JPH04154937A

JPH04154937A - 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Info

Publication number: JPH04154937A
Application number: JP27678890A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Katayama; 片山　賀彦; Akihiro Shimohigashi; 下東　昭浩; Hirotsugu Tsuchiya; 土屋　裕嗣; Masato Yamada; 正人山田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0742547B2

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）本発明は、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するも
のである。

（従来の技術）鋼板の高強度化には、固溶強化、析出強化、組織強化な
ど種々の方法があるが、延性、深絞り性、張出し性等の
加工性を損なうことのない固溶強化法が主として採用さ
れる。固溶強化のために鋼に添加される元素としてはＭ
ｎ、　Ｓｔ、　Ｐが代表的であるが、同一添加量での強
化能はＰ、　Ｓｉ、　Ｍｎの順に大きく、合金添加コス
トがこの順で小さくなることからＰ、Ｓｉを主体とした
成分設計がなされている。更に、溶融亜鉛めっき鋼板の
製造においては、Ｓｉは難還元性酸化膜を生成して鋼板
と溶融亜鉛との濡れ性を低下させ、不めっきを誘発する
。従って、Ｓｉを一定範囲内に制限して、Ｐによる強化
を行うことが一般的である。

（発明が解決しようとする課題）かかるＰを主体とする高強度化においては、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を製造する際の合金化反応が著しく抑制
され、連続ラインにおける鋼板の通板速度を低く制限せ
ざるを得ないために、生産能率上の大きい問題となって
いた。

本発明の目的は、かかる現状に鑑みて確実にかつ迅速に
合金化でき、生産性を著しく向上し得る高強度合金化熔
融亜鉛めっき鋼板を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明の要旨よするところは下記のとおりである。

（１）重量％で、Ｃ：　０．００６０％以下、５ｉ１１
．０％以下、Ｍｎ　：　０．０５％以上２．０％以下、
ｐ：ｏ、ｏ１％以上０．１０％以下、Ｓ　：　０．１％
以下、へｌ二〇、　ＯＯ５％以上０．１％以下、Ｎ　：
　０．００６０％以下、およびＮｂ、　Ｔｉ、、Ｂのい
ずれか１種あるいは２種以上を、Ｎｂ：０．００３％以
上０．０４％以下、Ｔｉ：０、　ＯＯ３％以上０．０８
％以下、Ｂ　：　０．０００２％以上０．００４０％以
下の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なる鋼において、Ｍｎ、ＰＭを下記数式の範囲内とし、
引張強度３５　ｋｇ　ｆ　／ｍｍ２以上の高強度鋼板表
面に合金化溶融亜鉛めっきを施した高強度合金化溶融亜
鉛めっき網板。

Ｍｎ　（重量％）≧１０・Ｐ（重量％）（２）　　Ｍｎ
、　Ｐ量を下記数式の範囲内とした前項１記載の高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板。

Ｍｎ　（重量％）≦１０・Ｐ　（重量％）＋０．４５％
以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造
するにあたり、鋼板成分のＭｎ、　Ｐ量をＭｎ　（重量
％）≧ＩＯ・Ｐ（重量％）に制限することにより、高い
合金化速度が得られるとの新規知見を得た。

第１図はＭｎ、　Ｐ以外の成分が本発明の範囲内の冷延
鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインにて溶融亜鉛めっき、
合金化処理した場合の適正な合金化処理（めっき層中Ｆ
ｅ濃度：８〜１０％）の可能な最大通板速度（図中数字
は合金化処理可能な最大通板速度ｍｐ１１１）を示し、
この値が大きいほど優れた合金化速度を有することにな
る。めっきに先立つ焼鈍は、８００℃で４５秒間行い、
めっき浴に侵入する鋼板温度は４７５°Ｃ１めっき浴温
度は４５５℃とし、合金化処理は加熱ガス量を５０Ｏｎ
（／Ｈｒ一定として行い、板温はＭｎ、　Ｐ量に応じて
４８０〜５２０　”Ｃに加熱した。Ｍｎ、　Ｐ量を本発
明の範囲内とすることにより、従来鋼と比較して著しく
合金化速度に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板と
なる。

このようにＭｎ、　Ｐの範囲を特定することにより、合
金化速度を向上することのできる理由は、ＭｎとＰの表
面濃化挙動の相違に基づくものである。Ｐは、本来、表
面に濃化して浴中のＡ！と化合物を形成し、これにより
著しく合金化を抑制する。本発明者等は、ＭｎがＰと共
存し、かつＰに対する比が一定値以上、即ち、Ｍｎ　（
重量％）≧１０・Ｐ（重量％）の場合には、Ｍｎが優先
的に表面濃化することを知見した。かかる条件下におい
ては、ＭｎがＰよりも優先酸化することにより、Ｐの表
面濃化が抑制され、Ｐの合金化抑制効果を排除できるも
のである。

このようにして、合金化速度を向上するとともに、更に
深絞り等過酷な加工性を要求されめっき金属の密着性を
一層強固なものとするためには、第２図に示すＭｎ、　
Ｐ量と合金層の密着性（評価基準は実施例と同じ）の関
係から明らかなように、Ｍｎ、　Ｐ量を、Ｍｎ　（重量
％）≦１０−Ｐ　（重量％）＋０．４５％の範囲に制限
することが望ましい。従って、加工度合いの大きい部品
に適用される合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造にあたっ
ては、前記の如＜、Ｍｎ（重量％）≧１０・Ｐ（重量％
）で、かつＭｎ　（重量％）≦１Ｏ−Ｐ（重量％）　＋
０．４５％の条件を満たす成分設計が有利である。

このようにＭｎ、　Ｐ量を特定範囲にすることによって
めっき密着性が向上する理由は、該範囲ではＭｎの優先
酸化による表面濃化が顕著となり、均一なめっき性、合
金化が阻害されるためである。

Ｍｎ、　Ｐ以外の添加元素の含有量を限定する理由は以
下の如くである。

ＣはＮｂ、　Ｔｉと炭化物を形成して延性を低下せしめ
るため、０．００６０％以下とする。

Ｓｉは難還元性酸化膜を生成して鋼板と溶融亜鉛との濡
れ性を低下せしめ、不めっきを誘発するため、１．０％
以下とする。

Ｍｎは０．０５％未満ではＭｎＳの形成が不十分で熱間
圧延時に脆性割れを引き起こす。また、２．０％超では
脆弱な合金層の生成を促進してめっき密着性を低下せし
める。従って、上記Ｍｎ、　Ｐ量の関係式で示される条
件に加え、０．０５％以上２．０％以下とする。

Ｐは上記Ｍｎ、　Ｐ量の関係式で示される条件に加え、
０．０１％以上０．１０％以下とする。０．０１％未満
では強化のために添加するＭｎ、　Ｓｉ量が多くなって
コスト高となり、０．１θ％を越えると粒界に偏析して
深絞り成形後の脆性破壊を招くためである。

本発明の対象とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板は引張強
度３５ｋｇｆ／ｎｕｎ２以上の高強度鋼板とする。引張
強度３５　ｋｇ　ｆ　７ｍｍ”未満の鋼板ではＰ、Ｍｎ
等の添加量が少ないため本来の合金化速度が比較的大き
く、本発明の効果が顕著に得られないためである。

ＳはＭｎＳとして析出せしめるが、加工性劣化や必要な
Ｍｎ添加量の上昇を招くため０．１％以下とする。

＾！は脱酸のために添加し、０．００５％未満では未脱
酸に起因する介在物の上昇による加工性の低下を引き起
こし、０．１％を越えると焼鈍時の粒成長を抑制するこ
とによる加工性の低下を引き起こすため、０．００５％
以上０．１％以下とする。

ＮはＴｉＮもしくはＡＩ！、Ｎとして析出せしめるが、
０．００６０％を越えると添加するＴｉあるいはｉ量の
増加によりコスト高となる。従って、０．００６０％以
下とする。

Ｎｂ、　Ｔｉ、　Ｂは鋼中のＣ，Ｎを炭窒化物として析
出せしめて機械的性質におよぼすＣ，Ｎの悪影響を無害
化するために添加する。Ｃの析出にはＮｂ、Ｔｉが有効
であり、Ｎの析出にはＴｉ、　Ｂの添加が効果的である
。かかる目的に対し、Ｎｂはｏ、　ｏ　ｏ　ａ％以上０
．０４％以下、Ｔｉは０．００３％以上０．０８％以下
、Ｂは０．０００２％以上０．００４０％以下の添加量
が必要である。いずれも下限値未満の添加量では炭窒化
物の析出が不十分で機械的性質の改善効果は小さく、逆
に上限値を越える添加量では再結晶温度の上昇や粒成長
の抑制を招き望ましくない。Ｎｂ、Ｔｉ、　Ｂの添加は
単独、複合添加いずれも可能である。

熱間圧延、冷間圧延の条件は通常の操業条件でよい。

溶融亜鉛めっき条件、合金化処理条件に関しても特に規
定する必要はない。めっき量の如何を問わず本発明は有
効であるが、特にめっき付着量が片面５０ｇ／ｒｆ以上
の場合に効果は著しい。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の後処理として、塗装性を改
善するだめの鉄−亜鉛合金電気めっき、耐食性を向上せ
しめるためのクロメート処理等を実施する場合があるが
、これらは、本発明の効果を何等損なうものではなく、
いずれの後処理を行うこともできる。

（実施例）次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

注１：合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造は、連続亜鉛め
っき設備で、焼鈍は還元炉方式の焼鈍炉で（７７５〜８
２０°ｃ）−（２５−６０秒）の条件で行った。めっき
浴への侵入板温度は４７０〜５１０°Ｃ１めっき浴温度
は４５５〜４６５°Ｃ１めっき浴の組成は、Ａ？０．１
１〜０．１６重量％、Ｆｅ：　０．０２〜０．０４重量
％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物、めっき量は片面あ
たり３０〜９０ｇ／ボである。めっきを施した後、ガス
加熱方式の合金化炉で合金化処理を行い、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板とした。合金化処理を行うために鋼板の加
熱に用いたガス量は全条件で一定の５００　ｒｒＴ　／
　Ｈｒ。

合金化処理時の平均板温度は通板速度に対応して４９０
〜５１０°Ｃ１加熱時間は１５〜３０秒であった。５０
°Ｃ以下まで冷却した後０．８〜１．２％の調質圧延を
施した。

注２；合金化速度の評価は、板幅方向全面の合金化処理
（めっき層中Ｆｅ濃度二８〜１０％）の可能な最大通板
速度で評価した。

注３：合金層密着性は溶着曲げ試験後の曲げ内１１　　
　　　　’ 面のめっき層を市販セロテープで強制剥離してその剥離
量で評価した（〔良好）１−５［不良〕。

３が出荷限界）。

注４：機械的性質は、ＪＩＳ５号試験片（引張強度、全
伸びＬ　ＪＩＳ１３号Ｂ試験片（ｒ値）を用いて引張試
験により求めた。

このように本発明の鋼板は、いずれも極めて優れた合金
化処理速度を有し、比較例網板に対する優位性が明白で
ある。比較例のＮｏ、１．２．３はＭｎ添加量が本発明
範囲よりも低いために、合金化速度が著しく低く、生産
能率が劣る。

また、本発明鋼板ｋ１．２，３，５，６．７は、めっき
密着性が特に良好であり、厳しい加工を施す用途に対し
ても十分適用することができる。

（発明の効果）本発明によれば、高強度鋼板において、確実にかつ迅速
に合金化でき、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の生産
性を著しく向上することができる。

また、めっき密着性も向上させることができる等の優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭｎ、　Ｐ量と合金化速度の関係を示す説明図
、第２図はＭｎ、　Ｐ量とめっき層密着性の関係を示す
説明図である。 −〇Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で、Ｃ：０．００６０％以下、Ｓｉ：１．
０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上２．０％以下、Ｐ：０
．０１％以上０．１０％以下、Ｓ：０．１％以下、Ａｌ
：０．００５％以上０．１％以下、Ｎ：０．００６０％
以下、およびＮｂ、Ｔｉ、Ｂのいずれか１種あるいは２
種以上を、Ｎｂ：０．００３％以上０．０４％以下、Ｔ
ｉ：０．００３％以上０．０８％以下、Ｂ：０．０００
２％以上０．００４０％以下の範囲で含有し、残部Ｆｅ
および不可避的不純物からなる鋼において、Ｍｎ、Ｐ量
を下記数式の範囲内とし、引張強度３５ｋｇｆ／ｍｍ＾
２以上の高強度鋼板表面に合金化溶融亜鉛めっきを施し
た高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。Ｍｎ（重量％）≧１０・Ｐ（重量％）
（２）Ｍｎ、Ｐ量を下記数式の範囲内とした請求項１記
載の高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。Ｍｎ（重量％）≦１０・Ｐ（重量％）＋０．４５％