TWI477613B - 高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及高強度熱浸鍍鋅鋼板 - Google Patents

高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及高強度熱浸鍍鋅鋼板 Download PDF

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Yoshiyasu Kawasaki
Yasunobu Nagataki
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Description

高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及高強度熱浸鍍鋅鋼板
本發明是有關於一種以含有Si及Mn的高強度鋼板為母材且鍍敷外觀、高精度加工時的耐鍍敷剝離性及加工性優異的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及高強度熱浸鍍鋅鋼板。
近年來，在自動車、家電、建材等的領域中，對原材料鋼板賦予防銹性的表面處理鋼板(其中包括熱浸鍍鋅鋼板、合金化熱浸鍍鋅鋼板)得到廣泛使用。另外，就提高自動車的燃料效率及提高自動車的碰撞安全性的觀點而言，藉由車身材料的高強度化而實現薄壁化、使車身本身輕量化且高強度化的期望正在提高。因此，促進高強度鋼板在自動車中的應用。
通常，熱浸鍍鋅鋼板使用將鋼坯(slab)熱軋或冷軋而成的薄鋼板作為母材，藉由連續式熱浸鍍鋅生產線(Continuous Hot Dip Galvanizing Line)(以下稱為CGL)的退火爐，對母材鋼板進行再結晶退火及熱浸鍍鋅處理而製造。對於合金化熱浸鍍鋅鋼板的情況而言，在熱浸鍍鋅處理後，進一步進行合金化處理而 製造。
此處，作為CGL的退火爐的加熱爐類型，有直火型(Direct Fire Furnace，DFF)、無氧化型(none oxygen furnace，NOF)、純輻射管(all radiant tube)型等，近年來，就作業的容易性或因不易發生拾取(pick up)等而能以低成本製造高品質的鍍敷鋼板等的理由而言，具備純輻射管型加熱爐的CGL的建設正在增加。然而，與DFF型(直火型)、NOF型(無氧化型)不同，純輻射管型加熱爐在將要退火之前並無氧化步驟，因此對於含有Si、Mn等易氧化性元素的鋼板而言，在鍍敷性確保的方面不利。
作為以含有大量Si、Mn的高強度鋼板為母材的熱浸鍍敷鋼板的製造方法，專利文獻1中揭示於再結晶溫度~900℃下進行退火並鍍敷的技術。專利文獻2中揭示於750℃~900℃下進行退火並鍍敷的技術。專利文獻3中揭示於800℃~850℃下進行退火並鍍敷的技術。然而，在含有大量Si、Mn的高強度鋼板的情況下，在於超過750℃的高的溫度下進行退火時，鋼中Si、Mn會選擇性氧化，而在鋼板表面形成氧化物，因此使鍍敷密接性劣化，而有產生沒鍍敷到的部位等缺陷之虞。
而且，專利文獻4及專利文獻5中揭示，將還原爐中的加熱溫度以水蒸氣分壓表示的式規定並提高露點，藉此使基底鐵表層進行內部氧化的技術。然而，控制露點的區域是以爐內整體為前提者，因此難以控制露點，難以進行穩定作業。另外，在不穩定的露點控制基礎上的合金化熱浸鍍鋅鋼板的製造，有如下之 虞：基底鋼板中所形成的內部氧化物的分布狀態會發現不均，在鋼帶的長度方向或寬度方向產生鍍敷潤濕性或合金化不均等缺陷。
此外，近年來高強度熱浸鍍鋅鋼板、高強度合金化熱浸鍍鋅鋼板在加工嚴格的部位上的應用取得進展，並且重視高精度加工時的耐鍍敷剝離特性。具體而言，對鍍敷鋼板進行超過90°的彎曲加工而進一步彎曲成銳角時或施加衝擊而對鋼板進行加工時，要求抑制加工部的鍍敷剝離。
為了滿足此種特性，而不僅在鋼中添加大量Si來確保所期望的鋼板組織，而且要求對有可能導致高精度加工時的裂縫等的鍍敷層正下方的基底鐵表層的組織、結構進行更高度的控制。然而，現有技術中，此種控制困難，無法藉由在退火爐中具備純輻射管型加熱爐的CGL製造以含有Si的高強度鋼板為母材且高精度加工時的耐鍍敷剝離特性優異的熱浸鍍鋅鋼板。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2009-287114號公報
專利文獻2：日本專利特開2009-24980號公報
專利文獻3：日本專利特開2010-150660號公報
專利文獻4：日本專利特開2004-323970號公報
專利文獻5：日本專利特開2004-315960號公報
本發明是鑒於上述情況而完成，其目的是提供一種以含有Si、Mn的鋼板為母材，鍍敷外觀、高精度加工時的耐鍍敷剝離性及加工性優異的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及高強度熱浸鍍鋅鋼板。
先前，藉由僅使退火爐內的水蒸氣分壓上升而提高露點而過度地進行內部氧化，因此如上所述般，在加工時容易產生裂縫，且耐鍍敷剝離性劣化。因此，本發明者等人研究了藉由先前所未想到的新方法解決課題的方法。其結果發現，藉由對有可能成為高精度加工時的裂縫等的起點的鍍敷層正下方的基底鋼板表層的組織、結構進行更高度的控制，而可獲得鍍敷外觀及高精度加工時的耐鍍敷剝離性優異的高強度熱浸鍍鋅鋼板。具體而言，以使退火爐內的鋼板最高到達溫度成為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間成為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點成為-10℃以上的方式進行控制，而進行退火、熱浸鍍鋅處理。藉由進行此種處理，而可抑制選擇性表面氧化，並抑制表面濃化，從而獲得鍍敷外觀及高精度加工時的耐鍍敷剝離性優異的高強度熱浸鍍鋅鋼板。另外，所謂鍍敷外觀優異，是指具有無沒鍍敷到的部位或合金化不均現象的外觀。
藉由以上方法而得的高強度熱浸鍍鋅鋼板中，在鍍敷層正下方的鋼板表層部，在距基底鋼板表面100μm以內的鋼板表層部， 形成每單面0.010g/m2 ~0.100g/m2 的選自Fe、Si、Mn、Al、P、進而選自B、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni中的至少1種以上的氧化物，在距鍍敷層正下方10μm為止的區域中，成為在距基底鋼板結晶晶界為1μm以內的粒內析出包含Mn的氧化物的組織、結構。藉此可實現鋼板表層中的彎曲加工時的應力緩和或裂縫防止，而導致鍍敷外觀及高精度加工時的耐鍍敷剝離性優異。
本發明基於上述發現而成，特徵如以下所述。
[1]一種高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其是製造高強度熱浸鍍鋅鋼板的方法，該高強度熱浸鍍鋅鋼板是在以質量%計含有C：0.03%~0.35%、Si：0.01%~0.50%、Mn：3.6%~8.0%、Al：0.001%~1.000%、P≦0.10%、S≦0.010%，其餘部分包含Fe及不可避免的雜質的鋼板的表面，具有每單面的鍍敷附著量為20g/m2 ~120g/m2 的鍍鋅層，且上述高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法的特徵在於：在連續式熱浸鍍鋅設備中對鋼板實施退火及熱浸鍍鋅處理時，退火爐內的鋼板最高到達溫度為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間設為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點設為-10℃以上。
[2]如[1]所述的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其中上述鋼板以質量%計更含有選自B：0.001%~0.005%、Nb：0.005%~0.050%、Ti：0.005%~0.050%、Cr：0.001%~1.000%、Mo：0.05%~1.00%、Cu：0.05%~1.00%、Ni：0.05%~1.00%中的1種以上 元素作為成分組成。
[3]如[1]或[2]所述的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其中在上述熱浸鍍鋅處理後，進一步將鋼板加熱至450℃以上、600℃以下的溫度而實施合金化處理，並將鍍敷層的Fe含量設為8質量%~14質量%的範圍。
[4]一種高強度熱浸鍍鋅鋼板，其特徵在於：其藉由如[1]至[3]項中任一項所述的製造方法製造而成，在鍍鋅層正下方的距基底鋼板表面100μm以內的鋼板表層部，形成每單面為0.010g/m2 ~0.100g/m2 的選自Fe、Si、Mn、Al、P、B、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni中的至少1種以上的氧化物，而且在鍍敷層正下方的距基底鋼板表面10μm以內的區域中，在距基底鋼板結晶晶界為1μm以內的粒內存在有包含Mn的氧化物。
另外，本發明中，所謂高強度熱浸鍍鋅鋼板，是拉伸強度TS為590MPa以上的鋼板。另外，本發明的高強度熱浸鍍鋅鋼板亦包括：熱浸鍍鋅處理後不實施合金化處理的鍍敷鋼板(以下亦有時稱為GI)、熱浸鍍鋅處理後實施合金化處理的鍍敷鋼板(以下亦有時稱為GA)的任一種。
根據本發明，可獲得鍍敷外觀、高精度加工時的耐鍍敷剝離性及加工性優異的高強度熱浸鍍鋅鋼板。
以下，對本發明進行具體地說明。另外，以下的說明中，鋼成分組成的各元素的含量、鍍敷層成分組成的各元素的含量的單位均為「質量%」，以下，只要無特別說明，僅以「%」表示。
首先，對作為本發明中最重要的要件的決定鍍敷層正下方的基底鋼板表面的結構的退火環境氣體條件進行說明。
以退火爐內的鋼板最高到達溫度為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點為-10℃以上的方式進行控制，而進行退火及熱浸鍍鋅處理，藉此在鋼板表層100μm以內的內部存在適量的易氧化性元素(Si、Mn等)的氧化物(以下稱為內部氧化物)，從而可抑制使退火後的熱浸鍍鋅鋼板的潤濕性劣化的鋼中Si、Mn等在鋼板表層中的選擇性表面氧化(以下稱為表面濃化)。
將退火爐內的鋼板最高到達溫度設為600℃以上、750℃以下的理由如以下所述。在低於600℃的溫度區域中，雖然沒鍍敷到的部位的發生、耐蝕性的劣化、耐鍍敷剝離性的劣化等成為問題的程度的表面濃化或內部氧化不會發生，但無法獲得良好的材質。因此，表現本發明的效果的溫度區域設為600℃以上。另一方 面，在大於750℃的溫度區域中，表面濃化變得顯著，沒鍍敷到的部位的發生、耐蝕性的劣化、耐鍍敷剝離性的劣化等變得劇烈。而且，就材質的觀點而言，TS、EL在大於750℃的溫度區域中，強度與延性的平衡的效果均達到飽和。根據以上所述，鋼板最高到達溫度設為600℃以上、750℃以下。
繼而，將鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間設為30秒以上、10分鐘以內的理由如以下所述。若鋼板通過時間少於30秒，則無法獲得目標材質(TS、EL)。另一方面，若鋼板通過時間大於10分鐘，則強度與延性的平衡的效果達到飽和。
鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的露點設為-10℃以上的理由如以下所述。藉由使露點上升，可使由H2 O的分解產生的氧勢(potential)上升，從而促進內部氧化。在低於-10℃的溫度區域中，內部氧化的形成量少。另外，露點的上限並無特別規定，若超過60℃，則Fe的氧化量變多，而擔心退火爐內或輥(roll)的劣化，因此較理想為60℃以下。
繼而，對作為本發明的對象的高強度熱浸鍍鋅鋼板的鋼成分組成進行說明。
C：0.03%~0.35%
C藉由形成麻田散鐵等作為鋼組織而提高加工性。因此必須為0.03%以上。另一方面，若C量超過0.35%，則溶接性會劣化。因此C量設為0.03%以上、0.35%以下。
Si：0.01%~0.50%
Si是對於將鋼強化而獲得良好的材質有效的元素，但由於是易氧化性元素，因此對鍍敷性不利，是應極力避免添加的元素。然而，在鋼中不可避免地會含有0.01%左右，為了降低至0.01%以下會導致成本上升，因此將0.01%設為下限。另一方面，若Si量超過0.50%，則難以改善高精度加工時的耐鍍敷剝離性。因此，Si量設為0.01%以上、0.50%以下。
Mn：3.6%~8.0%
Mn是對鋼的高強度化有效的元素。為了確保機械特性或強度，而必須含有3.6%以上。另一方面，若Mn量超過8.0%，則難以確保溶接性或鍍敷密接性、並且難以確保強度與延性的平衡。因此，Mn量設為3.6%以上、8.0%以下。
Al：0.001%~1.000%
Al是為了將溶鋼去氧而添加，其含量小於0.001%時，達不到該目的。溶鋼的去氧的效果可在Al量為0.001%以上時獲得。另一方面，若Al量超過1.000%，則成本上升。因此，Al量設為0.001%以上、1.000%以下。
P≦0.10%
P是不可避免而含有的元素之一，由於使P量小於0.005%會有成本增大之虞，因此較理想為0.005%以上。另一方面，若P量含有超過0.10%，則溶接性會劣化。而且表面品質會劣化。另外，在非合金化處理時，鍍敷密接性會劣化，在合金化處理時，若不 升高合金化處理溫度則無法獲得所期望的合金化度。另外，若為了獲得所期望的合金化度而使合金化處理溫度上升，則延性劣化的同時，合金化鍍敷皮膜的密接性會劣化，因此無法兼顧所期望的合金化度、與良好的延性、合金化鍍敷皮膜。因此，P量設為0.10%以下，下限較理想為0.005%。
S≦0.010%
S是不可避免而含有的元素之一。下限並無規定，若大量含有，則溶接性會劣化，因此較佳為0.010%以下。
另外，為了控制強度與延性的平衡，可根據需要添加選自B：0.001%~0.005%、Nb：0.005%~0.050%、Ti：0.005%~0.050%、Cr：0.001%~1.000%、Mo：0.05%~1.00%、Cu：0.05%~1.00%、Ni：0.05%~1.00%中的1種以上元素。
添加這些元素時的適當的添加量的限定理由如以下所述。
B：0.001%~0.005%
B小於0.001%時，難以獲得淬火促進效果。另一方面，B量超過0.005%時，鍍敷密接性會劣化。因此，在含有B時，B量設為0.001%以上、0.005%以下。但在機械特性改善上判斷為無須添加時，則不必添加。
Nb：0.005%~0.050%
Nb小於0.005%時，難以獲得強度調整的效果或與Mo的複合添加時的鍍敷密接性改善效果。另一方面，在Nb超過0.050%時，會導致成本上升。因此，在含有Nb時，Nb量設為0.005%以上、 0.050%以下。
Ti：0.005%~0.050%
Ti小於0.005%時，難以獲得強度調整的效果。另一方面，在Ti量超過0.050%時，會導致鍍敷密接性的劣化。因此，在含有Ti時，Ti量設為0.005%以上、0.050%以下。
Cr：0.001%~1.000%
Cr小於0.001%時，難以獲得淬火性效果。另一方面，在Cr量超過1.000%時，Cr會進行表面濃化，因此鍍敷密接性或溶接性會劣化。因此，在含有Cr時，Cr量設為0.001%以上、1.000%以下。
Mo：0.05%~1.00%
Mo小於0.05%時，難以獲得強度調整的效果或與Nb或者與Ni或Cu的複合添加時的鍍敷密接性改善效果。另一方面，在Mo量超過1.00%時，會導致成本上升。因此，在含有Mo時，Mo量設為0.05%以上、1.00%以下。
Cu：0.05%~1.00%
Cu小於0.05%時，難以獲得殘留γ相形成促進效果或與Ni或者Mo的複合添加時的鍍敷密接性改善效果。另一方面，在Cu量超過1.00%時，會導致成本上升。因此，在含有Cu時，Cu量設為0.05%以上、1.00%以下。
Ni：0.05%~1.00%
Ni小於0.05%時，難以獲得殘留γ相形成促進效果或與Cu及 Mo的複合添加時的鍍敷密接性改善效果。另一方面，在Ni量超過1.00%時，會導致成本上升。因此，在含有Ni時，Ni量設為0.05%以上、1.00%以下。
上述以外的其餘部分為Fe及不可避免的雜質。
繼而，對本發明的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法及其限定理由進行說明。
將具有上述化學成分的鋼熱軋後，進行冷軋而製成鋼板，繼而在連續式熱浸鍍鋅設備中進行退火及熱浸鍍鋅處理。另外，此時在本發明中，退火爐內的鋼板最高到達溫度為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間設為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點設為-10℃以上。這在本發明中是最重要的要件。如上述般在退火、熱浸鍍鋅處理步驟中，控制溫度、時間、露點即環境氣體中氧氣分壓，藉此提高氧勢(oxygen potential)，並且作為易氧化性元素的Si或Mn等在將要鍍敷之前預先進行內部氧化，從而基底鋼板表層部中的Si、Mn的活度降低。藉由該活度的降低，而抑制這些元素的外部氧化，結果改善鍍敷性及耐鍍敷剝離性。
熱軋
可以一般進行的條件進行。
酸洗
熱軋後較佳為進行酸洗處理。藉由酸洗步驟而將表面所生成的黑皮銹皮去除，然後進行冷軋。另外，酸洗條件並無特別限定。
冷軋
較佳為以40%以上、80%以下的壓下率進行。在壓下率小於40%時，再結晶溫度會低溫化，因此機械特性容易劣化。另一方面，在壓下率超過80%時，由於是高強度鋼板，因此不僅軋製成本上升，而且退火時的表面濃化增加，因此鍍敷特性會劣化。
對經冷軋的鋼板在退火後實施熱浸鍍鋅處理。
在退火爐中，進行藉由前段的加熱帶將鋼板加熱至特定溫度的加熱步驟，且進行藉由後段的均熱帶於特定溫度下保持特定時間的均熱步驟。
如上所述般，以退火爐內的鋼板最高到達溫度為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點為-10℃以上的方式進行控制，而進行退火、熱浸鍍鋅處理。
600℃以上、750℃以下的溫度區域以外的退火爐環境氣體中的露點並無特別限定。600℃以上、750℃以下的溫度區域以外的環境氣體中的露點較佳為-50℃~-10℃。
另外，環境氣體中的H2 的體積分率小於1%時，無法獲得因還原帶來的活化效果，耐鍍敷剝離性會劣化。上限並無特別規定，在H2 的體積分率超過50%時，成本上升，且效果達到飽和。因此，H2 的體積分率較佳為1%以上、50%以下。另外，其餘部分包含N2 及不可避免的雜質氣體。若不會減少本發明的效果，則可含有H2 O、CO2 、CO等其他氣體成分。
另外，在相同退火條件下進行比較時，Si、Mn的表面濃化量與鋼中Si、Mn量成比例變大。另外，在相同鋼種時，在相對較高的氧勢環境氣體中，鋼中Si、Mn轉變為內部氧化，因此隨著環境氣體中氧勢的增加，表面濃化量亦變少。如此，在鋼中Si、Mn量多時，有必要藉由使露點上升，而增加環境氣體中氧勢。
熱浸鍍鋅處理可藉由常法進行。
繼而，根據需要進行合金化處理。
在熱浸鍍鋅處理後繼而進行合金化處理時，在進行熱浸鍍鋅處理後，將鋼板加熱至450℃以上、600℃以下而實施合金化處理，較佳為以鍍敷層的Fe含量為8%~14%的方式進行。在鍍敷層的Fe含量小於8%時，會產生合金化不均或剝落(flaking)性會劣化。另一方面，在鍍敷層的Fe含量超過14%時，耐鍍敷剝離性會劣化。
藉由以上方式，可獲得本發明的高強度熱浸鍍鋅鋼板。本發明的高強度熱浸鍍鋅鋼板是在鋼板的表面具有每單面的鍍敷附著量為20g/m2 ~120g/m2 的鍍鋅層。在鍍敷附著量小於20g/m2 時，難以確保耐蝕性。另一方面，若鍍敷附著量超過120g/m2 ，則耐鍍敷剝離性會劣化。
如以下所述，鍍敷層正下方的基底鋼板表面的結構具有特徵。
在鍍鋅層的正下方的距基底鋼板表面100μm以內的鋼板表層部，形成有合計每單面0.010g/m2 ~0.100g/m2 的選自Fe、Si、Mn、Al、P、進而選自B、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni中的1種以上的氧化物。另外，鍍敷層正下方的距基底鋼板表面10μm為止的區 域中，在距基底鋼板結晶晶界為1μm以內的粒內存在包含Mn的氧化物。
在鋼中添加了Si及大量Mn的熱浸鍍鋅鋼板中，為了滿足高精度加工時的耐鍍敷剝離性，有必要更高度地控制有可能成為高精度加工時的裂縫等的起點的鍍敷層正下方的基底鋼板表層的組織、結構。因此，本發明中，首先為了確保鍍敷性在退火步驟中提高氧勢，而以如上述的方式進行露點控制。其結果藉由提高氧勢，作為易氧化性元素的Si或Mn等在將要鍍敷之前預先進行內部氧化，而基底鋼板表層部中的Si、Mn的活度降低。藉由該活度的降低，而抑制這些元素的外部氧化，結果改善鍍敷性及耐鍍敷剝離性。而且，該改善效果是在鍍鋅層的正下方的距基底鋼板表面100μm以內的鋼板表層部，使選自Fe、Si、Mn、Al、P、進而選自B、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni中的至少1種以上的氧化物每單面存在0.010g/m2 以上而形成。另一方面，即便存在有超過每單面0.100g/m2 ，該效果亦會飽和，因此上限設為0.100g/m2 。
另外，在內部氧化物僅存在於晶界而不存在於粒內時，可抑制鋼中易氧化性元素的晶界擴散，但有無法充分抑制粒內擴散的情況。因此，本發明中，如上所述般，以使退火爐內的鋼板最高到達溫度成為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間成為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點成為-10℃以上的方式進行控制，藉此不僅晶界會內部氧化，而且粒內亦會發生內部氧化。具體而言，在 距鍍敷層正下方10μm為止的區域中，在距基底鋼板結晶晶界為1μm以內的粒內存在包含Mn的氧化物。藉由在粒內存在氧化物，而減少氧化物附近的粒內的固溶Si、Mn的量。其結果可抑制Si、Mn因粒內擴散而在表面的濃化。
另外，藉由本發明的製造方法而得的高強度熱浸鍍鋅鋼板的鍍敷層正下方的基底鋼板表面的結構如上述般，例如即便上述氧化物在距鍍敷層正下方(鍍敷/基底鋼板界面)至超過100μm的區域中成長亦無問題。另外，即便在鍍敷層正下方的距基底鋼板表面超過10μm的區域中，在距晶界1μm以上的粒內，存在包含Mn的氧化物，亦無問題。
而且，除了上述外，在本發明中，為了提高耐鍍敷剝離性，包含Mn的氧化物成長的鋼板組織較佳為軟質且富有加工性的肥粒鐵(ferrite)相。
實施例1
以下，基於實施例對本發明進行具體地說明。
將包含表1所示的鋼組成的熱軋鋼板進行酸洗，去除黑皮銹皮後，藉由表2所示的條件進行冷軋，而獲得厚度1.0mm的冷軋鋼板。
繼而，將上述所得的冷軋鋼板封入至在退火爐中具備純輻射管型加熱爐的CGL中。CGL中，如表2所示般，控制退火爐內的規定溫度區域的露點及鋼板通過時間、鋼板最高到達溫度而進行通板，藉由加熱帶進行加熱，並藉由均熱帶進行均熱保持，進行退火後，藉由460℃的含有Al的Zn浴實施熱浸鍍鋅處理。另外，關於露點或溫度，是自加熱爐內的中央部抽取環境氣體而測定。另外，控制了露點的溫度區域以外的露點設為-35℃。
另外，環境氣體的氣體成分包含N2 與H2 及不可避雜質，關於環境氣體的露點的控制，是藉由以下方式控制環境氣體的露點：預先另外設置配管，該配管是將設置於N2 中的水槽加熱而加濕後的N2 氣體流動的配管，在經加濕的N2 氣體中導入H2 氣體進行混合，並將其導入至爐內。
另外，GA是使用含有0.14%Al的Zn浴，GI是使用含有0.18%Al的Zn浴。附著量藉由氣體擦拭(Gas Wiping)調節成表2所示的規定的附著量(每單面的附著量)，GA經合金化處理。
對藉由以上方式而得的熱浸鍍鋅鋼板(GA及GI)，調查外觀性(鍍敷外觀)、高精度加工時的耐鍍敷剝離性、加工性。另外，測定距鍍敷層正下方100μm為止的鋼板表層部所存在的氧化物的量(內部氧化量)、及距鍍敷層正下方10μm為止的鋼板表層所存在的包含Mn的氧化物的形態、成長部位、以及距晶界1μm以內的位置中的鍍敷層正下方的粒內析出物。以下表示測定方法及評價基準。
〈外觀性〉
外觀性是在無沒鍍敷到的部位或無合金化不均等外觀不良時判定為外觀良好(記號○)，在有沒鍍敷到的部位或有合金化不均等外觀不良時判定為外觀不良(記號×)。
〈耐鍍敷剝離性〉
關於高精度加工時的耐鍍敷剝離性，對於GA而言，在鍍敷鋼板中，要求抑制超過90°而彎曲成銳角時的彎曲加工部的鍍敷剝離。本實施例中在彎曲120°的加工部上壓接透明膠帶(Cellophane Tape)(註冊商標)，使剝離物轉移至透明膠帶(註冊商標)，藉由螢光X射線法求出透明膠帶(註冊商標)上的剝離物量作為Zn計數量。另外，此時的遮罩徑為30mm、螢光X射線的加速電壓為50kV、加速電流為50mA、測定時間為20秒。按照下述基準，將等級1、等級2、等級3、等級4者評價為耐鍍敷剝離性良好(記號◎○)，將等級5者評價為耐鍍敷剝離性不良(記號×)。◎、○是高精度加工時的鍍敷剝離性完全無問題的性能。×是不適於通常的實用的性能。
螢光X射線Zn統計數量：等級
0-小於500：1(佳)◎
500以上-小於1000：2○
1000以上-小於2000：3○
2000以上-小於3000：4○
3000以上：5(差)×
對於GI而言，要求衝擊試驗時的耐鍍敷剝離性。進行球衝擊試驗(ball impact test)，將加工部進行膠帶剝離，目視判定有無鍍敷層的剝離。球衝擊條件是球重量1000g、落下高度100cm。
○：無鍍敷層剝離
×：鍍敷層剝離
〈加工性〉
關於加工性，製作JIS5號片並測定拉伸強度(TS(MPa))與伸長率(EL(%))，將TS×EL≧24000者設為良好，將TS×EL<24000者設為不良。
〈距鍍敷層正下方100μm為止的區域中的內部氧化量〉
內部氧化量是藉由「脈衝(impulse)爐熱浸-紅外線吸收法」進行測定。但需要減去原材料(即實施退火之前的高張力鋼板)所含的氧量，因此本發明中，將連續退火後的高張力鋼板的兩面的表層部研磨100μm以上，而測定鋼中氧濃度，將該測定值設為原材料所含的氧量OH，並且測定連續退火後的高張力鋼板的板厚方向整體的鋼中氧濃度，將該測定值設為內部氧化後的氧量OI。使用如此而得的高張力鋼板的內部氧化後的氧量OI、與原材料所含的氧量OH，算出OI與OH之差(=OI-OH)，進而將換算成每單面單位面積(即1m2 )的量所得的值(g/m2 )設為內部氧化量。
<在距鍍敷層正下方10μm為止的區域的鋼板表層部所存在的包含Mn的氧化物的成長部位、距晶界1μm以內的位置中的鍍敷層正下方的粒內析出物〉
將鍍敷層溶解除去後，藉由掃描型電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)觀察其剖面，藉由粒內析出物的電子束繞射調查非晶質、結晶性的類別，同樣地藉由能量色散X射線(energy dispersive x-ray，EDX)、電子能量損失譜(electron energy loss spectroscopy，EELS)確定組成。在粒內析出物包含Mn、O時，判定為包含Mn的氧化物。視野倍率為5000倍~20000倍，分別調查了5個部位。在5個部位中，在1個部位以上觀察到包含Mn的氧化物時，判斷成析出有包含Mn的氧化物。至於內部氧化的成長部位是否為肥粒鐵，是藉由剖面SEM調查第2相的有無，在沒有確認到第2相時，判定成肥粒鐵。另外，在距鍍敷層正下方10μm為止的區域中，距基底鋼板結晶晶界為1μm以內的粒內的包含Mn的氧化物，是藉由萃取複製法(extraction replica method)萃取析出氧化物，並藉由與上述同樣的方法確定剖面。
將藉由以上方式而得的結果與製造條件一併表示於表2。
根據表2可明白：藉由本發明法而製造的GI、GA(本發明例)，儘管是含有大量的Si、Mn等易氧化性元素的高強度鋼板，但是加工性及高精度加工時的耐鍍敷剝離性優異，鍍敷外觀亦良好。
另一方面，比較例中，鍍敷外觀、加工性、高精度加工時的耐鍍敷剝離性的任一種以上差。
[產業上之可利用性]
本發明的高強度熱浸鍍鋅鋼板的鍍敷外觀、加工性及高精度加工時的耐鍍敷剝離性優異，可用作用以使自動車的車身本身輕量化且高強度化的表面處理鋼板。另外，除了自動車以外，作為對原材料鋼板賦予防銹性的表面處理鋼板，可應用於家電、建材的領域等廣泛的領域。

Claims (4)

  1. 一種高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其是製造高強度熱浸鍍鋅鋼板的方法，該高強度熱浸鍍鋅鋼板在以質量%計含有C：0.03%~0.35%、Si：0.01%~0.50%、Mn：3.6%~8.0%、Al：0.001%~1.000%、P≦0.10%、S≦0.010%，且其餘部分包含Fe及不可避免的雜質的鋼板的表面，具有每單面的鍍敷附著量為20g/m2 ~120g/m2 的鍍鋅層，上述高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法特徵在於：在連續式熱浸鍍鋅設備中對鋼板實施退火及熱浸鍍鋅處理時，退火爐內的鋼板最高到達溫度為600℃以上、750℃以下，鋼板溫度為600℃以上、750℃以下的溫度區域中的鋼板通過時間設為30秒以上、10分鐘以內，環境氣體中的露點設為-10℃以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其中上述鋼板以質量%計更含有選自B：0.001%~0.005%、Nb：0.005%~0.050%、Ti：0.005%~0.050%、Cr：0.001%~1.000%、Mo：0.05%~1.00%、Cu：0.05%~1.00%、Ni：0.05%~1.00%中的1種以上元素作為成分組成。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法，其中上述熱浸鍍鋅處理後，進一步將鋼板加熱至450℃以上、600℃以下的溫度而實施合金化處理，並將鍍敷層的Fe含量設為8質量%~14質量%的範圍。
  4. 一種高強度熱浸鍍鋅鋼板，其特徵在於：其藉由如申請專 利範圍第1項至第3項中任一項所述的高強度熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造而成，且在鍍鋅層正下方的距基底鋼板表面100μm以內的鋼板表層部，形成每單面為0.010g/m2 ~0.100g/m2 的選自Fe、Si、Mn、Al、P、B、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni中的至少1種以上的氧化物，而且在鍍敷層正下方的距基底鋼板表面10μm以內的區域中，在距基底鋼板結晶晶界1μm以內的粒內存在有包含Mn的氧化物。
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