JPH01279739A - 耐熱性にすぐれた溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低炭素アルミニウムキルド鋼板をめっき原板
として耐熱性にすぐれた溶融アルミニウムめっき鋼板を
製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

溶融アルミニウムめっき鋼板（以下、「アルミめっき鋼
板」）は、そのめっき原板がアルミキルド鋼板である場
合、約５５０℃以上の温度に加熱されると、鋼板とめっ
き層との界面での相互拡散反応によりＦｅ−Ａｌ合金層
が生成するため、めっき層表面の金属光沢が失われ、黒
色化する。このような高温度に加熱されても、黒変化を
生じない耐熱性を有するアルミめっき鋼板は、めっき原
板としてリムド鋼板を使用することにより製造され、耐
黒変用アルミめっき鋼板と称して市場に供給されている
。

リムド鋼板を用いて製造されるアルミめっき鋼板が耐熱
性にすぐれているのは、キルド鋼板と異なって、リムド
鋼中には豊富な遊離窒素（フリーＮ）が含まれており、
そのフリーＮがめつき層のＡＩ！、と反応して鋼板とめ
っき層との界面にＡｆｆＮ層を生成し、生成したＡｆＮ
層が、その界面におけるＦｅとＡｆとの相互拡散を遮断
するバリアー層としてＦｅ−Ａｊ！合金層の生成を阻止
するからである。

なお、キルド鋼板は、熱間圧延鋼板（熱延鋼板）、また
は熱間圧延後、冷間圧延を経て製造される冷延鋼板が、
用途・要求材料特性等に応じて使い分けられるが、耐熱
性（耐黒変性）に関しては熱延鋼板であれ、冷延鋼板で
あれ、上記事情に全く変わりはない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、リムド鋼板を用いて製造されるアルミめ
っき鋼板は耐熱性にすぐれてはいるが、リムド鋼中には
偏析や非金属介在物が多（、材質の均一性に乏しいため
、キルド鋼板を用いたアルミめっき鋼板と異なって、加
工性が悪く、曲げ加工や孔拡げ加工等の加工時に割れが
生じ易いという問題がある。しかも、リムド鋼板の使用
により良好な耐熱性が得られるとはいえ、必ずしも鋼板
全面に亘ってその耐熱性が保証される訳ではなく、特に
鋼中のリム層部分では、５５０’Ｃ前後の温度で黒変化
が生じることがある。この部分的な黒変化は、その部分
をスリットすることにより除去できるけれども、それだ
け歩留が低下することとなり製造コストの増大を免れず
、またパネルや小物部品の場合には、スリットによる除
去を行えない場合も多い。

また、リムド鋼とキルド鋼の鋳造工程を比較すると、リ
ムド鋼の場合は、鋳造方式として連続鋳造を適用するこ
とができず、旧来のインゴット鋳造によらなければなら
ないため、連続鋳造や、連続鋳造と圧延工程を直結した
ラインによる製造が可能なキルド鋼板に比し、製造コス
ト面で大きな不利を免れない。

本発明は上記に鑑み、リムド鋼板に代え、材質の均一性
、加工性、経済性にすぐれたキルド鋼板を使用し、耐熱
性にもすぐれたアルミめっき鋼板を製造する方法を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の溶融
アルミめっき鋼板の製造方法は、そのめっき原板として
、Ｃ：　０．１５％以下、Ａ２：ｏ、ｏｏｓ　〜ｏ、ｏ
ｓ％、Ｎ　：　０．００１〜０．０１％、Ｍｎ：０．４
％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる低炭素ア
ルミニウムキルド鋼であって、熱間圧延工程での鋼板巻
取りが温度５５０’Ｃ以下で行われた鋼板を使用するこ
とを特徴としている。

本発明において、めっき原板とし使用される低炭素アル
ミキルド鋼板（熱延鋼板または冷延鋼板）の熱間圧延工
程における熱延鋼板巻取温度を５５０℃以下に規定した
のは、鋼中のフリーＮの残留量を増加させるためである
。通常の低炭素アルミキルド鋼の熱延鋼板の巻取りは、
鋼板の延性の低下を回避するために、５８０〜６５０℃
の高温域で行われる。

このため、鋼中のフリーＮの大部分は脱酸剤として添加
されたＡｆｆｉと反応し、ＡｆＮとして鋼中に固定され
、結果としてめっき層界面のバリアー層（ＡｆＮ層）の
形成に必要なフリーＮｉｌが不足することになる。その
熱延工程での鋼板巻取りを、５５０℃以下の低温度域で
行った場合には、鋼中のフリーＮとＡ１との反応が抑制
され、多量のフリーＮを残留させることができる。その
フリーＮの残留量は、冷間圧延工程を経由しても、はぼ
そのまま保持され、めっき工程後、鋼板とアルミめっき
層との界面でのＡｌとの反応により／ＩＮ層を形成する
。

なお、熱延鋼板の巻取りを上記のように低温度域で行っ
た場合、高温巻取りの場合に比べて、結晶粒が微細化し
、延性が低下するが、その延性は、めっき後に行われる
調質のための熱処理、例えば過時効焼鈍処理等により、
高温巻取り鋼板と同等のレベルに回復するので、加工性
に問題が生じることはない。

本発明のめっき原板として使用される低炭素アルミキル
ド鋼板の化学成分組成について、Ｃ含有量を０．１５％
以下としたのは、それを越えると、鋼板が硬質となり加
工性が低下し、また溶接性にも問題が生じるからであり
、Ａ２含有量の下限を０．００５％としたのは、キルド
鋼として必要な脱酸作用を確保するためであり、０．０
８％を上限としたのは、それを越えると鋼板が硬質とな
り、加工性が低下するほか、Ａ１．０３の生成量が増加
し、表面疵発生の原因となるからである。また、Ｎ含有
量の下限を、０．００１％としたのは、めっき層の黒変
化を防止するバリアー層としてのＡ１８層の形成に必要
なフリーＮ残留量を確保するためであり、０．０１％を
上限としたのは、それを越えると、鋼板が硬質し加工性
が悪くなるからである。Ｍｎは脱酸、およびＳをＭｎＳ
として固定する働きを有し、０．４％以下の範囲で添加
される。

本発明による溶融アルミめっき鋼板の製造法は、上記低
炭素アルミキルド鋼板（熱延鋼板、または冷延鋼板）を
めっき原板として溶融アルミめっきを行った後、鋼板と
めっき層との界面におけるバリアー層の生成を促進させ
るための熱処理が必要に応じて行われる点を除いて、特
別の条件や工程の付加を必要としない。すなわち、上記
低炭素アルミキルド鋼板に、表面スケール、その他の異
物除去のための酸洗等の表面処理を施したのち、溶融ア
ルミめっきラインにおいて、鋼板の片側または両面に所
定の目付量のめっき層を形成する。銅板は溶融アルミめ
っき浴（浴温：約６５０〜６８０″Ｃ）内を通る過程で
加熱されるので、その加熱効果により、めっき浴から引
き上げられた鋼板とその表面に付着したアルミめっき層
との界面でのＡｆｆｉＮ層の生成反応が生じ、生成した
ＡＡＮ層による良好な耐熱性がもたらされる。

上記溶融アルミめっき鋼板に、調質のための熱処理、例
えば鋼板の固溶炭素を析出させて、延性等を損なわずに
、所要の強度をもたせることを目的として、約３００〜
５００℃に加熱保持する過時効焼鈍処理が施される場合
は、その熱処理過程において、鋼板表面にフリーＮの拡
散濃化が生じるので、その後に加熱環境に置かれた場合
のＡｆｆｉＮバリアー層の形成が容易となり、黒変化温
度を更に高める効果が得られる。また、その過時効処理
によって、熱間圧延時の鋼板巻取りを５８０〜６００℃
の高温度で行ったものと同等ないしそれ以上の延性、そ
の他の材料特性が付与される。

〔実施例］ （１）めっき原板： 低炭素アルミキルド鋼の熱間圧延工程での熱延柵板（板
厚：２．７ｍｍ）の巻取りを５０５℃で行い、酸洗後冷
間圧延を行って、板厚０．８ｍ＋＋＋＋の冷延鋼板を得
た。

（２）？容融アルミめっき： 上記冷延ｍ仮を連続溶融アルミめっきラインに供給し、
常法に従って、還元焼鈍、溶融アルミめっき浴（浴温：
６８０℃）への通板、浴上での吹拭ノズルによるめっき
目付量の調整等を行って、目付量８０ｇ／ボ（両面）の
めっき鋼板を得、ついで温度３３０〜４００℃に保持さ
れた焼鈍炉で過時効処理を行った。

（３）耐熱性試験および機械的性質の測定：上記工程を
経て得られためっき鋼板から試験片を切出し、炉温５５
０℃に保持された加熱炉内に２４時間保持し、めっき層
表面の黒変化の有無およびＦｅ−Ａ、ｊ！合金層の生成
層厚を測定した。

また、比較例として、熱間圧延工程での鋼板巻取りを５
８０〜６００’Ｃで行った以外は、上記と同一の圧延、
溶融アルミめっき、および過時効焼鈍処理を行って得た
めっき鋼板（比較例ａ）、およびリムド鋼板をめっき原
板として上記と同じ溶融アルミめっきを行って得られた
めっき鋼板（比較例ｂ）について、それぞれ耐熱性試験
、および機械的性質を測定した。第１表に、めっき原板
の化学成分組成と共にその結果を示す。

同表から明らかなように、比較例ａ（めっき原板：熱延
工程で高温巻取すされた冷延キルド鋼板）は、めっき層
の層厚全体がＦｅ−ＡＱ合金化し、著しい黒変化が生じ
ているるのに対し、発明例（Ｎｏ、　１〜５）はいずれ
も、リムド鋼（反をめっき原）反とする従来の耐熱用材
と全く同様に、めっき層のＦｅ−Ａ４２合金化はごく軽
微であり、黒変化はなく、美麗な金属光沢を有している
。しかも、強度および伸びは、リムド鋼板を原板とする
比較例すを凌ぎ、高温巻取すされたキルド鋼板を原板と
する比較例ａと同等ないし、それ以上のレヘルを有して
いる。

〔発明の効果〕

本発明方法により製造される溶融アルミめっき鋼板は、
リムド鋼板をめっき原板とする従来の耐熱用アルミめっ
き鋼板と同等以上の耐熱性（耐黒変性）を有している。

また、そのめっき原板は、アルミキルド鋼板であるので
、リムド鋼板に比し、均質性にすぐれ、より良好な加工
性と機械的性質を保証することができ、更にリムド鋼と
異なって、連続鋳造材の使用が可能であるので、材料コ
ストの大幅な低減効果をも得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．１５％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０８
   ％、Ｎ：０．００１〜０．０１％、Ｍｎ：０．４％以下
   、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる低炭素アルミニ
   ウムキルド鋼の熱間圧延における鋼板の巻取りを５５０
   ℃以下の温度範囲で行った熱間圧延鋼板または冷間圧延
   鋼板をめっき原板として溶融アルミニウムめっきを行う
   ことを特徴とする耐熱性にすぐれた溶融アルミニウムめ
   っき鋼板の製造方法。 ２、溶融アルミニウムめっきを行った後、３００〜５０
   ０℃での熱処理を行うことを特徴とする請求項１に記載
   の耐熱性にすぐれた溶融アルミニウムめっき鋼板の製造
   方法。