JPS63223143A - プレス成形性に優れた溶融Ｚｎめつき用冷延鋼板 - 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、溶融Ｚｎめっき用冷延鋼板に係り、特にプレ
ス成形性に優れ、かつプレス成形性にめっき層の剥離が
少ない、溶融Ｚｎめっきまたは合金化溶融Ｚｎめっき用
冷延鋼板に関する。

〈従来の技術〉 近年、溶融Ｚｎめっき鋼板の用途は、建材等の比較的軽
加工して使用されるもののほかに、自動車用など厳しい
プレス加工を施こして、使用されるものに拡がってきて
いる。溶融Ｚｎめっき鋼板は、連続溶融Ｚｎめっき設（
ＩＩＩ（以下Ｃ（１，Ｌという）で製造するのが経済的
であり、現在、はとんどがこの方法で製造される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、ＣＧＬでは鋼板の焼鈍がきわめて短時間でな
されるためプレス成形性に優れた鋼板を得るためには素
材鋼板を厳密に選択する必要がある。

鋼中のＣやＮをそれぞれ０．０２％以下とし、十分な量
のＴｉを添加し、ＣやＮをＴｉＮやＴｉＣとして鋼中で
固定した鋼板は、ＣＧＬにおける焼鈍のように短時間の
加熱・急冷という熱処理によっても高ランクフォード値
（以下高７値という）および高延性を存する優れたプレ
ス成形性を得ることが可能である。

一方、Ｔｉ添加鋼は通常の鋼より溶融Ｚｎとの反応性が
高＜、Ｚｎめっきした時鋼板めっき層界面にＺｎ−Ｆｅ
合金が発達し、めっき密着性に劣るという欠点を存して
いた。すなわち、Ｔｉ添加鋼を用いることにより、プレ
ス成形性に優れた鋼板をＣＧＬで製造することは可能で
あっても、この場合は厳しいプレス成形に耐えるめっき
層を得ることが困難であった。

このような欠点を解決するために特公昭５７−３３３３
４号公報に記載さているように、浴中のＡ２含有量を高
くし、溶融Ｚｎ浴中に浸漬する際の鋼板温度を低くする
などのめっき法の改良や、特公昭６０−４８５７１号公
報に記載されているように、鋼中Ｔｉ量をできるだけ低
減する、などの鋼成分の検討がなされている。

しかしながら、浴中のＡ２濃度を高くすると、Ｚｎめっ
き後において合金化処理を施こす鋼板を製造する場合に
は合金化処理が困難になり、また−基のＣＧＬで溶融Ｚ
ｎめっき鋼板と合金化溶融Ｚｎめっき鋼板の双方を製造
する場合には浴組成の調整に時間を要し、経済的な損失
が大きい、そこで浸入板温を下げると、不めっきが出易
くなる。また鋼中Ｔｉ１ｌを低減してめっき性の改善を
図ると、鋼板のプレス成形性が劣化する。したがって、
Ｔｉ添加鋼を用いてプレス成形性に優れた溶融Ｚｎめっ
き鋼板を安定して製造することは、これらの手段を講じ
ても困難であった。

また、溶融Ｚｎめっき鋼板のみならず、合金化溶融Ｚｎ
めっき鋼板の製造においても、Ｔｉ添加鋼は速かに合金
化が進行するため、過合金になり易くプレス成形時にパ
ウダリングを起し易いなどの問題があった。すなわち、
プレス成形性に優れた溶融Ｚｎめっき鋼板ならびに合金
化溶融Ｚｎめっき鋼板は、プレス成形時にめっき層の剥
離がほとんど生じないことも必要である。

したがって、めっき条件に関して一般鋼と同等の制約条
件で、プレス成形性が優れかつ良好なめっき密着性およ
び合金化処理特性が得られるＴｉ添加鋼の溶融Ｚｎめっ
き素材の開発が求められていた。

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもＳｉの効
果を有効ならしめるためには、Ｓｉに対し一定量以上の
ＡＰを含有せしめることが適当であることを明らかにし
、本発明を完成させるに至ったのである。

以下に、本発明の成分限定理由を詳しく説明する。

Ｃ：Ｃは、鋼中に不可避的不純物元素として含有され、
鋼板のプレス成形性を阻害する元素である。Ｔｉを十分
に添加し、ＴｉＣとして鋼中に固定されるとその害は著
しく軽減されるものの、０．０１％以上含有するとＴｉ
ｃとしてＣを固定するのに必要なＴｉ量が増加し、かつ
多量にＴｉＣが鋼中に分散することによる材質劣化が著
しいため、０．旧％以下とする。

Ｓｉ：Ａｊｌ！キルド鋼の場合、通常０．０１〜０．０
２％程度のＳｉが不純物として含有される。一般に鋼中
のＳｔは、溶融金属の濡れ性を阻害し不めっき欠陥の発
生を助長することから、溶融Ｚｎめっき鋼板の素材とし
ては可及的に低減することが好ましいとされていた。し
かし、Ｔｉ添加鋼の場合、０．０２％以上のであって、
プレス成形性に優れ、かつプレス加工時にめっき層の剥
離が少ない溶融または合金化溶融Ｚｎめっき用冷延鋼板
を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、化学成分として重量パーセントにて、Ｃ：　
０．０１％以下、　Ｓｉ　：　０．０２〜０．１％、ｓ
：０．０２％以下、　Ｎ　：　０．０１％以下八ｌへｏ
、ｏ３〜０．１％、Ｔｉ　：　０．０２％以上でかつ〔
有効Ｔｉ）　＝Ｔｉ−４８／１２　　Ｃ−４８／１４　
Ｎ　　４８／３２３で定義される〔有効Ｔｉ）とＳｉの
比Ｓｉ／（有効Ｔｉ〕＞■およびＡＮ／Ｓｉ＞１．５を
満たし、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなること
を特徴とするプレス成形性に優れた溶融Ｚｎめっき用冷
延鋼板である。

〈作　用〉 本発明者らは、Ｔｉ添加鋼の冷延鋼板の溶融Ｚｎめっき
性について鋭意検討した結果、鋼中にＳｉを微量共存せ
しめた時にＴｉ添加鋼の溶融Ｚｎめっき特性は著しく改
善されることを見出し、さらにがかる０．１％以下の範
囲でＳｉを含有することにより、溶融Ｚｎとの反応性が
抑制され良好なめっき密着性が得られる。なお、Ｓｔを
０．１％以上含有すると不めっき欠陥が発生し易くなる
のである。

ＳＯ３は、鋼中に不純物元素として通常０．Ｏ１〜０、
０２％含有され、鋼板を熱間圧延する際に熱間脆性によ
る割れの原因となる。しかし、Ｔｉを添加した場合、Ｔ
ｉＳまたはＴｉｚＳとして固定されるからこのような悪
影響は消滅する。ただし、過剰にＳを含存すると必要な
Ｔｉ添加量が増大し、コストアップの要因となるので、
０．０２％を上限とする。

ＮＵＮもＣと同様、鋼中に不可避的不純物として含存さ
れ、かつ鋼板のプレス成形性を阻害する。

Ｔｉ添加鋼では、鋼中でＴｉＮとして固定されておりプ
レス成形性を阻害することはないが、ＮをＴｉＮとして
固定するために必要なＴｉ添加量が増大し、コストアッ
プとなる。したがって、Ｎを０．０１％以下とする。

Ａｌ２：ｍｅは、鋼中にＴｉを添加する際脱酸剤として
使用することにより、Ｔｉの歩留りを向上せしめ、清浄
な表面を得るために有効である。このためには、鋼中に
酸可溶ＡＩ！とじて０．０１％程度含有せしめることが
有効であるが、本発明ではさらに鋼中Ｓｉが鋼板の溶融
Ｚｎめっきとの反応性を抑制し、良好な密着性を有する
Ｚｎめっき層を形成せしめるための効果を顕著に発現さ
せるために、さらに積極的にＡＩ！、を添加する必要が
ある。Ａ２添加量が少ない場合、鋼中のＳｔは焼鈍に際
し、焼鈍雰囲気により選択酸化されて表面にＳｉの酸化
物層を形成し、表面直下の５ｉｌｌが低下する。

Ａ２を添加することにより、Ａｌが選択酸化されること
になるから、Ｓｔの酸化が防止されて、鋼中に固溶した
Ｓｉは鋼板と溶融Ｚｎとの過剰反応をを効に防止する。

このようなＡ２の効果が有効であるためには、Ａ２を０
．０３％以上、かつＡｌｌ！／Ｓｔ＞１．５　とする必
要がある。しかるに鋼中＾ｚｌが０．１％を超えると鋼
板の延性が劣化するため、添加するＡｌは０．１％以下
とする。

Ｔｉ　：　Ｔｉを鋼中に添加することにより、Ｃ，Ｎ。

ＳをそれぞれＴｉｃ　、　ＴｉＮおよびＴｉ、Ｓまたは
ＴｉＳとして固定し、これら不純物元素が鋼板のプレス
成形性に及ぼす悪影響を消ｗｔせしめ、高い延性と高Ｔ
値を有する鋼板を製造することが可能である。

このようなＴｉの効果を十分に発現せしめるためには、
Ｃ，Ｎ、Ｓを析出物として固定するのに相当する量のＴ
ｉが必要であり、さらに余剰のＴｉを含有せしめること
が好ましい。しかしながら余剰のＴｉが多くなると、鋼
板と溶融Ｚｎめっきとの反応性が冗進し、めっき密着性
の劣化を招来する。

このようなＴｉの弊害を抑制するためには、鋼中Ｓｉ遣
に対し、 （有効７４）　＝Ｔｉ−４８／１２　Ｃ−４８／１４　
Ｎ　−４８／３２３で定義される（有効Ｔｉ）が、ｓ＋
、’（有効Ｔｉ）＞１となるように制御することが必要
である。余剰のＴｉが、ｉｉｉと溶融Ｚｎの反応性を先
進するのに対し、鋼中ＳｉがこのようなＴｉの影響を小
さくする機構については明らかではないが、以下のよう
に推定される。

−ａに溶融Ｚｎめっき浴には、めっき密着性を劣化せし
めるＦｅ−Ｚｎ合金層が過度にめっき層と鋼板界面に形
成されるのを防ぐために＠量のＡ２を添加し、Ｆｅ−ｆ
／！の金属間化合物を形成せしめることが行われている
。しかし鋼中に固溶したＴｉが存在すると、溶融Ｚｎ浴
中の八！と金属間化合物を形成し、Ｆｅ−Ａ　Ｑ金属間
化合物の形成を阻害する。したがって、鋼中に固溶Ｔｉ
が存在する場合、めっき密着性の劣化を防ぐためには浴
中のＡｆｆｉｌを増量することが必要となる。しかし、
固溶ＴｉとともにＳｉが鋼中に存在する場合、ＴｉはＡ
Ｎより先にＳｉと金属間化合物を形成し、Ｆｅ−＾ｌの
金属間化合物の形成を阻害しなくなる。

このようなＳｌの効果を顕現せしめるためには、鋼中に
存在する固溶Ｔｉに対し一定量以上のＳｉの存在するこ
とが必要である。

上記の如く添加元素を調整した鋼は、以下の製造条件を
コントロールすることにより、優れたプレス成形性とめ
っき密着性を存する溶融めっき鋼板、あるいは耐パウダ
リング性に優れた合金化溶融めっきｗ４板とすることが
できる。

溶製は、未脱酸転炉溶鋼を真空脱ガス装置を用後、種々
の合金鉄を所要量添加して本発明鋼の成分組成範囲に調
整し溶製鋼とする。この溶鋼は通常連続鋳造法でスラブ
に製造する。得られたスラブを通常の熱延条件即ち、仕
上温度Ａｒ３点以上、巻取温度５００〜６５０　’Ｃで
熱延し熱延鋼板を得る。

熱延鋼板は酸洗後冷間圧延するが、その際の冷延圧下率
は４０％以上、好ましくは６５％〜９０％とする。

ついで、この冷延鋼板をセンジミア型連続溶融めっきラ
インにおいて溶融Ｚｎめっき処理および必要に応じて合
金化処理を行うが、この際焼鈍温度は再結晶温度以上、
Ａｒ３点以下の範囲とする。また焼鈍雰囲気は、鋼板の
酸化を防止するために３％以上のＨ！を含有するＮ、雰
囲気とする。特に鋼板を加熱するに際し直火式無酸化加
熱炉を用いる場合は、Ｓｉの酸化を防ぐためにＬを５％
以上含有するＮ２雰囲気とし、かつ雰囲気の露点を一１
５°Ｃ以下に保持することが好ましい。

溶融Ｚｎめっきの条件は、通常のめっき浴組成、浴温お
よび浴への浸入板温の範囲で行って差し支えない、すな
わち、浴温は４２０〜５００°Ｃ１浴中のＡＩＪ４度は
０．０８〜０．２％、浸入板温は浴温−３０°Ｃから浴
温＋３０’Ｃの範囲で行うことによって、密着性および
表面性状ともに良好なめっきが可能である。

また、合金化する場合にも、同様の条件でめっきし、そ
の直後に４５０〜６００℃の範囲で加熱すれば、パウダ
リング性のよい合金化溶融Ｚｎめっき鋼板が得られる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について説明する。

未脱酸転炉溶鋼を真空脱ガス装置で脱戻し、Ａｌ脱酸後
、種々の合金鉄を所要量添加して本発明の成分組成範囲
の溶製鋼を得た。この溶鋼を連続鋳造でスラブにし、熱
延温度８９０″Ｃ１巻取温度６００℃で熱間圧延し、酸
洗後冷間圧延した。

これらの方法で得られた素材成分を比較鋼とともに第１
表に示し、それらの材料試験結果を第２表に示した。

第　　２　　表 Ｔ　：ランクフォード値 また、種々の条件で溶融Ｚｎめっき鋼板および合金化処
理溶融Ｚｎめっき鋼板を製造し、めっき層特性（めっき
構造、Ｆｅ濃度、パウダリング性、めっき密着性等）を
調べた結果を第３表および第４表にそれぞれ示した。

なお、第３表において、「めっき密着性」の判定は試料
を１８０′密着曲げテストを行ったのち曲げ部分を目視
観察したもので、　Ｏ：めっき層異常なし、　Δ：めっ
き層に亀裂発生、　×：めっき層が一部剥離、　＃：め
っき層が全面剥離の４段階で評価した。また、第４表に
おいて、ｒＦｅｆｉ度」はめっき層を酸溶解して原子吸
光法によって定量したものであり、「パウダリング性」
は合金化溶融Ｚｎめっき鋼板を９０’　曲げ後曲げ部を
もとの平板上にもどし、圧縮側曲げ部のめっき層をセロ
テープ剥離し、セロテープに付着した量から目視判定で
下記の５段階に評価したものである。

これらの表から明らかなように、本発明鋼は、第　　３
　　表 いずれも高下値、高い延性を示し、かつめっき密着性お
よびパウダリング性に優れた溶融Ｚｎめっき鋼板および
合金化溶融Ｚｎめっき鋼板の製造が可能となった。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、Ｔｉ添加鋼の冷
延鋼板を素材とすることによって、プレス成形性に優れ
、かつめっき密着性およびパウダリング性に優れた溶融
Ｚｎめっきおよび合金化溶融Ｚｎめっき鋼板を製造する
ことが可能となったので、これによって厳しい絞り加工
を行う自動車用表面処理鋼板として、ますます需要の拡
大が期待できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 化学成分として重量パーセントにて、 Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．０２〜０．１％、Ｓ：
   ０．０２％以下、Ｎ：０．０１％以下 Ａｌ：０．０３〜０．１％、Ｔｉ：０．０２％以上でか
   つ〔有効Ｔｉ〕＝Ｔｉ−４８／１２Ｃ−４８／１４Ｎ−
   ４８／３２Ｓで定義される〔有効Ｔｉ〕とＳｉの比Ｓｉ
   ／〔有効Ｔｉ〕＞１およびＡｌ／Ｓｉ＞１．５を満たし
   、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴
   とするプレス成形性に優れた溶融Ｚｎめっき用冷延鋼板
   。