TW201732057A

TW201732057A - 熔融ａ１系鍍覆鋼板及其製造方法

Info

Publication number: TW201732057A
Application number: TW105130295A
Authority: TW
Inventors: Shinya Furukawa; Koutarou Ishii; Yasunori Hattori
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2017-09-16
Also published as: TWI686509B; JP6069558B1; JP2017160522A; ES2784915T3; US10760154B2; CN109154058A; KR101948503B1; EP3450587B1; KR20180123691A; WO2017154237A1; CN109154058B; EP3450587A1; EP3450587A4; US20200071808A1; US20190078189A1

Abstract

本案係提供一種熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法，該熔融Al系鍍覆鋼板係於鍍覆層之表面上安定且充分地形成微細鋅花之表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。熔融Al系鍍覆鋼板係於基材鋼板之表面，具有平均B濃度為0.005質量%以上、且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層。

Description

熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法

本發明係關於熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法。詳言之，係關於鋅花尺寸(spangle size)為微細，且表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法。

為了提升鋼板所具有的耐蝕性及耐熱性，熔融鋁系鍍覆鋼板(熔融Al系鍍覆鋼板)係藉由於鋼板之表層鍍覆以鋁作為主成分的熔融法而施作者，以汽車排氣構件、燃燒機器構件等之耐熱用途為中心被廣泛使用。

但是，熔融Al系鍍覆鋼板於鍍覆層的表面會出現起因於為鋁的凝固組織的枝晶(dendrite，樹枝狀晶)的鋅花(spangle)模樣。鋅花模樣係獨特的幾何學模樣或花柄模樣，形成鋅花模樣的各個區域(鋅花)係於上述枝晶形成。

鋅花係於鍍覆後鋁凝固的過程中成長。其成長係首先有鋅花核生成，接著自鋅花核長出一次枝晶臂(dendrite arm)，接著自一次枝晶臂進展發生二次枝晶臂。鄰接的鋅花彼此藉由碰撞而枝晶臂的成長會停止，故鍍覆層中之鋅花核越多，則鋅花個數會越多，每1個之鋅花尺寸則變得微細。

此鋅花之存在雖不會對熔融Al系鍍覆鋼板之耐蝕性等品質有任何不良影響，但於市場上，具有鋅花尺寸為微細且鋅花模樣不明顯的表面質地的熔融Al系鍍覆鋼板係較佳。

因此，例如，於鍍覆層為鋁-鋅合金的熔融鋁-鋅鍍覆鋼板，於使微細鋅花形成為目的，為了使作用為鋅花核的物質增加，已提議於鍍覆浴中添加Ti、Zr、Nb、B、硼化鋁(AlB₂ 、AlB₁₂ )等之硼化物、碳化鈦(TiC)、硼化鈦(TiB₂ )、或三鋁化鈦(TiAl₃ )的製造方法。關於此種製造方法，例如已記載於專利文獻1~3。

先前技術文獻 [專利文獻] [專利文獻1] 日本國公開專利公報「特開2004-115908號公報(2004年4月15日公開)」 [專利文獻2] 日本國公開專利公報「特開2006-22409號公報(2006年1月26日公開)」 [專利文獻3] 日本國公開專利公報「專利第3751879號公報(2005年12月16日發行)」 [專利文獻4] 日本國公開專利公報「專利第5591414號公報(2014年9月17日發行)」

[發明概要] [發明所欲解決的課題] 然而，將上述方法應用於熔融Al系鍍覆鋼板的情形，有如以下之問題。

即，鋁(比重：2.7)係金屬中較輕量的，與鋅(比重：7.1)之合金的鋁-鋅合金相較，熔融鋁的比重偏低。因此，Ti、碳化鈦(TiC)、硼化鈦(TiB₂ )、及三鋁化鈦(TiAl₃ )等之較熔融Al系鍍覆浴為比重高的物質，向浴底的沉降性高，而使均一地分散於鍍覆浴中為困難的。因此，如工業上的連續操作，連續地製作熔融Al系鍍覆鋼板的情形，有所謂使於熔融Al系鍍覆鋼板之表面安定地形成微細的鋅花為困難的問題。

又，B及硼化鋁(AlB₂ 、AlB₁₂ )與鋁浴的比重差為小，而向浴底的沉降性為少的。然而，與TiB₂ 等相比，有所謂未能獲得充分微細化效果的問題。

例如，作為含B的熔融Al系鍍覆鋼板，於專利文獻4已揭示B含量為0.002~0.080質量%之熔融Al系鍍覆鋼板。然而，於此文獻所揭示的技術，B分布不均地存在於熔融Al系鍍覆鋼板之鍍覆層的表面，而提升鍍覆層與金屬模具的滑動性，並改善鍍覆層之耐磨損性。於專利文獻4，無任何關於形成微細鋅花而美麗地作成熔融Al系鍍覆層之表面外觀的記載。

本發明係鑑於上述歷來之問題點而完成，其目的係提供於熔融Al系鍍覆鋼板，於鍍覆層之表面上安定且充分地形成微細鋅花之表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法。

[用以解決課題之手段]

本發明者們專心進行檢討的結果，發現使用使適量B(硼)及K(鉀)共存的熔融Al系鍍覆浴而獲得熔融Al系鍍覆鋼板時，可表現較B或硼化鋁(AlB₂ 、AlB₁₂ )之單獨添加、或硼化鈦(TiB₂ )及三鋁化鈦(TiAl₃ )之添加更為優異的鋅花微細化效果，遂而完成本發明。

即，本發明中的熔融Al系鍍覆鋼板之特徵為於基材鋼板的表面，具有平均B濃度為0.005質量%以上、且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層。 [發明之效果]

依據本發明，獲得了所謂可提供於鍍覆層之表面上安定且充分地形成微細鋅花之表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法的效果。

[用以實施發明之形態] 以下，說明關於本發明之實施形態。又，以下之記載係為了更清楚理解發明的旨趣，只要未特別指定，則未限定本發明。又，於本申請案，「A~B」係表示A以上B以下。

於以下之説明，於本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法之説明之前，作本發明之知識概略性説明。

(發明之知識概略性説明)

如前述，於熔融Al系鍍覆層之表面，通常會出現起因於枝晶的鋅花模樣。就對此鋅花模樣的處理而言，迄今已採行各式各樣的方法。例如，於鍍覆後進行所謂多次透過重覆的平整軋延(skin pass rolling)之作為後處理的表面加工的方法。然而，如此方法必須要大型的裝置或特別的步驟，而使製造成本增加。

因此，已考量過藉由將各個鋅花尺寸作成微細，使上述鋅花模樣不明顯的方法。於將鋅花尺寸作微細，只需將於鋅花的成長初期所形成的鋅花核之密度提高即可。即，可考慮使鋅花核不均勻地生成核。

例如，已知使基材鋼板浸漬而透過鍍覆浴，自鍍覆浴拉起後，於未凝固狀態之鍍覆層表面上，噴霧微細的薄霧或金屬氧化物粉末的技術。然而，以此等之方法，於連續式熔融鋁鍍覆線路，由於鋼板的顫振無法安定而微細化、或有需要進行噴霧處理的裝置及監視該處理的裝置。

因此，如前述，已提議於鍍覆浴中添加作用為鋅花核的物質。若依據此，因藉由使基材鋼板浸漬、透過已調整成分的鍍覆浴而可獲得微細鋅花，故為低成本且利便性高。然而，於此等之技術，應用於熔融鋁鍍覆鋼板的情形，有如前述的問題。

因此，於此種狀況下，本發明者們藉由詳細地調査可添加於鍍覆浴中的各種成分對於熔融Al系鍍覆鋼板之微細鋅花的影響的結果，發現藉由於鍍覆浴中使B及K共存，可表現優異的鋅花微細化效果。即，藉由使B與K共存，與單獨添加B或K的熔融Al系鍍覆鋼板相比，鍍覆層之表面所形成的鋅花核之密度變高。尤其，使用B濃度為0.005質量%以上、且K濃度為0.0004質量%以上的熔融Al系鍍覆浴而獲得熔融Al系鍍覆鋼板時，清楚表現出較B或硼化鋁(AlB₂ 、AlB₁₂ )之單獨添加、或硼化鈦(TiB₂ )及三鋁化鈦(TiAl₃ )之添加更佳優異的鋅花微細化效果。

雖然關於藉由B與K共存而鋅花微細化效果變高的機制之詳細內容目前尚不清楚，但相較於鍍覆浴中單獨添加B或硼化鋁的情形，併用K的情形者係即使B及K之添加量為微量，亦可獲得明顯高的微細化效果。迄今，雖已知B於鍍覆層之表面增稠(偏在於表面)，但僅藉由硼則鋅花微細化效果不充分。由此結果認為，例如，B與K形成團簇的同時，該團簇偏在於鍍覆層之表面，而作為鋅花核的機構。

又，將B及K同時添加於鍍覆浴，而K的添加量亦未過剩的情形，由熔融Al系鍍覆層之鋼板的耐蝕性(耐紅鏽性)改善效果或Al鍍覆層原本之加工性，係與同時未添加B及K的情形同樣地被維持。

如此本發明之見解係，於熔融Al系鍍覆鋼板，為歷來沒有的新穎者，且於以下之觀點為優異。依據本發明之一實施形態，藉由調整熔融Al鍍覆浴之組成，可容易且安定地製造具有將鋅花尺寸充分微細化而具有美麗表面質地的熔融Al系鍍覆鋼板。再者， B及K並非稀有金屬或重金屬，故於自然界豐富且對人體無害。又，B及K於熔融Al系鍍覆浴中向浴底的沉降性低，此熔融Al系鍍覆鋼板可藉由工業上的連續操作而安定地製造。因此，於其他面向，依據本發明之一實施形態，可提供製造成本低，且工業上及實用上非常適合之鋅花尺寸微細且表面外觀美麗的熔融Al系鍍覆鋼板及其製造方法。

至此，已對本發明之知識概略性説明。其次，說明關於本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板。

(熔融Al系鍍覆鋼板)

關於本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板，一邊參照圖1一邊説明。圖1係呈示於本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板，研磨極表面(top surface)而可觀察枝晶組織後之光學顯微鏡照片的圖。

熔融Al系鍍覆鋼板，大體上係使基材鋼板浸漬及透過以鋁作為主成分的熔融Al系鍍覆浴，於基材鋼板之表面使形成熔融Al系鍍覆層而被製造。此時，上述基材鋼板之基體鋼與熔融Al系鍍覆層之間(界面)上，亦藉由Al與Fe之相互擴散而形成Al-Fe合金層。於熔融Al系鍍覆層之表面，如圖1所示，存有自鋅花結晶核成長的枝晶。下文陳述關於熔融Al系鍍覆層之表面中此鋅花結晶核之密度。

〔基材鋼板〕

基材鋼係可因應用途，自歷來一般被使用的各種基材鋼板之中加以選擇。於重視耐蝕性的用途，應用不銹鋼鋼板即可。基材鋼板之板厚，可例如作成0.4~2.0mm。又，於本說明書，基材鋼板係包含基材鋼帶的意義。

〔Al-Fe合金層〕

Al-Fe合金層係以Al-Fe系金屬間化合物作為主體者。其中，於上述熔融Al系鍍覆浴中添加Si者為較佳，於以含有Si的Al系鍍覆浴所形成的Al-Fe系合金層中含有許多Si。於本說明書，將不含有Si的Al-Fe系合金層與含有Si的所謂Al-Fe-Si系合金層整體稱為Al-Fe系合金層。

因Al-Fe系合金層係以脆的金屬間化合物所構成，故其厚度增大時，鍍覆層之密接性會降低，並成為阻礙沖壓加工性的要素。由沖壓加工性之觀點，Al-Fe系合金層之厚度係越薄越佳，但過薄時則使步驟負荷增加而變的不經濟。通常，Al-Fe系合金層之平均厚度係0.5μm以上之範圍即可。

〔熔融Al系鍍覆層之組成〕

熔融Al系鍍覆層之化學組成係與鍍覆浴組成約略相同。因此，鍍覆層之組成係可藉由鍍覆浴組成之調整來控制。

又，熔融Al系鍍覆層係意指於基材鋼板之表面所形成的鍍覆層，包含Al-Fe系合金層。於熔融Al系鍍覆鋼板之最表面的氧化鋁層，因為是非常薄的層，故未特別成為問題，而當作包含於熔融Al系鍍覆層。又，於熔融Al系鍍覆鋼板之表面，例如，有進行形成作為後處理之有機被膜等之被膜層的情形，該被膜層當然不包含於熔融Al系鍍覆層。

因此，於本說明書，熔融Al系鍍覆層之「平均濃度」係意指於熔融Al系鍍覆鋼板，將自基材鋼板之表面至熔融Al系鍍覆層之外表面為止的深度方向作平均的濃度。具體而言，如後述，平均濃度係藉由將熔融Al系鍍覆層全部溶解的溶液作為測定溶液而藉由濃度分析所測定者。即，於B之類在熔融Al系鍍覆層表面稠化的元素，平均B濃度係意指當作無該濃化者而加以平均化的情形之熔融Al系鍍覆層中的B濃度。進而言之，熔融Al系鍍覆浴中之B濃度係被反映在鍍覆後之熔融Al系鍍覆層中之平均B濃度。

熔融Al系鍍覆層雖以Al作為主成分，至少含有B及K，但可存有其以外之元素。

Si係為了抑制熔融鍍覆時之Al-Fe合金層的成長的必要添加元素。又，於Al系鍍覆浴中添加Si時，因鍍覆浴的熔點下降，故對鍍覆溫度的降低為有效。鍍覆浴中之Si含量為低於1.0質量%的情形，熔融鍍覆時由於Al與Fe之相互擴散而生成厚的Al-Fe系合金層，故於沖壓成形等之加工時成為鍍覆剝離發生的原因。另一方面，於超過12.0質量%的Si含量的情形，鍍覆層硬化而變得無法抑制彎曲加工部之鍍覆裂痕，彎曲加工部之耐蝕性會降低。因此，鍍覆浴中之Si含量係1.0~12.0質量%為較佳。尤其，將Si含量作成低於3.0質量%時，於鍍覆層之凝固時生成的Si相之量減少的同時，初晶Al相為軟質化，於重視彎曲加工性的用途為更有效果的。

於熔融Al系鍍覆浴中，有自基材鋼板或熔融鍍覆槽之構成構件等Fe混入，通常，熔融Al系鍍覆層之Fe含量成為0.05質量%以上。Fe含量雖可容許至3.0質量%，但2.5質量%以下為更佳。

於熔融Al系鍍覆浴中，因應必要有時會故意添加作為上述以外之元素之Sr、Na、Ca、Sb、P、Mg、Cr、Mn、Ti、Zr、V等之元素，又有時亦自原料等混入。即使於本發明中作為對象的熔融Al鍍覆鋼板中含有彼等歷來一般可容許的元素，亦無問題。具體而言，可例示例如，質量%計為Sr：0~0.2%、Na：0~0.1%、Ca：0~0.1%、Sb：0~0.6%、P：0~0.2%、Mg：0~5.0%、Cr：0~1.0%、Mn：0~2.0%、Ti：0~0.5%、Zr：0~0.5%、V：0~0.5%之含量範圍。

以上元素以外之剩餘部分可為Al及不可避免的不純物。

如前述，本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之特徵為於基材鋼板的表面，具有平均B濃度為0.005質量%以上，且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層。

B含量及K含量為上述規定範圍時，存在於熔融Al系鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核可作成100個以上。據此，可作成於鍍覆層之表面有微細的鋅花充分形成的表面外觀之美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。又，此熔融Al系鍍覆鋼板因可調整鍍覆浴中之B濃度及K濃度，而將基材鋼板穿過該鍍覆浴而獲得，故可安定地形成微細的鋅花而獲得。

其中，再次參照圖1，説明鋅花結晶核之密度。如圖1所示，各自之鋅花尺寸並非一定，且成為不規則的。然而，例如以光學顯微鏡觀察的情形，可辨識鋅花結晶核。

因此，若測量存在於某視野面積的鋅花結晶核之個數，可知該視野每單位面積的鋅花結晶核之個數。基於此，可換算為熔融Al系鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核的粗略個數。惟，此計測方法為一例，而非排除藉由其他方法的計測。

其中，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度低於0.005質量%的情形，無法獲得充分的鋅花微細化效果。又，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度超過0.50質量%時，因鋅花微細化效果飽和，即使增加其以上平均B濃度，亦未察覺優位性。

又，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度超過3.0%時，耐蝕性可能會降低。因此，由熔融Al系鍍覆鋼板之耐蝕性的觀點觀之時，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度係0.005~3.0質量%為較佳。

熔融Al系鍍覆層之平均K濃度低於0.0004質量%的情形，無法獲得充分的鋅花微細化效果。另一方面，熔融Al系鍍覆層之平均K濃度超過0.05質量%時，鋅花微細化效果為飽和。又，於熔融Al系鍍覆層之平均K濃度為0.03質量%以上，耐蝕性會降低。因此，由熔融Al系鍍覆鋼板之耐蝕性的觀點觀之時，熔融Al系鍍覆層之平均K濃度係0.0004~0.02質量%為較佳。

如此，由熔融Al系鍍覆鋼板之耐蝕性的觀點觀之時，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度係0.005~3.0質量%為較佳。又，熔融Al系鍍覆層之平均K濃度係0.0004~0.02質量%為較佳。據此，可作成表面外觀為美麗且耐蝕性優異的熔融Al系鍍覆鋼板。

又，如上述，因一旦濃度為某程度增加，則鋅花微細化效果為飽和，故熔融Al系鍍覆層之平均B濃度及平均K濃度於本發明之一實施形態，無制定濃度上限的必要。

又，熔融Al系鍍覆層之平均B濃度為0.02質量%以上、且平均K濃度為0.0008質量%以上者為較佳。據此，可將存在於熔融Al系鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核作成200個以上。其結果，可作成表面外觀之更為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。

又，熔融Al系鍍覆鋼板之熔融Al系鍍覆層係未限定於設置於兩面，設置於基材鋼板之至少一面即可。

(熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法)

本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板係可使用調整B及K之濃度的鍍覆浴，而藉由熔融法來製造。例如，可以實驗管道製造、及以一般性的連續Al鍍覆製造步驟(製造裝置)來製造。此外，將本發明應用於本項技術領域中具通常知識者已知的任意之熔融Al鍍覆鋼板之製造方法，可製造本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板。

本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法係包含使基材鋼板浸漬及透過以鋁作為主成分的熔融Al系鍍覆浴的鍍覆步驟，其中上述熔融Al系鍍覆浴係B濃度係成為0.005質量%以上、且K濃度為0.0004質量%以上。

熔融Al系鍍覆浴之組成係因成為與上述鍍覆步驟後之熔融Al系鍍覆層的各成分之平均濃度大略相同，藉由此構成，可製造具有平均B濃度為0.005質量%以上、且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層的熔融Al系鍍覆鋼板。

而且，由此點來看，上述熔融Al系鍍覆浴之組成係與熔融Al系鍍覆鋼板同樣地，B濃度係0.02質量%以上、且K濃度係0.0008質量%以上為較佳。又，上述熔融Al系鍍覆浴之組成係B濃度為0.005~3.0質量%者較佳。又，上述熔融Al系鍍覆浴之組成係K濃度為0.0004~0.02質量%者較佳。

至少於上述鍍覆步驟之前，進行調整熔融Al系鍍覆浴中之各元素之濃度，而調整熔融Al系鍍覆浴之組成的組成調整步驟。該組成調整步驟中的熔融Al系鍍覆浴之組成的調整係可如以下方式進行。

上述熔融Al系鍍覆浴之B濃度係添加含有B的鋁母合金而被調整者為較佳。據此，可使B適當地分散於熔融Al系鍍覆浴中。或者，上述熔融Al系鍍覆浴之B濃度係可藉由例如，B單獨、或如AlB₂ 或AlB₁₂ 等之硼化鋁的硼化物之添加而被調整，濃度之調整方法並未被特別限定。於使用此等之原料的情形，於熔融Al系鍍覆浴中使B均等地分散的處理成為必要。

於上述熔融Al系鍍覆浴之K濃度，亦同樣地，添加含有K的鋁母合金而被調整者為較佳。據此，可使K適當地分散於熔融Al系鍍覆浴中。或者，上述熔融Al系鍍覆浴之K濃度係可例如，藉由K單獨、或如KF、KBF₄ 、或K₂ AlF₆ AlB₂ 的化合物之添加而被調整，濃度之調整方法並未被特別限定。於使用此等之原料的情形，於熔融Al系鍍覆浴中使K均等地分散的處理成為必要。

又，上述熔融Al系鍍覆浴之B濃度及K濃度係添加含有B及K的鋁母合金而被調整為更佳。據此，藉由添加該鋁母合金，可容易地使B及K適當地分散於上述熔融Al系鍍覆浴中。於此情形，鋁母合金中之B濃度與K濃度之比係成為與熔融Al系鍍覆浴之B濃度與K濃度之比大略一致。或者，添加B及K之含量彼此相異的複數種類之鋁母合金，亦可調整熔融Al系鍍覆浴為所冀望之B濃度及K濃度。此可總結如下。熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法係進一步包含調整前述熔融Al系鍍覆浴之組成的組成調整步驟，且上述組成調整步驟係包含添加含有B及K的鋁母合金者為較佳。

又，於上述熔融Al系鍍覆浴中含有Si的情形，Si濃度係添加含有Si的鋁母合金而被調整者為較佳。又，關於上述熔融Al系鍍覆浴中可含有的其他元素，使用已知方法來添加，而調整濃度即可。

其中，考量工業上的連續Al鍍覆製造裝置時，可使基材鋼板連續地通板於熔融Al系鍍覆浴，可連續地製造熔融Al系鍍覆鋼板。此時，熔融Al系鍍覆浴中之各成分係成為僅被鍍覆於基材鋼板的成分減少。因此，有必要藉由任何方法於熔融Al系鍍覆浴之此減少成分作補充。

如上述，熔融Al系鍍覆浴之B濃度及K濃度係可添加含有B及K的鋁母合金而加以調整。因此，使用含有希望量之B及K的鋁母合金，或使用B及K之含量為相異的複數種類之鋁母合金，可容易地補充上述之減少部分。又，於熔融Al系鍍覆浴含有Si的組成之情形，可同時添加含有Si的鋁母合金。與上述鍍覆步驟平行地，藉由如此地進行上述組成調整步驟，可連續且安定地製造表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。

如以上所述，本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之特徵為：於基材鋼板之表面上具有平均B濃度為0.005質量%以上、且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層。

又，本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之特徵為：存在於前述熔融Al系鍍覆層之表面的鋅花結晶核為該熔融Al系鍍覆層之表面積每1cm² 為100個以上。

再者，本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板係前述鍍覆層之組成中的平均B濃度為0.02質量%以上、且平均K濃度為0.0008質量%以上者較佳。

本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法之特徵為:包含使基材鋼板浸漬及透過以鋁作為主成分的熔融Al系鍍覆浴的鍍覆步驟，且上述熔融Al系鍍覆浴係B濃度為0.005質量%以上、且K濃度為0.0004質量%以上。

再者，本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法係前述熔融Al系鍍覆浴為B濃度為0.02質量%以上、且K濃度為0.0008質量%以上者較佳。

再者，本發明之一實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法係進一步包含調整前述熔融Al系鍍覆浴之組成的組成調整步驟，且上述組成調整步驟係添加含有B及K的鋁母合金者較佳。

本發明並未被限定於上述各實施形態，於請求項所示的範圍內可有各種之變更，關於適當組合各自揭示於不同實施形態的技術手段而獲得的實施形態，亦包含於本發明之技術範圍內。

[實施例]

藉由將具有表1所示的化學組成的板厚0.8mm之冷軋退火鋼板作為基材鋼板，使用鍍覆實驗設備，將基材鋼板浸漬於如下列説明的方式準備的熔融Al系鍍覆浴，以預定之冷卻速度，使鍍覆層凝固，而以實驗管道製作熔融Al系鍍覆鋼板(試驗材料)。

熔融Al系鍍覆浴係藉由如下列調製而準備各種之組成之熔融Al系鍍覆浴。

使用Al-20質量%Si母合金，將鍍覆浴中之Si濃度作成0~14.0質量%，於該鍍覆浴中添加指定量之Al-4質量%B母合金，而將鍍覆浴中之B濃度調整為0~3.0質量%。又，於鍍覆浴中添加指定量之KF，而將鍍覆浴中之K濃度調整為0.0001~0.05質量%。又，假定於鍍覆浴中，不可避免地混入於連續生產時來自基材鋼板或鍋體的構成構件等之Fe，與基材鋼板相同而將冷軋退火鋼板溶解於鍍覆浴，將鍍覆浴中之Fe濃度調整為2.0質量%。鍍覆浴之剩餘部分為Al及不可避免的不純物。

鍍覆浴溫為650~680℃，基材鋼板之對鍍覆浴的鍍覆浴浸漬時間為2秒，自鍍覆浴拉出後之冷卻速度為13℃/秒。各例之Si、B、及K之含量示於表2中。每單一面之鍍覆厚度為約20μm。

[表1]

對於獲得的鍍覆鋼板，進行以下之調査。

(鍍覆層中成分之利用ICP的分析)

為了定量鍍覆層之成分，首先藉由下列順序使鍍覆層溶解。

將使用上述各種組成之熔融Al系鍍覆浴而製作的各試驗材料切成指定的大小，而製作各試驗材料之裁切片。將此各試驗材料之裁切片各別投入至濃度25%之NaOH溶液(10ml)中靜置、加熱，而使鍍覆層完全地溶解於溶液中。確認鍍覆層全部溶解後，自溶液取出鍍覆層被溶解去除的裁切片。其次，進一步將此溶液加熱，使液體蒸發乾固，獲得蒸發乾固物。將此蒸發乾固物使用混酸(硝酸40ml與鹽酸10ml之混合溶液)一邊加熱一邊使溶解，添加超純水而固定容積為250ml。據此，將自各試驗材料之裁切片所獲得的固定容積後之溶液，各自作為各試驗材料之組成測定溶液。

之後，對於此各試驗材料之組成測定溶液，各自進行如下2種定量分析而求得鍍覆層之組成。

藉由感應耦合電漿原子發射光譜法(inductively coupled plasmaatomic emission spectrometry，ICP-AES法)，進行Si、B、Fe之定量分析。又，藉由感應耦合電漿質量分析法(ICP-MS法)，進行K之定量分析。

(鍍覆層表面之鋅花結晶核之個數)

將各試驗材料之表面拋光，藉由將自鍍覆層之表面至深度5μm為止的極表層加以平滑化，而能觀察枝晶組織。而且，藉由光學顯微鏡，算出存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核之個數。以下列之基準加以評價，將○評價以上判定為合格。 ◎：存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為200個以上 ○：存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為100個以上且低於200個 ×：存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為50個以上且低於100個 ××：存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為低於50個。

(鍍覆層之耐蝕性)

對於各試驗材料之未處理之熔融Al系鍍覆層，進行JIS Z2371：2000所規定之中性鹽水噴霧試驗(NSS試驗)，並測定白銹發生面積率。以下列之基準評價鍍覆層之耐蝕性，將○評價判定為合格。 ○：白銹發生面積率0%以上且低於5% △：白銹發生面積率5%以上且低於20% ×：白銹發生面積率20%以上。將以上之結果示於表2。

[表2]

如表2之No.1~19所示，鍍覆層中之平均B濃度及平均K濃度為本發明之範圍內的實施例，存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為100個以上，顯示良好的鋅花微細化效果。由本實施例，可知藉由本發明，可獲得鍍覆層之表面有安定且充分地形成微細鋅花之表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。

又，由No.4、5、10~19之實施例可知，藉由鍍覆層中之平均B濃度為0.02質量%以上、且平均K濃度為0.0008質量%以上，存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核成為200個以上，進而獲得表面外觀為美麗的熔融Al系鍍覆鋼板。

又，由No.1~17之實施例可知，藉由鍍覆層中之平均K濃度為0.0004~0.02質量%，可獲得顯示良好的耐蝕性，表面外觀為美麗且耐蝕性優異的熔融Al系鍍覆鋼板。

相對於此，鍍覆層中之平均B濃度及平均K濃度為本發明之範圍外(低於下限)的比較例No.20~29，存在於鍍覆層之表面積每1cm² 的鋅花結晶核為低於100個，顯示鋅花微細化效果並不充分，同時僅獲得表面外觀差的熔融Al系鍍覆鋼板。

又，如表2之No.1~29所示，鍍覆層中之平均Si濃度對於本發明的效果無特別影響。

無

［圖1］係呈示於本發明之實施形態中的熔融Al系鍍覆鋼板，研磨極表面而可觀察枝晶組織後之光學顯微鏡照片的圖。

Claims

一種熔融Al系鍍覆鋼板，其特徵為：於基材鋼板之表面具有平均B濃度為0.005質量%以上，且平均K濃度為0.0004質量%以上的組成之熔融Al系鍍覆層。
如請求項1所述之熔融Al系鍍覆鋼板，其中存在於該熔融Al系鍍覆層之表面的鋅花結晶核係該熔融Al系鍍覆層之表面積每1cm² 為100個以上。
請求項1或2所述之熔融Al系鍍覆鋼板，其中該熔融Al系鍍覆層之組成中的平均B濃度為0.02質量%以上，且平均K濃度為0.0008質量%以上。
一種熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法，其特徵為：包含使基材鋼板浸漬及透過以鋁作為主成分的熔融Al系鍍覆浴的鍍覆步驟，其中上述熔融Al系鍍覆浴係B濃度為0.005質量%以上，且K濃度為0.0004質量%以上。
如請求項4所述之熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法，其中該熔融Al系鍍覆浴係B濃度為0.02質量%以上，且K濃度為0.0008質量%以上。
如請求項4或5所述之熔融Al系鍍覆鋼板之製造方法，其進一步包含調整該熔融Al系鍍覆浴之組成的組成調整步驟，上述組成調整步驟係添加含有B及K的鋁母合金。