JPH0742547B2

JPH0742547B2 - 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Info

Publication number: JPH0742547B2
Application number: JP2276788A
Authority: JP
Inventors: 賀彦片山; 昭浩下東; 裕嗣土屋; 正人山田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH04154937A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するも
のである。

（従来の技術）鋼板の高強度化には、、固溶強化、析出強化、組織強化
など種々の方法があるが、延性、深絞り性、張出し性等
の加工性を損なうことのない固溶強化法が主として採用
される。固溶強化のために鋼に添加される元素としては
Mn、Si、Ｐが代表的であるが、同一添加量での強化能は
Ｐ、Si、Mnの順に大きく、合金添加コストがこの順で小
さくなることからＰ、Siを主体とした成分設計がなされ
ている。更に、溶融亜鉛めっき鋼板の製造においては、
Siは難還元性酸化膜を生成して鋼板と溶融亜鉛との濡れ
性を低下させ、不めっきを誘発する。従って、Siを一定
範囲内に制限して、Ｐによる強化を行うことが一般的で
ある。

（発明が解決しようとする課題）かかるＰを主体とする高強度化においては、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を製造する際の合金化反応が著しく抑制
され、連続ラインにおける鋼板の通板速度を低く制限せ
ざるを得ないために、生産能率上の大きい問題となって
いた。

本発明の目的は、かかる現状に鑑みて確実にかつ迅速に
合金化でき、生産性を著しく向上し得る高強度合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨とするところは下記のとおりである。

（１）重量％で、C:0.0060％以下、Si:1.0％以下、M
n:0.42％以上1.2％未満、P:0.030％以上0.10％以下、S:
0.1％以下、Al:0.005％以上0.1％以下、N:0.0060％以
下、およびNb、Ti、Ｂのいずれか１種あるいは２種以上
（但し、Ti−Ｂ複合系は除く）を、Nb:0.003％以上0.00
4％以下、Ti:0.003％以上0.045％以下、B:0.0002％以上
0.0040％以下の範囲で含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる鋼において、Mn、Ｐ量を下記数式の範囲内
とし、引張強度35kgf/mm²以上の高強度鋼板表面に合金
化溶融亜鉛めっきを施した高強度合金化溶融亜鉛めっき
鋼板。

Mn（重量％）≧10・Ｐ（重量％）（２） Mn、Ｐ量を下記数式の範囲内とした前項１記載
の高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。

Mn（重量％）≧10・Ｐ（重量％）＋0.45％以下、本発明を詳細に説明する。

本発明者らは、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造
するにあたり、鋼板成分のMn、Ｐ量をMn（重量％）≧10
・Ｐ（重量％）に制限することにより、高い合金化速度
が得られるとの新規知見を得た。

第１図ではMn、Ｐ以外の成分が本発明の範囲内の冷延鋼
板を連続溶融亜鉛めっきラインにて溶融亜鉛めっき、合
金化処理した場合の適正な合金化処理（めっき層中Fe濃
度:8〜10％）の可能な最大通板速度（図中数字は合金化
処理可能な最大通板速度mpm）を示し、この値が大きい
ほど優れた合金化速度を有することになる。めっきに先
立つ焼鈍は、800℃で45秒間行い、めっき浴に侵入する
鋼板温度は475℃、めっき浴温度は455℃とし、合金化処
理は加熱ガス量を500m³/Hr一定として行い、板温はMn、
Ｐ量に応じて480〜520℃に加熱した。Mn、Ｐ量を本発明
の範囲内とすることにより、従来鋼と比較して著しく合
金化速度に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とな
る。

このようにMn、Ｐの範囲を特定することにより、合金化
速度を向上することのできる理由は、Mn、Ｐの表面濃化
挙動の相違に基づくものである。Ｐは、本来、表面に濃
化して浴中のAlと化合物を形成し、これにより著しく合
金化を抑制する。本発明者等は、MnがＰと共存し、かつ
Ｐに対する比が一定値以上、即ち、Mn（重量％）≧10・
Ｐ（重量％）の場合には、Mnが優先的に表面濃化するこ
とを知見した。かかる条件下においては、MnがＰよりも
優先酸化することにより、Ｐの表面濃化が抑制され、Ｐ
の合金化抑制効果を排除できるものである。

このようにして、合金化速度を向上するとともに、更に
深絞り等過酷な加工性を要求され、めっき金属の密着性
を一層強固なものとするためには、第２図に示すMn、Ｐ
量と合金層の密着性（評価基準は実施例と同じ）の関係
から明らかなように、Mn、Ｐ量を、Mn（重量％）≦10・
Ｐ（重量％）＋0.45％の範囲に制限することが望まし
い。従って、加工度合いの大きい部品に適用される合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造にあたっては、前記の如
く、Mn（重量％）≧10・Ｐ（重量％）で、かつMn（重量
％）≦10・Ｐ（重量％）＋0.45％の条件を満たす成分設
計が有利である。

このようにしてMn、Ｐ量を特定範囲にするとこによって
めっき密着性が向上する理由は、該範囲ではMnの優先酸
化による表面濃化が顕著となり、均一なめっき性、合金
化が阻害され難くなるためである。

Mn、Ｐ以外の添加元素の含有量を限定する理由は以下の
如くである。

ＣはNb、Tiと炭化物を形成して延性を低下せしめるた
め、0.0060％以下とする。

Siは難還元性酸化膜を生成して鋼板と溶融亜鉛との濡れ
性を低下せしめ、不めっきを誘発するため、1.0％以下
とする。

Mnは0.42％未満ではMnSの形成が不十分で熱間圧延時に
脆性割れを引き起こす。また、1.2％以上では脆弱な合
金層の生成を促進してめっき密着性を低下せしめる。従
って、上記Mn、Ｐ量の関係式で示される条件に加え、0.
42％以上1.2％未満とする。

Ｐは上記Mn、Ｐ量の関係式で示される条件に加え、0.03
0％以上0.10％以下とする。0.030％未満では強化のため
に添加するMn、Ｐ量が多くなってコスト高となり、0.10
％を越えると粒界に偏析して深絞り成形後の脆性破壊を
招くためである。

本発明の対象とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板は引張強
度35kgf/mm²以上の高強度鋼板とする。引張強度35kgf/m
m²未満の鋼板ではＰ、Mn等の添加量が少ないため本来の
合金化速度が比較的大きく、本発明の効果が顕著に得ら
れないためである。

ＳはMnSとして析出せしめるが、加工性劣化や必要なMn
添加量の上昇を招くため0.1％以下とする。

Alは脱酸のために添加し、0.005％未満では未脱酸に起
因する介在物の上昇による加工性の低下を引き起こし、
0.1％を越えると焼鈍時の粒成長を抑制することによる
加工性の低下を引き起こすため、0.005％以上0.1％以下
とする。

ＮはTiNもしくはAlNとして析出せしめるが、0.0060％を
越えると添加するTiあるいはAl量の増加によりコスト高
となる。従って、Ｎは0.0060％以下とする。

Nb、Ti、Ｂは鋼中のＣ、Ｎを炭窒素化物として析出せし
めて機械的性質におよぼすＣ、Ｎの悪影響を無害化する
ために添加する。Ｃの析出にはNb、Tiが有効であり、Ｎ
の析出にはTi、Ｂの添加が効果的である。かかる目的に
対し、Nbは0.003％以上0.04％以下、Tiは0.003％以上0.
045％以下、Ｂは0.0002％以上0.0040％以下の添加量が
必要である。いずれも下限値未満の添加量では炭窒化物
の析出が不十分で機械的性質の改善効果は小さく、逆に
上限値を越える添加量では再結晶温度の上昇や粒成長の
抑制を招き望ましくない。Nb、Ti、Ｂの添加は単独、複
合添加（但し、Ti−Ｂの複合添加を除く）いずれも可能
である。

熱間圧延、冷間圧延の条件は通常の操業条件でよい。

溶融亜鉛めっき条件、合金化処理条件に関しても特に規
定する必要はない。めっき量の如何を問わず本発明は有
効であるが、特にめっき付着量が片面50g/m²以上の場合
に効果は著しい。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の後処理として、塗装性を改
善するための鉄−亜鉛合金電気めっき、耐食性を向上せ
しめるためのクロメート処理等を実施する場合がある
が、これらは、本発明の効果を何等損なうものではな
く、いずれの後処理を行うこともできる。

（実施例）次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

注1:合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造は、連続亜鉛めっ
き設備で、焼鈍は還元炉方式の焼鈍炉で（775〜820℃）
−（25−60秒）の条件で行った。めっき浴への侵入板温
度は470〜510℃、めっき浴温度は455〜465℃、めっき浴
の組成は、Al:0.11〜0.16重量％、Fe:0.02〜0.04重量
％、残部Znおよび不可避的不純物、めっき量は片面あた
り30〜90g/m²である。めっきを施した後、ガス加熱方式
の合金化炉で合金化処理を行い、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板とした。合金化処理を行うために鋼板の加熱に用い
たガス量は全条件で一定の500m³/Hr、合金化処理時の平
均板温度は通板速度に対応して490〜510℃、加熱時間は
15〜30秒であった。50℃以下まで冷却した後0.8〜1.2％
の調質圧延を施した。

注2:合金化速度の評価は、板幅方向全面の合金化処理
（めっき層中Fe濃度:8〜10％）の可能な最大通板速度で
評価した。

注3:合金層密着性は溶着曲げ試験後の曲げ内面のめっき
層を市販セロテープで強制剥離してその剥離量で評価し
た（〔良好〕１５〔不良〕,3が出荷限界）。

注4:機械的性質は、JIS5号試験片（引張強度、全伸
び）、JIS13号Ｂ試験片（ｒ値）を用いて引張試験によ
り求めた。

このように本発明の鋼板は、いずれも極めて優れた合金
化処理速度を有し、比較例鋼板に対する優位性が明白で
ある。比較例のNo1,2,3はMn添加量が本発明範囲よりも
低いために、合金化速度が著しく低く、生産能率が劣
る。

また、本発明鋼板No.1,2,3,5,6,7は、めっき密着性が特
に良好であり、厳しい加工を施す用途に対しても十分適
用することができる。

（発明の効果）本発明によれば、高強度鋼板において、確実にかつ迅速
に合金化でき、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の生産
性を著しく向上することができる。また、めっき密着性
も向上させることができる等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はMn、Ｐ量と合金化速度の関係を示す説明図、第
２図はMn、Ｐ量とめっき層密着性の関係を示す説明図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田正人愛知県東海市東海町５―３新日本製鐵株式會社名古屋製鐵所内 (56)参考文献特開平３−264649（ＪＰ，Ａ) 特開平２−236262（ＪＰ，Ａ) 特開平２−163346（ＪＰ，Ａ) 特開平１−184227（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.0060％以下、Si:1.0％以
下、Mn:0.42％以上1.2％未満、P:0.030％以上0.10％以
下、S:0.1％以下、Al:0.005％以上0.1％以下、N:0.0060
％以下、およびNb、Ti、Ｂのいずれか１種あるいは２種
以上（但し、Ti−Ｂ複合系は除く）を、Nb:0.003％以上
0.04％以下、Ti:0.003％以上0.045％以下、B:0.0002％
以上0.0040％以下の範囲で含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなる鋼において、Mn、Ｐ量を下記数式の範
囲内とし、引張強度35kgf/mm²以上の高強度鋼板表面に
合金化溶融亜鉛めっきを施した高強度合金化溶融亜鉛め
っき鋼板。 Mn（重量％）≧10・Ｐ（重量％）
【請求項２】Mn、Ｐ量を下記数式の範囲内とした請求項
１記載の高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 Mn（重量％）≧10・Ｐ（重量％）＋0.45％