JPH01246348A - 合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法

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JPH01246348A
JPH01246348A JP7416688A JP7416688A JPH01246348A JP H01246348 A JPH01246348 A JP H01246348A JP 7416688 A JP7416688 A JP 7416688A JP 7416688 A JP7416688 A JP 7416688A JP H01246348 A JPH01246348 A JP H01246348A
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plating
galvanized steel
steel sheet
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JP7416688A
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Soichi Shimada
島田 聰一
Michitaka Sakurai
理孝 櫻井
Yasuhisa Tajiri
田尻 泰久
Takeshi Ataya
安谷屋 武志
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加工時にめっき層が剥離しにくい合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車用車体の耐久性の向上を目的として、昨今、北米
向けを中心に車体の数多くの部分に、亜鉛めっき鋼板、
合金めっき鋼板、複合被覆鋼板等の各種表面処理鋼板が
使用されている。これらの鋼板に対しては、表面性状、
塗装性能、溶接性等の各種特性が要求されるが、これら
特性のうちで近年、耐食性、特に母材鋼板の耐孔食性に
対する要求が厳しくなってきている。このような観点か
ら、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対する要望が強まって
きた。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、通常以下のようにして製
造される。即ち、熱延、冷延鋼帯に連続的に前処理を施
し、次いで、前処理を施した鋼板を溶融亜鉛めっき浴に
浸漬してめっきし、次いで、めっき浴の出側に設置され
た合金化炉内を連続的に通過させて、鋼板を500から
700′Cの温度に急速に昇温させ、この温度に短時間
保持してめっき層をFe −Zn合金にする。以下、こ
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を従来技術1と
云う。
別の製造方法として、特公昭59−14541号公報に
は、亜鉛めっき鋼板を急速に1次加熱し、これによって
、めっき表面を再溶融させてめっき表面を平滑化し且つ
めつき表面の一部をFe −Zn金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法を従来技術2と云う。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術1によれば、連続式溶融亜鉛めっき設備の
みで連続的に短時間で亜鉛めっきおよび合金化処理を完
了することができるので、生産性の点できわめて有利で
ある。しかし、急速昇温−高温短時間合金化処理である
ために、Fe −Zn合金化反応が不均一に起りやすい
。従って、めっき層中のFe含有率が、板幅方向および
ライン方向においてバラツクので、均質な製品を安定し
て得られない。また、Fe −Zn合金相の中で最も硬
度が高く、脆弱なF相(Fe3 Zn、。)がめつき層
と鋼素地界面に厚く生成し、このF相が成長する。この
ために、プレス成形等の加工時にめっき層が剥離する、
いわゆるパウダリングが発生する。
そして、上記従来技術2は、次のような問題を有してい
る。即ち、連続式溶融亜鉛めっき設備内での急速な1次
加熱によって、めっき層の一部のみを合金化した場合、
Fe −Zn合金相は部分的に生成される。このために
、合金層は均一に成長せず、特に、めっき付着量が片面
当り909/rrj以下の場合、鋼板表面まで合金層が
成長した部分とη相(Zn)が残存した部分とが混在し
、いわゆる焼はムラが発生する。この後、1次加熱によ
る合金化度の違いに対応してバッチ焼鈍炉で2次加熱合
金化処理を行うために、工程が複雑となって、板幅全域
に亘ってめっき層の加工性に優れた製品を得るだめの制
御が容易に行えない。
従って、この発明の目的は、プレス成形等の加工時にパ
ウダリングが発生しにくい合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
容易に製造することができる方法を提供することにある
〔課題を解決するだめの手段〕
この発明は、前処理を施した銅帯を、AM : 0.0
5から0.3重量%、Pb : 0.2重量%以下を含
有する溶融亜鉛浴に浸漬して、片面当り30から902
Aイのめっきを施し、次いで、このようにしてめっきを
施した前記鋼帯をパッチ式焼鈍炉内に装入し、炉内雰囲
気を非酸化性雰囲気′または還元性雰囲気に維持し、前
記鋼帯をオープンコイルの状態で、320℃からZnの
融点の範囲内の温度に1から50時間加熱し、かくして
、めっき層を合金化することに特徴含有するものである
次に、この発明をさらに詳細に説明する。
通常の前処理を施した銅帯に溶融亜鉛めっきを施す。め
っきに供する素材は、熱延鋼帯、冷延鋼帯の何れでも良
い。まだ、連続溶融亜鉛めっき装置によって銅帯にめっ
きを施す前に、銅帯に焼鈍処理を施しても良い。
めっき付着量は、鋼帯片面当り30から90扇の範囲内
に限定する。めっき付着量は、両面で異なっていても良
い。銅帯を浸漬する溶融亜鉛めっき浴は、u:0.os
から0.3重量%、Pb)0.2重量%以下を含有する
。めっき付着量を30から90?/m”の範囲内に限定
したのは、30りβ未満では十分な耐食性が得られず、
一方、90 y/rr?を超えると後述するように、合
金化条件の大幅な変更が必要となるからである。溶融亜
鉛めっき浴中のA8含有率を0.05から0.3重量%
の範囲に限定したのは、0.05重量%未満では、めっ
き浴浸漬直後にFe−Zn合金相が部分的且つ不均一・
に生成し、それが後の合金化処理工程においても均一と
ならないためであり、一方、0.3重量%を超えると、
Fe −Zn合金相の生成が著しく抑制され、後の合金
化条件の大幅な変更が必要となるからである。
Pbは、Fe−Zn合金化反応に対して大きく寄−梁し
ないが、0.2重量%を超えると、加工時のめつき層の
耐パウダリング性が低下する。
次に、上述したようにして亜鉛めっきが施された鋼帯を
オープンコイルに巻き替えた後、非酸化性または還元性
雰囲気のバッチ式焼鈍炉によって、めっき層の合金化の
ための熱処理を行う。ここで、オープンコイルにする理
由は、銅帯を均一に加熱し、合金化にムラが生ずるのを
防止し且つ鋼帯同士が付着するのを防止するためである
。即ち、タイトな銅帯をバッチ式の炉で加熱すると、温
度分布が部分的に不均一となって、Fe −Zn合金相
の生成が部分的に相違する。このために、Fe −Zn
合金相が成長して形成される合金層は不均一になる。ま
た、マクロ的には、めっき層中のFe含有率が、銅帯長
手方向で特に不均一になるために、均質な性能を有する
合金化亜鉛めっき鋼板が得られない。これに対して、オ
ープンコイル状態で同様に加熱すると、熱がコイル内部
まで伝わりやすいので、均質な性能を有する合金化亜鉛
めっき鋼板が得られる。また、このように、バッチ式焼
鈍炉によって比較的低温で加熱処理すると、急激な拡散
反応が起らないので、めっき層中のFe含有率がめつき
層の深さ方向において均一になる。この結果、加工時の
めつき層の耐パウダリング性に優れた合金化亜鉛めっき
鋼板を得ることができる。
バッチ式焼鈍炉における合金化処理は、第1図に示すよ
うに、銅帯を320℃からZnの融点、即ち、419.
5℃の範囲内の温度に1から50時間加熱することによ
って行う。このようにして鋼帯に合金化処理を施すと、
めっき層中のFe含有率は、めっき層と鋼素地との界面
に存在する、ごく薄いF相を除いてめっき層の深さ方向
に亘って均一となり、その値は、7から20重量%とな
る。これによって、プレス成形等の加工時にめっき層が
剥離しにくい合金化亜鉛めっき鋼板が得られる。
ここで、銅帯の加熱温度を320から419.5℃の範
囲内に限定したのは、320℃未満では、たとえめっき
浴中のM含有率が0.05重量%と低くても、Mによる
Fe −Zn合金化反応の抑制効果が長時間持続して、
合金化のだめの加熱保持時間が著しく長くなり、工業的
に意味がなくなるからであシ、一方、419.5℃を超
えると、原子の拡散速度が速すぎるために、めっき層中
のFeの濃度勾配が急になり、この結果、加工性が劣り
、しかも、銅帯をオープンコイルにした際に、銅帯間に
挿入したスペーサがめつき表面に付着して、めっき表面
にスペーサマークが生じる虞れがあるからである。
めっき浴中のM含有率は、その値が高く、なる程、Fe
 −Zn拡散反応が抑制されるが、M含有率が0.3重
量%を超えると、銅帯の加熱温度を419.5℃を超え
る温度に設定する必要があり、その場合、部分的な拡散
が起りやすくなシ、却って加工性の低下を招く。しかも
、めっき表面にスペーサマークを付けることにもつなが
る。
また、従来から云われているように、パウダリングは、
めっき付着量とともに合金化処理後のめつき層中のFe
含有率に大きく依存する。即ち、平均的なFe含有率は
できるかぎり低く抑えることが望ましい。このようなこ
とから、めっき浴中のM含有量は0.15から0.30
重量%の範囲内で、焼鈍炉における加熱時間と保持時間
は、それぞれ340から380℃で2から]0時間が特
に好ましい。この場合、めっき層中のFe含有率は7か
ら13重量%となシ、また、合金層中のFe含有率も板
面方向、深さ方向ともに均一となって、パウダリングは
ほとんど起らない。
〔実施例〕
次に、この発明の詳細な説明する。
亜鉛めっき用素材としては、実施例、比較例ともに第1
表に示す化学成分組成を有する、板厚0.8wの2種類
の冷延鋼板A、Bを使用した。
亜鉛めっきは、無酸化加熱炉、還元加熱炉を備えた連続
式溶融亜鉛めっき設備によって行い、溶融亜鉛めっき浴
浸漬直後に設けられた気体絞り装置によってめっき付着
量の調整を行った。実施例は、このようにして製造した
亜鉛めっき鋼帯をオて連続式溶融亜鉛めっき設備内の合
金化炉で連続的に合金化処理を行ったものである。めっ
き層の耐パウダリング性は、2rrm半径に90°曲げ
た後、曲げの内側にセロファンテープを貼り付け、これ
を剥がしてセロファンテープに付着した状況を目視観察
し、第2表に示す評価基準に従って判定した。
第2表 実施例1 素材Aを、AR:0.21重量%、Pb :  0.1
0重量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着
量を片面当り60y/−に調整した亜鉛めっき鋼帯を、
オープンコイルに巻き替え、加熱温度360℃で4時間
、合金化処理を実施した。これによって得られた合金化
亜鉛めっき鋼板は、めっき層中のFe含有率が8.6重
量%であり、耐パウダリング性はきわめて良好であった
実施例2 素材Bに実施例1と同様の条件に従って合金化処理を施
した。得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、めっき層中の
Fe含有率が9.2重量%であり、耐パウダリング性は
きわめて良好であった。
実施例3 素材Aを、At:0.os重量%、Pb : 0.10
重量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着量
を片面当り609/lr?に調整した亜鉛めっき鋼帯を
、オープンコイルに巻き替え、加熱温度320℃で30
時間、合金化処理を実施した。得られた合金化亜鉛めっ
き鋼板は、めっき層中のFe含有率が7.4重量%であ
シ、耐パウダリング性はきわめて良好であった。
実施例4 素材Bを、/u:0.30重量%、 Pb:0.1o重
量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着量を
片面当り8og/m2 に調整した亜鉛めっき鋼帯を、
オープンコイルに巻き替え、加熱温度415℃で1時間
、合金化処理を実施した。得られた合金化亜鉛めっき鋼
板は、めっき層中のFe含有率が12.8重量%であり
、耐パウダリング性は良好であった。
実施例5 素材Aを、At:0.15重量%、Pb : 0.10
重量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着量
を表面30y/靜、裏面80り/11?に調整した亜鉛
めっき鋼帯を、オープンコイルに巻き替え、加熱温度3
80℃で5時間、合金化処理を実施した。
得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、めっき層中のFe含
有率が表面12.5重量%、裏面10.1重量%であり
、耐パウダリング性は両面ともきわめて良好であった。
実施例6 素材Bに実施例5と同様の条件に従って合金化処理を施
した。得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、めっき層中の
Fe含有率が表面13.1重量%、裏面10.4重量%
であシ、耐パウダリング性は両面ともに良好であった。
比較例1 素材Aを、AA:O,15重量%、Pb:0.10重量
%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着量を片
面当り609/−に調整後、連続的に銅帯を合金化炉に
導入し、加熱温度560’(:で1o秒間、合金化処理
を実施した。得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、めっき
層中のFe含有率が10.2重量%であるが、耐パウダ
リング性は不良であった。
比較例2 素材Bに比較例1と同様の条件に従って合金化処理を行
った。得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、めっき層中の
Fe含有率が11.0重量%であるが、耐パウダリング
性は不良であった。
比較例3 素材Aを、AI!:0.12重量%、Pb : 0.1
0重量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着
量を片面当り601/n?に調整後、連続的に銅帯を合
金化炉に導入し、加熱温度500℃で15秒間、合金化
処理を実施した。得られた合金化亜鉛めっき鋼板は、め
っき層中のFe含有率が9.6重量%であるが、耐パウ
ダリング性はあまり良くなかった。
比較例4 素材Bを、Ae:O,15重量%、Pb : 0.10
重量%を含有する亜鉛めっき浴に浸漬し、めっき付着量
を表面30f/m’、裏面8og/m2に調整後、連続
的に銅帯を合金化炉に導入し、加熱温度520℃で12
秒間、合金化処理を実施した。得られた合金化亜鉛めっ
き鋼板は、めっき層中のFe含有率が表面12.2重量
%、裏面8.8重量%であるが、耐パウダリング性は両
面ともに不良であった。
以上、実施例1から6、比較例1から4の結果を合わせ
て第3表に示す。
第3表から明らかなように、実施例1から6は何れも耐
パウダリング性に優れている反面、比較例1から4は何
れも耐パウダリングれに劣る。これは、比較例1から4
は、銅帯をオープンコイル状態で加熱処理しないこと、
および、本発明の合金化条件以外の条件に従って合金化
処理を実施していることによって、めっき層中のFe含
有率がめつき層の深さ方向に亘って均一にならないこと
による。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、耐パ
【図面の簡単な説明】
第1図は、加熱温度と加熱時間との関係を示すグラフで
ある。 第1図 加熱時間(j町 手続補正書(自発) 昭和63年8711喝記 特許庁長官   吉 1)文 毅  殿1、事件の表示 特願昭63−  74166    号2・ 発明の名
称 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内−丁目1番2号AA(Ai
h+   日本鋼管株式会社代表者 山域彬成 4、代理人 住所    神奈川県用thIIII+用崎区砂子二丁
目l1番四号平松川崎ビル6隋〒210    電話+
0441222−730(代表)自  発 明細書の発明の詳細な説明の欄、 第6頁、19行目、 「層の耐パウダリング性が低下する。」の次に下記を加
入する。 「また、必要に応じてミニマイズド処理を行ってもよい
。」 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 前処理を施した鋼帯を、Al:0.05から0.3
    重量%、Pb:0.2重量%以下を含有する溶融亜鉛浴
    に浸漬して、片面当り30から90g/m^2のめつき
    を施し、次いで、このようにしてめつきを施した前記鋼
    帯をバッチ式焼鈍炉内に装入し、炉内雰囲気を非酸化性
    雰囲気または還元性雰囲気に維持し、前記鋼帯をオープ
    ンコイルの状態で、320℃からZnの融点の範囲内の
    温度に1から50時間加熱し、かくして、めつき層を合
    金化することを特徴とする、合金化溶融亜鉛めつき鋼板
    の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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