WO1993011271A1 - Procede pour la fabrication de toles d'acier plaquees de zinc fondu, avec un petit nombre de parties non plaquees - Google Patents

Procede pour la fabrication de toles d'acier plaquees de zinc fondu, avec un petit nombre de parties non plaquees Download PDF

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Makoto Isobe
Akira Yasuda
Koji Yamato
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    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet used for building materials such as roofs and walls, and automobile bodies, and a method for producing an alloyed molten-dip galvanized steel sheet.
  • the hot-dip galvanized steel sheet uses a continuous hot-dip galvanizing apparatus S (hereinafter referred to as CGL) to remove rolling oil by burning, degreasing by alkaline, etc., annealing reduction,? It is manufactured by successively adjusting the basis weight by merging, immersion in a molten zinc bath, and gas wiping. Further, alloying is generally performed immediately after wiping.
  • CGL continuous hot-dip galvanizing apparatus S
  • high-strength steel with excellent workability contains Si, M ⁇ , ⁇ , etc. as additional components, and these components are easily oxidized and concentrated on the steel sheet surface.
  • the wettability of the molten zinc is remarkably deteriorated, leading to non-plating defects.
  • Ni-based electroplating Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-26,950 ', Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-147,865 is required before introducing steel sheets into CGL.
  • Fe-based electroplating Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-194156
  • an object of the present invention is to provide an economical method for hot-dip galvanizing or alloying hot-dip galvanizing a high-strength steel containing Si, M ⁇ , ⁇ , etc. without causing undesired defects.
  • the steel sheet is continuously heated, annealed and reduced, and then continuously introduced into the molten zinc bath without being exposed to the atmosphere, and then coated with zinc to produce molten zinc plating.
  • Mn is 0.05 to 2.0% by weight
  • P contains 0.15% by weight or less of each, and is a material with a composition that satisfies the following formula (1).
  • the steel sheet is subjected to annealing reduction, the steel sheet after the annealing reduction is melted.
  • Equation (1) each element symbol indicates the content (% by weight) of the element in the steel sheet)
  • the present invention relates to a method for producing a high-strength steel sheet having excellent workability obtained by containing Si, Mn, P, etc. before or after being introduced into a plating bath after annealing reduction or annealing reduction.
  • Carburizing makes it possible to perform hot-dip galvanizing without pre-fixing of i or Fe system. Therefore, a steel sheet containing the following components is used.
  • C is an element that directly affects the strength of the steel sheet but has a large effect on the workability.
  • the present invention aims to obtain a high-strength plated steel sheet with excellent workability.
  • the upper limit is set to 0.1% by weight, but to further improve the processability, it is more preferably set to 0.02% by weight or less.
  • S i; S i is an element that is highly effective in increasing the strength of the steel sheet while ensuring good additivity, and is effective at 0.01% or more.
  • Addition of 0.05% by weight or more is preferable.
  • S-II particularly causes surface thickening and tends to lower the wettability.
  • 1.0 wt It is preferred to be below.
  • Mn also has the effect of increasing the strength of the steel sheet while maintaining relatively good additivity like Si, and the addition of 0.05% by weight or more is preferred.
  • adding over 2.0% by weight makes melting difficult5, increases the cost, and, like Si, causes surface thickening and lowers the wettability. Not good.
  • P is an unavoidable impurity, but has the effect of increasing strength similarly to Si and Mn, and can be added in an upper limit of 0.15% by weight.
  • T i, N b These are effective in improving workability by reducing solid solution C. Depending on the amount of C, they are 0.3 and 0.2 wt. % Can be added as the upper limit. Addition of more than this is not preferred due to increased cost, and it is effective and desirable to reduce the amount of C if necessary.
  • the steel sheet whose thickness has been adjusted by cold rolling or hot rolling is subjected to surface cleaning and degreasing and descaling as necessary on the CGL entry side.
  • degreasing can also be done by burning off the lines.
  • the air-fuel ratio is set to less than 1 (NOF operation) and the temperature is set to 550 ° C or less.
  • NOF operation the air-fuel ratio
  • the temperature is set to 550 ° C or less.
  • the amount of oxides on the surface is large and descaling is required before the CGL enters.
  • the drawn steel sheet is annealed and reduced at 700 to 950 ° C depending on the required material, cooled at a predetermined speed, and introduced into a molten zinc bath.
  • carburizing gas which is a C source
  • C 0 is the most common and easy to use carburizing gas as the C source, but hydrocarbon ethers such as methane, aldehydes, alcohols and the like may be used.
  • the carburizing treatment may be at the time of annealing reduction or at the time of cooling after annealing reduction. It is preferable to start mixing of the C source gas from the temperature of this.
  • carburizing is preferably performed at the time of cooling after annealing in order to obtain a predetermined C concentration only in the surface layer.
  • the amount of the mixed C source gas is preferably 2 to 20%. If it is less than 2%, the C concentration is sufficient to prevent the deterioration of the glazing property due to oxides such as Si (C concentration of 0.1 wt% or more is necessary on the average of the surface layer 1 grain size of 30 m). ) Cannot be obtained.
  • the annealed and carburized steel sheet is introduced into the molten lead bath as it is, but the zinc bath temperature at this time is usually 450-490 ° C.
  • the temperature of the steel sheet when it enters the bath is It may be about 380 to 550 ° C.
  • the bath components may be ordinary ones, and the A1 concentration in the bath is more than 0.1 weight if no alloying treatment is performed after zinc plating, and less than 0.3 weight if alloying treatment is performed.
  • the content is preferably 0.10 to 0.20% by weight.
  • it is possible to add an element such as Mg to improve the corrosion resistance. 13 is preferably less than 0.1% by weight.
  • the weight per unit area is adjusted by wiping, and alloying may be further performed in some cases to produce a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip zinc-plated steel sheet.
  • a vertical CGL simulator was used as the plating equipment, and 5% hydrogen-containing nitrogen was used as the annealing reducing gas, and 2% C0 was used in Examples 1 to 9 for carburizing.
  • Example 10 18% of CO was mixed, and in Example 11, 1.2% of C ⁇ was mixed.
  • Example 11 1.2% of C ⁇ was mixed.
  • a test steel sheet having the composition shown in Table 1 was cold-rolled to a thickness of 0.7 mm in advance and subjected to electrolytic degreasing and hydrochloric acid pickling.
  • Table 1 shows the components of the test steel sheet
  • Table 2 shows the annealing reduction conditions, carburizing conditions, plating conditions and evaluation. The plating performance (non-plating defect) was evaluated based on Table 3.
  • the steel sheet prepared according to the present invention was a good hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet without any non-plating defects.
  • hot-dip galvanizing or alloying hot-dip galvanizing of a high-strength steel sheet containing Si, P, Mn, etc. without performing Fe-based or Ni-based electric plating pretreatment. This will increase the productivity and reduce costs.

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Description

明 細 発明の名称
不めつ き欠陥の少ぃ溶融亚鉛めつ き鋼板の製造方法 技術分野
本発明は屋根、 壁等の建材、 自動車車体に用い られる溶融亚 鉛めつ き鋼板の製造方法な らびに合金化溶融亚鉛めっ き鋼板の 製造方法に関する。 背景技術
近年、 大気環境の酸性化、 海浜、 海上の建設な どによ り建材 の耐食性向上の要求が大き く なつている。 一方、 自動車車体 の場合には融雪塩使用地域、 海浜地区での耐食性が問題となつ ている。 これら耐食性の向上策と しては亜鉛めつ き、 特に溶 融亜鉛めつ きを施すこ とが経済的に優れている。 更に、 加熱 処理によ りめつ き層を F e — Z n合金とする こ とによ り溶接性 と塗装後の耐食性を改善するこ とが出来る。 と こ ろで、 地球 温暖化の問題がク ローズア ッ プされるにいた り、 省ェネルギ一 化、 特に自動車の燃費向上、 車体の軽量化が論じられる よ う に なってきた。 そのための対策と しては鋼板の高強度化が有効で あ り、 前述の耐食性の要求から高強度鋼板の溶融亜鉛めつ きあ るいは合金化溶融亜鉛めつ きが必要となった。
溶融亜鉛めつ き鋼板は、 連铳溶融亜鉛めつき装 S (以下 C G Lと称す） を用い、 圧延油の燃焼除去或いはアルカ リ等による 脱脂、 焼鈍還元、 ？合却、 溶融亜鉛浴浸漬、 ガスワイ ビングによ る目付量調整を連镜して行う事によ り製造される。 更に合金 化はワイ ビングの直後に行われるのが一般的である。 従来よ り知られているよ う に加工性に優れる高強度鋼は添加成分と し て S i , M η , Ρ等を含有するため、 これら成分が鋼板表面に 酸化濃化し易 く 、 その結果、 溶融亜鉛の濡れ性を著しく 劣化し 不めっき欠陥を招 く 。 その対策と しては、 C G Lに鋼板を導 入する前に N i系の電気めつき （特開昭 6 0 — 2 6 2 9 5 0'、 特開昭 6 1 — 1 4 7 8 6 5 ) 或いは F e系の電気めつ き （特開 平 2— 1 9 4 1 5 6 ) を行う こ とによ り これら成分の鋼板表面 への酸化濃化を抑制する こ とが考案されている。
C G Lに鐧扳を導入する前に N i系の電気めつ き或いは F e 系の電気めつきを行う こ とにより これら成分の鋼板表面への酸 化濃化を抑制するこ とが可能とな り、 S i , Mil, P等を含有 する高強度鋼の溶融亜鉛めつきは可能となるが、 反面電気めつ き設備の増設に よ る工程の煩雑化、 高コス ト 化、 生産性の 低下が免れない。 よ っ て、 これ ら諸問題を招 く こ とな く S i , M η , Ρ等を含有する高強度鋼の溶融亜鉛めつきを可能 とする方法の出現が望まれる。 発明の開示
即ち、 本発明の目的は S i , M η , Ρ等を含有する高強度鋼 を、 不めっ き欠陥を発生させずに溶融亜鉛めつ きするあるいは 合金化溶融亜鉛め つ き する経済的な方法を提供す る こ と に ある c
電気めつ きによる前処理を行わず既存のめっ き装 Sのま まで S i , M η , Ρ等を含有する高強度鋼の溶融亜鉛めつ ^を可能 とする方法を鋭意研究した結果、 これら添加元素が 化した表 面に更に Cの濃化層を作る こ とによ り活性化し 、 溶融亜鉛との 濡れ性を確保する こ とが可能である こ とを見いだした。
即ち、 本癸明によれば鋼板を連続的に加熱、 焼鈍還元し、 引 き続き大気 触れる こ とな く 溶融亜鉛浴に導いて亜鉛被覆 を行って溶融亜鉛めつ き鐧扳を製造するにさいし、
Cを 0 . 1 重量％以下、
S i を 0 . 0 1 〜 ； I . 0 重量％、
M nを 0 . 0 5 〜 2 . 0 重量％、
Pを 0 . 1 5 重量％以下各々 含有し、 しかも下記式 （ 1 ) を 満足する組成の鐧扳をめつ き素材と し鋼板の焼鈍還元時 ' "―いは 焼鈍還元後の鋼板が溶融亜鉛浴に導かれる までの間に浸炭処理 を施すこ とを特徴とする不めっ き欠陥の少ぃ溶融亜鉛めつ き鋼 板あ る いは合金化溶融亜鉛め つ き 鋼板の製造方法が提供 さ れる。 浸炭処理は焼鈍後に行な う のが特に好ま しい。 S i / 2 8 + n / 5 5 + P / 3 1 ≥ 0 . 0 1 式 （ 1 ) (式 （ I ) に於いて各元素記号は、 鋼板の元素の含有量 （重量 %) を示す） 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明につき詳述する。
本発明は S i , M n , P等を含有するこ とによ り得られる加 ェ性に優れる高強度鋼板を、 焼鈍還元時あ る いは焼鈍還元 後めつき浴に導入される前に浸炭処理を行う こ .とにより、 i あるいは F e系の前めつ き無しに溶融亜鉛めつきを行う こ とを 可能とする。 よって、 鋼板には以下の成分を含有するもの'を 用レヽる。
C ； Cは鋼板の強度を直接左右するが加工性にも影響の大き い元素であり、 本発明が加工性に優れる高強度めつき鋼板を得 るこ とを目的とするため加工性を考慮して通常上限を 0 . 1 重 量％とするが、 加工性を一層良好とするには 0 . 0 2重量％以 下であるこ とがよ り好ま しい。
S i ； S i は良好な加ェ性を確保 しつつ鋼板強度を高 める効果が高い元素であ り、 0 . 0 1 %以上で効果があるが、
0 . 0 5重量％以上の添加が好ま しい。 但し、 S ί は特に表 面濃化を起こ しめ つ き濡れ性を低下させ易 く 、 本発明に よ るめつき方法でめっ きの濡れ性を確保するには 1 . 0重量 以 下である こ とが好ま しい。
M n ； M n も S i 同様に比較的良好な加ェ性を確保 しつつ鋼 板強度を高める効果があ り、 0 . 0 5重量％以上の添加が好ま しい。 一方、 2. 0重量％以上に添加する こ とは溶製を困難 5 に し、 コス ト増を招き、 また S i 同様に表面濃化を起こ しめつ き濡れ性を低下させるのであま り好ま し く ない。
P ； Pは不可避不純物であるが、 S i , M n同様に高強度化 に効果があ り、 0. 1 5重量％を上限に添加でき る。
本発明の対象とする鋼板はさ らに、 重量 で表 した、 S i , 10 η , ?の各成分が 1 // 2 8 3 1 + 1 5 51^ 11 + 1 3 1 ？ ≥ 0. 0 1 を満たすものに限定する。 その理由は、 こ の範囲 のものについて、 特に不めっ き欠陥や、 合金化処理時の焼けむ らが発生し易いからである。
C r， C u , N i , M o ; これらの元素は本発明の目的であ 15 る加工性の優れる高強度め つ き鋼板の製造に は直接係わ ら ないが、 め っ き に よ る 防靖効果が消失 した後の素地鋼板の 耐食性の向上に特に効果があ る。 よ っ て、 必要に応 じそ れぞれ 2. 0、 3. 0、 2. 0、 1 . 0重量％を上限に添加で きる。 これを超える添加はめつ き性の劣化あるいはコス ト増 20 によ り好ま し く ない。
T i , N b ； これらは固溶 Cを低減する こ とによ り加工性の 向上に効果があ り、 C量によるがそれぞれ 0. 3、 0 . 2重量 一 * %を上限と して添加する こ とが出来る。 これを超える添加は コス ト増によ り好ま し く な く 、 必要によっては C量を低下させ るのが有効であり、 好ま しい。
上記鋼板を C G L にて不め っ き欠陥な く め つ きする ため には、 以下の如 く に操作する こ とが必要である。
まず、 冷延或いは熱延によつて扳厚を調整された鋼板に C G L入り側で表面のク リ ーニング、 脱脂と必要に応じ脱スケール を行う。 熱延後脱スケールを行い冷延した鋼板では C G L入 り側で脱脂と更に酸洗を行う のがもつ と も好ま しいが、 脱脂を ラ イ ン内の燃焼除去とする こ と も可能である。 但し、 この場 合鋼板の酸化を最小限に抑えるためおよび添加成分の表面濃化 を抑制するために、 空燃比を 1 未満 （N O F操業） と し 5 5 0 °C以下で行う。 一方、 熱延鋼板の場合表面の酸化物量が多 く C G L入り側までに、 脱スケールが必要である。
引き鐃き鋼板は、 要求材質に応じて 7 0 0〜 9 5 0 °Cで焼鈍 還元され、 所定速度で冷却され溶融亜鉛浴に導入される。 こ の焼鈍還元時又はその後に鋼板表面に Cの濃化曆を作るべく C 源にな る浸炭性ガスを還元ガスに混入 し鋼板の浸炭処理を 行う。 C源となる浸炭性ガスには C 0が最も一般的で用い易 いがメ タ ン等の炭化水素ゃェ一テル類、 アルデ ヒ ド類、 ァ ルコール類等でも良い。 浸炭処理は、 焼鈍還元時でも良いし 或いは焼鈍還元後の冷却時でも良いが、 この場合 6 5 0 °C以上 の温度から C源ガスの混入を開始する こ とが好ま しい。 特に 浸炭処理は表層部のみ所定の C濃度にするには焼鈍後の冷却時 に行なう のが好ま しい。 また混入する C源ガス量は 2 〜 2 0 %がよい。 2 %未満では、 S i 等の酸化物によ るめつ き性低 下を防止するだけの C濃度 （表層 1 結晶粒径 3 0 mの平均 で 0 . 1 w t %以上の C 濃度が必要） を得 る こ とがで き な い。
焼鈍還元および浸炭処理された鋼板はそのま ま溶融亚鉛浴に 導入れるが、 このときの亜鉛浴温は通常の 4 5 0 〜 4 9 0 °C . 浴に浸入する時の板の温度は 3 8 0 〜 5 5 0 °C程度でよい。 浴成分も通常のもので良 く 、 浴中の A 1 濃度は亜鉛めつ き 後に 合金化処理をしない場合は 0 . 1 重量 以上、 合金化処理を行 う場合は 0 . 3重量 以下特に好ま し く は 0 . 1 0 〜 0 . 2 0 重量％とするのが良い。 また、 耐食性向上のために M g等の 元素を添加する こ とが可能であ り、 ？ 13 は 0 . 1 重量％以下で あるのが好ま しい。
亜鉛めつ き浴浸漬後ワイ ビングによ り 目付け量が調整され、 場合によ り更に合金化がなされ溶融亜鉛めつ き鋼板あるいは合 金化溶融亜鉛めつ き鋼板が製造される。
実施例 .
以下に本発明を実施例に基づき説明する。
(実施例）
めっきの装置と して縦型の C G L シ ミ ュ レーターを用い、 焼 鈍還元ガス には 5 %水素含有窒素を、 浸炭時には焼鈍還元 ガスに対 し実施例 1 〜 9 では 2 %の C 0、 実施例 1 0 では 1 8 %の C O、 実施例 1 1 では 1 . 2 %の C〇を混入した。 ま た、 め っ き浴には A 1 お よ び P b をそれぞれ 0 . 1 5 、 0 . 0 0 5 重量％含有する 4 7 0 °Cの溶融亜鉛を用いた。 表 1 に示す組成の供試鋼板を、 あ らかじめ 0 . 7 m m厚に冷間圧 延し、 電解脱脂および塩酸酸洗を行った。 供試鋼板の成分—を 表 1 に、 焼鈍還元の条件、 浸炭処理の条件、 めっ き条件および 評価を表 2 に示す。 めっき性 （不めっき欠陥） の評価は表 3 を 基準に行った。
表 2 よ り 明 らかな よ う に本発明に よ り め つ き した鋼板は 不めっき欠陷がな く 良好な溶融亜鉛めつき鋼板あるいは合金化 溶融亜鉛めつき鐧扳となった。
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10し/ S, o3Uし US し/ s 700°C- 550°C 2 。C一 3s な し 〇 本翻 0.
2 Λ
/\ IDし /S， oOUし iUSr IDし/ S 750°C- 650°C 2 90"C-3s な し 〇 本発明 0.
3 Λ
/\ 10し/ S, o Uし US, 1 し/ S な し 2 90°C-3s な し X 比 蛟 0.
1
4 Λ
八 It)し/ S，o )Uし US, 10し/ S 700°C- 550'C 2 'l90°C-3s 500°C-30s 〇 本発明 0.
，
5 R
1 し/S, OOUし ZUS, 1 し/ S 700°C- 550°C 2 90°C-3s な し 〇 本発明 0.
6 π 700°C— 550°C 2 490°C-3s な し 〇 本発明 0.
7 D 15"C/s,850'C-20s.-15°C/s 700°C- 550°C 2 '190"C-3s な し 〇 本発明 0.
8 E 15°C/s,850oC-20s,-15oC/s 700"C- 550Ό 2 '190°C-3s な し X 比 較 0.
9 E l5°C/s,850°C-20s,-15°C/s 700°C- 550"C 2 'l90°C-3s 500°C-30s X 比 較 0.
1 0 Λ 。 C/s,880°C-30s，- 10°C/s ' 850。C一 780。C" 1 8 70"C-3s 550°C-20s 〇 本発明 0.
1 1 Λ 15°C/s.880°C-30s,- 10。C/s 850"C-780 1. 2 '170。C- 3s 550Ό - 20s X 比 較 0.
* 1 m 3 0ん im (約 1 m )の; Γ·均 c渡 *2 炭中は O sで? 、 |1
表 3 めっ き性評価基準
Figure imgf000013_0001
産業上の利用可能性 .
本発明によ り F e 系あるいは N i 系電気めつ き前処理を行う こ とな く S i ， P , M n 等を含有する高強度鋼板の溶融亜 鉛めつ きあるいは合金化溶融亜鉛めつ きが可能にな り、 生産性 の向上と低コス ト化が計れる。

Claims

請求の範囲
1 . 鋼板を連綜的に加熱、 焼鈍還元し、 引き続き大気に触れる こ とな く 溶融亜鉛浴に導いて亜鉛被覆を行って溶融亜鉛めつ き 鋼板を製造するにさいし、
Cを 0 . 1 重量％以下、
S i を 0 . 0 1 〜 1 . 0 重量％、
M nを 0 . 0 5 〜 2 . 0 重量％、
Pを 0 . 1 5 重量％以下各々 含有し、 しかも下記式 （ 1 ) を 満足する組成の鋼板をめつ き素材とし鐧板の焼鈍還元峙或いは 焼鈍還元後の鋼板が溶融亜鉛浴に導かれるまでの間に浸炭処理 を施すこ とを特徵とする不めっ き欠陥の少ぃ溶融亜鉛めつ き鋼 板の製造方法。
S ϊ / 1 8 -ί- Μ η / 5 5 + P X 3 1 ≥ 0 . 0 1 式 （ 1 ) (式 （ 1 ) に於いて各元素記号は、 鋼板の元素の含有量 （重量 %) を示す）
2. 鋼板中に、 さ らに C r， C u , N ΐ , T i ， N b及び M o から選択される少な く と も一種を含有する請求の範囲 1 に記載 の溶融亜鉛めつ き鋼板の製造方法。
但し、 C r含量は 2. 0 重量％以下、 C u含量は 3 . 0重量 %以下、 N i 含量は 2. 0重量％以下、 T i含量は 0 . 3重量 %以下、 N b含量は 0 ， 2重量％以下、 M o含量は 1 . O 量 %以下である。
3 . 請求の範囲 1 または 2 に記戟の方法によ り溶融亜鉛めつ き された鋼板に更に加熱合金化を行う不めっ き欠陥の少ぃ合金化 溶融亜鉛めつ き鋼板の製造方法。
4 . 鋼板を連続的に加熱、 焼鈍還元し、 引き続き大気に触れる こ とな く 溶融亜鉛浴に導いて亜鉛被覆を行って溶融亜鉛めつ き 鋼板を製造するにさいし、
Cを 0 . 1 重量％以下、
S i を 0 . 0 1 〜 1 . 0 重量％、
M nを 0 . 0 5 〜 2. 0 重量 、
Ρを 0 . 1 5 重量％以下各々 含有し、 しかも下記式 （ 1 ) を 満足する組成の鋼板をめつ き素材と し鋼板の焼鈍還元後の鋼板 が溶融亜鉛浴に導かれる までの間に浸炭処理を施すこ とを特徴 とする不めっ き欠陥の少ぃ溶融亜鉛めつ き鋼板の製造方法。
S i / 2 8 + M n / 5 5 + P / 3 1 ≥ 0 . 0 1 式 （ 1 )
(式 （ 1 ) に於いて各元素記号は、 鋼板の元素の含有量 （重量 %) を示す）
5 . 浸炭処理時に用いる浸炭性ガスの濃度は 2 〜 2 0 %である 請求の範囲 1 〜 4 のいずれかに記載の溶融亜鉛または合金化亜 鉛めつき鋼板の製造方法。
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