JPH04173925A - 焼付硬化性および耐孔あき腐食性に優れた高加工用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

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、焼付硬化性を有しかつ耐孔あき腐食性に優れ
た高加工用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〕

自動車用鋼板等に使用される薄鋼板の分野では加工性に
優れていることのほか、耐プント性を向上させるために
塗装焼付後に鋼板の降伏応力が上昇する特性、すなわち
焼付硬化性が要求されることが多い。そして耐食性の点
から表面処理鋼板の需要が増大している。表面処理鋼板
としては溶融亜鉛めっき鋼板が代表的である。この場合
、孔あき腐食を軽減するために、めっき付着量を増大さ
せた溶融亜鉛めっき鋼板が適用されている。

従来よりこの種の溶融亜鉛めっき鋼板については、その
素材鋼板として、低炭素アルミキルド鋼板、極低炭素鋼
をベースにＴｉを添加した鋼板。

またはこれらにＳ　ｉ、　Ｍｎ、　Ｐ　、　Ｃｒ等を添
加して強度を上げた高張力鋼板を使用するものが代表的
であり、これらについては多くの提案がある。

例えば、特公平１−５４４１３号公報は低炭素アルミキ
ルド鋼にＰを添加した溶融亜鉛めっき鋼板を開示する。

特開昭５８−３１０３５号公報は低炭素アルミキルド鋼
にＳｔ、Ｐを添加した焼付硬化性を有する溶融亜鉛めっ
き鋼板を開示する。特公平１−３７４６８号公報は極低
炭素Ｔｉ添加鋼にＳｉ、Ｍｎ、Ｐを複合添加した溶融亜
鉛めっき鋼板を開示する。特開平２−１１１８４１号は
極低炭素Ｔｉ添加鋼にＰと多量のＭｎを添加した焼付硬
化性を有する溶融亜鉛めっき鋼板を開示する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に溶融亜鉛めっきでは溶融亜鉛と地鉄とが反応して
合金層を形成し、この合金層が亜鉛層と地鉄とを結合さ
せている。また積極的に合金化処理を施してめっき層全
体を合金層としたものも塗装密着性が良好となるので多
用されている。この合金層は硬くて脆い。

したがって、めっき層が厚くなると溶融亜鉛めっき鋼板
の加工性は、地鉄母材の加工性と言うよりはめっき層の
加工性で支配されるので、母材の加工性を向上させても
良加工性は得られず、加工性のよくないめっき層が加工
時に剥離や損傷などが生じると地峡母材が露出して錆び
るという、いわゆる孔あき腐食の問題を生じる。またプ
レス成型時に粉末状にめっき層が剥離し、これが星目と
呼ばれる表面欠陥を生成させる原因ともなる。

このように溶融亜鉛めっき鋼板の孔あき腐食は硬くて脆
い合金層に由来するものであり、自動車用鋼板の如く深
絞り加工に供される場合に、これを解決することは良好
な加工性並びに焼付硬化性を具備させることと同時に重
要な課題である。

低炭素アルミキルド綱を地鉄母材としたものは非常に高
い焼付硬化性は得られるものの室温時効による伸びの劣
化が大きいという問題がある。極低炭素Ｔｉ添加鋼を地
鉄母材としたものはＣによる焼付硬化性が得られない。

他方、特開昭５８−３１０３５号公報のように低炭素ア
ルミキルド鋼にＳｉ、Ｐを添加して焼付硬化性を付与す
る場合には、これだけでは耐孔あき腐食性の問題は解決
できないのでめっき層を厚くする必要がある。同様に特
開平２−１１１８４１号のように極低炭素Ｔｉ添加鋼に
Ｐと多量のＭｎを添加して焼付硬化性を付与する場合も
これだけでは耐孔あき腐食性の問題は解決できないので
めっき層を厚くする必要がある。

本発明は、かような事情に鑑み、溶融亜鉛めっき鋼板の
耐食性で最も重要な耐孔あき腐食性の改善と共に、加工
性、焼付硬化性およびめっき密着性を同時に満足し得る
溶融亜鉛めっき鋼板を得ることを目的としてなされたも
のである。

（問題点を解決するための手段〕 本発明者らは加工性、焼付硬化性および耐食性がともに
優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について種々の研
究を行ったところ、極低炭素Ｔｉ添加綱のＣとＴｉ含有
量を適正に規制して添加すれば焼付硬化性が付与できる
こと、さらにＣｕとＰの複合添加によって鋼板母材の耐
食性が著しく向上し、これによって溶融亜鉛めっき鋼板
の孔あき腐食性の問題が解決できること、さらに、Ｓｉ
。

Ｍｎの添加と、更にはＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等の添加によっ
てにより高強度化と耐食性向上を図ることができ、焼付
硬化性、耐孔あき腐食性に優れた高加工性溶融亜鉛めっ
き鋼板が得られることを知った。

すなわち本発明は１重量％で。

Ｃ；　０．００１〜０．０１０％。

Ｓ　ｉ　；　１．５％以下。

ＭｎＨｏ、０５％〜１．８％。

Ｐ；０．０３〜０．２０％。

Ｓ、０．０２％以下。

Ｃｕ　；　０．０５〜１．５％。

ｓｏｌ、Ａ　ｌ　　；　０．００５〜０．１００％。

Ｎ　；　０．００５％以下。

Ｔ　ｉ　；　０．００２〜０．０４％であって、下式。

（Ｔｉ）＝　Ｔｉ−４８／１４　・　Ｎ　−４８／３２
　・　Ｓに従う（Ｔｔ）がＯ以下となる関係を満足し。

場合によっては、１％までのＮｉ、１％までのＭ。

または７％までのＣｒの一種もしくは二種以上を含有し
。

場合によッテは更ニ、　　Ｂ　；０．０００４〜０．０
０３％。

を含有し。

残部が鉄および不可避的不純物よりなる鋼のスラブを熱
間圧延し、冷間圧延した後、連続式電気めっきラインで
鉄めっきを施すがまたは施さずに。

連続式溶融亜鉛めっきラインに通板し、このライン内焼
鈍温度を７００〜９５０″Ｃとして溶融亜鉛めっきする
ことからなる。焼付硬化性および耐孔あき腐食性に優れ
た高加工用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供するも
のである。

そのさい、熔融亜鉛めっき処理は亜鉛めっき層を４００
〜６５０℃の温度で合金化する処理を含むことができる
。

〔作用〕

本発明は母材綱板の鋼の成分組成を適正に配慮すると同
時に適正な製造条件を採用することによって前記の目的
を達成したものである。先ず、母材綱板の各成分の含有
量範囲の規制理由をその作用と共に説明する。

Ｃは延性を著しく劣化させるので少ないほど好ましいが
、Ｃが０．００１％未満では充分な焼付硬化性が得られ
ない。他方、０．０１０％を超えると固溶Ｃが多くなり
、非常に高い焼付硬化性は得られるが室温時効が生じ、
延性の急激な劣化を招く、このためＣは０．００１〜０
．０１０％とした。

Ｓｉは加工性を損なわず鋼の強度を向上させるのに好ま
しい元素であるが１本発明者らの研究によれば、ゼンジ
マー型連続亜鉛めっきラインではＳｉ含有量が約０．１
０％を超えると不めっきを生しることがわかった。した
がって、　０．１０％以下にすることが望ましいがゼン
ジマー型連続亜鉛めっきライン通板に先立って電気めっ
きにて付着置駒２ｇ　７ｍ　＠程度の鉄めっきを施せば
この問題は解消される。しかし、Ｓｔが１．５％を超え
ると硬質となり延性が劣化するのでその上限を１．５％
とした。

Ｍｎは、Ｓによる熱間脆性を防止するのに有効であり、
そのためには最低０．０５％以上は必要である。また、
ｉｇの強度を向上させるのにも望ましい元素である。し
かし、１．８％を超えると延性および深絞り性が低下す
る。この理由によりＭｎ含有量の下限を０．０５％、上
限を１．８０％としたＰおよびＣｕは本発明における特
徴的な元素である。両元素の複合添加によって溶融亜鉛
めっき鋼板の耐孔あき腐食性を著しく改善する作用を供
する。このためにはＰは０．０３％以上、Ｃｕは０．０
５％以上が必要である。しかしＰは０．２０％を越えて
またＣｕは１．５％を超えて含有させても、耐孔あき腐
食性の改善効果が飽和すると共に延性が劣化する。この
ため、Ｐは０．０３％〜０．２０％、Ｃｕは０．０５％
〜１．５％の範囲で含有させる。

Ｓは母材鋼にとって本質的に有害な元素であり少ないほ
ど望ましい力乞本発明鋼の場合、　０．０２％までは許
容できるので０．０２％以下とした。

ＡＩは脱酸剤としての役割を果たし、このためには０．
００５％以上必要であるが、　０．１０％を超えるとＡ
１．０３などの介在物が増大し、加工性および表面品質
を劣化させるので、下限を０．００５％、上限を０．１
０％とした。

Ｎは母材鋼にとって本質的に有害な元素であり少ないほ
ど望ましいが０．００５％までは許容できるので０．０
０５％以下とした。

Ｔｉは優れた加工性を確保するために必要な元素である
が、　０．００２％未満ではその効果が認められない。

そして９本発明で規定するＣ含有量すなわち０．００１
〜０．０１０％においてＴｉ量が０．０４％を超えると
焼付硬化性が得られない。したがってＴ１は０．００２
〜０．０４％の範囲で含有させる。

しかし、Ｔ目よＣ，Ｓ、ＮをＴｉＣ，Ｔｉｅ、ＴｉＮ等
の析出物として固定する作用があるのでＣの全量を固定
できる以上のＴｉを添加すれば焼付硬化性が得られなく
なる。したがって。

（Ｔｉ）　＝Ｔｉ−４８／１４・Ｎ−４８／３２・Ｓに
従う〔Ｔｉ〕が０以下となる関係を満足することが必要
であり、　　〔Ｔｉ〕がＯ以下の条件において、Ｃは好
ましくは０．００１〜０．００８％、さらに好ましくは
０．００１〜０．００５％である。

さらに、１％までのＮｉ、１％までのＭｏまたは７％ま
でのＣｒの一種もしくは二種以上含有せしめることが好
ましく、これによって鋼板の強度と耐孔あき腐食性を改
善することができる。

ＮｆはＣｕによる熱間脆性の防止と耐孔あき腐食性の改
善に有効に作用するが、１％を超えて添加してもその効
果は飽和する。したがって徒に製造コストが高くなる。

このため上限を１％とする。

Ｍｏは鋼板の強度上昇と耐孔あき腐食性の改善に有効に
作用するが、１％を超えて添加してもその効果は飽和す
るとともに製造コストが高くなるので上限を１％とする
。

Ｃｒは耐孔あき腐食性の改善に有効に作用するが７％を
超えると、非常に製造コスト高となるので上限を７％と
する。

Ｂは二次加工時の脆化防止に有効に作用し、二次加工性
を向上させる。そのためには０．０００４％以上の添加
が必要であるが０．００３％を超えて添加してもその効
果は飽和する。このためＢは０．０００４〜０．００３
％の範囲で添加するのがよい。

本発明においては１以上の成分組成を有する綱のスラブ
を熱間圧延しそして冷間圧延して冷延鋼帯を製造し、こ
れを連続溶融亜鉛めっきラインに通板して溶融亜鉛めっ
きを施す。そのさい、連続溶融亜鉛めっきラインに通板
する前に、連続式電気めっきラインに予め通板して適量
の鉄めっきを施しておくことも有利である。これによっ
て不めっき発生率を皆無にすることができ、耐食性が向
上する。とくに前記化学成分値範囲の銅帯のうちでもＳ
ｉ含有量が高いもの（Ｓｉ２０．１％のもの）について
はこの鉄めっきは有利である。鉄めっきの付着量は２　
ｇ／ｓ”程度の極めて薄いものでよい。

連続溶融亜鉛めっきはインライン焼鈍型の周知の設備（
ゼンジマー型連続溶融めっき設備）を用いることができ
るが、そのさいの焼鈍温度は７００〜９５０℃とするこ
とが肝要である。７００℃未満の温度では銅帯の再結晶
が十分に進行せず、このため加工性を良好に発現させる
ことが困難となる。

しかし９５０℃を越える焼鈍温度としても加工性の向上
効果が飽和すると共に表面疵が発生し易くなり良製品が
得難くなる。

また本発明においては、溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層
の合金化処理を積極的に行うこともできる。既述のよう
にめっき層の合金化処理を行えばめっき層が硬質となり
加工時に孔あき腐食の問題が一般に生ずるが２本発明の
場合にはこの問題が解決されると共に亜鉛めっき鋼板の
塗膜密着性および重ね抵抗溶接性が改善されるので本発
明で意図する用途面では好ましい処理といえる。通常。

合金化は連続溶融亜鉛めっきライン内で行われ。

４００〜６５０℃の温度範囲に加熱すれば合金化の達成
は必要にして充分となる。すなわち、この温度範囲より
低温となれば合金化不足、また高温となれば合金化過剰
となりめっき層の密着性が損なわれる。

以下に実施例を挙げて本発明の効果を具体的に示す。

〔実施例１］ 第１表に示す化学成分値の綱を第２表に示す条件で熱間
圧延し、さらに冷間圧延して板厚０．８ｍｓ＋の冷延鋼
帯とした。得られた冷延鋼帯を連続溶融亜鉛めっきライ
ンにて第２表に示す条件で焼鈍し付着量３０ｇ／ｍ２の
溶融亜鉛めっきを施し９合金化処理を行うかまたは行わ
ずして溶融亜鉛めっき鋼帯を製造し、その後伸び率０．
８％のスキンパス圧延を行った。得られた溶融亜鉛めっ
き鋼板の機械的特性と耐食性を調査し、その結果を第２
表に併記した。機械的特性はＪＩＳ　Ｚ　２２０１の５
号試験片を用いた。耐食性試験は７０　Ｘ　１５０ｍｍ
の試験片を切り出し、複合腐食試験を行った。複合腐食
試験はＪＩＳＺ　２３７１の塩水噴霧試験に準じて行っ
た。すなわち〔塩水濃度を１．０％に変更した塩水噴霧
試験を５時間〕→〔６０℃の熱風乾燥を４時間〕→（５
０″Ｃの湿潤試験を１４時間〕→〔送風乾燥を１時間］
の合計２４時間を１サイクルとして３ｏサイクル実施し
たあとの腐食による最大侵食深さを測定した。

第２表の結果に見られるように３本発明で規定するより
Ｔｉ量が多く且つＰとＣｕが低い（無添加の）漱１の比
較鋼を用いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板は、引張特性
は良好であるが、焼付硬化性（ＢＨ）が得られなく、ま
た耐食性が劣る。

また９本発明で規定するよりＣ量が多いＮｔ１２の比較
鋼を用いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板は伸び（ＥＬ）
が低く、また焼付硬化性（ＢＨ）が高過ぎるため室温時
効が生じる。そして耐食性が劣る。

これに対し１本発明で規定する範囲の成分組成を有する
階３〜９の鋼を用いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板は、
引張強さ（ＴＳ）が高い割りに降伏点（ＹＳ）が低く、
伸び（ＥＬ）、焼付硬化性（ＢＨ）が良好であると共に
耐食性に優れている。

〔実施例２〕 第３表に示す化学成分値の鋼を第４表に示す条件で熱間
圧延し、さらに冷間圧延して板厚０，８Ｉの冷延鋼帯と
した。得られた冷延鋼帯を連続電気めっきラインにて付
着量２　ｇ／ｍ２のＦｅ〜０．０１％Ｂめっきを施した
あと、連続溶融亜鉛めっきラインにて第４表に示す条件
で焼鈍したうえ付着量３０ｇ／ｍ２の溶融亜鉛めっきを
施し９合金化処理を行うかまたは行わずにして溶融亜鉛
めっき鋼帯を製造した、その後伸び率０．８％のスキン
バス圧延を行った、得られた溶融亜鉛めっき鋼板の機械
的特性と耐食性を実施例１と同様にして評価した。その
結果を第４表に併記した。

第４表の結果に見られるように２本発明で規定するより
多量のＴｉとＰを含有しているＮＣＬＩＯの比較鋼を用
いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板は、比較的良好な引張
強さ（ＴＳ）および伸び（ＥＬ）を示しているが、Ｔｉ
添加量が多いために焼付硬化性（ＢＨ）が得られない。

またＣｕ低く（無添加）であり。

Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等も無添加であるために耐食性に劣る
。

これに対し５本発明で規定する範囲の化学成分値を有す
るＮｏ、　１１〜１３鋼を用いて製造した溶融亜鉛めっ
き鋼板は、引張強さ（ＴＳ）が高い割りに陣伏点（ＹＳ
）が低く、伸び（ＥＬ）　、焼付硬化性（Ｂ）ｌ）が良
好であり、さらに耐食性に優れている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で， Ｃ；０．００１〜０．０１０％， Ｓｉ；１．５％以下， Ｍｎ；０．０５％〜１．８％， Ｐ；０．０３〜０．２０％， Ｓ；０．０２％以下， Ｃｕ；０．０５〜１．５％， ｓｏｌ．Ａｌ；０．００５〜０．１００％，Ｎ；０．０
   ０５％以下， Ｔｉ；０．００２〜０．０４％であって，下式，〔Ｔｉ
   〕＝Ｔｉ−４８／１４・Ｎ−４８／３２・Ｓに従う〔Ｔ
   ｉ〕が０以下となる関係を満足し，残部が鉄および不可
   避的不純物よりなる鋼のスラブを熱間圧延し，冷間圧延
   した後，連続式電気めっきラインで鉄めっきを施すかま
   たは施さずに，連続式溶融亜鉛めっきラインに通板し，
   このライン内焼鈍温度を７００〜９５０℃として溶融亜
   鉛めっきすることからなる，焼付硬化性および耐孔あき
   腐食性に優れた高加工用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
   。
2. （２）重量％で， Ｃ；０．００１〜０．０１０％， Ｓｉ；１．５％以下， Ｍｎ；０．０５％〜１．８％， Ｐ；０．０３〜０．２０％， Ｓ；０．０２％以下， Ｃｕ；０．０５　〜１．５％， ｓｏｌ．Ａｌ；０．００５〜０．１００％，Ｎ；０．０
   ０５％以下， Ｔｉ；０．００２〜０．０４％であって，下式，〔Ｔｉ
   〕＝Ｔｉ−４８／１４・Ｎ−４８／３２・Ｓに従う〔Ｔ
   ｉ〕が０以下となる関係を満足し，さらに，１％までの
   Ｎｉ，１％までのＭｏまたは７％までのＣｒの一種もし
   くは二種以上を含有し，残部が鉄および不可避的不純物
   よりなる鋼のスラブを熱間圧延し，冷間圧延した後，連
   続式電気めっきラインで鉄めっきを施すかまたは施さず
   に，連続式溶融亜鉛めっきラインに通板し，このライン
   内焼鈍温度を７００〜９５０℃として溶融亜鉛めっきす
   ることからなる，焼付硬化性および耐孔あき腐食性に優
   れた高加工用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. （３）重量％で， Ｃ；０．００１〜０．０１０％， Ｓｉ；１．５％以下， Ｍｎ；０．０５％〜１．８％， Ｐ；０．０３〜０．２０％， Ｓ；０．０２％以下， Ｃｕ；０．０５〜１．５％， ｓｏｌ．Ａｌ；０．００５〜０．１００％，Ｎ；０．０
   ０５％以下， Ｂ；０．０００４〜０．００３％， Ｔｉ；０．００２〜０．０４％であって，下式，〔Ｔｉ
   〕＝Ｔｉ−４８／１４・Ｎ−４８／３２・Ｓに従う〔Ｔ
   ｉ〕が０以下となる関係を満足し場合によってはさらに
   ，１％までのＮｉ，１％までのＭｏまたは７％までのＣ
   ｒの一種もしくは二種以上を含有し， 残部が鉄および不可避的不純物よりなる鋼のスラブを熱
   間圧延し，冷間圧延した後，連続式電気めっきラインで
   鉄めっきを施すかまたは施さずに，連続式溶融亜鉛めっ
   きラインに通板し，このライン内焼鈍温度を７００〜９
   ５０℃として溶融亜鉛めっきすることからなる，焼付硬
   化性および耐孔あき腐食性に優れた高加工用溶融亜鉛め
   っき鋼板の製造方法。（４）溶融亜鉛めっき処理は亜鉛
   めっき層を４００〜６５０℃の温度で合金化する処理を
   含む請求項１，２または３に記載の製造方法。