JPH0466653A - 表面性状に優れた高加工用溶融亜鉛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） 本発明は表面性状と深絞り性に優れた高張力溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法に関する。

（従来技術とその問題点） 近年自動車用鋼板としては、安全性、車体重量軽減およ
び素材使用量の削減の観点から、高張力鋼板が広く利用
されるようになってきた。この自動車用高張力鋼板の中
で、例えば、寒冷期に、道路の融雪剤に含まれる塩類に
よって腐食されるのを防止するために、耐食性に非常に
優れた合金化溶融亜鉛めっき層を有する高張力冷延鋼板
が必要とされてきている。

このために加工性にあわせ耐食性にも優れた高張力鋼板
が大量生産方式で製造されることが強く要望されてきた
。

鋼板に耐食性を付与する一般的な方法として。

ＣｕやＣｒなどの鋼の耐食性を高める元素を鋼中に添加
する方法、あるいは鋼板表面に金属めっきを施す方法が
あるが、前者においては塩害のような苛酷な腐食環境下
ではその効果はあまり期待できない。

従ってこのような苛酷な腐食環境に対しては後者の金属
めっき、その中でも耐食性改善のために厚目付が、安価
で容易に可能な溶融亜鉛めっきが有効である。しかも塗
膜密着性および溶接性を配慮して溶融亜鉛めっき後に合
金化処理を施すことが一般に行われている。

しかしながら、それらの方法で得られた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板は、共通してプレス加工性、特に深絞り性が
高強度化およびめっき層厚みの増加に伴い劣化し、難成
形加工が充分に行えるものはなかった。

また、高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、軟質鋼板と
比較して、高強度確保のためにＳｉ、　Ｍｎ、　Ｐ等の
強化元素を非常に多量に含有している。特に。

固溶強化元素Ｓｉ、　Ｍｎを含有している鋼板は１点状
子めっきやスケール模様等の表面性状欠陥が製品に発生
し、外観および耐食性の観点から、製品の歩留りが高い
水準にあるものはなかった。

（問題解決に関する知見） 本発明は、自動車用鋼板として要求されている高防錆性
およびパウダリングを起こすことのないめっき密着性に
優れ、かつ高強度で、プレス成形性の指標であるｒ値が
１．４以上、しかもプレス加工時の二次加工割れを起す
ことがなく、表面性状に非常に優れた鋼板を製造するこ
とを課題とし、課題解決に関し、本発明者らは、高強度
冷延鋼板の組成、製造方法について種々研究を行った結
果。

極低炭素Ｔｉ、　Ｎｂ複合添加鋼に、所定の固溶強化元
素Ｓｉ、阿ｎ、Ｐ、Ｂを複合添加し、熱延仕上温度を高
目に、捲取温度を低目に設定し、７０％以上の高冷延お
よび溶融めっき装置内で高温還元焼鈍を施すことで、上
記特性を有する高張力溶融亜鉛めっき鋼板が得られる知
見を得た。

（発明の構成） 本発明は、 その素地鋼板が重量％で、 Ｃ：　０．０１％以下、 Ｓｉ　：　０．１％を超え０．５％以下。

Ｍｎ　：　０．５〜２．２％。

Ｐ　：　０．０３〜０．１５％、 ｓ　：　０．０１り％以下。

ｓｏＱ、ＡＱ　：　０．０１〜０．１％、Ｎ　：　０．
００５％以下、 Ｂ　：　０．０００２〜０．００２％ Ｔｉ　：　（４８／１２％Ｃ＋４８／１４％Ｎ　＋　４
８／３２％Ｓ）〜ｏ、ｉ％Ｎｂ　：　０．０１〜０．１
％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＴ
ｉ、　Ｎｂ複合添加極低炭素鋼スラブを９２０〜１０５
０℃で熱間圧延を終了し、４００〜６００℃の温度で捲
き取り、酸洗を施した後、圧下率７０％以上の冷間圧延
を施し、引続き得られた冷延鋼板をインライン焼鈍型の
連続式溶融亜鉛めっき装置に装入し、８００℃〜Ａｃ、
変態点以下の温度で還元焼鈍を行い、その冷却過程にお
いて溶融亜鉛めっき処理を施し、次いで４５０〜６００
℃の温度域で１　ｓｅｃ以上加熱保持することからなる
合金化溶融亜鉛めっき層を有する表面性状に優れかつプ
レス成形性が良好な高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法を提供する。

次に本発明における組成限定理由について説明する。

Ｃ：Ｃはこの発明において、ＴｉＣ，ＮｂＣなどの炭化
物となって固定される。その含有量が低いほど深絞り性
や延性に対して有利であり、ＴｉやＮｂの添加量も少な
くすることができる。上限を０．０１％としたのは、こ
れ以上Ｃが増加した場合に添加しなければならないＴｉ
やＮｂ量が著しく増加しコスト増加につながるからであ
る。したがって、Ｃ量は０．０１％以下とする。

Ｓｉ　：　Ｓｉは鋼板の強度を上げるために有効な元素
であるが、０．５％を超えるとめっき密着性を極端に劣
化させ、不めっき等の表面性状欠陥を発生させるので、
上限を０．５％とする。一方、０．１％以下では、鋼板
の高強度化に大きく関与しない。

Ｍｎ　：　Ｍｎは鋼板の強度を上げるために有効な元素
であるが、２．２％を超えるとＡ３変態点が大きく低下
し再結晶温度近傍となってしまい、焼鈍時に金属組織の
α→γ変態が促進される。このために回復−再結晶過程
で形成されたｒ値に有利な（１１１）再結晶集合組織が
損われてしまう。また、焼鈍時に冷却過程で硬化した組
織を生じてしまう場合もある。上限を２．２％としたの
は、上記冶金学的要因によって鋼板の伸び、ｒ値を著し
く劣化させるからである。一方、０，５％未満では、鋼
板の高強度化に大きく関与しないからである８したがっ
て。

Ｍｎ量は０．５〜２．２％とする。

ＦＤＰもＳｉ、　Ｍｎと同様に鋼板の強度を上げるが、
０．１５％を超えるとプレス加工時に二次加工割れが著
しく発生するばかりでなく、連続式溶融亜鉛めっき装置
内における合金化が困難となるので。

０．１５％以下とする。

また、０．０３％未満では、鋼板の高張力化に対して有
効に作用しない。したがって、Ｐ量は０．０３〜０．１
５％とする。

Ｓ：ＳはＭｎと結合して非金属介在物を形成し、プレス
成形時に割れなどの不具合を生じさせ易い。

さらに、ＳはＴｉＳを形成するため、Ｃを固着するのに
必要なＴｉの添加量がＳ量の増加に伴い上昇し、コスト
面で好ましくない。したがって上限を０．０１５％とす
る。

ＡＱ　：　ＡＱは脱酸のために添加され０．０１％以上
残留するが、０．１％を超えると表面性状に悪影響をお
よぼすので、ｓＯΩ、ＡＱとして上限を０．１％とする
。

Ｎ：Ｎは鋼中の不純物元素であるが、Ｔ１によりＴｉＮ
として固定され、ｒ値を向上させる。しかしこのＮ含有
量がｏ、ｏｏｓ％を超えるとその安定化に要するＴｉ添
加量が増加し、コスト面で好ましくない。したがって、
その上限をｏ、ｏｏｓ％とする。

Ｔｉ　：　ＴｉはＳ、ＮそしてＣを固定しく１１１）再
結晶集合組織を発達させるために添加するもので、下限
を（４ｇ／１２％ｃ　＋　４８／１４％Ｎ　＋　４８／
３２％Ｓ）とする。上限を０．１％とするのは、これを
超える添加を行ってもその効果が飽和するからである。

Ｎｂ　：　Ｎｂは安定なＴｉの炭窒化物を核として熱間
圧延時に粗大なＴｉ、　Ｎｂ複複合室窒化物形成する。

このため、（１１１）再結晶集合組織をより一層発達さ
せるので、ｒ値が向上する。またＮｂ添加により、面内
異方性も改善される。しかし、０．０１％未満の添加量
ではｒ値の向上およびｒ値の面内異方性の改善は見られ
ないので０゜０１％以上とし、また、上限を０．１％と
するのはこれを超えて添加してもその効果が飽和するか
らである。

Ｂ：Ｂは鋼板中の粒界に前述のＰよりも優先偏析し、Ｐ
の粒界脆性によるプレス成形性の劣化を抑制するもので
あり、有効なりの下限値は０．０００２％である。一方
、その含有量が多過ぎると粒成長を阻害し鋼板のｒ値、
伸びを低下させるので、Ｂ添加の上限を０．００２％と
する。

また、本発明鋼板の素材鋼の製造条件は、上記の化学組
成範囲に調整された溶鋼を連続鋳造し、そのスラブをそ
のまま冷却なしに直送するが、あるいは−旦冷却し冷片
として再加熱した後に熱間圧延を行う。

熱延仕上温度については１本発明の骨子となる製造条件
であり、９２０℃以上の高温域で熱延仕上することが、
深絞り性を劣化させずに製品の表面性状を改善するのに
有効である。

一般に、深絞り性を具備する鋼板の仕上温度は、Ａｒ、
変態点以下では（１１１）再結晶集合組織に対して好ま
しくない熱延集合組織を生じさせるので。

Ａｒ、変態点以上とするのが通常であるが、本発明方法
においては、９２０℃以上で行なう。

９２０℃以上ではｒ値を劣化させずに、熱延板のかみ込
みスケールを減少させ、酸洗後および冷延後の鋼板表面
粗度を小さくし、製品の表面性状が改善される。また、
上限温度１０５０℃を設定するのは、熱延仕上温度がこ
れ以上であると熱延板の結晶粒径が大きくなり、（ＩＩ
Ｉ）再結晶集合組織の発達を抑制しｒ値が低下してしま
うからである。

捲取り温度は、高過ぎするとスケールの酸洗性が低下す
るので上限を６００℃とし、下限は捲取り後の板形状不
良を生じさせないために４００℃とする。

冷間圧延に際しては、通常の酸洗を行い鋼板表面を清浄
にしたのち圧延を行う。その時の圧下率はｒ値を１．４
以上確保するために７０％以上とする。

得られた冷延板はインライン焼鈍型の連続式溶融亜鉛め
っき装置に装入し８００℃以上Ａｃ、変態点以下の温度
域で還元焼鈍を実施する。この還元温度の規定について
は、前述の熱延仕上温度同様、本発明の骨子となる製造
条件であり、８００℃未満の還元温度では、溶融亜鉛ぬ
れ付着力が低下し、製品において表面性状欠陥（不めっ
き）が生じるので、下限温度を８００℃とする。その理
由は必ずしも明らかでないが、固溶強化元素肚、Ｐ、Ｓ
ｉの酸化皮膜が生成し溶融亜鉛めっき処理時にその皮膜
が残存しているからと推定される。上限温度をＡｃ３変
態点以下に設定したのは、α→γ変態に伴う（１１１）
再結晶集合組織の消失によるｒ値の劣化を抑制するため
である。

還元処理後連続冷却し溶融亜鉛めっき処理を施し次いで
、４５０℃〜６００℃の温度域で１ｓｅｃ、以上加熱保
持する。この４５０’Ｃ〜６００℃の温度域で加熱保持
するのはめっきばくり量が非常に少ないめっき。

層が得られるからである。

このようにして、本発明によれば、深絞り性に優れ、か
つ表面性状が良好な合金化溶融亜鉛めっき高張力鋼板が
製造される。

（発明の具体的開示） 次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

第１表は、供試材の化学組成を示し、本発明例はＮα１
〜９であり、比較例はＮα１０〜１４である。

転炉で組成調整して溶製を行い、連続鋳造により厚み２
５０ｍｍのスラブとし、続いて熱間圧延を行い、２．３
．２．７．３．２．４．０．５．２ｍｍの熱延板とし、
続いて酸洗１１．冷間圧延を施す。得られた厚み０．８
ｍｍの冷延鋼板をインライン焼鈍型の連続式溶融亜鉛め
っき装置に装入し、高張力溶融亜鉛めっき鋼板を製造し
た。

第１．２図は、第１表のＮａ　２の鋼について熱延仕上
温度の影響を調査した結果を示す図であり、第１図熱延
仕上り温度と噛み込みスケールの個数とそれより得られ
る冷延板ｒ値の関係を示す。この図に見られる通り、９
２０℃未満では噛み込みスケールの数が多く、１２００
℃を超えると、ｒ値が低くなる。第２図は熱延仕上温度
と表面粗度の関係を示す。この図より、９２０℃以上の
温度で熱延を終了する場合、酸洗後の表面も冷延後の表
面も、顕著に平滑であることがわかる。

第３図は同じ鋼で製造した冷延鋼板のめっき前に５０％
Ｈ２＋５０％Ｎ２雰囲気で還元焼鈍した時の還元焼鈍の
温度とめっきぬれ性およびめっき表面の性状の関係を示
す。これによれば、８００℃以上で焼鈍を行う場合に良
好な表面性状が得られることがわかる。

第２表に熱延仕上温度、捲取温度、冷間圧延率、還元温
度の製造条件および製品の特性を示す。

第２表の結果に見られるように、本発明方法の製品１−
■〜１−■および２〜９は、３５ｋｇｆ／ｌ１ｍ２以上
の高強度で、ｒ値も１．４以上と深絞り性に優れ、また
耐二次加工割れ性も縦割れ限界温度が一４０℃以下と良
好で、かつ表面肌荒れや不めっきの発生も無く表面性状
も良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板であることがわかる
。

本発明方法の素材鋼の組成範囲内であっても、熱延仕上
温度、還元温度が、本発明で規定する範囲外であるＮα
１−■は、高強度を呈するものの、表面肌荒れや不めっ
きの表面性状欠陥が生じ問題がある。

同様に、熱延仕上温度、冷間圧延率や還元温度が本発明
で規定する範囲外であるＮＱＩ−■は、ｒ値が１．４以
下と小さく深絞り性ならびに、表面肌荒れや不めっきの
表面性状に問題がある。

Ｃ量が本発明で規定する範囲より多いＮＱＩＯ１ｌＩｌ
ｎ量が規定範囲外のＮα１２、Ｂ量が規定範囲外のＮα
１４は、ｒ値が１．４以下と低く深絞り性に問題がある
。

また、Ｐ量が本発明で規定する範囲より多いＮα１３は
、耐二次加工割れ性の評価値である縦割れ限界温度が０
℃と非常に高く、深絞り成形の際、二次加工割れが発生
する問題がある。

Ｓｉ量が本発明で規定する範囲より多いＮα１１は、本
発明で規定する製造条件の範囲にあっても、不めっきが
発生し、表面性状に問題がある。

（発明の効果） 本発明にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、３５ｋｇ
ｆ／ｍｍ２以上の高強度で、１．４以上のｒ値を示し、
深絞り成形性に優れるだけではなく、表面性状も非常に
良好であり、自動車用鋼板として利用されるその発明の
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ｒ値および熱延板のかみ込むスケール個数に
及ぼす熱延仕上温度の影響を示すグラフ、第２図は、酸
洗後および冷延後の鋼板の表面粗度に及ぼす熱延仕上温
度の影響を示すグラフ、第３図は溶融亜鉛ぬれ付着力に
及ぼすめっき処理前の還元温度の影響を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その素地鋼板が重量％で、 Ｃ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．１％を超え０．５％以下、 Ｍｎ：０．５〜２．２％、 Ｐ：０．０３〜０．１５％ Ｓ：０．０１５％以下、 ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｎ：０．００５％以下、 Ｂ：０．０００２〜０．００２％ Ｔｉ：（４８／１２％Ｃ＋４８／１４％Ｎ＋４８／３２
   ％Ｓ）〜０．１％Ｎｂ：０．０１〜０．１％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＴ
   ｉ、Ｎｂ複合添加極低炭素鋼スラブを９２０〜１０５０
   ℃で熱間圧延を終了し、４００〜６００℃の温度で捲き
   取り、酸洗を施した後、圧下率７０％以上の冷間圧延を
   施し、引続き得られた冷延鋼板をインライン焼鈍型の連
   続式溶融亜鉛めっき装置に装入し、８００℃〜Ａｃ＿３
   変態点以下の温度で還元焼鈍を行い、その冷却過程にお
   いて溶融亜鉛めっき処理を施し、次いで４５０〜６００
   ℃の温度域で１ｓｅｃ以上加熱保持することからなる合
   金化溶融亜鉛めっき層を有する表面性状に優れかつプレ
   ス成形性が良好な高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
   。