JP7323063B2 - 合金化亜鉛めっき鋼板,電着塗装鋼板,自動車部品,電着塗装鋼板の製造方法,及び合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
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- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/026—Deposition of sublayers, e.g. adhesion layers or pre-applied alloying elements or corrosion protection
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
- C23C28/025—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/20—Electroplating: Baths therefor from solutions of iron
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
- C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
- C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
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Description
前記Si含有冷延鋼板の少なくとも片面に形成された,片面あたりの付着量が20.0g/m2超であるFe系電気めっき層と,
前記Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層とを有し,
前記Fe系電気めっき層と前記Si含有冷延鋼板との界面において前記Fe系電気めっき層と前記Si含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が50%超である,合金化亜鉛めっき鋼板。
C:0.8%以下,
Mn:1.0%以上12.0%以下,
P:0.1%以下,
S:0.03%以下,
N:0.010%以下及び
Al:1.0%以下を含有し,残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有する,前記[1]から[3]のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
B:0.005%以下,
Ti:0.2%以下,
Cr:1.0%以下,
Cu:1.0%以下,
Ni:1.0%以下,
Mo:1.0%以下,
Nb:0.20%以下,
V:0.5%以下,
Sb:0.200%以下,
Ta:0.1%以下,
W:0.5%以下,
Zr:0.1%以下,
Sn:0.20%以下,
Ca:0.005%以下,
Mg:0.005%以下及び
REM:0.005%以下
からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する,前記[4]に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
前記冷延鋼板の少なくとも片面に形成された,片面あたりの付着量が20.0g/m2超であるFe系電気めっき層と,
前記Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層とを有し,
前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との界面において前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が50%超である,合金化亜鉛めっき鋼板。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。
前記化成処理鋼板に電着塗装処理を施して,前記化成処理皮膜上に電着塗装皮膜が形成された電着塗装鋼板を得る,電着塗装工程と,
を含む,電着塗装鋼板の製造方法。
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(C.W.Fe0)>20.0+(C.W.Zn)×[mass%Fe]/100・・・(1)
ここで,C.W.Zn:合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量の目標値(g/m2)
ただし,25.0g/m2≦C.W.Zn≦80.0g/m2
[mass%Fe]:前記合金化亜鉛めっき層中のFe含有量の目標値(質量%)
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。
(C.W.Fe0)>20.0+(C.W.Zn)×[mass%Fe]/100・・・(1)
ここで,C.W.Zn:合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量の目標値(g/m2)
ただし,25.0g/m2≦C.W.Zn≦80.0g/m2
[mass%Fe]:前記合金化亜鉛めっき層中のFe含有量の目標値(質量%)
なお,以下の説明において,Si含有冷延鋼板の成分組成の各元素の含有量,めっき層成分組成の各元素の含有量の単位はいずれも「質量%」であり,特に断らない限り単に「%」で示す。また,本明細書中において,「~」を用いて表される数値範囲は,「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また,本明細書において,鋼板が「高強度」であるとは,JIS Z 2241(2011)に準拠して測定した鋼板の引張強さTSが590MPa以上であることを意味する。
図1に,本実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板1の断面の概要を示す。図1に示すように,合金化亜鉛めっき鋼板1は,Si含有冷延鋼板2の少なくとも片面に,Fe系電気めっき層3と,該Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層4とを有する。まず,Si含有冷延鋼板の成分組成について説明する。
Siは,加工性を大きく損なうことなく,固溶により鋼の強度を高める効果(固溶強化能)が大きいため,鋼板の高強度化を達成するのに有効な元素である。一方で,Siは溶接部における耐抵抗溶接割れ特性に悪影響を及ぼす元素でもある。Siを鋼板の高強度化を達成するために添加する場合には,0.1%以上の添加が必要である。Siが0.50%未満では,従来の0.24秒程度のホールドタイムによる溶接では,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性に特に問題は生じない。しかしながら,自動車部品の組み立て工程におけるスポット溶接時のタクトタイムが生産コストの観点で課題となり,ホールドタイム低減による対策が取られた場合,Si量が0.50%未満でも溶接部における耐抵抗溶接割れ特性が不十分となる場合がある。一方,Siの含有量が3.0%を超えると,熱間圧延性及び冷間圧延性が大きく低下し,生産性に悪影響を及ぼしたり,鋼板自体の延性の低下を招いたりする。よって,Siは0.1%以上3.0%以下の範囲で添加する。Si量は,好ましくは0.50%以上,より好ましくは0.7%以上,さらに好ましくは溶接部における耐抵抗溶接割れ特性への影響がより大きい0.9%以上とする。また,Si量は,好ましくは2.5%以下,より好ましくは2.0%以下,さらに好ましくは1.7%以下とする。
Cは,鋼組織としてマルテンサイトなどを形成させることで加工性を向上する。Cを含有させる場合,良好な溶接性を得るため,C量は0.8%以下とすることが好ましく,0.3%以下とすることがより好ましい。Cの下限は特に限定されないが,良好な加工性を得るためにはC量は0%超であることが好ましく,0.03%以上とすることがより好ましく,0.08%以上含有させることがさらに好ましい。
Mnは,鋼を固溶強化して高強度化するとともに,焼入性を高め,残留オーステナイト,ベイナイト,及びマルテンサイトの生成を促進する作用を有する元素である。このような効果は,Mnを1.0%以上添加することで発現する。一方,Mn量が12.0%以下であれば,コストの上昇を招かずに上記効果が得られる。よって,Mn量は1.0%以上とすることが好ましく,12.0%以下とすることが好ましい。Mn量は1.3%以上とすることがより好ましく,1.5%以上とすることがさらに好ましく,1.8%以上とすることが最も好ましい。また,Mn量は3.5%以下とすることがより好ましく,3.3%以下とすることがさらに好ましい。
Pの含有量を抑制することで,溶接性の低下を防ぐことができる。さらにPが粒界に偏析することを防いで,延性,曲げ性,及び靭性が劣化することを防ぐことができる。また,Pを多量に添加すると,フェライト変態を促進することで結晶粒径も大きくなってしまう。そのため,P量は0.1%以下とすることが好ましい。Pの下限は特に限定されず,生産技術上の制約から0%超であり得,0.001%以上であり得る。
S量は0.03%以下とすることが好ましく,0.02%以下とすることがより好ましい。S量を抑制することで,溶接性の低下を防ぐとともに,熱間時の延性の低下を防いで,熱間割れを抑制し,表面性状を著しく向上することができる。さらに,S量を抑制することで,不純物元素として粗大な硫化物を形成することにより,鋼板の延性,曲げ性,伸びフランジ性の低下を防ぐことができる。これらの問題はS量が0.03%を超えると顕著となり,Sの含有量は極力低減することが好ましい。Sの下限は特に限定されず,生産技術上の制約から0%超であり得,0.0001%以上であり得る。
Nの含有量は0.010%以下とすることが好ましい。Nの含有量を0.010%以下とすることで,NがTi,Nb,Vと高温で粗大な窒化物を形成することでTi,Nb,V添加による鋼板の高強度化の効果が損なわれることを防ぐことができる。また,Nの含有量を0.010%以下とすることで靭性の低下も防ぐことができる。さらに,Nの含有量を0.010%以下とすることで,熱間圧延中にスラブ割れ,表面疵が発生することを防ぐことができる。Nの含有量は,好ましくは0.005%以下であり,より好ましくは0.003%以下であり,さらに好ましくは0.002%以下である。Nの含有量の下限は特に限定されず,生産技術上の制約から0%超であり得,0.0005%以上であり得る。
Alは熱力学的に最も酸化しやすいため,Si及びMnに先だって酸化し,Si及びMnの鋼板最表層での酸化を抑制し,Si及びMnの鋼板内部での酸化を促進する効果がある。この効果はAl量が0.01%以上で得られる。一方,Al量が1.0%を超えるとコストアップになる。したがって,添加する場合,Al量は1.0%以下とすることが好ましい。Al量は0.1%以下とすることがより好ましい。Alの下限は特に限定されず,0%超であり得,0.001%以上であり得る。
Bは鋼の焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。焼入れ性を向上するためには,B量は0.0003%以上とすることが好ましく,0.0005%以上とすることがより好ましい。しかし,Bを過度に添加すると成形性が低下するため,B量は0.005%以下とすることが好ましい。
Tiは鋼の析出強化に有効である。Tiの下限は特に限定されないが,強度調整の効果を得るためには,0.005%以上とすることが好ましい。しかし,Tiを過度に添加すると,硬質相が過大となり,成形性が低下するため,Tiを添加する場合,Ti量は0.2%以下とすることが好ましく,0.05%以下とすることがより好ましい。
Cr量は0.005%以上とすることが好ましい。Cr量を0.005%以上とすることで,焼き入れ性を向上し,強度と延性とのバランスを向上することができる。添加する場合,コストアップを防ぐ観点から,Cr量は1.0%以下とすることが好ましい。
Cu量は0.005%以上とすることが好ましい。Cu量を0.005%以上とすることで,残留γ相の形成を促進することができる。また,Cu量を添加する場合,コストアップを防ぐ観点から,Cu量は1.0%以下とすることが好ましい。
Ni量は0.005%以上とすることが好ましい。Ni量を0.005%以上とすることで,残留γ相の形成を促進することができる。また,Niを添加する場合,コストアップを防ぐ観点から,Ni量は1.0%以下とすることが好ましい。
Mo量は0.005%以上とすることが好ましい。Mo量を0.005%以上とすることで,強度調整の効果を得ることができる。また,Moを添加する場合,コストアップを防ぐ観点から,Mo量は1.0%以下が好ましい。
Nbは,0.005%以上含有することで強度向上の効果が得られる。また,Nbを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,Nb量は0.20%以下とすることが好ましい。
Vは,0.005%以上含有することで強度向上の効果が得られる。また,Vを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,V量は0.5%以下とすることが好ましい。
Sbは鋼板表面の窒化,酸化,あるいは酸化により生じる鋼板表面の数十ミクロン領域の脱炭を抑制する観点から含有することができる。Sbは,鋼板表面の窒化及び酸化を抑制することで,鋼板表面においてマルテンサイトの生成量が減少するのを防止し,鋼板の疲労特性及び表面品質を改善する。このような効果を得るために,Sb量は0.001%以上とすることが好ましい。一方,良好な靭性を得るためには,Sb量は0.200%以下とすることが好ましい。
Taは,0.001%以上含有することで強度向上の効果が得られる。また,Taを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,Ta量は0.1%以下とすることが好ましい。
Wは,0.005%以上含有することで強度向上の効果が得られる。また,Wを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,W量は0.5%以下とすることが好ましい。
Zrは,0.0005%以上含有することで強度向上の効果が得られる。また,Zrを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,Zr量は0.1%以下とすることが好ましい。
Snは脱窒,脱硼等を抑制して,鋼の強度低下抑制に有効な元素である。こうした効果を得るにはそれぞれ0.002%以上とすることが好ましい。一方,良好な耐衝撃性を得るために,Sn量は0.20%以下とすることが好ましい。
Caは,0.0005%以上含有することで硫化物の形態を制御し,延性,靭性を向上させることができる。また,良好な延性を得る観点から,Ca量は0.005%以下とすることが好ましい。
Mgは,0.0005%以上含有することで硫化物の形態を制御し,延性,靭性を向上させることができる。また,Mgを含有する場合,コストアップを防ぐ観点から,Mg量は0.005%以下とすることが好ましい。
REMは,0.0005%以上含有することで硫化物の形態を制御し,延性,靭性を向上させることができる。また,REMを含有する場合,良好な靭性を得る観点から,REM量は0.005%以下とすることが好ましい。
Fe系電気めっき層:20.0g/m2超
合金化処理後の片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有することで溶接部における耐抵抗溶接割れ特性が向上するメカニズムは明らかではないが,本発明者らは以下の通り考えている。本実施形態においては,後述するように,Fe系電気めっき層を形成後に焼鈍を施す。Fe系電気めっき層を形成後に焼鈍を施すことにより,焼鈍時に形成するSi及びMn等の表面酸化物によりピックアップと呼ばれる押疵がFe系めっき鋼板表面に発生することを抑制できる反面,Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との界面においてFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が50%超の割合で一体化する。そのため,溶融した亜鉛がFe系電気めっき層の結晶粒界を経由してSi含有冷延鋼板の結晶粒界に侵入しやすくなる。さらに,亜鉛めっき層に合金化処理を施す場合,Fe系電気めっき層の表層が合金化により消費されるため,合金化しない亜鉛めっき鋼板に比べ,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を向上することが難しくなる。したがって,本実施形態においては,合金化処理後の付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を形成させる。20.0g/m2超の付着量を有するFe系電気めっき層を形成させることにより,抵抗溶接時に溶融した亜鉛がSi含有冷延鋼板の結晶粒界に到達する時間を遅延させ,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を改善することができると考えられる(亜鉛の粒界侵入抑制効果)。また,Fe系電気めっき層が軟質層として機能し,溶接時に鋼板表面に付与される応力を緩和することができ,抵抗溶接部の残留応力を低減することにより,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を向上させ得ると考えられる(応力緩和効果)。さらに,鋼板表面における固溶Si量が多い場合には溶接部で靭性が低下して溶接部における耐抵抗溶接割れ特性が劣化するものと考えられる。これに対し,一定量以上のFe系電気めっき層を鋼板表面に有する場合,該Fe系電気めっき層が固溶Si欠乏層として働き,溶接部に固溶するSi量が減少するため,Si固溶による溶接部の靭性の低下が抑制されて溶接部における耐抵抗溶接割れ特性が改善し得ると考えられる(靭性低下抑制効果)。これらFe系電気めっき層付与による亜鉛めっきの粒界侵入抑制効果,応力緩和効果,及び靭性低下抑制効果の耐抵抗溶接割れ特性への寄与は複雑ゆえ定量的には明らかではないが,複合的に作用して耐抵抗溶接割れ特性を改善しているものと考えられる。溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を向上させる効果を生じさせるためには,合金化後の亜鉛めっき鋼板において,Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量を20.0g/m2超とすることが必要である。Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量の上限は特に限定されないが,コストの観点から,Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量を60.0g/m2以下とすることが好ましい。Fe系電気めっき層の付着量は,好ましくは25.0g/m2以上,より好ましくは30.0g/m2以上,さらに好ましくは35.0g/m2以上とする。合金化亜鉛めっき鋼板は,好ましくはSi含有冷延鋼板の表裏両面にFe系電気めっき層を有する。Fe系電気めっき層の付着量を25.0g/m2以上とすることで,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性が特に良好となる。
(Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との界面においてFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合)=(Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との界面のうち,Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している箇所の長さ)÷(観察視野での界面の長さ)×100・・・(2)
次に,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
一実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法は,Siを0.1質量%以上3.0質量%以下含有する冷延鋼板にFe系電気めっきを施して,焼鈍前Fe系電気めっき層が少なくとも片面に形成された焼鈍前Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法であり得る。
(C.W.Fe0)>20.0+(C.W.Zn)×[mass%Fe]/100・・・(1)
ここで,C.W.Zn:合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量の目標値(g/m2)
ただし,25.0g/m2≦C.W.Zn≦80.0g/m2
[mass%Fe]:前記合金化亜鉛めっき層中のFe含有量の目標値(質量%)
つまり,合金化亜鉛めっき鋼板の合金化亜鉛めっき層中に含まれるFe量の目標値(g/m2)+20.0(g/m2)超の量の焼鈍前Fe系電気めっき層を形成すれば,最終的に20.0g/m2超のFe系電気めっき層を得ることができる。
本実施形態において,焼鈍工程における焼鈍雰囲気の露点は,加湿設備等の追加設備が不要な条件となる-30℃以下の低露点とする。露点-30℃以下の制御は650℃以上900℃以下の温度域にて行なうことが好ましい。本発明者らは独自の検討によって,Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との界面においてFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合と,Fe系電気めっき層形成後の焼鈍工程における焼鈍雰囲気の露点との間に相関関係があることを見出した。すなわち,Fe系電気めっき層形成後の焼鈍前Fe系電気めっき鋼板に焼鈍を施す際に,焼鈍雰囲気の露点が低いほど,焼鈍後に得られるFe系電気めっき鋼板のFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が高く,逆に焼鈍雰囲気の露点が高いほどFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が低いことが分かった。このように,Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合と,露点との間に相関関係が見いだせる理由は明らかではないが,以下のように推測することができる。一定以上の高露点で制御した場合,焼鈍時に鋼板からFe系電気めっき層へ拡散する元素がFe系電気めっき層の内部で酸化物として形成し,この酸化物がFe系電気めっき層の結晶粒の成長を阻害し,細粒化させる。一方で,Fe系電気めっき層を形成後に低露点の雰囲気下にて焼鈍を施した場合,上記のような酸化物は形成されにくく,Fe系電気めっき層の結晶粒径が粗大化する。そのため,低露点で焼鈍を施した際にはFe系電気めっき層の結晶方位がSi含有冷延鋼板との結晶方位と高い割合で一体化すると考えることができる。焼鈍炉の加湿設備のコストなどを理由に,焼鈍工程における焼鈍雰囲気の露点を-30℃以下とした場合,Fe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との界面においてFe系電気めっき層とSi含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が高まる。その結果,合金化亜鉛めっき鋼板とした場合,抵抗溶接時に溶融した亜鉛がFe系電気めっき層の結晶粒界を経由してSi含有冷延鋼板の結晶粒界に侵入しやすくなる。本実施形態においては,特定の付着量を有するFe系電気めっき層を形成させることにより,抵抗溶接時に溶融した亜鉛がFe系電気めっき層の結晶粒界を経由してSi含有冷延鋼板の結晶粒界に到達する時間を遅延させ,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を改善する。焼鈍雰囲気の露点の下限は特に定めないが,-80℃未満は工業的に実現が困難であるため,-80℃以上とすることが好ましい。焼鈍雰囲気の露点はより好ましくは-55℃以上である。
焼鈍工程は,水素濃度が1.0体積%以上30.0体積%以下の還元性雰囲気中で行う。水素は,焼鈍工程中の焼鈍前Fe系電気めっき鋼板表面のFeの酸化を抑制し,鋼板表面を活性化する役割を果たす。水素濃度が1.0体積%以上であれば,鋼板表面のFeが酸化することにより,後述するように亜鉛めっき層を設ける際にめっき密着性が劣化することを回避することができる。よって,焼鈍工程は水素濃度1.0体積%以上の還元性雰囲気にて行うことが好ましく,2.0体積%以上の還元性雰囲気にて行うことがより好ましい。焼鈍工程における水素濃度の上限は特に限定されないが,コストの観点から,水素濃度は30.0体積%以下とすることが好ましく,20.0体積%以下とすることがより好ましい。焼鈍雰囲気の水素以外の残部は,窒素とすることが好ましい。
焼鈍工程において,650℃以上900℃以下の温度域での保持時間を,30秒以上600秒以下とすることが好ましい。当該温度域での保持時間を30秒以上とすることで,焼鈍前Fe系電気めっき層表面に形成したFeの自然酸化膜を好適に除去し,後述するようにFe系電気めっき鋼板表面に亜鉛めっき層を設ける際のめっき密着性を向上することができる。よって,当該温度域での保持時間は30秒以上とすることが好ましい。当該温度域での保持時間の上限は特に定めないが,生産性の観点から,当該温度域での保持時間は600秒以下とすることが好ましい。
焼鈍前Fe系電気めっき鋼板の最高到達温度は特に限定されないが,650℃以上900℃以下とすることが好ましい。焼鈍前Fe系電気めっき鋼板の最高到達温度を650℃以上とすることで,鋼板組織の再結晶が好適に進み,所望の強度を得ることができる。また,焼鈍前Fe系電気めっき層表面に形成したFeの自然酸化膜を好適に還元させ,後述するようにFe系電気めっき鋼板表面に亜鉛めっきを設ける際のめっき密着性を向上することができる。また,Fe系電気めっき鋼板の最高到達温度が900℃以下であれば,鋼中のSi及びMnの拡散速度が増加しすぎることを防ぎ,鋼板表面へのSi及びMnの拡散を防ぐことができるため,後述するようにFe系電気めっき鋼板表面に亜鉛めっきを設ける際のめっき密着性を向上することができる。また,最高到達温度が900℃以下であれば,熱処理炉の炉体ダメージを防ぐことができ,コストダウンすることもできる。よって,冷延鋼板の最高到達温度は900℃以下とすることが好ましい。なお,上記最高到達温度は,冷延鋼板の表面にて測定された温度を基準とする。
前記焼鈍工程後に,Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施す。亜鉛めっき処理の方法は特に限定されないが,例えば溶融めっき,電気めっき,コールドスプレー,及びプラズマ溶射等であり得る。溶融亜鉛めっきを施す場合,一例においては,焼鈍工程後にFe系電気めっき鋼板を冷却し,溶融亜鉛めっき浴中に浸漬して,鋼板表面に溶融亜鉛めっきを施せばよい。溶融亜鉛めっき浴はAl,Zn及び不可避的不純物からなる。溶融亜鉛めっき浴の成分は特に規定しないが,一般的に浴中Al濃度が0.05質量%以上0.250質量%以下である。浴中Al濃度を0.05質量%以上とすれば,ボトムドロスの発生を防ぎ,ドロスが鋼板に付着して欠陥になることを防ぐことができる。また,浴中Al濃度を0.250質量%以下とすることで,トップドロスの増加を防ぎ,ドロスが鋼板に付着して欠陥になることを防ぐとともに,コストダウンにもつながる。溶融亜鉛めっき処理のその他の条件は制限されるものではないが,例えば,溶融亜鉛めっき浴の浴温度は通常の440~500℃の範囲で,板温440~550℃で鋼板を溶融亜鉛めっき浴中に浸漬させて行う。
まず,合金化亜鉛めっき鋼板から20×25mmサイズのサンプルを2か所採取する。それぞれの重量を測定した後,JIS H 0401(2013)またはISO 17925(2004)に規定された試験液を用いてFe系電気めっき層を有する片側の合金化亜鉛めっき層の剥離を行い,再び重量測定を行う。めっき剥離前の重量からめっき剥離後の重量を差し引き,めっき剥離部分の表面積で除することにより,合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量を算出することができる。ここでは,2か所の平均値を合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量とする。
また,本実施形態によれば,上述した合金化亜鉛めっき鋼板上に,前記合金化亜鉛めっき層上に形成された化成処理皮膜と,該化成皮膜上に形成された電着塗装皮膜とをさらに有する電着塗装鋼板を提供することもできる。本実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板は,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性に優れるため,該合金化亜鉛めっき鋼板を用いて形成した電着塗装鋼板は,自動車部品への適用に特に好適である。化成処理皮膜,及び電着塗装皮膜の種類は特に限定されず,公知の化成処理皮膜,及び電着塗装皮膜とすることができる。化成処理皮膜としては,リン酸亜鉛皮膜,ジルコニウム皮膜等が使用できる。電着塗装皮膜としては,自動車用の電着塗装皮膜であれば特に限定されない。電着塗装皮膜の厚みは,用途により異なるが,乾燥状態の塗膜で10μm以上30μm以下程度とすることが好ましい。また,本実施形態によれば,電着塗装を施すための電着塗装用合金化亜鉛めっき鋼板を提供することもできる。
次いで,上述した電着塗装鋼板の製造方法について説明する。上述した電着塗装鋼板は,合金化亜鉛めっき鋼板に化成処理を施して,前記合金化亜鉛めっき層上に化成処理皮膜が形成された化成処理鋼板を得る,化成処理工程と,前記化成処理鋼板に電着塗装処理を施して,前記化成処理皮膜上に電着塗装皮膜が形成された電着塗装鋼板を得る,電着塗装工程と,を含む,電着塗装鋼板の製造方法によって製造することができる。化成処理,及び電着塗装処理は,公知の方法によることができる。なお,化成処理を施す前の処理として,合金化亜鉛めっき鋼板表面を清浄化するための脱脂処理,水洗及び必要に応じて表面調整処理を施すことができる。これらの前処理に引き続いて化成処理を実施する。脱脂処理及び水洗の方法は特に限定されず,通常の方法を用いることができる。表面調整処理においては,Tiコロイド,あるいはリン酸亜鉛コロイドを有する表面調整剤等を使用できる。これらの表面調整剤を施すに際して,特別な工程を設ける必要はなく,常法に従い実施すればよい。例えば,所望の表面調整剤を所定の脱イオン水に溶解させ,十分攪拌したのち,既定の温度(通常は常温,25~30℃)の処理液とし,該処理液中に鋼板を所定時間(20~30秒)浸漬させる。引き続き乾燥させることなく,次工程の化成処理を行う。化成処理においても,常法に従い実施すればよい。例えば,所望の化成処理剤を所定の脱イオン水に溶解させ,十分攪拌したのち,所定の温度(通常35~45℃)の処理液とし,該処理液中に鋼板を所定時間(60~120秒)浸漬させる。化成処理剤としては,例えば鋼用のリン酸亜鉛処理剤,鋼・アルミニウム併用型のリン酸亜鉛処理剤,及びジルコニウム処理剤等を使用できる。引き続き,次工程の電着塗装を行う。電着塗装も,常法に従い実施すればよい。必要に応じて水洗処理等の前処理を施したのち,十分攪拌された電着塗料に鋼板を浸漬し,電着処理によって所望の厚みの電着塗装を得る。電着塗装としては,カチオン型の電着塗装の他,アニオン型電着塗装を使用できる。さらに,用途に応じて電着塗装後に上塗り塗装などを施してもよい。
また,本実施形態によれば,上述した電着塗装鋼板を少なくとも一部に用いてなる自動車部品を提供することができる。本実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板は,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性に優れるため,該合金化亜鉛めっき鋼板を用いた電着塗装鋼板は,自動車部品への適用に特に好適である。電着塗装鋼板を用いてなる自動車部品は,本実施形態に係る電着塗装鋼板以外の鋼板を,素材として含んでいてもよい。本実施形態に係る電着塗装鋼板は溶接部における耐抵抗溶接割れ特性に優れるため,該合金化亜鉛めっき鋼板を用いてなる自動車部品の溶接部におけるLME割れが好適に防がれる。電着塗装鋼板を少なくとも一部に用いてなる自動車部品の種類は特に限定されないが,例えば,サイドシル部品,ピラー部品,及び自動車車体等であり得る。
次に,本発明の実施形態2に係る合金化亜鉛めっき鋼板について説明する。
本実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板は,
冷延鋼板と,
前記冷延鋼板の少なくとも片面に形成された,片面あたりの付着量が20.0g/m2超であるFe系電気めっき層と,
前記Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層とを有し,
前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との界面において前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が50%超である,合金化亜鉛めっき鋼板であり得る。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。
図8を用いて,溶接部における耐抵抗溶接割れ特性の評価方法について説明する。圧延直角方向(TD)を長手とし,圧延方向を短手として50×150mmに切り出した試験片6を,同サイズに切り出した,溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板5と重ねて板組とする。板組は,試験片6の評価対象面(Fe系電気めっき層側の面)と,試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板5の亜鉛めっき層とが向かい合うように組み立てる。当該板組を,厚さ2.0mmのスペーサー7を介して,固定台8に固定する。スペーサー7は,長手方向50mm×短手方向45mm×厚さ2.0mmの一対の鋼板であり,図8(a)に示すように,一対の鋼板各々の長手方向端面が,板組短手方向両端面とそろうように配置する。よって,一対の鋼板間の距離は60mmとなる。固定台8は,中央部に穴が開いた一枚の板である。
◎ : ホールドタイム0.14秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められない
○ : ホールドタイム0.14秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められるが,ホールドタイム0.16秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められない
× : ホールドタイム0.16秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められる
◎ : ホールドタイム0.18秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められない
○ : ホールドタイム0.18秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められるが,ホールドタイム0.24秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められない
× : ホールドタイム0.24秒で0.1mm以上の長さのき裂が認められる
一実施形態に係る合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法は,
冷延鋼板にFe系電気めっきを施して,焼鈍前Fe系電気めっき層が少なくとも片面に形成された焼鈍前Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法であり得る。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。
〔電解条件〕
浴温:50℃
pH:2.0
電流密度:45A/dm2
Fe系電気めっき浴:Fe2+イオンを1.5mol/L含む
電極(陽極):酸化イリジウム電極
合金化亜鉛めっき鋼板について,上述した方法に従って,板組相手が,0.18秒のホールドタイムにおいて耐抵抗溶接割れ特性が課題とならないSiが0.5%未満の引張強さが980MPa級,及び片面あたりの付着量が50g/m2の試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板(板厚1.6mm)である場合の溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を評価した。溶接時間は0.36秒,ホールドタイムは0.18秒及び0.24秒とし,実施例No.毎に溶接電流を変化させてナゲット径を測定し,ナゲット径が5.9mmとなる溶接電流にて評価した。また,板組相手である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板に割れが発生していないものを実施例データとして採用した。板組相手に割れが発生した場合,評価対象の合金化亜鉛めっき鋼板への応力が分散し,適切な評価とならないためである。
〔電解条件〕
浴温:50℃
pH:2.0
電流密度:45A/dm2
Fe系電気めっき浴:Fe2+イオンを1.5mol/L含む
電極(陽極):酸化イリジウム電極
合金化亜鉛めっき鋼板について,上述した方法に従って,板組相手が,0.14秒のホールドタイムにおいて耐抵抗溶接割れ特性が課題とならないSiが0.1%未満の引張強さが590MPa級,及び片面あたりの付着量が50g/m2の試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板(板厚1.6mm)である場合の溶接部における耐抵抗溶接割れ特性を評価した。溶接時間は0.36秒,ホールドタイムは0.14秒及び0.16秒とし,実施例No.毎に溶接電流を変化させてナゲット径を測定し,ナゲット径が5.9mmとなる溶接電流にて評価した。また,板組相手である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板に割れが発生していないものを実施例データとして採用した。板組相手に割れが発生した場合,評価対象の合金化亜鉛めっき鋼板への応力が分散し,適切な評価とならないためである。
2 Si含有冷延鋼板
3 Fe系電気めっき層
4 合金化亜鉛めっき層
5 試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板
6 試験片
7 スペーサー
8 固定台
9 電極
10 ナゲット
11 き裂
Claims (21)
- Siを0.1質量%以上3.0質量%以下含有するSi含有冷延鋼板と,
前記Si含有冷延鋼板の少なくとも片面に形成された,片面あたりの付着量が20.0g/m2超であるFe系電気めっき層と,
前記Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層とを有し,
前記Fe系電気めっき層と前記Si含有冷延鋼板との界面において前記Fe系電気めっき層と前記Si含有冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が50%超である,合金化亜鉛めっき鋼板。 - 前記Si含有冷延鋼板は,Siを0.50質量%以上3.0質量%以下含有する,請求項1に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
- 前記Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量が,25.0g/m2以上である,請求項1または2に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
- 前記Si含有冷延鋼板は,前記Siに加えて,質量%で,
C:0.8%以下,
Mn:1.0%以上12.0%以下,
P:0.1%以下,
S:0.03%以下,
N:0.010%以下及び
Al:1.0%以下を含有し,残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有する,請求項1から3のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。 - 前記成分組成がさらに,
B:0.005%以下,
Ti:0.2%以下,
Cr:1.0%以下,
Cu:1.0%以下,
Ni:1.0%以下,
Mo:1.0%以下,
Nb:0.20%以下,
V:0.5%以下,
Sb:0.200%以下,
Ta:0.1%以下,
W:0.5%以下,
Zr:0.1%以下,
Sn:0.20%以下,
Ca:0.005%以下,
Mg:0.005%以下及び
REM:0.005%以下
からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する,請求項4に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。 - 前記Fe系電気めっき層は,B,C,P,N,O,Ni,Mn,Mo,Zn,W,Pb,Sn,Cr,V及びCoからなる群から選ばれる1または2以上の元素を合計で10質量%以下含み,残部はFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有する,請求項1から5のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
- 冷延鋼板と,
前記冷延鋼板の少なくとも片面に形成された,片面あたりの付着量が20.0g/m2超であるFe系電気めっき層と,
前記Fe系電気めっき層上に形成された合金化亜鉛めっき層とを有し,
前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との界面において前記Fe系電気めっき層と前記冷延鋼板との結晶方位が一体化している割合が50%超である,合金化亜鉛めっき鋼板。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。 - 前記Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量が,25.0g/m 2 以上である,請求項7に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
- 前記冷延鋼板は,前記ホールドタイムを0.24秒とした条件にて,前記抵抗溶接を施して前記溶接部付き板組を得,前記溶接部の断面を前記光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である,請求項7または8に記載の合金化亜鉛めっき鋼板。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板上に,化成処理皮膜と,該化成処理皮膜上に形成された電着塗装皮膜とをさらに有する,電着塗装鋼板。
- 請求項10に記載の電着塗装鋼板を少なくとも一部に用いてなる,自動車部品。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板に化成処理を施して,前記合金化亜鉛めっき層上に化成処理皮膜が形成された化成処理鋼板を得る,化成処理工程と,
前記化成処理鋼板に電着塗装処理を施して,前記化成処理皮膜上に電着塗装皮膜が形成された電着塗装鋼板を得る,電着塗装工程と,
を含む,電着塗装鋼板の製造方法。 - Siを0.1質量%以上3.0質量%以下含有する冷延鋼板にFe系電気めっきを施して,焼鈍前Fe系電気めっき層が少なくとも片面に形成された焼鈍前Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量を,25.0g/m 2 以上とする,請求項13に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 前記冷延鋼板は,Siを0.5質量%以上3.0質量%以下含有する,請求項13または14に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍前Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量C.W.Fe0(g/m2)が下式(1)を満足する,請求項13から15のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(C.W.Fe0)>20.0+(C.W.Zn)×[mass%Fe]/100・・・(1)
ここで,C.W.Zn:合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量の目標値(g/m2)
ただし,25.0g/m2≦C.W.Zn≦80.0g/m2
[mass%Fe]:前記合金化亜鉛めっき層中のFe含有量の目標値(質量%) - 冷延鋼板にFe系電気めっきを施して,焼鈍前Fe系電気めっき層が少なくとも片面に形成された焼鈍前Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記焼鈍前Fe系電気めっき鋼板を露点-30℃以下の雰囲気下で焼鈍して,Fe系電気めっき鋼板とし,
次いで,前記Fe系電気めっき鋼板に亜鉛めっきを施して,亜鉛めっき鋼板とし,
次いで,前記亜鉛めっき鋼板に,合金化処理をさらに施して,片面あたりの付着量が20.0g/m2超のFe系電気めっき層を有する合金化亜鉛めっき鋼板を得る,合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
ここで,前記冷延鋼板は,圧延直角方向を長手として50×150mmに切り出した試験片を,同サイズに切り出した溶融亜鉛めっき層の片面あたりの付着量が50g/m2である試験用合金化溶融亜鉛めっき鋼板と重ねて板組とし,
次いで,サーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて,該抵抗溶接機の電極対(先端径6mm)の中心軸同士を結んだ線に対する垂直面に対して前記板組を該板組の長手方向側に5°傾け,前記電極対の下側電極と前記試験片との間に前記板組の長手方向60mm×前記板組の厚さ方向2.0mmの空隙を設けて前記下側電極と前記板組とを固定し,前記電極対の上側電極を可動にした状態で,前記板組に,加圧力:3.5kN,ホールドタイム:0.16秒,並びにナゲット径が5.9mmになる溶接電流及び溶接時間の条件にて抵抗溶接を施して溶接部付き板組とし,
次いで,前記溶接部付き板組を溶接部を含むように前記試験片の長手方向に沿って半切して,該溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である。 - 前記Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量を,25.0g/m 2 以上とする,請求項17に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 前記冷延鋼板は,前記ホールドタイムを0.24秒とした条件にて,前記溶接部の断面を光学顕微鏡(倍率200倍)で観察した場合に,0.1mm以上の長さのき裂が認められる冷延鋼板である,請求項17または18に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍前Fe系電気めっき層の片面あたりの付着量C.W.Fe0(g/m2)が下式(1)を満足する,請求項17から19のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(C.W.Fe0)>20.0+(C.W.Zn)×[mass%Fe]/100・・・(1)
ここで,C.W.Zn:合金化亜鉛めっき層の片面あたりの付着量の目標値(g/m2)
ただし,25.0g/m2≦C.W.Zn≦80.0g/m2
[mass%Fe]:前記合金化亜鉛めっき層中のFe含有量の目標値(質量%) - B,C,P,N,O,Ni,Mn,Mo,Zn,W,Pb,Sn,Cr,V及びCoからなる群から選ばれる1または2以上の元素を,前記焼鈍前Fe系電気めっき層中でこれらの元素の合計含有量が10質量%以下となるように含有するFe系電気めっき浴を用いて,前記Fe系電気めっきを施す,請求項13から20のいずれか1項に記載の合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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