JPS5896822A - 歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法 - Google Patents

歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法

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JPS5896822A
JPS5896822A JP19279981A JP19279981A JPS5896822A JP S5896822 A JPS5896822 A JP S5896822A JP 19279981 A JP19279981 A JP 19279981A JP 19279981 A JP19279981 A JP 19279981A JP S5896822 A JPS5896822 A JP S5896822A
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弘 加藤
Kazuo Koyama
一夫 小山
Yukio Kuroda
幸雄 黒田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

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】 本発明は耐食性構造物に用いられる歪時効硬化性と高耐
食性とを兼ね備えた表面処理鋼板の創造方法を提供せん
とするものである。
近年、自動車業界は学費向上対策の面からは車体の軽量
化を目的とした高強度冷延鋼板の使用、また車体防錆対
策の面からは表面処理鋼板の使用を強力に推進しており
、さらにそれらの両者の性能を兼ね備えた高強度表面処
理鋼板への要求も高まってきている。
現在、高強縦冷′gfM板において特に注目されている
のが、成形前は軟質でブレス等の加工が容易であると同
時に、加工後の塗装焼付によって強縦が著しく上昇する
という歪時効硬化性を有する鋼板であり、この歪時効硬
化性は鋼板中に強制同浴されたCによる歪時効に依るも
のである。
一方、高耐食性表面処理鋼板メしては、浴融亜鉛メツキ
鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、合金化処理溶融亜鉛メッキ
鋼板、Zn−N1等の合金電気亜鉛メ、キ鋼板等種々の
鋼板があるが、現在非常に耐食性の優れた鋼板として注
目を浴びているのが、主として金属亜鉛粉末を含む有機
系被膜を塗装焼付した鋼板である。特に塗装の下地とし
てZn −NlやZn −Nl −CrもしくはZn 
−Ni −Cr −F*等の合金電気亜鉛メッキ鋼板を
用いると耐食性に加え耐ハクリ性等の!レス成形性にも
優れたものとなる。
しかしこのように鋼板製造時に焼付けという熱処理を施
すことは、歪時効硬化性を有する鋼板にとっては需要家
にわたる以前に鋼板を硬化させてしまうことになり、需
要家での成形時に成形不良が発生し、加工用素材として
の価値を失なわせることになる。
本出願人は先に、焼付処理後に調質圧延を施すことKよ
シ、鋼材の材質を被膜焼付前の材質に近いものに回復さ
せる発明を%許出願(%願昭56−144987号)し
ているが、この先願発明は被膜焼付設備と同一ライン上
に調質圧延機を有する場合は非常に有効であるが、同一
ライン上KIJj4質圧延機がない場合、かかる処理′
t−施すことは生産性の低下、コストの上昇を招くこと
になる。そこで本発明者らは、有機系被膜の焼付処理に
特別な考at払い、上記のような被膜焼付後の調質圧延
を施さずに材質の劣化を最小限に抑える方法を発明し九
本発明は、出発鋼板の成分および工程を調整して歪時効
硬化性を付与するに十分なcl固溶体として残存せしめ
た鋼板に表面処理を施すにおたり、有機系被膜の焼付処
−理に特別の考慮を払い、歪時効硬化性を損うことなく
高耐食性t−有する表面処理鋼板を提供することを目的
とするものである。
本発明の要旨とするところは、C:0.03優以下、M
n:0.40%以下、 mol、At: 0.10 %
以下に加え、必要に応じてP:0.150係以下、 8
1:O,SO*以下のいずれかを単独で、もしくは両者
を複合して含み、残部F・および不可避的不純物からな
る鋼を出鋼してスラグとし、熱延および冷延により最終
所望の板厚の鋼板を製造し、次いでこの鋼板を箱焼鈍炉
で再結晶焼鈍し、しかる後1.5−以下の調質圧延を施
し、そのまま、もしくは電気亜鉛メッキ、もしくは亜鉛
を主とする電気複合メッキまたは電気合金メッキを施し
た後、主として金属亜鉛粉末を含む有機系被膜を塗布し
、近赤外ラングもしくは赤外うy f k用いて加熱焼
付するにあたり、加熱速度5℃/腸・C以上、冷却速度
30℃/s@e以上でかつ焼付温度T (C)と焼付時
間S(S・C)が O≦Log t≦−0,024+5.52   ・・・
・・・(1)なる関係を満足する焼付サイクルで焼付け
ることを特徴とする歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製
造方法にある。
以下、本発明における成分、製造条件の限定理由を詳述
する。
Cは0.03チ超では′焼鈍後の徐冷によって全量が炭
化物として析出し固溶Cが残存しにくいため、0.03
%以下とする。なお焼鈍をタイトコイルで行う場合は固
mCの析出をさらに抑えるため、Cを0.021以下と
することが好ましい。
Mnは鋼を強化し、また熱間脆性を抑制する上で不可欠
の元素であるが、その含有量が0.40チ超では冷却時
のF・30の析出を促進し、焼鈍後の鋼中の固溶CJl
′fr:低下させるので、0.40%以下とする。
Ajは脱酸の目的で添加するが、その含有蓋がgot、
 AAでo、 i o sを超えるとアルミナクラスタ
ーの増加で表面性状を劣化させるので、mo4 AJ!
で0.1〇−以下とする。
Pは固溶強化元素として非常に有効であるが、その含有
量が0.15−0−超では鋼が著しく脆化するため、添
加量は0.150−以下が好ましい。一方、Pを添加し
ない普通鋼ベースの場合、伸びを確保する点からP量F
i0.01−以下が好ましい。
Slは歪時効硬化を起こす固溶Ctを箱焼鈍時に増加さ
せるので、その添加量は多い方が好ましいが、含有量が
o、5ost超えると溶接性を害するので、添加する場
合はO,SOs以内の添加が好ましい。
ついで箱焼鈍炉により再結晶焼鈍するが、その際の焼鈍
条件は通常、加熱速度10〜250℃/h。
焼鈍温度650〜5ooc、焼鈍時間1〜12時間、冷
速10〜250 ℃/hである・なお、冷却時における
固溶Cの析出を一層抑制し、鋼中に多量の固溶Cを残し
歪時効硬化性を大きくするためには、オーノンコイル焼
鈍法を用い、冷却速度を50〜b 次いでかかる熱処理をした鋼板に調質圧延を施すが、こ
の調質圧延はプレス加工などの際、ストレッチャースト
レインと呼ばれる凹凸が生じ表面の平滑さが損なわれる
ので、これを防止する念めに必要不可欠である。しかし
この調質圧延率が伸び率で1.5チ超であるとこの段階
での機械的性質の劣化が著しくなるため1,5チ以下、
好ましくはO,S〜1.2−とする。
次いでこの鋼板をそのまま、もしくは電気亜鉛メッキ、
もしくは亜鉛を主とする電気複合メッキまたは電気合金
メッキを施して有機系被膜の塗装のために′)下地鋼板
とするが、耐食性、耐ハクリ性等のプレス性、および溶
接性に優れた塗装鋼板を得るには、耐食性、プレス性に
優れたZn系の寒気合金メッキを施すことが好ましいが
、中で屯特罠溶接性に優れたZn−N1−Cr−F・系
の電気合金メッキを施して下地鋼板とすることが好まし
い。
また、有機系被膜2しては通常、主として金属亜鉛粉末
を含むシンクリッチ塗料が用いられるが、溶接性の観点
から金属亜鉛粉末以外に1〜40%のステンレス粉末を
含ませることは特に好ましい。
有機系被膜塗布後の加熱・焼付用の熱源としては赤外ラ
ンプもしくは近赤外ラン′f1に用いることが好ましい
が、特に出力エネルギー密度が極めて高く、通電後定常
出−力に達する時間が1秒程度と極めて短め近赤外ラン
プを用いることが好ましい。
加熱速度、冷却速度は焼付ラインの長、さを考慮してそ
れぞれ5℃/l @ C以上、30℃/1・C以上とし
たが、加熱冷却に長時間を要し、鋼板を長時間高温下に
曝すことは鋼板の歪時効を促進することになり、材質の
劣化が大きくなるため、加熱速度は30℃/■e以上、
冷却速度は50℃/s@e以上が好ましい。
有機系被膜の焼付条件は下記に述べる理由によりある特
定範囲に限定される。焼付温度および焼付時間は塗膜の
焼付だけを目的とする場合は高温長時間はど好ましい。
しかし歪時効硬化性を有する鋼板を塗膜の下地鋼板とし
て用いた場合、高温長時間の加熱は歪時効を著しく促進
するため、焼付段階で降伏点の上昇、降伏点伸びの出現
という時効による劣化が生じ、需要家での成形時に成形
不良が発生することになる。この焼付処理後に圧下率1
.51以下の調質圧延を施すことによって固溶Cによっ
て固着された転位を開放し、さらに新たな転位を導入し
て鋼板の材質を焼付処理前に近いものに回復させること
は可能であるが、焼付ライン内にこのための調質圧延機
がない場合には、かかる調質圧延を施すことは生産性の
低下、コストの上昇を招くことになる0本発明者らは、
有機系被膜の焼付温度と焼付時間を変化させて数多くの
実験を行い、その結果を解析したところ以下のことが明
らかになった。
すなわち焼付温度T (℃)と焼付時間t (sea)
が0≦Log t ≦−0,024+5.52    
  ・−・・・・(1)なる関係を満足すれば、焼付処
理後において4降伏点は現われず、1+降伏点め上昇も
l Kyf /IIm”程度に抑えることが出来る。
以下本発明の効果を実施例により具体的に説明する。使
用した鋼の化学成分を第1表に示す。
また、本実施例で用いた焼鈍サイクルを@1図および第
2図に示したが、タイトコイルでの焼鈍(第1rg4)
、オーブンコイル焼鈍($2図)ともに加熱速度は40
℃/h 、焼鈍温度700℃、焼鈍温度での保持時間は
4時間であり、平均冷却速度はタイトコイルで40℃/
h、オーブンコイルで150℃/h とした・ 焼鈍稜第3表に示す調圧率で調質圧延を施した。
次いで、このような鋼板にZn 1i−主成分とし、N
lを15重量−1F・を5重量価、Cr t−3重量−
含む合金を20 iP/m”はど電気メッキした後、3
5重量−のステンレス粉末を含むジンクリッチ塗料を1
0μの厚みで塗装し焼付けた。焼付の加熱源としては、
特に好ましいとし九近赤外ランff用い、加熱速度、冷
却速度ともに50℃/■・とした。
第2図に焼付サイクルを示したが、焼付温度と焼付時間
#i第3表に示す組合せとし友。
このようにして製造した塗装鋼板の耐食性の評価には、
JI8 Z 2371で規定された塩水噴霧試験の促進
法と考えられるサイクル腐食試験を用いたが、その条件
を第2表に示した。
第2表 サイクル腐食試験条件 ′を九、スポット溶接性は連続溶接2000打点以上で
のすr、ト径の変化を評価基準とした。
11!3表に評価結果を示した。
wE3表から本発明材の優位性は明らかである。
すなわち、被膜焼付時間が本発明の条件式(1)で決ま
る時間よ)長いも(7)(A2 、5 、7 、10 
12.14.16)では、いずれも鋼板が歪時効によっ
て硬化するとともに降伏点伸びが回復してシシ、ま九、
被膜焼付前の調圧率が本発明の範囲より高めKはずれて
いるもの(A3 、4 )では加工硬化により降伏点、
伸びが本発明材と比べ著しく劣化している。
本発明材(AI、6.8,9,11,13.15)は機
械的性質、耐食性、溶接性ともに優れており、自動車部
品のうちブレス加工が厳しく、かつ耐食性も要求される
部品に有効に使用される効果があることは明′らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明実施例の焼鈍サイクルを示
す図で、第1図はタイトコイルでの焼鈍サイクル、第2
図はオーブンコイルでの焼サイクルである。第3図社本
発明実施例の有機系被膜の焼付処理サイクルを示す図で
ある。図中Tは焼付湯度(℃)、tは焼付時間(−・e
)を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0.03%以下、 Mn : 0.4 %以下、 
    sol、 AL:0、lOチ以下に加え、必要に応じて
    P:0.150−以下、引:O,SOチ以下のいずれか
    を単独で、もしくは両者を複合して含み、残部F・およ
    び不可避的不純物から成るfII4を出鋼してスラブと
    し、熱燻および冷延により最終所望の板厚の鋼板を製造
    し、次いでこの鋼板を箱焼鈍炉で再結晶焼鈍し、しかる
    後1,5−以下の調質圧延を施し、そのまま、もしくは
    電気亜鉛メッキ、もしくは亜鉛を主とする電気複合メッ
    キまたは電気合金メッキを施し次後、主として金属亜鉛
    粉末を含む有機系禎膜を塗布し、近赤外ラングもしくは
    赤外ラングを用いて加熱焼付するにあ友り、加熱速度5
     C/s・C以上、冷却速度30℃/s@eでかつ焼付
    温度T (C)と焼付時間t (see)が1 O≦Lo@ t≦−〇、024T+5.52 −・・・
    −・(1)なる関係を満足する焼付サイクルで焼付ける
    ことを特徴とする歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造
    方法。
JP19279981A 1981-12-02 1981-12-02 歪時効硬化性を有する塗装鋼板の製造方法 Granted JPS5896822A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907533A (en) * 1986-09-08 1990-03-13 Bgk Finishing Systems, Inc. Automotive coating treatment apparatus with plural radiant lamps
US4908231A (en) * 1986-09-08 1990-03-13 Bgk Finishing Systems, Inc. Automobile coating heat treating process
WO2016159138A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 新日鐵住金株式会社 表面処理金属板、塗装部材および塗装部材の製造方法

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US11028276B2 (en) 2015-03-31 2021-06-08 Nippon Steel Corporation Surface-treated metal sheet, coated member, and method for producing coated member

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