JP3184445B2 - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法に関し、特に鋼帯表面の黒皮及びそ
の直下において結晶粒界に酸化物を生成させた熱延鋼板
を素材としためっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造技術に係わる。
っき鋼板の製造方法に関し、特に鋼帯表面の黒皮及びそ
の直下において結晶粒界に酸化物を生成させた熱延鋼板
を素材としためっき密着性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】合金化溶融亜鉛めっき鋼板（通称、Ｇ
Ａ）は、安価で耐食性に優れているため主として自動車
の車体材に用いられている。この自動車の車体用鋼板と
して必要な性能は、耐食性以外に、プレス加工時のめっ
き密着性が要求されている。そして、該鋼板のめっき密
着性が悪化すると、めっき層が粉状又は塊状に鋼板から
剥離（パウダリングという）し、所謂型かじりの原因と
なったり、剥離部分の耐食性が劣化したり、また剥離し
ためっき金属あるいは合金片で鋼板の他の部分に疵が生
じたりする問題があった。
Ａ）は、安価で耐食性に優れているため主として自動車
の車体材に用いられている。この自動車の車体用鋼板と
して必要な性能は、耐食性以外に、プレス加工時のめっ
き密着性が要求されている。そして、該鋼板のめっき密
着性が悪化すると、めっき層が粉状又は塊状に鋼板から
剥離（パウダリングという）し、所謂型かじりの原因と
なったり、剥離部分の耐食性が劣化したり、また剥離し
ためっき金属あるいは合金片で鋼板の他の部分に疵が生
じたりする問題があった。
【０００３】そこで、この密着性を改善する技術とし
て、特開昭６１−２７６９６１号公報は、鋼帯に溶融亜
鉛めっきを施した後、７００〜８５０℃の高温で合金化
することを提案した。しかしながら、かかる高温での合
金化は、製造コストの上昇を伴うだけでなく、ロール等
設備への負担が増加するという問題があった。また、特
開平３−２３２９２６号公報は、鋼中にＺｒ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｙ、Ｃａ元素から少なくとも１種以上を含有させ、
さらに再結晶焼鈍からめっき作業までの冷却を冷却速度
５０℃／ｓ以上で行う技術を開示している。しかしなが
ら、鋼中にＺｒ元素などを添加するので、この技術も製
造コストが高くなり、また、冷却能力の問題から通板速
度を遅くせざるを得ないので、生産性が悪いという欠点
があった。
て、特開昭６１−２７６９６１号公報は、鋼帯に溶融亜
鉛めっきを施した後、７００〜８５０℃の高温で合金化
することを提案した。しかしながら、かかる高温での合
金化は、製造コストの上昇を伴うだけでなく、ロール等
設備への負担が増加するという問題があった。また、特
開平３−２３２９２６号公報は、鋼中にＺｒ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｙ、Ｃａ元素から少なくとも１種以上を含有させ、
さらに再結晶焼鈍からめっき作業までの冷却を冷却速度
５０℃／ｓ以上で行う技術を開示している。しかしなが
ら、鋼中にＺｒ元素などを添加するので、この技術も製
造コストが高くなり、また、冷却能力の問題から通板速
度を遅くせざるを得ないので、生産性が悪いという欠点
があった。
【０００４】さらに、特開平２−１６３３５６号公報
は、鋼材のＯ、Ａｌ、Ｎ成分を、それぞれ０．００４５
ｗｔ％以下、（２５×Ｎ ｗｔ％）〜０．１５ｗｔ％、
０．００３０ｗｔ％以下と限定する方法、特開平６−８
１１０１号公報は、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ量の制限とＳｉ（ｗ
ｔ％）＋Ｐ（ｗｔ％）≧Ｔｉ（ｗｔ％）とを同時に満足
させる方法を開示した。しかしながら、これら鋼材成分
の規制は、めっき鋼板に目的とする強度や絞り性などの
鋼板性能を付与できるとは限らず、また、成分はずれに
よる前記パウダリングによる劣化の危険性があった。
は、鋼材のＯ、Ａｌ、Ｎ成分を、それぞれ０．００４５
ｗｔ％以下、（２５×Ｎ ｗｔ％）〜０．１５ｗｔ％、
０．００３０ｗｔ％以下と限定する方法、特開平６−８
１１０１号公報は、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ量の制限とＳｉ（ｗ
ｔ％）＋Ｐ（ｗｔ％）≧Ｔｉ（ｗｔ％）とを同時に満足
させる方法を開示した。しかしながら、これら鋼材成分
の規制は、めっき鋼板に目的とする強度や絞り性などの
鋼板性能を付与できるとは限らず、また、成分はずれに
よる前記パウダリングによる劣化の危険性があった。
【０００５】さらに加えて、特開平４−３３３５５２号
公報は、本番の溶融亜鉛めっき前に所謂プレめっきを行
うことでめっき密着性を改善する方法を開示している。
しかしながら、通常溶融亜鉛めっきラインにはそのよう
なプレめっき設備はなく、設備の改善等に多大な投資が
必要になるので、いまだ具現化していない。
公報は、本番の溶融亜鉛めっき前に所謂プレめっきを行
うことでめっき密着性を改善する方法を開示している。
しかしながら、通常溶融亜鉛めっきラインにはそのよう
なプレめっき設備はなく、設備の改善等に多大な投資が
必要になるので、いまだ具現化していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、現在の設備を改造せず、製造条件の変更だけ
で、プレス加工時における密着性を良くする安価な合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを目的
としている。
を鑑み、現在の設備を改造せず、製造条件の変更だけ
で、プレス加工時における密着性を良くする安価な合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究を重ね、めっき前鋼帯の黒皮及び黒
皮直下の結晶粒界に酸化物を生成させることに着眼し、
本発明を完成させた。すなわち、本発明は、熱間圧延さ
れた鋼帯をコイル状に巻取り、冷却した後、再び巻戻し
て酸洗、冷間圧延を施し、連続溶融亜鉛めっきラインに
て合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際して、上記
コイル状に巻取る時の鋼帯温度(以下、巻取温度という)
を６００℃以上７５０℃以下とし、その後の冷却速度を
３℃／分以下とし、黒皮直下の結晶粒界に酸化物を生成
させ、酸洗、冷間圧延、連続溶融亜鉛めっきの各工程で
前記酸化物を残存せしめた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である。本発明では、熱延鋼
帯の巻取温度及びコイルの冷却速度を上記のように制限
するようにしたので、鋼帯表面の黒皮及びその直下の結
晶粒界に酸化物が生成され、その結晶粒同士の間隙にめ
っきが施されるようになるので、密着性が非常に良くな
るのである。
成するため鋭意研究を重ね、めっき前鋼帯の黒皮及び黒
皮直下の結晶粒界に酸化物を生成させることに着眼し、
本発明を完成させた。すなわち、本発明は、熱間圧延さ
れた鋼帯をコイル状に巻取り、冷却した後、再び巻戻し
て酸洗、冷間圧延を施し、連続溶融亜鉛めっきラインに
て合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際して、上記
コイル状に巻取る時の鋼帯温度(以下、巻取温度という)
を６００℃以上７５０℃以下とし、その後の冷却速度を
３℃／分以下とし、黒皮直下の結晶粒界に酸化物を生成
させ、酸洗、冷間圧延、連続溶融亜鉛めっきの各工程で
前記酸化物を残存せしめた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である。本発明では、熱延鋼
帯の巻取温度及びコイルの冷却速度を上記のように制限
するようにしたので、鋼帯表面の黒皮及びその直下の結
晶粒界に酸化物が生成され、その結晶粒同士の間隙にめ
っきが施されるようになるので、密着性が非常に良くな
るのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の内容
を説明する。本発明の実施形態は、前記「特許請求の範
囲」に記載したとおり、熱延鋼板の巻取温度及び冷却速
度を制限することであり、その結果として熱延鋼板表面
の黒皮（スケール層）と黒皮直下の結晶粒界に酸化物を
生成させた。この黒皮及び結晶粒界に酸化物を有する鋼
板の断面写真を図１に示すが、黒皮直下の鋼板の結晶粒
界に深さ約１０μｍまで酸化物が生成していることがわ
かる。
を説明する。本発明の実施形態は、前記「特許請求の範
囲」に記載したとおり、熱延鋼板の巻取温度及び冷却速
度を制限することであり、その結果として熱延鋼板表面
の黒皮（スケール層）と黒皮直下の結晶粒界に酸化物を
生成させた。この黒皮及び結晶粒界に酸化物を有する鋼
板の断面写真を図１に示すが、黒皮直下の鋼板の結晶粒
界に深さ約１０μｍまで酸化物が生成していることがわ
かる。
【０００９】この酸化物は、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｉ、Ａｌなど
の酸化物で形成されており、コイル巻取温度が高い時
に、鋼中への酸素の拡散によって生成する。したがっ
て、鋼中へのＭｎ、Ｐ、Ｓｉ等の添加量が少量の場合に
も、本発明で開示する巻取温度及び冷却速度であれば、
これらの酸化物を形成させることが可能である。逆に、
巻取温度が６００℃未満、または６００℃以上であって
もその後の冷却速度が３℃／分を超える場合には、粒界
に酸化物は観察されない。また、巻取温度が７５０℃を
超える場合には、黒皮量が増大し、その後の酸洗で黒皮
を除去するのに時間がかかるため、ラインスピードを遅
くしなければならず、また黒皮が除去しきれず欠陥とな
ったりするので、該巻取温度は７５０℃以下が良い。
の酸化物で形成されており、コイル巻取温度が高い時
に、鋼中への酸素の拡散によって生成する。したがっ
て、鋼中へのＭｎ、Ｐ、Ｓｉ等の添加量が少量の場合に
も、本発明で開示する巻取温度及び冷却速度であれば、
これらの酸化物を形成させることが可能である。逆に、
巻取温度が６００℃未満、または６００℃以上であって
もその後の冷却速度が３℃／分を超える場合には、粒界
に酸化物は観察されない。また、巻取温度が７５０℃を
超える場合には、黒皮量が増大し、その後の酸洗で黒皮
を除去するのに時間がかかるため、ラインスピードを遅
くしなければならず、また黒皮が除去しきれず欠陥とな
ったりするので、該巻取温度は７５０℃以下が良い。
【００１０】このようにして形成した黒皮直下の酸化物
は、その後の酸洗、冷間圧延、焼鈍、めっきなどの工程
を経てもほとんど残存し、めっき層直下に酸化物を有す
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することになる。通
常、酸洗は、黒皮を除去するために行われるものであ
り、酸洗しても上記結晶粒界の酸化物はほとんど残存し
得るため、その条件を何ら制限することはない。さら
に、該結晶粒界の酸化物が残存する範囲であれば表面を
研削等で清浄化してもよい。冷間圧延も、圧下率等の条
件がいかなるものであっても、該酸化物が残存するた
め、何ら制限されることはない。
は、その後の酸洗、冷間圧延、焼鈍、めっきなどの工程
を経てもほとんど残存し、めっき層直下に酸化物を有す
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することになる。通
常、酸洗は、黒皮を除去するために行われるものであ
り、酸洗しても上記結晶粒界の酸化物はほとんど残存し
得るため、その条件を何ら制限することはない。さら
に、該結晶粒界の酸化物が残存する範囲であれば表面を
研削等で清浄化してもよい。冷間圧延も、圧下率等の条
件がいかなるものであっても、該酸化物が残存するた
め、何ら制限されることはない。
【００１１】次に、めっき密着性の改善理由について説
明する。合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、そのプレス加工
時において、主に圧縮応力を受けることによりめっき層
が剥離することが知られている。また、合金化処理時に
は、亜鉛と鉄の熱拡散により亜鉛−鉄合金が生成する
が、鋼板粒界にも亜鉛が拡散し、亜鉛−鉄合金層を形成
する。本発明に係る製造方法で製造した合金化溶融亜鉛
めっき鋼板は、めっき層直下に酸化物を有するため、従
来の酸化物の存在しない結晶粒界に比べて結晶間に隙間
があるため、亜鉛が浸透し易い。その結果、めっき層と
鋼板素地との界面の凹凸が激しくなり、めっき層が鋼板
と強固に密着することができる。つまり、本発明に係る
製造方法により製造した合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、
プレス加工を行ってもめっきの密着性は良好状態を維持
できるのである。例えば、該めっき鋼板のめっき層を低
電位法により鉄電位間で強制的に溶解し、鋼板素地を露
出させてＳＥＭにより観察した結果を、本発明を適用し
た場合を図２、従来法によるものを図３に示す。図２と
図３の比較すると、従来の酸化物の無い鋼板素地（図
３）に比べ、本発明の図２では、明らかにめっき層と鋼
板素地との界面の凹凸が激しくなっていることがわか
る。
明する。合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、そのプレス加工
時において、主に圧縮応力を受けることによりめっき層
が剥離することが知られている。また、合金化処理時に
は、亜鉛と鉄の熱拡散により亜鉛−鉄合金が生成する
が、鋼板粒界にも亜鉛が拡散し、亜鉛−鉄合金層を形成
する。本発明に係る製造方法で製造した合金化溶融亜鉛
めっき鋼板は、めっき層直下に酸化物を有するため、従
来の酸化物の存在しない結晶粒界に比べて結晶間に隙間
があるため、亜鉛が浸透し易い。その結果、めっき層と
鋼板素地との界面の凹凸が激しくなり、めっき層が鋼板
と強固に密着することができる。つまり、本発明に係る
製造方法により製造した合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、
プレス加工を行ってもめっきの密着性は良好状態を維持
できるのである。例えば、該めっき鋼板のめっき層を低
電位法により鉄電位間で強制的に溶解し、鋼板素地を露
出させてＳＥＭにより観察した結果を、本発明を適用し
た場合を図２、従来法によるものを図３に示す。図２と
図３の比較すると、従来の酸化物の無い鋼板素地（図
３）に比べ、本発明の図２では、明らかにめっき層と鋼
板素地との界面の凹凸が激しくなっていることがわか
る。
【００１２】なお、本発明では、めっき層の特性を特に
限定するものではないが、耐食性等の観点より、自動車
用鋼板としての亜鉛−鉄合金の付着量は通常２５〜９０
ｇ／ｍ2 、めっき層中の鉄含有率は８〜１３ｗｔ％が適
当である。また、亜鉛浴の条件についても特に限定する
ものではないが、亜鉛浴中のＡｌ濃度は０．１３〜０．
１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度は０．０１ｗｔ％〜飽和が適
当であると思われ、さらに該浴中にＰｂ、Ｍｇ、Ｍｎな
どの成分元素を含んでいても良い。
限定するものではないが、耐食性等の観点より、自動車
用鋼板としての亜鉛−鉄合金の付着量は通常２５〜９０
ｇ／ｍ2 、めっき層中の鉄含有率は８〜１３ｗｔ％が適
当である。また、亜鉛浴の条件についても特に限定する
ものではないが、亜鉛浴中のＡｌ濃度は０．１３〜０．
１５ｗｔ％程度、Ｆｅ濃度は０．０１ｗｔ％〜飽和が適
当であると思われ、さらに該浴中にＰｂ、Ｍｇ、Ｍｎな
どの成分元素を含んでいても良い。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係る製造方法を実施した例
を示す。低炭素鋼（供試鋼Ａ）及び極低炭素鋼（供試鋼
Ｂ）の供試材を、それぞれ転炉にて溶製した後、連続鋳
造によってスラブとした。このスラブを加熱温度（ＳＲ
Ｔ）１１００〜１２５０℃、仕上温度８５０〜９５０℃
とし、コイル巻取温度及び冷却速度を表１のように変更
し、３５ｍｍ厚の鋼帯に熱間圧延した。
を示す。低炭素鋼（供試鋼Ａ）及び極低炭素鋼（供試鋼
Ｂ）の供試材を、それぞれ転炉にて溶製した後、連続鋳
造によってスラブとした。このスラブを加熱温度（ＳＲ
Ｔ）１１００〜１２５０℃、仕上温度８５０〜９５０℃
とし、コイル巻取温度及び冷却速度を表１のように変更
し、３５ｍｍ厚の鋼帯に熱間圧延した。
【００１４】
【表１】
【００１５】その後、コイルを巻戻し、酸洗で鋼帯表面
のスケール層（黒皮）を除去した後、通常の冷間圧延を
行い、０．７ｍｍ厚までに減厚した。この冷間圧延鋼板
を、連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）において、７
５０〜８８０℃で再結晶焼鈍を行った後、４７０〜４８
０℃で溶融亜鉛めっきを行い、引続き４８０〜５３０℃
で１５〜３０秒の合金化処理を行った。得られた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、通常利用される
「プレス加工性評価試験」を行い判断した。すなわち、
上記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一面にセロテープ（登
録商標）を貼り付け、その面方向に９０度の角度で曲
げ、曲げ戻しを行い、圧着したテープを剥離してその部
分での亜鉛剥離量を蛍光Ｘ線にて測定した。評価基準
は、以下の通りである。
のスケール層（黒皮）を除去した後、通常の冷間圧延を
行い、０．７ｍｍ厚までに減厚した。この冷間圧延鋼板
を、連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）において、７
５０〜８８０℃で再結晶焼鈍を行った後、４７０〜４８
０℃で溶融亜鉛めっきを行い、引続き４８０〜５３０℃
で１５〜３０秒の合金化処理を行った。得られた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、通常利用される
「プレス加工性評価試験」を行い判断した。すなわち、
上記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一面にセロテープ（登
録商標）を貼り付け、その面方向に９０度の角度で曲
げ、曲げ戻しを行い、圧着したテープを剥離してその部
分での亜鉛剥離量を蛍光Ｘ線にて測定した。評価基準
は、以下の通りである。
【００１６】蛍光Ｘ線によるカウント数に関して、耐パ
ウダリング性のランクを定める。 とした。試験結果を表２に一括して示す。表２より、本
発明に係る製造方法を適用した場合は、明らかに耐パウ
ダリング性があり、めっき密着性が良いことがわかる。
ウダリング性のランクを定める。 とした。試験結果を表２に一括して示す。表２より、本
発明に係る製造方法を適用した場合は、明らかに耐パウ
ダリング性があり、めっき密着性が良いことがわかる。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、現
在の設備をそのまま使用し、熱延鋼帯の巻取温度及び冷
却速度の制限だけでプレス加工時のめっき密着性に優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板が安価に製造できるように
なった。
在の設備をそのまま使用し、熱延鋼帯の巻取温度及び冷
却速度の制限だけでプレス加工時のめっき密着性に優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板が安価に製造できるように
なった。
【図１】熱延鋼板の黒皮下に酸化物が存在することを示
す断面写真である。
す断面写真である。
【図２】本発明に係る製造方法による鋼板のめっき層を
溶解した鋼板面のＳＥＭ写真である。
溶解した鋼板面のＳＥＭ写真である。
【図３】従来法による鋼板のめっき層を溶解した鋼板面
のＳＥＭ写真である。
のＳＥＭ写真である。
１ 鋼板素地 ２ 黒皮（酸化スケール） ３ 酸化物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−256903（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−216526（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−43946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−219415（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 C21D 9/46
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間圧延された鋼帯をコイル状に巻取
り、冷却した後、再び巻戻して酸洗、冷間圧延を施し、
連続溶融亜鉛めっきラインにて合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を製造するに際して、 上記コイル状に巻取る時の鋼帯温度を６００℃以上７５
０℃以下とし、その後の冷却速度を３℃／分以下とし、
且つ黒皮直下の結晶粒界に酸化物を生成させ、酸洗、冷
間圧延、連続溶融亜鉛めっきの各工程で前記酸化物を残
存せしめた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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35114395A JP3184445B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35114395A JP3184445B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176812A JPH09176812A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3184445B2 true JP3184445B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18415344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35114395A Expired - Fee Related JP3184445B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3159420B1 (en) | 2014-09-08 | 2020-09-16 | JFE Steel Corporation | Method for producing high-strength hot-dipped galvanized steel sheet |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP35114395A patent/JP3184445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09176812A (ja) | 1997-07-08 |
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