JPH03271354A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH03271354A JP2071137A JP7113790A JPH03271354A JP H03271354 A JPH03271354 A JP H03271354A JP 2071137 A JP2071137 A JP 2071137A JP 7113790 A JP7113790 A JP 7113790A JP H03271354 A JPH03271354 A JP H03271354A
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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、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関し
、特に、Ｔｉを含有する極低炭素冷延鋼板を母材として
使用して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する時に生ず
る特有の白筋状表面欠陥を効果的に防止することがてき
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するもので
ある。
〈従来の技術〉 溶融亜鉛めっき鋼板は、その優れた耐食性により、各方
面で広く使用されている。　特に、溶融亜鉛めっき後の
鋼板を引き続き加熱合金化処理によって母材鋼板のＦｅ
をめっき層に拡散させてＺｎと合金化せしめた合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は、合金化処理を行わない溶融亜鉛め
っき鋼板に比べ、スポット溶接性や化成処理性が良好で
あり、塗装後の耐食性がすぐれることから、近年、自動
車車体の内・外板向は等に用途が著しく拡大しつつある
。
ところで、自動車車体等のように厳しい成形加工を受け
る部材には、従来から、深絞性の優れた極低炭素冷延鋼
板が使用されている。　この極低炭素冷延鋼板は、鋼板
の深絞性を阻害する鋼中のＣを可及的に低減したうえに
、さらに、微量のＴｉを添加して、固溶Ｃを固定した成
分系を基本とし必要に応じて他の添加成分を加えて強度
や溶接性などの性質を改善した成分系が知られている。
このような極低炭素冷延鋼板を前述した合金化溶融めっ
き鋼板の母材として使用し、深絞性と耐食性がともに優
れた表面処理鋼板を生産する試みかなされてきた（例え
ば特開平１−１８４２２７号公報）。
〈発明が解決しようとする課題〉 従来より、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造にはゼンジ
マー式のめっき設備が用いられており、母材鋼板の加熱
処理にあたっては、まず無酸化炉で鋼板上の油分を燃焼
除去したのちにＮ２とＮ２等の不活性ガスよりなる還元
雰囲気中で加熱還元されめっき浴に導かれる。　めっき
後にはガスワイピングにより目付量か調整され、その後
カップバーナー等により加熱合金化され、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板が製造されていた。
この方法によれば、加熱還元処理に先立って予熱炉とし
て無酸化炉を用い鋼板表面の油分を燃焼除去するので、
鋼板予熱が鋼板のクリーニングを兼ね経済的にすぐれて
いる。
しかし、上記の無酸化炉を有するめっき設備で前述した
Ｔｉ添加した極低炭素冷延鋼板を処理したところ、得ら
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、白筋状の表面
欠陥が発生し、製品の外観品質が著しく損なわれるにい
たった。
したがって、本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造にさいし、特にＴｉを含有する極低炭素冷延鋼板を母
材として使用して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
ときに生ずる特有の白筋状表面欠陥を効果的に防止する
ことができる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提
供することを目的とする。
〈発明の構成〉 本発明者らは、Ｔｉ添加した極低炭素冷延鋼板を合金化
溶融亜鉛めっきした場合に、何故、前述の白筋状の表面
欠陥が発生するのかを詳細に調査した結果、以下の知見
を得るに到った。
すなわち、鋼中Ｔｉが酸化によって鋼板表面に濃化し易
い元素であるために、冷間圧延仕上がりまでの間ならび
に溶融亜鉛めっき設備の無酸化炉内での加熱により、表
面に筋状の濃化むらを起こし、溶融亜鉛めっき時にはめ
っき洛中のＡ１２と鋼板との反応に影響を及ぼし、Ｚｎ
層とＦｅとの界面に生成するＦｅ−Ｚｎ−Ａｌ１合金相
に筋状のむらを生じる。　　このため、めっき後の合金
化時に、ＦｅのＺｎ層内への拡散速度が異なり、筋状の
合金化むらを起こし、外観上筋状の模様となる。
本発明は、かかる現象の解明に基づいてなされたもので
あって、その要点とするところは、 Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有する極
低炭素冷延鋼板を、連続式溶融亜鉛めっき設備を用いて
加熱処理し、溶融亜鉛めっきを行い、引き続き加熱合金
化を行って合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際し
、（ａ）母材鋼板を加熱処理前に、脱脂および酸洗減量
０．２ｇ／ｄ以上の酸洗を行うこと、 （ｂ）加熱処理は、還元性ガス雰囲気内て行うこと、 （ｃ）溶融亜鉛めっきを行うめつき浴に侵入する際の鋼
板温度を３８０℃以上、めっき浴温度以下とすること、 （ｄ）溶融亜鉛めっきを行うめっき浴が０．１２重量％
以上０．２０重量％以下のＡｎを含有すること、 （ｅ）めっき後の加熱合金化処理時のめつき層中へのＦ
ｅの拡散量を７重量％以上重１２重量％以下とすること を特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であ
る。
ここに、Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含
有する極低炭素冷延鋼板は具体的には下記組成からなる
ものであるのが好ましい。
（Ｉ）Ｃ：０．００５重量％以下 ＡＪ２：０．０１重量％以上０．１重量％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
（ＩＩ）Ｃ＋０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｎｂ：０．００１重量％以上０．０５ 重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
（ＩＩＩ）Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｂ　　：Ｏ，０Ｏ０２重量％以上０．００３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
（■）Ｃ：０．００５重量％以下 ｌＱ：ｏ、０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０１重量 ％以下 Ｎｂ：Ｏ，００１重量％以上０．０５ 重量％以下 Ｂ　　：Ｏ，０Ｏ０２重量％以上０．００３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
（Ｖ）Ｃ：０．００５重量％以下 ＡＡ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量 ％以下 Ｐ　　：０．０２重量％以上０．１重量％以下 Ｂ　　：Ｏ，０Ｏ０２重量％以上００ ０３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
（Ｖｌ）Ｃ：０．００５重量％以下 ＡＪ２：０．０１重量％以上０．１重量％以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０１重量 ％以下 Ｎｂ：０．００１重景％以上０．０５ 重量％以下 Ｐ　　：０．０２重量％以上０１重量 ％以下 Ｂ　　：０．０Ｏ０２重量％以上００ ０３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
以下に、本発明の詳細な説明する。
本発明の対象とする母材鋼板はＴｉを ０．０１重量％以上０．１重量％以下含有する極低炭素
冷延鋼板である。　その理由は、本発明が、この成分系
の鋼板を合金化溶融亜鉛めっきしたときに発生する特有
の白筋状表面欠陥の発生の防止を目的とするものだから
である。
その組成の具体的な例は前述した６通りのものが好まし
い。　全成分系に共通するＣ１Ａｌ、Ｔｉの組成限定理
由は以下の通りである。
Ｃは鋼板の絞り加工性（伸び、ｒ値）を阻害するので極
力低減するのが好ましく、０．００５重量％以下で良好
な絞り加工性が得られる。
ＡｉはＴｉを溶鋼中に添加する際、これらの酸化損失を
防止するために０．０１重量％以上必要であるが、０．
１重量％を超えて添加しても効果は飽和し経済的でない
。
Ｔｉは鋼の絞り性に悪影響を及ぼすＣおよびＮをＴｉＣ
％ＴｉＮとして固定するために添加するものである。　
Ｔｉ：０．０１重量％未満ではその効果が不十分であり
、０．１重量％を超えて添加しても効果が飽和し経済的
でない。
前述の（ＩＩ）〜（Ｖｌ）の成分系で添加するＮｂ、Ｂ
、Ｐの添加理由とその組成限定理由を述べる。
Ｎｂは鋼板の伸びおよびｒ値の面内異方性をなくし、絞
り加工に一層適した材質にするために添加する。　Ｎｂ
：０．００１重量％未満では、その効果が不十分であり
、０．０５重量％を超えて添加すると効果は飽和し、む
しろ伸びが減少し経済上また性能上好ましくない。
Ｂは鋼板の脆性改善効果と高温強度アップによる溶接性
改善効果を付与するために添加する。　また、ＢはＰの
粒界偏析を防止し、Ｐ添加時の鋼板の脆性劣化を防止す
るはたらきをも有する。　０．０００２重量％未満では
その効果が不十分であり、０．００３重量％を超えて添
加すると鋼板の伸びとｒ値が減少し性能上好ましくない
。
Ｐは絞り性を阻害せずに鋼板の強度を向上するはたらき
をもつ。　Ｐは０．０２重量未満ではその効果は不十分
てあり、０．１重量％を超えて添加すると鋼板の脆性を
著しく損なうのて好ましくない。
上記成分の冷延鋼板を加熱処理−めっき−加熱合金化処
理を経て合金化溶融亜鉛めっき鋼板とするが、先ず母材
鋼板を加熱処理する前に、脱脂および酸洗減量０．２ｇ
／ｍ”以上の酸洗を行う。　脱脂は鋼板表面をクリーン
にし次の酸洗を効率良く行うために必要であり、その方
法はアルカリ脱脂、電解脱脂、トリクレン等の溶剤脱脂
のいずれを用いてもよい。　また酸洗は鋼板表面の錆等
を除去し、同時に、Ｔｉ等の元素の表面濃化層も除去す
るために行うものであり、これらの除去を十分ならしめ
るために、酸洗減量０．２ｇ／ｍ２以上の酸洗を行うこ
とが必須である。　酸洗浴としては、硫酸浴、塩酸浴の
いずれを用いても良い。
脱脂、酸洗した鋼板を加熱処理するにあたっては、無酸
化炉を使用せず、還元性ガス雰囲気内で行う。　この理
由は、無酸化炉の様な非還元性雰囲気で加熱処理すると
、鋼板表面の酸化が起こり、Ｔｉが鋼板表面に濃化し、
酸洗の効果を滅却してしまうためである。
加熱処理を行った母材鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬し
てめっきするにあたり、めっき浴に侵入する際の鋼板温
度を３８０℃以上でかつ、めっき浴温度以下とする。　
めっき浴の温度はワイピングによる目付は量調整の容易
さとＺｎの蒸散防止の観点から通常の溶融亜鉛めっき浴
と同様の４４０〜５００℃とするので、鋼板温度が３８
０℃未満では、鋼板と亜鉛めっき浴のなじみが悪く不め
っきを起こしやすく、また、鋼板付近の浴温が下がりす
きワイピング不良となりやすい。　また、侵入板温を浴
温以下とすることによって、鋼板付近のＦｅ−Ａｌ１の
飽和溶解度を下げ過飽和状態に維持し、鋼板とめっき浴
の反応以前に均一なＦｅ−Ａ１１−Ｚｎ層を析出させ、
めっき時点のＦｅ−Ａ１２−Ｚｎ層における筋状のむら
を生成させにくくすることができる。
溶融亜鉛めっきを行うめつき浴には０．１２重量％以上
０．２０重量％以下のＡＩｌを含有させることが必要で
ある。　浴中Ａｌを０．１２重量％以上とすることによ
り、溶融めっき時ならびに加熱合金化処理時に、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板のパウダリング性を劣化させるｒ相
の生成を最小にすることができるが、一方、０．２０重
量％を超えてＡｌを含有させると、めっき層と鋼板の合
金化が著しく遅くなるので、生産性を損ない好ましくな
い。
めっき後の加熱合金化処理においてはめつき層中へのＦ
ｅの拡散量を７重量％以上１２重量％以下とする。　Ｆ
ｅニア重量％未満ではめっき層の耐食性が不足したり、
溶接性が損なわれる。　またＦｅ　：　１２重量％を超
えるまで合金化をおこなうとめっきと鋼板界面のｒ相の
生成量が過大となるため合金化溶融亜鉛めっき鋼板のパ
ウダリング性を劣化させ好ましくない。
〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明する
。
（実施例１） 表１に示したＡ−Ｆの各組成の冷延鋼板（板厚Ｑ、７ｍ
ｍ）を表２に示す条件で脱脂、酸洗後、引き続き、還元
焼鈍処理したのち、溶融めっき浴に浸漬し、ガスワイピ
ングして目付は量調整し、さらに加熱合金化処理して合
金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。　得られた鋼板の
めつき外観、耐食性、溶接性、プレス加工性を下記によ
って評価した。
■めっき外観 製造されためっき鋼板をライン出側で目視検査し、白筋
模様の検出された部分のコイル全長に占める割合が１％
未満のものを○、１％以上、３％未満のものを△、３％
以上のもの、不めっきが検出されるものもしくは合金化
不十分でη相（純亜鉛相）がめつき表面に観察されるも
のを×と判定した。
■塗装後耐食性 製造されためつき鋼板にリン酸塩化成処理し、さらにカ
チオン電着塗装を２０μｍ行った後にクロスカットを入
れ塩水９ＬＨ試験を４８０時間行いクロスカット部から
のブリスター発生幅によって下記のように判定した。
２ｍｍ未満のもの　　　　　　　０ ２ｍｍ以上、４ｍｍ未満のもの　△ ４ｍｍ以上のもの　　　　　　　× ■溶接性 Ｃｕ−Ｃｒ合金製のＲ型光端５　ｍ　ｍ、φの電極を用
い、初期加圧１５ｃｙｃｌｅ、通電１２ｃｙｃ　１　ｅ
、保持３ｃｙｃｌｅ、加圧力２３０ｋｇｆ、溶接電流１
０ｋＡ、打点速度１．５秒／打でスポット溶接を行い、
１００打点ごとに３枚溶接部を剥がし、形成ナツゲト径
が＋ＦＴ＝３．３５ｍｍ　（ただしｔは板厚）を切る打
点数によって下記のように判定した。
２０００点以上のもの　　　　　　０ １２００点以上、２０００点未満のものΔ １２００点未満のもの　　　　　　× ■ブレス加工性 ３３ｍｍφポンチを用いて平底円筒試験を行い、絞り比
２．０で絞り、その際の１カツプあたりのめっきの剥離
量によって、下記のように判定した。
２０ｍｇ未満のもの　　　　　　　　０２０ｍｇ以上、
６０ｍｇ未満のもの　６６０ｍｇ以上のものまたは絞り
ぬけ なかったもの　　　　　　　× 本発明の方法によって製造した合金化溶融亜鉛めっき鋼
板は、比較例に比べて、白筋模様もなくかつ耐食性、溶
接性ならびにプレス加工性のいずれにおいてもすぐれた
性能を具備したものであった。
〈発明の効果〉 以上、詳述したように、本発明方法によれば、Ｔｉを含
有する極低炭素冷延鋼板に合金化溶融亜鉛めっきを施し
た際に問題となっていた白筋状の表面欠陥をなくすこと
が可能となった。　したがって、深絞性の優れた上記鋼
板を、高度の耐食性を要求される用途に広く適用するこ
とが可能となり、その、産業上の有用性は絶大である。
手続補正書 （自発） 平Ｆｆｃ０２年０７月１９日 １、事件の表示 平成０２年特許願第０７１１３７号 ２、発明の名称 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 ３゜ 補正をする者 事件との関係 名　　称

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板を、連続式溶融亜鉛めっき設備を
    用いて加熱処理し、溶融亜鉛めっきを行い、引き続き加
    熱合金化を行って合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
    に際し、 （ａ）母材鋼板を加熱処理前に、脱脂および酸洗減量０
    ．２ｇ／ｍ＾２以上の酸洗を行うこと、 （ｂ）加熱処理は、還元性ガス雰囲気内で行うこと、 （ｃ）溶融亜鉛めっきを行うめっき浴に侵入する際の鋼
    板温度を３８０℃以上、めっ き浴温度以下とすること、 （ｄ）溶融亜鉛めっきを行うめっき浴が ０．１２重量％以上０．２０重量％以下 のＡｌを含有すること、 （ｅ）めっき後の加熱合金化処理時のめっき層中へのＦ
    ｅの拡散量を７重量％以上 １２重量％以下とすること を特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. （２）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
  3. （３）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｎｂ：０．００１重量％以上０．０５重 量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
  4. （４）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｂ：０．０００２重量％以上０．００ ３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
  5. （５）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｎｂ：０．００１重量％以上０．０５重 量％以下 Ｂ：０．０００２重量％以上０．００ ３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
  6. （６）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｐ：０．０２重量％以上０．１重量％ 以下 Ｂ：０．０００２重量％以上０．００ ３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
  7. （７）Ｔｉを０．０１重量％以上０．１重量％以下含有
    する極低炭素冷延鋼板が、下記組成からなるものである
    、請求項１記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    。 Ｃ：０．００５重量％以下 Ａｌ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｔｉ：０．０１重量％以上０．１重量％ 以下 Ｎｂ：０．００１重量％以上０．０５ 重量％以下 Ｐ：０．０２重量％以上０．１重量％ 以下 Ｂ：０．０００２重量％以上０．００ ３重量％以下 その他不可避的不純物およびＦｅ。
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