JPH10317121A - 塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH10317121A
JPH10317121A JP12882197A JP12882197A JPH10317121A JP H10317121 A JPH10317121 A JP H10317121A JP 12882197 A JP12882197 A JP 12882197A JP 12882197 A JP12882197 A JP 12882197A JP H10317121 A JPH10317121 A JP H10317121A
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hot
heat treatment
temper rolling
dip galvanized
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Junichi Ozaki
純一 小崎
Junichi Inagaki
淳一 稲垣
Masaru Sagiyama
勝 鷺山
Takashi Yamashita
敬士 山下
Soichi Shimada
聰一 島田
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板全体にわたって、確実にかつ能率的に、
塗膜ふくれの発生を防止できる溶融亜鉛めっき鋼板を製
造する。 【解決手段】 熱間圧延した鋼板を、酸洗後、連続溶融
亜鉛めっきラインで、焼鈍し、その後めっきを行う塗装
下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、めっき
後に伸長率0.1 %以上の調質圧延を施した後、200 ℃以
上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行う。伸長率
0.1 %以上の調質圧延を施すことにより、亜鉛めっき皮
膜に微細なクラックを導入される。調質圧延後に200 ℃
以上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行うことに
より、連続溶融亜鉛めっきラインの還元・焼鈍工程で、
鋼板中に吸蔵された水素が、鋼板の外に放出されるの
で、塗装工程における塗膜ふくれが発生しなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗装下地用溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法、特に塗装時の塗膜ふくれを防
止できる塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、土木、建築分野においては、
塗装下地用鋼板として、板厚1.5mm 以上の溶融亜鉛めっ
き鋼板が多く使用されている。これらの溶融亜鉛めっき
鋼板の多くは、熱延、酸洗後、冷間圧延工程を経ること
なく、熱延鋼板のまま連続溶融亜鉛めっきラインでめっ
きして製造されている。
【0003】しかし、このようにして製造される溶融亜
鉛めっき鋼板は、焼き付け塗装を施す際に「塗膜ふく
れ」または「塗膜ブリスター」と呼ばれる気泡状の欠陥
が発生する場合がある。この原因は以下のように考えら
れている。
【0004】溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、めっ
き前の還元・焼鈍工程で、雰囲気ガス中の水素が鋼板中
に侵入する。亜鉛めっき皮膜は鋼板に比べて水素の拡散
係数が低いため、めっき後、水素は鋼板中に閉じこめら
れる。このような溶融亜鉛めっき鋼板に焼き付け塗装を
施すと、塗装焼き付け時に、鋼板中の水素が亜鉛めっき
皮膜を破って鋼板の外部に放出される。この水素が半溶
融状態の塗膜を通過する際に、塗膜に気泡状の欠陥(塗
膜ふくれ)を形成する。
【0005】この問題を解決するために、特開平4-1872
65号公報には、めっき鋼板を成形、化成処理後、塗装前
に120 ℃以上に加熱する方法が開示されている(以下、
先行技術1)。
【0006】また、めっきふくれの発生を防止する方法
が知られている。塗膜ふくれと同様に、めっきふくれ
も、鋼板中から放出される水素に起因しているので、め
っきふくれの発生を防止する方法は、塗膜ふくれの発生
を防止する手段としても有効である。めっきふくれの発
生を防止する以下の方法が開示されている。
【0007】特開昭52-95543号公報には、熱延鋼板を酸
洗清浄、加熱清浄後、還元・焼鈍工程における焼鈍温度
を600 〜720 ℃に限定し、焼鈍・還元工程での鋼板中へ
の水素の侵入を抑える方法が開示されている(以下、先
行技術2)。
【0008】また、特開昭56-163250 号公報には、鋼中
にB 、N 等の成分を添加することにより、鋼の水素吸蔵
能を高めて、めっきふくれを防止する方法が開示されて
いる(以下、先行技術3)。
【0009】さらに、特開昭54-130443 号公報には、熱
延鋼板を、酸洗清浄、加熱清浄、還元処理後、弱還元性
混合ガス中で450 〜550 ℃に保持して脱水素処理を行
い、鋼板中の水素を放出させ、その後めっきを行うこと
により、めっき後に鋼板から放出される水素量を減少さ
せる方法が開示されている(以下、先行技術4)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
技術には、以下の問題点がある。
【0011】従来技術1では、鋼板を特定の形状に成形
した後に加熱するため、成形後の形状・大きさに合わせ
た特別な設備が必要であり、鋼板全体を同時に能率よく
処理することができず、また、加工部近傍の塗膜ふくれ
しか防止できないという問題点がある。
【0012】従来技術2では、鋼板の種類によっては、
焼鈍温度の低下によって、材質や形状およびめっき性の
制御に制限が加わるので、製品や操業の自由度が低下す
るという問題点がある。
【0013】従来技術3では、 B 、N 等の成分の添加
により、製造コストの上昇を招くだけでなく、鋼成分が
限定されているので、製品の自由度が損なわれるという
問題点がある。
【0014】従来技術4では、焼鈍・還元工程とめっき
工程の間に脱水素工程を挟まなくてはならず、設備上の
制約が大きく、また焼鈍条件が制限されるので、製品や
操業の自由度が損なわれるという問題点がある。
【0015】すなわち、従来の塗装下地用溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法においては、製品や操業の自由度を損
なうことなく、鋼板全体にわたって、確実にかつ能率的
に、塗膜ふくれの発生を防止できる方法は存在していな
い。
【0016】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、製品や操業の自由度を損なうことなく、鋼板全体
にわたって、確実にかつ能率的に、塗膜ふくれの発生を
防止できる塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を
提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は、熱間圧延した鋼板を、酸洗後、連続
溶融亜鉛めっきラインで、焼鈍し、その後めっきを行う
塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、め
っき後に伸長率0.1 %以上の調質圧延を施した後、200
℃以上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行うこと
を特徴とする塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。
【0018】本発明の基本的な技術思想は以下のとおり
である。すなわち、還元・焼鈍工程で溶融亜鉛めっき鋼
板中に吸蔵され、塗装時の焼き付けにより放出される水
素を、適当な処理を施すことにより、予め鋼板の外部に
放出させて、塗膜ふくれを防止する。
【0019】この処理を、めっき終了後に行うことによ
り、連続溶融亜鉛めっきラインにおける製造工程に制限
を加えることがない。また、成形前に熱処理を施すた
め、能率的に行うことができる。さらに、鋼板成分に制
限を加えることもない。
【0020】以下に、本発明について詳細に述べる。本
発明では、熱間圧延した鋼板を、酸洗後、連続溶融亜鉛
めっきラインで、焼鈍し、その後めっきを行う塗装下地
用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、めっき後に
伸長率0.1 %以上の調質圧延を施すことを規定してい
る。調質圧延を行うことにより、亜鉛めっき皮膜に微細
なクラックを導入することができる。
【0021】亜鉛めっき皮膜は、めっきしたままでは、
ほとんど水素を通さないが、調質圧延を行うことによ
り、僅かながら水素を通すようになる。また、調質圧延
によって鋼板中の転位の一部を動かすことにより、これ
らの転位にトラップされた水素を開放することもでき
る。しかし、調質圧延だけでは、塗装焼き付け時の塗膜
ふくれを防止する効果は不十分である。
【0022】そこで本発明では、調質圧延後に200 ℃以
上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行うことを規
定した。この熱処理により、鋼板中の水素を鋼板の外に
十分に放出し、その後の塗装工程における塗膜ふくれの
発生を防止することができる。
【0023】この理由は以下のとおりである。鋼板中に
吸蔵された水素は、調質圧延後、経時的に拡散して鋼板
の外部に放出される。この放出量は温度に依存し、温度
が上昇するほど放出水素量が増加する。塗装の焼き付け
は通常100 〜200 ℃の温度で行うため、調質圧延後の溶
融亜鉛めっき鋼板を室温で長時間放置しても、焼き付け
時に放出される水素を、予め鋼板の外部に十分に放出さ
せることができず、したがって、塗膜ふくれの発生を防
止することができない。
【0024】また、めっき後に調質圧延を行わず、熱処
理のみを行った場合も、塗膜ふくれを防止する効果が不
十分になる。これは、亜鉛めっき皮膜にクラックが導入
されていないため、水素が鋼板の外部に十分に放出され
ないためと考えられる。したがって、調質圧延と熱処理
を併せて行う必要がある。
【0025】調質圧延の伸長率は、0.1 %以上に限定し
た。この理由は、0.1 %未満では前記効果が十分に認め
られないためである。
【0026】熱処理の温度は、200 ℃以上400 ℃以下に
限定した。この理由は、熱処理温度が200 ℃未満では塗
膜ふくれの発生を十分に防止できないためである。ま
た、400 ℃を超える場合は、亜鉛めっき皮膜と下地鋼板
との合金化が進行し、亜鉛めっき皮膜の性質が変化する
ためである。
【0027】熱処理時間は3 秒以上に限定した。熱処理
時間が3 秒未満では、十分な熱処理効果を発揮できない
ためである。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に述べる。
【0029】本発明は、熱延鋼板を下地とした溶融亜鉛
めっき鋼板を対象としている。下地鋼板の成分について
は特に限定されない。熱延条件についても特に限定され
ない。熱延後の鋼板を酸洗する酸洗方法も、特に限定さ
れず、専用の酸洗設備を用いてもよく、連続溶融亜鉛め
っきラインにおいて、インラインで酸洗してもよい。
【0030】酸洗後の鋼板を、冷間圧延を施すことな
く、連続式溶融めっきラインにおいて焼鈍後、亜鉛めっ
きを施す。これらの工程の製造条件も特に限定されず、
連続式溶融めっきラインにおいて同等材を通板するとき
の標準的な条件でよい。
【0031】その後、亜鉛めっきを行った鋼板に、伸長
率0.1 %以上の調質圧延を施し、調質圧延後、200 ℃以
上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行う。熱処理
の温度は、塗装の焼き付け温度以上で行うのが好ましい
が、事前に焼き付け温度が明らかになっていない場合に
は、400 ℃を超えない範囲でなるべく高い温度で行う方
がよい。熱処理はインラインで連続的に行ってもよい
が、巻き取り後、コイル毎にバッチ式処理を行ってもよ
い。
【0032】また、必要があれば、熱処理後に再度調質
圧延を行ってもよく、これによって亜鉛めっき皮膜の表
面を平滑かつ美麗に仕上げることができる。
【0033】
【実施例】本実施例で、めっき母材として使用した鋼板
の成分組成を表1に示す。
【0034】表1に記載した成分組成の鋼を、仕上げ温
度780 ℃で厚さ2.0mm に熱間圧延し、巻取温度650 ℃で
巻き取った。その後酸洗し、冷間圧延を施すことなく、
連続式溶融めっきラインにおいて、焼鈍し、亜鉛めっき
を行い、伸長率0.15% 〜0.25% の調質圧延を施し、コイ
ルに巻き取った。
【0035】焼鈍の条件は、焼鈍温度830 ℃、焼鈍時間
60秒、雰囲気ガスは20%H2-80%N2 とした。めっき浴の組
成はAl濃度を0.14%、残部Znとした。また、めっき浴温
465℃、侵入板温475 ℃、めっき付着量は両面で270g/m
2 以上とした。その他の製造条件は、連続式溶融めっき
ラインにて同等材を通板するときの標準的な条件とし
た。
【0036】
【表1】
【0037】巻き取ったコイルから、300mm ×300mm の
サンプルを切り出し、切り出したサンプルについて、赤
外線加熱炉を用いて、窒素雰囲気中で熱処理を施した。
熱処理温度は220 ℃および350 ℃とし、それぞれについ
て、異なる熱処理時間で熱処理した供試材を作製した(N
o.3 〜12) 。なお、前記の所定の温度での均熱時間を熱
処理時間とし、熱処理後の冷却方法は空冷とした。
【0038】また、比較のために、亜鉛めっきまでは、
前記と同様の条件で製造した鋼板について、伸長率0.15
% 〜0.25% の調質圧延のみを施し、熱処理を施さない供
試材(No.2)、調質圧延を施さず、熱処理のみ施した供試
材(No.13) 、調質圧延、熱処理をともに施さない供試材
(No.1)を、上記と同様にして作製した。
【0039】また、実際の製造ラインにおいて、本発明
に規定する条件で、調質圧延、熱処理を施した溶融亜鉛
めっき鋼板を製造した。
【0040】まず、コイルのままで熱処理した一例を示
す。亜鉛めっきまでは、前記と同様の条件で製造した鋼
板を、伸長率0.15% 〜0.25% の調質圧延を施して巻き取
り、巻き取ったコイルを、バッチ式の炉に入れ、220 ℃
に加熱し30分保持した。次いで室温まで冷却後、コイル
の中央部から塗装試験用の供試材を切り出した(No.14)
【0041】また、インライン熱処理の一例を示す。調
質圧延までは、前記バッチ式の熱処理の場合と同様の条
件で製造し、引続き220 ℃で4秒の熱処理を連続的に施
した。その後室温まで冷却し、コイルの中央部から塗装
試験用の供試材を切り出した(No.15) 。
【0042】これらの供試材の塗膜ふくれの評価を以下
のように行った。供試材の中央部から100mm ×100mm の
塗装用試験片を切り出し、これに粉体塗装を施した。塗
装条件は以下のとおりである。まず、試験片を水洗後ア
ルカリ脱脂を行い、リン酸塩処理を施した。その後、粉
体塗装を施し、焼き付けを行った。粉体はアクリル樹脂
を含有したポリエステル系のものに硬化剤を混合して使
用した。焼き付け温度は190 ℃とし、焼き付け時間は30
分とした。塗装の厚さは、焼き付け後に100 μm 以上15
0 μm 以下になるように調整した。
【0043】このような試験片を、1 条件につき10枚作
製し、試験片両面を目視観察し、塗膜ふくれの個数で評
価した。
【0044】熱処理条件および調査結果を表2および図
1に示す。
【0045】
【表2】
【0046】本発明に規定する調質圧延または熱処理の
条件を満足しない比較例では、塗膜ふくれが発生してい
る。一方、本発明に規定する調質圧延と熱処理の両方の
条件を満足する発明例では、塗膜ふくれの発生が認めら
れず、塗膜ふくれの発生を防止する効果が大きい。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、鋼板中に吸蔵された水
素を、めっき終了後、鋼板の外部に放出するので、鋼板
全体にわたって、確実にかつ能率的に、水素の放出を行
うことができる。また、鋼板成分や焼鈍条件に制限を加
えることがないので、製品や操業の自由度を損なうこと
もない。
【0048】本発明により製造された溶融亜鉛めっき鋼
板は、塗膜ふくれの発生を防止できるので、塗装下地用
途に適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱処理条件と塗膜ふくれの発生状況の関係を示
す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 敬士 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 島田 聰一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延した鋼板を、酸洗後、連続溶融
    亜鉛めっきラインで、焼鈍し、その後めっきを行う塗装
    下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、めっき
    後に伸長率0.1 %以上の調質圧延を施した後、200 ℃以
    上400 ℃以下の温度で3 秒以上の熱処理を行うことを特
    徴とする塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
JP12882197A 1997-05-19 1997-05-19 塗装下地用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Pending JPH10317121A (ja)

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