JP6123754B2

JP6123754B2 - 化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板およびその製造方法

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Publication number: JP6123754B2
Application number: JP2014165202A
Authority: JP
Inventors: 克美山田; 古谷　真一; 真一古谷; 平　章一郎; 章一郎平; 弘之増岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-08-14
Also published as: JP2016041833A

Description

本発明は、Ｓｉ含有鋼板およびその製造方法に関し、特に、自動車の骨格部品などに好適な、化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板およびその製造方法に関する。

近年、自動車車体の軽量化を図るために、自動車の骨格部品や足まわり部品には高強度鋼板、特に高強度熱延鋼板が多用されつつある。ここで、高強度鋼板の成分組成としては、原材料のグローバル調達性を鑑み、希少な合金元素をできるだけ使用しないことが求められており、Ｓｉ、Ｍｎ等の安価な固溶強化元素を活用した高強度鋼板が開発されている。

一方、鋼板を高強度化して鋼板の板厚を薄くすることにより、従来にも増して耐食性への要求が高くなっている。特に自動車の骨格部品や足回り部品に適用される熱延鋼板は、化成処理を施された後、カチオン電着塗装等により、塗装が施されるため、優れた化成処理性が要求される。ここで、自動車用熱延鋼板に施される化成処理は、防錆油が塗布された鋼板を脱脂後洗浄し、例えば浸漬型のリン酸亜鉛処理によってフォスフォフィライトを主体とする化成結晶を析出させて、リン酸亜鉛皮膜（以下、化成処理皮膜ともいう）を形成させるものである。

しかしながら、ＳｉやＭｎ等を添加した場合、これらの元素が鋼板表面に濃化することにより、化成処理性が劣化しやすい。特にＳｉは、成形性を大きく損なうことなく、高強度化を図ることができる元素であるが、鋼板表面にＳｉ含有酸化物を形成して、化成処理性を著しく低下させ、塗装後の耐食性を大きく低下させることが知られている。

このようなＳｉ、Ｍｎといった固溶強化元素を含有する熱延鋼板の化成処理性、塗装後の耐食性を向上させる技術として、例えば特許文献１には、強化元素としてＳｉ、Ｍｎ等の鉄より酸化され易い元素（以下、易酸化性元素という）を合計０．５ｍａｓｓ％以上含有する熱延鋼材であって、易酸化性元素の鋼材表面における濃度および鋼材表面に存在する酸化物層の被覆状態を規定して、化成、塗装後の耐食性を高めた鋼材に関する技術が開示されている。特許文献１の技術では、鋼材表層での易酸化性元素の濃度が鋼中濃度を超えないようにするとともに地鉄の粒を被覆する表面酸化物層の被覆率を高めること、あるいは、鋼材表面の易酸化性元素の濃度が鋼中濃度よりも高い領域を密に生成させるとともに、地鉄の粒を被覆する表面酸化物層の被覆率を高めることにより、局部アノードの形成を減少させて、塗装後耐食性を確保することが提案されている。

また特許文献２には、Ｓｉを０．５〜３．０ｍａｓｓ％含有する熱延鋼板を熱延後に適正に酸洗処理して、Ｓｉ含有酸化物層を除去後、さらに再酸洗して鋼板表面の鉄系酸化物の表面被覆率を低減することで化成処理性を確保する技術が開示されている。この技術は、熱間圧延した鋼板表面を硝酸等により強酸洗し、鋼板表層に形成されたＳｉ含有酸化物層を完全に除去するとともに、強酸洗によって鋼板表面に生成される鉄系酸化物の生成を抑制することで、鋼板表面と化成処理液との反応を高め、低温化された化成処理液を用いる場合にも化成処理性に優れ、かつ塗装後の耐食性にも優れるＳｉ含有鋼板を得ることが提案されている。

特開２００６−２６５５８６号公報特開２０１２−１７２１８１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、所定の表面状態を実現するために、従来とは異なる熱延・酸洗条件が必要であるとされ、デスケーリング条件や熱間圧延条件、酸洗条件が開示されているが、実機製造において、提案されている製造条件を達成して、表面構造を鋼板全面にわたって安定して確保することは容易ではない。また、特許文献２の技術は、２回の酸洗を必要とする技術であり、生産コストの上昇を回避できず、また、この技術でも、安定して理想的な表面状態を確保することは容易ではない。

すなわち、従来技術では、自動車用の熱延鋼板に求められる優れた化成処理性を確保し、塗装後の耐食性を確保することが困難であった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決して、優れた化成処理性を確保できるＳｉ含有熱延鋼板およびその有利な製造方法を提供することを目的とする。

一般にＳｉ含有熱延鋼板を製造するに際し、熱間圧延工程において、鋼板表面に強固な酸化被膜（以下、スケールともいう）が生成する。このため、熱間圧延の加熱時において生成するスケール（一次スケール）を十分にデスケーリングすることや、その後の圧延中に生成するスケール（二次スケール）を、除去するため、十分な酸洗を行うことが必要とされている。また、このような、熱間圧延中に生成するスケールが残存する部位では、化成処理中に化成処理皮膜を構成する結晶（以下、化成結晶ともいう）が核生成せず、塗装後耐食性が劣化する現象が確認されている。

本発明者らは、化成処理不良が起きやすいＳｉ含有熱延鋼板に関し、化成処理性に大きく影響する酸洗後の熱延鋼板の表面構造および化成処理皮膜の構造について、鋭意検討を重ねた。上記したように、二次スケールを除去するために酸洗が施され、また、酸洗後は水洗、次いで乾燥が施される。本発明者らは、このような酸洗を施し、次いで、水洗、乾燥を施した後の鋼板表面に認められる特徴的な表面構造が、化成結晶の核生成に大きく影響することを見出した。

図１に、熱間圧延後に酸洗を施し、次いで、水洗、乾燥を施した後のＳｉ含有熱延鋼板（Ｓｉ含有量：０．７質量％）の表面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した例を示す。酸洗を施し、水洗、乾燥した後のＳｉ含有熱延鋼板の表面は、図１に示すように、鋼結晶組織の結晶癖面が明確な部分と、ポーラスな皮膜状の部分からなる特徴的な表面構造を有する。図２は、通常９０〜１２０秒間の処理が必要とされる化成処理を、１０秒間という短時間での処理とし、化成結晶核の生成状態を観察した結果を示すものであり、ポーラスな皮膜状の領域で化成結晶が核生成しやすいことを知見した。

本発明者らは、Ｓｉ含有熱延鋼板において、酸洗し、水洗、乾燥後に認められる上記したようなポーラスな皮膜は、酸洗時に形成される腐食生成物と考え、酸洗後に施す水洗条件を種々検討した。その結果、過剰な水洗により、ポーラスな皮膜状の領域の占める割合、すなわち、腐食生成物により被覆されている部分の面積率が低下し、結果として化成処理性が低下し、ひいては塗装後の耐食性が低下することを見出した。

一般に、Ｓｉ含有の鋼板の化成性向上には、酸洗によるスケール除去という表面清浄化が必須である。一方、上記したように、下地結晶の露出面を増大させることが、逆に化成反応を抑制し、化成処理性向上には、酸洗後の水洗条件の適正化が重要である。本発明者らは、安定した化成処理性を得にくいＳｉ含有熱延鋼板であっても、酸洗後の水洗条件を適正化することで、化成結晶が核生成しやすい表面構造を安定的に得ることができ、化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板を安定して得ることが可能であることを見出した。

本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下の通りである。

［１］Ｓｉ含有量が０．５質量％以上である組成を有し、鋼板表面がポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されていることを特徴とする化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。

［２］質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００４５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする前記［１］に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。

［３］さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上を含有する組成を有することを特徴とする前記［２］に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。

［４］Ｓｉ含有量が０．５質量％以上である組成を有する熱間圧延後の鋼板に、酸洗処理し水洗し乾燥する工程である酸洗工程を施し、熱延鋼板とする熱延鋼板の製造方法において、前記酸洗工程における酸洗処理を、温度：７０〜９０℃、塩酸濃度：５〜１２ｖｏｌ．％の酸洗浴に４０秒以上浸漬する処理とし、水洗、乾燥後の熱延鋼板が、ポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されているように、水洗条件を調整することを特徴とするＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。

［５］前記鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００４５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする前記［４］に記載のＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。

［６］前記鋼板が、さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上を含有する組成を有することを特徴とする前記［５］に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。

本発明により、化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板を安定して提供することができるようになった。本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、Ｓｉを０．５質量％以上含有するため高強度であり、化成処理後に施される塗装後の耐食性にも優れるため、自動車の骨格部品や足まわり部品等に好適であり、自動車車体の軽量化に大きく寄与する。

酸洗し、水洗、乾燥した後のＳｉ含有熱延鋼板表面の観察例を示すＳＥＭ写真である。短時間（１０秒）化成処理したＳｉ含有熱延鋼板表面の観察例を示すＳＥＭ写真である。

以下に、本発明である化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。なお、成分の含有量の単位である「％」は特に断らない限り「質量％」を意味するものとする。

本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、Ｓｉ含有量が０．５％以上である鋼組成を有する。Ｓｉ含有量が０．５％未満では、引張強さが５９０ＭＰａ以上であるような高強度の熱延鋼板とすることが困難である。このため、鋼板中のＳｉ含有は０．５％以上とする。なお、Ｓｉ含有量は、１．０％を超えると、化成不良となるため、１．０％以下とすることが好ましい。

本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、鋼板表面がポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されている。ここで、ポーラス状の腐食生成物は、上記したように、熱間圧延後、酸洗し、水洗、乾燥した後のＳｉ含有熱延鋼板の表面に認められるポーラスな皮膜状の部分として観察される。このポーラス状の腐食生成物で被覆された部分は、図２に示したように、リン酸亜鉛水溶液を用いた化成処理の際に、化成結晶の核生成サイトとなる。Ｓｉ含有熱延鋼板の鋼板表面において、鋼板表面全体に対する面積率で５０％以上がポーラス状の腐食生成物によって被覆されていることにより、リン酸亜鉛水溶液を用いた化成処理の際に化成結晶の核生成を促進することができ、化成結晶が緻密に析出した、具体的には、下記（１）式で表される皮膜空隙率（Ｐ）が０．３以下である化成処理皮膜を形成し、塗装後の耐食性に優れる化成処理皮膜を安定的に得ることができる。

皮膜空隙率（Ｐ）＝１−Ｃ／（ｔ×ｄ）・・・（１）
ここで、Ｃは化成処理皮膜の付着量（ｇ／ｍ^２）、ｔは鋼板の板厚方向断面観察により求めた化成処理皮膜の膜厚（ｍ）、ｄはＺｎ_３（ＰＯ_４）_２の密度（ｇ／ｍ^３）である。
ポーラス状の腐食生成物によって被覆された部分の面積率が、熱延鋼表面全体に対する面積率で５０％未満となると、リン酸亜鉛水溶液を用いた化成処理の際に化成結晶の核生成が遅延し、化成結晶が緻密に析出した、塗装後の耐食性に優れる化成処理皮膜を安定的に得ることが困難となる。

なお、特に限定するものではないが、鋼板表面におけるポーラス状の腐食生成物に覆われている部分の面積率が、あまりに大きくなりすぎると、熱延鋼板表面が均質化して、かえって化成処理性が低下することが懸念されるため、Ｓｉ含有熱延鋼板表面において、ポーラス状の腐食生成物に被覆されている部分の面積率は、８０％以下とすることが好ましい。

本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、上記したように、Ｓｉ含有量を０．５％以上とするものであり、Ｓｉ以外の鋼板組成については、特に限定するものではない。なお、本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００４５％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組成を有することが好ましく、あるいはさらにＴｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上を含有する鋼組成を有することが好ましい。

以下、好ましい成分組成について、説明する。

Ｃ：０．０５〜０．１０％
Ｃは、鋼を高強度化するのに有効な元素であり、Ｃ含有量を０．０５％以上とすることで、ＴＳ＞５９０ＭＰａとできる。よって、Ｃ含有量は０．０５％以上とすることが好ましい。一方、Ｃ含有量が０．１０％を超えると強度が過剰となる。このため、Ｃ含有量は０．１０％以下とすることが好ましい。

Ｓｉ：０．５〜１．０％
Ｓｉは、上記したように成形性を大きく損なうことなく、高強度化を図る元素である。本発明では、高強度化のため、Ｓｉ含有量は、０．５％以上とする必要がある。一方、Ｓｉ含有量が１．０％を超えると、化成不良となりやすいため、Ｓｉ含有量は１．０％以下とすることが好ましい。

Ｍｎ：１．０〜１．５％
Ｍｎは、鋼を固溶強化するのに有効な元素であり、Ｃ含有量を１．０％以上とすることで、（TS>590MPa）とできる。よって、Ｍｎ含有量は１．０％以上とすることが好ましい。一方、Ｍｎ含有量が１．５％を超えると焼入れ性があがり強度過剰になるため、Ｍｎ含有量は１．５％以下とすることが好ましい。

Ｐ：０．０１０％以下
Ｐは、鋼の代表的不純物元素であるため、Ｐ含有量は０．０１０％以下とすることが好ましい。

Ｓ：０．００４％以下
Ｓは、圧延時の熱間脆性を引き起こす不純物であるため、Ｓ含有量は０．００４％以下とすることが好ましい。

Ａｌ：０．０５％以下
Ａｌは製鋼工程で脱酸材として、添加される元素であり、また、非金属介在物をスラグとして分離するのに有効な元素であるため、Ａｌ含有量は０．０２％以上とすることが好ましい。但し、過剰な添加は粗大なAl₂O₃の凝集合体による割れ発生を誘起するためＡｌ含有量は０．０５％以下とすることが好ましい。

Ｎ：０．００４５％以下
Ｎは、鋼の耐時効性を劣化させる元素であるため、Ｎ含有量は０．００４５％以下とすることが好ましい。

Ｔｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂは、極めて強い炭窒化物形成元素であり、このような効果を得る上では、Ｔｉの場合は０．０４％以上、Ｖの場合は０．０５％以上、Ｎｂの場合は０．０２％以上として、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのいずれか１種以上を含有することが好ましい。一方、これら元素は希少で原料コスト増大を招くため、含有させる場合は、Ｔｉの場合は０．１０％以下、Ｖの場合は０．１２％以下、Ｎｂの場合は０．００５％以下とすることが好ましい。

本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、上記以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物であることが好ましい。

次に、本発明のＳｉ含有熱延鋼板の好ましい製造方法について説明する。

本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、Ｓｉ含有量が０．５％以上である熱間圧延後の鋼板に、酸洗処理し水洗し乾燥する工程である酸洗工程を施し、熱延鋼板とする熱延鋼板の製造方法において、前記酸洗工程における酸洗処理を、温度（浴温）：７０〜９０℃、塩酸濃度：５〜１２ｖｏｌ．％の酸洗浴に、４０秒以上浸漬する処理とし、水洗、乾燥後の熱延鋼板が、ポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されているように、水洗条件を調整することにより製造することができる。

酸洗工程に供する熱間圧延後の鋼板は、Ｓｉ含有量を０．５％以上とする鋼板であり、好ましくは、上記した好ましい成分組成を有する鋼板である。本発明のＳｉ含有熱延鋼板は、熱間圧延工程で熱間圧延された鋼板に酸洗工程を施し、製造される。

熱間圧延工程では、Ｓｉを０．５％以上含有し、好ましくは、上記した熱延鋼板の好ましい組成と同様の組成を有する熱間圧延素材である鋼を、常法に従い、加熱後、熱間粗圧延および熱間仕上圧延を施し、鋼板とした後、コイル形状に巻き取る。ここで、熱間圧延の素材である鋼は、０．５％以上のＳｉを含有しているため、赤スケールと呼ばれる強固な一次酸化スケールが形成しやすい。このため、熱間粗圧延後に高圧洗浄水などによるデスケーリング処理を実施することが好ましい。

また、熱間仕上圧延を施された後は、二次スケール生成を抑制するため、低温での巻取りとすることが好ましく、例えば、巻取り温度を４００〜５００℃程度とすることが好ましい。巻取り温度が５００℃を超えると、二次スケールが増加し、後の酸洗工程でスケール除去が困難となり、鋼板表面に除去しきれずにスケールが残存して、化成処理性が劣化しやすい。

上記のように熱間圧延された鋼板は、酸洗工程で、スケールが除去される。酸洗工程において、熱延鋼板は、酸洗処理後、水洗、乾燥される。酸洗処理は、温度：７０〜９０℃、塩酸濃度：５〜１２ｖｏｌ．％の酸洗浴に、４０秒以上浸漬する処理とすることが好ましい。酸洗浴では、スケールを十分に除去して、化成処理性に悪影響を及ぼさないようにする。このため、酸洗浴の温度（浴温）は７０℃以上とし、かつ、塩酸濃度が５ｖｏｌ．％以上の塩酸浴とし、かつ、該塩酸浴に４０秒以上浸漬する処理とすることが好ましい。酸洗浴の温度が７０℃未満、あるいは、塩酸濃度が５％未満、あるいは浸漬時間が４０秒未満では、スケール残りにより、化成処理性が劣化するおそれがある。一方、酸洗浴の温度が９０℃を超えると、過酸洗であるため、酸洗浴の温度は９０℃以下とすることが好ましい。また、酸洗浴の塩酸濃度が１５％を超えても、過酸洗となりやすいため、酸洗浴の塩酸濃度は１５％以下とすることが好ましい。また、浸漬時間は、生産性を良好とするため６０秒以下とすることが好ましい。

酸洗処理を施された後の鋼板には、水洗、乾燥を施す。本発明において、酸洗処理後の水洗条件が重要であり、水洗、乾燥後の熱延鋼板が、ポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されているように、水洗条件を調整する。酸洗は下地鋼板を溶解することによる二次スケールの除去効果が大きいが、この際、溶出するＦｅ等は、前記したようなポーラス状の腐食生成物を形成し、鋼板表面を被覆する。過剰な水洗は、化成結晶の核生成サイトとなる腐食生成物を除去し、化成処理性の低下につながる。本発明では、水洗、乾燥後の熱延鋼板において、ポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上が鋼板表面を被覆しているようにする。水洗条件は、水洗、乾燥後の熱延鋼板表面のポーラス状の腐食生成物の面積率が５０％以上となるようにすればよく、その条件は特に限定されない。例えば、通常は、酸洗後に３回以上のスプレー式水洗浴を通す工程を、１回以上、最大３回程度とすることにより、乾燥後の熱延鋼板表面のポーラス状の腐食生成物の面積率を５０％以上とすることができる。また、乾燥は、常法に従い行えばよい。適正な条件で水洗された酸洗後の熱延鋼板は、ポーラス状のＦｅの腐食生成物によって、面積率で５０％を超えて被覆され、残部は下地結晶組織が露出した構造を有する熱延鋼板となる。

表１に成分組成を示す鋼を、熱間圧延工程にて熱間圧延して、鋼板とした。なお、熱間圧延工程では、常法に従い、熱間粗圧延、次いで熱間仕上圧延を施し、巻取り温度４５０℃で巻き取った。得られた熱間圧延後の鋼板について、下記条件により、引張試験を行い、引張強さ（ＴＳ）を調査した。結果を表２に示す。

＜引張試験＞
熱間圧延により得られた鋼板から、圧延方向を引張方向とするＪＩＳ５号引張試験片を採取して、ＪＩＳＺ２２４１の規定に準拠して引張試験を行い、引張強さＴＳを求めた。

次いで、上記のようにして得た熱間圧延後の鋼板について、酸洗工程にて順に酸洗処理、水洗、乾燥を施し、熱延鋼板表面のスケールを除去した。酸洗処理は、表２に示す酸洗条件で塩酸浴に浸漬して行った。また、水洗は、酸洗後の鋼板をスプレー式水洗浴を通過させることにより行い、スプレー式水洗浴を通過させる回数（通過させる水洗浴の数）を変更して、水洗条件を変化させた。なお、従来は、該スプレー式水洗浴を通過させる回数は３回以上であった。乾燥は、ドライエアにて行った。表２に酸洗条件（塩酸の濃度、酸洗浴温度、浸漬時間、ラインスピード）、水洗条件（水洗回数）を示す。

上記酸洗工程を施して製造した熱延鋼板から試験片を採取し、熱延鋼板表面をＳＥＭにて２０００倍で５視野観察し、ポーラス状の腐食生成物によって被覆されている部分の面積率（ポーラス皮膜被覆率）を求めた。観察条件は、最表層の腐食生成物が観測可能なように、加速電圧５ｋＶとし、５視野について求めた面積率の平均を、ポーラス皮膜被覆率とした。結果を表３に示す。

また、上記酸洗工程を施して製造した熱延鋼板から試験片を採取し、アルカリ脱脂（日本パーカライジング社製ＦＣ−Ｅ２０１１）した後、以下の条件で化成処理を施し、化成処理後の熱延鋼板について、下記のようにして前記した皮膜空隙率（Ｐ）の評価を行った。化成処理皮膜の付着量、化成処理皮膜の皮膜厚みおよび皮膜空隙率を表３に示す。

また、作製した化成処理鋼板について、（日本ペイント）社製（Ｖ−５０）を用いて、膜厚２５μｍとなるように電着塗装を施し、腐食試験として、下記の塩水噴霧試験を行い、塗装後耐食性を評価した。結果を表３に示す。

＜化成処理＞
日本パーカライジング社製ＰＬ−Ｘを用いてＴｉ系コロイド水溶液による表面調整処理を行い、化成処理液（ＰＢ−Ｌ３０６５）を用いて、化成処理液の温度を４０℃として、表２に示す化成処理時間の間、化成処理液に浸漬して化成処理を施した。

＜皮膜空隙率（Ｐ）＞
化成処理後の熱延鋼板から、試験片を採取し、重量比較により、化成処理皮膜の付着量を求めた。また、化成処理後の熱延鋼板から断面ＳＥＭ観察試料を採取し、１０００倍で３箇所板厚方向断面観察を行い、化成処理皮膜の平均膜厚を求め、これを化成処理皮膜の膜厚とした。そして、これら求めた化成処理皮膜の付着量、化成処理皮膜の膜厚、およびＺｎ_３（ＰＯ_４）_２の密度：４ｘ１０^６（ｇ／ｍ^３）から、下記（１）式にて、皮膜空隙率（Ｐ）を求めた。

皮膜空隙率（Ｐ）＝１−Ｃ／（ｔ×ｄ）・・・（１）
ここで、Ｃは化成処理皮膜の付着量（ｇ／ｍ^２）、ｔは鋼板の板厚方向断面観察により求めた化成処理皮膜の膜厚（ｍ）、ｄはＺｎ_３（ＰＯ_４）_２の密度（ｇ／ｍ^３）である。
上記のようにして求めた皮膜空隙率（Ｐ）が０．３以下の場合、化成処理性に優れると判断した。

＜塩水噴霧試験＞
塩水噴霧試験はＪＩＳＺ２３７１に従って実施した。電着塗装を施した化成処理後の熱延鋼板に表面に、カッターで長さ４５ｍｍのクロスカット疵を施した後、３５℃、５質量％のＮａＣｌ水溶液で７２０時間の塩水噴霧試験（ＳＳＴ試験）を行った。ＳＳＴ試験後は、クロスカット疵部に粘着テープを貼り付けた後、引き剥がすテープ剥離試験を行い、クロスカット疵部左右を合わせた最大剥離全幅を測定した。ここで、測定した剥離幅が２ｍｍ以下の場合、ＳＳＴ試験結果が適合であり、塗装後の耐食性に優れると判断した。また、測定した剥離幅が２ｍｍを超えた場合に、ＳＳＴ試験結果が不適合であり、塗装後の耐食性に劣ると判断した。

表２および表３に示したように、本発明例の熱延鋼板は、５９０ＭＰａ以上の引張強さを有し、化成処理皮膜の空隙率が０．３以下と化成処理性に優れ、塗装後の耐食性にも優れることがわかる。

一方、比較例である鋼板Ｎｏ．１−４は化成処理時間が短すぎるため耐食性が劣位となった。

また、鋼板Ｎｏ．１−５、２−２、３−３および３−４は、いずれも酸洗後の水洗が過剰となり、熱延鋼板表面での腐食生成物の被覆率が５０％未満であり、皮膜空隙率が０．３を越えており、塗装後の耐食性に劣ることがわかる。

Claims

Ｓｉ含有量が０．５質量％以上である組成を有し、鋼板表面がポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆され、
リン酸亜鉛水溶液を用いた化成処理を行った場合に、下記（１）式で表される皮膜空隙率（Ｐ）が０．３以下の化成処理皮膜が形成されることを特徴とする化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。
皮膜空隙率（Ｐ）＝１−Ｃ／（ｔ×ｄ）・・・（１）
ここで、Ｃは化成処理皮膜の付着量（ｇ／ｍ ^２）、ｔは鋼板の板厚方向断面観察により求めた化成処理皮膜の膜厚（ｍ）、ｄはＺｎ _３（ＰＯ _４） _２の密度（ｇ／ｍ ^３）である。
質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００４５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項１に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。
さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上を含有する組成を有することを特徴とする請求項２に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板。
請求項１〜３のいずれかに記載のＳｉ含有熱延鋼板の製造方法であって、
Ｓｉ含有量が０．５質量％以上である組成を有する熱間圧延後の鋼板に、酸洗処理し水洗し乾燥する工程である酸洗工程を施し、熱延鋼板とする熱延鋼板の製造方法において、前記酸洗工程における酸洗処理を、温度：７０〜９０℃、塩酸濃度：５〜１２Ｖｏｌ．％の酸洗浴に４０秒以上浸漬する処理とし、水洗、乾燥後の熱延鋼板が、ポーラス状の腐食生成物によって面積率で５０％以上被覆されているように、水洗条件を調整することを特徴とするＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。
前記鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．５〜１．０％、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００４５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項４に記載のＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。
前記鋼板が、さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０４〜０．１０％、Ｖ：０．０５〜０．１２％、Ｎｂ:０．００５％以下のいずれか１種以上を含有する組成を有することを特徴とする請求項５に記載の化成処理性に優れるＳｉ含有熱延鋼板の製造方法。