JPH0441658A - 耐パウダリング性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - 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） 本発明は焼付硬化性プレス加工用高強度合金化溶融亜鉛
めっき鋼板およびその製造方法に係わり、特にめっき付
着量が４０■／ｒｒｉ’以上（片面）の厚いめっき目付
は量でもプレス加工時の塑性変形においてめっき層の剥
離が少なく耐パウダリング性に優れた焼付硬化性高強度
溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法に関するもので
ある。

（従来の技＊＞ 自動車産業界では、省資源・省エネルギーの観点から車
体の軽量化を目的として強度部材等を中心に高強度冷延
鋼板の採用がさかんに進められてきたが、最近ではいわ
ゆる外板と呼ばれる部品にも高強度鋼板が積極的に適用
されるようになってきた。特に外板用には、耐プント性
の確保を目的としてプレス加工後の塗装焼付は処理によ
って強度が高くなる塗装焼付は硬化性を有するタイプの
適用が増加している。一般には焼付は処理による降伏点
の上昇量として３ｋｇ／ｍｕ”以上が要望されている。

一方、最近では自動車の車体寿命の延長という課題が大
きくクローズアップされ始め、自動車業界では従来より
もさらにめっき皮膜を厚くした表面処理鋼板を内板及び
外板を含めてかなりの部品に適用することが進められつ
つある。特に外板用には塗装焼付は硬化性に優れた厚目
付けの高強度表面処理鋼板の採用が検討されている。と
ころが、鋼板の表面にめっきされた皮膜は、その厚みが
厚いほどプレス加工によって容易に剥離し。

車体の防錆効果を損なうとともに作業環境を悪化させる
といった問題を有している。さらにこの問題は、高強度
鋼板のように強度を確保するために多量の合金元素を含
有させた場合により一層顕在化する。めっき皮膜の剥離
現象はパウダリング性あるいはフレーキング性と呼ばれ
ているが、これらの不良現象を解決する手段として、１
）特開昭５２−１３１９３４号公報に開示されるように
溶融亜鉛めっき浴にＡｌを含有させる方法、　２）特開
昭６１−２７６９６２号公報に開示されるように合金化
亜鉛めっき層中のＦｅ濃度を特定範囲に管理する方法、
など主としてめっき操業条件の改善による方法がこれま
でに検討されてきた。確かにこれらの方法を採用するこ
とによっである程度めっきの剥離を減少させることは可
能であるが、特に目付は量が多くなった高強度の合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の場合には問題を解決するまでには
いたってないのが実情である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、特に厚目付は化および高強度化によって問題
となるめっき皮膜の剥離を極力少なくし、耐パウダリン
グ性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼
板およびその製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前述した問題点を解決するためにめっき
操業条件の最適化を図るとともに鋼板の成分組成につい
ても種々検討を重ねた結果、目付は量を多くしてもめっ
き剥離が非常に少なく、約３ｋｇ／ｍ”以上の焼付は硬
化性を有し、３５ｋｇ／＋ａｍ２以上の高強度を有する
合金化溶融亜鉛めっき鋼板が、１）極低炭素鋼をベース
にして、従来のようなＰの積極的添加を行わずに、Ｃと
当量以下のＮｂおよび固溶状態にあるＢの複合添加、　
２）亜鉛めっき層中のＦｅ濃度を５〜１５％未満に管理
した合金化亜鉛めっき処理、の相乗効果によって製造さ
れることを新たに知見した。

その要旨は、Ｃ：　０．０１０％以下、　Ｓｉ：０．５
％以下１Ｍｎ　：　０．１５〜０．８０％、Ｐ　：　０
．０３０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａ　Ｑ　：　０
．１００％以下、　Ｎ　：　０．００５０％以下、Ｂ　
：　０．０００５〜０．００５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％
）〜７．５×Ｃ（％）、さらにＳｎ　：　０．０５〜０
．８０％、Ｓｂ：　０．００５−０．０８０％、　Ｃｒ
　：　０．０２〜１．５０％のうちの１種または２種以
上を含有し残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼板
に亜鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％の合金化亜鉛
めっき層を施したことを特徴とする耐パウダリング性に
優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板にあ
る。

また、Ｃ：　０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５％以以下
下Ｍｎ：　０．３０〜０．８０％、Ｐ　：　０．０３０
％以下、　Ｓ　：　０．０３％以下、ＡΩ：　０．１０
０％以下、Ｎ　：　０．００５０％以下。

Ｂ　：　０．０００５〜０．００５ｏ％、Ｎｂ：２×Ｃ
（％）〜７．５×Ｃ（％）を含有し、　さらにＳ　ｎ　
：　０．０５〜０．８０％、Ｓｂ二０．００５〜０．０
８０％、　Ｃｒ　：　０，０２０〜１．５０％のうちの
１種または２種以上を含有し残部が鉄および不可避的不
純物からなる鋼片を、仕上温度７５０℃以上、巻取温度
８００℃以下で熱間圧延し、圧下率６０％以上で冷間圧
延した後、連続溶融亜鉛めっきラインで再結晶焼鈍し、
強制的に冷却した後に４２０〜５００℃で溶融亜鉛めっ
きを施し、続けて４００〜６００℃で合金化処理を行い
めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％未満の合金化亜鉛め
っき層を施したことを特徴とする耐パウダリング性に優
れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法である。

以下１本発明について詳細に説明する。

Ｃはプレス加工において必要な高いｒ値と伸びを得るた
めに０．０１０％以下に限定する。特に高い加工性を必
要とする場合には０．００５０％以下とすることが好ま
しい。

Ｓｉは鋼板の強度向上に有効であるが、多すぎるとめっ
きの密着性を悪くするので０．５　　％以下とする。強
度を高く要求されない場合は０．１０％以下が好ましい
。

Ｍｎは鋼板の強度を高めるために含有させる成分で、　
また熱間脆性を防ぐために０．１５％以上とする。一方
、多すぎるとｒ値を劣化させるので０．８０％以下とす
る。

Ｐは強度を上げるのに最も有効な元素であるがプレス加
工によって著しくめつき皮膜を剥離させるので０．０３
０％以下に限定する。　Ｐの下限は規定しないが強度の
観点から０．０１０　％以上が好ましい。

Ｓは微細な硫化物を生成させて強度を上昇させるのに有
効であるが、多いと延性を劣化させるので０．０３０％
以下にする。通常は０．０１０％以上でよい。

八〇はＮを固定する有効な成分として含有されるもので
ある。そのためにはＡｌ／Ｎとして２以上の添加を行う
が、特に本発明では後述するＢの作用を有効に発揮する
ためには０．０４０　　％以上とすることが好ましい、
しかし、多すぎても合金コストを高めるだけなので０．
１０％以下とする。

Ｎは本発明において有害な成分であり、その含有量が多
すぎるとｒ値や延性を劣化させる要因となり、　またＢ
含有効果を阻害するので０．００５０％以下とする。

Ｂはこれまで主にＮの固定のために添加されてきたが、
本発明では固溶のＢがめっきの剥離を抑制するという新
たな知見に基づいてＢを添加する。

その効果を得るためには０．０００５　　％以上の含有
が必要であるが、一方、０．００５０％を超えると効果
が飽和するとともにｒ値を低下させるので０．００５０
％以下とする。

Ｎｂは固溶のＣを固定し非時効性と焼付き硬化性を両立
させるためにＮ　ｂ　／　Ｃ（ｗｔ％比）として２以上
が必要であるが、　７．５を超えると焼付き硬化性が期
待できなくなるので７．５以下とする。

本発明ではさらにＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒのうち１種または２
種以上を含有させる。これらの元素はめっきの剥離に悪
影響を及ぼさずに強度を上昇させるために添加するもの
で、　その目的のためにはＳｎは０．０５％、　Ｓｂは
０．００５％、Ｃｒは０．０２％以上でないと作用効果
が得られない。一方、あまり多すぎても深絞り性を損な
うのでＳｎは０゜８０％、Ｓｂは０．０８０％、Ｃｒは
１．５０％を上限とする。

上記の化学組成からなる溶鋼は常法の転炉や電気炉で溶
製され、連続鋳造あるいは造塊−分塊によって鋼片とし
たのちに熱間圧延する。鋼片は熱間のまま直接熱間圧延
してもあるいは温片の状態で再加熱炉に装入してから熱
間圧延してもよく、再加熱炉の温度は通常１０００〜１
３００℃とする。

熱間圧延時の仕上げ温度は７５０℃を切るとりジングと
いう表面欠陥が発生するので７５０　’Ｃ以上とする。

仕上げ温度の上限は加工性の点で規制する必要はないが
、ロールの磨耗の観点から９５０℃以下が好ましい。仕
上げ後の巻取り温度はあまり高いと強度の確保が難しく
なるので８００℃以下とする。巻取り温度の下限は特に
規定しないが通常３００℃以上とするのがよい。なお、
ｒ値を重視する場合には７００以上の高温で巻き取ると
よい。

次に、冷間圧延は圧下率６０％以上で行う。冷延率が低
すぎると再結晶温度が上昇し、高ｒ値の確保が困難とな
るので６０％以上とする。上限は強度の確保のために８
００℃とする。通常は７５〜８５％の冷延率で行うとよ
い。

冷間圧延後は連続溶融めっきラインで溶融亜鉛めっきお
よび合金化処理が施されるが、加工によるめっき皮膜の
剥離を起こさなくするためには前述した成分組成の他に
これらの処理条件も重要である。まず、通常の方法によ
って無酸化炉−還元炉を通板して再結晶焼鈍するが、焼
鈍温度は通常７００℃以上で行う。そのあとウォーター
クーラーやガスジェットなどによってめっき浴の温度ま
で強制冷却し、４２０〜５００℃で溶融亜鉛めっきする
。めっきの温度は低すぎても高すぎてもめっき性に良く
ないので４００〜５００℃に規定する。また、めっき浴
中にはＡｌを０．０８〜０．３０％の濃度で含有させる
ことが合金化の制御のために有効である。

次に、合金化処理条件は、プレス加工によるめっきの剥
離性を支配する重要な因子の１つであり、４００〜６０
０℃の温度で合金化処理を施しめっき層中のＦｅ濃度を
５〜ＩＳ％未満に制御する。

合金化の温度が低すぎると合金化の反応がおそくなり、
高すぎると逆に合金化が進みすぎていずれもめっき層中
のＦｅ濃度を適正範囲に制御することが難しくなるので
、合金化の温度を４００〜６００℃に規定する。　めっ
き層中のＦｅ濃度は少なすぎると塗装後の耐食性や溶接
性が劣るので５％以上が必要であるが、一方、多すぎる
とめっき剥離が問題となるので１５％未満とする。

なお、合金化亜鉛めっき処理を施したあとに、さらにＦ
ｅ−Ｚｎ系の上層めっきを施すことは、耐めっき剥離性
のさらなる向上に有効である。

最後にスキンパスやテンションレベラーによって伸び率
０．５　％以上を与えて降伏点伸びを消去する。

本発明は、合金化亜鉛めっき鋼板以外にＺｎ−８ｎなど
の亜鉛系めっき銅板にも適用でき発明効果を享受できる
。

（実施例） 表１に示した鋼を溶製し、同表に示す熱間圧延条件で４
．０ｍ＋の熱延板とし、次いで冷間圧延で０．８　ｍと
した後に表２に示す条件で溶融亜鉛めっきと合金化処理
を行った。亜鉛の付着量は片面当たり６０ｇ／ｒｒｌで
厚目付けにした。スキンパス１．０　％を施したあと得
られた鋼板について引張試験、ｒ値、ＢＨ性および加工
によるめっき層の剥離状況を調査した。めっき層の剥離
性については、角筒ポンチで絞り加工を施し、その角筒
コーナ一部にセロテープをはりつけたのちにテープをは
がしてテープに付着しためつき量を測定した。

その付着量を、大、中、少、極少の４段階に区分してめ
っきの剥離性を評価した。各種の測定結果を表２に示す
。

表２から明らかなように、本発明の成分組成、熱間圧延
条件、溶融亜鉛めっき条件および合金化条件をすべて満
たすものはいずれも優れた耐めっき剥離性、焼付硬化性
、高ｒ値を有した高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とし
て評価される。

（発明の効果） 本発明による合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、高強度を確
保しつつ塗装焼付によって強度が上昇する焼付硬化性を
有し、また高いｒ値を持つことから深絞り性も十分備え
ており、あわせて厳しい加工を受けても厚目付けのめっ
き層の剥離が極めて少な〈従来よりも格段に性能を向上
させることができるので、耐プント性や厳しい加工性お
よび従来以上の車体寿命の延長を要求される自動車部品
に適用でき、成形品の不良率低減や作業環境の改善など
産業上極めて有用な効果をもたらす。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５
   ％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％、Ｐ：０．０３０
   ％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．１００％以下
   、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０
   ０５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ（％）、さ
   らにＳｎ：０．０５〜０．８０％、Ｓｂ：０．００５〜
   ０．０８０％、Ｃｒ：０．０２０〜１．５０％のうちの
   １種以上を含有し残部が鉄および不可避的不純物からな
   る鋼板に亜鉛めっき層中のＦｅ濃度が５〜１５％未満の
   合金化亜鉛めっき層を施したことを特徴とする耐パウダ
   リング性に優れた焼付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっ
   き鋼板。
2. （２）重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５
   ％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．８０％、Ｐ：０．０３０
   ％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．１００％以下
   、Ｎ：０．００５０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０
   ０５０％、Ｎｂ：２×Ｃ（％）〜７．５×Ｃ（％）、さ
   らにＳｎ：０．０５〜０．８０％、Ｓｂ：０．００５〜
   ０．０８０％、Ｃｒ：０．０２０〜１．５０％のうちの
   １種以上を含有し残部が鉄および不可避的不純物からな
   る鋼片を、仕上温度７５０℃以上、巻取温度８００℃以
   下で熱間圧延し、圧下率６０％以上で冷間圧延した後、
   連続溶融亜鉛めっきラインで再結晶焼鈍し、強制的に冷
   却した後に４２０〜５００℃で溶融亜鉛めっきを施し、
   続けて４００〜６００℃で合金化処理を行い亜鉛めっき
   層中のＦｅ濃度が６〜１５％未満の合金化亜鉛めっき層
   を施したことを特徴とする耐パウダリング性に優れた焼
   付硬化性高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。