JPS6240354A - 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

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】 （卒業上の利用分野） 本発明は、合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法、特に、浴
温度４５０〜４９０℃Ｔ：　ＡＱ　？ｆ：Ａ度０．１５
％以上の溶融亜鉛めっき浴に鋼ストリップを’ＩＡ　？
ｌＪすることにより行う合金化亜鉛めっき鋼板の製造方
法に関する。

（従来の技術） 従来、連続溶融亜鉛めっきにおける連続炉ヒートサイク
ルは、加熱均熱帯で７００℃程度に加熱した鋼ストリッ
プを一次冷却帯、低温保持帯、二次冷却帯を経て徐々に
冷却し、はぼ溶融亜鉛めっき浴と同じ温度になってから
めっき浴槽内に入り、めっきされる。

その場合、溶融亜鉛めっき浴は、製品によりその浴成分
を若干変更して操業している。すなわち、亜鉛めっき浴
に添加される成分元素のうち、ＡＱはＺｎとＦｅとの合
金化を抑制することから、通常めっき材（以下、”Ｇｌ
材６という）においては、そのめっき密着性を確保する
ためにＡＱ　？Ｈ度を上げて操業し、めっき後加熱して
合金化を図る合金化処理材（以下、“ＧＡ材”という）
においては、溶融亜鉛めっき浴のＡＱ？ａ度を下げて操
業を行っている。

経験的にもＧｌ材におけるＡＱ／Ｚｎ（重量％）は０．
１５以上必要であり、ＧＡ材については０，１５未満で
あることが望ましいとされてきた。

すなわち、連続溶融亜鉛めっきラインにおいてｃｒ材を
製造する場合と、ＧＡ材を製造する場合とを同し製造ラ
インで兼ねるときにはそれぞれの場合において溶融亜鉛
めっき浴組成は、それぞれ通常、０．１６％および０．
１２％となるように調整される。このように、ＧＡ材を
製造する場合には合金化を抑制するため、ｃｒ材を製造
する場合に比較して浴中ＡＱ星が低下されている。した
がって、成業時にｃｒ材からＧＡ材に製造材が変更にな
る場合、あるいはその逆の場合、通常、浴中に追加投入
する調合亜鉛のＡＱ含有■を変更して行うが、煩雑な操
作を必要とするばかりか浴中のＡＱＮの変更もそう速や
かに行えるものではないため過渡期において、ＧＡ材に
おける合金形成が不十分であったり、あるいはｃｒ材の
めっき層の密着性が不良となる等の欠陥の発生はさけら
れない。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、本発明の目的は、ｃｒ材、ＧＡ材相互の切替
えを容易に行い得る方法を提供することであ本発明の別
の目的は、このＧＡ材を製造するにあたり、浴中ＡＱ？
ｍ度を下げることなしに操業を可能にすることにより、
ｃｒ材、ＧＡ材相互の切替えを容易にする方法を提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） ここに、本発明者らは、上述の目的達成のために、種々
検討を加えたところ、溶融亜鉛めっき浴槽内に入るＰ添
加鋼である被処理鋼ストリップの温度を高めることによ
り亜鉛と鉄との合金化反応が速やかに進み、０．１５％
以上のＡＱ量が存在していても何ら障害にならないこと
に着目し、研究開発を続けたところ、Ｐ添加鋼の場合、
浴温度４５０〜４９０℃でＡＱ濃度０．１５％以上とし
たときに、５００〜６００℃の温度で浸漬することによ
り効果的にＧＡ材の製造が行われ、本発明の目的が達成
されることを知り、本発明を完成した。

よって、本発明の要旨とするところは、重量％で、Ｃ：
ｏ、ｏｏ２〜０．１２％、Ｓｉ　：　０．６％以下、Ｍ
ｎ：０．６〜１．６％、Ｐ　　：　０．０１〜０．１％
、ｓｏｌ、ＡＣ！　：　Ｏ，１２％以下を含有し、残り
がＦｅと不可避不純物からなる組成を有する鋼を連続溶
融亜鉛めっきラインにて、６００〜８００°Ｃの温度範
囲内の温度で再結晶焼鈍し、前記焼鈍後の冷却過程で、
浴温度４５０〜４９０℃Ｔ：　ＡＱ　？１４　ｒ！ｉ０
　、１５　％以上の溶融亜鉛浴ニ５００〜６００℃の温
度で浸漬し、引き続いて４７５〜５５０℃の温度で１０
秒以上の加熱＋保持の条件で合金化処理を行うことを特
徴とする、合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法である。

言うまでもなく、ｃｒ材の製造に際しては、合金化処理
を省略するだけで、そのまま上記条件で操業を続けるこ
とができるのであって、再びＧＡ材の製造を行うに当っ
てもＡＱ？Ｍ度は変える必要はなく、単に合金化処理工
程を加えるだけでよい。

よって、本発明によれば、ＧＡ材とｃｒ材との製造が極
めて容易に切り替えられるのである。

（作用） 本発明においては、鋼種が限定されるが、これは、鋼種
毎に最適処理温度があることを見い出したことにもとず
（のであって、上述の規定する鋼種はいわゆるＰ添加鋼
のそれである。したがって、本発明は、Ｐ添加鋼一般に
ついては適用されるもので、その限りにおいて特に制限
はないが、要すれば、その各組成割合の限定理由は次の
通りである。

Ｃ： Ｃ成分は、鋼板の常温時効性および焼付硬化性に影響を
及ぼす成分であるが、その含有量が０．００２％未満で
は、焼付硬化性が小さく、一方、０．１２％を越えて含
有させると、−鋼板のｒ値が低下することになるから、
本発明にあってはその含有量を０゜００２〜０．１２％
を定めた。

Ｓｉ　： 合金化処理で良好なＦｅ−Ｚｎ合金層を形成し、かつ鋼
板に良好な遅時効性を付与するためには、Ｓｉ含有量は
できるだけ少なくした方が良く、これらの良好な特性を
確保できる許容上限値が０．６％である。一方、Ｓｉ成
分には鋼板の強度を向上させる特性があるのでＳｉを０
．６％以下の範囲内で含有させて、上記の性質を堝なう
ことなく強度改善をはかることができる。

門ｎ： 連続ラインだけで鋼板が遅時効性と適度の焼付硬化性を
もつようにするためにＭｎ含有量を０．６〜１．６％に
コントロールする必要があるのであって、その含有量が
０．６％未満では所望の遅時効性および焼付硬化性を確
保することができず、一方、１゜６％を越えて含有する
と、溶製が困難になるばかりでなく、コスト上昇の原因
ともなり。さらにｒ値が低下して成形性が劣化するよう
になるのである。

Ｐ： Ｐ成分は、通常は、不可避不純物として含有されるもの
であるが、鋼板の成形加工性より強度が要求される場合
に、０．１％を越えない範囲で、０゜０１％以上添加し
て所望の特性を得るのである。

Ｓｏｌ、八Ｑ ＡＱは酸化物系介在物低減のために必要であり、健全な
鋼を得るためには不可欠の成分であるが、多量に加える
とＡＱ２０３量が増大して好ましくないことから、その
許容上限を０．１２％と定めた。

ここで、添付図面に関連させて本発明をさらに説明する
。

添付図面は連続溶融亜鉛めっきラインを略式で説明する
線図であり、アンコイラ−１０からの鋼ストリップは、
シャー１１およびウェルダ−１２を経て、非酸化性加熱
炉１３、再結晶焼鈍炉１４そして冷却炉１５から成る予
備処理帯域に送られ、材質の調整、めっき面調整が行わ
れる。本発明において再結晶焼鈍は６００〜９００℃の
範囲の温度で行われるが、　　−そのときの温度が６０
０℃より低いと十分な再結晶化が行われず、一方、９０
０℃を超えると過度に軟化してしまう。冷却炉１５を出
る温度、つまり溶融亜鉛めっき浴２０への浸入温度は５
００〜６００　℃に制限するが、この温度が５００℃よ
り低いとＧＡ材を製造する場合に合金化が十分進まず、
一方、６００　℃を超えると今度はＧｌ材を製造する場
合にめっきヤケが著しくなってしまう。好ましくは、５
３０〜５５０℃である。

溶融亜鉛めっき浴２０はＧＴ材、ＧＡ材のいずれを製造
する場合にも４５０〜４９０℃の温度範囲、ＡＱ濃度０
．１５％以上に保持されるが、浴温度が４５０℃より低
いと、ＧＡ材製造時に合金化層が十分生成せず、一方、
４９０℃超と余り浴温度が高（なると溶融温度による侵
食が著しくなるため、本発明では、上記範囲に制限する
。好ましくは、４６０〜４８０℃である．Ａｌ濃度もＧ
ｌｌ型製造は０．１５％以上を確保する必要があり、好
ましくは、０．１６％前後に調整しておく。

このように、本発明において、被処理鋼ストリップの温
度は比較的高いため、めっき浴槽温度もそれに伴って高
くなる傾向があり、したがって、めっき浴槽の構造部材
の侵食が促進されるため、好ましくは、本発明における
めっき浴槽は適宜冷却手段を備え、浴温度の過剰な上昇
を防止している。例えば特開昭５７−３５６７１号に開
示された冷却装置等を設けるのがよい。

めっき浴を出た鋼ストリップは、次いで、ＧＡ材を製造
する場合には、合金化処理炉２１に入って４７５〜５５
０℃に１０秒以上加熱、保持され、合金化処理が行われ
る。Ｇｌ材を製造する場合、これを省略してめっき層凝
固後そのままコイラ２６に巻取られ、処理を終了する。

上述の合金化処理条件は慣用のそれである。

このように、本発明では浸漬材温度を高めることにより
合金化促進および制御を行うのであるが、溶融亜鉛めっ
き浴中におけるＡＱ／Ｚｎ重景比０重量１６、浴温度４
６０℃のときの５２５℃で２０秒間の合金化挙動を示す
と第１表に示す通りである。同様のテストを合金化を伴
わないＧｌ材について行った場合も併せて示す。

第１表 た Ｃ：めっきヤケ小 これらの結果からも明らかなように、ＧＩ材においてめ
っきヤケの発生する領域は鋼板からのＦｅ拡散が合金化
処理を行わなくても進行していることを示し、めっき浴
浸入被処理材温度が上昇した場合、めっき層と鋼素地と
におけるＦ　ｅ　−ＡＱ合金層を破壊し、Ｆｅ−Ｚｎの
合金化を促進することを示している。

上記の場合において得られたＧＡ材のめっき層の品質に
ついてそのめっき皮膜組成分析と加工性（パウダリング
性）とについて調査した結果をグラフにまとめて第２図
に示す。図示結果からも明らかなように、めっき皮膜中
Ｆｅ／Ｚｎ＋Ｐｅ＝１０〜１３％において加工性（パウ
ダリング性）は良好であった。

なお、パウダリング性は、試験材ブランクの円筒絞り試
験を行い、成形後テーピングテストにより強制剥離させ
、試験材の重Ｍ減量を評価することにより評価した。

めっき浴への浸人材温度は板厚との関係から一義的に決
めることは困難であるが、板厚の薄いものについては適
正範囲上限近傍に、また、厚いものには下限範囲近傍に
設定する。

次に、本発明を実施例にもとすいてさらに詳細に説明す
る。

実施例１ 第２表に示すｍ組成を有するＰ添加鋼ス）　ＩＪツブ（
厚さ０．８ｍｍ　）に第１図に示す装置によって連続溶
融亜鉛めっき、次いで合金化処理を行った。

なお、合金化処理は、炉温度１０００℃、被処理材温度
５２５℃（目標）で行った。

第２表 ＣＳｉ　　　Ｍｎ　　　Ｐ　　　　Ｓ Ｏ，０５０，０２００，３５０，０２９０，００９各処
理条件および得られためっき鋼板の特性は第３表にまと
めて示す。浴中ＡＱ量は０．１６％であった。

第３表 （注）◎　優、Ｏ良、Δ　可 実施例２ 実施例１においてめっき浴温度を４６５℃とするととも
に、板厚および浸入温度、さらにラインスピードを変え
て種々実験を行った。

それぞれの場合について得られためっき皮膜の加工特性
を操業条件とともにまとめて第４表に示す。

なお、加工性は前述のパウダリング性によって評価した
が、いずれも満足のゆくものであった。

第４表

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続溶融亜鉛めっきラインを略式で説明する
線図、および 第２図は、浸人材温度とパウダリング性との関係を示す
グラフである。 １３：非酸化性加熱炉、１４：再結晶焼鈍炉、１５：冷
却炉、　　　　２０：溶融亜鉛めっき浴、２１：合金化
処理炉 出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　弁理士　広　瀬　章　− 換Ｉ凹 朱２凹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ｃ：０．００２〜０．１２％、Ｓｉ：０．６
   ％以下、Ｍｎ：０．６〜１．６％、Ｐ：０．０１〜０．
   １％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１２％以下を含有し、残りが
   Ｆｅと不可避不純物からなる組成を有する鋼を連続溶融
   亜鉛めっきラインにて、６００〜８００℃の温度範囲内
   の温度で再結晶焼鈍し、前記焼鈍後の冷却過程で、浴温
   度４５０〜４９０℃でＡｌ濃度０．１５％以上の溶融亜
   鉛浴に５００〜６００℃の温度で浸漬し、引き続いて４
   ７５〜５５０℃の温度で１０秒以上の加熱＋保持の条件
   で合金化処理を行うことを特徴とする、合金化亜鉛めっ
   き鋼板の製造方法。