JP2016160499A - めっき表面外観およびバーリング性に優れた溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 素材鋼板が、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼材に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程において、熱間圧延での巻取温度を500℃〜650℃、酸洗処理後の軽圧下処理での圧下率を2〜8%、連続溶融めっきラインでの焼鈍温度を600℃〜750℃とすることを特徴とする、めっき表面外観およびバーリング性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
【選択図】 図1
Description
1)素材鋼板が、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼材に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程において、熱間圧延での巻取温度を500℃〜650℃、酸洗処理後の軽圧下処理での圧下率を2〜8%、連続溶融めっきラインでの焼鈍温度を600℃〜750℃とすることを特徴とする、めっき表面外観およびバーリング性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
<C:0.005〜0.080%>
Cは、Tiを含む炭化物を形成し、ベイニティックフェライトまたはフェライト組織中に微細析出するため、高強度化に有効な元素である。C含有量が0.005%未満では400MPa以上の強度を得るのは困難であり、0.08%を越えて添加すると析出物の粗大化や硬質第2相およびセメンタイトの形成により、バーリング加工の際、割れの起点となるためバーリング性が低下する。
Siは、固溶強化に有効な元素である。しかし、過剰に添加すると、連続溶融めっきラインでの加熱時に鋼板表面に酸化物を形成し、めっき性を阻害するため極力低減することが望ましく、添加量の上限を0.8%とする。
Mnは、高強度化に有効な元素である。0.1%未満では400MPa以上の強度を得るのが困難であり、1.8%を超えて添加すると、偏析が生じやすくなり、バーリング加工の際、割れの起点となるためバーリング性が低下する。
Pは固溶強化に有効な元素であるが、0.05%を超えて添加すると、偏析が生じやすくなり、バーリング加工の際、割れの起点となるためバーリング性が低下する。
SはTiやMnと硫化物を形成し、バーリング加工の際、割れの起点となるためバーリング性が低下する。このため、Sは極力低減すべき元素である。
TiはCと結合して、微細なTiの炭化物として析出し、高強度化に有効な元素である。また、TiはNとの親和性が高く、鋼中のNをTiNとして固定するため、Tiを添加することは組織強化元素のB量を確保する上で極めて有効である。これらの作用を十分得るためには0.02%以上の添加が必要であり、0.2%を超えて添加すると加工性の低下を招く。
Bは、鋼のオーステナイト−フェライト変態を抑制させる元素であり、オーステナイト−フェライト変態を抑制させることで、Ti系炭化物の析出温度を低温化し、Ti系炭化物の微細化に寄与する。0.0005%未満ではその効果が無く、0.01%を超えて添加するとホウ化物を生成し加工性の劣化を招く。
Alは、製鋼時に脱酸材として添加される。0.1%を超えて添加すると延性の低下を招く。
Nb、Vは加熱および熱延中のγ粒の粗大化を防止し、フェライト粒の微細化に有効である。また、Tiと同様にCを含む複合炭化物を形成し、強度上昇にも寄与する。このため必要に応じてこれらの元素の1種以上を含有することができる。
<熱間圧延での巻取温度を500℃〜650℃>
巻取温度が500℃未満では、Tiを含む炭化物の析出量が不十分となり強度が低下する。一方、巻取温度が650℃を超えるとTiを含む炭化物の粗大化が起こり、強度低下およびバーリング性が低下する。
熱延鋼板に酸洗を施すと、鋼板表面にスマットが生成する。スマットが鋼板表面に残存した状態でめっきを施すと、めっき金属と鋼板との反応が阻害されるため、不めっきが発生しやすくなる。不めっきの発生原因となるスマットは、酸洗後の軽圧下処理により鋼板表面に生成したスマットを砕くもしくは鋼板表面から引き離すことにより不めっきの発生を抑制することができる。但し、圧下率が2%未満では、スマットへの圧力が小さいため、効果的にスマットが除去されず、不めっきが発生しやすくなるため2%以上とした。一方、圧下率が8%を超えると、加工硬化が生じバーリング性が低下するため8%以下とした。
また、軽圧下処理での圧下率は4〜6%とすることが好ましい。圧下率を4%以上とすることで、鋼板表面上のスマットをより確実に除去することができ、不めっきの発生を抑制することができる。一方、圧下率を6%以下とすることで、加工硬化を低減し、バーリング性の劣化を抑制することができる。特に、圧下率を4〜6%とすることで、安定的に良好なめっき表面外観および高いバーリング性を得ることができる。
焼鈍温度が600℃未満では鋼板表面が十分に還元せずめっき性が低下する。一方、焼鈍温度が750℃を超えると炭化物が粗大化し、強度低下およびバーリング性低下を招く。
<溶融Zn−Al−Mg系めっき>
本発明では、公知の溶融Zn−Al−Mg系めっきの手法を適用することができる。
めっき層中のAlは、めっき鋼板の耐食性を向上させる作用を有する。また、めっき浴中にAlを含有させることでMg酸化物系ドロス発生を抑制する作用もある。これらの作用を十分に得るには溶融めっきのAl含有量を3.0%以上とする必要があり、4.0%以上とすることがより好ましい。一方、Al含有量が22.0%を超えると、めっき層と素材鋼板との界面でFe−Al合金層の成長が著しくなり、めっき密着性が悪くなる。優れためっき密着性を確保するには15.0%以下のAl含有量とすることが好ましく、10.0%以下とすることがより好ましい。めっき層中のMgは、めっき層表面に均一な腐食生成物を生成させて当該めっき鋼板の耐食性を著しく高める作用を呈する。その作用を十分に発揮させるには溶融めっきのMg含有量を0.05%以上とする必要があり、2.0%以上を確保することが望ましい。一方、Mg含有量が10.0%を超えるとMg酸化物系ドロスが発生し易くなる弊害が大きくなる。より高品質のめっき層を得るには5.0%以下のMg含有量とすることが好ましく、4.0%以下とすることがより好ましい。
熱延鋼帯を酸洗した後、圧下率:0〜10%の軽圧下処理を施し、連続溶融めっきラインにて、水素−窒素混合ガス中で570〜780℃で焼鈍を行い、平均冷却速度5℃/secで約420℃まで冷却して素材鋼板(めっき原板)とし、その後、鋼板表面が大気に触れない状態のまま下記のめっき浴組成を有する溶融Zn−Al−Mg系めっき浴中に浸漬した後引き上げ、ガスワイピング法にてめっき付着量を片面あたり約90g/m2に調整した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を得た。めっき浴温は約410℃であった。各鋼の圧下率および焼鈍温度も、表2に併せて示してある。
Al:6.0%、Mg:3.0%、Ti:0.002%、B:0.0005%、Si:0.01%、Fe:0.1%、Zn:残部
TS×λバランスが40000MPa・%以上を合格と判定した。
めっき表面外観の評価は、製品50cm2内に不めっきの発生がない場合を「○」とし、製品50cm2内に不めっきが1ヶ所以上発生している場合を「×」とした。
これに対し、No.16は熱間圧延での巻き取り温度が高いため、また、No.17は連続溶融めっきラインでの焼鈍温度が高いため、TS×λバランスが低い。No.18、19は連続溶融めっきラインでの焼鈍温度が低く鋼板表面が十分に還元されないため、また、No.20、21、22は軽圧下処理での圧下率が低くスマットが十分に除去されていないため、図2に示すような不めっきが発生している。No.23、24は、軽圧下処理での圧下率が高いため加工硬化が生じTS×λが低い。
Claims (4)
- 素材鋼板が、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼材に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程において、熱間圧延での巻取温度を500℃から〜650℃、酸洗処理後の軽圧下処理での圧下率を2〜8%、連続溶融めっきラインでの焼鈍温度を600℃〜750℃とすることを特徴とするめっき表面外観およびバーリング性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 軽圧下処理での圧下率が、4〜6%であることを特徴とする請求項1に記載の高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 素材鋼板が、さらに、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種以上を含有する組成を有する請求項1又は2に記載の、引張強度が400MPa以上のめっき表面外観およびバーリング性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 前記溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板のめっき組成は、質量%で、Al:3.0〜22.0%、Mg:0.05〜10.0%、Ti:0〜0.10%、B:0〜0.05%、Si:0〜2.0%、Fe:0〜2.0%、残部Znおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
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