JPH1018011A

JPH1018011A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1018011A
Application number: JP8172162A
Authority: JP
Inventors: Shuji Gomi; 修二五味; Shigeru Unno; 茂海野; Kazuo Mochizuki; 一雄望月; Yasunobu Uchida; 康信内田; Kazuhiro Seto; 一洋瀬戸
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-20
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JP3339615B2

Abstract

(57)【要約】【課題】筋模様欠陥の発生を抑えた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法を提案する。【解決手段】熱間圧延の仕上圧延温度を板幅方向およ
び圧延方向ともＡ_r3＋30℃以上の温度とし、あるいはさ
らに、板幅方向、圧延方向での仕上圧延温度のバラツキ
を30℃以内とする圧延を施し、冷延焼鈍後の鋼板表面の
組織を｛200 ｝面と｛222 ｝面からの回折Ｘ線強度の
比、Ｉ（200 ）／Ｉ（222 ）が0.17未満となる組織とし
たのち、冷延・焼鈍・めっき・合金化処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板に関し、とくに外観性状に優れた合金化溶融亜
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は、溶接性、
塗装性、塗装後耐食性に優れ、自動車車体や家電製品、
建材等幅広く用いられ、電気亜鉛めっき鋼板に比べて製
造コストが低いため、さらにそのシェアは拡大してい
る。それに伴い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板自体の製造
コスト削減も進められており、製銑、製鋼、熱延、冷
延、焼鈍、めっき、加熱合金化の各工程でコスト削減対
策が実施されている。例えば、熱延工程においては、鋼
板を加熱する炉のエネルギー削減のために、加熱温度の
低下が実施されている。そのため、熱間圧延の仕上圧延
温度はＡ_r3変態点をわずかに数℃乃至10数℃上回る温度
で行われているのが現状である。

【０００３】合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融めっき
後、加熱して母板の鉄成分を亜鉛めっき層に拡散させた
ものであり、母板の表面状態により合金化溶融亜鉛めっ
き層が変化することは容易に推察される。例えばWO92-1
4854号公報には、特に熱間圧延後の冷却条件、冷間圧延
・再結晶条件を制御して所望の集合組織とした鋼板を用
い、成形加工性、化成処理性に優れた亜鉛めっき冷延鋼
板が開示されている。

【０００４】しかしながら、熱延における仕上圧延温度
が低下した状態で製造された熱延板を冷間圧延し、さら
に、溶融亜鉛めっき、加熱合金処理すると、表面に筋状
の模様が認められ、外観不良となる場合が増加し、問題
となっていた。以下、この筋模様の外観欠陥をただ単に
筋模様欠陥と呼ぶ。筋模様欠陥は、機械加工や溶接、塗
装することにおいて何ら問題はないが、外観不良として
拒絶する消費者が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を有利に解決し、熱延の加熱原単位を低く抑えた状態で
もなお、筋模様欠陥の発生のない合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法を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】本発明者らは、筋模様欠
陥が発生した合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、表面
のコントラストが異なる２箇所について表面を走査型電
子顕微鏡で観察し、めっき層の組成を解析した。その結
果、一方はζ相（Zn₁₃Fe）、他方はより合金化の進んだ
δ₁相（Zn₇Fe ）が主構成相であり、さらにζ相直下の
母板フェライト結晶粒は平滑であり、δ₁相直下の母板
フェライト結晶粒は凹凸が著しいことをつきとめた。こ
こで、母板フェライト結晶粒の凹みは、母板Feがめっき
層へ拡散した痕跡であり、凹凸があるほど母板のFeがめ
っき層中に拡散したものと考えられる。平滑な母板結晶
粒では（100 ）面や（110 ）面が発達しており、凹凸の
著しい母板結晶粒では（111 ）面が発達している。本発
明者らは、筋模様欠陥は、母板表面の結晶粒の配向が筋
状に異なり、合金化過程でのめっき層へのFeの拡散速度
に差が生じ、めっき付着量、めっき層構造が異なり、鋼
板表面のコントラストに筋状の相異が生じ、筋模様欠陥
という外観欠陥となるものと考えた。

【０００７】すなわち、筋模様欠陥の発生は、母板表面
の結晶粒の筋状の相異に起因するという新規な知見を得
たのである。さらに、本発明者らは、図１に示すよう
に、鋼板表面のＸ線逆極点図法による測定で、Ｘ線回折
強度のうち、｛200 ｝面強度と｛222 ｝面強度の比、Ｉ
（200）／Ｉ（222 ）が、0.17未満となると、筋模様欠
陥の発生がなくなること、および熱間圧延の仕上圧延温
度をＡ_r3＋30℃以上とすることによりＸ線回折強度比、
Ｉ（200 ）／Ｉ（222 ）が0.17未満となるという全く新
規な知見を得て、本発明を構成したのである。

【０００８】すなわち、本発明は、冷延鋼板表面に合金
化溶融亜鉛めっきを施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板で
あって、前記冷延鋼板が、重量％で、Ｃ：0.004 ％以
下、Si：0.1 ％以下、Mn：0.5 ％以下、Ｐ：0.025 ％以
下、Ｓ：0.025 ％以下、Al：0.005 〜0.100 ％あるいは
さらに、Ti：0.01〜0.04％およびNb：0.001 〜0.010 ％
から選ばれた１種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなり、かつ、Ｘ線回折による鋼板表面の｛20
0 ｝面と｛222 ｝面からの回折Ｘ線強度の比、Ｉ（200
）／Ｉ（222 ）が0.17未満である冷間圧延鋼板からな
る外観性状の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。

【０００９】また、本発明は、低炭素鋼スラブに熱間圧
延を施し、熱延板としたのち、冷間圧延、焼鈍を施し、
さらに、溶融亜鉛めっきおよび加熱合金化処理を施して
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記熱
間圧延の仕上圧延温度を、鋼板の板幅方向および圧延方
向の表面温度でＡ_r3変態点＋30℃以上とすることを特徴
とする外観性状の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造方法である。本発明では、前記熱間圧延の仕上圧延温
度を、鋼板表面の圧延方向および板幅方向の表面温度で
その偏差が30℃以内とすることが好ましく、さらに、ま
た、前記熱間圧延の仕上圧延において、エッジバーナで
板幅端部を加熱してもよい。さらに、前記熱間圧延の仕
上圧延前に、先行するシートバー後端部と後行するシー
トバー先端部とを接合して、仕上圧延を連続して施すの
が好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、母板の熱間圧延にお
いて、仕上圧延時の鋼板表面温度をＡ_r3変態点の30℃以
上高い温度として仕上圧延を完了させる。しかも、圧延
方向および板幅方向のいずれの方向においても、上記し
た仕上圧延温度とすることが必要である。

【００１１】これにより、冷延・焼鈍後の母板表面に
（111 ）面を優先的に発達させ、（100 ）面や（110 ）
面の発達を抑制して、加熱合金化時の結晶面ごとの鉄の
拡散速度の相異による合金めっき層付着量のバラツキを
小さくでき、また、微小領域での鋼中成分や析出物の相
異によるＡ_r3点の上昇への対策となる。微小領域でのＡ
_r3点の上昇は、30℃以内である場合が殆どと考えられ
る。

【００１２】このような、熱間仕上圧延により製造され
た母板を用い、その後冷間圧延、焼鈍、溶融めっき、加
熱合金化処理により溶融亜鉛めっき鋼板とした際に、合
金めっき層の付着量のバラツキが圧延方向と板幅方向と
も±５g/m²の範囲に抑え、筋模様欠陥の発生を防止する
ことができる。熱間圧延の仕上圧延温度が、圧延方向お
よび板幅方向で鋼板の板面内偏差（バラツキ）が30℃を
超えると、合金化溶融亜鉛めっき層の付着量のバラツキ
が±５g/m²を超え、筋模様が発生しやすい。しかし、仕
上圧延前のシートバーの接合により仕上圧延機内を連続
的に圧延することができ、圧延方向の温度バラツキは少
なくなり、好ましくは圧延方向の仕上圧延温度の偏差
（バラツキ）を30℃以内にできる。

【００１３】シートバー接合は、粗圧延後に、先行する
シートバーの後端部を後行するシートバーの先端部と接
合することにより達成でき、接合方法は、溶接、圧接い
ずれでもよく、特に限定されない。また、鋼板の幅端部
をエッジバーナで加熱することにより、板幅方向の仕上
圧延温度バラツキは少なくなり、好ましくは、板幅方向
の仕上圧延温度の偏差（バラツキ）を30℃以内にでき
る。

【００１４】母板の熱間圧延における仕上圧延時の母板
の表面温度を板幅方向と圧延方向で均一にして仕上圧延
するのは、幅方向および圧延方向での母板表面組織の違
いをなくし、溶融亜鉛めっき層の加熱合金化処理におけ
る母板中Feのめっき層への拡散速度を均一にして、めっ
き付着量の差をなくすためである。エッジバーナは鋼板
の幅両端部に、仕上冷間圧延機の各スタンド間および仕
上冷間圧延機の出側に複数個設置するとよい。エッジバ
ーナを設置した上に、端部の冷却を防ぐ目的でさらにエ
ッジカバーを設置してもよい。

【００１５】母板の熱間圧延加熱温度は、本発明では特
に規定する必要はなく、通常公知の温度範囲が好適であ
るが、Ti析出物の微細化を考慮して1250℃以下とするの
が好ましい。1250℃を超えると、加工性が劣化する。母
板は熱間圧延後、冷間圧延を施す。冷間圧延は、熱延板
を酸洗後、通常公知の方法、例えばタンデム冷間圧延機
で所定の最終板厚まで圧延される。圧下率は60％以上と
することが好ましく、これにより後の再結晶焼鈍により
望ましい組織を得ることができる。

【００１６】冷延後、母板は、好ましくは連続亜鉛めっ
き設備により、表面に亜鉛めっきを施す。亜鉛めっきは
必ずしも連続設備に限定されるものではない。冷延後の
母板は、好ましくは 730〜 920℃の間で焼鈍したのち、
めっきに適した温度まで冷却し、ついで、溶融亜鉛めっ
き浴中に浸漬し、亜鉛を付着させる。亜鉛浴は 450〜49
0℃とするのが好ましい。また、亜鉛の付着量は30〜70g
/m²とするのが好ましい。亜鉛を付着した母板は直ちに
加熱合金化処理を施される。合金化処理は 450〜 550℃
とするのが好ましい。

【００１７】合金化処理後の亜鉛めっき付着量は、付着
量の平均値から＋５g/m²〜−５g/m²の範囲内とするのが
好ましい。平均値からのバラツキが５g/m²を超えると、
表面のコントラストに不均一が生じ、外観性状が不良と
なる。本発明に好適な鋼の組成を説明する。Ｃは、冷延
鋼板の加工性付与に有害であり、極力低下させた方がよ
く、0.004wt ％以下が好ましい。

【００１８】Siは、脱酸剤として作用するほかに、固溶
体強化により鋼を強化するが、過剰に含有すると加工性
を阻害する。また、Si酸化物は、容易に還元されないた
め、存在すると亜鉛めっき時にめっき密着不良を生じ
る。そのため、本発明では0.1wt ％以下が好ましい。Mn
は、脱酸剤として作用するほかに、固溶体強化により鋼
を強化するが、過剰に含有すると加工性を阻害する。こ
のため、Mnは0.5wt ％以下とすることが好ましい。

【００１９】Ｐは、固溶体強化元素であり、高強度化に
有効であるが、多すぎると、加工性を劣化し、さらにめ
っき後の合金化処理性を劣化させる。このため、本発明
では極力低下させ、上限は0.025wt ％とするのが好まし
い。Ｓは、不純物で介在物を形成し、鋼の加工性を低下
させるため、極力低下させる。このため0.025wt ％以下
とするのが望ましい。

【００２０】Alは、脱酸に使用するが、侵入型元素であ
るＮと親和力が強く、Ｎ固定用にも用いられる。しか
し、多すぎると鋼の加工性を低下させるため、Alは0.00
5 〜0.100wt ％が好適である。Tiは、Ｃ、Ｓ、Ｎ固定の
ために添加する。しかし、多すぎると加工性を劣化す
る。このため、Tiは0.01〜0.04wt％とするのが好まし
い。

【００２１】Nbは、析出炭化物を得るために添加する。
過剰に添加すると、加工性が劣化する。このため、Nbは
0.001 〜0.010 wt％の範囲とするのが好ましい。めっき
前の母板、すなわち、冷延、焼鈍ずみ母板は、母板表面
の集合組織がＸ線逆極点図法による測定で、｛200 ｝
面、｛222 ｝面からの回折Ｘ線強度の比、Ｉ（200 ）／
Ｉ（222 ）を0.17未満とする。この回折Ｘ線強度比が0.
17以上では、母板表面の集合組織に（100 ）、（110 ）
面の割合が増加し、溶融亜鉛めっき後の加熱合金化処理
において、めっき層への母板のFeの拡散が不均一となり
やすく、めっき付着量に差が生じ、したがって、表面コ
ントラストが不均一となって外観性状を劣化させる。0.
17未満であれば、Feの表面コントラストの不均一は発生
しない。

【００２２】以上、鋼板として説明したが、もちろん鋼
帯でも何ら変わりない。

【００２３】

【実施例】表１に示す化学組成の鋼を、転炉で溶製し、
連続鋳造してスラブとした。そのスラブを表１の条件で
加熱、熱延して板厚４mmの熱延鋼帯とした。ついでこれ
らの熱延鋼帯を５wt％塩酸水溶液中で酸洗した後、冷延
して板厚0.8mm にした。その後連続溶融亜鉛めっき設備
において、均熱温度850 ℃、均熱時間60秒で焼鈍し、冷
却速度20℃/sで 460℃まで冷却し、続けて 460℃のZn-
0.14 ％Alの溶融亜鉛めっき浴により浸漬めっきを行っ
た。めっき後ワイピングにより付着量を40g/m²に調整
し、直ちに 480℃で加熱合金化処理し空冷した。

【００２４】製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板を目
視で観察し、３段階で評価した。また、さらに合金化め
っき層の付着量のバラツキを板幅方向、圧延方向で測定
した。○は筋模様なし、△は面積率で１〜10％の筋模様
が、×は面積率で10％超の筋模様が観察された場合であ
る。その結果を併せて表１に示す。表１から、本発明の
範囲である回折Ｘ線強度比が0.17未満の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板（本発明例）では、筋模様が発生していな
い。また、仕上圧延温度が、圧延方向および板幅方向で
ともにＡ_r3＋30℃以上の場合の本発明例では、めっき付
着量のバラツキが±５g/m²以下となり、筋模様の発生は
みられなかった。シートバー接合、エッジバーナを用い
ることにより、仕上圧延温度の偏差を容易に少なくする
ことができた。

【００２５】しかし、No.1〜No.5、No.10 、No.13 〜N
o.14 のように、シートバー接合あるいはエッジヒータ
を利用していても仕上圧延温度がＡ_r3＋30℃未満ではめ
っき付着量のバラツキが±５g/m²を超えて大きくなり、
筋模様が発生している。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、筋模様欠陥の発生がみ
られない、外観性状に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
を容易に製造できる。また、熱延における仕上圧延温度
を低く設定でき、しかも、特性を劣化させることなく、
加熱温度の低下が可能となり製造コストの大きな削減と
いう顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】筋模様発生に及ぼす回折Ｘ線強度の比、Ｉ（20
0 ）／Ｉ（222 ）、熱延における仕上圧延温度の影響を
示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月一雄千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者内田康信千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者瀬戸一洋千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷延鋼板表面に合金化溶融亜鉛めっきを
施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記冷延鋼
板が、重量％で、Ｃ：0.004 ％以下、Si：0.1 ％以下、
Mn：0.5 ％以下、Ｐ：0.025 ％以下、Ｓ：0.025 ％以
下、Al：0.005〜0.100 ％あるいはさらに、Ti：0.01〜
0.04％およびNb：0.001 〜0.010 ％から選ばれた１種以
上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、か
つ、Ｘ線回折による鋼板表面の｛200 ｝面と｛222 ｝面
からの回折Ｘ線強度の比、Ｉ（200 ）／Ｉ（222 ）が0.
17未満であることを特徴とする外観性状の優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】低炭素鋼スラブに熱間圧延を施し、熱延
板としたのち、冷間圧延、焼鈍を施し、さらに、溶融亜
鉛めっきおよび加熱合金化処理を施して合金化溶融亜鉛
めっき鋼板とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
において、前記熱間圧延の仕上圧延温度を、鋼板の板幅方向および
圧延方向の表面温度でＡ_r3変態点＋30℃以上とすること
を特徴とする外観性状の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法。
【請求項３】前記熱間圧延の仕上圧延温度を、鋼板表
面の圧延方向および板幅方向の表面温度で、その偏差が
30℃以内とすることを特徴とする請求項２記載の外観性
状の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】前記熱間圧延の仕上圧延において、エッ
ジバーナで板幅端部を加熱することを特徴とする請求項
２または３記載の外観性状の優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法。
【請求項５】前記熱間圧延の仕上圧延前に、先行する
シートバー後端部と後行するシートバー先端部とを接合
して、仕上圧延を連続して施すことを特徴とする請求項
２、３または４記載の外観性状の優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造方法。