JPH0657390A - 溶融Znめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

溶融Znめっき鋼板の製造方法

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JPH0657390A
JPH0657390A JP23312992A JP23312992A JPH0657390A JP H0657390 A JPH0657390 A JP H0657390A JP 23312992 A JP23312992 A JP 23312992A JP 23312992 A JP23312992 A JP 23312992A JP H0657390 A JPH0657390 A JP H0657390A
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JP
Japan
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steel sheet
plating
sulfur
hot dip
steel
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JP23312992A
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Tamotsu Toki
保 土岐
Tetsuaki Tsuda
哲明 津田
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高Si鋼板を母材とする溶融Znめっき鋼板
の製造において、めっき性を改善する。合金化を行う場
合の反応を促進する。熱処理工程が煩雑になるのを避け
る。 【構成】 鋼板表面を研削して、Si濃化層を除去する
と共に鋼板表面を活性化する。研削面に0.01mg/m
2 以上の硫黄分を付着させて、Si酸化物の再生を防
ぐ。この状態で鋼板を還元焼鈍し、Zn浴により溶融め
っきを行う。Fe系酸化物に依存することなくめっき性
が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Si量が多い高張力鋼
板等の高Si鋼板を母材とする溶融Znめっき鋼板の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、排ガスの規制あるいは燃費の向上
から、自動車車体の軽量化が進められており、その一環
として、高張力鋼板の採用が増加している。高張力鋼板
は、通常は、製鋼段階で充分に脱炭処理して例えば炭素
0.01%以下の極低炭素鋼としてからTiを添加した極
低炭素Ti添加鋼や低炭素アルミキルド鋼をベースに、
P,Si,Mn,Crを添加して強度を上げた高張力鋼
を素材としており、その組成等についての提案は多い。
特に、Siについては、強度向上、延性向上のいずれに
も有効であり、耐食性向上の観点からもSi含有量の高
い高張力鋼板が有望視されている。
【0003】また、自動車の車体には、高張力鋼板の採
用と合わせて、めっき鋼板の導入も進められており、そ
のめっきとしては、通常、溶融Znめっきが用いられ
る。従って、自動車の車体に高張力鋼板を使用する場合
は、高張力鋼板のめっき付着性も必要となる。
【0004】ところが、SiはFeに比して易酸化性で
ある。そのため、Si含有量の高い高張力鋼板では、焼
鈍過程で鋼板表面にSiが濃化しやすく、めっき密着性
を阻害したり、めっき膜の加工剥離を招く原因になり、
極端な場合は、不めっき欠陥を発生させることもある。
【0005】溶融Znめっきにおけるめっき付着性改善
の技術としては、母材鋼板を弱酸化性雰囲気で加熱して
鋼板表面にFe系酸化皮膜を形成し、その後、鋼板を還
元性雰囲気で加熱して、表面を活性でポーラスな状態に
する前処理が、特公昭53−44141号公報に開示さ
れている。また、Cu,Ni,Fe等のプレめっきを行
った後、還元性雰囲気で熱処理を行う前処理は、特開昭
56−33463号公報および特開昭57−79160
号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの前処理は、通
常の鋼板に対しては有効であるが、Si含有量の高い高
張力鋼板のような高Si鋼板に適用する場合は、不めっ
きを完全に防止できず、めっき密着性の点でも満足すべ
き製品を得ることができないのが現状である。
【0007】また、最近は、塗装後の耐食性に優れた合
金化溶融Znめっき鋼板の使用も増加しているが、その
母材に高Si鋼板を用いた場合は、例えめっきが可能で
あったとしても、鋼板表面に濃化するSiのために合金
化が阻害され、未合金化部分が発生する問題や、合金化
促進のために炉温を通常より高くしたり通板速度を遅く
することによる操業性低下の問題を避けない。
【0008】本発明は上記問題を解決し、高Si鋼板を
母材とする場合のめっき不良を防ぎ、合金化めっき鋼板
にあっては合金化の促進も図る溶融Znめっき鋼板の製
造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】Si含有量の高い鋼板に
対して溶融Znめっきを行う場合のめっき不良の原因
が、焼鈍時における鋼板表面へのSiの濃化にあること
は既に述べた。本発明者らは、従来のめっき付着性改善
策を主にSiの濃化という観点から再検討した。
【0010】その結果、母材鋼板の表面にFe系酸化皮
膜を形成した後、その表面を還元によって活性でポーラ
スにする方法の場合、高Si鋼板では、酸化過程で鋼板
表層にSiの安定な酸化皮膜が形成されるため、それが
バリヤー層となってFe系酸化皮膜の形成を阻害するこ
とが分かった。
【0011】また、Cu,Ni,Fe等のプレめっきを
行った後、還元性雰囲気で加熱する方法の場合は、イン
ライン処理を前提とする現状のめっき設備では、焼鈍で
鋼板を昇温した際、形成直後のプレめっき皮膜中をSi
が拡散して表面に容易に濃化し、充分なZn濡れ性を確
保することが困難となることが分った。
【0012】本発明者らは、鋼板表面に濃化するSiの
影響を除去するためには、その表面に充分なFe系酸化
皮膜を形成することが不可欠であると考え、この考えに
立って鋼板表面を予め研削し、その鋼板を酸化性雰囲気
中で予備加熱し、更に還元雰囲気中で焼鈍加熱した後、
溶融Znめっきする方法を先に開発した(特願平3−3
13389号)。
【0013】鋼板表面を予め研削すれば鋼板表面のSi
酸化皮膜が除去されると共に鋼板表面が活性化され、後
の予備加熱で鋼板表面に充分な量のFe系酸素皮膜が形
成され、更にその後の焼鈍加熱においてもSiの表面濃
化が抑制される。その結果、溶融めっきでの鋼板表面の
濡れ性が確保される。
【0014】しかし、その一方では、予備加熱での加熱
温度および空燃比を鋼種によって調整する必要が生じ
た。また、予備加熱で強制的にFe系酸素皮膜を形成す
るため、焼鈍加熱での還元能力を一般材に比べて強化す
る必要が生じた。それらのため、操業性が煩雑化する。
つまり、予備加熱でFe系酸化物を形成しようとする
と、予備加熱自体が煩雑になるだけでなく、焼鈍加熱も
煩雑になるのである。
【0015】そこで、本発明者らはFe系酸化物に依存
することなく鋼板表面の濡れ性を改善する方策を開発す
るべく更に検討を重ねた結果、予め研削した鋼板表面に
硫黄や硫黄化合物を被覆すれば、その後に通常の予備加
熱および焼鈍加熱を行っても溶融亜鉛との濡れ性が格段
に改善されることを知見した。
【0016】本発明は上記知見に基づくもので、重量比
でSiを0.1%以上含有する高Si鋼板に溶融Znめっ
きを行う際に、前記高Si鋼板の表面を0.1〜5g/m
2 の研削量で研削し、その表面に硫黄および/または硫
黄化合物を硫量分で0.01mg/m2 以上被覆した後、
その高Si鋼板を還元性雰囲気中で加熱し、しかる後に
溶融Znめっきを行うことを特徴とする溶融Znめっき
鋼板の製造方法を要旨とする。
【0017】
【作用】本発明の溶融Znめっき鋼板の製造方法におい
ては、まず、鋼板表面を研削する。研削量が0.1g/m
2 未満では、鋼板表面が充分に活性化されず、後述する
Si−S結合の進行が不充分となるため、不めっきを完
全に防止できない。一方、5g/m2 を超える研削量で
は、材料歩留りが悪化する上、作業能率も悪くなり、更
にめっきとの濡れ性の改善効果も飽和する。従って、鋼
板表面の研削量は0.1〜5g/m2 とする。
【0018】研削手段は特に限定せず、ワイヤブラシ、
砥粒入れナイロンブラシ、弾性砥石ロール等の何れを用
いてもよい。
【0019】鋼板組成については、Si量が0.01%未
満では強度の増加が不充分であり、また焼鈍時に鋼板表
層にSiが濃化する量も僅かであるので、特別な前処理
を施さなくても充分な濡れ性が確保されるので、S量を
0.01%以上とする。Si量の上限は特に規定しない
が、鋼中Si量が3%を超えると鋼板の加工性が劣化す
る傾向があるため、Si量は3%以下が望ましい。他の
成分については、C,M,P,S,SolAl,Ti等
が一般量添加され、これらの添加によっても本発明の趣
旨が損なわれることはない。また、鋼板は熱延材、冷延
材のどちらであってもよい。
【0020】鋼板の表面が研削されると、その表面に硫
黄および/または硫黄化合物を被覆する。この被覆は、
例えば硫黄、チアサン類、チオフェンまたはその誘導
体、亜硫酸エステル類、メルカプタン類、スルフィド
類、ジスルフィド類の1種または2種以上を含む水溶液
あるいはアルカリ溶液を鋼板研削時あるいは研削直後に
塗布することにより行う。
【0021】被覆量は焼鈍前に硫黄分で0.01mg/m
2 以上を確保する。0.01mg/m2 未満では溶融亜鉛
との濡れ性が充分に改善されない。上限については特に
限定するものではないが、硫黄分を10mg/m2 を超
えて被覆してもSiと結合する硫黄分が過剰となり濡れ
性が飽和する。またコストアップを招く。そのため、望
ましくは10mg/m2 以下とする。なお、硫黄および
/または硫黄化合物を被覆した後に硫黄分が0.01mg
/m2 以上残存するように研削を行ってもよい。
【0022】硫黄および/または硫黄化合物の被覆によ
り鋼板表面の亜鉛濡れ性が改善される理由は必ずしも明
確ではないが、鋼板表面を研削した後直ちに硫黄や硫黄
化合物を被覆すると、鋼板表面のSiは雰囲気中の酸素
と結びつき、Si酸化物を形成する前にSi−S結合を
進行させるためと推定される。
【0023】研削面に硫黄分が付着されると、その鋼板
を還元雰囲気炉で600〜900℃程度に加熱して還元
および焼鈍を行い、冷却後、溶融Znめっきを行う。め
っき浴中にはAlの他に、Pb,Sb,Si,Fe,S
n,Mg,Mn,Ni,Cr,Ca,Li,Ti,ミッ
シュメタル等の1種または2種以上が少量含有されても
よい。
【0024】合金化処理を行う場合は、めっき後に鋼板
を500〜650℃に5〜30秒程度加熱する。加熱方
式としては、焼鈍ガス直火加熱、燃焼ガス輻射式加熱、
直接通電加熱、誘導加熱等のいずれを用いてもよい。
【0025】
【実施例】表1に示す組成〜の鋼を溶製し、熱間圧
延を行って板厚3.2mmの熱延鋼板とした。巻取温度は
500〜650℃とした。熱延鋼板を15%HCl水溶
液にて酸洗し、更に厚さ0.8mmとなるまで冷間圧延し
て冷延鋼板とした。冷延鋼板に前処理として溶剤脱脂、
Na2 CO3 +NaOH水溶液による電解洗浄、水洗お
よび乾燥を行った後、この冷延鋼板から100×250
mmの供試材を採取した。供試材に対して砥粒入りナイ
ロンブラシを用いて回転数400〜800rpm 、圧大量
1〜3mm、研削回数5〜20回の条件で研削を行っ
た。このとき、硫黄および/または硫黄化合物を含有す
る水溶液あるいはアルカリ溶液を研削面に散布し、その
後乾燥することにより研削面に硫黄分を付着させた。
【0026】前処理を行った供試材に対しては溶融めっ
きシミュレータを用いて、N2 −500ppm O2 中で5
00℃×30秒の予備加熱を行った後、25%H2 +N
2 、露点−30℃の雰囲気にて850℃×60秒の還元
焼鈍を行い、更に460℃、Zn−0.1〜60%Alの
浴にてめっきを行った。
【0027】めっきを終えた供試材のめっき性を下記に
より評価した。めっき性が良好な溶融めっき材の一部に
ついては、ワイピング処理によって付着量を60g/m
2 に調整した上で、500℃の塩浴中に浸漬することに
よって合金化処理を行い、20秒以内で合金化が完了す
るものを合金化性が良好とした。評価結果を表1に示
す。 ◎:不めっきによるピンホールが全くない ○:ピンホールが1〜5個/m2 △:ピンホールが6〜20個/m2 ×:ピンホールが21個/m2 〜殆ど濡れない
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】鋼種の鋼板はSi量が少なく、研削およ
び硫黄分の付着を行わなくても、めっき性および合金化
性は良好である(No. 14)。
【0031】鋼種〜の鋼板についてはSi量が多
く、研削を行わない場合(No. 12)、研削を行っても
研削量が少ない場合(No. 13)はめっき性が悪い。ま
た、硫黄分の付着量が少ない場合(No. 7)もめっき性
は良くない。しかし、適正量の研削と適正量の硫黄分の
付着により、予備加熱でのFe系酸化物の形成に依存す
ることなく、めっき性が著しく改善され、合金化性も良
好となる。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の溶融Znめっき鋼板の製造方法は、高Si鋼板をめっ
き母材とするにもかかわらず、めっき性の良好なめっき
鋼板を製造でき、合金化を行う場合の反応を促進する効
果もある。また、研削と研削面への硫黄分の付着により
めっき性を改善し、Fe系酸化物に依存しないので、熱
処理工程の煩雑化を回避できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比でSiを0.1%以上含有する高S
    i鋼板に溶融Znめっきを行う際に、前記高Si鋼板の
    表面を0.1〜5g/m2 の研削量で研削し、その表面に
    硫黄および/または硫黄化合物を硫黄分で0.01mg/
    2 以上被覆した後、その高Si鋼板を還元性雰囲気中
    で加熱し、しかる後に溶融Znめっきを行うことを特徴
    とする溶融Znめっき鋼板の製造方法。
JP23312992A 1992-08-06 1992-08-06 溶融Znめっき鋼板の製造方法 Pending JPH0657390A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299349A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Jfe Steel Kk 高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2007291498A (ja) * 2006-02-28 2007-11-08 Jfe Steel Kk 外観性とめっき密着性に優れる高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2007291472A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Nippon Steel Corp 合金化溶融亜鉛メッキ鋼帯の製造方法

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