以上
1.1 以下、望ましくは0.85以上0.95未満であり、この範
囲を満足すればめっき母材の表面全面に一様に酸化スケ
ールが形成される。
張力熱延鋼板の表面に酸化スケールが形成されない箇所
が多発して不めっきを生じるおそれがあり、一方空燃比
が1.1 超では局部的に酸化スケールが厚く形成されてし
まい、めっき時 (めっき浴への侵入時) にZnが粒界へ侵
入して熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の穴拡げ性が低下
してしまう。
5g/m2 以上10g/m2以下の酸化スケールを形成した後、引
き続いて730 〜850 ℃で還元焼鈍を行って酸化スケール
を除去する。
のミクロ組織に大きく影響し、その結果、熱延合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の孔拡げ性が大きく変動する。焼鈍温
度が730 ℃未満では、Si添加による孔拡げ性向上に寄与
するフェライトの生成および純化の効果が小さく、また
焼鈍温度が850 ℃を超えると、フェライトのオーステナ
イトへの変態が大幅に進行してフェライトが粗大化して
孔拡げ性が低下するからである。この後、溶融めっきお
よび合金化処理を行う。これらの処理条件は公知の条件
であればよく、何ら限定を要さない。
が450N/mm2以上であって延性とりわけ孔拡げ性に優れた
熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが可能と
なる。さらに、本発明を実施例を参照しながら説明する
が、これは本発明の例示でありこれにより本発明が限定
されるものではない。
た、表1に示す化学組成を有するスラブaないしiに、
表1に示す加熱温度 (℃) 、仕上温度 (℃) および巻取
温度(℃) で熱間圧延を行って板厚が2.6mm の熱延鋼板
を24種製造した。
酸洗状態のまま、酸洗後さらに鋼板表面を研削(0.5g/
m2) 、または酸洗後に研削 (0.5 g/m2) および圧下を
行ったのち、箱焼鈍または連続焼鈍あるいは溶融亜鉛め
っき工程において前酸化を行い表1に示す量(g/m2)の酸
化スケールを形成し、さらに表1に示す焼鈍温度 (℃)
で還元焼鈍を行って前記酸化スケールを除去した。
の亜鉛めっき浴への浸漬を行って溶融亜鉛めっきを行
い、めっき付着量が両面の合計量で90g/m2になるように
調整した後、表1に示す温度 (℃) および時間 (s)で
合金化処理を行った。なお、表1には加熱帯において酸
化スケールを形成した際の空燃比をあわせて示す。
っき鋼板24種それぞれから試験片を切り出して試料No.1
ないし試料No.24 を製作し、引張試験 (JIS 5号試験
片) と孔拡げ試験 (直径12mmの孔を打抜いた後、60°円
錐ポンチを用いて孔縁にひびが発生するまで絞り成形を
行い、孔の初期径と絞り後の径の変化率を孔拡げ率とし
て評価する試験) を行った。試験結果を表2にまとめて
示す。
囲を全て満足した条件で製造されているため、YP:270
〜630N/mm2、TS:460 〜762N/mm2、El:22.3〜38.0%、
孔拡げ率:96〜138 %であって、不めっき等のない良好
なめっき状況が得られた。したがって、自動車車体また
は部品用鋼板として好適である。
発明の範囲の上限を上回っているため、成形加工性 (孔
拡げ率) が劣化した。試料No.17 は、Si含有量が本発明
の上限を上回っているため、不めっきを生じた。
下限を下回っているため、強度が劣化した。試料No.19
は、P含有量が本発明の範囲の上限を上回っているた
め、孔拡げ率が劣化した。
空燃比) が本発明の範囲の下限を下回っているため、不
めっきを生じた。試料No.21 は、酸化スケール量 (さら
には空燃比) が本発明の範囲の上限を上回っているた
め、孔拡げ率が劣化した。
下限を下回っているため、孔拡げ率が劣化した。試料N
o.23 は、焼鈍温度が本発明の範囲の上限を上回ってい
るため、孔拡げ率が劣化した。さらに、試料No.24 は、
前酸化前に行った圧延の圧下率が本発明の望ましい範囲
を上回ったため、めっき皮膜が硬化し、伸びが低下し
た。
にはめっき母材である高張力熱延鋼板の表面における酸
化スケールの生成量(g/m2)と孔拡げ率 (%) との関係
を、図5には焼鈍温度 (℃) と孔拡げ率 (%) との関係
をそれぞれグラフで示す。図4および図5によれば、孔
拡げ性の改善には、表面の酸化スケール量および焼鈍温
度がともに影響することがわかる。
孔拡げ性に優れた熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板を安定
的に製造できる。
めっき母材の表面にSi系の酸化スケールが部分的に生成
し、不めっきが発生する状況を示す金属組織写真であ
る。
下の場合にめっき母材の表面に一旦均一に形成された酸
化スケールがその後の還元焼鈍にて均一にきれいに除去
されており、その後の溶融亜鉛めっき処理にて均一かつ
安定しためっき皮膜が得られることを示す金属組織写真
である。
が粒界まで進行し、Znの粒界進出が起こることを示す金
属組織写真である。
生成量(g/m2)が孔拡げ率 (%)に及ぼす影響を示すグラ
フである。
を示すグラフである。
き鋼板について、合金化溶融亜鉛めっき処理および焼鈍
を行って540N/mm2級の鋼板とした場合と、熱延合金化溶
融亜鉛めっき処理ままで750N/mm2級の鋼板とした場合と
について、孔拡げ率 (%) を示したグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.001 〜0.20%、Si:2.
0 %以下、Mn:0.50〜2.50%、P:0.10%以下、残部Fe
および不可避的不純物からなる鋼組成を有する酸洗済熱
延鋼板を、箱焼鈍工程または連続焼鈍工程あるいは連続
溶融めっき工程において前酸化を行うことにより0.5 〜
10g/m2の酸化スケールを形成し、引き続いて730 〜850
℃で還元焼鈍を行うことにより前記酸化スケールを除去
してから、溶融めっきおよび合金化処理を行うことを特
徴とする孔拡げ性に優れた熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造法。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.001 〜0.20%、Si:2.
0 %以下、Mn:0.50〜2.50%、P:0.10%以下、残部Fe
および不可避的不純物からなる鋼組成を有する酸洗済熱
延鋼板を、連続溶融めっき工程の加熱帯において、空燃
比0.8 〜1.1の範囲で焼鈍を行うことにより0.5 〜10g/m
2の酸化スケールを形成し、引き続いて、前記連続溶融
めっき工程の均熱帯において、730 〜850 ℃で還元焼鈍
を行うことにより前記酸化スケールを除去してから、溶
融めっきおよび合金化処理を行うことを特徴とする孔拡
げ性に優れた熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法。 - 【請求項3】 前記前酸化を行う前に、酸洗済熱延鋼板
に表面研削および/または圧延による加工歪付与を行う
ことを特徴とする請求項1記載の孔拡げ性に優れた熱延
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法。 - 【請求項4】 前記焼鈍を行う前に、酸洗済熱延鋼板に
表面研削および/または圧延による加工歪付与を行うこ
とを特徴とする請求項2記載の孔拡げ性に優れた熱延合
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 |
---|---|---|---|
JP5045421A JP2725550B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 熱延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 |
---|---|---|---|
JP5045421A JP2725550B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06256920A true JPH06256920A (ja) | 1994-09-13 |
JP2725550B2 JP2725550B2 (ja) | 1998-03-11 |
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ID=12718811
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5045421A Expired - Fee Related JP2725550B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 |
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---|---|
JP (1) | JP2725550B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11236621A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-08-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力高延性亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03207845A (ja) * | 1990-01-04 | 1991-09-11 | Nippon Steel Corp | 溶融合金化亜鉛メッキ鋼板の製造方法 |
JPH04202630A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | Nippon Steel Corp | めっき密着性の良好な高Si含有高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5045421A patent/JP2725550B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03207845A (ja) * | 1990-01-04 | 1991-09-11 | Nippon Steel Corp | 溶融合金化亜鉛メッキ鋼板の製造方法 |
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Cited By (1)
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JPH11236621A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-08-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力高延性亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
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JP2725550B2 (ja) | 1998-03-11 |
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