JPH0448062A - 合金化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、素地鋼板の化学成分として０．０２５重量％
以上のＰを含有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
るに際し、素地鋼板と溶融亜鉛めっき層の合金化速度を
高める方法に関する。

（従来の技術） 自動車、家電製品をはじめ各種耐久消費材の商品価値を
決める要素として、近年、耐食性の重要性は益々高まる
ばかりである。中でも合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、塗
装後の耐食性が優れることから、塗装を前提としたかか
る産業分野において、著しい需要の伸びがある。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、一般に、連続熱処理ライ
ン内で再結晶熱処理を行った後、Ａｇ。

Ｆｃなどの微量成分を含有する溶融亜鉛浴に浸漬して溶
融亜鉛めっきを施し、かかる後、素地鋼板と亜鉛めっき
層を熱拡散処理することによって製造される。

該熱拡散処理に要する熱量は、素地鋼板と亜鉛めっき層
との相互拡散速度（以下、合金化反応速度と称す）に律
速され、特に、素地鋼板に含有されるＰは合金化反応速
度を低下せしめる元素として知られている。

近年の燃費向上を０指した車体軽量化ニーズの高まりの
中、鋼板強度を高めて板厚を減少させる試みが続けられ
ており、Ｐは最も効率的な強化元素であることから、積
極的に鋼成分として添加される傾向にある。

その結果、Ｐ含有鋼板を素材として合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を製造する際の低い合金化反応速度は、生産性を
低下させる問題として顕在化してきている。

Ｐ含有鋼板と溶融亜鉛めっき層の合金化速度を高める従
来技術として、連続溶融亜鉛めっきラインを通板するに
先立ち素地鋼板上にＦｃ、Ｎｉ等の電気めっき層を付与
して表層のＰ濃化層を被覆する方法（以下、プレメツキ
法と称す）等が開示されている。

プレメツキ法は特別な電気めっき設備を要することから
、設備コスト、処理コストの著しい上昇につながり、抜
本的な改善技術とは言えない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、鋼板にＰを含有する合金化溶融亜鉛め
っき鋼板を製造するに際し、Ｐの表層への濃化を抑制し
て素地鋼板と溶融亜鉛めっき層の合金化速度を高め、生
産性を向上せしめる製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、素地鋼板の化学成分として０．０２５重量％
以上のＰを含有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
るに際し、溶融めっきに先立つ連続焼鈍炉内の鋼板温度
≧３００℃の領域において、炉内雰囲気を露点≦−３０
℃、Ｈ２体積濃度≧３％、Ｏ２体積濃度≦１１０００ｐ
ｐとすることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法である。

本発明者等は、まず連続溶融亜鉛めっきラインにおける
Ｐの表面濃化現象の基本メカニズムを詳細に検討し、以
下の新規知見を得た。

即ち、第一に、Ｐ添加鋼の合金化反応速度が劣る理由は
、素地鋼板の表面に濃化したＰが亜鉛浴中のＡｇと強固
な障壁を形成し、素地鉄と溶融亜鉛の相互拡散を極端に
抑制するためである。第二に、Ｐは界面に偏析する元素
としてよく知られるが、その濃化程度は粒界、表面で異
なり、表面には濃化が著しいこと、第三に、表面への濃
化は単に表面がより自由な界面であること以外に、酸化
現象の介在によって著しく促進されていることである。

更に、かかる酸化現象の介在によって促進されるＰの表
面濃化は、溶融亜鉛めっきに先立つ連続焼鈍炉内の雰囲
気を制御すること、具体的には、鋼板温度≧３００℃の
領域において、炉内雰囲気を露点≦−３０℃、Ｈ２体積
濃度≧３％、Ｏ２体積濃度≦１１０００ｐｐとすること
によって抑制できることである。

以上の新規知見に基づき、本発明は完成されたものであ
る。

素地鋼板の化学成分としてＰ含有量を０．０２５ｆｆｉ
量％以上とするのは、該Ｐ含有量範囲において合金化反
応速度の低下が実用的に顕在化するためである。

連続焼鈍炉内で雰囲気を制御する領域を鋼板温度が３０
０℃以上になる領域とする理由は、３００℃以上の温度
範囲で鋼板の酸化およびＰの表面濃化が顕著になること
による。より低い温度においても同様の雰囲気制御を行
うことは可能である。

炉内雰囲気を露点≦−３０℃、Ｈ２体ｖｔｆＩｉ度≧３
％、０２体積濃度≦１１０００ｐｐとするのは、該条件
範囲を同時に満たすとＰの表面濃化抑制が確実にできる
ためである。露点は雰囲気中のＨ２Ｏ量に対応する指標
であり、Ｈ２体積濃度は温度、露点との相対関係によっ
て鋼板表面の酸化・還元程度に影響する。

０゜体積濃度も表面酸化程度をきめる指標であり、本発
明者等の検討結果によれば、上記雰囲気条件の範囲でＰ
の表面濃化は実質的に問題のないレベルに低下するが、
望ましくは、鋼板温度が３００℃以上になる領域で炉内
雰囲気を露点≦−４０℃、Ｈ体積濃度≧４％、０２体積
濃度≦２００ｐｐ−である。

炉内の他の微量ガス成分は一般的に用いられているもの
でよい。

素地鋼板の製造方法に関して、その機械的性質を高める
目的から熱間圧延後に７００℃以上程度の高温で捲取処
理を実施したり、あるいは、連続溶融亜鉛めっきライン
を通板するに先立って箱型焼鈍を施す場合がある。かか
る場合には、これら工程で既にＰの表面濃化が起こり、
本発明は、かかる製造プロセスに対しても有効である。

また、素地鋼板の表面に濃化したＰを機械的あるいは化
学的に除去するために、連続溶融亜鉛めっきラインの入
側もしくは他の特別な設備を利・用して、表面研削、酸
洗等の化学処理を実施する場合がある。本発明は、かか
る処理と併用した場合にも効果的であり、むしろ、より
著しい効果が得られるものである。

合金化反応速度に関しては、洛中のＡｎ）濃度が影響を
与えることが知られており、洛中のＡｆｉ濃度を低い範
囲に制限することによりＰ添加鋼の合金化速度は向上す
る。Ａｐをはじめとする浴中微量成分を制約した場合に
も、本発明は効果を発揮する。また、浴への侵入板温度
、浴温度等も全ての範囲に対して適用可能である。

連続焼鈍炉の形式は、該雰囲気条件を満足する観点から
、ラジアントチューブによる間接加熱方式、還元炎を利
用した直火加熱方式、あるいは両者の併用型が望ましい
。

以上述べた本発明により、特別な設備コスト、処理コス
トの上昇を招くことなく、Ｐ添加鋼の合金化反応速度向
上が可能となるものである。

（実　施　例） 第１表に示すＰ含有量の鋼板を素材として溶融亜鉛めっ
きラインを通板し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造し
た。

Ｐ以外の鋼中化学成分は、Ｃ：　０．００１５〜０．０
４８、Ｓ　Ｉ：０．旧〜０．６５、Ｍｎ：０．１０〜！
、００、Ｓ　：Ｏ，ＯＯｌ　〜０．０５０　、ｌ　：０
．００１〜０．０８０　、Ｎ　：　０．０００５〜ｏ、
ｏｏｅｏ、Ｎｂ：Ｏ〜０．０３５、ＴＩ：０〜０．０９
０、Ｂ：０〜０．０５０（重量％）、および他の不可避
的不純物からなり、以下の実施例では、合金化速度に対
してＰが最も支配的な影響を示した。

該化学成分の素地鋼を、加熱温度：　１２５０℃、仕上
げ温度：９２０℃、巻取り温度＝７３０℃で板厚４．０
ｍｍに熱間圧延した後、塩酸酸洗にて脱スケール処理し
、８０％の冷間圧延を施して、板厚０．ｌ１ｍｍに溶融
亜鉛めっき用素材とした。溶融亜鉛めっきラインでは、
第１表に示す連続焼鈍炉内雰囲気条件で焼鈍した。

連続炉形式は、ＮＯ，Ｉ２がラジアントチューブ方式に
よる間接加熱炉、Ｎｏ、７．１４が還元炎による直火加
熱とラジアントチューブ方式による間接加熱の併用、他
は無酸化炉（ＮＯＦ）　、間接加熱炉の併用である（併
用型の場合は、間接加熱を高温域に採用）。最高板温は
、７５０〜８５０℃である。浴への侵入板温度は４６０
〜５２０℃、浴温度：４５０〜４７０℃であり、浴成分
は第１表に示す。

亜鉛めっき間を６０〜６２ｇ／ｄに制御し、一定の熱量
を与えて合金化処理を実施した。本実施例範囲の侵入板
温度、浴温度は合金化速度に有意な差を与えなかった。

合金化速度は、表面まで合金化が完了する最高ライン速
度（合金化に要する時間の逆数）でｉｆ価した。

第１表に示す結果より、本発明によれば、Ｐ添加鋼の溶
融亜鉛めっき層との合金化反応速度が著しく向上するこ
とが明らかである。

（発明の効果） 本発明は、Ｐ添加鋼を素材として合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を製造する場合の高生産性製造を可能にするもので
あり、その意義は極めて大きいものがある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　素地鋼板の化学成分として０．０２５重量％以上のＰ
   を含有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際し
   、溶融めっきに先立つ連続焼鈍炉内の鋼板温度≧３００
   ℃の領域において、炉内雰囲気を露点≦−３０℃、Ｈ＿
   ２体積濃度≧３％、Ｏ＿２体積濃度≦１０００ｐｐｍと
   することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
   方法。