JP2000212648A - 高強度溶融亜鉛めっき鋼板および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、並びに高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶
融亜鉛めっき鋼板および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法、並びに、めっき密着性および耐食性に優
れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の提供。 【解決手段】 Ｐを0.10wt％以下、Moを1.00wt％以下含
有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そのまま、も
しくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750℃以上に加
熱し、冷却した後、鋼板表面の鋼中成分の濃化層を酸洗
により除去し、次いで、Ｐ系酸化物の還元条件下にて加
熱還元した後、溶融亜鉛めっきを施す高強度溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法およびさらに合金化処理を施す高強
度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、並びに、Moを
1.00wt％以下含有する鋼板を溶融亜鉛めっきした後、加
熱合金化して得られる、めっき層中のFe含有量が８〜11
wt％、Mo含有量が 0.002〜0.11wt％である高強度合金化
溶融亜鉛めっき鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体用など
に用いられる高強度鋼板を素材とし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の製造方法、並び
に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の安全性、軽量化および低
燃費化ひいては地球環境改善の観点から、自動車用に耐
食性に優れた高強度鋼板および高強度溶融亜鉛めっき鋼
板の適用が増加しつつある。その中で、高強度溶融亜鉛
めっき鋼板を製造するためには、めっき性がよく、か
つ、溶融亜鉛めっき浴を通過し、またさらに合金化処理
が施された後に所望の強度と加工性が得られる原板を予
め製造することが必要である。

【０００３】また、めっき鋼板をプレス加工する際のめ
っき剥離を防止し金型の手入れをしなくて済むように、
めっき鋼板のめっき密着性が優れることが必要である。
一般に、鋼板の強度を増加させるためにはMnなどの易酸
化性元素を添加することが一般に行われているが、めっ
き前の還元焼鈍時にこれらの元素が酸化物となり、鋼板
表面に濃化し、溶融亜鉛との濡れ性を低下させ、結果と
して鋼板表面にめっきが殆ど付着しない、いわゆる不め
っき欠陥が鋼板表面に発生する。

【０００４】これは、再結晶焼鈍雰囲気はFeにとっては
還元性雰囲気でありFe酸化物は生成しないが、Mnなどの
易酸化性元素にとっては酸化性雰囲気となり、これらの
元素が鋼板表面に濃化し酸化膜を形成し、溶融亜鉛と鋼
板との接触面積を低下させるためである。高強度溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法として、特開昭55−50455 号公
報において、めっき時の焼鈍後の冷却速度を規定する方
法が開示されているが、この方法はめっき性改善の方法
には全く言及しておらず、特にMn含有量が１％を超える
場合には不めっきを防止することは困難であり、まため
っき密着性を改善する方法について全く言及していな
い。

【０００５】このため、自動車用高強度材料として魅力
のある加工性に優れた高強度鋼板も、これを溶融亜鉛め
っきし、加工性に優れていながらかつめっき密着性にも
優れる表面処理鋼板として使用するための実際的な手段
を欠いているのが実状である。また、特公平７−9055号
公報に、Ｐ添加鋼の合金化速度の向上方法として焼鈍後
に酸洗処理した後に亜鉛めっきを施す方法が開示されて
いるが、この方法は合金化速度の向上を目的とするもの
であり、不めっきを防止するための方法ではない。

【０００６】また、上記した方法は、めっき直前の焼鈍
時の雰囲気ガスの露点、水素濃度、温度について言及し
ておらず、鋼種と焼鈍雰囲気の組み合せ条件によって、
不めっきが多発するものと考えられる。また、特開平７
−268584号公報において、鋼中Ｐ含有量によって決定さ
れる温度で二次焼鈍する方法が開示されているが、これ
は、鋼板脆化防止のための温度域が鋼中Ｐ含有量によっ
て左右されるという技術思想に基づくものであって、め
っき性を良好にするための温度についての開示ではな
い。

【０００７】後記の本発明に述べるとおり、一度焼鈍し
た鋼板を再度還元焼鈍する方法において、めっき性を確
保するために重要な事項は、還元焼鈍時の雰囲気であ
る。なぜならば、一度焼鈍した鋼板を酸洗する際に鋼板
表面に生成するＰ系酸洗残渣が充分に還元される雰囲気
でないと、溶融亜鉛との濡れ性に劣る酸化皮膜が焼鈍直
後の鋼板のめっき性を阻害するからである。

【０００８】したがって、後記の本発明と特開平７−26
8584号公報に示された技術とでは、鋼中Ｐ含有量に応じ
て二次焼鈍温度を規定する根拠は全く異なり、結果とし
てそれぞれの目的に応じた最適な二次焼鈍温度範囲は同
じものにはならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、不めっき欠陥の発生を防止す
ることが可能な加工性およびめっき密着性に優れた高強
度溶融亜鉛めっき鋼板および高強度合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法、並びに、高強度合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、Ｐ：0.10
wt％以下、Mo：1.00wt％以下それぞれを含有する鋼のス
ラブを熱間圧延し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧
延を施した後、焼鈍炉にて 750℃以上、より好ましくは
750 ℃以上、1000℃以下、さらに好ましくは800 ℃以
上、1000℃以下に加熱し、冷却した後、鋼板表面の鋼中
成分の濃化層を酸洗により除去し、次いで、鋼板表面の
酸洗残渣であるＰ系酸化物の還元条件下にて加熱還元し
た後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする加工性お
よびめっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法である。

【００１１】第２の発明は、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.
00wt％以下それぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延
し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を施した後、
焼鈍炉にて 750℃以上、より好ましくは750 ℃以上、10
00℃以下、さらに好ましくは800 ℃以上、1000℃以下に
加熱し、冷却した後、鋼板表面の鋼中成分の濃化層を酸
洗により除去し、次いで、雰囲気ガスの露点：−50℃〜
０℃、雰囲気ガスの水素濃度：１〜 100vol ％の条件下
にて加熱還元した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴
とする加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法である。

【００１２】第３の発明は、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.
00wt％以下それぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延
し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を施した後、
焼鈍炉にて 750℃以上、より好ましくは750 ℃以上、10
00℃以下、さらに好ましくは800 ℃以上、1000℃以下に
加熱し、冷却した後、鋼板表面の鋼中成分の濃化層を酸
洗により除去し、次いで、加熱還元温度：ｔ₁ （℃）
が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）に対して下記式(1) を満
足する条件下で加熱還元した後、溶融亜鉛めっきを施す
ことを特徴とする加工性およびめっき密着性に優れた高
強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。

【００１３】 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1) 第４の発明は、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下そ
れぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そ
のまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750
℃以上、より好ましくは750 ℃以上、1000℃以下、さら
に好ましくは800 ℃以上、1000℃以下に加熱し、冷却し
た後、鋼板表面の鋼中成分の濃化層を酸洗により除去
し、次いで、雰囲気ガスの露点：−50℃〜０℃、雰囲気
ガスの水素濃度：１〜 100vol ％、加熱還元温度：ｔ₁
（℃）が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）に対して下記式
(1) を満足する条件下で加熱還元した後、溶融亜鉛めっ
きを施すことを特徴とする加工性およびめっき密着性に
優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。

【００１４】 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1) 前記した第１の発明〜第４の発明においては、前記した
焼鈍炉にて 750℃以上、より好ましくは750 ℃以上、10
00℃以下、さらに好ましくは800 ℃以上、1000℃以下に
加熱し、冷却した後の前記酸洗法が、pH≦１、液温：40
〜90℃の酸洗液中で１〜20秒間酸洗する酸洗法であるこ
とが好ましい（第１の発明の第１の好適態様、第２の発
明の第１の好適態様、第３の発明の第１の好適態様、第
４の発明の第１の好適態様）。

【００１５】また、この場合の酸性液としては、HCl 濃
度：１〜10wt％の塩酸溶液を用いることが好ましい。第
５の発明は、Ｐ：0.10wt％以下を含有する鋼のスラブを
熱間圧延し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を施
した後、加熱温度：Ｔが、750 ℃以上、1000℃以下でか
つ下記式(2) を満足し、雰囲気ガスの露点：ｔが下記式
(3) を満足し、水素濃度が１〜100vol％である雰囲気中
で加熱した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする
加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法である。

【００１６】 0.85≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ（℃）｝≦1.15………… ……(2) 0.35≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×（−30）｝／｛ｔ（℃）｝≦1.8 …… ……(3) 前記した第５の発明においては、前記したＰ：0.10wt％
以下を含有する鋼のスラブが、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：
1.00wt％以下それぞれを含有する鋼のスラブであること
が好ましい（第５の発明の第１の好適態様）。

【００１７】前記した第１の発明〜第４の発明、第１の
発明の第１の好適態様〜第４の発明の第１の好適態様、
第５の発明の第１の好適態様においては、前記したＰ：
0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下それぞれを含有する鋼
のスラブが、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：0.05〜1.00wt％そ
れぞれを含有する鋼のスラブであることがより好ましい
（第１の発明の第２の好適態様、第３の好適態様、第２
の発明の第２の好適態様、第３の好適態様、第３の発明
の第２の好適態様、第３の好適態様、第４の発明の第２
の好適態様、第３の好適態様、第５の発明の第２の好適
態様）。

【００１８】第６の発明は、前記した第１の発明〜第５
の発明のいずれかの発明、もしくは、第１の発明〜第４
の発明それぞれの第１の好適態様〜第３の好適態様、第
５の発明の第１の好適態様、第２の好適態様のいずれか
の好適態様の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で得
られた溶融亜鉛めっき鋼板に、さらに、加熱合金化処理
を施すことを特徴とする加工性およびめっき密着性に優
れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であ
る。

【００１９】第７の発明は、前記した第１の発明〜第５
の発明のいずれかの発明、もしくは、第１の発明〜第４
の発明それぞれの第１の好適態様〜第３の好適態様、第
５の発明の第１の好適態様、第２の好適態様のいずれか
の好適態様の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で得
られた溶融亜鉛めっき鋼板に、さらに、加熱合金化処理
を施すと共に、該加熱合金化処理における合金化温度：
ｔ₂ （℃）が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）および前記し
た溶融亜鉛めっき時の浴中Al含有量：Al（wt％）に対し
て下記式(4) を満足することを特徴とする加工性および
めっき密着性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法である。

【００２０】 0.95≦［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕≦1.05………(4) 上記した第７の発明によれば、めっき層中へのFe拡散
量、Mo拡散量が増加し、母材としての熱間圧延鋼板とし
て、Moを1.00wt％以下、さらに好ましくはMoを0.05〜1.
00wt％含有する鋼板を用いることによって、合金化溶融
亜鉛めっき層中のFe含有量が８〜11wt％、さらに好まし
くは９〜10wt％、Mo含有量が 0.002〜0.11wt％のめっき
密着性および耐食性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板が得られる。

【００２１】第８の発明は、Moを1.00wt％以下含有する
鋼板を溶融亜鉛めっきした後、加熱合金化して得られる
合金化溶融亜鉛めっき鋼板であって、合金化溶融亜鉛め
っき層中のFe含有量が８〜11wt％、Mo含有量が 0.002〜
0.11wt％であることを特徴とするめっき密着性および耐
食性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板である。

【００２２】前記した第８の発明のより好適な態様は、
Moを1.00wt％以下含有し、Ｃを0.010 〜0.2wt ％含有す
る鋼板を溶融亜鉛めっきした後、加熱合金化して得られ
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板であって、合金化溶融亜鉛
めっき層中のFe含有量が８〜11wt％、Mo含有量が 0.002
〜0.11wt％であることを特徴とするめっき密着性および
耐食性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板である
（第８の発明の第１の好適態様）。

【００２３】前記した第８の発明、第８の発明の第１の
好適態様においては、前記したMoを1.00wt％以下含有す
る鋼板が、Moを0.05〜1.00wt％含有する鋼板であること
がより好ましい（第８の発明の第２の好適態様、第３の
好適態様）。なお、前記した第２の発明、第４の発明、
第５の発明、第２の発明の第１の好適態様〜第３の好適
態様、第４の発明の第１の好適態様〜第３の好適態様、
第５の発明の第１の好適態様、第２の好適態様において
は、前記した雰囲気ガスの水素濃度が１vol ％以上、 1
00vol ％未満の場合、残余のガスは不活性ガスであるこ
とが好ましく、該不活性ガスとしては窒素ガスが好まし
い。

【００２４】また、前記した第１の発明〜第５の発明、
第１の発明〜第４の発明それぞれの第１の好適態様〜第
３の好適態様、第５の発明の第１の好適態様、第２の好
適態様における高強度溶融亜鉛めっき鋼板の溶融亜鉛の
めっき付着量は、鋼板片面当たりの付着量として、20〜
120g/m² であることが好ましい。また、前記した第６の
発明〜第８の発明、第８の発明の第１の好適態様〜第３
の好適態様における高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
合金化溶融亜鉛めっきのめっき付着量は、鋼板片面当た
りの付着量として、20〜120g/m² であることが好まし
い。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者らは、不めっき欠陥の防止、加工性およ
びめっき密着性の改善のために、必要な母材鋼板の組
成、焼鈍条件および合金化条件を検討した結果、下記
(1) 〜(3) の知見を得、本発明に至った。

【００２６】(1) ２段加熱・酸洗処理法：Ｐ：0.10wt％
以下、Mo：1.00wt％以下それぞれを含有する鋼板を、焼
鈍炉にて750℃以上、より好ましくは800 ℃以上に加熱
し、冷却後、鋼板表面の鋼中成分の濃化層を酸洗により
除去し、次いで連続溶融亜鉛めっきラインにて再度前記
鋼板を所定の還元性雰囲気で適切な加熱還元温度で焼鈍
した後、溶融亜鉛めっきを施すことによって、不めっき
欠陥を防止し、かつ、めっき密着性さらには耐食性に優
れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板が得られることが判明し
た（第１の発明〜第４の発明、第８の発明）。

【００２７】(2) １段加熱処理法：また、さらに検討を
重ねた結果、Ｐ：0.10wt％以下、より好ましくは、さら
にMo：1.00wt％以下を含有する鋼板を、適切な加熱温度
かつ適切な露点の雰囲気ガス中で加熱した後、溶融亜鉛
めっきを施すことによって、１段階の加熱で良好なめっ
き性、めっき密着性が得られることが判明した（第５の
発明）。

【００２８】(3) 合金化処理法：上記(1) 、(2) で得ら
れた溶融亜鉛めっき鋼板を、好ましくは所定の合金化温
度を満足する条件で合金化することによって、合金化後
のめっき密着性および耐食性の両者に優れた高強度合金
化溶融亜鉛めっき鋼板が得られることが判明した（第６
の発明、第７の発明）。

【００２９】次に、本発明の基礎となった実験について
説明する。なお、以下、前記した第１の発明〜第４の発
明における溶融亜鉛めっき前の処理（：焼鈍炉加熱→酸
洗→加熱還元）を、２段加熱・酸洗処理法とも記し、前
記した第５の発明における溶融亜鉛めっき前の処理（：
加熱還元）を、１段加熱処理法とも記す。

【００３０】〔２段加熱・酸洗処理法：〕0.09％Ｃ−0.
01％Si− 2.0％Mn−0.005 〜 0.1％Ｐ− 0.003％Ｓ−
0.041％Al−0.0026％Ｎ−0.15％Mo−0.02％Crの化学組
成〔：前記各％はwt％を示す〕で、厚さ30mmのシートバ
ーを1200℃に加熱し、５パスで厚さ 2.5mmの熱間圧延鋼
板を得た。

【００３１】次に、得られた熱間圧延鋼板について、下
記(1) →(10)の順序で処理を施した。 (1) ； 540℃で30分間熱処理し、巻き取り相当処理を行
う。 (2) ；液温：80℃の５wt％HCl 溶液中で40秒間酸洗。 (3) ；焼鈍炉において、水素を含む還元性雰囲気下、 8
00℃（鋼板板温）に１分間保持。

【００３２】(4) ；10℃/secの冷却速度で室温まで冷
却。 (5) ；液温：60℃の５wt％HCl 溶液中で10秒間酸洗。 (6) ；水素を含む還元性雰囲気にて 650〜 950℃（鋼板
板温）に20秒間保持。 (7) ；10℃/secの冷却速度で 480℃まで冷却。 (8) ；Alを0.15wt％含有する浴温： 480℃の溶融亜鉛め
っき浴中へ１秒間浸漬して溶融亜鉛めっきを施す。

【００３３】(9) ；溶融亜鉛めっき浴から引き揚げため
っき鋼板のめっき付着量を、ガスワイピングにて50g/m²
に調整。 (10)；H₂濃度：７vol ％、露点（：dp）：−25℃、鋼板
板温： 800℃の条件下で加熱還元した直後に上記した条
件下で溶融亜鉛めっきして得られた溶融亜鉛めっき鋼板
について、 450〜 600℃で加熱合金化処理を施す。

【００３４】次に、得られためっき鋼板の性能を、下記
の評価方法および評価基準で評価した。 〔めっき性：〕溶融亜鉛めっき後のめっき鋼板（未合金
化処理の溶融亜鉛めっき鋼板）の外観を、目視で評価 ○：不めっき欠陥が全く無い（めっき性良好） ×：不めっき欠陥が発生 〔めっき密着性：〕めっき鋼板を、90度曲げ戻しの後、
圧縮側のめっき層をセロハンテープ剥離し、セロハンテ
ープに付着しためっき皮膜の量で評価した。

【００３５】（未合金化処理のめっき鋼板） ○：めっき層の剥離無し（めっき密着性良好） ×：めっき層の剥離有り（めっき密着性不良） （合金化処理しためっき鋼板） ○：めっき剥離量が少ない（めっき密着性良好） ×：めっき剥離量が多い（めっき密着性不良） 〔合金化後の外観：〕目視で評価した。

【００３６】 ○：合金化ムラがなく均一な外観が得られた ×：合金化ムラが発生した 図１、図２に、溶融亜鉛めっき鋼板のめっき性の評価結
果を示し、図３に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき
密着性の評価結果を示す。図１、図２に示すように、良
好なめっき性を確保するためには、溶融亜鉛めっきを施
すに際しての加熱還元（：焼鈍炉後かつその後の酸洗後
の加熱還元）において、雰囲気ガスの露点、水素濃度、
さらには鋼板加熱温度から決定されるＰ系酸化物が熱力
学的に還元される条件下で良好なめっき性が確保される
ことが判明した。

【００３７】図１において、加熱還元時における本発明
範囲の加熱還元温度（鋼板板温）：ｔ₁ （℃）は、下記
式(1) で示される。 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1) なお、上記式(1) 中、Ｐ（wt％）は鋼中Ｐ含有量を示
す。

【００３８】さらに、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化処理
を行う場合、良好なめっき密着性を確保するためには、
図３に示す本発明範囲の合金化温度（鋼板板温）を満足
する必要があることが分かった。図３において、本発明
範囲の合金化温度（鋼板板温）：ｔ₂ （℃）は、下記式
(4) で示される。

【００３９】 0.95≦［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕≦1.05………(4) なお、上記式(4) 中、Ｐ（wt％）は鋼中Ｐ含有量、Al
（wt％）は溶融亜鉛めっき時の浴中Al含有量を示す。す
なわち、本発明者らは、高張力鋼板など、Mnなどの易酸
化性元素の含有量が多い鋼板のめっき性改善方法とし
て、一度焼鈍炉で焼鈍し、鋼板表面にMnなどの易酸化性
元素の表面濃化物を析出させた後、酸洗によって濃化物
を除去した後、雰囲気ガスの露点、水素濃度、鋼板加熱
温度から決定される、Ｐ系酸化物が熱力学的に還元され
る適切な雰囲気ガス条件で加熱還元した直後に溶融亜鉛
めっきを施すことによって、不めっき欠陥を全く発生す
ることなく高強度溶融亜鉛めっき鋼板が製造可能となる
ことを見出した。

【００４０】また、溶融亜鉛めっき後、合金化処理を行
う場合、鋼中Ｐ含有量および溶融亜鉛めっき時の浴中Al
含有量に応じて適切な温度で合金化処理すると、合金化
後のめっき密着性の良好な高強度合金化溶融亜鉛めっき
鋼板が製造できることを見出した。さらに、本発明者ら
は、前記した各種元素を含有する組成の鋼を母材とする
合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、合金化後のめっき層中の
Fe含有量が10wt％、めっき層中のMo含有量が0.01wt％の
めっき鋼板と、Moのみが無添加の前記組成の鋼を母材と
する合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、合金化後のめっき層
中のFe含有量が10wt％、めっき層中のMo含有量が０wt％
のめっき鋼板を試作した。

【００４１】図４に、得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板について、SST 試験（：塩水噴霧試験）を行った結果
を示す。図４に示すように、Moを含有する合金化溶融亜
鉛めっき鋼板は腐食減量が低く、Moを含有しない合金化
溶融亜鉛めっき鋼板に対して、耐食性が大幅に向上する
ことが分かった。

【００４２】〔１段加熱処理法：〕本発明者らは、さら
に、前記した２段階の加熱処理およびこれらの加熱処理
の間に行う酸洗から構成される工程の簡略化を目的とし
て、前記したと同様の方法で実験を重ねた。その結果、
Ｐ：0.10wt％以下を含有する鋼のスラブを熱間圧延し、
酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍
炉において、加熱温度：Ｔが750 ℃以上、1000℃以下で
かつ下記式(2) を満足し、雰囲気ガスの露点：ｔが下記
式(3) を満足し、水素濃度が１〜100vol％である雰囲気
中で加熱した後、溶融亜鉛めっきを施すことによって、
Mo添加の有無に係わらず、１段階の加熱で、しかも溶融
亜鉛めっきラインにおける酸洗を行うことなく、めっき
性、めっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板を
製造することが可能であることを見出した。

【００４３】 0.85≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ（℃）｝≦1.15………… ……(2) 0.35≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×（−30）｝／｛ｔ（℃）｝≦1.8 …… ……(3) 図５、図６に、Mo無添加鋼を母材とする冷間圧延鋼板に
ついて、冷間圧延後、焼鈍、酸洗を行わず、溶融亜鉛め
っきラインにおいてH₂−N₂雰囲気下で加熱し、得られた
鋼板に溶融亜鉛めっきを施した場合の溶融亜鉛めっき鋼
板のめっき性の評価結果を示す。

【００４４】図５、図６に示されるように、溶融亜鉛め
っきの前工程として、加熱温度：Ｔおよび雰囲気ガスの
露点：ｔを精密に制御した水素含有ガス条件下で鋼板を
加熱することによって、Mo添加の有無に係わらず、１段
階の加熱で、しかも溶融亜鉛めっきラインにおける酸洗
を行うことなく、めっき性、めっき密着性に優れた高強
度溶融亜鉛めっき鋼板が得られることが分かった。

【００４５】図５において、溶融亜鉛めっきの前工程の
加熱時における本発明範囲の加熱温度（鋼板板温）：Ｔ
（℃）は、下記範囲となる。 Ｐ（wt％）≦0.072wt ％の場合： 0.85≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ
（℃）｝ かつ、750 ℃≦Ｔ（℃） 0.072wt ％≦Ｐ（wt％）≦0.083wt ％の場合： 750 ℃≦Ｔ（℃）≦1000℃ 0.083wt ％≦Ｐ（wt％）≦0.10wt％の場合： ｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ（℃）｝
≦1.15 かつ、1000℃≧Ｔ（℃） また、図６において、溶融亜鉛めっきの前工程の加熱時
における本発明範囲の雰囲気ガスの露点：ｔ（℃）は、
下記範囲となる。

【００４６】0.35≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×
（−30）｝／｛ｔ（℃）｝≦1.8 以下、本発明においてI.母材鋼板の組成およびII. 製造
条件を規定した理由について述べる。 〔I.母材鋼板の組成：〕 〔Ｐ：0.10wt％以下の規定：〕Ｐは、高強度鋼板を得る
ために有効で、安価な元素であるが、含有量が0.10wt％
を超える場合、スポット溶接性を著しく損なうため、母
材鋼板のＰ含有量を0.10wt％以下と規定した。

【００４７】本発明においては、母材鋼板のＰ含有量を
0.005 〜0.05wt％とするのがより好ましい。 〔Mo：1.00wt％以下の規定：〕Moは、めっき性を損ね
ず、かつ固溶強化を図る上で有効な元素である。さらに
は、Mo添加鋼の方がMo無添加鋼に比べて、本発明で目的
としているＰ系酸洗残渣（：Ｐ系酸化物）の被還元性が
良好であり、結果としてめっき密着性が改善される効果
が見出された。

【００４８】この原因の詳細については不明であるが、
MoがＰを取り込んで縮合酸を形成し、Ｐ系酸化物の中に
Moが何らかの形態で取り込まれ、これが溶解残渣が感じ
る酸素ポテンシャルを低下させるためにＰ系酸洗残渣の
還元を助長し、結果としてめっき密着性が改善されるも
のと推定される。また、Moを添加した母材鋼板を用いた
場合、得られるめっき鋼板の耐食性が良好になる傾向が
見られる。

【００４９】これは、Moは、Feよりも酸化されにくい元
素であり、めっき層中へのMoの僅かな拡散、添加が耐食
性を向上するためと考えられる。本発明においては、母
材鋼板中のMo含有量は、0.05wt％以上であることが好ま
しい。しかし、1.00wt％超の添加は著しく製造コストを
高くしてしまうことから、1.00wt％以下と規定した。

【００５０】本発明においては、母材鋼板のMo含有量を
0.05〜0.5wt ％とするのがより好ましい。 〔その他の元素；Ｃ、Si、Mn、Ｓ、Al、Ｎ、Cr、Ti、
Ｖ、Nb：〕本発明においては、母材鋼板が、その他の元
素として、Ｃ、Si、Mn、Ｓ、Al、Ｎ、Cr、Ti、Ｖ、Nbな
どを含有しても良い。

【００５１】（Ｃ：）Ｃは、強化元素として含有させる
元素であり、含有量が 0.010wt％以上であれば強化効果
が現れ、含有量が0.2wt ％を超えると伸びの低下が著し
くなり、加えて炭素当量が高くなって溶接性を害する。
したがって、Ｃの含有量は、0.010 〜 0.2wt％、より好
ましくは0.03〜0.15wt％であるが、本発明においては特
にはＣ含有量に制限されるものではない。

【００５２】（Si：）Siは、α相中の固溶Ｃ量を減少さ
せることにより、伸びなどの加工性を向上させる元素で
あるが、1.0wt ％超のSiの含有は、めっき性を損ねる。
本発明における母材鋼板のSi含有量は、好ましくは1.0w
t ％以下、より好ましくは0.5wt ％以下であるが、本発
明においては特にSi含有量に制限されるものではない。

【００５３】（Mn：）本発明における母材鋼板のMn含有
量は、高強度を得るために1.0wt ％以上であることが好
ましく、伸びの低下あるいは炭素当量の増大を避けるた
め3.0wt ％以下であることが好ましい。 （Ｓ：）Ｓは、熱間圧延時の熱間割れの原因になる他、
スポット溶接部のナゲット内破断を誘発する元素である
ため、Ｓの含有量を極力低減することが望ましい。

【００５４】したがって、本発明ではＳの含有量は0.05
wt％以下とすることが好ましく、より好ましくは0.010w
t ％以下であるが、本発明においては特にＳ含有量に制
限されるものではない。 （Al：）Alは、製鋼段階での脱酸剤として、また時効劣
化の原因になるＮをAlN として固定するのに有効な元素
である。

【００５５】しかしながら、Al含有量が0.10wt％を超え
る場合、製造コストの上昇を招く。このため、Al含有量
は、好ましくは0.10wt％以下、より好ましくは0.05wt％
以下であるが、本発明においては特にAl含有量に制限さ
れるものではない。 （Ｎ：）Ｎは、時効劣化の原因となり、降伏点（降伏
比）の上昇、降伏伸びの発生を招くことからＮ含有量は
0.010wt ％以下に抑える必要があり、より好ましくは0.
005wt ％以下であるが、本発明においては特にＮ含有量
に制限されるものではない。

【００５６】（Cr：）Crは、組織強化を図る上で有効な
元素であるが、1.0wt ％超の添加はめっき性を損ねてし
まうことから、本発明における母材鋼板のCr含有量は、
好ましくは1.0wt ％以下、より好ましくは0.5wt ％以下
であるが、本発明においては特にCr含有量に制限される
ものではない。

【００５７】（Ti、Nb、Ｖ：）Ti、Nb、Ｖは炭化物を形
成し、鋼を高強度化するのに有効な元素であり、必要に
応じて、母材鋼板が、Ti、NbおよびＶから選ばれる１種
または２種以上を合計量で0.0010wt％以上含有してもよ
い。しかし、1.0wt ％超の添加はコスト高となる他、降
伏点（降伏比）を上昇させて加工性を低下させてしま
う。

【００５８】このため、母材鋼板の上記合計量は、好ま
しくは0.0010〜1.0wt ％、より好ましくは0.010 〜0.20
wt％であるが、本発明においては特にTi、Nb、Ｖの含有
量に制限されるものではない。 〔II. 製造条件：〕以下、II.-１；２段加熱・酸洗処理
法（第１の発明〜第４の発明）、II.-２；１段加熱処理
法（第５の発明）、II.-３；溶融亜鉛めっき、加熱合金
化処理法（第６の発明、第７の発明）における製造条件
について順に述べる。

【００５９】〔II.-１；２段加熱・酸洗処理法（：焼鈍
炉加熱→酸洗→加熱還元→溶融亜鉛めっき）の場合の製
造条件：〕本発明においては、熱間圧延後、酸洗して黒
皮スケールを除去する。この様にして得られた鋼板はそ
のまま次工程の焼鈍、めっき工程に供してもよく、また
は、冷間圧延を施した後に焼鈍、めっき工程に供しても
よい。

【００６０】すなわち、本発明におけるめっき鋼板の母
材鋼板（：素地鋼板）は、熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板
のどちらでもよい。上記鋼板を焼鈍炉にて焼鈍する際の
加熱温度は750 ℃以上、より好ましくは750 ℃以上、10
00℃以下、さらに好ましくは800 ℃以上、1000℃以下が
望ましい。750 ℃未満の場合、高張力鋼板に一般的に含
有されるMnなどの易酸化性元素の鋼板表面濃化量が少な
いため、その後のめっき直前に再表面濃化する。

【００６１】したがって、750 ℃以上、より好ましくは
800 ℃以上で焼鈍し、鋼板地鉄表層部のMnなどの易酸化
性元素を充分表面濃化させることが必要である。また、
焼鈍炉における加熱温度が1000℃を超える場合、α−γ
２相域を外れるため所望の組織と材質が得られず、焼鈍
炉における加熱温度は1000℃以下であることが好まし
い。

【００６２】焼鈍した後、冷却後、鋼板表面の鋼中成分
の濃化層を酸洗により除去する。酸洗における酸洗液の
酸としては、HCl に限定されることはなく、H₂SO₄ 、HN
O₃などを用いることも可能であり、特に酸の種類に制限
されるものではない。焼鈍炉の後工程における上記した
酸洗時の酸洗液のpHは１以下で操業し、塩酸を用いる場
合、HCl 濃度は１〜10wt％とすることが好ましい。

【００６３】酸洗液のpHが１を超える場合、酸洗による
表面濃化物の除去効果が不充分となる。HCl 濃度が１wt
％未満の場合、酸洗による表面濃化物の除去効果が不充
分となり、10wt％を超える場合、過酸洗による鋼板表面
の荒れが生じ、かつ使用する酸の原単位が高くなり、不
適当である。

【００６４】酸洗液の液温は40〜90℃であることが好ま
しく、40℃未満の場合、酸洗による表面濃化物の除去効
果が不充分であり、90℃を超える場合、過酸洗による鋼
板表面の荒れが生じ、不適当である。なお、酸洗液の液
温は、より好ましくは50〜70℃の範囲である。酸洗時間
は、１〜20秒間とするのが好ましく、１秒未満の場合、
酸洗による表面濃化物の除去効果が不充分であり、20秒
を超える場合、過酸洗による鋼板表面の荒れが生じ、か
つ製造時間が長くなり生産性が低下し、不適当である。

【００６５】なお、酸洗時間は、より好ましくは５〜10
秒間の範囲である。本発明においては、酸洗処理の後、
次いで、例えば連続溶融亜鉛めっきラインに配設された
加熱炉において、上記の各工程で処理された鋼板を、再
度、還元性雰囲気で加熱還元した後、溶融亜鉛めっきを
施す。酸洗後に生成する鋼板表面の酸化皮膜（：酸洗残
渣）には、Feと、鋼中Ｐに起因する難溶性のＰが含有さ
れ、このＰ系酸化皮膜（Ｐ系酸化物）を還元しないと、
不めっきを防止できない。

【００６６】また、Ｐ系酸化皮膜は鋼中Ｐに起因するた
め、鋼中Ｐが多いほどＰ系酸化皮膜の生成量が多い。な
お、鋼板表面に生成するＰ系酸化物とは、リン酸根(PO₄
^3-) 、リン酸水素根(HPO₄ ^2- ,H₂PO₄ ^- ) 、水酸基（O
H^- ) および鉄イオン(Fe³⁺ , Fe²⁺) を主構成要素とす
るリン酸鉄化合物一般、およびP₂O₅、P₄O₁₀ などの酸化
燐である。

【００６７】なお、上記したリン酸鉄化合物としては、
下記のリン酸鉄化合物が例示される。 リン酸鉄化合物：Fe^III (PO₄) ・ｎH₂O 、Fe^III ₂(HP
O₄)₃・ｎH₂O 、Fe^III (H ₂PO₄)₃・ｎH₂O 、Fe^II ₃(PO₄)₂
・ｎH₂O 、Fe^II(HPO₄)・ｎH₂O 、Fe^II(H₂PO₄)₂・ｎH₂O
、Fe^III (HPO₄)(OH)・ｎH₂O 、Fe^III ₄ ｛(PO₄)(OH)
｝₃ ・ｎH₂O （ｎ：０以上の整数） なお、酸化燐とリン酸鉄化合物は同程度の還元条件下で
還元される。

【００６８】本発明においては、Ｐ系酸化皮膜が還元さ
れる条件を、熱力学的に的確に制御することによって、
不めっきを防止する。すなわち、本発明者らは、鋼中Ｐ
含有量の異なる種々の鋼板を使用し、それぞれにおいて
めっき性が良好な加熱還元温度と還元雰囲気を調査し
た。その結果、Ｐ系酸化皮膜が熱力学的に還元される条
件でＰ系酸化皮膜を還元し、かつ加熱還元温度が高すぎ
ることによるMnなどの易酸化性元素の再表面濃化を防止
することによって、不めっきを防止しつつ的確なめっき
条件で操業できることを明らかにした。

【００６９】また、さらに、溶融亜鉛めっきを施すに際
しての加熱還元における加熱温度：ｔ₁ （℃）が、鋼中
Ｐ含有量：Ｐ（wt％）に対して下記式(1) を満足するこ
とによって、Ｐ系酸化皮膜が還元され、かつ加熱還元温
度が高すぎることによるMnの再表面濃化を防止し、不め
っきを防止しつつ的確なめっき条件で操業できることを
明らかにした。

【００７０】 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1) すなわち、本発明に係るＰを0.1wt ％以下含有する鋼板
においては、鋼中Ｐ含有量が多い場合は、その分加熱還
元温度を上昇させる必要がある。ただし、例えば、鋼中
Mn含有量が1.0wt ％以上の場合のように、鋼中における
易酸化性元素の含有量が多い場合、加熱還元における加
熱温度：ｔ₁ （℃）と、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）との
関係が下記式(1−1)を満たす場合、加熱還元時にMnなど
の易酸化性元素が再度表面濃化を生じるため、表面濃化
物に起因する不めっきが発生する。

【００７１】 ｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝＜0.9 ……(1−1) また、加熱還元における加熱温度：ｔ₁ （℃）と、鋼中
Ｐ含有量：Ｐ（wt％）との関係が下記式(1−2)を満たす
場合、Ｐ系酸化皮膜の還元が不充分となり、不めっきを
防止できなくなる。 1.1 ＜｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝……(1−2) 実操業においては、上記した最適加熱還元温度の範囲の
上限、下限に対して±10％の範囲であれば不めっきが防
止可能である。

【００７２】加熱還元雰囲気は、Ｐ系酸化皮膜の還元可
能な領域として、エリンガムダイヤグラム図により適切
な露点および水素濃度を選択する必要があるが、還元反
応は雰囲気と加熱還元時の均熱時間との関数であるた
め、実操業上は熱力学的に要求される範囲よりも露点は
やや低め、水素濃度はやや高めである方が好ましい。こ
のため、溶融亜鉛めっきに先立つ加熱還元時の雰囲気ガ
スの露点は−50℃〜０℃、水素濃度は１〜100vol％の範
囲が好ましい。

【００７３】加熱還元時の雰囲気ガスの露点が０℃を超
えて高い場合、前記したように、Ｐ系酸化皮膜が還元し
にくく、長時間加熱還元が必要であるため好ましくな
い。また、雰囲気ガスの露点を−50℃より低くすること
は工業的に困難であり、露点を−50℃〜０℃と規定し
た。また、水素濃度が１vol ％より低い場合、Ｐ系酸化
皮膜が還元しにくく、長時間加熱還元が必要であるため
好ましくない。

【００７４】このため、溶融亜鉛めっきに先立つ加熱還
元時の雰囲気ガスの水素濃度は１〜100vol％の範囲と規
定した。以上述べたように、本発明においては、鋼中の
Ｐに起因するＰ系酸化皮膜を、Ｐ系酸化皮膜の還元性雰
囲気で還元できるように加熱還元時の雰囲気ガスの露
点、水素濃度、加熱温度（鋼板板温）を制御し、かつMn
などの易酸化性元素が多い場合は、焼鈍温度を上げすぎ
ないようにして表面濃化物量を抑制することによって、
不めっきを防止する。

【００７５】〔II.-２；１段加熱処理法（：加熱還元→
溶融亜鉛めっき）の場合の製造条件：〕本発明において
は、Ｐ：0.10wt％以下を含有する鋼のスラブを熱間圧延
し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を施した後、
加熱温度：Ｔが、750 ℃以上、1000℃以下でかつ下記式
(2) を満足し、雰囲気ガスの露点：ｔが下記式(3) を満
足し、水素濃度が１〜100vol％である雰囲気中で加熱し
た後、溶融亜鉛めっきを施す。

【００７６】 0.85≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ（℃）｝≦1.15………… ……(2) 0.35≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×（−30）｝／｛ｔ（℃）｝≦1.8 …… ……(3) 焼鈍温度が750 ℃未満の場合、母材中のバンド状の第２
相中（鋼中セメンタイト析出相中）に濃化しているMnを
分散することができず、不めっき欠陥が発生するため、
加熱温度は750 ℃以上とする。

【００７７】また、加熱温度が1000℃を超える場合、α
−γ２相域を外れるため所望の組織と材質が得られな
い。鋼中Ｐ量の増加に伴い加熱温度を前記した式(2) の
ように増加させる必要があるのは以下の理由による。す
なわち、熱間圧延鋼板の黒皮酸洗時に、鋼板表面に、地
鉄の溶出に伴ってFe−Ｐ系酸洗残渣であるＰ系酸化物が
生成し、残渣を完全に還元し、めっき性を改善するため
には温度を上げなければならない。

【００７８】また、Ｐ系酸化物の生成量は鋼中Ｐ量にほ
ぼ比例する。このため、鋼中Ｐ量の増加に伴い加熱温度
を前記した式(2) のように増加させなければならない。
一方、加熱温度を上げるとMnなどの固溶強化のための易
酸化性合金元素の表面濃化量が増加しめっき性が劣化す
るため、加熱時の雰囲気ガスの露点を下げることによっ
て上記した表面濃化を熱力学的に抑制しなければならな
い。

【００７９】したがって、鋼中Ｐ量の増加に伴い加熱時
の雰囲気ガスの露点を前記した式(3) のように低下させ
る必要がある。さらに、加熱時の雰囲気ガス中の水素濃
度が１vol ％未満の場合、熱力学的にＰ系酸化物が還元
しにくく、長時間の加熱が必要であるため好ましくな
い。このため、加熱時の雰囲気ガス中の水素濃度を１〜
100vol％と規定した。

【００８０】また、以上述べたように、予め焼鈍炉で加
熱することなく、溶融亜鉛めっきラインにおいて加熱雰
囲気を精密にコントロールした条件下で加熱した後、溶
融亜鉛めっきを施すことによって、Mo添加の有無に係わ
らず良好なめっき性、めっき密着性の確保が可能となっ
た。以上のように、加熱時の雰囲気をFe−Ｐ系酸洗残渣
の還元と鋼中成分の表面濃化の抑制を両立するように加
熱温度（鋼板板温）、雰囲気ガスの露点、水素濃度を同
時に制御することによって、初めて、良好なめっき性、
めっき密着性を確保することができる。

【００８１】このため、本発明によれば溶融亜鉛めっき
ライン通板前の焼鈍工程が無くても良好なめっき性、め
っき密着性が確保できる。 〔II.-３；溶融亜鉛めっき、加熱合金化処理法の製造条
件：〕本発明においては、以上の様にして母材鋼板を加
熱還元した後、溶融亜鉛めっき浴中で溶融亜鉛めっきを
施す。

【００８２】溶融亜鉛めっき浴は、Alを0.08〜0.2wt ％
含有するめっき浴が適切であり、浴温は460 〜500 ℃が
適切である。また、浴中に侵入する時の鋼板の板温は46
0 〜500 ℃が適切である。また、溶融亜鉛めっき鋼板の
めっき付着量は、鋼板片面当たりの付着量として、20〜
120g/m² であることが好ましい。

【００８３】溶融亜鉛めっきのめっき付着量が20g/m²未
満の場合は、耐食性が低下し、逆にめっき付着量が120g
/m² を超える場合、耐食性向上効果が実用上飽和し、経
済的でない。なお、上記した鋼板片面当たりの付着量と
は、めっき付着量をめっき付着面積で除した単位面積当
たりの付着量を示す。

【００８４】すなわち、通常の両面めっきの場合は、め
っき付着量を両面のめっき付着面積で除した単位面積当
たりの付着量を示し、片面めっきの場合は、めっき付着
量を片面のめっき付着面積で除した単位面積当たりの付
着量を示す。本発明者らは、以上のようにして製造した
溶融亜鉛めっき鋼板を合金化するに際して、合金化後の
めっき密着性を良好にするための条件を鋭意調査した結
果、合金化温度：ｔ₂ （℃）が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt
％）および溶融亜鉛めっき時の浴中Al含有量：Al（wt
％）に応じて下記式(4) を満足する場合には、合金化が
充分に進行し、かつ過合金によるめっき密着性の劣化も
抑制できることが明らかとなった。

【００８５】 0.95≦［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕≦1.05………(4) すなわち、鋼中Ｐは、地鉄の結晶粒界に偏析し合金化反
応を遅延させ、鋼中Ｐ含有量が多いと、合金化温度を上
げなければ合金化反応が進行しない。また、鋼中Ｐ含有
量が少ないと、合金化温度を上げすぎると過合金により
めっき密着性が劣化する。

【００８６】さらに、溶融亜鉛めっき浴中のAl量が多い
場合、めっき直後に鋼板表面にFe-Al 合金層が多量に生
成するため、合金化に必要な温度が高くなる。また、浴
中のAl量が少ない場合、合金化温度を抑制しないと過合
金によるめっき密着性の劣化を招く恐れがある。以上述
べたように、良好なめっき密着性を確保するためには、
合金化温度：ｔ ₂ （℃）を、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）
および溶融亜鉛めっき時の浴中Al含有量：Al（wt％）に
応じて決定し合金化する必要がある。

【００８７】本発明においては、合金化温度：ｔ
₂ （℃）が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）および溶融亜鉛
めっき時の浴中Al含有量：Al（wt％）に対して下記式
(4) を満足する加熱合金化処理を施すことが好ましい。 0.95≦［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕≦1.05………(4) 合金化温度：ｔ₂ （℃）が下記式(4−1)を満たす場合
は、過合金によりめっき密着性が劣化するため不適当で
ある。

【００８８】 ［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔ｔ₂ （ ℃）〕＜0.95………………(4−1) また、合金化温度：ｔ₂ （℃）が下記式(4−2)を満たす
場合は、合金化が不充分で、焼けムラなどが発生する
か、もしくは長時間の合金化時間を要し、生産性の面か
ら不適当である。

【００８９】 1.05＜［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕………………(4−2) 以上述べたように、本発明における加熱合金化処理は、
母材鋼板中のＰ含有量と溶融亜鉛めっき時の浴中Al量に
応じて溶融亜鉛めっき後の合金化温度を制御して、最適
なめっき密着性を確保することを特徴とするものであ
る。

【００９０】実操業においては、上記した最適合金化温
度の範囲の上限、下限に対して±５％の範囲であればめ
っき密着性を確保することが可能である。以上述べた合
金化処理時のめっき層中へのFe拡散量は、得られるめっ
き層中のFe含有量として８〜11wt％の範囲に収まること
が必要である。８wt％未満の場合、焼けムラなどが発生
するだけでなく、不充分な合金化に起因する摺動性の劣
化が生じ、また11wt％を超える場合、過合金によりめっ
き密着性が劣化する。

【００９１】本発明においては、合金化処理後のめっき
層中のFe含有量が９〜10wt％であることが、より好まし
い。一方、母材鋼板へのMoの添加は、めっき密着性など
を改善するだけでなく、母材鋼板へMoを添加した溶融亜
鉛めっき鋼板の合金化処理時のめっき層中へのMo拡散量
が、得られるめっき層中のMo含有量として0.002 〜0.11
wtを満足する場合、耐食性が良好となることが見出され
た。

【００９２】これは、MoはFeよりも酸化されにくい元素
であり、めっき層中へのMoの僅かな拡散、添加が耐食性
を向上させるためである。本発明においては、合金化処
理時のめっき層中へのMo拡散量は、得られるめっき層中
のMo含有量として0.002 〜0.11wt％であることが好まし
い。0.002 wt％未満の場合、耐食性向上効果が不充分で
あり、逆に0.11wt％を超えてめっき層中のMo含有量を確
保するためには母材鋼板中のMo含有量を1.0wt ％超えと
する必要があり、経済性の面から好ましくない。

【００９３】また、めっき直前の加熱還元時にＰ系酸化
皮膜が未還元であると、Moのめっき層中への拡散が抑制
される傾向が見られた。加熱還元時にＰ系酸化皮膜が完
全に還元されると、めっき密着性などが向上する効果が
あるが、Mo添加鋼においては、この効果以外に、Ｐ系酸
化皮膜の還元によってMoのめっき層中への拡散促進効果
が得られ、その結果、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の耐食
性向上効果も得られることが明らかとなった。

【００９４】以上述べたように、本発明によれば、Moを
1.00wt％以下含有する鋼板を溶融亜鉛めっきした後、加
熱合金化して得られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、合
金化溶融亜鉛めっき層中のFe含有量が８〜11wt％、Mo含
有量が 0.002〜0.11wt％である合金化溶融亜鉛めっき鋼
板が、めっき密着性および耐食性の両者に優れた高強度
合金化溶融亜鉛めっきであることが分かった。

【００９５】なお、上記したMoを1.00wt％以下含有する
鋼板としては、Moを0.05〜1.00wt％含有する鋼板である
ことがより好ましい。本発明においては、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板のめっき付着量は、前記で定義される鋼板
片面当たりの付着量として、20〜120g/m² であることが
好ましい。合金化溶融亜鉛めっきのめっき付着量が20g/
m²未満の場合は、耐食性が低下し、逆にめっき付着量が
120g/m² を超える場合、耐食性向上効果が実用上飽和
し、経済的でない。

【００９６】なお、金属の拡散層である上記した合金化
溶融亜鉛めっきのめっき付着量は、めっき層をNaOH、KO
H などのアルカリ含有溶液もしくはHCl 、H₂SO₄ などの
酸含有溶液に溶解し、得られためっき溶解液を分析する
ことによって測定することができる。

【００９７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 （実施例１〜17、比較例１〜９）〔：２段加熱・酸洗処
理法〕表１に示す化学組成（鋼種：Ａ〜Ｖ）の厚さ300m
m の連続鋳造スラブを1200℃に加熱し、３パスの粗圧延
後、７スタンドの仕上げ圧延機で圧延し、厚さ2.3mmの
熱間圧延鋼板を得た。

【００９８】その後、表２に示す温度(:CT) で巻き取っ
た。得られた熱間圧延鋼板を酸洗後、鋼種Ａ、Ｌ〜Ｖに
ついては熱間圧延鋼板のままで連続焼鈍ラインに通板
し、鋼種Ｂ〜Ｋについては、板厚1.0mm となるように冷
間圧延後、連続焼鈍ラインに通板し、表２に示す加熱温
度で焼鈍した。その後、得られた各鋼種の圧延鋼板を連
続溶融亜鉛めっきラインに通板し、表２に示す各種条件
下で、酸洗、加熱還元、溶融亜鉛めっき、加熱合金化処
理を行った（実施例１〜３、実施例５〜17、比較例１〜
９）。

【００９９】また、実施例４においては加熱合金化処理
を施さずに、後記する評価方法、評価基準に基づいて、
得られた溶融亜鉛めっき鋼板の性能の評価を行った。な
お、表２に示す製造条件以外の条件を下記(1) 〜(3) に
示す。 (1) 連続溶融亜鉛めっきラインにおける酸洗：表２に示
す連続溶融亜鉛めっきラインにおける酸洗は、液温：60
℃、HCl 濃度：５wt％の酸洗液（：pH＝１以下）または
液温：60℃、H₂SO₄ 濃度：５wt％の酸洗液（：pH＝１以
下）を用いて10秒間酸洗を行って実験を行ったが、どち
らの条件でもめっき性改善に効果が認められた。

【０１００】(2) 連続溶融亜鉛めっきラインにおける加
熱還元：表２に示す連続溶融亜鉛めっきラインにおける
加熱還元は、表２に示すH₂濃度のH₂−N₂ガス雰囲気下で
行った。 (3) 溶融亜鉛めっきのめっき付着量、合金化溶融亜鉛め
っきのめっき付着量：加熱合金化処理を施さなかった実
施例４の溶融亜鉛めっきのめっき付着量は、鋼板両面共
40g/m²とした。

【０１０１】また、合金化溶融亜鉛めっきのめっき付着
量は、いずれも、鋼板両面共30〜60g/m²の範囲内であっ
た（実施例１〜３、実施例５〜17、比較例１〜９）。次
に、得られた溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板のめっき性、めっき密着性、合金化後の外観、合
金化度、耐食性、加工性、スポット溶接性などについて
下記評価方法、評価基準に基づいて評価した。

【０１０２】得られた評価結果を表３に示す。なお、表
２におけるＰ系酸化物の還元の有無は、鋼板表面をESCA
（：光電子分光装置）で分析し、酸素と結合すると考え
られるＰ化合物のピークが明瞭に認められるか否かによ
って判断した。なお、上記した酸素と結合すると考えら
れるＰ化合物とは、リン酸根(PO₄ ^3-) 、リン酸水素根
（HPO₄ ^2-,H₂PO₄ ^- ) 、水酸基（OH^- ) および鉄イオン
（Fe³⁺,Fe²⁺) を主構成要素とする下記リン酸鉄化合物
である。

【０１０３】リン酸鉄化合物：Fe^III (PO₄) ・ｎH₂O 、
Fe^III ₂(HPO₄)₃・ｎH₂O 、Fe^III (H ₂PO₄)₃・ｎH₂O 、Fe
^II ₃(PO₄)₂ ・ｎH₂O 、Fe^II(HPO₄)・ｎH₂O 、Fe^II(H₂P
O₄)₂・ｎH₂O 、Fe^III (HPO₄)(OH)・ｎH₂O 、Fe
^III ₄ ｛(PO₄)(OH) ｝₃ ・ｎH₂O （ｎ：０以上の整数） また、ESCAは定法にて測定し、一般的なスペクトル集に
実測例として記載されている、上記したリン酸鉄化合物
に対応する、Ｏと結合すると考えられる位置のＰのスペ
クトル強度に着目し、ピーク高さはピーク以外のノイズ
部分の平均振幅Ｎに比べてピーク位置のベースからの高
さＨが、Ｈ≧３Ｎの関係を満たす場合にピークが明瞭に
認められるとした。

【０１０４】〔めっき性：〕溶融亜鉛めっき後のめっき
鋼板（未合金化処理の溶融亜鉛めっき鋼板）の外観を、
目視で評価。 ○：不めっき欠陥無し（めっき性良好） ×：不めっき欠陥発生 〔めっき密着性：〕めっき鋼板を、90度曲げ戻しの後、
圧縮側のめっき層をセロハンテープ剥離し、セロハンテ
ープに付着しためっき皮膜の量で評価した。

【０１０５】（未合金化処理のめっき鋼板） ○：めっき層の剥離無し（めっき密着性良好） ×：めっき層の剥離有り（めっき密着性不良） （合金化処理しためっき鋼板） ○：めっき剥離量が少ない（めっき密着性良好） ×：めっき剥離量が多い（めっき密着性不良） 〔合金化後の外観：〕目視で評価した。

【０１０６】 ○：合金化ムラがなく均一な外観が得られた ×：合金化ムラが発生した 〔合金化度、Mo拡散量：〕アルカリ性溶液もしくは酸性
溶液による一般的なめっき層溶解方法によって、めっき
層を溶解し、得られた溶液の分析によって合金化溶融亜
鉛めっき層中のFe含有量、Mo含有量を分析、測定した。

【０１０７】〔加工性：〕TS≧590MPaでかつEl≧30％を
満足するものを良好とし、それ以外のものを不良とし
た。 〔耐食性：〕耐食性試験は、塩水噴霧試験（SST ）によ
る腐食減量により評価した。

【０１０８】耐食性改善効果の有無は、Mo無添加鋼を母
材とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板との比較を行い評価
した。 〔スポット溶接性：〕加圧力：2.01kN、電流：3.5kA 、
通電時間：Ts＝25cyc.、Tup ＝３cyc.、Tw＝８cyc.、Th
＝５cyc.、To＝50cyc.、チップ：DR６φ球形状でダイレ
クトスポット溶接を行ない、溶接できたものを優とし、
溶接できなかったものを不良とした。

【０１０９】表２、表３に示すように、本発明の製造方
法によって製造した実施例１〜３、実施例５〜17の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、いずれも、不めっき欠陥が発
生せず、めっき性に優れると共に、めっき密着性、合金
化後の外観、加工性、スポット溶接性についても何ら問
題がなかった。また、実施例４の溶融亜鉛めっき鋼板に
ついても、不めっき欠陥が発生せずめっき性に優れると
共に、めっき密着性、加工性、スポット溶接性について
も何ら問題がなかった。

【０１１０】これに対し、比較例１〜９の合金化溶融亜
鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっきに先立つ加熱還元温
度、溶融亜鉛めっき後の加熱合金化時の合金化温度、合
金化度、もしくは鋼組成が本発明の条件とは異なるた
め、不めっき欠陥が発生するか、めっき品質もしくは加
工性が不良であった。さらには、Mo無添加の母材鋼板を
用いためっき鋼板（比較例２）は、Ｐ系酸化物の還元が
困難で、機械的特性（加工性）だけでなく、めっき性と
めっき密着性についても不良であった。

【０１１１】また、耐食性について、めき層中にMoを含
有するめっき鋼板が、めっき層中にMoを含有しないかも
しくは含有量が少ないめっき鋼板（比較例１、比較例
２）に比べて腐食減量が少なく、めっき層中へのMoの拡
散、添加によって腐食抑制効果が得られることが分かっ
た。 （実施例18〜26、比較例10）〔：１段加熱処理法〕 前記した実施例１〜３、実施例５〜17において、連続溶
融亜鉛めっきライン通板前の焼鈍、連続溶融亜鉛めっき
ラインにおける酸洗を行わなかった以外は実施例１〜
３、実施例５〜17と同様の方法で各鋼種の冷間圧延鋼板
を連続溶融亜鉛めっきラインに通板し、加熱還元、溶融
亜鉛めっき、合金化処理を行い、得られた溶融亜鉛めっ
き鋼板（：未合金化処理の溶融亜鉛めっき鋼板）および
合金化溶融亜鉛めっき鋼板について実施例１〜３、実施
例５〜17と同様の方法で評価した。

【０１１２】製造条件を表４に示し、得られた評価結果
を表５に示す。なお、合金化溶融亜鉛めっきのめっき付
着量は、いずれも、鋼板両面共30〜60g/m²の範囲内であ
った。表４、表５に示されるように、連続溶融亜鉛めっ
きラインにおける加熱還元時の加熱温度、雰囲気ガスの
露点および水素濃度を本発明の範囲内とすることによっ
て、溶融亜鉛めっき鋼板における不めっき欠陥の発生を
防止すると共に、めっき密着性、合金化後の外観および
加工性のいずれにも優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
製造することが可能となった（実施例18〜26）。

【０１１３】これに対して、上記した条件が本発明の範
囲を満足しない場合、不めっき欠陥が発生した（比較例
10）。

【０１１４】

【表１】

【０１１５】

【表２】

【０１１６】

【表３】

【０１１７】

【表４】

【０１１８】

【表５】

【０１１９】

【表６】

【０１２０】

【表７】

【０１２１】

【発明の効果】本発明によれば、不めっき欠陥の発生を
防止し、加工性およびめっき密着性に優れ、さらには耐
食性にすぐれた高強度溶融亜鉛めっき鋼板および高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることが可能となった。
この結果、本発明のめっき鋼板を適用することにより、
自動車の軽量化、低燃費化が可能となり、ひいては地球
環境の改善に大きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼中Ｐ含有量と不メッキ欠陥の発生しない最適
加熱還元温度領域との関係を示すグラフである。

【図２】不メッキ欠陥の発生しない加熱還元時の雰囲気
ガスの水素濃度、露点の最適領域を示すグラフである。

【図３】鋼中Ｐ含有量とめっき密着性の良好な最適合金
化温度領域との関係を示すグラフである。

【図４】めっき層中Mo含有量と腐食減量との関係を示す
グラフである。

【図５】鋼中Ｐ含有量と不メッキ欠陥の発生しない最適
加熱還元温度領域との関係を示すグラフである。

【図６】鋼中Ｐ含有量と不メッキ欠陥の発生しない加熱
還元時の雰囲気ガスの露点の最適領域を示すグラフであ
る。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｇ 1/08 Ｃ２３Ｇ 1/08 (72)発明者 加藤 千昭 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 大澤 一典 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 篠原 章翁 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA23 AB02 AB07 AB28 AB42 AC02 AC12 AC18 AC73 AE03 AE12 AE27 AE33 AE34 4K037 EA17 EA23 FJ05 FJ06 FJ07 GA05 4K053 PA02 PA12 QA03 RA07 RA15 RA16 RA19 TA02 TA03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下そ
   れぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そ
   のまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750
   ℃以上に加熱し、冷却した後、酸洗し、次いで、鋼板表
   面の酸洗残渣であるＰ系酸化物の還元条件下にて加熱還
   元した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする加工
   性およびめっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼
   板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下そ
   れぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そ
   のまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750
   ℃以上に加熱し、冷却した後、酸洗し、次いで、雰囲気
   ガスの露点：−50℃〜０℃、雰囲気ガスの水素濃度：１
   〜 100vol ％の条件下にて加熱還元した後、溶融亜鉛め
   っきを施すことを特徴とする加工性およびめっき密着性
   に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下そ
   れぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そ
   のまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750
   ℃以上に加熱し、冷却した後、酸洗し、次いで、加熱還
   元温度：ｔ₁（℃）が、鋼中Ｐ含有量：Ｐ（wt％）に対
   して下記式(1) を満足する条件下で加熱還元した後、溶
   融亜鉛めっきを施すことを特徴とする加工性およびめっ
   き密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
   法。 記 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1)
4. 【請求項４】 Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下そ
   れぞれを含有する鋼のスラブを熱間圧延し、酸洗後、そ
   のまま、もしくは冷間圧延を施した後、焼鈍炉にて 750
   ℃以上に加熱し、冷却した後、酸洗し、次いで、雰囲気
   ガスの露点：−50℃〜０℃、雰囲気ガスの水素濃度：１
   〜 100vol ％、加熱還元温度：ｔ₁ （℃）が、鋼中Ｐ含
   有量：Ｐ（wt％）に対して下記式(1) を満足する条件下
   で加熱還元した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴と
   する加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛
   めっき鋼板の製造方法。 記 0.9 ≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1100｝／｛ｔ₁ （℃）｝≦1.1 ……… ……(1)
5. 【請求項５】 前記した焼鈍炉にて 750℃以上に加熱
   し、冷却した後の前記酸洗法が、pH≦１、液温：40〜90
   ℃の酸洗液中で１〜20秒間酸洗する酸洗法であることを
   特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の加工性および
   めっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造
   方法。
6. 【請求項６】 Ｐ：0.10wt％以下を含有する鋼のスラブ
   を熱間圧延し、酸洗後、そのまま、もしくは冷間圧延を
   施した後、加熱温度：Ｔが、750 ℃以上、1000℃以下で
   かつ下記式(2) を満足し、雰囲気ガスの露点：ｔが下記
   式(3) を満足し、水素濃度が１〜100vol％である雰囲気
   中で加熱した後、溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とす
   る加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶融亜鉛め
   っき鋼板の製造方法。 記 0.85≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×1150｝／｛Ｔ（℃）｝≦1.15………… ……(2) 0.35≦｛〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕×（−30）｝／｛ｔ（℃）｝≦1.8 …… ……(3)
7. 【請求項７】 前記したＰ：0.10wt％以下を含有する鋼
   のスラブが、Ｐ：0.10wt％以下、Mo：1.00wt％以下それ
   ぞれを含有する鋼のスラブであることを特徴とする請求
   項６記載の加工性およびめっき密着性に優れた高強度溶
   融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の高強度
   溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で得られた溶融亜鉛めっ
   き鋼板に、さらに、加熱合金化処理を施すことを特徴と
   する加工性およびめっき密着性に優れた高強度合金化溶
   融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載の高強度
   溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法で得られた溶融亜鉛めっ
   き鋼板に、さらに、加熱合金化処理を施すと共に、該加
   熱合金化処理における合金化温度：ｔ₂ （℃）が、鋼中
   Ｐ含有量：Ｐ（wt％）および前記した溶融亜鉛めっき時
   の浴中Al含有量：Al（wt％）に対して下記式(4) を満足
   することを特徴とする加工性およびめっき密着性に優れ
   た高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 記 0.95≦［７×｛100 ×〔Ｐ（wt％）＋（２／３）〕＋10×Al（wt％）｝］／〔 ｔ₂ （℃）〕≦1.05………(4)
10. 【請求項１０】 Moを1.00wt％以下含有する鋼板を溶融
    亜鉛めっきした後、加熱合金化して得られる合金化溶融
    亜鉛めっき鋼板であって、合金化溶融亜鉛めっき層中の
    Fe含有量が８〜11wt％、Mo含有量が 0.002〜0.11wt％で
    あることを特徴とするめっき密着性および耐食性に優れ
    た高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。