JPH09314203A

JPH09314203A - めっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH09314203A
Application number: JP13787596A
Authority: JP
Inventors: Makoto Isobe; 誠磯部; Chiaki Kato; 千昭加藤; Kazuhiro Seto; 一洋瀬戸
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-09
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JP4131577B2

Abstract

(57)【要約】【課題】酸洗を省略してもめっき密着性に優れるめっ
き鋼板を、焼鈍炉の露点を上昇させることのない手法に
て提供する。【解決手段】鋼スラブを、Ac₃変態点以上の温度域に
加熱し熱間粗圧延を施し、次いで高圧水によるデスケー
リング処理を行った後、仕上げ圧延を 500℃以上Ar₃変
態点以下の温度域で施し、直ちに冷却そして巻き取りを
行って、鋼板表面の酸化鉄層の厚みを５μｍ以下に抑制
し、次いで圧下率が 0.5〜５％の調質圧延を行った後、
連続式めっき設備の焼鈍にて、鋼板温度が750 ℃以上で
還元性雰囲気に５秒以上晒して鋼板表面の酸化物を還元
し、その後鋼板を冷却してめっきを施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高い耐食性が要
求される、建築資材、冷暖房・給湯機器用鋼板および自
動車用鋼板等に供するめっき鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】めっき鋼板の製造は、めっき鋼板用の素
材を熱間圧延後に、鋼板表面を覆う酸化鉄層を酸洗設備
で除去し、冷間圧延を行った後に連続式溶融めっき装置
や電気めっき装置等にてめっきを行うのが、一般的であ
る。ここで、酸化鉄層の除去を必須とするのは、酸化鉄
層がめっきを阻害し、めっき層の剥離起点となる結果、
めっきの密着性を劣化させるためである。

【０００３】上記のめっき鋼板の一般的製造に対して特
開平６−145937号および同６−279967号各公報には、主
にコストの低減を目的として、酸洗工程を省略する技術
が開示されている。すなわち、熱延板表面の酸化鉄層を
除去することなく還元雰囲気ガス中で還元処理を行った
後、溶融亜鉛めっきを行うことが提案され、具体的に
は、75％の高濃度Ｈ₂雰囲気にて還元処理を実施してい
る。

【０００４】しかしながら、上記手法では、高濃度Ｈ₂
雰囲気にて焼鈍を行うため、焼鈍中に発生する水蒸気で
炉内の露点が上昇する結果、還元能力が低下して、めっ
き密着性が劣化することが問題であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、酸洗を省略してもめっき密着性に優れるめっき鋼板
を、焼鈍炉の露点を上昇させることのない手法にて提供
し得る方法について提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
鋼スラブを、Ac₃変態点以上の温度域に加熱し熱間粗圧
延を施し、次いで高圧水によるデスケーリング処理を行
った後、仕上げ圧延を500℃以上Ar₃変態点以下の温度
域で施し、直ちに冷却そして巻き取りを行って、鋼板表
面の酸化鉄層の厚みを５μｍ以下に抑制し、次いで圧下
率が 0.5〜５％の調質圧延を行った後、連続式めっき設
備の焼鈍にて、鋼板温度が750 ℃以上で還元性雰囲気に
５秒以上晒して鋼板表面の酸化物を還元し、その後鋼板
を冷却してめっきを施すことを特徴とするめっき鋼板の
製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、この発明の手順を具体的に
説明する。まず、熱間圧延工程では、粗圧延に先立ち、
めっき鋼板用の成分に調整した鋼スラブを、Ａｃ₃変態
点以上に加熱する。具体的には、スラブを1200℃前後に
加熱して、続く粗圧延での鋼板の変形抵抗を小さくす
る。なお、スラブを再度加熱することなく、連続鋳造等
で鋳込んだスラブをそのまま冷却前に粗圧延工程に供し
ても良い。その後、粗圧延を行ってから、仕上げ圧延に
先立ち、高圧水によるデスケーリングを行う。これによ
って、粗圧延までに生成した酸化鉄層を除去する。

【０００８】ここで、高圧水によるデスケーリングを用
いるのは、粗圧延までに生成成長した酸化鉄層（スケー
ル）をほぼ完全に取り除くためである。高圧水を用いる
のは、鋼板面に疵を入れずに効率良くスケールが除去出
来るからである。なお、高圧水の吐出圧は300 kgf ／cm
² 以上にすることが好ましい。なぜなら、300 kgf ／cm
² 未満では、スケール除去が完全ではなく、仕上げ圧延
後の熱延鋼板上の酸化鉄層が厚くなってしまい、また不
均一になってしまうためである。

【０００９】従って、高圧水によるデスケーリングを行
って酸化鉄層厚を小さくすることおよび鋼板板面を美麗
にすることによって、この発明で課題とした酸洗による
デスケーリングを改めて行わずに、（圧下率0.5 〜５％
の調質圧延を行った後に、）連続式溶融めっき装置の加
熱炉にて還元することで、めっき密着性の良い美麗なめ
っき鋼板を製造することが可能になる。一方、高圧水に
よるデスケーリングを用いずに製造した酸化鉄層の厚い
板面性状の劣った熱延鋼板からは、めっき密着性の良い
美麗なめっき鋼板を製造することは困難である。

【００１０】次の仕上げ圧延は、 500℃以上Ar₃変態点
以下の温度域で行う。なぜなら、 500℃未満では、変形
抵抗が大きくなり過ぎて、所定厚の薄鋼板までの圧延が
不可能になる。一方Ar₃変態点をこえると、とくに要求
材質として、高加工性が求められる場合に、Ar₃変態点
を超えたα−γ二相域での圧延は、加工歪を熱延後の鋼
板に内蔵させる上で不利であり、その後のめっきに先立
つ還元時の再結晶において、高加工性を付与する上で不
利となる。また、酸化鉄層が熱間圧延後に成長するのを
抑制するためにも、仕上げ圧延をAr₃変態点以下の低い
温度で行うことが好ましい。

【００１１】その後、直ちに冷却そして巻き取りを行っ
て、鋼板表面の酸化鉄層の厚みを５μｍ以下に抑制する
ことが、肝要である。すなわち、仕上げ圧延後直ちに冷
却そして巻き取りを行うことによって、酸化鉄層の成長
を極力抑えて、その厚みが５μｍをこえない範囲に制御
する。ここで、酸化鉄層厚の上限を５μｍとしたのは、
この発明の目的である、酸化鉄層を還元してめっきを行
う上で露点の上昇を抑制するには、還元されるべき酸化
鉄層が少ないことが必要であり、軽度（0.5 〜５％）の
調質圧延と組み合せてめっき密着性を改善する上で５μ
ｍが上限と考えられる。それより酸化鉄層が厚くなる
と、それに従って、還元量を増やす必要が生じ露点の増
加、ひいては生産量の増加によってめっき密着性の劣化
を招来する。

【００１２】巻取り後の鋼板には、圧下率が 0.5〜５％
の調質圧延を行う。ここで、調質圧延圧下率が 0.5％未
満では、次工程での焼鈍において所期した還元が得られ
ずにめっき密着性が劣化し、一方５％をこえると焼鈍に
おいて部分的に酸化鉄層が剥離し、さらに剥離した酸化
鉄が鋼板に再付着し、表面欠陥の原因になる。

【００１３】なお、調質圧延の圧下率を 0.5％以上にす
ることで、めっき密着性が向上する理由については必ず
しも明確ではないが、調質圧延によって生じる酸化鉄層
中のクラックが焼鈍時の還元路として作用し、還元した
鉄が鋼板表面およびクラック内に発生し、このクラック
内の還元鉄が、めっき後にめっき層と鋼板との連結を確
保するため、めっき層の剥離が抑止されるものと考えら
れる。

【００１４】次いで、連続式めっき設備の焼鈍炉にて、
鋼板温度が750 ℃以上で還元性雰囲気に５秒以上晒して
鋼板表面の酸化物を還元したのち、鋼板を冷却してめっ
きを施す。ここで、鋼板温度が750 ℃以上で還元性雰囲
気に５秒以上晒すことによって、酸化鉄層の全表面が還
元されめっきの濡れ性が確保されて、不めっきの発生が
なくなる。同時に調質圧延によって生じたクラック表面
も還元されて、酸化鉄層下の素地鋼に達するものと考え
られる。

【００１５】なお、雰囲気には一般的還元ガスである３
％以上のH₂を含有するN₂を使用できるが、効率的に還元
を行うにはH₂濃度を７％以上とすることが好ましい。

【００１６】上記の還元処理を含む焼鈍が完了した鋼板
は、めっき浴温程度に冷却し、その後めっき浴に導入し
てめっきを施す。例えば、亜鉛系のめっき浴としては、
ZnおよびFeの他に、種々の性能向上を目的として、Al、
Mg、Mn、Ni、Co、Cr、Si、Pb、Sb、BiおよびSn等を単独
或いは複合して含有することが可能である。

【００１７】最後に、浸漬によりめっきされた鋼板は、
ガスワイピング等により20〜250 ｇ／m²の間の必要目付
量に調整した後、放冷、空冷または水冷などの冷却を行
ってから、必要によりレベラーや調質圧延を施して、製
品となる。また、耐食性等の向上のために、冷却後或い
は調質圧延後に、クロメート処理やりん酸塩処理等を行
うことも可能であり、さらに塗装を行うことも有効であ
る。同様に、後処理として潤滑処理を行うことも可能で
ある。

【００１８】一方、スポット抵抗溶接等により鋼板を組
立てて用いる使途では、Alを0.1 〜0.2 wt％含有した溶
融Zn浴でめっきを行い、目付量調整を行った後、加熱合
金化を行うことが有効である。ここでの目付量は、20ｇ
／m³未満で耐食性が不十分になり、80ｇ／m³をこえると
曲げや絞りの加工時にめっきが剥離しやすくなるため、
20〜80ｇ／m³の範囲とすることが好ましい。同様に、め
っき中のFe含有量は７〜12wt％とする。なぜなら、７wt
％未満ではめっき表面に未合金化の純Zn層が残存してス
ポット抵抗溶接性を阻害し、また塗装後に疵部等からこ
の純Zn層が溶出しやすく、一方12wt％をこえると、めっ
き層が急激に脆化し、加工時にめっきの剥離が著しくな
るためである。

【００１９】以上、溶融亜鉛めっき鋼板を主に説明を行
ったが、この発明は、溶融亜鉛めっき鋼板に限らず、他
の溶融めっき鋼板または電気めっき鋼板にも同様に適用
可能である。例えば、55％Al-Zn めっき、Alめっき、Pb
めっき、SnめっきまたはZn-Ni めっきなどのめっき鋼板
が適合する。いずれにしても還元処理後にめっきすれば
良く、めっき形式に捕われずに優れためっき特性の鋼板
が得られる。連続式溶融亜鉛めっき装置では、焼鈍炉に
連続してめっき槽が配されるのが普通であるから、この
発明に特に好適である。

【００２０】

【実施例】表１に示す鋼組成のスラブを1200℃に加熱
後、表２に示す条件にて、粗圧延後に高水圧デスケーリ
ングを行ってから仕上げ圧延を施し、0.8 mm厚の熱延板
とした。熱延板における酸化鉄層の厚みは、表２に併記
する通りである。次いで、表３に示す各条件に従って、
調質圧延、還元処理を含む焼鈍、次いでめっきを施し
た。かくして得られためっき鋼板について、めっき密着
性について評価した結果を、表３に併記する。

【００２１】なお、めっき密着性は、デュポン衝撃試験
により評価した。すなわち、１／２インチ直径の半球状
凸面の撃芯を供試面の裏側に当て、供試面には半球状凹
形の受け皿をあてがって２kgの重りを70 cm の高さから
落下させて撃芯を叩き、突き出された供試面にセロハン
粘着テープを貼り付けてから引き剥して、めっき鋼板の
表面とテープとを観察した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】表３から、この発明に従って製造すると、
還元度の小さい条件下での還元処理によっても、良好な
めっき密着性が得られることがわかる。すなわち、この
発明に従って、高圧水デスケーリングを行い、熱延仕上
げ圧延およびめっき設備での還元処理前に行う調質圧延
を、所定の条件下で行うことにより、還元の負荷が少な
くてもめっき密着性の良好なめっき鋼板が製造できるこ
とが明らかである。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、酸化鉄層の酸洗除去
を行うことなく、しかも焼鈍炉の露点を上昇させること
ない手法にて、優れためっき密着性のめっき鋼板を製造
することができ、めっき鋼板を低コストにて提供し得
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼スラブを、Ac₃変態点以上の温度域に
加熱し熱間粗圧延を施し、次いで高圧水によるデスケー
リング処理を行った後、仕上げ圧延を 500℃以上Ar₃変
態点以下の温度域で施し、直ちに冷却そして巻き取りを
行って、鋼板表面の酸化鉄層の厚みを５μｍ以下に抑制
し、次いで圧下率が 0.5〜５％の調質圧延を行った後、
連続式めっき設備の焼鈍にて、鋼板温度が750 ℃以上で
還元性雰囲気に５秒以上晒して鋼板表面の酸化物を還元
し、その後鋼板を冷却してめっきを施すことを特徴とす
るめっき鋼板の製造方法。