JPH07216526A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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Abstract
質を得るとともに美麗な外観と優れた耐パウダリング性
を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の提案。 【構成】 鋼中のC、N、P、S、O等を極力低減し、
Tiを0.01%以下、Bを0.001 %以下、Nbを0.03%以下か
つC/12≦Nb/93≦C/2 の範囲で含有する鋼板を、Al
濃度(CAl)が0.12〜0.18%、Pb濃度が 0.1%以下で、
浴温(TB)が 450〜 480℃の亜鉛めっき浴に板温(T
S)を 380℃〜( 浴温+15℃)として侵入させ、かつT
B/CAl+TS≦4000の関係を満足させ、かつ合金化時
の鋼板到達温度を 450〜 550℃とし、めっき層中のFe濃
度を 7〜12%とし、かつめっき目付量を25〜75g/m2とす
る。
Description
いられる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する
ものである。
れ、向上策として亜鉛系の表面処理鋼板が指向されてい
る。その中で、特に溶融亜鉛めっき鋼板は経済的に優れ
ており、更に、加熱処理によりめっき層をFe−Zn合金
(合金化溶融亜鉛めっき鋼板)とすることにより溶接性
と塗装後の耐蝕性を改善することが出来る。
亜鉛めっき(以下GAと称する)鋼板は、意匠性を高め
る目的で高度のプレス加工が施されるため、求められる
材質として、延性と絞り性(ランクフォード値)はより
高いものになっている。これらの解決策としては、特開
平3-271354号公報、特開平1-184227号公報、特開平4-66
647 号公報等に示されているように、鋼材の材質面では
鋼中のC、N、P、S等の低減ならびにこれに伴う最適
な熱延、冷延プロセスが多数提案されている。
性としては、加工時の鋼板の変形に追随できずに粉化し
て剥離するパウダリングが起こりにくいことが求められ
る。パウダリングが発生するとプレスダイスに溜まって
押し疵を発生させるとともにめっき本来の防食性を失わ
せるので問題になる。GA鋼板のめっき層は一般には低
Fe含有率から順にζ、δ1 、Γの3つのZn−Fe合金相か
らなるといわれ、パウダリングに付いてはΓ相が原因に
なるといわれている。
材に溶融亜鉛めっきを行いGA鋼板を製造したところ、
延性、r値の材質は満足するが、鋼板粒界での合金化を
過度に加速してしまい、Γ相形成量を増加させ、耐パウ
ダリング性を低下させることが明らかになった。
のC、N、P、Sを低減して高い鋼材材質を得、かつ美
麗な外観と優れた耐パウダリング性を有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の製造方法提供することである。
ろは次の如くである。すなわち重量比で、C:0.0015%
以下、Si:0.10%以下、Mn:0.03〜0.30%、Al:0.01〜
0.10%、P:0.01%以下、S:0.005 %以下、O:0.00
5 %以下、N:0.005 %以下、Ti:0.01%以下、B:0.
001 %以下を含み、かつNbを0.03%以下で、C/12≦Nb
/93≦C/2 を満足する範囲で含み、残部実質的にFeか
らなる鋼板をめっき素地鋼板として、連続式溶融亜鉛め
っき装置で合金化溶融亜鉛めっきを行うに際して、めっ
き浴のAl濃度を重量比で0.12〜0.18%、Pb濃度を0.1 %
以下とし、かつ、めっき浴温を 450〜 480℃とし、か
つ、めっき浴への鋼板浸入温度を 380℃〜( 浴温+15
℃) とし、かつ、めっき浴Al濃度〔CAl(重量%)〕と
浴温〔TB(℃)〕と侵入板温〔TS(℃)〕が次式 TB/CAl+TS≦4000 を満足させ、かつ、鋼板到達温度が 450〜 550℃の温度
範囲で合金化処理を行い、めっき層中のFe濃度を 7〜12
重量%とし、かつ、めっきの目付量を25〜75g/m2とする
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。
っき相構成に及ぼす鋼中のC、N、P、S、Ti、Nb量、
めっき浴組成、合金化温度等を詳細に検討した結果、合
金化処理前の溶融亜鉛めっき条件が合金化後の溶融亜鉛
めっき鋼板のめっき特性に大きく作用することを明らか
にした。
外観、耐パウダリング性に優れる合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を得るための製造条件について詳細に述べる。ま
ず、めっき素材となる鋼板の組成は、求められる材質と
経済性の点から、次のように決定される。 C:0.0015%以下 Cは鋼の強度を直接決定する元素であり、本発明の目的
である極めて高い加工性〔高い伸び(El)、ランクフ
ォード値(r値)〕を得るには含有量は少ない程良く、
0.0015%以下とする。
0.005 %以下 N、P、Sはいずれも鋼中に固溶してEl、r値を低下
させる。よって含有量は少ない程良く、それぞれ0.005
%、0.01%、0.005 %以下とした。 O:0.005 %以下 Oも鋼中に過剰に存在すると酸化物として析出し、E
l、r値を低下させる。よって含有量の上限を0.005 %
とする。
めに有効であり、少量が固溶することによっては材質上
影響は少ない。しかし、0.30%を超えると徐々にEl、
r値を低下させる。よって、0.03%以上0.30%以下とす
る。 Si:0.10%以下 SiもMn同様に多量に鋼中に存在するとEl、r値を低下
させ、また、めっき濡れ性を阻害する。よって含有量の
上限を0.10%とする。
C/12≦Nb/93≦C/2 Ti、NbはCと結合してTiC、NbCとして析出し、加工性
を向上する。しかし、0.01%を超えるTi添加は合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の外観にライン方向の濃淡むらを生じ
易く、上限を0.10%とする。よって、主にNbを添加する
が、その添加はCとの原子比で1以上が必要である。た
だし、過剰の添加は経済性を損ねるため上限は原子比6
とする。即ち、C/12≦Nb/93≦C/2 で規定される。
また、Nb添加量の上限は0.03%とする。
ことを防止するために0.01%以上必要であり、また鋼中
のN、Sと化合してこれらを無害化する効果がある。し
かし、0.10%を超えて添加しても効果は飽和し、経済的
でない。 B:0.001 %以下 BはGA鋼板のスポット溶接連続打点性の向上、耐二次
加工脆性向上の必要に応じ添加出来る。しかし、0.001
%を越える添加ではこれらの効果は飽和し、むしろ材質
の低下を招くため好ましくない。
が、高加工性を得るためには、仕上げ温度はAr3 変態点
前後の 850〜 920℃が好ましく、巻取り温度は 600℃以
上にすることが好ましい。また、冷延においても圧下率
50%以上とすることが好ましい。溶融亜鉛めっきにおい
ては、まず焼鈍還元に先立ち鋼板表面を清浄化するが、
この方法としては脱脂、酸洗等によっても燃焼によって
も良い。材質確保のため焼鈍還元温度は再結晶温度以上
が必要であるが、生産性の点から 780℃以上とすること
が好ましい。雰囲気としては数%〜数十%のN2 を含む
H2 を用いるのが適当であり、露点は 0℃以下とするこ
とが好ましい。
のまま溶融亜鉛めっき浴に導入されるが、その浴成分及
び温度は以下のように決定される。 浴中Al、Pb濃度 本発明ではめっき条件によって溶融亜鉛めっき合金層を
制御してめっき外観と耐パウダリング性を確保する。そ
のためにはめっき浴Al濃度を重量比で0.12〜0.18%とす
ることが必要である。0.12%未満においては後の合金化
時にΓ相が生成し易くなり、耐パウダリング性を劣化
し、0.18%超では合金化が遅くなり、美麗な外観及びΓ
相の生成が抑制できる 550℃の合金化温度では合金化時
間が極端に長くなり生産性を低下させる。Pbについては
合金化に影響はないが、耐食性の問題から0.1 %以下が
良い。
いと合金化後の外観が劣化し、Γ相が生成し易くなり、
耐パウダリング性を劣化する傾向にあるが浴のAl濃度
〔CAl(重量%)〕が上昇するに従いその傾向は和ら
ぐ。よって、浴温は480℃以下、侵入板温は(浴温+15
℃)以下とし、かつ、浴Al濃度との間に以下の式を満足
することが必要である。
グが難しくなる。また、侵入板温が 380℃より低温では
溶融亜鉛とのなじみが悪くなり、不めっきを発生する恐
れがある。溶融亜鉛めっき浴浸漬後の鋼板はガスワイピ
ング等により目付け調整を受け合金化される。合金化度
(めっき層中のFe濃度)はη相の残らない 7%以上、Γ
相の生成の少ない12%以下でなければならない。ただ
し、合金化温度が 550℃を超えると合金化度が12%以下
でもΓ相が多くなり、一方、 450℃未満では合金化が極
めて遅くなり生産性上好ましくない。
を劣化しない75g/m2以下とする。以上により、高加工性
で外観美麗かつ耐めっき剥離性に優れるGA鋼板が得ら
れるが、さらにプレス成形時の摺動性等の要求に応じ上
層めっき等を行うことができる。
ターを用い、焼鈍還元ガスには 5%水素含有窒素を用い
て70mm× 180mmの鋼板にめっきを行った。めっきの合金
化処理にはめっき鋼板に直接通電し抵抗発熱量をコント
ロールするタイプの加熱炉を用いた。供試鋼板は真空溶
解炉で溶製し、予め熱延及び冷延を行い板厚 0.7mmに
し、めっき装置装入前に電解脱脂及び塩酸酸洗を行っ
た。熱延の仕上がり温度は 900℃で、一旦冷却後にコイ
ル巻取り後の熱履歴を模して 700℃で 1時間の均熱、冷
却酸洗後に圧下率75%の冷延を行った。
はめっき条件及び合金化処理後のめっき層の組成ならび
に特性を示す。なお、鋼板材質については冷延後の鋼板
を合金化溶融亜鉛めっきサイクルで熱処理して求めた。
めっき鋼板の評価には鋼板材質として伸び率(El)、
r値を、めっき特性としては外観とパウダリング性を評
価した。外観としては焼けムラと筋模様を、パウダリン
グ性の評価は合金化後のめっき鋼板を90度曲げてから曲
げ戻し、剥離しためっきを予め貼付したセロテープで採
取し、その量から5段階で評価した(良1→←5悪)。
い加工性と優れた耐めっき剥離性を有する合金化溶融亜
鉛めっき鋼板が製造できることが分かる。
発明により高度のプレス加工性と優れた耐めっき剥離性
を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量比で、 C:0.0015%以下、 Si:0.10%以下、 Mn:0.03〜0.30%、 Al:0.01〜0.10%、 P:0.01%以下、 S:0.005 %以下、 O:0.005 %以下、 N:0.005 %以下、 Ti:0.01%以下、 B:0.001 %以下を含み、かつNbを0.03%以下で、C/
12≦Nb/93≦C/2 を満足する範囲で含み、残部実質的
にFeからなる鋼板をめっき素地鋼板として、連続式溶融
亜鉛めっき装置で合金化溶融亜鉛めっきを行うに際し
て、 めっき浴のAl濃度を重量比で0.12〜0.18%、Pb濃度を0.
1 %以下とし、 かつ、めっき浴温を 450〜 480℃とし、 かつ、めっき浴への鋼板浸入温度を 380℃〜( 浴温+15
℃) とし、 かつ、めっき浴Al濃度〔CAl(重量%)〕と浴温〔TB
(℃)〕と侵入板温〔TS(℃)〕が次式 TB/CAl+TS≦4000 を満足させ、 かつ、鋼板到達温度が 450〜 550℃の温度範囲で合金化
処理を行い、めっき層中のFe濃度を 7〜12重量%とし、 かつ、めっきの目付量を25〜75g/m2とすることを特徴と
する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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- 1994-02-01 JP JP01047994A patent/JP3382697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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