JPH0931620A - めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents
めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法Info
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- JPH0931620A JPH0931620A JP19930695A JP19930695A JPH0931620A JP H0931620 A JPH0931620 A JP H0931620A JP 19930695 A JP19930695 A JP 19930695A JP 19930695 A JP19930695 A JP 19930695A JP H0931620 A JPH0931620 A JP H0931620A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プレス加工における密着性に優れ、高品質の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供する。 【解決手段】合金化溶融亜鉛めっき層直下の鋼板結晶粒
界に、Ｘ線マイクロアナライザで図１に示すＭｎ，Ｐ，
Ａｌ，Ｏにピークが見られるような酸化物を有する鋼板
である。
金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供する。 【解決手段】合金化溶融亜鉛めっき層直下の鋼板結晶粒
界に、Ｘ線マイクロアナライザで図１に示すＭｎ，Ｐ，
Ａｌ，Ｏにピークが見られるような酸化物を有する鋼板
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、めっき密着性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）は、
安価で耐食性に優れているため主に自動車車体用として
用いられている。自動車車体用鋼板の性能としては耐食
性以外に、プレス加工時のめっき密着性が要求されてい
る。めっき密着性が悪化すると、めっき層が粉状または
塊状に剥離し、いわゆるパウダリングを生じ、型かじり
の原因となったり、剥離部分の耐食性が劣化する。ま
た、剥離しためっき片によりキズが生じるといった問題
があった。密着性を改善するための従来技術として、特
開昭６１−２７６９６１号公報では溶融亜鉛めっきを施
した後７００〜８５０℃の高温で合金化することを必要
としている。しかし、高温での合金化はコストの上昇を
伴うだけでなく、ロールなどの設備への負担が増加す
る。
安価で耐食性に優れているため主に自動車車体用として
用いられている。自動車車体用鋼板の性能としては耐食
性以外に、プレス加工時のめっき密着性が要求されてい
る。めっき密着性が悪化すると、めっき層が粉状または
塊状に剥離し、いわゆるパウダリングを生じ、型かじり
の原因となったり、剥離部分の耐食性が劣化する。ま
た、剥離しためっき片によりキズが生じるといった問題
があった。密着性を改善するための従来技術として、特
開昭６１−２７６９６１号公報では溶融亜鉛めっきを施
した後７００〜８５０℃の高温で合金化することを必要
としている。しかし、高温での合金化はコストの上昇を
伴うだけでなく、ロールなどの設備への負担が増加す
る。
【０００３】また、特開平３−２３２０２６号公報では
鋼中にＺｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｃａのうち少なくとも１
種以上を含有し、さらに再結晶焼鈍からめっきまでの冷
却速度５０℃／ｓ以上に規定している。鋼中にＺｒなど
を添加することでコストは高くなり、また、冷却能力の
問題から通板速度を遅くせざるを得ないため生産性が悪
いという問題がある。
鋼中にＺｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｃａのうち少なくとも１
種以上を含有し、さらに再結晶焼鈍からめっきまでの冷
却速度５０℃／ｓ以上に規定している。鋼中にＺｒなど
を添加することでコストは高くなり、また、冷却能力の
問題から通板速度を遅くせざるを得ないため生産性が悪
いという問題がある。
【０００４】また、特開平２−１６３３５６号公報では
特にＯ、Ａｌ、Ｎの成分をそれぞれ０．００４５ｗｔ％
以下（２５×Ｎｗｔ％）〜０．１５ｗｔ％、０．００３
０ｗｔ％以下と規定している。また、特開平６−８１１
０１号公報においては、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ量の制限および
Ｓｉ（ｗｔ％）＋Ｐ（ｗｔ％）≧Ｔｉ（ｗｔ％）を満足
しなければならない。いずれにしても、成分による規制
は目的の強度や絞り性などの鋼板性能が達成されるとは
限らず、また、成分はずれによるパウダリングの劣化の
危険性が大きい。特開平４−３３３５５２号公報では溶
融亜鉛めっき前にＮｉプレめっきを行うことによりめっ
き密着性を改善している。しかし、通常溶融亜鉛めっき
ラインにはそのような設備はなく、設備の改善等に多大
な投資が必要になる。
特にＯ、Ａｌ、Ｎの成分をそれぞれ０．００４５ｗｔ％
以下（２５×Ｎｗｔ％）〜０．１５ｗｔ％、０．００３
０ｗｔ％以下と規定している。また、特開平６−８１１
０１号公報においては、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ量の制限および
Ｓｉ（ｗｔ％）＋Ｐ（ｗｔ％）≧Ｔｉ（ｗｔ％）を満足
しなければならない。いずれにしても、成分による規制
は目的の強度や絞り性などの鋼板性能が達成されるとは
限らず、また、成分はずれによるパウダリングの劣化の
危険性が大きい。特開平４−３３３５５２号公報では溶
融亜鉛めっき前にＮｉプレめっきを行うことによりめっ
き密着性を改善している。しかし、通常溶融亜鉛めっき
ラインにはそのような設備はなく、設備の改善等に多大
な投資が必要になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を克服して、プレス加工時における密着性に優れた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
題点を克服して、プレス加工時における密着性に優れた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために開発されたもので、合金化溶融亜鉛めっき
層直下の鋼板結晶粒界に酸化物を有することを特徴とす
るめっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提
供する。
決するために開発されたもので、合金化溶融亜鉛めっき
層直下の鋼板結晶粒界に酸化物を有することを特徴とす
るめっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提
供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】まず、本発明におけるめっき層直
下の粒界酸化物について説明する。この粒界酸化物は、
熱延時に生成するものであり、とくにコイル巻き取り時
の温度が高く、その後の冷却速度が遅い場合に成長し形
成させることができる。その熱延時に形成した酸化物は
図６（写真）に示すように黒皮（スケール）の直下に観
察される。また、図７（写真）に示すように従来の熱延
板には黒皮の直下に酸化物が全くみられない。図６、図
７は熱延板での黒皮（スケール）直下の粒界酸化物の断
面光学顕微鏡写真であって、倍率１０００倍のものであ
る。鋼板素地１上に黒皮２が被覆されており、図６では
鋼板素地と黒皮との界面に粒界酸化物３が観察される。
下の粒界酸化物について説明する。この粒界酸化物は、
熱延時に生成するものであり、とくにコイル巻き取り時
の温度が高く、その後の冷却速度が遅い場合に成長し形
成させることができる。その熱延時に形成した酸化物は
図６（写真）に示すように黒皮（スケール）の直下に観
察される。また、図７（写真）に示すように従来の熱延
板には黒皮の直下に酸化物が全くみられない。図６、図
７は熱延板での黒皮（スケール）直下の粒界酸化物の断
面光学顕微鏡写真であって、倍率１０００倍のものであ
る。鋼板素地１上に黒皮２が被覆されており、図６では
鋼板素地と黒皮との界面に粒界酸化物３が観察される。
【０００８】本発明の鋼板では、熱延時にみられる酸化
物についてＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）で分析
した結果を図１に示す。Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｏにピークが
みられることから、これらの酸化物が生成していること
がわかる。本発明に係る合金化溶融亜鉛めっきにおける
めっき層直下の粒界の酸化物は、熱延段階で形成した黒
皮直下の酸化物が、その後の冷延、焼鈍、めっきなどの
工程を経て残存しているものである。図２は冷延後未焼
鈍板のグロー放電（ＧＤＳ）による表層から１０μｍ程
度までの深さ方向元素分析測定結果を示したものであ
る。、図３には冷延焼鈍後の結果を示した。図３におい
て、表層からの深さ０．３〜４μｍ程度に見えるＭｎ、
Ａｌ、Ｐ、Ｏのピークが粒界酸化物に相当するものであ
る。
物についてＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）で分析
した結果を図１に示す。Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｏにピークが
みられることから、これらの酸化物が生成していること
がわかる。本発明に係る合金化溶融亜鉛めっきにおける
めっき層直下の粒界の酸化物は、熱延段階で形成した黒
皮直下の酸化物が、その後の冷延、焼鈍、めっきなどの
工程を経て残存しているものである。図２は冷延後未焼
鈍板のグロー放電（ＧＤＳ）による表層から１０μｍ程
度までの深さ方向元素分析測定結果を示したものであ
る。、図３には冷延焼鈍後の結果を示した。図３におい
て、表層からの深さ０．３〜４μｍ程度に見えるＭｎ、
Ａｌ、Ｐ、Ｏのピークが粒界酸化物に相当するものであ
る。
【０００９】これらの粒界酸化物として濃化したＭｎ、
Ｐ、Ａｌは鋼中に特に多量に存在するわけではなく、例
えば図１から図３に示した鋼板の鋼中成分はＭｎ：０．
１ｗｔ％、Ｐ：０．００６ｗｔ％、Ａｌ：０．０３ｗｔ
％のものである。粒界に酸化物が生成するメカニズム
は、酸素の鋼中への拡散によるものであるため、鋼中成
分が微量であっても酸化物は生成する。
Ｐ、Ａｌは鋼中に特に多量に存在するわけではなく、例
えば図１から図３に示した鋼板の鋼中成分はＭｎ：０．
１ｗｔ％、Ｐ：０．００６ｗｔ％、Ａｌ：０．０３ｗｔ
％のものである。粒界に酸化物が生成するメカニズム
は、酸素の鋼中への拡散によるものであるため、鋼中成
分が微量であっても酸化物は生成する。
【００１０】次に、本発明におけるめっき層直下の鋼板
粒界に存在する酸化物の観察方法については、１％ナイ
タール液での数秒〜数十秒のエッチングによりめっき層
直下の粒界酸化物は観察が可能である。従来の酸化物の
ない合金化溶融亜鉛めっき鋼板および本発明である酸化
物の存在する鋼板の観察例を図８（写真）、図９（写
真）に示した。図８、図９は合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の断面光学顕微鏡写真であって、倍率１０００倍のもの
である。鋼板素地１にめっき層４が被覆されており、図
８ではその界面に矢印で示す粒界酸化物５が観察され
る。めっき層直下に観察される黒い帯状のもの（矢印で
示したもの）が酸化物である。
粒界に存在する酸化物の観察方法については、１％ナイ
タール液での数秒〜数十秒のエッチングによりめっき層
直下の粒界酸化物は観察が可能である。従来の酸化物の
ない合金化溶融亜鉛めっき鋼板および本発明である酸化
物の存在する鋼板の観察例を図８（写真）、図９（写
真）に示した。図８、図９は合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の断面光学顕微鏡写真であって、倍率１０００倍のもの
である。鋼板素地１にめっき層４が被覆されており、図
８ではその界面に矢印で示す粒界酸化物５が観察され
る。めっき層直下に観察される黒い帯状のもの（矢印で
示したもの）が酸化物である。
【００１１】次に、本発明鋼板のめっき密着性について
説明する。プレス加工時において、主に圧縮応力を受け
ることによりめっきが剥離することが知られている。ま
た、合金化処理時には亜鉛と鉄の熱拡散により亜鉛−鉄
合金が生成するが、鋼板粒界にも亜鉛が拡散し亜鉛−鉄
合金相を形成している。本発明である合金化溶融亜鉛め
っき鋼板のめっき層直下の酸化物の存在する鋼板粒界
は、従来の酸化物の存在しない粒界に比べ、酸化物の結
晶間に隙間があるため亜鉛が浸透しやすい。その結果、
めっき層と鋼板界面の凹凸が激しくなり、めっき層が鋼
板と強固に密着する。その結果、本発明の合金化溶融亜
鉛めっき鋼板では、プレス加工時におけるめっきの密着
性は良好となる。
説明する。プレス加工時において、主に圧縮応力を受け
ることによりめっきが剥離することが知られている。ま
た、合金化処理時には亜鉛と鉄の熱拡散により亜鉛−鉄
合金が生成するが、鋼板粒界にも亜鉛が拡散し亜鉛−鉄
合金相を形成している。本発明である合金化溶融亜鉛め
っき鋼板のめっき層直下の酸化物の存在する鋼板粒界
は、従来の酸化物の存在しない粒界に比べ、酸化物の結
晶間に隙間があるため亜鉛が浸透しやすい。その結果、
めっき層と鋼板界面の凹凸が激しくなり、めっき層が鋼
板と強固に密着する。その結果、本発明の合金化溶融亜
鉛めっき鋼板では、プレス加工時におけるめっきの密着
性は良好となる。
【００１２】めっき層を定電位法により鉄電位まで強制
的に溶解して鋼板を露出させてＳＥＭ（走査電子顕微
鏡）により観察した結果を図１０、１１（写真）に示
す。従来の粒界酸化物のない鋼板に比べ、明らかにめっ
き層と鋼板界面の凹凸が激しくなっていることがわか
る。
的に溶解して鋼板を露出させてＳＥＭ（走査電子顕微
鏡）により観察した結果を図１０、１１（写真）に示
す。従来の粒界酸化物のない鋼板に比べ、明らかにめっ
き層と鋼板界面の凹凸が激しくなっていることがわか
る。
【００１３】本発明に係る鋼板のプレス加工時における
密着性の向上は、断面を研磨した後１％ナイタールでエ
ッチングし、光学顕微鏡でこのめっき層直下の酸化物が
少量でも観察される場合に効果がみられた。本発明にお
いてはめっき層について特に限定するものではないが、
耐食性等の観点より自動車用鋼板としては通常亜鉛−鉄
合金の付着量は２５〜９０ｇ／ｍ2、めっき層中の鉄含
有率は８〜１３ｗｔ％が適当である。また、同様に亜鉛
浴条件についても特に限定するものではないが、亜鉛浴
中Ａｌ濃度は０．１３〜０．１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度
は０．０１ｗｔ％〜飽和が適当である。また、さらにＰ
ｂ、Ｍｇ、Ｍｎなどを含んでもよい。
密着性の向上は、断面を研磨した後１％ナイタールでエ
ッチングし、光学顕微鏡でこのめっき層直下の酸化物が
少量でも観察される場合に効果がみられた。本発明にお
いてはめっき層について特に限定するものではないが、
耐食性等の観点より自動車用鋼板としては通常亜鉛−鉄
合金の付着量は２５〜９０ｇ／ｍ2、めっき層中の鉄含
有率は８〜１３ｗｔ％が適当である。また、同様に亜鉛
浴条件についても特に限定するものではないが、亜鉛浴
中Ａｌ濃度は０．１３〜０．１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度
は０．０１ｗｔ％〜飽和が適当である。また、さらにＰ
ｂ、Ｍｇ、Ｍｎなどを含んでもよい。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の一例を示す。低炭素鋼（供試
鋼Ａ）および極低炭素鋼（供試鋼Ｂ）の供試材を転炉に
て溶製した後、連続鋳造によりスラブとした。このスラ
ブをスラブ加熱温度（ＳＲＴ）１０５０〜１２５０℃、
仕上げ温度８５０〜９５０℃、コイル巻き取り温度６０
０〜７５０℃にて熱間圧延し緩冷却を行って３５ｍｍ厚
とし、実施例の粒界酸化物を有する鋼板を製造した。一
方、比較例としては巻取温度を６００℃未満としたも
の、又は巻取温度６００〜７５０℃で急冷却を行ったも
ので、粒界酸化物のない鋼板を製造した。その後、酸洗
によりスケール層を除去し冷間圧延を行い０．７ｍｍ厚
とした。この冷間圧延板を連続溶融亜鉛めっきライン
（ＣＧＬ）において、７５０〜８８０℃で再結晶焼鈍を
行った後４６０〜４８５℃で溶融亜鉛めっきを行った。
引き続き４８０〜５３０℃で１５〜３０秒の合金化処理
を行った。粒界酸化物の有無は断面研磨後１％ナイター
ル液によりエッチングした後観察を行った。
鋼Ａ）および極低炭素鋼（供試鋼Ｂ）の供試材を転炉に
て溶製した後、連続鋳造によりスラブとした。このスラ
ブをスラブ加熱温度（ＳＲＴ）１０５０〜１２５０℃、
仕上げ温度８５０〜９５０℃、コイル巻き取り温度６０
０〜７５０℃にて熱間圧延し緩冷却を行って３５ｍｍ厚
とし、実施例の粒界酸化物を有する鋼板を製造した。一
方、比較例としては巻取温度を６００℃未満としたも
の、又は巻取温度６００〜７５０℃で急冷却を行ったも
ので、粒界酸化物のない鋼板を製造した。その後、酸洗
によりスケール層を除去し冷間圧延を行い０．７ｍｍ厚
とした。この冷間圧延板を連続溶融亜鉛めっきライン
（ＣＧＬ）において、７５０〜８８０℃で再結晶焼鈍を
行った後４６０〜４８５℃で溶融亜鉛めっきを行った。
引き続き４８０〜５３０℃で１５〜３０秒の合金化処理
を行った。粒界酸化物の有無は断面研磨後１％ナイター
ル液によりエッチングした後観察を行った。
【００１５】プレス加工性評価試験を次のとおり行っ
た。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を９０度曲げ、曲げ戻し
を行い、圧着側をテープ剥離して亜鉛の剥離量を蛍光Ｘ
線にて測定した。蛍光Ｘ線によるカウント数が とした。結果を表１に示す。鉄含有率の変化と付着量の
変化により耐パウダリング性は変化するが、本発明例で
は比較例と比較して耐パウダリング性の改善効果が十分
にみられる。
た。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を９０度曲げ、曲げ戻し
を行い、圧着側をテープ剥離して亜鉛の剥離量を蛍光Ｘ
線にて測定した。蛍光Ｘ線によるカウント数が とした。結果を表１に示す。鉄含有率の変化と付着量の
変化により耐パウダリング性は変化するが、本発明例で
は比較例と比較して耐パウダリング性の改善効果が十分
にみられる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合金化溶
融亜鉛めっき鋼板はプレス加工における密着性は良好で
あり、高品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を供給するも
のであり、その用途を拡大するものである。
融亜鉛めっき鋼板はプレス加工における密着性は良好で
あり、高品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を供給するも
のであり、その用途を拡大するものである。
【図１】熱延時にみられる酸化物のＥＰＭＡ分析チャー
トである。
トである。
【図２】従来例の冷延後未焼鈍板のグロー放電（ＧＤ
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果のグラフである。
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果のグラフである。
【図３】実施例の冷延後未焼鈍板のグロー放電（ＧＤ
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果のグラフである。
Ｓ）による表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分
析測定結果のグラフである。
【図４】従来例の冷延焼鈍後のグロー放電（ＧＤＳ）に
よる表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分析測定
結果のグラフである。
よる表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分析測定
結果のグラフである。
【図５】実施例の冷延焼鈍後のグロー放電（ＧＤＳ）に
よる表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分析測定
結果のグラフである。
よる表層から１０μｍ程度までの深さ方向元素分析測定
結果のグラフである。
【図６】実施例の熱延板の黒皮直下の粒界酸化物の倍率
１０００倍の光学顕微鏡写真である。
１０００倍の光学顕微鏡写真である。
【図７】従来例の熱延板の黒皮直下の粒界酸化物の倍率
１０００倍の光学顕微鏡写真である。
１０００倍の光学顕微鏡写真である。
【図８】実施例の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の倍率１０
００倍の断面光学顕微鏡写真である。
００倍の断面光学顕微鏡写真である。
【図９】従来の酸化物のない合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の倍率１０００倍の断面光学顕微鏡写真である。
の倍率１０００倍の断面光学顕微鏡写真である。
【図１０】実施例のめっき層を溶解した鋼板の倍率１０
００倍のＳＥＭ写真である。
００倍のＳＥＭ写真である。
【図１１】従来のめっき層を溶解した鋼板の倍率１００
０倍のＳＥＭ写真である。
０倍のＳＥＭ写真である。
１ 鋼板素地 ２ 黒皮 ３ 粒界酸化物 ４ めっき層 ５ 粒界酸化物
Claims (1)
- 【請求項１】 合金化溶融亜鉛めっき層直下の鋼板結晶
粒界に酸化物を有することを特徴とするめっき密着性に
優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199306A JP2972124B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| US08/913,314 US6030714A (en) | 1995-07-13 | 1997-01-13 | Zinc and zinc-alloy hot-dip-coated steel sheet having decreased bare spots and excellent coating adhesion and a method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199306A JP2972124B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931620A true JPH0931620A (ja) | 1997-02-04 |
| JP2972124B2 JP2972124B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=16405614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7199306A Expired - Fee Related JP2972124B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | めっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972124B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP7199306A patent/JP2972124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2972124B2 (ja) | 1999-11-08 |
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