JPH1192904A - 高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH1192904A
JPH1192904A JP25357897A JP25357897A JPH1192904A JP H1192904 A JPH1192904 A JP H1192904A JP 25357897 A JP25357897 A JP 25357897A JP 25357897 A JP25357897 A JP 25357897A JP H1192904 A JPH1192904 A JP H1192904A
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steel sheet
hot
fluorine compound
high tension
plating
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JP25357897A
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Kenichiro Matsumura
賢一郎 松村
Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
Shinichi Suzuki
眞一 鈴木
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Si系の高張力鋼板へ溶融亜鉛めっきおよび
合金化溶融亜鉛めっきを施す際に発生する不めっきを、
設備制約を受けることなく抑制せしめる方法を提供す
る。 【解決手段】 鋼中にSi0.2mass%以上、2m
ass%以下を含有させた高張力鋼板の表面に、フッ素
化合物を鋼板表面に付着せしめ、連続溶融亜鉛めっき設
備の前処理炉で熱処理した後、溶融亜鉛めっきを施す高
張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、および前記方法に
加熱合金化処理を付加する高張力合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明方法は、高張力溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板は、耐食性、塗装密
着性等に優れ、自動車、家電、建材等広く利用されてい
る。 最近では、自動車用鋼板を中心に、安全性、耐久
性、軽量化への要求が高まり、高張力鋼板への期待が大
きい。これらの要求を満たす材料として、Siを添加し
て鋼板を高張力化することで安全性や耐久性を向上さ
せ、また、高張力ゆえ、鋼板の薄手化が可能となり軽量
化を実現できる高張力鋼板を用いた溶融亜鉛めっき鋼板
および合金化溶融亜鉛めっき鋼板への期待が大きい。
【0003】このような高張力鋼板においては、鋼板の
加熱前処理(焼鈍)時にSiを主体とする難還元性酸化
物が鋼板表面に生成する。これらの酸化物は、亜鉛との
濡れ性に劣り、著しい不めっきを引き起こす。
【0004】上記の問題に対し、前処理で不めっきを抑
制する手法としては、例えば特開昭57−70268号
公報、特開平4−333552号公報、特開平8−17
0160号公報などが公知である。 特開昭57−702
68号公報では、溶融めっきに先立って鋼板の表面にF
eめっきをすることで不めっきを抑制する手法を提案し
ている。しかし、必要なFeめっき量が5g/m2 以上
であり、コストの増大を招く。また、特開平4−333
552号公報では、溶融めっきに先立って鋼板の表面に
Niめっきをすることで不めっきを抑制する手法を提案
している。ただし、加熱前処理時の板温を430℃〜5
00℃とするなど、製造条件が限定されてしまう課題が
残っている。また、特開平8−170160号公報では
CaやMgの化合物を付与することで不めっきを抑制す
る方法を提案しているが、非酸化性雰囲気が必要など、
溶融めっきラインの設備制約を受けてしまう課題が残っ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑み、Si添加系の高張力溶融めっき鋼板または高張
力合金化溶融めっき鋼板を、操業法や操業の管理法を複
雑にすることなく、また設備制約を受けることなく、低
コストで安定製造するための製造方法を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Si添加
系高張力鋼板の加熱前処理(焼鈍)後の表面状態につい
て種々の検討を重ねた結果、焼鈍後に生成する難還元性
物質がSiO2 を主体とする酸化物皮膜であることを確
認した。 SiO2 は非常に安定な化合物であり、通常の
還元雰囲気(数%H2 〜十数%H2 )では、SiO2
還元することは困難である。そこで、SiO2 を除去す
る方法として、SiO2 よりさらに安定なSi化合物
を形成するような物質(X)を付与し、SiX皮膜を形
成させる、生成した皮膜種(SiX)を、溶融亜鉛浴
に鋼板が進入する直前までに消失させる、ことを両立さ
せる方法を種々検討した結果、フッ素化合物を鋼板表面
に存在させることにより、不めっきが抑制されることを
見出した。
【0007】本発明は、これらの知見に基づいてなされ
たもので、本発明の要旨とすることは、(1)鋼中にS
i0.2mass%以上、2mass%以下を含有させ
た高張力鋼板の表面に、フッ素化合物を付着せしめ、連
続溶融亜鉛めっき設備の前処理炉で熱処理した後、溶融
亜鉛めっきを施すことを特徴とする高張力溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法、(2)鋼中にSi0.2mass%
以上、2mass%以下を含有させた高張力鋼板の表面
に、フッ素化合物を付着せしめ、連続溶融亜鉛めっき設
備の前処理炉で熱処理した後、溶融亜鉛めっきを施し、
次いで加熱合金化処理することを特徴とする高張力合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、(3)フッ素化合物
をフッ素量として5〜100mg/m2 付着せしめたこ
とを特徴とする前記(1)または前記(2)に記載の高
張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のフッ素化合物の作用であるが、フッ素
は、SiO2 と反応する元素であり、SiF4 を生成す
る。 この理由は、SiF4 のGibbs エネルギーがSiO
2 に比べはるかに小さく、熱力学的に安定であること、
また、数百度といった加熱前処理(焼鈍)下において
は、SiO2 のSiF4 への反応が速度論的に急激に進
行することによる。SiF4 は常温で気体の物質であ
り、焼鈍によって生成したSiF4 は鋼板表面から系外
へと揮散する。このため、表面濃化したSiO 2 はSI
もろとも鋼板表面から消失し、不めっきの発生を抑制す
ることができる。したがってフッ素化合物によって、S
iO2 のSiXへの変換と、SiXの消失の両立が可能
になったものと推察される。
【0009】鋼板に付与されるフッ素化合物はフッ素が
わずかに存在するだけで不めっき防止の効果が現れる
が、不めっき防止の安定性を考慮すると5mg/m2
上がさらに好ましい。また100mg/m2 を超えると
効果が飽和するため、100mg/m2 を超える付与は
コスト的に得策ではない。
【0010】鋼板中のSi含有濃度は0.2%未満で
は、そもそも不めっきが生じにくいため、Si0.2%
未満では、不めっき抑制に対する本発明の効果が顕著で
はない。ただし、Si含有濃度0.2%未満の鋼板に本
発明の処理を施しても何ら問題はない。鋼板中のSi含
有濃度が2%を超える鋼板では、表面濃化するSiO2
量が著しく、本発明の処理法では不めっきの抑制効果が
不安定となるため、鋼中のSi含有濃度は2%以下のも
のとする。
【0011】フッ素化合物の鋼板表面への付着方法とし
ては、塗布、浸漬、スプレー等、製造ラインの設備に応
じた方法を使用することができる。フッ素化合物の種類
としては、KF、NaF、NH4 F、HFなど、無機化
合物であればいずれでもよく、2種以上のフッ素化合物
を付与してもかまわない。有機化合物については、焼鈍
中に燃焼することで炭化に起因する表面汚れ等が懸念さ
れ好ましくない。
【0012】連続溶融亜鉛めっき設備の前処理炉で、焼
鈍とともに表面濃化するSiO2 をフッ素化してSiO
2 を消失させるための熱処理温度としては600℃〜9
00℃が好ましい。また、雰囲気は特に限定されるもの
ではなく、従来からの無酸化雰囲気(N2 ガス下)、還
元雰囲気(例えば5%〜10%H2 ガス、残りN2
ス)を組みあわせたNOF−RF型や、還元雰囲気だけ
のオール還元炉型のいずれを用いても本発明の効果発現
には影響がない。
【0013】溶融亜鉛めっき浴の温度は従来から適用さ
れている条件で良く、例えば、440℃〜480℃とい
った条件が適用できる。また、溶融金属としては、亜鉛
主体であれば不可避的にPb、Cd、Ni、Fe、A
l、Ti、Nb、Mg、Mn、等を含んでも良く、さら
に、めっき層の品質等を向上するために、Mg、Ti、
Mn、Fe、Ni、Co、Alを所定量添加してもよ
い。このようにして溶融亜鉛めっきを30〜200g/
2 施すことにより、種々の用途に適用することができ
る。
【0014】また、溶融亜鉛めっきを施した後、加熱合
金化処理し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を作製する場合
の合金化の加熱温度としては従来から適用されている条
件で良く、例えば、460℃〜550℃といった条件が
適用できる。合金化時間の短縮を考慮すれば480℃以
上がさらに好ましい。合金化の加熱方式は特に限定され
るものではなく、燃焼ガスによる直接加熱や、誘導加
熱、直接通電加熱等、従来からの溶融めっき設備に応じ
た加熱方式を用いることができる。
【0015】このようにして得られた溶融亜鉛めっき鋼
板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面に塗装性や溶接
性、潤滑性、耐食性等を改善する目的で、必要に応じて
各種の電気めっきやクロメート処理、潤滑性向上処理、
りん酸塩処理、樹脂塗布処理、溶接性向上処理等を施す
ことができる。
【0016】次に、本発明の実施例を比較例とともにあ
げる。供試材は表1に成分を示す鋼板とし、板厚は冷延
鋼板では0.8mm、熱延鋼板では4.0mmとした。
さらに表2に示すフッ素化合物の種類および処理法にて
フッ素化合物を処理した後、連続溶融亜鉛めっき設備の
前処理炉(雰囲気H2ガス8%、N2 ガス残りからな
り、予熱炉、加熱炉、均熱炉、冷却炉から構成した前処
理炉)で鋼板の熱処理とともに、フッ素化合物を反応さ
せた。
【0017】溶融亜鉛めっき浴の組成は、0.25%A
l、0.03%Fe残り亜鉛とし、合金化溶融亜鉛めっ
き浴の組成は0.15%Al、0.03%Fe残り亜鉛
とした。浴温度は460℃とした。
【0018】溶融めっきは、実施例、比較例ともに浴中
の通板時間を3秒とし、N2 ガスワイパーにて亜鉛の付
着量を60g/m2 に調整した。合金化は誘導加熱方式
の加熱設備を用い、500℃にて行った。
【0019】評価は、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板ともに、外観、密着性について調べた。
評価の外観は、目視にて外観に不めっきやむら等がなく
均一外観であるものを◎、実用上差し支えない程度の外
観むらを○、外観にむらや不めっきが生じ実用不可のも
のを×で評価した。
【0020】評価の密着性は、溶融亜鉛めっき鋼板につ
いては、2Tボールインパクト後、衝撃部のめっき剥離
状況から評価し、めっき剥離なしを◎、実用上差し支え
ない程度のわずかな剥離を○、剥離が大きくまたは実用
上使用できない程度の剥離を×で評価した。 合金化溶融
めっき鋼板については、10mass%Fe濃度の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を60°V曲げ後の曲げ部分のめ
っき剥離状況から評価し、めっき剥離なしを◎、実用上
差し支えない程度のわずかな剥離を○、剥離が大きくま
たは実用上使用できない程度の剥離を×で評価した。 以
上について、溶融亜鉛めっき鋼板の評価結果を表2に、
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の評価結果を表3に示した。
なお、表2で示したように、比較例ではいずれも不めっ
きが発生したため、加熱合金化処理をした、合金化溶融
めっき鋼板の評価は行わなかった。
【0021】表2の実施例1〜23は、溶融亜鉛めっき
に対する本発明であるが、フッ素化合物の付与によって
いずれも不めっきは改善されており、とりわけフッ素量
が5mg/m2 以上付与したものについては、不めっき
が抑制され外観、密着性ともに良好であった。一方、フ
ッ素化合物を付与しない無処理の材料においては、比較
例で明らかなように、不めっきが著しく、実用に耐えら
れないものとなった。表3の実施例24〜45は、合金
化溶融亜鉛めっきに対する本発明であるが、いずれも不
めっきが抑制され外観、密着性ともに良好であった。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明方法は、Si
系の高張力鋼板への溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜
鉛めっきの不めっきを、設備制約を受けることなく抑制
することができる。 さらに、操業法や操業の管理法につ
いても従来通りの条件が使用できるので、操業が安定し
て品質を向上するとともに、歩留まりを高めることがで
きる等の優れた効果が得られる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼中にSi0.2mass%以上、2m
    ass%以下を含有させた高張力鋼板の表面に、フッ素
    化合物を付着せしめ、連続溶融亜鉛めっき設備の前処理
    炉で熱処理した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴と
    する高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 鋼中にSi0.2mass%以上、2m
    ass%以下を含有させた高張力鋼板の表面に、フッ素
    化合物を付着せしめ、連続溶融亜鉛めっき設備の前処理
    炉で熱処理した後、溶融亜鉛めっきを施し、次いで加熱
    合金化処理することを特徴とする高張力合金化溶融亜鉛
    めっき鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 フッ素化合物をフッ素量として5〜10
    0mg/m2 付着せしめたことを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2に記載の高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造
    方法。
JP25357897A 1997-09-18 1997-09-18 高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH1192904A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007238997A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造装置、ならびに表面処理制御方法、表面処理制御装置
JP2007332415A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2019031721A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 Jfeスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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Effective date: 20041207