JPH01319661A

JPH01319661A - プレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Info

Publication number: JPH01319661A
Application number: JP63152685A
Authority: JP
Inventors: Makoto Isobe; 誠磯部; Hideo Takamura; 日出夫高村; Akira Yasuda; 安田　顕; Koji Yamato; 康二大和
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1989-12-25

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、自動車、建材等にプレス成形および塗装を行
って用いられる合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関する。

（従来の技術）合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下、ＧＡ錆鋼板記す。）
は、そのＢＥれたｉ１食・１生のため、自動車外板等の
高い防錆性を要求される用途に用いられている。

従来のＧ　Ａ　ｉ［板は、ＧＡ鋼板プレス時の圧縮変形
によって生じるパウタリングと呼はれるめっき層の粉化
ｆｌｌ　１８１１を避けるために、溶融亜鉛めっぎ後の
加熱による合金化工程での条件をコントロールして、合
金化溶融亜鉛めっき層（以下、ＧＡ層と記す。）中のＦ
　ｅ　９Ｑ度を低くしている。

一方、ＧＡ層表面の合金組成、組織に基つく別の問題、
ｔａであるＧＡ錆鋼板電着塗装する際に発生するクレー
タ−の低減と塗装後の二次密着・［１の改善のために、
合金化後のＧＡ層表面に純Ｚｎ相（η相）か残存しない
ように合金化する方法や、特公昭５８　１５５５４号公
報に開示されたＦ　ｅ−Ｚ　ｎ　系合金めっき、特開昭
６１−２５３３９７号公報に開示さねたＦｅ−Ｐ系合金
めっき等か知られている。　　しかし、このような処理
のプレス成形性への影響やその改善に好適な条件を開示
したものはなく、依然としてＧＡ錆鋼板プレス成形性の
向上は図らねでいない。

（発明か解決しようとする；Ｉ！Ｉ！題）プレス成形に
用いられるＧＡ錆鋼板は、ＧＡ層の過度の合金化によっ
てＦ　ｅ　／　Ｇ　Ａ層界面に生しる硬くて脆い「相（
Ｆｅ３２ｎ＋ｏ相）の形成を抑制し、削パウタリング・
袖を付与するために、ＧＡ層中のＦｅン農度を低くして
いる。　　しかし、このようなＧＡ錆鋼板実際に自動車
外板用にプレスするに至り、プレス成形性か問題となっ
た。　即ち、耐バウタリング性改善のためにＧＡ層のＦ
ｅ濃度を低くしたところ、ＧＡ層表面にはζ相（ｒｅＺ
ｎ＋３相）あるいはη相（Ｚｎ相）か残存した。　これ
らの相は柔かいため、ＧＡ錆鋼板プレス成形時おいて、
ヒート部のめつぎ表面の変形か大きくなり、その結果、
摺動抵抗か高くなり、鋼板の流入か困知となり、母オΔ
鋼板は十分な落首を備えているにもかかわらず、板厚の
極端に薄いくびれ部の出来るネッキング現象や割れか発
生しやすくなった。

上記事実に鑑み、本発明は、通常ＧＡ鋼板の耐クレータ
一対策として行われているＦｅ系合金めつきのプレス成
形性への影響の検討から、従来技術ては達成し得ながっ
た耐バツクリング性か高いにもかかわらずプレス成形（
深絞り加工）時にネッキング現象や割れか発生せず、Ｇ
Ａ錆鋼板母材の材料特性とおりにプレス加工可能なＧＡ
錆鋼板見出し、その提供を目的とするものである。

（課題を解決するだめの手段）ＧＡ層の表面は、特に表面かζ相あるいはη相である場
合には、これらの相か柔らかいために、プレス時に型に
押し付けられて変形し、その摺動面積か増加し、時には
ゴーリングか起こるために摺動抵抗か高くなる。　ＧＡ
錆鋼板プレス成形性を母材の材料特性とおりの十分なも
のにするには、ＧＡ層表面の摺動性を向上させ、プレス
時の鋼板流人を阻害させないことか重要である。

この解決手段として、ＧＡ層表面に薄く硬い層を形成し
、ζ相の変形による摺動面積の増加やゴーリングの発生
を抑制すねはよいと考え、電解鉄およびその合金の硬度
か高いことに着目し、ζ相上に適量のＦｅ系電気めっき
を行うことに思い至り、本発明に至った。

本発明は、鋼板の少なくとも一方の面上に、Ｆｅ−Ｚｎ
合金より成る合金化溶融亜鉛めっき層を有し、該合金化
溶融亜鉛めっき層上に、ビッカース硬度４００以上のＦ
ｅまたはＦｅ系合金めっき層を有することを特徴とする
プレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供
するものである。

ＦｅまたはＦｅ系の合金めっき層の付着量は、２　ｇ　
／　ｍ’以上１０　ｇ／　ｍ”以下であることか好まし
い。

合金化溶融亜鉛めっき層は、好ましくは、δｘ相、ζ相
およびη相の混相、さらに好ましくはδｘ相およびζ相
の混相であるのがよい。

Ｆｅ系合金めつキ層は、Ｂ、Ｐ、Ｓ、、Ｔｉ、■、Ｃｒ
、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ。

Ｓ　ｎ、Ｗ、Ｒｅ、、Ｐｄのうぢより選はれた１種また
は２種以上の元素を含有して成る層であることか好まし
い。

以下に、本発明のプレス成形性に（量れる合金化溶融亜
鉛めっき鋼板について、詳細に説明する。

本発明のプレス成形性に（ｆ］する合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板（す、鋼板の少なくとも一方の面十に、Ｆｅ−Ｚ
ｎ合金より成る合金化溶融亜鉛めっき層を有し、その層
」−には、ＦｅまたはＦｅ系合金めっき層を有するか、
ＦｅまたはＦｅ系合金めっき層の硬度は、Ｆｅ単相と同
等あるいはそれ以上のものであること、ビッカース硬度
で表現すると、ζ相１５０〜２００に対して４００以上
であることか重要である。

その理由は、ＦｅまたはＦｅ系合金めっき層か柔らかい
と、ＧＡ錆鋼板プレス成形時おりるネッキング現象や割
れの発生を防止てきないからである。

また、この「ｅまたはＦｅ系合金めっき層のＧＡ錆鋼板
のイ＝Ｊ着量は、少くとも一方のＧＡ層表面に２　ｇ　
／　ｍ’以上１０　ｇ／　ｍ’以下であることか好まし
い。

ＧＡ層表面は微細な凹凸に富むため、付着量か２　ｇ／
　ｍ’未満であると、ＦｅあるいはＦｅ系の合金めっき
でＧＡ錆鋼板表面を十分に覆うことかできない。　また
、１０　ｇ／　ｍ’超であると、高硬度なＦｅあるいは
ｆ’ｅ系の合金めつぎ層の膜か形成され、この膜かＧＡ
錆鋼板プレス成形時変形に追従てきないためにフレーク
状にヱリ離してしまい、好ましくない。

ＧＡ層の形成、即ち素地鋼板から亜鉛めっき層内へＦｅ
を拡散させて合金化させる際は、ＧＡ層は、好ましくは
δｘ相、ζ相およびη相の混相、さらに好ましくはδｘ
相およびζ相の混相となるよう制御する。

ＧＡ層をこのように規定する理由は、プレス成形時にめ
っき層の剥離（すなわちパウダリング）を発生させない
ためである。　　また、塗装後の二次密着性を良好とす
るためである。

さらに、Ｆｅ系合金めっき層は、Ｂ、Ｐ、Ｓ　　、　　
Ｔｉ　　、　　Ｖ　　、　　Ｃｒ、　　Ｍｎ　　Ｖ　　
Ｃｏ、　　Ｎｉ。

Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｂのうちより選はれた
１種または２種以上の元素を含有するものであることか
好ましい。

その理由は、このような元素は、耐クレーター性に好ま
しい効果を発揮するものであると共に、ビッカース硬度
４００以上のめつき層を、安定に電析せしめる働ぎをも
つためである。

また、Ｆｅ系合金めっき層は、これらの元素の他にシリ
カ、アルミナ等を分散させた分散めっきとすると、塗料
密着性等か向上するのでり了ましい。

以下に、本発明のプレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛
めっぎ鋼板の好適製造方法を示す。

冷延鋼板は、再結晶か十分に起こり、良好なプレス成形
性を得るのに必要な温度、具体的には７００〜８８０℃
の範囲の温度で焼鈍された後、冷却過程て４３０〜５０
０℃程度の温度に保持された溶融亜鉛浴に浸漬され、め
っきされ、ガスワイピングにより所定の亜鉛付着屋とさ
れた後、４５０〜６００℃の温度に加熱保持される。　
この操作により素地鋼板から亜鉛めっき層内へＦｅか拡
散し、合金化する。　続いて、めっき処理を施された冷
延鋼板は冷却され、０２〜２％の圧下率て調質圧延され
る。

この調質圧延により、表面粗さは５Ｒａ−１３〜２．２
μｍ程度（圧延前）から０７〜１４μｍ　（圧延後）ま
で小さくなる。

調質圧延後のＧＡ層板は、最後に、電気めっき法により
ＦｅまたはＦｅ系合金めっきか施される。

（実施例）次に、本発明を実施例に基いて説明する。

本発明のＧＡ錆鋼板よび従来のＧＡ錆鋼板作り、めっき
性状を評価し、オΔ料特性を試験・評価した。

母材鋼板は、いずれも板厚０　７ｍｍの超低炭素鋼（Ｃ
：　０．００２〜０．００４重量％）を使用し、〒（ラ
ンクフォート）値を増減させるために、焼鈍条件、母材
鋼板への添加成分とその含イｊ量を若干変化させた。　
表２には、母材鋼板へ添加した成分とその含有量の範囲
を示し、表３には、各鋼板の第１料特性値の範囲を示し
た。

表４には、下記の方法で試験・評価した各鋼板のめフき
性状とオオ料特性の試験結果を示した。　また、第１図
には、引張試験におりる〒（ランクフォーＦ　）値と平
底円筒絞り試験におりる限界絞り比（Ｌ、Ｄ、Ｒ）との
関係を示した。

めっき性状は、ＧＡ層目付量、ＧＡ層Ｆｅ濃度、ＧＡ層
の相構成、上層めっきの成分組成、上層めっき目付量、
表面粗さについて記した。

評価条件は、以下の通りである。

ＧＡ層層目骨量およびＧＡ層Ｆｅ濃度は、上層めっきを
行う前の時点て、Ｆｅの電位まてめつきを電気熔解し、
溶出したＺｎ、Ｆｅ量を、原子吸光分析法により測定し
て得た。

ＧＡ層の相構成は、定電流でＧＡ層を溶解した時の電位
変化より求めた。

−Ｆ層めっき目イ］量は、上層めっき前後の重量差より
求め、成分組成は、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（Ｅ
ＤＸ）で分析した。

表面粗さは、５Ｘ５ｍｍの試験片を用い、三次元粗度計
で測定した平均粗さ（ＳＲａ）で示した。

材料特性は、引張試験（〒値）、平底円筒絞り試験（Ｌ
、Ｄ、Ｒ，）　、ビッカース硬度、耐パウダリング性、
耐クレーター性について試験・評価した。　試験・評価
条件は以下の通りである。

引張試験は、ＪＩＳＳ号試験片を引張速度１０ｍｍ／ｍ
ｉｎ　　で引っ張り、降伏点（ｙｓ）、引張強度（ＴＳ
）および伸び（Ｅｕ）を求めた。　また、与ひずの１５
％での板厚、板幅を測定し、〒値を求めた。

平底円筒絞り試験は、ポンチ径３３ｍｍ、絞り速度０．
５ｍｍ／ｓｅｅ、、　しわ押え圧３００　ｋｇｆ　とし
、憫滑油としてタフ二オイルコート　Ｚ５（出光）を用
い、通常の方法て行った。　ビッカース硬度は、マイク
ロビッカース硬度側を用い、η相を除＜ＧＡ層（比較例
Ｑ−Ｖ）については各相を断面から、η相（比較例Ｓ）
および上層めっき（本発明例）については、２０〜３０
　ｇ　／　ｍ　２の目イ寸量になるように冷延鋼板にめ
っきした別サンプルを用い、表面から、０５〜５ｇの荷
重で圧子を押し込み、顕微鏡で圧痕を測定して求めた。

耐パウダリング性は、鋼板（４０ｍｍ幅）を】Ｒて９０
°内曲げ戻しし、その際に剥離するめっきを、あらかし
めす占りイ寸けておいたセロテープて採取し、Ｚｎの螢
光Ｘ線（照射Ｘ線発生電流　１．６ｍＡ）をカラン１−
（ｃｐｓ）して評価した。

耐クレーター性は、鋼板に浸漬法でリン酸塩系の化成処
理を行った後に、カチオン電着塗装を行い、クレータ−
の発生ずる電圧を測定し、その電圧（Ｖ）で評価した。

　電着条件は、極比（対極／サンプル）２、極間４０　
ｍｍ、電着膜厚２０±５μｍとした。

耐パウダリング性および耐クレーター性の評価基準は、
　表１に示した。

表　　　　１第１図から明らかなように、本発明のＧＡ錆鋼板白ぬき
）はり、Ｄ、Ｒか高く、プレス成形性、深絞り性か良い
。　　また、Ｌ、Ｄ、Ｒは〒値とよい正の相関を示す。

　　これに刻し、従来のＧＡ錆鋼板黒丸）ｔｆＬ、Ｄ、
Ｒか低くプレス成形＋４か悪い。　　また、Ｌ、Ｄ、Ｒ
は材質（〒値）に依存しない。

さらに、表４から明らかなように、本発明のＧＡ錆鋼板
いずれもビッカース硬度か高く、耐バウタリング性およ
び耐クレーター性か良好であるか、従来のＧＡ錆鋼板、
耐パウタリング性は良好であるものの、ビッカース硬度
か低く、耐クレーター性に問題かある。

（発明の効果）本発明は、ＧＡ　ｗＩ板のプレス加工に際して、プレス
成形性かよく、母材鋼板の材料特性とおりの十分な深絞
り性を発揮し、がつ、十分な耐パウタリング性を有する
ＧＡ錆鋼板提供てきるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、未発明のＧＡ錆鋼板よび従来のＧＡ錆鋼板、
引張試験におりるＴ値と、平底円筒絞り試験における限
界絞り比（Ｌ、Ｄ、Ｒ，）　との関係を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼板の少なくとも一方の面上に、Ｆｅ−Ｚｎ合金
より成る合金化溶融亜鉛めっき層を有し、該合金化溶融
亜鉛めっき層上に、ビッカース硬度４００以上のＦｅま
たはＦｅ系合金めっき層を有することを特徴とするプレ
ス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
（２）ＦｅまたはＦｅ系合金めっき層の付着量が２ｇ／
ｍ＾２以上１０ｇ／ｍ＾２以下である請求項１に記載の
プレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
（３）合金化溶融亜鉛めっき層がδｘ相およびζ相の混
相、またはδｘ相、ζ相およびη相の混相より成る請求
項１または２に記載のプレス成形性に優れる合金化溶融
亜鉛めっき鋼板。
（４）Ｆｅ系合金めっき層が、Ｂ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｒｅ
、Ｐｂのうちより選ばれた１種または２種以上の元素を
含有して成る請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成
形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板。