JP2971243B2 - Ｐ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ含有高強度合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、排気ガス規制の観点から、最近強
くなってきた自動車の軽量化の要求に答えることと、腐
食防止を目的として自動車の外板パネル用に高強度鋼板
を下地とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板を使用する需要
が増大してきている。高強度鋼板の内、Ｐ含有高強度鋼
板はＰ含有量の増加に伴い鋼板の強度は増加するが、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板製造時の合金化速度が遅くな
る。従来、低い強度のニーズに対しては従来は製造ライ
ンの通板速度を遅くする方法が採られていたが、材質確
保の観点から通板速度には下限値がある為、この方法で
はＰ添加量に制約があり、上記の高強度化のニーズに応
じきれないという問題点がある。そこで特開平２−３８
５４９号公報のように焼鈍前にプレめっきを施す方法が
提案されている。但し、プレめっき法ではめっき設備が
必要となるため、そのスペースがない場合は採用できな
い。又プレめっき設備設置により生産コストが上昇する
問題も生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような、従来技
術の問題に対して、本発明はプレめっき設備のような新
たな設備を設置することなく、Ｐ含有が多い高強度鋼板
の製造を可能にする方法を提案するものである。すなわ
ち、自動車用外板パネルの高強度化のニーズに対応する
ためには、Ｐ含有高強度鋼板の合金化速度を向上する必
要が有り、そのため本発明者らは焼鈍条件やめっき浴組
成の検討を行った結果以下の知見を得た。酸化帯で鉄酸
化膜を積極的に生成させ、それを再び還元することによ
り鋼板表面に純鉄層を形成する。その結果Ｐにより合金
化を阻害されることが無くなるため、Ｐの含有量が高い
鋼板でも合金化可能になる。しかし、純鉄層を形成して
も、還元帯内で鉄酸化膜を全部還元してしまうと、冷却
炉内でＰが純鉄層へ外方拡散し、合金化を阻害してしま
う。そこで鉄酸化膜が２００〜１０００Åになる程度で
還元を止め、残りの鉄酸化膜の還元をめっき浴中で行な
うことによりＰを含有しない純鉄層を確保出来る。但し
鉄酸化膜の還元をめっき浴中で行なう為にはめっき浴の
還元力を向上する必要がある。最も簡便に還元力を高く
する方法は、めっき浴中のＡｌ濃度を高くすることであ
るが、ＡｌはＦｅと反応性が高いため選択的に反応し、
めっき層／地鉄界面にＦｅ−Ｚｎ合金化反応を阻害する
Ｆｅ−Ｚｎ−Ａｌ合金層を形成する。またＡｌ濃度が高
くなると合金化速度が低下する為、この方法は不適であ
る。そこで還元性を向上するため、本発明法はＡｌ濃度
を増加せずにＭｎ、Ｍｇ、Ｃａの内１種又は２種以上を
０．０５〜０．２％添加する方法を採用したものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の知見に基
づいてなされたものであって、その要旨とすべきところ
は、Ｐの含有量が０．０１％以上である高強度鋼板に連
続的に溶融亜鉛めっきを施し、引き続いて加熱合金化を
行なう際、酸化帯に於て燃焼空気比０．９〜１．２の雰
囲気中にて酸化せしめ、その後の還元帯に於て鉄酸化膜
厚みが２００〜１０００Åの範囲で残留するように還元
せしめた後、Ａｌを０．０５〜０．２％、Ｍｎ、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｅの内１種または２種
以上をそれぞれ０．０５〜０．２％含有し、残部Ｚｎよ
りなる亜鉛めっき浴を用いて溶融めっき処理を行ない、
更に加熱合金化することを特徴とするＰ含有高強度合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。

【０００５】以下に本発明を詳細に説明する。

【作用】Ｐ含有高強度鋼板はＰ含有量の増加に伴い鋼板
の強度は増加するが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造時
の合金化速度が遅くなる為、合金化速度を向上しなけれ
ばＰ含有量が多い高強度鋼板は製造できない。合金化速
度低下の原因は、鋼中Ｐによる、めっき層／地鉄界面に
形成されるＡｌ系合金層の鉄亜鉛合金化反応抑制効果の
強化である。本発明法を用いると、０．２％までの範囲
で任意の濃度のＰを含有する鋼種に対して合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造が可能になるが、０．０６％以下の
範囲では従来法である通板速度を下げる方法でも対応で
きるため、０．０６〜０．２％の範囲が本発明法の利点
が最も生かされる範囲である。

【０００６】先ず、連続式溶融めっきラインに於ける酸
化帯で鉄酸化膜を数千Å生成させる。鉄酸化膜中はＰ等
の物質が拡散し難いので、鉄酸化膜中のＰ濃度は低くな
る。これを還元することにより、鋼板表面のＰ濃度が低
い純鉄層を形成する事が出来るので、合金化速度低下を
防ぐことが出来る。但し、鉄酸化膜を形成せしめる時の
酸化帯の燃焼空気比はＰを含有しない純鉄層を形成する
ために十分な鉄の酸化膜を生成するには０．９以上必要
であり、０．９未満の場合は酸化膜を形成せしめること
ができない。又、燃焼空気比が１．２％を越えると酸化
帯内で形成される鉄酸化膜厚が厚すぎて、次の還元帯、
めっき浴内で還元しきれなくなり、酸化膜層がめっき層
の下に残るため合金化を阻害してしまう。よって、酸化
帯の燃焼空気比は０．９〜１．２の範囲に調節する必要
がある。

【０００７】鉄酸化膜厚は場所により不均一である為、
焼鈍後の鉄酸化膜厚が２００Å以下になると鉄酸化膜は
部分的に還元されて純鉄の部分が生じる。純鉄部分はＰ
が鋼板内部から表面に拡散し、Ｐ濃度が高くなるので、
合金化速度が低下する。又、焼鈍後の鉄酸化膜厚が１０
００Å以上になると、めっき浴内で還元しきれなくな
り、酸化膜層がめっき層の下に残るため合金化を阻害し
てしまう。よって、めっき浴浸入直前の鉄酸化膜厚は２
００〜１０００Åの範囲になるように調節するべきであ
る。めっき浴中で酸化膜を還元する為、めっき浴の還元
力が高い必要がある。最も簡便に還元力を高くする方法
は、めっき浴中のＡｌ濃度を高くすることであるが、Ａ
ｌ濃度が高くなると合金化速度が低下する為、この方法
は不適である。合金化速度を低下させることなく還元性
を向上するため、本発明法では、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａの内
１種又は２種以上をそれぞれ０．０５〜０．２％含有
し、残部Ｚｎよりなる亜鉛めっき浴を用いた。

【０００８】

【実施例】従来使用されている連続式溶融めっきライン
を使用し製造した例を実施例として表１に示す。試験方
法は次の通り （１）めっき外観 ◎：均一に合金化、外観良好。 ○：合金化にムラ有り。 ×：めっき不良部有り。

【０００９】（２）耐パウダリング性試験 めっき密着性は６０°Ｖ曲げによるパウダリング試験に
よって評価した。 ◎：剥離量 ０ｍｍ ○：剥離量 ０ｍｍ超、１ｍｍ以下 △：剥離量 １ｍｍ超、３ｍｍ以下 ×：剥離量 ３ｍｍ超

【００１０】（３）耐食性試験 ＪＩＳ Ｚ ２３７１による塩水噴霧試験を１０００時
間連続して行い、板厚減少量の比較調査。 ◎：板厚減少量が極小 ○：板厚減少量が小 △：板厚減少量が大

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】表１及び表２に於ける１〜８は鋼板中Ｐ濃
度を０．０１〜０．２％まで変えた例、９はｈｏｔ材に
適用した例、１０〜１４は酸化帯内板温を４００〜８０
０℃に変えた例、１５〜１６は酸化帯空気比を０．９５
〜１．２に変えた例、１７〜２０は還元帯内板温を７０
０〜１０００℃に変えた例、２２〜２３は還元帯の水素
濃度を２０〜３０％に変えた例、２４〜５４はめっき浴
組成を変えた例、６０〜６１は加熱合金化炉内板温を変
えた例、６２〜６４は合金化時間を変えた例、６５〜７
１は比較例である。その内６６は燃焼空気比が低い為十
分な純鉄層が形成できないため不適な例、６７〜７１は
めっき浴のＡｌ濃度が高すぎるため合金化速度が低下し
て不適な例である。

【００１４】

【発明の効果】本発明法に従うとプレめっき設備のよう
な新たな設備を設置することなく、Ｐ含有高強度鋼板を
製造することができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐの含有量が０．０１〜０．２％である
   高強度鋼板に連続的に溶融亜鉛めっきを施し、引き続い
   て加熱合金化を行なう際、酸化帯に於て燃焼空気比０．
   ９〜１．２の雰囲気中にて酸化せしめ、その後の還元帯
   に於て鉄酸化膜厚みが２００〜１０００Åの範囲で残留
   するように還元せしめた後、Ａｌを０．０５〜０．２
   ％、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｅの
   内１種又は２種以上をそれぞれ０．０５〜０．２％含有
   し、残部Ｚｎよりなる亜鉛めっき浴を用いて溶融めっき
   処理を行ない、更に加熱合金化処理することを特徴とす
   るＰ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。