JPS5896821A - 歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法 - Google Patents

歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法

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JPS5896821A
JPS5896821A JP19279881A JP19279881A JPS5896821A JP S5896821 A JPS5896821 A JP S5896821A JP 19279881 A JP19279881 A JP 19279881A JP 19279881 A JP19279881 A JP 19279881A JP S5896821 A JPS5896821 A JP S5896821A
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弘 加藤
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一夫 小山
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幸雄 黒田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐食性構造物に用いられる歪時効硬化性と高耐
食性とを兼ね備えた表面処理鋼板の製造方法を提供せん
とするものである6、 近年、自動車業界は燃費向上対策の面からは車体の軽量
化を目的とした高強度冷延鋼板の使用、ま九車体防錆対
策の面からは表面処理鋼板の使用を強力に推進しており
、さらにそれらの両者の性能を兼ね備えた高強度表面処
理鋼板への要求も高まってきている。
現在、高強度冷延鋼板において特に注目されているのが
成形前は軟質でプレス等の加工が容易であると同時に、
加工後の塗装焼付によって強度が著しく上昇するという
歪時効硬化性を有する鋼板であり、この歪時効硬化性は
鋼板中に強制固溶されたCによる歪時効に依るものであ
る。
一方、高耐食性表面処理鋼板としては、溶融亜鉛メッキ
鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、合金化処理溶融亜鉛メッキ
鋼板、Zn−N1等の合金電気亜鉛メ、キ鋼板等種々の
鋼板があるが、現在非常に耐食性の優れ念鋼板として注
目を浴びているのが、主として金属亜鉛粉末を含む有機
系被膜を塗装焼付した鋼板である。特に塗装の下地とし
て、Zn−N1やZn−N1−CrもしくはZn−N1
−Cr−F*等の合金電気亜鉛メッキ鋼板を用いると耐
食性に加え耐ハクリ性等のプレス成形性にも優れ念もの
となる。
しかし、このように鋼板製造時に焼付けという熱処理を
施すことは、歪時効硬化性を有する鋼板にとっては需要
家にわたる以前に鋼板を硬化させてしまうことになり、
需要家での成形時に成形不良が発生し、加工用素材とし
ての価値を失なわせることになる。
本出願人は先に焼付処理後に調質圧延を施すことにより
、鋼板の材質を被膜焼付萌の材質に近いものに回復させ
る発明を特許出願(特願昭56−144987号)して
いるが、この先願発明は被膜焼付設備と同一ライン上に
調質圧延機を有する場合は非常に有効であるが、同一ラ
イン上に調質圧延機がない場合、かかる処理を施すこと
は、生産性の低下、コストの上昇を招くことになる。
そこで本発明者らは有機系被膜の焼付処理に特別な考慮
を払い、上記のよりな調質圧延を施さずに材質の劣化を
最小限に抑える方法を発明した。
本発明は、出発鋼材の成分および工程を14整して歪時
効硬化性を付与するに十分なCを固溶体として残存せし
めた鋼板に表面処理を施すにあたり、有機系被膜の焼付
処理に特別の考慮を払い、歪時効硬化性をそこなうこと
なく高耐食性を有する表面処理鋼板を提供することを目
的とするものであるO 本発明の要旨とするところは、C:0.201以下、M
u : 2− Ofk以下、sol、Aj : 0.1
0 %以下に加え、必要に応じてP:0.150チ以下
、81;0.8優以下、B : 0.0050チ以下の
いずれか1種または2種以上を含み、残部Feおよび不
可避的不純物から成る鋼を出鋼してスラブとし、熱延お
よび冷延により最終所望の板厚の鋼板を製造し、次いで
この鋼板を650〜900℃に加熱し、この温度範囲で
5〜180秒保持した後、1℃/see以上の平均冷却
速度で冷却し、ついで300〜500℃の温度範囲に5
〜600秒保持し、しかる後室温まで冷却し、次いで1
.5 %以下の調質圧延を施し、そのまま、もしくは電
気亜鉛メッキ、もしくは亜鉛を主とする電気複合メッキ
または電気合金メッキを施し念後、主として金属亜鉛粉
末を含む有機系被膜を塗布し、近赤外ラングもしくは赤
外ランプを用いて加熱焼付するKあたり、加熱速度5℃
肩以上、冷却速度30℃/式以上でかつ焼付温度T(℃
)と焼付時間t (see)が 0≦廟t≦−0,03T+6.00     ・・・(
1)なる関係を満足する焼付サイクルで焼付けることを
特徴とする歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法に
ある。
以下、本発明における成分、製造条件の限定理由を詳述
する。
Cは、その含有量がα205gを超えると鋼板を硬化さ
せ、またス/、)溶接性も低下させるため、0.20−
以下とする。さらに鋼板の降伏強度を十分低くシ、ラン
クフォード値を高めて加工性をより一層増すにはCをα
051以下とすることが望ましい、Cの下限値としては
通常α02−程度であるが、特に真空脱ガス処理等によ
りCをαO1囁以下とすることは、さらに加工性を高め
ることになるので、場合に−よって採用することが望ま
しい。
M!1は鋼の強靭化には有効な元素であるが、2〇−を
超えると鋼の冷間加工性を低下させゐため2、OIs以
下とする。なお、フェライト・マルテンサイトニ相組織
鋼を得る場合を除き、Mnは1〇−以下が好ましい。
Ajは脱酸の目的で添加するが、その含有量がsOl、
Ajで0.101を超えるとアルミナクラスターの増加
で表面性状を劣化させるので、sol、Ajで0.10
 %以下とする。
Pは固溶強化元素として非常に有効であるが、その含有
量が0.150チ超では鋼が著しく脆化するため、その
添加量FiO,1501以下が好ましい。一方Pを添加
しない普通鋼ペースの場合、伸びを確保する点から、P
量は0.01%以下が好ましい。
旧の添加により安価に高強度特性が得られるが、含有量
がo、 s o sを超えると溶接性を害するので、添
加する場合はo、 s o s以内の添加が好ましい。
Bは少量の添加でNを固定し、NKよる時効を抑えるの
で0.0050fi以下の添加が好ましい。
次に本発明の処理条件の限定理由について説明する。
連続焼鈍における加熱速度祉生産性を考慮してI C/
 see以上とすることが好ましい。
次いで鋼板を再結晶温度以上に保持するわけであるが、
この保持温度が低すぎると再結晶が起こらなりかあるい
は起りて不十分であり、また高すぎると結晶粒が粗大化
し、プレス成形後の肌荒れの原因となるため、保持温度
の範囲を650〜900℃とする。また保持時間は5秒
未満では再結晶が十分ではなく、180秒を超えると結
晶粒が成長し過ぎて粗大となるため、5〜180秒とす
る0次いでこの鋼板を冷却してCを過飽和に固溶させた
状態で過時効処理を行うが、冷却速度が遅すぎるとCの
過飽和度が小さくなり、過時効中のCの析出が抑えられ
、必要以上に固溶Cが残存するため平均冷却速度を1℃
/see以上とする。なお、冷却速度が速すぎると鋼板
の形状がくずれ・通板上問題となるため、平均冷却速度
は100℃/ssc以下が好ましい。ま危焼鈍温度から
過時効温度までの冷却過程は第1図に示すように焼鈍温
度から過時効温度の高温域まで冷却し、続いて過時効処
理を行なうもの、或いは第2図に示すように焼鈍温度到
達後、いったん、室温まで冷却し、その後過時効温度ま
で再加熱するもののいずれでもよい。
過時効温度まで再加熱するサイクルはエネルギー的に不
利であるので、過時効温度までの冷却の方が好ましい。
また、過時効温度は、300℃未満では炭化物の十分な
析出が起こらず、500℃を超えるとこの温度での平衡
固溶量までは速やかに析出するものの平衡固溶量が多す
ぎ材質を劣化させるので300℃〜500℃の範囲とす
る。また、この温度範囲における保持時間は冷延鋼板と
しての材質確保のために5秒以上600秒以下とする。
しかる後過時効温度から室温まで冷却して、所望の固溶
C量とする。
次いでかかる熱処理を施し念鋼板に調質圧延を施すが、
この調質圧延はブレス加工などの際ストレッチャースト
レインと呼ばれる凹凸が生じ表面の平滑さが損なわれる
ので、これを防止するために必要不可欠である。しかし
この調質圧延率が伸び率で1.5−超であると、この段
階での機械的性質の劣化が著しくなるため、t−s%以
下好ましく鉱α8〜1.2 %とする。
次いでこの鋼板をそのまま、もしくは電気亜鉛メッキ、
もしくは亜鉛を主とする電気複合メッキま九は電気合金
メッキを施して有機系被膜の塗装の九めの下地鋼板とす
るが、耐食性、耐ハクリ性等のプレス性、および溶接性
に優れた塗装鋼板を得るには、耐食性、プレス性に優れ
たZn系の電気合金メッキを施すことが好ましいが、中
でも特に溶接性に優れたZm−NS−Cr−F・系の電
気合金メッキを施して下地鋼板とするととが好ましい。
また有機系被膜としては通常、主として金属亜鉛粉末を
含むシンクリ、チ塗料が用いられるが、#接性の綱点力
・ら金属亜鉛粉末以外に1〜40%のステンレス粉末を
含ませることは特に好ましい。
有機被膜塗布後の加熱・焼付用の熱源としては赤外ラン
グもしくは近赤外27ノを用いることが好ましbが、特
に出力エネルギー密度が極めて高く、通電後定常出力に
達する時間が1秒程度と極めて短い近赤外ラングを用い
ることが好ましい。
加熱速度、冷却速度は焼付ラインの長さを考慮してそれ
ぞれ5℃/me以上、30℃/m以上としたが、加熱冷
却に長時間を要し、鋼板を長時間高温下に曝すことは鋼
板の歪時効を促進することになり、材質の劣化が大きく
なるため、加熱速度は30℃/W以上、冷却速度は50
℃/戴以上が好ましい。
有機系被膜の焼付条件は、下記に述べる理由により、あ
る特定範囲に限定される。焼付温度および焼付時間は、
塗膜の焼付だけのためであれば高温長時間はど好ましい
、しかし歪時効硬化性を有する鋼板を塗膜の下地鋼板と
して用いた場合、高温長時間の加熱は歪時効を着しく促
進する念め、焼付段階で降伏点の上昇、降伏点伸びの出
現という歪時効による劣化が生じ需要家での成形時に成
形不要が発生することになる。この焼付処理後に圧下率
15%以下の調質圧延を施すことによりて固@Cにより
て固着された転位を解放し、さらに新たな転位を導入す
ることにより、鋼板の材質を焼付逃理前に近いものに回
復させることは可能であるが、焼付ライン内にこのため
の調質圧延機がない場合には、かかる調質圧延を施すこ
とは生産性の低下、コストの上昇を招くことになる0本
発明者らは、有機系被膜の焼付温度と焼付時間を変化さ
せて数多くの実験を行い、その結果を解析したところ以
下のことが明らかになった。
すなわち、焼付温度T(C)と焼付時間t (see)
が0≦−t≦−0,03T+6.00    ・・・(
1)なる関係を満足すれば、焼付処理後においても降伏
点は現われず、また降伏点の上昇も1kff/■1程度
に抑えることが出来る。なお、焼付時間を1秒以上とじ
九理由は、1秒未満の焼付では塗膜の焼付が不十分とな
るためである。
以下本発明の効果を実施例により具体的に説明する。
使用した鋼の化学成分を第1表に示す。
本実施例で用いた焼鈍サイクルを第1図および第2図に
示すが、本実施例では1次冷却速度と過時効温度以外は
、焼鈍温度までの加熱速度10籠、再結晶焼鈍780℃
x1分、過時効温度から室温までは空冷した。
第2表に本実施例で用いた1次冷却および過時効の条件
を示す。
傘1.20℃から400℃までの加熱速度はlO℃/鱈
焼鈍後第3表に示す圧下率で調質圧延を施した。
このような鋼板にznt主成分とし、N1を15重量%
、r・を5重量%、Crを3重量−含む合金を2 Ql
l’−ttど電気メッキした後、35重量%のステンレ
ス粉末を含むジンクリ、チ塗料をlθμの厚みで塗装し
焼付は友、焼付の加熱源としては、近赤外ラングを用い
、加熱速度、冷却速度ともに50℃/畠・Cとしたeg
s図に焼付時のサイクルを示したが、焼付温度と焼付時
間は第3表に示す組合せとした。なお第3表には、式(
1)から求めた焼付時間を示した・ このようKして製造した塗装鋼板の耐食性の評価には、
JIB Z2371で規定され九塩水噴霧試験の促進法
と考えられるサイクル腐食試験を用いたが、その条件を
第4表に示す。
また、ス/、)溶接性は連続溶接2000打点以上での
ナゲツト径の変化を評価基準とした。
第31Iに絆価結果を示す。
第3表から本発明材の優位性は明らかである・すなわち
、被膜焼付時間が本発明の条件式(1)で決まる時間よ
り長いもの(42,4,6,9,12゜14.18.2
0)ではいずれも鋼板が歪時効によって硬化するととも
に降伏点伸びが着しく回復しており、被膜焼付前の調圧
率が本発明の範囲より^めKはずれているもの(Al)
では加工硬化により降伏点、伸びが本発明材と比べ著し
く悪くなっている。また、過時効温度が本発明の範囲よ
り嵩めにはずれているもの(Al 6 )および低めに
はずれているもの(Al O)ではいずれも固溶Cの析
出が不十分なため時効による降伏点伸びが発生している
本発明材は機械的性質、耐食性、溶接性ともに優れてお
り、自動単部品のうち、ブレス加工が厳しく、かつ耐食
性も要求される部品に有効に使用される効果があること
Fi明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明実施例の焼鈍サイクルを示
す図、第3図は本発明実施例の有機系被膜の焼付処理サ
イクルを示す図である。第3図中Tは有機系被膜の焼付
温度(’C)、tFi焼付時間(軟)を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0゜20鋒以下、M11=20%以下、sol、A
    A!:0、10 S以下に加、t、必要に応してP :
     0.150%以下、81:0.80’J以下、B: 
    0.0050%以下。 いずれか1種または2種以上を含み、残部F・および不
    可避的不純物から成る鋼を出鋼してスラブとし、熱延お
    よび冷延により最終所望の板厚の鋼板を製造し、次いで
    この鋼板を650〜900℃に加熱し、この温度範囲で
    5〜180秒保持した後、11:/see以上の平均冷
    却速度で冷却し、次いで300〜500℃の温度範囲に
    5〜600秒保持し、しかる後室温まで冷却し、次いで
    1.5チ以下の調質圧延を施し、そのまま、もしくは電
    気亜鉛メッキ、もしくは亜鉛を主とする電気複合メッキ
    または電気合金メッキを施した後、主として金属亜鉛粉
    末を含む有機系被膜を塗布し、近赤外ラングもしくは赤
    外ラングを用いて加熱焼付するにあたり、加熱速度5℃
    /we以上、冷却速度30℃/鱈以上でかつ焼付温度T
    (6)と焼付時間t(see)が、0≦−t≦−0,0
    3T+6.OO・・・(1)なる関係を満足する焼付サ
    イクルで焼付けることを特徴とする歪時効硬化性を有す
    る塗装鋼板の製造方法。
JP19279881A 1981-12-02 1981-12-02 歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法 Granted JPS5896821A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327104A (ja) * 2006-06-08 2007-12-20 Nisshin Steel Co Ltd 表面外観に優れる塗装鋼板の製造方法
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WO2010125848A1 (ja) * 2009-04-28 2010-11-04 Jfeスチール株式会社 成形性、形状凍結性、表面外観に優れた冷延鋼板、およびその製造方法

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