JP2009209398A - 表面性状に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.0005〜0.01%、Si:0.1%以下、Mn:0.01〜1.5%、P:0.005〜0.08%、S:0.02%以下、Al:0.01〜0.10%、N:0.0001〜0.01%を含有し、加えてNi:0.005〜0.1%、Cu:0.005〜0.1%の1種または2種を含有し、加えてB:0.005%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.1%以下の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成の鋼板に、平均の付着量が片面10〜100g/m2である合金化溶融亜鉛めっき層を設けた鋼板とする。
【選択図】なし
Description
C:0.0005〜0.01%、
Si:0.1%以下、
Mn:0.01〜1.5%、
P:0.005〜0.08%、
S:0.02%以下、
Al:0.01〜0.10%、
N:0.0001〜0.01%
を含有し、加えて
Ni:0.005〜0.1%
Cu:0.005〜0.1%
の1種または2種を含有し、加えて
B:0.005%以下、
Nb:0.1%以下、
Ti:0.1%以下
の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成の鋼板に、平均の付着量が片面10〜100g/m2である合金化溶融亜鉛めっき層を設けたことを特徴とする表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
C:0.0005〜0.01%、
Si:0.1%以下、
Mn:0.01〜1.5%、
P:0.005〜0.08%、
S:0.02%以下、
Al:0.01〜0.10%、
N:0.0001〜0.01%
を含有し、加えて
Ni:0.005〜0.1%
Cu:0.005〜0.1%
の1種または2種を含有し、加えて
B:0.005%以下、
Nb:0.1%以下、
Ti:0.1%以下
の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成の溶鋼を連続鋳造してスラブを得る工程と、前記スラブを1100〜1300℃で加熱する工程と、前記加熱スラブを仕上げ温度800℃以上1050℃以下、巻取り温度500℃以上800℃以下の条件で熱間圧延して熱延コイルを得る工程と、前記熱延コイルを50%以上95%以下の冷延率で冷間圧延して所定の厚さの冷延コイルとする工程と、前記コイルを再結晶温度以上の温度で焼鈍するとともに、その後コイル表面に平均の付着量が片面10〜100g/m2である溶融亜鉛めっきをし、合金化処理を施す工程とを有することを特徴とする表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
C:0.0005〜0.01%、
Cは、ブレス加工性に関する伸び及びr値を低減させる元素であり、少ないほうが好ましいが、0.0005%未満に低減させるためには製鋼プロセスからしてコストがかかり操業上現実的でない。一方、0.01%を超えると加工性を害することとなるので、上限を0.01%とした。好ましくは、上限は0.008%である。
Si:0.1%以下、
Siは、鋼中に不可避的に含有され、鋼の強度を改善する元素であるが、Siが多くなると鋼板表面にSi酸化物が形成され溶融亜鉛めっきの際に不めっきやめっき密着性を低下させることとなるので、Siの上限を0.1%とした。
Mnは、鋼の強度を改善する元素であり、他の強化元素と組み合わせて使用するが、0.01%未満では精錬コストが高くなるため、下限を0.01%とする。一方、1.5%を超えて含有すると鋼板が硬化して加工性を低下させることとなり、また鋼板の表面にMn酸化物が生成し、溶融めっき性が損なわれるので、Mnの上限を1.5%とした。
Pは、鋼の強度を改善する能力の大きな元素であり、加工性に対する悪影響もSi、Mn等に比較して少なく、鋼の強化には有用であるが、0.005%未満ではその効果が得られない。一方、Pは溶融亜鉛めっきの合金化反応を遅くさせる元素であり、めっき表面に線状模様を発生させ表面性状を劣化させたり、スポット溶接性にも悪影響を与えたりする元素であるので、その上限を0.08%とした。
Sは、鋼中に不可避的に含有される不純物であり、深絞り性の観点からも少ないほうが好ましいが、0.02%以下であれば、実質的な悪影響はなく、許容できる範囲である。
Alは、鋼の脱酸元素として含有される元素であって、0.01%未満では十分な脱酸効果が得られない。しかし、0.1%を超えると加工性の低下を招くので、上限を0.1%とした。
N:0.0001〜0.01%
Nは加工性を低下させるため0.01%以下が好ましい。一方で0.0001%より低減することは製造上困難でコスト上昇となるため、下限を0.0001%とした。
Niは酸洗の時にPを残存させるために有効な元素であり、0.005%以上でこの効果が得られる。一方、Niは高価な元素であり、0.1%を超えた添加はコスト上昇を招くため0.1%を上限とした。
Cu:0.005〜0.1%、
CuもNiと同様に酸洗の時にPを残存させるために有効な元素であり、0.005%以上でこの効果が得られる。一方、0.1%を超えた添加はコスト上昇に加え粒界脆化を招くため0.1%を上限とした。
Bは、Nとの親和力が強く、凝固時または熱間圧延時に窒化物を形成し、鋼中に固溶しているNを低減して加工性を高める効果がある。しかしながら含有量が0.005%を超えると溶接時に溶接部及びその熱影響部が硬質化し靭性が劣化する。また、熱延板での強度も高くなり、冷間圧延時の負荷が高くなる。更に、再結晶温度が高くなることにより、加工性の指標であるr値の面内異方性が大きくなりプレス成形性が劣化する。よってB含有量は0.005%以下とするが、好ましくは0.0001〜0.004%である。
Nb:0.1%以下、
Nbは、C及びNとの親和力が強く、凝固時または熱間圧延時に炭窒化物を形成し、鋼中に固溶しているC及びNを低減して加工性を高める効果がある。しかしながら含有量が0.1%を超えると再結晶温度が高くなることにより、加工性の指標であるr値の面内異方性が大きくなりプレス成形性が劣化する。また、溶接部の靭性も劣化する。よって、Nb含有量は0.1%以下とするが、好ましくは0.008〜0.015%である。
Tiは、鋼中のNをTiNとして固定し、固溶N量を低減することにより、加工性を改善する元素であり、0.1%を超えて添加してもその効果は飽和し、むしろTiCを形成して加工性を劣化させる。Tiを添加する場合には0.015%以上添加することが加工性改善のため、好ましは0.01〜0.1%、更に好ましくは0.015〜0.1%である。
熱間圧延で仕上温度が800℃未満となると、混粒組織となり、材質バラツキ原因となる。一方で1050℃以上の仕上がり温度にするためには、加熱温度を高温にする必要があり、コスト増につながる。また、強度低下原因ともなる。よって、熱延仕上げ温度は500℃以上800℃以下に限定した。
また、冷延コイルを再結晶温度以上の温度で焼鈍することによって圧延によって生じた歪が除去され、軟質化して加工性を向上させることができる。焼鈍後に鋼板表面に溶融亜鉛めっきを施し、合金化処理を行なって合金化溶融亜鉛めっき鋼板とする。この焼鈍と溶融亜鉛めっき工程は、連続焼鈍炉を用いて行なうことが好ましい。また、めっきの平均の付着量を片面10g/m2未満とすることは製造上困難でありコスト上昇となることに加え、耐食性も低下する。一方で100g/m2を超えるとめっき厚のムラとなるため、めっき平均付着量は片面10〜100g/m2とした。
連続鋳造により表1に示す鋼組成(質量%)の供試材鋳片(スラブ)を製造した。このスラブを表2に示すように、加熱炉で1150〜1260℃に加熱保持した後、抽出して脱スケール(デスケ)を行ない、熱延仕上温度が860〜910℃、巻き取り温度が630〜795℃での条件で熱間圧延に供した。熱間圧延後の熱延鋼板の表面を酸洗によってスケールを除去した後、酸洗によって表面を清浄した。この熱延鋼板を冷間圧延して所定の厚さの冷延鋼板とした後、連続焼鈍炉で780〜850℃の焼鈍を行ない、溶融亜鉛めっき浴に浸漬して表2に示す付着量で溶融亜鉛めっきをし、合金化処理を行なって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。表3に得られた合金化溶融亜鉛めっきの性質を記載した。なお、下記表1に示す鋼組成における残部はFeおよび不可避的不純物である。また、下記表1における下線は、本発明の範囲外であることを示す。
rave=(r0+2×r45+r90)/4 ・・・・(C)
表面性状の評価は上述の方法によるめっき厚みのバラツキ調査および表面模様有無で行った。めっき厚み調査は、圧延方向に垂直方向に15点測定し、最高厚みと最低厚みから(最高厚み−最低厚み)÷最高厚み×100(%)の式で厚みバラツキとした。表面模様有無判定は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に砥石をかけた後に実施した。この砥石かけはプレス加工での摩擦を想定したものであり、この方法により実際のプレス加工において模様が発生するか否かおおよそ判定が可能である。この方法により模様が発生しなかった合金化溶融亜鉛めっき鋼板は○、模様が発生した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を×とした。
Claims (4)
- 質量%で、
C:0.0005〜0.01%、
Si:0.1%以下、
Mn:0.01〜1.5%、
P:0.005〜0.08%、
S:0.02%以下、
Al:0.01〜0.10%、
N:0.0001〜0.01%
を含有し、加えて
Ni:0.005〜0.1%
Cu:0.005〜0.1%
の1種または2種を含有し、加えて
B:0.005%以下、
Nb:0.1%以下、
Ti:0.1%以下
の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成の鋼板に、平均の付着量が片面10〜100g/m2である合金化溶融亜鉛めっき層を設けたことを特徴とする表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記合金化溶融亜鉛めっき層のめっき厚みばらつきが50%以内であることを特徴とする請求項1に記載の表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
- 質量%で、
C:0.0005〜0.01%、
Si:0.1%以下、
Mn:0.01〜1.5%、
P:0.005〜0.08%、
S:0.02%以下、
Al:0.01〜0.10%、
N:0.0001〜0.01%
を含有し、加えて
Ni:0.005〜0.1%
Cu:0.005〜0.1%
の1種または2種を含有し、加えて
B:0.005%以下、
Nb:0.1%以下、
Ti:0.1%以下
の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成の溶鋼を連続鋳造してスラブを得る工程と、前記スラブを1100〜1300℃で加熱する工程と、前記加熱スラブを仕上げ温度800℃以上1050℃以下、巻取り温度500℃以上800℃以下の条件で熱間圧延して熱延コイルを得る工程と、前記熱延コイルを50%以上95%以下の冷延率で冷間圧延して所定の厚さの冷延コイルとする工程と、前記コイルを再結晶温度以上の温度で焼鈍するとともに、その後コイル表面に平均の付着量が片面10〜100g/m2である溶融亜鉛めっきし、合金化処理を施す工程とを有することを特徴とする表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記合金化処理後のめっき厚みばらつきを50%以内としたことを特徴とする請求項3に記載の表面性状に優れたプレス用高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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