JPH0693331A - 伸びフランジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

伸びフランジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH0693331A
JPH0693331A JP24531992A JP24531992A JPH0693331A JP H0693331 A JPH0693331 A JP H0693331A JP 24531992 A JP24531992 A JP 24531992A JP 24531992 A JP24531992 A JP 24531992A JP H0693331 A JPH0693331 A JP H0693331A
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JP
Japan
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steel sheet
hot
strength
extremely excellent
galvanizing
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Withdrawn
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JP24531992A
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Atsushi Itami
淳 伊丹
Nobuhiko Matsuzu
伸彦 松津
Hirohide Asano
裕秀 浅野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、伸びフランジ性に優れた高強度合
金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供するもの
である。 【構成】 質量割合でC≦0.01%、Si>0.3
%、Mn≦3.0%、P≦0.10%、S≦0.01
%、Al:0.01〜0.10%、Cu:0.8〜2.
0%、Ni:0.4〜1.0%、必要に応じてCr:
0.2〜2.0%とCa:0.0001〜0.0030
%の1種以上を含有させた鋼を、巻取温度条件を限定し
た方法で熱延し、これにより得られた熱延鋼帯を常法で
酸洗および冷延後連続溶融亜鉛めっきラインを通板させ
るに際し、加熱温度と加熱中の酸化バランスの各条件を
限定する。これにより、伸びフランジ性に極めて優れた
高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の足廻り部材を
代表例に、バーリング加工(伸びフランジ加工)して用
いられる、引張強度が超440N/mm2 であり、伸び
フランジ性に極めて優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
製造する方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】自動車産業を代表例として、高い成形性
を有する高強度鋼板に対する利用者側からの要求は、昨
今のアメニティーの追究や地球規模の環境問題などから
今後益々高くなる趨勢にある。すなわち、従来にも増し
て複雑な形状を有する部材の増加、ならびに鋼板の薄手
化を行うことによる軽量化の推進である。特に、本発明
が対象としている足廻り部材は、軽量化効果がパネル類
よりも高いことが知られており、これの軽量化の重要性
は極めて高い。しかも、これは従来より高い防錆性を加
味させた上でのことであり、さらに経済的であることが
前提条件となっている。従って、高い成形性を有する高
強度高防錆性鋼板を低コストで製造する技術が必要とな
る。
【0003】従来から提案されている、伸びフランジ成
形性を向上させるための技術としては、例えば特開昭5
7−23025号公報や、特開昭58−11734号公
報記載のものがある。これらは、いずれも伸びフランジ
性を阻害する硫化物系介在物を徹底的に排除するために
鋼中のS量を徹底的に下げ、かつ不可避的に存在するS
をCaにより無害化した鋼を用い、熱延方法を工夫する
ことによりパーライトを微細にしたり、ベイナイトとす
る方法である。これらは、熱延まま材として用いられる
のが一般的であり、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とする考
慮が全くなされていないものであり、かつ該鋼板にする
ことが困難な技術である。さらに、例えば540N/m
2 級でd/doはせいぜい1.7レベルのものであ
る。
【0004】一方、昨今注目されている元素としてCu
がある。Cuは固溶強化のみならず、CやNとの複合化
合物としてではなく単独で析出し、かつ析出強化能を持
つために注目されている。これを用いた技術として特開
昭53−79717号公報や特開平1−79347号公
報に記載のものなどがある。しかしながら、これらはい
ずれも合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することについ
て考慮にいれておらず、さらに高伸びフランジ性を発揮
させるための処置をとっているとは言い難い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べてきた通り、
引張強度が超440N/mm2 であり、かつ高い伸びフ
ランジ性を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造技術
は現存せず、本発明が解決しようとするのはこの点であ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明者らは鋭意検討の結果、本発明を創案し
たもので、その要旨とするところは下記のとおりであ
る。 (1) 質量割合でC≦0.01%、Si>0.3%、
Mn≦3.0%、P≦0.10%、S≦0.01%、A
l:0.01〜0.10%、Cu:0.8〜2.0%、
Ni:0.4〜1.0%を含有し、残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼を熱延後、350℃以下で巻取
り、次いで常法により酸洗し、冷延して得られた鋼板を
連続溶融亜鉛めっきラインで650℃以上に加熱し、そ
の際溶融亜鉛ポットに浸漬させる前の同鋼板表面から3
0nmまでのSi濃化量を1.5mg/m2 以下となる
ように加熱中の酸化バランスを調整し、次いで溶融亜鉛
ポットに浸漬して合金化処理を施すことを特徴とする伸
びフランジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法。
【0007】(2) さらに鋼中にCr:0.2〜2.
0%とCa:0.0001〜0.0030%の何れか1
種以上を含有することを特徴とする前項1記載の伸びフ
ランジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法。
【0008】
【作用】次に、本発明の数値限定理由について詳細に説
明する。 C:Cは、伸びフランジ性を阻害する元素であり徹底し
て下げる必要がある。そのためには少なくとも0.01
%以下にする必要がある。下限は特に規定しないが、現
状で達成し得るCの下限値は0.0005%程度であろ
う。これ以下であっても本発明は効果を発揮させること
ができる。好ましくは、0.0010〜0.0025%
の範囲の含有である。
【0009】Si:Siは、本発明にあっては引張強度
を高くするために必要な元素である。さらに高いSiが
含有されても、後に述べる連続溶融亜鉛めっきラインに
おける酸化バランスの調整を行うため、本発明範囲内の
含有は問題にならない。上限は強度に応じて決定すれば
よく、特に規定する必要はないが、2.0%を超える量
を含有させてもいたずらにコストが高くなる。好ましい
含有範囲は、0.4〜1.5%である。
【0010】Mn:Mnも本発明にあっては引張強度を
高くするために必要な元素である。3.0%を超える含
有は実質上製鋼工程での溶製限度を超えるものであるの
で、これを上限とした。0.5〜1.5%が好ましい含
有範囲である。 P:Pも本発明にあっては安価に引張強度を高くするこ
とのできる元素であることから必要な元素である。Pは
連続溶融亜鉛めっきラインにおける合金化過程の合金化
速度を遅くすることから、上限は0.10%とした。好
ましい含有範囲は0.07%以下である。
【0011】S:S含有量が高いと、不必要に鋼中に硫
化物を形成することになる。従って、本発明にあっては
徹底的に下げることが好ましい。そのために上限を0.
01%に定めた。好ましくは、0.005%以下の含有
である。 Al:Alは製鋼での溶製段階における脱酸剤として必
要であり、0.01〜0.10%をその範囲に定めた。
【0012】Cu:Cuは本発明においては固溶強化元
素として用いるものであり、析出させてしまうと破断伸
び特性を劣化させてしまう。その効果を発揮させるため
には少なくとも0.8%以上の含有が必要である。上限
は、2.0%に定めた。これは、以下の理由による。現
在の熱延能力ではどうしても加熱温度を1050℃以下
に下げることが困難である。1050℃を超える熱延加
熱温度では、Cuが鉄表面の粒界に濃化することが原因
とされている、いわゆるCuヘゲが生じる。これを避け
るためにNiの添加を行うが、Cuの含有量が多くなる
とNiの含有量も多くする必要がある。Niは、コスト
の非常に高い元素であるため、Cuを多く含有させるこ
とは素材コストのいたずらな上昇を招くことになる。こ
れを避けるために、Cuの含有量の上限を2.0%に定
めた。好ましくは、1.0〜1.5%の含有である。も
ちろん、技術革新により、現在の熱延加熱に相当する温
度が例えば安定して1050℃もしくはそれ以下にでき
るようになれば、Niを添加する必要がなくなる。その
ため、Cuの含有量は最終製品として得たい引張強度に
応じて変更すればよく、上限を定める必要はない。
【0013】ここで、Cuは固溶強化元素として用いる
ものであり、析出させると破断伸び特性が劣化するため
に好ましくないと説明したが、連続溶融亜鉛めっきライ
ンにおける溶融亜鉛浸漬後の合金化過程において、不可
避的に析出するCuが含まれていても本発明は十分にそ
の効果を発揮する。本発明者らはこれまでこの点につい
ても度重なる検討を行った。Cuの析出は検討したもの
の中で一部のものについて、全Cu量に対し数%程度も
しくはそれ以下の析出しか認められず、Cuの固溶によ
る高い破断伸び特性は維持された。
【0014】Ni:Niは上記に示した理由から含有さ
せる。そのためには、少なくとも0.4%の含有が必要
であり、1.0%までの含有で十分である。さらに、必
要に応じて、Crを0.2〜2.0%の範囲で、Caを
0.0001〜0.0030%の範囲でいずれか一方ま
たは両方とも含有させてもよい。Crは、目的とする強
度を得るに際して、さらにYPを低め、破断伸びを高く
したいときに用いる。0.2%未満の含有であるとその
効果は発揮されず、2.0%を超える添加は極低炭素鋼
をベースとする本発明の場合、製鋼工程での溶製上の限
界にあるのでこれを上限とした。
【0015】Caは、不可避的に鋼中に存在するSを無
害化する必要の生じた場合に使用することができる。
0.0001%未満ではその効果が発揮されず、0.0
030%を超える含有は効果が飽和するだけでなく、い
たずらにCa系の化合物を生成させることになるため不
適当である。好ましい含有範囲は0.0010〜0.0
025%である。
【0016】次に、製造方法の限定理由について説明す
る。熱延するに際し、巻取温度は350℃以下とする必
要がある。これは、Cuを固溶状態としておくために必
要な条件である。200℃以下の巻取温度とすることが
より好ましい。これにより得られた熱延鋼帯を常法で酸
洗後冷延し、その後連続溶融亜鉛めっきラインを通す。
【0017】この連続溶融亜鉛めっきラインを通板させ
るに際し、650℃以上に加熱する必要がある。これ
は、この連続溶融亜鉛めっきラインに加熱する工程があ
るためのみならず、この加熱時に後述する酸化バランス
の調整をする必要があるために行うが、この際、Cuの
不必要な析出を防止するために650℃以上を加熱温度
の範囲とした。本発明は、熱延工程で変態して得られた
フェライトを主とする組織をそのまま用いればよく、冷
延した場合のように再結晶させる必要がない。その観点
から、Cuの析出しない最低温度以上であれば低いほど
経済的である。上限はその意味から特に規定しないが、
現状の連続溶融亜鉛めっきラインであれば900℃が能
力最高であろう。
【0018】また、ここで加熱するに際し、溶融亜鉛ポ
ットに浸漬させる前の鋼板表面から30nmまでのSi
濃化量を1.5mg/m2 以下となるように加熱中の酸
化バランスを調整する必要がある。これは、常法では難
めっき性を示すSiやPを含有する鋼にめっきを施すの
に必要な条件であり、これを本発明において用いる。S
i濃化量が1.5mg/m2 を超えると不めっきが生じ
たり、合金化速度が遅くなることから通板速度を遅くす
ることによるコスト増などの不具合が生じる。
【0019】
【実施例】
実施例1 表1に示す供試鋼を転炉ならびに真空脱ガス設備等の二
次精錬設備で溶製し、連続鋳造によりスラブとした。本
表のうち、鋼A、B、C、D、E、F、G、H、Iは本
発明範囲にあるものであり、その他は表中に示した下線
の成分について本発明範囲外のものである。これらを熱
延加熱温度=1120℃、仕上圧延終了温度=920
℃、巻取温度=50〜150℃の条件で熱延し、板厚
2.6mmのコイルとした。この熱延コイルを常法によ
り酸洗後、0.8mmまで冷延し、最高加熱温度=75
0℃の条件で連続溶融亜鉛めっきラインを通板させた。
なお、溶融亜鉛ポットに浸漬させる前の鋼板表面から3
0nmでのSi濃化量が1.3mg/m2 以下になるよ
うに加熱中の酸化バランスを調整した。なお、溶融亜鉛
ポットに浸漬させる前の鋼板表面から30nmまでのS
i濃化量の測定は、本発明者らの度重なる検討から、実
ラインと同じヒートサイクルによる実験室での焼鈍試験
後の表面分析から求める方法を採用した。これに常法の
調質圧延を0.8〜1.0%施し、製品とした。なお、
製品段階でのめっき付着量は、40〜50g/m2 であ
った。
【0020】このようにして得た製品の機械試験値とめ
っき特性を評価した。引張試験は、JISZ2201記
載の5号試験片を用い、同Z2241記載の方法に従っ
て行い、降伏点強度YP、引張強度TS、破断伸びEl
を測定した。また、伸びフランジ性は穴拡げ試験による
穴拡げ比で評価した。すなわち、製品を250mmの正
方形に切り出し、その中心にポンチ直径=20mm、ダ
イス直径=20.5mm(do)による打ち抜きを施し
た。この打ち抜き穴を30度の頂角を有する円錐ポンチ
で押しひろげ、割れが板厚を貫通した時点で押しひろげ
を止め、その穴径(d)を測定し、d/doを穴拡げ比
とした。なお、グランクのしわ押さえは60トンとし
た。
【0021】さらに、めっき特性としてはZn−Fe合
金層の鉄含有率、外観観察、およびパウダリング性を評
価した。鉄含有量は分析して、パウダリング性は60度
のV曲げ、曲げ戻し後ポンチ側のテープ剥離幅で表裏を
評価した。従来の実績から板厚が2.6mmの場合では
この剥離幅が15mm以下でパウダリング性は問題ない
レベルとしている。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】表2中、No.のアルファベットは表1に
対応したものである。表2にあるように、本発明による
方法はいずれもd/do≧2.2の優れた伸びフランジ
性を示し、かつめっき特性も優れたものとなった。比較
法であるJl材は、鋼中のC量が高いためにd/doが
本発明鋼に比べ低くなった。Ll材は、S量が高いため
これも本発明鋼に比べd/doが低くなった。Kl材は
P量が高いために溶融めっき後合金化させることができ
なかった。
【0025】実施例2 表1の鋼Eを用い、熱延と実施例1に示したElと同じ
条件で圧延した鋼帯を連続溶融亜鉛めっきラインを通板
させるに際し、表3に示すような、鋼板表面から30n
mでのSi濃化量になるように調整した。なお、最高加
熱温度は750℃とした。これにより得られた製品のめ
っき外観を評価した。
【0026】
【表3】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、伸びフランジ性に極め
て優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板が工業的にか
つ経済的に製造でき、昨今の環境問題に対して苦慮して
いる産業界、とりわけ自動車産業に寄与する貢献度は多
大なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 2/28

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量割合でC≦0.01%、 Si>0.3%、 Mn≦3.0%、 P≦0.10%、 S≦0.01%、 Al:0.01〜0.10%、 Cu:0.8〜2.0%、 Ni:0.4〜1.0% を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を
    熱延後、350℃以下で巻取り、次いで常法により酸洗
    し、冷延して得られた鋼板を連続溶融亜鉛めっきライン
    で650℃以上に加熱し、その際溶融亜鉛ポットに浸漬
    させる前の同鋼板表面から30nmまでのSi濃化量を
    1.5mg/m2 以下となるように加熱中の酸化バラン
    スを調整し、次いで溶融亜鉛ポットに浸漬して合金化処
    理を施すことを特徴とする伸びフランジ性の極めて優れ
    た高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 さらに鋼中にCr:0.2〜2.0%と
    Ca:0.0001〜0.0030%の何れか1種以上
    を含有することを特徴とする請求項1記載の伸びフラン
    ジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
    製造方法。
JP24531992A 1992-09-14 1992-09-14 伸びフランジ性の極めて優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH0693331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007024260A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Ntn Corp 転動部品およびこれを用いた転がり軸受

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JP2007024260A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Ntn Corp 転動部品およびこれを用いた転がり軸受
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