JP4690848B2 - 外観、加工性、溶接性に優れた高張力溶融Znめっき鋼材及びその製造方法 - Google Patents
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(3)前記(1)または(2)に記載の外観、加工性、溶接性の良好な溶融Znめっき高強度鋼材の製造方法によって得られた鋼板にある。
Si:0.01〜4.0%
対象とする鋼におけるSi量の範囲を0.01〜4.0%の範囲内としたのは、材質上強度を確保するためである。鋼中Si量が0.01%以上で強化効果が現れること、4.0%を上限としたのは、材質上これ以上Siを添加しても強度の向上はなく、逆に加工性に悪影響を及ぼすためである。
Mn量を0.01〜3.0質量%の範囲としたのは、0.01%以上で強化効果が現れること、3.0%を上限としたのは、これ以上添加すると伸びに悪影響を及ぼすためである。
Ti:0.001〜0.5%
Ti量を0.001〜0.5%としたのは、0.001%以上で加工性改善効果が発揮されるがその効果は0.5%で飽和し、それ以上の濃度で添加してもコスト的な負荷が増加するためである。
Ni,Co,Cu,Inに関しては、これら元素を付与して焼鈍することでSi,Mn,Ti等の易酸化元素が表面に濃化することを抑制し、結果として高強度鋼材の溶融Znめっき濡れ性が向上し、合金化の不均一性に起因する模様も無くなり、さらには合金化を促進する効果を有する。
めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面付着量で5g/m2以上であることが望ましい。本発明の溶融Znめっき鋼材上に塗装性、溶接性を改善する目的で上層めっきを施すことや、各種の処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理等を施しても本発明を逸脱するものではない。
発明者らは、表1に示す様に質量%にて、C:0.0001〜0.3%、Si:0.01〜4%、Mn:0.01〜2%、Ti:0.001〜0.5%、P:0.1%以下を含有し、残部Fe及び不可避不純物からなる種々の鋼材を準備した。これら鋼材に対しA群(Ni,Co,Cu,In)及びB群(Cr,Mo,Nb,Fe)及びその他(Bi,Sn,C)より目的とする元素を含む浴を用いて電解処理を行い種々元素を付与した。その後10%H2−N2雰囲気中800℃にて90秒間焼鈍を行い、浴温450〜470℃、Al含有率0.10〜0.25%のZnめっき浴に3秒間浸漬した後めっき付着量を片面当り45〜50g/m2になるようにガスワイピングで制御し520℃で合金化処理を行い、めっき鋼材を製造した。合金化時間を変化させ表層まで合金化する時間(合金化完了時間)を測定した。
(めっき成分)
作成しためっき鋼材の一部を切り出しをインヒビター入り5%塩酸でめっき層のみを溶解した後、溶液を化学分析しめっき層成分を分析した。
(めっき性)
作成しためっき鋼材表面の不めっき部面積を測定することでめっき性を評価した。評点は以下の通りである。
◎:極めて良好、○:不めっき無し、△:不めっき微小、×:不めっき有り
外観を目視で確認し、筋状の模様があるか否かで合金化反応の均一性を評価した。評点は以下の通りである。
◎:極度に均一外観、○:均一外観、△:多少の不均一存在、×:相当量の不均一存在
(結晶形態)
電子顕微鏡にてめっき結晶形態を5000倍にて観察し、結晶の最大粒径を測定した。最大粒経が10μを超えると加工性を阻害するため以下の評点を付けた。
○:最大粒径が10μ以下、×:最大粒径が10μより大きい
ビード幅40mmで肩R1 のコの字型雌ビードと、同じくビード幅40mmで先端0.5Rの雄ビードの間に幅30mmの試験片をはさみ、押し付け圧は500kgf、引き抜き速度500mm/minで引き抜き試験を行った。雄型ビードでしごかれた面のめっき皮膜の剥離量を測定し、めっき付着量に対する剥離量比率を求め以下の評点を付けた。
○:剥離率15%以下、×:剥離率15%超
板厚0.6mmの試験片と先端半径DR6φ、40Rのアルミナ分散銅電極を用い加圧力1500N、15cycにて通電し適正電流範囲を求めた。ナゲット径が4√t(tは板厚でこの場合は0.6mm)となる電流を下限電流、チリ発生する電流を上限電流とした。その後上限電流の0.95倍の電流値で連続溶接を実施し電極寿命を求めた。連続溶接速度3回/sとし、25点毎にピール法で溶接部を剥離してボタン径を測定し,ボタン径が4√t(t:板厚mm)を切った時点でNGとし以下の評点を付けた。
○:連続打点数2000点以上、△:連続打点数1000点以上2000点未満、×:連続打点数1000点未満
それに比較して、本発明の範囲を逸脱する場合(表中No.16〜28)は、全ての特性を満足することは出来ない。No.16の様に事前処理を全く施さない場合には不めっきが発生し、筋状の模様が発生した。また合金化反応が遅くなるため、合金化完了までの時間が極端に長くなる。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
Claims (3)
- 質量%で、
Si:0.01〜4%、
Mn:0.01〜3%、
Ti:0.001〜0.5%
を含有する、高強度鋼材において、Ni,Co,Cu,Inの中から選ばれる元素のうち少なくとも1種類の元素と、Fe,Cr,Mo,Nb中から選ばれる元素のうち少なくとも1種類の元素を合計で0.10g/m2以上で、8種類の元素中に占めるNi,Co,Cu,Inの合計比率が0.15以上0.70以下になるように電解処理にて付与した後、還元雰囲気で焼鈍し、Alを0.10〜0.20%含有したZn浴を用いてめっきすることを特徴とする、外観、加工性、溶接性の良好な溶融Znめっき高強度鋼材の製造方法。 - 質量%で、
Si:0.01〜4%、
Mn:0.01〜3%、
Ti:0.001〜0.5%
を含有する、高強度鋼材において、Ni,Co,Cu,Inの中から選ばれる元素のうち少なくとも1種類の元素を0.21g/m2以上と、Fe,Cr,Mo,Nb中から選ばれる元素のうち少なくとも1種類の元素を8種類の元素中に占めるNi,Co,Cu,Inの合計比率が0.15以上0.70以下になるように電解処理にて付与した後、還元雰囲気で焼鈍し、Alを0.10〜0.20%含有したZn浴を用いてめっきすることを特徴とする、外観、加工性、溶接性の良好な溶融Znめっき高強度鋼材の製造方法。 - 請求項1または2に記載の外観、加工性、溶接性の良好な溶融Znめっき高強度鋼材の製造方法によって得られた鋼板。
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