JP2800285B2 - 合金化溶融亜鉛めっき綱板の製造方法 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めっき綱板の製造方法Info
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Description
き鋼板、とりわけ自動車外装用めっき鋼板として好適
な、深絞り成形性と表面性状に優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法に関する。
に溶融亜鉛めっきを施した後加熱処理を行い、鉄−亜鉛
の相互拡散をおこなわせて合金層を形成させためっき鋼
板で、溶接性、塗装後の耐食性に比較的優れており、従
来より広汎な分野で使用されている。とりわけ近年にお
いては、自動車車体用鋼板、特に外装用鋼板として使用
されつつある。
の優れた鋼種であることが前提となるが、溶融亜鉛めっ
きを行う場合は、通常の低炭素Alキルド鋼を使用する
と、その製造過程において急速冷却を受けるので過飽和
炭素が固溶状態で残り硬化する。そのため、一般には極
低炭素鋼、とりわけ炭素をTiおよび/またはNbで固定し
た極低炭素Ti鋼や極低炭素Ti−Nb鋼が使用される。
度が高いため、フェライト粒内部よりも粒界部でFe−Zn
合金化反応を起こし易く、合金化過程で合金層の成長が
不均一になり易い。めっき付着量がZn100g/m2以上であ
れば、粒界部での合金化反応が完結するまでにフェライ
ト粒内でのFe−Zn合金化反応も進行するため、最終的に
第3図(a)に示すように、平滑なめっき層2が得られ
るが、付着量がZn−80g/m2以下の場合には、第3図
(b)に示すように凹凸の多いめっき層2となりやす
い。特に、付着量がZn40g/m2以下では、第3図(c)に
示すように、凹部(クレーター)が非常に発生しやすく
なる。このような欠陥が存在すると、電着塗装において
塗装欠陥を発生しやすく、また、静電粉体塗装等におい
ても、焼付時に、めっき層のクレーター部に吸着した水
分等に起因する欠陥を生じやすい。従って、特に自動車
車体の外装用に用いられるめっき鋼板は、このような凹
凸の少ない、平滑性の良好なめっき層を有していること
が望まれる。
応の不均一性を抑制する方法として、亜鉛めっき浴中の
Alの濃度を有効Al濃度(Alの分析値−Feの分析値)で0.
08%以下とすることも考えられるが、Alを低減するとめ
っき浴中での鋼板からのFeの溶出が著しく増加し、めっ
き溶中にδ1相(FeZn7)を主体とするボトムドロスが
大量に生成して浴中に浮遊しやすくなり、このドロスの
付着に起因する表面欠陥が増加するという問題が生じ
る。
き層の表面にクレーター状の欠陥が多く、塗装後の仕上
がり状態に悪影響を与えるという問題がある。特に自動
車車体用として利用の多い極低炭素鋼にTiやNbを含有さ
せたIF(Interstitial Free)鋼で上記の欠陥が発生し
やすい。
されたものであって、特に、自動車外装用めっき鋼板と
して好適な深絞り成形性と表面性状を備えたGAの製造方
法を提供することを目的とする。
した後、溶融亜鉛めっきを施すことにより、前述の合金
化処理後のめっき層表面に生成する凹状クレーターを大
幅に低減できるという事実を見いだした。
を行う前にあらかじめNi、Fe、Cu、Co等をめっきする方
法は既に公知であり、非合金化処理材のめっき層の密着
性の向上、難めっき鋼材のめっき性の向上、更には合金
化処理の促進を目的として施される。例えば、溶融亜鉛
めっき鋼板の製造に際し、特開昭57−76176号公報で
は、溶融亜鉛めっきを行う前にNiおよび/またはCoを0.
01〜1.0μmの厚さにめっきする方法が、また、特開昭5
8−120771号公報では同じくNiまたはCoを0.05μm以上
めっきする方法が開示されている。
融亜鉛めっきの際のFeとZnとの反応が促進されるため、
Fe−Zn合金層の成長が著しく、薄めっきが困難であるこ
とが確認された。
性を付与するという観点から検討した結果、前述のよう
に、あらかじめ極微量のNiめっきを施すことにより、層
表面の平滑性がかなり改善されること、更に、Ni−Fe合
金めっきを施し、かつNi−Feめっきの付着量を所定の範
囲にコントロールすれば、溶融亜鉛めっき時のFe−Zn反
応をそれ程促進することなく、GAのめっき表面の平滑性
を確保できることを確認した。
ないし、の方法を要旨とする。
意味する)で実質的に固溶Cのが存在しない鋼板にあら
かじめ20〜70mg/m2のNiめっきを施し、溶融亜鉛めっき
後、加熱合金化処理することを特徴とする合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法(以下、「第(1)項の発明」
という)。
めっき層内に含有しかつめっき付着量が70〜1000mg/m2
となるようにNi−Fe合金めっきを施し、溶融亜鉛めっき
後、加熱合金化処理することを特徴とする合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法(以下、「第(2)項の発明」
という)。
在しない鋼板である前記に記載の合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法(以下、「第(3)項の発明」とい
う)。
いはNi−Fe合金めっきによりあらかじめ鋼板表面を被覆
し、しかる後、溶融亜鉛めっきおよび合金化処理するこ
とを特徴とする。
量の限定理由について述べる。
/m2未満ではめっき量が少ないため被覆率が小さく、め
っき膜表面の平滑性に対する効果は全く得られない。一
方、付着量が70mg/m2を超えると溶融亜鉛めっき時のFe
−Zn反応が著しく、薄めっきが困難となる。従って、Ni
めっき付着量を20〜70mg/m2とした。
率を向上させるという観点から更に改良を加えてなされ
た発明である。この発明において、Ni−Fe合金めっき付
着量が70mg/m2未満では被覆率が不十分で、第(1)項
の発明を凌ぐ効果はない。一方、1000mg/m2を超えると
溶融亜鉛めっき時のFe−Zn反応が激しく、薄めっきが困
難となり、操業時のドロス発生量も増加する。従って、
Ni−Fe合金めっき付着量を70〜1000mg/m2とした。ま
た、前記のNi−Fe合金めっき付着量が規定範囲内であっ
ても、Ni−Fe合金めっき層内に含有されるNiが50mg/m2
未満では効果がなく、200mg/m2を超えると、Ni−Fe合金
めっき付着量が前記の上限を超えた場合と同様にFe−Zn
反応が著しく、薄めっきが困難となる。従って、Ni−Fe
合金めっき層内に含有されるNiを50〜200mg/m2とした。
ついては特に限定しない。しかし、NiめっきまたはNi−
Fe合金めっきを、C含有量を0.005%以下に抑え、更にT
iやNbを含有させ実質的に固溶Cの存在しないIF鋼に適
用すると、大きな効果が得られる(第(1)項または第
(3)項の発明)。これは、前述のように、めっき層表
面における凹状の欠陥がIF鋼で発生し易いからである。
このようなIF鋼の一例をあげると、C:0.005%以下で、
かつ次式 Ti(%)≧3.99C(%)+1.49S(%)+2.42N(%) を満たすようにTiを含有する鋼である。
洗浄等の前処理を行う。めっき被覆の均一性を高めるた
めに、更に酸洗処理を施すことが望ましい。
により行うとめっき付着量の制御が容易である。
素ガスを含有する還元性雰囲気中で鋼板の再結晶温度ま
で加熱され、還元焼鈍された後溶融亜鉛めっきされる。
この加熱に当たっては、現在一般に用いられている無酸
化炉等が適用でき、NiめっきあるいはNi−Fe合金めっき
された鋼板が無酸化炉等で弱酸化を受けても本発明の効
果は損なわれない。なお、本発明方法は、クックノート
マン法等フラックスを用いた前処理を行う場合において
も効果があるが、この場合は、NiめっきあるいはNi−Fe
合金めっき付着量が少なくてもFe−Znの合金化が促進さ
れるので、めっき付着量の上限は前記記載の上限の60%
程度に抑えることが望ましい。
で0.3%以下であれば効果に影響はない。
ているが、浴中のAl濃度が0.08%以下では元来めっき層
表面にクレーター状の欠陥が発生することはほとんどな
い。従って、めっき浴中の有効Al濃度が0.1〜0.2%の場
合に本発明が特に有効である。
る470〜600℃が適当である。
両面に施す必要はなく、必要に応じ片面のみに施しても
良い。例えば、めっき付着量を外装面30g/m2、内面側60
g/m2としたGA60/30が現在一部で使用されているが、こ
の外装面は低付着量であるため、特にこのクレーター状
の欠陥が発生しやすい。このような場合、外装面にのみ
本発明方法を適用することも可能である。
%、Sol.Al:0.23%、Ti:0.038%、Nb:0.008%を含有
し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる極低炭素Ti
−Nb添加IF鋼(厚さ0.80mm)のフルハード鋼板を供試素
材とし、この供試素材を100×250mmに裁断した後、炭酸
ナトリウムと水酸化ナトリウムのアルカリ水溶液中で電
解脱脂し、更に塩酸で酸洗した後、第1表に示す方法で
NiめっきおよびNi−Fe合金めっきを施した。
度は、同表に示した範囲内で適宜調整した。
ーターにセットし、26%H2+N2雰囲気中で850℃×45秒
の焼鈍加熱を行い、500℃まで冷却した後、0.11%の有
効Alを含むZnめっき浴(460℃)中に2秒間浸漬し、ワ
イパーによりめっき付着量を60g/m2に調整した。更に50
0℃で15秒間の合金化処理を行った。得られためっき鋼
板から、微小片を採取し、樹脂に埋め込んで、圧延方向
に垂直な断面方向におけるめっき層の凹凸状態を走査型
電子顕微鏡により観察した。
おけるNi付着量を、左側縦軸はめっき面の平滑性を、右
側縦軸は溶融亜鉛めっき時の反応Fe量をあらわす。めっ
き面の平滑性は、極めて良好な場合を◎、良好な場合を
○、普通の状態を△、不良の場合を×、極めて不良の場
合を××とする5段階評価であらわした。
内であれば、良好な(○印)平滑性が認められ、そのめ
っき層の断面は前記第3図の(a)に同等か、もしくは
それに準ずる状態であった。また、Niめっき付着量が本
発明の範囲内であれば、溶融亜鉛めっきの際の反応Fe量
も1.5g/m2未満の水準にとどまっており、Fe−Zn反応が
異常に促進されるという問題も生じないことが確認され
た。
−Fe合金めっき層内に含まれるNi量(Ni付着量)を、縦
軸はNi−Fe合金めっき付着量をあらわす。図中の◎、
○、△、×はめっき面の平滑性をあらわし、前記第1図
におけると同一の評価基準で用いている。同図中の実線
で囲んだ部分が本発明方法で定めた範囲を示しており、
この範囲内ではめっき面の平滑性は極めて良好(◎印)
であることがわかる。なお、破線で囲んだ範囲は溶融亜
鉛めっき時の反応Fe量が1.5g/m2以上となる領域で、平
滑性は極めて良好であるがFe−Ni合金層の成長が過大と
なり、薄めっきが困難となるので好ましくない。
せるにあたり、Ni−Fe合金めっきにより行う方が、合金
化処理後のめっき面の平滑性が良好であることがわか
る。更に、本実施例で用いた供試素材と同一の素材を用
い、従来公知の特開昭57−76176号公報、あるいは特開
昭58−120771号公報に基づく方法でめっき鋼板を作製し
たところ、合金化処理後のめっき表面が通常のGAとは異
なる色調となったが、本発明方法により作製しためっき
鋼板は、通常材と同等の外観を示し、問題のないことが
確認できた。
のNiをあらかじめ鋼板にめっきをした後、溶融亜鉛めっ
きおよび合金化処理を施す本発明方法を適用することに
より、表面性状に優れ、塗装欠陥の生じないめっき鋼板
を製造することができる。この方法は、TiやNbを含有す
るIF鋼を被めっき材として用いた場合特に効果が大き
く、自動車外装用めっき鋼板として好適な深絞り成形性
と表面性状を備えたGAの製造方法として極めて有効であ
る。
着量とめっき面の平滑性および溶融亜鉛めっき時の反応
Fe量の関係を示すグラフ、 第2図は鋼板にあらかじめNi−Fe合金めっきを行った場
合のNi付着量およびNi−Fe合金めっき付着量とめっき面
の平滑性の関係を示すグラフ、 第3図はGAめっき層の断面を示す模式図、 である。
Claims (3)
- 【請求項1】C含有量が0.005重量%以下で実質的に固
溶Cの存在しない鋼板にあらかじめ20〜70mg/m2のNiめ
っきを施し、溶融亜鉛めっき後、加熱合金化処理するこ
とを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項2】鋼板にあらかじめ50〜200mg/m2のNiに相当
するNiをめっき層内に含有しかつめっき付着量が70〜10
00mg/m2となるようにNi−Fe合金めっきを施し、溶融亜
鉛めっき後、加熱合金化処理することを特徴とする合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項3】鋼板がC含有量0.005重量%以下で実質的
に固溶Cの存在しない鋼板である請求項(2)に記載の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1188355A JP2800285B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 合金化溶融亜鉛めっき綱板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1188355A JP2800285B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 合金化溶融亜鉛めっき綱板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0353054A JPH0353054A (ja) | 1991-03-07 |
JP2800285B2 true JP2800285B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=16222175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1188355A Expired - Lifetime JP2800285B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 合金化溶融亜鉛めっき綱板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2800285B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9334555B2 (en) | 2005-04-20 | 2016-05-10 | Nipon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot dip galvannealed steel sheet and method for producing the same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5206114B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2013-06-12 | 新日鐵住金株式会社 | 加工性、めっき密着性、耐食性、および外観品位に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60110859A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 合金化処理溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1188355A patent/JP2800285B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9334555B2 (en) | 2005-04-20 | 2016-05-10 | Nipon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot dip galvannealed steel sheet and method for producing the same |
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JPH0353054A (ja) | 1991-03-07 |
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