(57)【要約】【課題】高Ｓｉ系鋼板または高Ｐ系鋼板を基材とする外観およびめっき密着性と加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板、また、鋼中Ｐ濃度０．０３％以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、被めっき鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とし、該鋼板を、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行う加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、被めっき鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とし、該鋼板を、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行うことを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
鋼中Ｐ濃度０．０３％以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、被めっき鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とし、該鋼板を、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行うことを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高Ｓｉ系鋼板または高Ｐ系鋼板を基材とする外観およびめっき密着性と加工性に優れた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】
近年、自動車の軽量化対策と腐食防止を目的として自動車の外板または内板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。この高強度鋼板には、Ｓｉを０．２〜２．０％含有するか、または、Ｐが０．０３〜０．２％で含有されているため、被めっき鋼板表面に不均一な酸化膜や鋼中成分の不均一な濃化を有しやすく、従来の溶融亜鉛めっき法においては不めっきを生じたり、また、界面のバリア層が強化され合金化が十分進行しなかったり、めっき層中の合金層が局部的に異常発生するなどの問題があった。
【０００３】
上述したような問題を解消するために、例えば特開平４−３４６６４４号公報（特許文献１）で提案しているように、高張力鋼板の表面をサンドペーパーや研磨、ブラシ研磨、ショットブラスト、電解研磨などで表面層を除去した後、プレＮｉめっきをして溶融亜鉛の不めっきをなくし、めっき密着性をよくする方法や特開平４−３０４３４６号公報（特許文献２）で提案しているように、被めっき鋼板の表面を０．１〜５μｍ研削し、該鋼板を、Ｓｉ：０．００１〜０．２重量％、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いためっきを行ない、その後加熱合金化処理を行う方法、または、特開平１０−８１９４８号公報で提案しているように、被めっき鋼板の表面を１〜８ｇ／ｍ２  研削除去した鋼板への合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が開示されている。
【０００４】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平４−３４６６４４号公報）
（２）特許文献２（特開平４−３０４３４６号公報）
（３）特許文献３（特開平１０−８１９４８号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１はプレＮｉめっきを条件としている。また、特許文献２はめっき浴組成にＳｉ濃度の限定を加え、ＳｉとＡｌの役割としてＦｅ−Ｚｎ合金相の成長過程でＳｉ，Ａｌは少なくとも地鉄界面、δ１  相およびその表面に濃化偏析し、このＳｉ，Ａｌ偏析帯がバリアーとなって合金相の生成形態の加工応力を分散させやすい入り乱れた構造とするため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の加工性が向上するというものである。さらに、特開平１０−８１９４８号公報（特許文献３）はＰを含む極低炭素鋼にＳｉを含有させ、かつめっき前に行う還元加熱後の冷却条件とめっき後の合金化処理条件とを管理することにより耐パウダリング性および耐チッピング性の向上を図るものである。しかし、これらはいずれも鋼板表面のＲａ値との関係から解明したものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述したように、従来の高Ｓｉ系鋼板または高Ｐ系鋼板へのめっき密着性と加工性の改善対策では表面を研削する点において共通しているが、しかしながら、その研削した表面の状態であるＲａ値とめっき密着性および加工性との関係を解明したものではない。本発明は研削後の表面状態を解明することにより、高Ｓｉ系鋼板または高Ｐ系鋼板へのめっき密着性と加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供するものである。その発明の要旨とするところは、
（１）鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、被めっき鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とし、該鋼板を、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行うことを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【０００７】
（２）鋼中Ｐ濃度０．０３％以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、被めっき鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とし、該鋼板を、Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行うことを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、鋼中Ｓｉ濃度０．２〜２．０％の鋼板の表面を研削してＲａ：０．３〜０．６とするのは、鋼中Ｓｉによる地鉄表面へのＳｉの拡散による濃縮および鋼板表面の酸化による鋼板表面のＳｉＯ２  を含む酸化被膜を除去することにより溶融亜鉛めっき時の濡れ性および合金化反応を改善することは勿論のこと合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面上に縦縞模様を生じて外観性を阻害するのを防止するためである。鋼中Ｓｉ濃度が０．２％未満では外観不良の問題は生じず、また、２．０％を超えると本発明法を適用しても十分な効果が得られない。従って、その範囲を０．２〜２．０％とした。
【０００９】
また、鋼板の表面をＲａ：０．３〜０．６としたのは、上記した溶融亜鉛めっき時の濡れ性および合金化反応を改善することは勿論のこと、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に縦縞模様を生じて外観性を阻害するのを防止するためで、０．３未満ではＲａ：０．３μｍと比較してそれ以上外観改善効果が得られずプロセスロールとのスリップ発生の問題があり、また、０．６を超えると合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面上に縦縞模様を生じて外観性を阻害することから、その範囲を０．３〜０．６とした。
【００１０】
また、鋼板の表面をＲａ：０．３〜０．６にするためには、鋼板の表面をサンドペーパー研磨、ブラシ研磨、ショットブラストなどの種々の方法で除去する。特にブラシ研磨を用いる場合は、例えばブラシ糸径：０．８〜１．６ｍｍ、ブラシ糸材質：ナイロン、金属等、ブラシ砥粒の番手：２４０番、１００番、８０番等を選択し、ブラシ回転数を６００〜１２００ｒｐｍの範囲で制御することにより行う。
【００１１】
さらに、鋼中Ｐについても、Ｓｉと同様に鋼板表面へのＰの拡散による濃縮および鋼板表面の酸化膜が発生しやすく、溶融亜鉛めっき性が悪くて合金化の進行が妨げられる。そのために、特に鋼中Ｐ濃度が０．０３％以上の高Ｐ含有鋼板についても、その表面を研磨し、所定のＲａ値にすることにより、溶融亜鉛めっき後、合金化処理後のめっき層の均一性および加工部の密着性の向上を図るものである。しかし、鋼中Ｐ濃度が０．０３％未満では外観不良の問題は生じないことから、その下限を０．０３％とした。
【００１２】
Ａｌ：０．０５〜０．２０質量％とした理由は、Ａｌが０．０５％未満であると、めっき界面に脆いＦｅ−Ｚｎ層が生成し、めっき密着性を損なう。また、０．２０％を超えるとＡｌによるＦｅ拡散抑制効果が強く、めっき層の合金化処理を完成するのに長時間を要するとともに外観が損なわれることから、その上限を０．２０％とした。このような溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱合金化処理を行う。合金化処理時の加熱温度は、４４０〜６００℃の範囲で行う。４４０℃に満たない温度域の場合には合金化が不十分になり、また、６００℃を超える温度域では合金化が進みすぎ、Γ相が発生しやすくなり、めっき密着性が劣化する。また、合金化時間については、合金化温度とのバランスで決まるが、１０〜４０秒の範囲が最適である。１０秒未満では合金化が進みにくく、４０秒を超えると合金化が進みすぎ、Γ相が発生しやすくなり、めっき密着性が劣化する。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
ゼンジマー式溶融亜鉛めっきラインにて、板厚１．２ｍｍで板幅９００ｍｍの鋼中Ｓｉ濃度０．４〜１．５％の鋼板をブラシ研磨にて鋼板表面を研磨し続いて加熱焼鈍した後、溶融亜鉛めっき浴に浸漬しガスワイピング方式にて所定の付着量にめっきし、直ちに加熱処理炉内に導き板温度４８０〜５５０℃、保持時間１５〜３０秒間の条件にて合金化溶融めっき鋼板を製造した。その際、前処理条件としての鋼板のＲａ値、用いた溶融亜鉛めっき浴の組成、および得られた合金化溶融めっき鋼板の外観および加工性評価結果を表１に示す。
【００１４】
（実施例２）
実施例１と同様の条件で、ゼンジマー式溶融亜鉛めっきラインにて、板厚１．２ｍｍで板幅９００ｍｍの鋼中Ｐ濃度０．０３５〜０．０９％の鋼板をブラシ研磨にて鋼板表面を研磨し続いて加熱焼鈍した後、溶融亜鉛めっき浴に浸漬しガスワイピング方式にて所定の付着量にめっきし、直ちに加熱処理炉内に導き板温度４８０〜５５０℃、保持時間１５〜２０秒間の条件にて合金化溶融めっき鋼板を製造した。その際、前処理条件としての鋼板のＲａ値、用いた溶融亜鉛めっき浴の組成、および得られた合金化溶融めっき鋼板の外観および加工性評価結果を表１に示す。
【００１５】
表面外観性（視覚による合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面外観）
○：縦縞模様な認められない
△：縦縞模様が少し認められる
×：縦縞模様が認めらる
加工性（６０度Ｖ曲げ、曲げ戻しテープ剥離テスト）
○：片側剥離幅５ｍｍ未満
△：片側剥離幅５ｍｍ以上８ｍｍ未満
×：片側剥離幅８ｍｍ以上
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜１０は本発明例であり、Ｎｏ．１１〜１８は比較例である。Ｎｏ．１１〜１２は前処理条件としての鋼板への研磨によるＲａ値が０．７と高い（研削が十分でない）場合であり、縦縞模様が発生し外観性が悪い。同じく、Ｎｏ．１３は研磨するもＲａ値が０．７と高く、縦縞模様が少し認められ外観性に劣る。Ｎｏ．１４はＲａ値が１．０と高く、この場合は不めっきが生じた。Ｎｏ．１５は研磨するもＲａ値が０．８と高く、この場合は縦縞模様が少し認められ外観性に劣り、しかも加工性が悪い。同様に、Ｎｏ．１６は研磨するもＲａ値が０．８と高く、縦縞模様が認められ外観性が悪い。さらに、Ｎｏ．１７〜１８はＲａ値が１．０と高く、この場合は縦縞模様が発生し外観性が悪く、特にＮｏ．１７の場合は加工性が劣ることが判る。これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜１０のいずれも縦縞模様のない外観性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られ、かつめっき密着性のよい加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られることが判る。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明を用いることにより加工部のめっき密着性が従来になく優れ、かつ縦縞模様のない外観性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られることから、その工業的意義は極めて大きいものである。