JPH0853744A - 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

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JPH0853744A
JPH0853744A JP18750994A JP18750994A JPH0853744A JP H0853744 A JPH0853744 A JP H0853744A JP 18750994 A JP18750994 A JP 18750994A JP 18750994 A JP18750994 A JP 18750994A JP H0853744 A JPH0853744 A JP H0853744A
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JP
Japan
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steel sheet
temperature
workability
hot
steel
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JP18750994A
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Terubumi Arimura
光史 有村
Masaaki Urai
正章 浦井
Koji Irie
広司 入江
Masaki Tanigawa
正樹 谷川
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
製造する方法を提供する。 【構成】 鋼板を溶融亜鉛めっきした後、更に合金化熱
処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法におい
て、Al:0.02〜0.13%を含有する溶融亜鉛め
っき浴を使用すると共に、該溶融亜鉛めっき浴への鋼板
侵入温度をめっき浴温度より10〜50℃低く、しかも
445℃以下の温度に制御する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工性に優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、鋼板の表面にめっき処理を施した
表面処理鋼板の使用が増大しているが、なかでも、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に加えて塗膜密着性およ
び溶接性が優れているという理由により、その需要が急
速に伸びている。この様な合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、めっき層を加熱して亜鉛と下地鉄を拡散させること
によって、Zn−Feからなる合金層を形成するもので
ある。一般に合金化溶融亜鉛めっき層は、下地鉄側から
表面に向かうにつれて鉄濃度の高い化合物から鉄濃度の
低い化合物へ移行する様な構造、すなわち下地鉄側がγ
(Fe3 Zn10)相であり、表面側がδ1 (FeZn
7 )相である金属間化合物となっている。
【0003】これら金属間化合物のうちγ相の厚みが厚
いと、加工成形時にめっき層が粉状に剥離する現象(パ
ウダリング)が生じて、めっき粉が金型に付着して成形
品に押し傷等の欠陥を発生させる原因となったり、また
金型の手入れ回数が増加して作業性の低下を招く等の弊
害をもたらす。従って上記めっき層の構造を、γ相の生
成を極力抑制したδ1 相の単一構造とすれば、良好な加
工性が得られるのではないかとの観点から、その様なめ
っき構造を達成することができる簡便で高精度な製造方
法の開発が望まれている。
【0004】さらに、原板である鋼板の種類によっても
γ相の発達状態に差異が認められることが知られてい
る。例えば、いわゆるIF鋼として知られる極低炭素T
i添加鋼(TiとNbを含有する場合を含む)は、従来
のAlキルド鋼に比べてプレス成形性を向上させる目的
で開発されたものであるが、これを下地として用いた場
合、めっき層中のγ相の発達が顕著で、加工性に劣る傾
向がある。その理由としては、上記極低炭素Ti添加鋼
はAlキルド鋼に比べてC量が少なく、且つTi等の炭
化物形成元素が固溶Cを固定化しているため、下地鋼の
フェライト粒界へのCの偏析がなく、いわゆる粒界が清
浄化されていることにより、粒界での亜鉛との反応性が
異常に高くなる結果、合金化初期に下地鋼粒界にてZn
−Fe合金の異常反応(アウトバースト反応)が生じ、
γ相が発達し易くなることが考えられる。
【0005】そこで、この様なめっき層中のγ相の発達
を抑制して加工性を改善する方法として、例えば特開平
4−99853号公報にはPやFe−P等を予めめっき
(プレめっき)した後、溶融めっき浴に浸漬して合金化
処理を行うことによりγ相の発達を抑制する方法が開示
されている。しかしながら、この方法は「プレめっき工
程」を必須要件としていることから、現状の設備では対
応できず、プレめっき工程用の特別に高度な設備(電気
めっき設備等)が必要であり、設備設置に多大な費用が
かかるばかりでなく、その製造管理が難しいといった問
題がある。
【0006】また、特開平4−103749号公報に
は、Alを0.12〜0.16wt%含有する溶融亜鉛
めっき浴中で、極低炭素Ti添加鋼中のTiまたは(T
i+Nb)の含有量に応じて鋼板侵入板温を制御するこ
とによってめっき皮膜加工性を向上させる合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法が開示されている。
【0007】しかしながら、この方法では鋼中のTiま
たは(Ti+Nb)の含有量に応じて侵入板温を制御し
ているため、これら含有量の如何によっては、侵入板温
がめっき浴温度よりも高く設定される場合があり、且つ
該侵入板温がめっき浴温度よりも低く設定された場合で
あってもその温度は450℃以上であることから、めっ
き浴中にドロスと呼ばれるZn−FeやFe−Al等の
微細な金属間化合物が多量に発生する様になる。このド
ロスはめっき層中に取り込まれて表面欠陥となり、製品
へ悪影響を及ぼす恐れがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであって、その目的は、めっき層の加
工性に優れ、且つ自動車車体等の様に苛酷なプレス成形
を要求される成形品にも好適に用いることができる合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
ができた本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
とは、鋼板を溶融亜鉛めっきした後、更に合金化熱処理
を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
Al:0.02〜0.13%(重量%、以下同じ)を含
有する溶融亜鉛めっき浴を使用すると共に、該溶融亜鉛
めっき浴への鋼板侵入温度をめっき浴温度より10〜5
0℃低く、しかも445℃以下の温度に制御することに
要旨を有するものである。
【0010】好適な実施態様では、上記溶融亜鉛めっき
浴のAl濃度は0.05〜0.12%であり、また、上
記鋼板はC:0.005%以下、Al:0.1%以下、
およびTiまたはTi+Nb:0.08%以下を含有す
るものである。
【0011】
【作用】本発明者らはγ相の発達原因と考えられる上記
アウトバースト反応に着目して、この反応が製造工程の
どの段階で起こるかを鋭意探求したところ、鋼板がめっ
き浴中に浸漬されている間に発生していることを見出し
た。従ってめっき浴中でのアウトバースト反応を抑制す
ることによって、合金化過程においてフェライト粒界お
よび粒内を同時かつ均一に合金化させれば、γ相の発達
を抑制することができ、めっき層の加工性が良好になる
のではないかとの着想に到達し、めっき条件を種々検討
した結果、本発明を完成したのである。
【0012】すなわち本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法は、上述した様に (i )鋼板を溶融亜鉛めっきする工程と、 (ii)更に合金化熱処理を行う工程と、を包含する方法
であり、上記溶融亜鉛めっき工程(i )において、 Al:0.02〜0.13%を含有する溶融亜鉛めっ
き浴を使用すると共に、 該溶融亜鉛めっき浴への鋼板侵入温度を(a )めっき
浴温度より10〜50℃低く、(b )しかも445℃以
下に制御するという2条件を満足させるような温度範囲
に維持する様にした点に特徴を有するものである。
【0013】次に、各工程について詳述する。 (i )鋼板を溶融亜鉛めっきする。本発明に用いられる
鋼板としては、合金化溶融亜鉛めっきを施すうえで不都
合のないものであれば特に限定されず、例えばAlキル
ド鋼、極低炭素Ti添加鋼、極低炭素Ti−Nb添加鋼
等が用いられるが、プレス成形性を向上させるという観
点からすれば、極低炭素Ti添加鋼、極低炭素Ti−N
b添加鋼を用いることが推奨される。
【0014】上記極低炭素Ti添加鋼は、C:0.00
5%以下、Al:0.1%以下、およびTiまたはTi
+Nb:0.08%以下を含有することが好ましい。以
下にその成分限定理由について説明する。なお、以下の
記載において「%」は全て「重量%」を意味する。
【0015】C:0.005%以下 Cは鋼中に不可避不純物として含有されるものであり、
鋼板のプレス成形性を阻害する元素であるが、Tiを添
加してTiCとして鋼中に固定すればその有害性は著し
く軽減される。しかしながら、その含有量が0.005
%を超えるとCを固定するのに必要なTi量が増加し、
且つTiCが鋼中に多量に分散することによって材質の
劣化(例えば鋼板の深絞り成形性の劣化等)が著しくな
る。従って、その上限を0.005%以下とする。
【0016】Al:0.1%以下 Alは、脱酸剤として添加され、TiやNbの歩留まり
の向上と清浄な表面を得るのに有効である。しかしなが
ら、0.1%を超えると鋼板の延性が低下するため、そ
の上限を0.1%以下とする。
【0017】TiまたはTi+Nb:0.08%以下 TiおよびNbは、鋼板のプレス成形性に有害なCおよ
びNを、それぞれTiCおよびTiNとして固定化する
ことにより、高い延性と高r値を有する鋼板を製造する
のに有効である。しかしながら、多量に添加すると材質
の劣化が生じるため、TiまたはTi+Nbとしてその
上限を0.08%以下とする。
【0018】本発明は上述した様に、上記鋼板を溶融亜
鉛めっきする際にアウトバースト反応を抑制するため
に、使用する溶融亜鉛めっき浴のAl濃度を従来よりも
少なめに抑え、かつ上記溶融亜鉛めっき浴への鋼板侵入
温度をめっき浴温度よりも特定範囲内で低く制御した点
に特徴を有するものである。以下、その限定理由を順次
説明する。
【0019】まず、めっき浴中のAl濃度は0.05
〜0.13%とする。Al濃度の下限は、めっき浴中で
上述したアウトバースト反応が生じる結果、合金化過程
においてγ相の発達の促進を防止するために設定された
ものであり、その様な作用を有効に発揮させるには、上
記Al濃度の下限は、0.05%以上であることが必要
であり、好ましくは0.07%以上であり、より好まし
くは0.08%以上である。
【0020】一方、Al濃度の上限は、現状の設備でめ
っき層の合金化を完了させるために設けられたものであ
り、そのためには、上記Al濃度の上限は、0.13%
以下であることが必要であり、好ましくは0.12%以
下であり、より好ましくは0.11%以下である。
【0021】また、鋼板侵入温度は、(a )めっき浴
温度より10〜50℃低く、しかも(b )445℃以下
の温度に制御することが必要である。
【0022】ここで、鋼板侵入温度の上限を設定した理
由は、めっき浴に鋼板を浸漬中にアウトバースト反応が
生じて、その後の合金化処理工程においてγ相の発達が
促進され、その結果めっき層の加工性が劣化することを
防止するためであり、その様な観点からすれば、上記侵
入温度の上限は、めっき浴温度より10℃低くすること
が必要であり、好ましくは20℃であり、より好ましく
は30℃である。また、鋼板侵入温度の下限を設定した
理由は、合金化過程においてめっき層を完全に合金化さ
せるためであり、その様な観点からすれば、上記侵入板
温の下限は、めっき浴温度より50℃低くすることが必
要であり、好ましくは45℃であり、より好ましくは4
0℃である。
【0023】ただし、この鋼板侵入温度は445℃以下
に制御することが必要である。この様に本発明の方法で
は、溶融亜鉛めっき工程において、上記鋼板侵入温度を
めっき浴温度との関係から特定範囲内に低く制御すると
共に、それだけでは不十分であり、その鋼板侵入温度温
度自体をこの様に限定しているのである。上記鋼板侵入
温度そのものをこの様に限定した理由は、めっき浴中で
のアウトバースト反応の抑制を更に確実に発揮させるた
めであり、その様な観点からすれば、445℃以下に制
御することが必要であり、好ましくは440℃以下であ
り、より好ましくは435℃以下である。
【0024】この様に溶融亜鉛めっき工程において、め
っき浴中のAl濃度および鋼板侵入温度を上記の様に特
定することによって、めっき浴中でのアウトバースト反
応を抑えることができ、その結果、合金化熱処理工程に
おける合金化を均一に行うことが可能になる。従って、
結果的にγ相の生成が抑制されることによって、加工性
が良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られることにな
るのである。
【0025】(ii)上記溶融亜鉛めっき工程を行った
後、合金化熱処理工程を行う。本発明は上記した様に溶
融亜鉛めっき工程に特徴を有するものであって、この合
金化工程については何等限定するものではない。従っ
て、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造において通常用い
られる合金化熱処理方法であれば特に限定されず、具体
的には、ガス加熱法、インダクションヒーターによる加
熱法、ガスおよびインダクションヒーターによる加熱法
等が用いられる。
【0026】本発明の方法を適用すれば、加工性に優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板を簡便に製造することが可
能であり、この様にして得られた鋼板は、自動車車体等
の様に苛酷なプレス成形性を要求される成形品にも好適
に用いることができる。
【0027】以下実施例に基づいて本発明を詳述する。
ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。
【0028】
【実施例】下地冷延鋼板として、表1に記載の化学成分
を有するTi添加もしくはTi+Nb添加の極低炭素添
加鋼板(板厚:0.8mm)を用いた。これらの各鋼板
を用いて、表2に記載の条件下でめっき処理し、その後
550℃の炉温にて合金化処理し、めっき層中の鉄濃度
を9〜11%とした合金化溶融亜鉛めっき鋼板を作製し
た。この様にして得られた鋼板について、以下の要領に
基づいて加工性及びめっき層中のγ相の厚みを評価し
た。その結果を表2に併記する。
【0029】<加工性>V曲げ試験を行ったあと、圧縮
側のめっき層をセロテープで剥離し、テープに付着した
めっき層の剥離量に基づいて、各鋼板の加工性を以下の
5段階評価法で評価した。
【0030】1:加工性が非常に優れている。 2:加工性がやや優れている。 3:加工性が優れている。 4:加工性がやや劣る。 5:加工性が劣る。 <めっき層中のγ相の厚み>めっき層の断面を光学顕微
鏡で観察し、γ相の厚みを図1に示す様な5段階評価法
に基づいて評価した。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】表2から明らかな様に、本発明の製造方法
を適用すれば、めっき層の加工性が向上し、且つγ相が
ほとんど生長しない鋼板が得られることが分かる。これ
に対して、鋼板侵入温度が本発明の要件を満足しない比
較例の場合にはいずれも、加工性に乏しく、且つγ相の
発達が著しいという結果が得られた。
【0034】
【発明の効果】本発明の製造方法は上記の様に構成され
ているので、めっき層の加工性が優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を簡便に製造することができる。この様にし
て製造された鋼板は、自動車車体成形等の過酷なプレス
成形条件を要求される成形品に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るめっき層中のγ相の厚み
を5段階評価で表した図表である。
フロントページの続き (72)発明者 谷川 正樹 兵庫県加古川市尾上町池田字池田開拓2222 番地1 株式会社神戸製鋼所加古川研究地 区内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板を溶融亜鉛めっきした後、更に合金
    化熱処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に
    おいて、 Al:0.02〜0.13%(重量%、以下同じ)を含
    有する溶融亜鉛めっき浴を使用すると共に、 該溶融亜鉛めっき浴への鋼板侵入温度をめっき浴温度よ
    り10〜50℃低く、しかも445℃以下の温度に制御
    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。
  2. 【請求項2】 溶融亜鉛めっき浴がAl:0.05〜
    0.12%を含有するものである請求項1に記載の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記鋼板がC:0.005%以下、A
    l:0.1%以下、およびTiまたはTi+Nb:0.
    08%以下を含有するものである請求項1または2に記
    載の製造方法。
JP18750994A 1994-08-09 1994-08-09 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Pending JPH0853744A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6316127B1 (en) 1999-04-27 2001-11-13 Kobe Steel, Ltd. Galvanized steel sheet superior in ductility and process for production thereof
JP2011511165A (ja) * 2008-02-08 2011-04-07 シーメンス ヴェ メタルス テクノロジーズ エスアーエス 鋼ストリップの浸漬亜鉛めっき方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6316127B1 (en) 1999-04-27 2001-11-13 Kobe Steel, Ltd. Galvanized steel sheet superior in ductility and process for production thereof
JP2011511165A (ja) * 2008-02-08 2011-04-07 シーメンス ヴェ メタルス テクノロジーズ エスアーエス 鋼ストリップの浸漬亜鉛めっき方法
US9238859B2 (en) 2008-02-08 2016-01-19 Primetals Technologies France SAS Method for the hardened galvanization of a steel strip

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Effective date: 20010313