TWI460306B - 熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種壓製成形性及製成鋼板捲(coil)時的操作性優異的熱浸鍍鋅系鋼板(hot dip galvanized steel sheet)的製造方法。
熱浸鍍鋅鋼板已被較廣地用於以汽車車體用途為中心的廣泛的領域中，此種用途中，熱浸鍍鋅鋼板是實施壓製成形後供使用。然而，熱浸鍍鋅鋼板與冷軋鋼板相比較有壓製成形性較差的缺點。其原因在於：壓製模具中的熱浸鍍鋅鋼板的滑動阻力大於冷軋鋼板。即，於模具與調整桿(bead)處的滑動阻力大的部分，熱浸鍍鋅鋼板難以流入至壓製模具中，有容易引起鋼板斷裂的問題。
熱浸鍍鋅鋼板有鍍鋅後實施合金化處理的情形與不實施合金化處理的情形，本發明中將該些統稱為熱浸鍍鋅系鋼板。於將兩者區分時，將鍍鋅後實施合金化的情形稱為GA，將不實施合金化的情形稱為GI。
特別是GI，有由於鍍層附著於模具(黏模)而滑動阻力進一步增加的現象，自連續壓製成形的中途開始產生裂痕等，對汽車的生產性造成深刻的不良影響。進而，就近年來的CO2
排出限制增強的觀點而言，有為了實現車體輕量化而高強度鋼板的使用比率增加的傾向。若使用高強度鋼板，則壓製成形時的面壓上升，對模具的鍍層附著成為更深刻的問題。
作為解決上述問題的方法，專利文獻1及專利文獻2揭示了以下技術：對GA進行調質軋壓(temper rolling)後，使其與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後放置1秒～30秒，然後進行水洗乾燥，由此於GA的表層形成鋅系氧化物而提高壓製成形性。
熔融鋅浴中，為了調整底層鐵與鋅的合金化反應而添加有少量的Al，於熱浸鍍鋅系鋼板的表面存在來源於浴中Al的Al氧化物。GI與GA相比較表面的Al氧化物濃度較高，因此GI的表面的活性度特別低。
專利文獻3中特別揭示了以下方法作為在表面的活性度低的GI上形成上述鋅系氧化物的方法：於酸性溶液接觸前與鹼溶液接觸，藉此將表面的Al氧化物去除，使表面活化而促進氧化物的形成。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-256448號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-306781號公報
專利文獻3：日本專利特開2004-3004號公報
若欲於表面的活性度低的GI的表面形成鋅系氧化物，則為了將表面的Al氧化物去除，如專利文獻3所記載般，必須進行與鹼溶液接觸等的鹼前處理。在不具備鹼前處理(alkaline pre-treatment)設備的製造設備中，必須重新進行鹼前處理設置，於生產線佈置(line layout)方面，無法設置鹼前處理設備的生產線(line)無法製造在表面形成有鋅系氧化物的GI。
另外，就提高壓製成形時的滑動特性的觀點而言，GI、GA均較佳為增大表面的鋅系氧化物層的厚度，提高生成面積率，於不進行鹼前處理的情形時，氧化物的厚度薄，生成面積率亦低。
本發明的第一課題在於改善上述問題，對於表面的活性度低的GI，亦提供一種即便不進行鹼前處理亦可形成滑動特性優異的鋅系氧化物層的熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法。
本發明的第二課題在於提供一種對於GI、GA均可提高表面的鋅系氧化物層的生成面積率、增大氧化物層的厚度的熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法。
本發明者們為了解決上述課題而反覆進行了努力研究，結果發現，於對鋼板實施熱浸鍍鋅並實施調質軋壓後與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後保持1秒～60秒然後進行水洗，藉此於鍍鋅表面形成鋅系氧化物層的熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法中，藉由在調質軋壓時進行使用毛面輥(dull roll)的軋壓與使用光面輥(bridle roll)的軋壓兩者，可使表面活化，即便不進行鹼前處理亦可形成充分量的鋅系氧化物。
本發明基於上述發現。解決上述課題的本發明的手段如下。
[1] 一種熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，對鋼板實施熱浸鍍鋅，並實施調質軋壓後與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後保持1秒～60秒，然後進行水洗，藉此於鍍鋅表面形成氧化物層，該熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法的特徵在於：調質軋壓時，使用Ra為2.0 μm以上的毛面輥以5%以下的下壓率進行軋壓，繼而使用Ra為0.1 μm以下的光面輥以3%以下的下壓率進行軋壓，或者使用Ra為0.1 μm以下的光面輥以3%以下的下壓率進行軋壓，繼而使用Ra為2.0 μm以上的毛面輥以5%以下的下壓率進行軋壓。
[2] 如上述第[1]項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中上述具有pH緩衝作用的酸性溶液是含有乙酸鹽、苯二甲酸鹽(phthalate)、檸檬酸鹽(citrate)、琥珀酸鹽(succinate)、乳酸鹽、酒石酸鹽、硼酸鹽(borate)、磷酸鹽、硫酸鹽中的至少一種，且pH值在1.0～5.0的範圍內的酸性溶液。
[3] 如上述第[1]項或第[2]項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中將與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸結束時的鍍鋼板表面的液膜量調整為15 g/m2
以下。
[4] 如上述第[1]項至第[3]項中任一項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中實施熱浸鍍鋅後進行鍍層的合金化處理，然後實施上述第[1]項所述之調質軋壓。
[發明的效果]
根據本發明的熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，藉由進行適當的調質軋壓，對於表面的活性度低的GI，即便不進行鹼前處理，亦可藉由在調質軋壓後進行的鋅系氧化物層形成步驟而穩定地形成滑動特性優異的鋅系氧化物層，並且可使熱浸鍍鋅系鋼板的表面粗糙度Ra亦適當，結果可提供一種壓製成形性及製成鋼板捲時的操作性優異的熱浸鍍鋅系鋼板。另外，對於GI、GA，均可提高表面的鋅系氧化物層的生成面積率，增大氧化物層的厚度，故可製造壓製成型時的滑動特性更優異的熱浸鍍鋅系鋼板。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
製造熱浸鍍鋅系鋼板時，對鋼板實施熱浸鍍鋅後，通常為了確保材質實施調質軋壓。對於要實施壓製等加工的GI而言，調質軋壓是使用毛面輥的調質軋壓。其原因在於，鍍覆(plating)後不進行合金化處理的GI的鍍覆表面平滑，壓製時的潤滑油的保持性差，成形性差，因此利用毛面輥於表面形成凹凸，提高潤滑油的保持性。
該調質軋壓中，藉由與毛面輥(dull roller)的接觸而對GI的平滑的鍍覆面賦予凹凸形狀，與調質軋壓輥接觸的部位成為凹部。鍍覆後進行合金化處理的GA亦於進行合金化處理後實施利用毛面輥的調質軋壓，但由於合金化處理而於表面產生了深度為數μm的凹凸，因此與毛面輥接觸的主要為凸部。熱浸鍍鋅系鋼板表面的凸部是壓製成形時模具直接接觸的部分，因此，對於滑動特性的提昇較為重要的是：存在著用以防止與模具的凝著的硬質且高熔點的物質。就該方面而言，於鍍覆表層存在氧化物層時，因氧化物層可防止與鍍覆表層之模具的凝著，因此對於滑動特性的提昇有效。
另外，實際的壓製成形時，由於鍍覆表層的氧化物磨損而被磨去，因此於模具與被加工材的接觸面積大時，必須於鍍覆表面以高的被覆率而存在足夠厚的氧化物層。
於熱浸鍍鋅系鋼板的鍍覆表層(plating surface)形成有薄的連續的Al氧化物層，但該薄的Al氧化物不可謂足以獲得良好的滑動性，因此必須形成更厚的氧化物層。
對鋼板實施熱浸鍍鋅並實施調質軋壓後，與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後保持1秒~60秒，然後進行水洗，藉此可於鍍覆表面形成鋅系氧化物層。
由於熱浸鍍鋅系鋼板的鍍覆表層的Al氧化物層於酸性溶液中相對較穩定，與上述酸性溶液接觸的處理時抑制鋅的溶解反應，因此於存在Al氧化物的部分難以生成鋅系氧化物。GI由於鍍覆表層的Al氧化物的濃度高，故該問題更顯著。因此，為了生成鋅系氧化物，必須在與酸性溶液接觸前預先將Al系氧化物層去除。
製造熱浸鍍鋅系鋼板時實施調質軋壓，但此時，軋壓輥(mill roll)接觸的部分的鍍覆表面的Al氧化物層被物理去除。迄今為止，實施使用毛面輥的調質軋壓，但由於毛面輥具有Ra為數μm的表面粗糙度的凹凸，故輥表面的凸部主要與鋼板表面接觸。其結果為，熱浸鍍鋅系鋼板僅
是其與毛面輥的接觸部的表面被活化，接觸部以外的表面並未活化。
GI的情況下，輥表面的凸部接觸的部分與周圍相比較以凹部的形式存在，輥表面的凸部未接觸的部分與周圍相比較以凸部的形式存在。因此，對於先前的使用毛面輥的調質軋壓而言，與酸性溶液接觸時，僅於表面經活化的凹部生成鋅系氧化物，表面未經活化的凸部抑制鋅系氧化物的生成。壓製成形時實際與壓製模具接觸的主要是鍍鋼板的凸部，而非形成有鋅系氧化物層的凹部，故即便於凹部形成鋅系氧化物層，壓製成形性的改善效果亦少而不充分。
GA的情況下，鍍覆皮膜與GI的η層不同，為δ1
主體，故鍍覆皮膜為硬質，即便進行先前的使用毛面輥的調質軋壓，輥表面的凸部與鍍覆表面的凸部接觸的比例亦多，藉由接觸而進行某種程度的表面活化，但與進行鹼處理的情形相比較活化的程度較弱，氧化膜的膜厚較薄。
本發明的特徵在於：調質軋壓時，進行使用毛面輥的軋壓與使用光面輥的軋壓兩者。
GI的情況下，使用毛面輥的調質軋壓時，藉由軋壓而賦予有凹凸形狀的鍍鋼板的凹部的Al氧化物被去除而被活化，凹部以外的凸部的Al氧化物未被去除故未被活化。若接著使用光面輥進行軋壓，則鍍覆表面的凸部與光面輥的輥表面接觸，Al氧化物被物理去除。其結果為，於鍍鋼板表面的凹凸形狀的幾乎整個表面中，Al氧化物層被去除而活化。藉由其後與酸性溶液接觸，可於鍍覆表面以高的被覆面積率而形成厚的鋅系氧化物層。
GA的情況下，若進行除了毛面輥以外使用光面輥的軋壓，則與僅使用毛面輥的情形相比較Al氧化物的去除量增加，表面更為活化。
以下，對本發明加以詳細說明。
本發明中，對鋼板實施熱浸鍍鋅，或於熱浸鍍鋅後進一步實施合金化處理，其後實施調質軋壓。熱浸鍍鋅、合金化處理只要利用常法即可。
調質軋壓時，進行使用Ra為2.0 μm以上的毛面輥以5%以下的下壓率進行軋壓的軋壓(毛面軋壓)、與使用Ra為0.1 μm以下的光面輥以3%以下的下壓率進行軋壓的軋壓(光面軋壓)。可於毛面軋壓後進行光面軋壓，亦可於光面軋壓後進行毛面軋壓。藉由進行毛面軋壓與光面軋壓兩者，可將鍍鋼板表面的幾乎整個表面的Al氧化物層以可形成所需的鋅系氧化物層的程度而去除。
將毛面軋壓的毛面輥的Ra規定為2.0 μm以上的原因在於：若Ra小於2.0 μm，則調質軋壓後的熱浸鍍鋅系鋼板的Ra變小，操作鋼板捲時熱浸鍍鋅系鋼板彼此的摩擦係數下降，鋼板捲可能破損等而操作性明顯下降。Ra的上限並未規定，就塗佈後的鮮明性的觀點而言較佳為5 μm以下。將毛面軋壓的下壓率規定為5%以下的原因在於：若下壓率超過5%，則鋼板的延伸率下降而對壓製加工性造成不良影響。下限並未規定，為了消除延伸降伏延伸(yield point elongation)，較佳為0.1%以上。
將光面軋壓的光面輥的Ra規定為0.1 μm以下的原因在於：於在毛面軋壓後進行光面軋壓的情形時，若光面輥的Ra超過0.1 μm，則毛面軋壓中未與毛面輥接觸的部分在此後的光面軋壓時與光面輥接觸的部分的面積率下降，於在光面軋壓後進行毛面軋壓的情形時，若光面輥的Ra超過0.1 μm，則光面軋壓時未與光面輥接觸的部分在此後的毛面軋壓時與毛面輥接觸的部分的面積率下降，而使去除Al氧化物的作用下降。Ra的下限並未規定，就軋壓輥的加工成本的觀點而言較佳為0.01 μm以上。將光面軋壓的下壓率規定為3%以下的原因在於：若下壓率超過3%，則鋼板的延伸率下降而對壓製加工性造成不良影響。下限並未規定，為了消除延伸降伏延伸，較佳為0.1%以上。
再者，Ra為JIS B0601-2001年的算術平均粗糙度Ra。
對熱浸鍍鋅系鋼板實施調質軋壓後，與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後保持1秒～60秒，然後進行水洗乾燥，藉此於鍍覆表面形成鋅系氧化物層。酸性溶液若為具有pH緩衝作用的溶液，則可於鍍覆表面平坦部穩定地形成滑動特性優異的鋅系氧化物層。
該鋅系氧化物層形成機制並不明確，但可認為如下。若使熱浸鍍鋅系鋼板與酸性溶液接觸，則自鋼板側產生鋅的溶解。一般認為，該鋅的溶解的同時發生析氫反應(hydrogen evolution reaction)，故若鋅的溶解進行，則溶液中的氫離子濃度減少，其結果溶液的pH值上升，於熱浸鍍鋅系鋼板表面形成以鋅為主體的氧化物層。若使用不具有pH緩衝作用的酸性溶液，則溶液的pH值瞬間上升，無法溶解形成氧化物層的充分的鋅，其結果為，未生成足以提昇滑動性的鋅系氧化物層。相對於此，若使用具有pH緩衝作用的酸性溶液，則即便鋅溶解而發生析氫反應，溶液的pH值上升亦緩慢，故鋅進一步溶解，結果生成足以提昇滑動性的鋅系氧化物。
若酸性溶液的pH值過低，則雖然鋅的溶解受到促進，但難以生成氧化物，故較理想的是pH值為1.0以上。另一方面，若pH過高則鋅溶解的反應速度變低，故較理想的是溶液的pH值為5.0以下。
具有pH緩衝作用的酸性溶液更佳為在pH值為2.0~5.0的區域中具有pH緩衝作用。其原因在於：若使用在上述pH範圍內具有pH緩衝作用的酸性溶液，則可藉由在與酸性溶液接觸後保持預定時間，而穩定地獲得本發明的目標氧化物層。
具有此種pH緩衝作用的酸性溶液較佳為使用以各自的含量為5g/L~50g/L的範圍而含有下述各成分中的至少一種的水溶液：乙酸鈉(CH3
COONa)等乙酸鹽、苯二甲酸氫鉀((KOOC)2
C6
H4
)等苯二甲酸鹽、檸檬酸鈉(Na3
C6
H5
O7
)或檸檬酸二氫鉀(KH2
C6
H5
O7
)等檸檬酸鹽、琥珀酸鈉(Na2
C4
H4
O4
)等琥珀酸鹽、乳酸鈉(NaCH3
CHOHCO2
)等乳酸鹽、酒石酸鈉(Na2
C4
H4
O6
)等酒石酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽。其原因在於：若上述濃度小於5g/L，則可能在鋅的溶解的同時溶液的pH
值相對較快地上升，故無法形成足以提昇滑動性的氧化物層，另外，若上述濃度超過50g/L，則鋅的溶解受到促進，不僅氧化物層的形成需要長時間，而且鍍層的損傷亦劇烈，可能亦失去原本的作為防鏽鋼板的功能。
使熱浸鍍鋅系鋼板與酸性溶液接觸的方法並無特別限制，例如可列舉將鍍鋼板浸漬於酸性溶液中的方法、對鍍鋼板噴射酸性溶液的方法、經由塗佈輥將酸性溶液塗佈於鍍鋼板上的方法等，較理想的是最終酸性溶液以薄的液膜狀而存在於鋼板表面。存在於鋼板表面的酸性溶液的量若多於15g/m2
，則即便發生鋅的溶解，溶液的pH值亦不上升，僅不斷發生鋅的溶解，不僅直至形成氧化物層為止需要長時間，而且鍍層的損傷亦劇烈，可能亦失去原本的作為防鏽鋼板的功能。就該觀點而言，與酸性溶液接觸結束時的液膜量有效的是調整為15g/m2
以下。再者，存在於鋼板表面的液膜量的下限值並無特別限制，但若上述液膜量過少，則無法於鍍覆表面形成所需厚度的氧化物層，故較佳為將上述液膜量的下限值設定為1g/m2
以上。液膜量的調整可藉由擠壓輥、氣刀(air wiping)等來進行。關於接觸結束，於浸漬於酸性溶液中的方法的情況下是指「浸漬結束」，於對鍍鋼板噴射酸性溶液的方法的情況下是指「噴射結束」，於經由塗佈輥來塗佈酸性溶液的方法的情況下是指「塗佈結束」。
另外，與酸性溶液接觸結束後直至進行水洗為止的時間(直至水洗為止的保持時間)必須為1秒~60秒。其原因在於：若直至水洗為止的時間小於1秒，則於溶液的pH值上升而形成以鋅為主體的氧化物層之前，酸性溶液被沖洗，故有時無法獲得滑動性的提昇效果，另外，即便直至水洗為止的時間長於60秒，氧化物層的量亦未見變化。
若滿足以上條件，則可於熱浸鍍鋅系鋼板表面效率佳且穩定地形成鋅系氧化物層。
於調質軋壓後、與酸性溶液接觸而形成氧化物層之前，亦可與鹼性溶液接觸。調質軋壓時藉由與軋壓輥的接觸而表層的Al氧化物被破壞，但有時亦殘存一部分。藉由與鹼性溶液接觸，可將殘存於表層的Al氧化物層去除而使表面更為活化。與鹼性溶液接觸的方法並無特別限制，可利用浸漬或噴射等進行處理。若pH值低則反應慢而處理需要長時間，故較理想的是pH值為10以上。若為上述範圍內的pH值，則溶液的種類並無限制，可使用氫氧化鈉等。
若酸性溶液殘存於水洗、乾燥後的鋼板表面，則將鋼板捲長期保管時容易產生銹。就防止該鏽產生的觀點而言，亦可實施以下處理，即，利用浸漬於鹼性溶液中或噴射鹼性溶液等的方法與鹼性溶液接觸，將殘存於鋼板表面的酸性溶液中和。鹼性溶液較理想的是pH值為12以下以防止形成於表面的鋅系氧化物的溶解。若在上述pH值範圍內，則所使用的溶液並無限制，可使用氫氧化鈉、磷酸鈉等。
本發明中所謂的鋅系氧化物，是指以鋅作為主體金屬成分的氧化物、氫氧化物，含有合計量少於鋅的鐵、Al等鋅以外的金屬成分的情形，或含有合計量少於氧與羥基的莫耳數的硫酸、硝酸、氯等的陰離子的情形亦包括在本發明的鋅系氧化物中。再者，亦有鋅系氧化物層中含有用於調整酸性溶液的pH值的硫酸離子等陰離子成分的鋅系氧化物層的情形，硫酸離子等陰離子成分或具有pH緩衝作用的酸性溶液中所含的S、N、P、B、Cl、Na、Mn、Ca、Mg、Ba、Sr、Si等雜質，由S、N、P、B、Cl、Na、Mn、Ca、Mg、Ba、Sr、Si、O、C構成的化合物只要在不損及本發明效果的範圍內，則亦可含有於鋅系氧化物中。
藉由將鍍覆表層的氧化物層的厚度設定為10 nm以上，可獲得表現出良好的滑動性的熱浸鍍鋅系鋼板，就可獲得穩定的滑動特性的觀點而言，較佳為將氧化物層的厚度設定為20 nm以上，更佳為30 nm以上。其原因在於：於模具與被加工物的接觸面積大的壓製成形加工中，表層的氧化物層即便於經磨損時亦殘存，不會導致滑動性下降。又，氧化物層的厚度的上限並未特別設置，但若超過200 nm則表面的反應性下降，有鋅系氧化物皮膜的生成量下降的傾向，故較理想的是設定為200 nm以下。
製造本發明的熱浸鍍鋅系鋼板時，必須於鍍浴中添加Al，但Al以外的添加元素成分並無特別限定。即，即便除了Al以外少量含有或添加Pb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Ti、Li、Cu等，於生成鋅系氧化物的情況下亦不損及本發明的效果。
實例
繼而，藉由實例對本發明加以更詳細說明。
於冷軋後經退火的板厚0.7 mm的鋼板上藉由常法實施熱浸鍍鋅，或於熱浸鍍鋅後實施合金化處理，繼而進行調質軋壓。鍍鋅量是調整為各單面45 g/m2
，將合金化處理後的鍍覆皮膜的Fe含有率調整為10 wt%。調質軋壓時，進行使用毛面輥的毛面軋壓、使用光面輥的光面軋壓中的任一者或兩者。調質軋壓後，於酸性溶液槽中浸漬於含有乙酸鈉30 g/L、50℃、pH值為2.0的酸性溶液中並提起，然後利用配置於酸性溶液槽出側的擠壓輥來調整附著於鋼板表面的液膜量。液膜量是藉由使擠壓輥的壓力變化而調整。液膜量調整後，放置(保持)1秒～60秒，然後對鋼板噴射50℃的溫水進行清洗，利用乾燥器進行乾燥，於鍍覆表面形成鋅系氧化物層。對其中一部分於調整液膜量後放置(保持)預定時間，然後噴射pH值為10、溫度為50℃的鹼性溶液(氫氧化鈉水溶液)而對殘存於鋼板表面的酸性溶液進行中和處理，然後對鋼板噴射50℃的溫水。對另外一部分僅進行調質軋壓，調質軋壓後不進行藉由與酸性溶液接觸而實施的氧化物形成處理。
對上述所製作的熱浸鍍鋅系鋼板的鍍覆表層的氧化物層膜厚、氧化物生成面積率、壓製成形時的滑動特性、操作性進行研究。另外，壓製成形時的滑動特性是藉由摩擦係數、黏模性來進行評價。
氧化物層的厚度測定方法、氧化物生成面積率的測定方法、壓製成形性(滑動特性、黏模性)及鋼板捲的操作性的評價方法如下。
[1]氧化物層的厚度的測定
測定氧化物層的厚度時使用螢光X射線分析裝置。測定時的管球的電壓及電流是分別設定為30 kV及100 mA，使用鄰苯二甲酸氫鉈(Thallium Acid Phthalate，TAP)作為分析結晶(analyzing crystal)，檢測O-Kα線。O-Kα線的測定時，除了其波峰位置以外亦測定背景位置的強度，以可計算出O-Kα線的淨強度。再者，波峰位置及背景位置的積分時間是分別設定為20秒。另外，對劈開成適當大小的形成有膜厚96 nm、54 nm及24 nm的氧化矽皮膜的矽晶圓亦同時測定，根據所測定的O-Kα線的強度與矽晶圓上的氧化矽皮膜的膜厚而計算出鋅系氧化物層的厚度。
[2]氧化物生成面積率的測定
使用極低加速掃描式電子顯微鏡(SEM)，以加速電壓3 kV對表面於35 μm×45 μm的視場內觀察任意10點，於所得的SEM像(反射電子像)中進行觀察，根據生成了氧化物的部分與未生成氧化物的部分的亮度差，測定生成了氧化物的部分的面積率，將其平均值作為氧化物生成面積率(%)。
[3]摩擦係數的測定方法
為了評價壓製成形性，以如下方式測定各試驗材料的摩擦係數。
圖1是表示摩擦係數測定裝置的概略正面圖。如該圖所示，將自試驗材料採取的摩擦係數測定用試料1固定於試料台2上，將試料台2固定於可水平移動的滑動桌3的上面。於滑動桌3的下面，設有具有與該滑動桌3接觸的輥4的可上下移動的滑動桌支持台5，藉由將該滑動桌支持台5上壓，可將調整桿6壓附於摩擦係數測定用試料1的表面。用以測定調整桿6對摩擦係數測定用試料1的按壓荷重N的第1負載單元7是安裝於滑動桌支持台5上。用於測定用以於使上述按壓力作用的狀態使滑動桌3朝水平方向移動的滑動阻力F的第2負載單元8是安裝於滑動桌3的一個端部。再者，將作為潤滑油的SUGIMURA Chemical Industrial(股)製造的防銹清洗油(Preton R352L，Preton為註冊商標)塗佈於試料1的表面進行試驗。
圖2、圖3是表示所使用的調整桿的形狀‧尺寸的概略立體圖。以將調整桿6的下面按壓於試料1的表面的狀態而滑動。圖2所示的調整桿6的形狀為寬度10 mm、試料的滑動方向長度12 mm，滑動方向兩端的下部是由曲率半徑4.5 mm R的曲面所構成，壓附於試料的調整桿下面具有寬度10 mm、滑動方向長度3 mm的平面。圖3所示的調整桿6的形狀為寬度10 mm，試料的滑動方向長度69 mm，滑動方向兩端的下部是由曲率4.5 mm R的曲面所構成，壓附於試料的調整桿下面具有寬度10 mm、滑動方向長度60 mm的平面。
摩擦係數的測定是以如下所示的2個條件來進行。
[條件1]
使用圖2所示的調整桿，將按壓荷重N設定為400 kgf、試料的抽取速度(滑動桌3的水平移動速度)設定為100 cm/min。
[條件2]
使用圖3所示的調整桿，將按壓荷重N設定為400 kgf、試料的抽取速度(滑動桌3的水平移動速度)設定為20 cm/min。試驗材料與調整桿之間的摩擦係數μ是以式子μ=F/N而計算出。
[4]黏模性的評價方法
對於GI而言，於滑動距離長的部位中鍍層附著於模具而滑動阻力增加的黏模成問題。因此，對於GI，使用圖1所示的摩擦係數測定裝置，與摩擦係數的測定無關而另外重複實施50次滑動試驗，對摩擦係數增加0.01以上時的重複數進行研究，將該重複數作為產生黏模的極限重複數，評價黏模性。關於試驗條件，與上述[3]摩擦係數的測定方法同樣地以上述條件1及條件2來實施。
[5]操作性的評價方法
作為用以模擬鋼板捲的操作性的評價方法，於拉伸試驗機中以藉由負載單元而負載有一定的按壓荷重的調整桿來夾持試驗材料，測定抽取荷重而計算出摩擦係數。再者，此時將與試驗材料相同的樣品貼附於調整桿，測定試驗材料與試驗材料所接觸的部分的摩擦係數。使用30 mm(寬度)×35 mm(長度)的形狀的調整桿，將接觸面壓設定為0.5 MPa，以50 mm/min的速度抽取。根據以往的發現，若摩擦係數為0.08以上，則可知鋼板捲的操作性並無問題，因此將摩擦係數小於0.08的情況判定為×(不良)，0.08以上的情況判定為○(良好)。
將以上所得的結果與條件一併示於表1、表2中。
由表1、表2表明下述事項。
(1)GI：樣品No.1～No.31
與僅進行利用毛面輥的調質軋壓及利用光面輥的調質軋壓中的任一者，然後不進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.1及No.6，進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓的任一者後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.2～No.5及No.7～No.10，以及進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓兩者後不進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.11及No.16相比較，調質軋壓時藉由本發明法來進行利用毛面輥的軋壓與利用光面輥的軋壓後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的本發明例即樣品No.12～No.15、No.17～No.20、No.22～No.24及No.26～No.31均是氧化物生成面積率較高，氧化物膜厚較厚，因此摩擦係數較低，產生黏模的極限重複數(marginal repetition number)大，壓製成形性優異，另外操作性的評價亦良好，故亦無鋼板捲破損的問題。另一方面，進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓兩者(然而，利用光面輥的調質軋壓條件為本發明的範圍外)後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.21，與和酸性溶液的接觸結束後直至水洗的保持時間相同(30秒)的本發明例相比較，壓製成形性較差，另外，進行了利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓雙方(然而，利用毛面輥的調質軋壓條件為本發明的範圍外)後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.25雖然壓製成形性與本發明例為同等水準，但操作性差。
(2)GA：No.32～No.51
與僅進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓中的任一者，然後不進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.37及No.39，與進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓的任一者後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.38及No.40，以及與進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓兩者後不進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.32相比較，調質軋壓時藉由本發明法進行利用毛面輥的軋壓與利用光面輥的軋壓後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的本發明例即樣品No.33～No.36、No.42～No.44及No.46～No.51均是氧化物層的厚度較厚，氧化物生成面積率較高，因此摩擦係數較低，另外操作性的評價亦良好，故亦無鋼板捲破損的問題。另一方面，進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓兩者(然而，利用光面輥的調質軋壓條件為本發明的範圍外)後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.41，與和酸性溶液的接觸結束後直至水洗為止的保持時間相同(30秒)的本發明例相比較，滑動特性較差，另外，進行利用毛面輥的調質軋壓與利用光面輥的調質軋壓兩者(然而，利用毛面輥的調質軋壓條件為本發明的範圍外)後與酸性溶液接觸而進行氧化物形成處理的比較例即樣品No.45雖然滑動特性與本發明例為同等水準，但操作性差。
[產業上之可利用性]
根據本發明的熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，藉由進行適當的調質軋壓，對於表面的活性度低的GI，即便不進行鹼前處理，亦可藉由在調質軋壓後進行的鋅系氧化物層形成步驟而穩定地形成滑動特性優異的鋅系氧化物層，並且可使熱浸鍍鋅系鋼板的表面粗糙度Ra亦適當，結果可提供一種壓製成形性與製成鋼板捲時的操作性優異的熱浸鍍鋅系鋼板。另外，對於GI、GA，均可提高表面的鋅系氧化物層的生成面積率，增大氧化物層的厚度，故可製造壓製成型時的滑動特性更優異的熱浸鍍鋅系鋼板。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．摩擦係數測定用試料
2．．．試料台
3．．．滑動桌
4．．．輥
5．．．滑動桌支持台
6．．．調整桿
7．．．第1負載單元
8．．．第2負載單元
9．．．軌道
F．．．滑動阻力
N．．．按壓荷重
圖1是表示摩擦係數測定裝置的概略正面圖。
圖2是表示圖1中的調整桿的形狀、尺寸的概略立體圖。
圖3是表示圖1中的調整桿的形狀、尺寸的概略立體圖。
1．．．摩擦係數測定用試料
2．．．試料台
3．．．滑動桌
4．．．輥
5．．．滑動桌支持台
6．．．調整桿
7．．．第1負載單元
8．．．第2負載單元
9．．．軌道
N．．．按壓荷重
F．．．滑動阻力
Claims (5)
- 一種熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，包括：在該熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法中，對鋼板實施熱浸鍍鋅，並實施調質軋壓後與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸，接觸結束後保持1秒~60秒，然後進行水洗，以於鍍覆表面形成鋅系氧化物層，其中，調質軋壓時，使用Ra為2.0μm以上的毛面輥以5%以下的下壓率進行軋壓，然後使用Ra為0.1μm以下的光面輥以3%以下的下壓率進行軋壓；或者，使用Ra為0.1μm以下的光面輥以3%以下的下壓率進行軋壓，然後使用Ra為2.0μm以上的毛面輥以5%以下的下壓率進行軋壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中上述具有pH緩衝作用的酸性溶液為含有乙酸鹽、苯二甲酸鹽、檸檬酸鹽、琥珀酸鹽、乳酸鹽、酒石酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽中的至少一種，且pH值在1.0~5.0的範圍內的酸性溶液。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中將與具有pH緩衝作用的酸性溶液接觸結束時的鍍鋼板表面的液膜量調整為15g/m2 以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製造方法，其中實施熱浸鍍鋅後進行鍍層的合金化處理，然後實施如申請專利範圍第1項所述之調質軋壓。
- 如申請專利範圍第3項所述之熱浸鍍鋅系鋼板的製 造方法，其中實施熱浸鍍鋅後進行鍍層的合金化處理，然後實施如申請專利範圍第1項所述之調質軋壓。
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