JPH07197227A - 耐熱変色に優れた深絞り用溶融アルミめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

耐熱変色に優れた深絞り用溶融アルミめっき鋼板の製造方法

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JPH07197227A
JPH07197227A JP63294A JP63294A JPH07197227A JP H07197227 A JPH07197227 A JP H07197227A JP 63294 A JP63294 A JP 63294A JP 63294 A JP63294 A JP 63294A JP H07197227 A JPH07197227 A JP H07197227A
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hot
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steel
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steel sheet
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JP63294A
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English (en)
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Takehide Senuma
武秀 瀬沼
Jun Maki
純 真木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は耐熱変色に優れた深絞り用溶融アル
ミめっき鋼板の製造方法を提供するものである。 【構成】 低炭素Al−K鋼の加工用冷延板を連続焼鈍
する際、再結晶処理後、600℃以上、800℃以下の
温度の窒化雰囲気でアンモニア濃度(%)と窒化温度域
での滞在時間(秒)の積が20以上、500以下の条件
を満足するように窒化処理し、溶融アルミめっきをした
後、300℃以上、450℃以下の温度で2時間以上、
100時間以下の熱処理をすることを特徴とする耐熱変
色に優れた深絞り用鋼板の製造方法を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は家庭用熱器具などで優れ
た深絞り性を要求される一方、高温にさらされることに
よる熱変色による商品価値の劣化を極力抑えた溶融アル
ミめっき鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】耐酸化、耐食性に優れた表面処理鋼板と
して溶融アルミめっき鋼板が開発されているが、使用上
高温に長時間さらされていると、母材からアルミめっき
中に鉄原子が拡散してきてめっき相が表面までFe−A
lの合金化が進み、表層が黒ずみ耐酸化、耐食性ともに
劣化することが知られている。この合金化を抑制する対
策として、特公平57−36346号公報にはリムド鋼
またはキャップド鋼の母材中に固溶窒素を残し、溶融ア
ルミめっき工程あるいはその後の熱処理で母材とめっき
相の間にAlNの相を形成し、FeとAlの相互拡散を
抑制することにより合金化を抑える方法が開示されてい
る。また特公平5−26864号公報には母材をAlキ
ルド鋼とした時の同様な技術が開示されている。
【0003】しかし、鋼中に固溶窒素を残した成分系で
は、冷延時にこの侵入型元素が圧延に伴う結晶回転に影
響を与え、焼鈍後に深絞り性に有利な{111}方位の
結晶粒の生成を抑制するため、このような鋼板を母材と
して使用した場合、優れた深絞り性を有する溶融アルミ
めっき鋼板は製造できないのが現状である。
【0004】優れた深絞り性を達成するには鋼のIF(I
nterstitial atoms free)化が有効であることが知られ
ており、Ti,Nbなどを添加してC,Nを炭窒化物と
して析出させ固溶C,Nをほとんど取り除いた鋼板が数
多く開発されているが、極低炭素化による製鋼コストの
アップやTi,Nbなどの高価な元素の添加が必要なた
め製造コストが高くなる。IF鋼を用いないで深絞り用
鋼板を製造する方法にアルミキルド鋼を高温巻き取り
し、固溶C,Nを極力下げる方法がある。しかし、この
ような鋼板を溶融アルミめっきの原板として使用した場
合、溶融アルミめっき後、たとえ、特公平5−2686
4号公報などに開示されている熱処理を施しても固溶の
窒素が母材に存在しないため母相とめっき相の界面にA
lNの相が形成されず、高温使用時に合金化が進んでし
まう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた深絞
り性と耐熱変色性を同時に満足する溶融アルミめっき鋼
板を製造する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは熱延板で固
溶窒素がほとんど存在しない鋼を冷延し、連続焼鈍で再
結晶処理をした後、適正条件で窒化をすることにより、
溶融アルミめっき鋼板の母材とめっき相の間にAlNの
層を形成できることを知見し、優れた深絞り性と耐熱変
色性を同時に満足する溶融アルミめっき鋼板の製造方法
を確立した。原理的には冷延時には侵入型元素は極力析
出物の形にし、冷延−焼鈍時の集合組織形成に悪影響を
与えないようにし、その後の窒化で固溶窒素を母材に導
入し、溶融アルミめっきの熱履歴の制御で母材とめっき
相の間にAlNを形成し、その後の合金化を抑制しよう
とするもので、必要なAlNの形成状態を達成するのに
適正な成分、窒化条件範囲が存在する。
【0007】本発明の要旨とするところは、重量比でC
:0.05%以下、 N :0.005%以下、M
n:1.5%以下、 Si:0.5%以下、P :
0.1%以下、 Al:5×N%以上、5×N+0.
05%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼を、Ar3 変態点以上の温度で仕上圧延を行な
い、650℃以上、780℃以下の温度で巻き取り、冷
延後、連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍をした後、600℃以
上、800℃以下の窒化雰囲気でNH3 の濃度(%)と
この温度域での滞在時間(秒)の積が20以上、500
以下の条件で窒化処理を行ない、引き続き溶融アルミめ
っきを施し、その後、300℃以上、450℃以下の温
度で2時間以上、100時間以下の熱処理をすることを
特徴とする耐熱変色に優れた深絞り用溶融アルミめっき
鋼板の製造方法にある。
【0008】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。 C:0.05%以下、N:0.005%以下としたのは
これらの量を超えて、C,Nを添加すると製品の加工性
を損なうためである。なお他の成分として、強度向上の
ために通常含まれる成分即ち、Mn,Pの上限をそれぞ
れMn:1.5%以下、P:0.1%以下としたのは、
これ以上の添加は加工性を劣化するためである。
【0009】AlとSiは鋼中で窒化物を形成し、母材
とめっき相の間のAlNの形成を抑制するので上限をそ
れぞれ5×N+0.02%、0.5%とした。また、A
lの下限を添加窒素量の5倍としたのは、本発明の巻取
温度範囲でNをAlNの形で大半を固定するのに必要な
量であるためである。
【0010】次に、製造プロセスの限定について説明す
る。本発明鋼の特性は熱延の加熱条件に大きく依存しな
いので、特に限定する必要はない。即ち、スラブを再加
熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差し支えな
い。しかし、低温加熱の方がAlNの析出を助長するの
で有利である。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わな
い。
【0011】優れた深絞り性を得るには熱延はオーステ
ナイト域で終了させることが必要なので、仕上温度はA
3 変態点以上でなければならない。巻取温度を650
℃以上と限定したのは、これ以下の温度ではAl>5N
の条件を満たしてもAlNが十分に析出せず固溶Nが残
り冷延時にスムースな結晶回転が起きず優れた深絞り性
が得られないためである。一方、巻取温度の上限を78
0℃としたのは、これ以上の温度で巻き取ると酸洗性が
劣化するためである。
【0012】冷延条件も強いて限定する必要はないが、
深絞り性の好ましい集合組織を発達させるには60%以
上、85%以下の冷延率が好ましい。再結晶焼鈍条件に
ついては、鋼板が再結晶する前に窒化雰囲気にさらされ
ると、再結晶が顕著に抑制されるので、窒化雰囲気に入
る前に再結晶させる必要がある。
【0013】本発明の最も重要なプロセス条件は窒化条
件で、本発明鋼を600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が20以上、500以下の条件で窒化処理す
ることにより原板中に固溶窒素を比較的多く残存させる
ことができ、後記する熱処理により母材とめっき相の間
にFe,Alの相互拡散を抑制できるだけの十分な厚さ
のAlNを形成することができる。窒化雰囲気のNH3
の濃度(%)と600℃と800℃の間の窒化温度域で
の滞在時間(秒)の積の下限を20としたのは、窒化が
十分に進行せず、原板中の固溶窒素量が少なく母材とめ
っき相の間に十分な厚さのAlNが形成しないためであ
る。一方、上限を500としたのは、これ以上窒化を過
多にすると、鋼板の加工性が劣化するためである。
【0014】溶融アルミめっき後の熱処理条件を300
℃以上、450℃以下の温度で2時間以上、100時間
以下と限定したのは、温度が低く、処理時間が短いと母
材とめっき相の間に十分な厚さのAlNが形成しないた
めであり、高い温度で長時間の処理を行なうとめっき相
の変態あるいはFe,Alの相互拡散による合金化の進
行に従い加工時にめっき相の剥離が起こる可能性が高く
なるだけでなく場合によっては変色を起こすためであ
る。ここで述べたアルミめっきは、溶融めっき工程で起
こる合金化反応を抑えるためにSiなどの元素をアルミ
めっき浴中に含有していても本発明の趣旨を損ずるもの
ではない。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を、比較例とともに説明す
る。表1に実施例に用いた本発明鋼と比較材の成分組成
を示す。また、表2には製造条件と品質特性を示す。こ
こでの材料は、連続鋳造スラブを1200℃に加熱し、
熱延で4mm厚の熱延板を80%冷延し、連続焼鈍の前半
で800℃で30秒の再結晶焼鈍をし、その後窒化処理
をし、690℃のSiを含んだ溶融アルミ浴に5秒間浸
漬し約30g/m2 のアルミめっきをしたものである。
その後、バッチ焼鈍で後熱処理を行なった。実験番号1
から14までは同じ材料を用いてプロセス条件の影響を
明確にした。また、実験番号15から21までは鋼種の
影響を明らかにした。変色試験は550℃の温度で50
時間熱処理し、その後の表面品位を観察した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】本発明範囲の実験番号1,4,5,7,
8,10,13,15,16,17は耐変色性も良好
で、加工性にも優れている。一方、実験番号2は仕上温
度が変態点以下となったため加工性が顕著に劣化した。
実験番号3は巻取温度が低く熱延板で大量の固溶Nが残
存したため優れた深絞り性が得られなかった。実験番号
6は窒化過剰のため延性が著しく劣化した。実験番号9
は窒化が十分行なわれず、その後の熱処理で十分な量の
AlNの層がめっきと母材の界面に形成されず、変色試
験後黒色化が認められた。実験番号11では後熱処理温
度が高かったため、すでに後熱処理後で黒色化が認めら
れた。逆に実験番号12では後熱処理温度が低過ぎたた
めに熱処理で十分な量のAlNの層がめっきと母材の界
面に形成されず、変色試験後黒色化が観察された。同様
のことが後熱処理時間の短かった実験番号14でも観察
された。Alが多く含まれた材料を用いた実験番号18
では母材内でAlとNが引合い、Nの移動を抑制したた
め、めっきと母材の界面では十分な量のAlNが形成さ
れなかったため、黒色化が認められた。実験番号19は
Cが多く優れた加工性が得られなかった。Siが多く含
まれた材料を用いた実験番号20では母材内でSiとN
が引合い、Nの移動を抑制したため、めっきと母材の界
面では十分な量のAlNが形成されなかったため、黒色
化が現われたと思われる。実験番号21は従来の耐変色
性鋼板であるが、冷延時に多量の固溶Nが存在するため
優れた深絞り性が得られない。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、今まで両立できなかっ
た耐熱変色性と良加工性を同時に満足する溶融アルミめ
っき鋼板が製造でき工業的に価値の高い発明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C22C 38/00 301 T 38/06

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で C :0.05%以下、 N :0.005%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:0.5%以下、 P :0.1%以下、 Al:5×N%以上、5×N+0.05%以下 を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、
    Ar3 変態点以上の温度で仕上圧延を行ない、650℃
    以上、780℃以下の温度で巻き取り、冷延後、連続焼
    鈍炉内で再結晶焼鈍をした後、600℃以上、800℃
    以下の窒化雰囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域で
    の滞在時間(秒)の積が20以上、500以下の条件で
    窒化処理を行ない、引き続き溶融アルミめっきを施し、
    その後、300℃以上、450℃以下の温度で2時間以
    上、100時間以下の熱処理をすることを特徴とする耐
    熱変色に優れた深絞り用溶融アルミめっき鋼板の製造方
    法。
JP63294A 1994-01-07 1994-01-07 耐熱変色に優れた深絞り用溶融アルミめっき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH07197227A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160050167A (ko) * 2014-10-28 2016-05-11 포스코강판 주식회사 고온 내변색성 및 가공성이 우수한 알루미늄 도금강판의 제조방법
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