(57)【要約】【課題】  ガス冷却タイプの連続焼鈍炉を用いて易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板を製造する場合の、化成処理性や塗装密着性などの問題発生を防止する。【解決手段】  ０.２％以上のＳｉ、０.５０％以上のＭｎ、０.０２％以上のＰ、０.２５％以上のＡｌ、０.２％以上のＣｒ、５ｐｐｍ以上のＢの何れか一つ以上を含有する冷延鋼板を、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉で焼鈍したのち酸洗を施し、さらにＮｉメッキ処理またはＣｏメッキ処理する。酸洗は、濃度が２〜１０％の酸洗浴を用い、温度が７０〜９０℃、浸漬時間が２〜１０秒の軽度の条件で行えば十分である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板を、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉で焼鈍したのち酸洗を施し、さらにＮｉメッキ処理またはＣｏメッキ処理することを特徴とする易酸化性成分を含む冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】
酸洗を、酸濃度が２〜１０％の酸洗浴を用い、温度が７０〜９０℃、浸漬時間が２〜１０秒の軽度の条件で行うことを特徴とする請求項１記載の易酸化性成分を含む冷延鋼板の製造方法。
【請求項３】
易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板が、０.２％以上のＳｉ、０.５０％以上のＭｎ、０.０２％以上のＰ、０.２５％以上のＡｌ、０.２％以上のＣｒ、５ｐｐｍ以上のＢの何れか一つ以上を含有する冷延鋼板であることを特徴とする請求項１記載の易酸化性成分を含む冷延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の高強度鋼板（ハイテン鋼板）などの易酸化性成分を含む冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷延鋼板の製造工程には、冷間圧延された鋼板を還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍する工程が含まれている。この焼鈍工程は、冷延鋼板を再結晶温度以上に加熱したのち、水冷却またはガス冷却により急冷することにより、冷延鋼板に必要な機械的特性を付与する工程である。
【０００３】
水冷却タイプまたは気水タイプの連続焼鈍炉を用いた場合には、水との接触により鋼板表面が酸化して厚い酸化皮膜が形成されるため、その後段で酸化皮膜を除去する必要がある。酸化皮膜の除去には酸洗、電解酸洗、ブラシ式の酸化皮膜除去などの方式があるが、酸洗の場合には２〜２０％濃度で９０℃前後の酸洗浴に１０秒〜数分程度浸漬するのが普通である。その後、化成処理などの処理が施される（特許文献１）。
【０００４】
一方ガス冷却では、連続焼鈍炉内を還元雰囲気（例えば２〜３０％水素−残部窒素雰囲気）とすることにより鋼板の酸化が生じないため、酸化皮膜を除去するための酸洗工程などは不要と考えられてきた。ガス冷却タイプの連続焼鈍炉は酸洗工程が不要であり、直ちに化成処理を行えるのが大きなメリットであるとされている。ところが最近、高強度冷延鋼板を製造する場合において、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉を用いているにも拘わらず、冷延鋼板の化成処理性や塗装密着性などが低下するという従来の常識では説明できないことが発生した。
【特許文献１】特公昭５８−３７３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は上記したトラブルを解決し、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉を用いて高強度冷延鋼板を製造する場合における、化成処理性や塗装密着性などの問題発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者はその理由について検討を重ねた結果、そのような問題を生じた冷延鋼板は自動車用の高強度冷延鋼板であること、それらは高強度を達成するために鋼板中にＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｂなどの易酸化性成分を積極的に含ませた冷延鋼板であることを知った。そしてこれらの易酸化性成分は、還元雰囲気中においても酸化して薄い酸化皮膜を生成し、化成処理工程においてＦｅ２+イオンの溶出を阻害しているのではないかと考えた。
【０００７】
本発明は上記の知見に基づいて完成されたものであり、易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板を、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉で焼鈍したのち酸洗を施し、さらにＮｉメッキ処理またはＣｏメッキ処理することを特徴とするものである。本発明においては、酸洗を酸濃度が２〜１０％の酸洗浴を用い、温度が７０〜９０℃、浸漬時間が２〜１０秒の軽度の条件で行うことが好ましい。また本発明において易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板とは、０.２％以上のＳｉ、０.５０％以上のＭｎ、０.０２％以上のＰ、０.２５％以上のＡｌ、０.２％以上のＣｒ、５ｐｐｍ以上のＢの何れか一つ以上を含有する冷延鋼板を意味するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板をガス冷却タイプの連続焼鈍炉で還元雰囲気中において焼鈍した際に薄い酸化皮膜が生成されたとしても、従来は不要とされてきた軽度の酸洗を施すことにより、酸化皮膜を除去することができる。このためその後の化成処理工程においてＦｅ２+イオンの溶出が酸化皮膜によって阻害されることがなくなる。しかも軽度の酸洗を施された鋼板表面にＮｉメッキ処理またはＣｏメッキ処理を施すことにより、化成皮膜結晶生成の起点を形成することができる。この結果、本発明によればガス冷却タイプの連続焼鈍炉を用いて、化成処理性や塗装密着性などが低下するおそれのない高強度冷延鋼板を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の実施形態の工程を説明する概念図であり、１はガス冷却タイプの連続焼鈍炉、２はその後段に設置された酸洗設備、３はＮｉメッキ処理設備またはＣｏメッキ処理設備である。本発明が対象とするのは易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板であり、具体的には０.２％以上のＳｉ、０.５０％以上のＭｎ、０.０２％以上のＰ、０.２５％以上のＡｌ、０.２％以上のＣｒ、５ｐｐｍ以上のＢの何れか一つ以上を含有する冷延鋼板である。これらの易酸化性成分は自動車用鋼板の強度を向上させるために積極的に含有されるものである。
【００１０】
図２は横軸に雰囲気温度、縦軸に雰囲気の還元度（水蒸気分圧と水素分圧の比）を取ったグラフ（エリンガムダイアグラム）であり、雰囲気が各種元素に対して酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを示したものである。ハッチングで示した領域が一般的な連続焼鈍炉１の雰囲気を示している。図示されるように、Ｆｅに対しては連続焼鈍炉１の雰囲気は還元雰囲気であり、酸化鉄は生成されない。しかし、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ａｌなどの易酸化性元素に対しては、酸化と還元との境界線はグラフ中の下方に位置するため、連続焼鈍炉１の雰囲気はこれらの易酸化性元素に対しては、酸化雰囲気となる。
【００１１】
このため、鋼中成分中に０.２％以上のＳｉ、０.５０％以上のＭｎ、０.０２％以上のＰ、０.２５％以上のＡｌ、０.２％以上のＣｒ、５ｐｐｍ以上のＢの何れか一つ以上を含有する場合には、連続焼鈍中にこれらの酸化皮膜が冷延鋼板の表面に形成される。この酸化皮膜はガス冷却の前に生成されるので、ガス冷却タイプとしても一般鋼板のような清浄な表面を得ることができない。なお、各易酸化性元素の含有率が上記数値未満の場合には、酸化皮膜による悪影響を無視することができる。
【００１２】
そこで本発明では、ガス冷却タイプの連続焼鈍炉１を用いるにもかかわらず、従来の常識に反して酸洗設備２による軽度の酸洗を行う。生成されている酸化皮膜は水冷却を行った場合とは異なり非常に薄いため、酸洗条件は酸濃度が２〜１０％の塩酸又は硫酸浴を用い、温度も従来よりも低い７０〜９０℃、浸漬時間が２〜１０秒の軽度の条件で十分である。なお温度を低くすれば酸洗時間は長くなる。このほか、ブラッシングやスクラバーなどによる物理的な酸化皮膜処理を組み合わせても差し支えない。しかし従来程度の十分な酸洗は行う意味がなく、コストが嵩むだけである。
【００１３】
このように軽度の酸洗が施された冷延鋼板は表面が清浄であり、そのままでは化成皮膜結晶生成の核がないために化成処理性がよくない。そこでＮｉメッキ処理設備またはＣｏメッキ処理設備３においてＮｉメッキまたはＣｏメッキを施し、核を形成する。なおメッキ方法は電気メッキ、置換メッキ、無電解メッキなどの任意の方法を採用することができるが、電流により析出量を制御し易い電気メッキ法が最も好ましい。またメッキ量は金属換算で１〜１００ｍｇ/ｍ２程度が適当である。このようなＮｉメッキまたはＣｏメッキを施せば清浄な鋼板表面に化成皮膜結晶生成の核が形成されるので、後工程で通常の化成処理を行えば、鋼板中から溶出するＦｅ2+イオンが亜鉛イオン、リン酸イオンと反応してＺｎ2Ｆｅ（ＰＯ4）2・４Ｈ2Ｏのフォスフォフィライトの結晶を均一に形成し、良好な化成処理性、塗装密着性を得ることができる。
【００１４】
しかし鋼板表面に酸化皮膜が存在して鋼板中からＦｅ2+イオンが溶出できない場合にはＺｎ3（ＰＯ4）2・４Ｈ2Ｏのホパイトの結晶が生成されたり、皮膜が付着しない等の化成処理性異常となる。そこでユーザーはフォスフォフィライトの結晶比率を「Ｐ比」としてスペック化しており、たとえば「Ｐ比」が０.８０以上であることが要求される。
次に本発明の実施例を挙げる。
【実施例】
【００１５】
表１に示す一般鋼板（Ａ）および易酸化性鋼板（Ｂ〜Ｄ）を、２０％水素−８０％窒素の雰囲気において、８５０℃、１２０秒間焼鈍し、しかる後、同一の雰囲気ガスにてガスジェット冷却により、板温度が１００℃になるまで急冷した。この鋼板を８０℃の５％塩酸酸洗浴に６秒間浸漬して酸洗した後、以下の２種類の化成処理薬液を使用して化成処理性評価を実施した。
日本パーカーライジング社製：パルボンドWL３５・・・・・Pと略す
日本ペイント社製：サーフダインＳＤ５３５０・・・・・Ｎと略す
化成処理性の評価は、ＳＥMによる付着状況の調査と、P比で示される結晶形態の二項目を実施した。付着状況は、化成処理皮膜結晶が粒状に均一かつスケがなく付着し、良好な外観を呈しているものを○、それ以外を×とした。P比はＸ線回折で測定したフォスフォフィライト結晶（Ｐ）とホパイト結晶（Ｈ）の強度比Ｐ／（Ｐ＋Ｈ）で評価し、Ｐ比が０．８０以上を○、０．８０未満を×とした。結果を表２に示す。
なお、表２におけるＮｉ処理とはＮｉメッキ処理を、化成とは化成処理液の種類（ＰまたはＮ）を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとはそれぞれ表１に表記された鋼板の種類を表している。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
一般鋼板は、どのような条件においても外観、Ｐ比において良好であるが、易酸化性鋼板は、酸洗およびＮｉ処理を施すことで、良好な化成処理性が得られる一方、酸洗を施さない場合はＰ比が０．７０を下回ったり、また、Ｎｉ処理を施さない場合は、化成処理皮膜にスケができるなど、化成処理性に劣った。この表２から明らかなように、易酸化性成分を積極的に含む冷延鋼板については、本発明の工程を採用した場合にのみ良好な化成処理性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の工程を説明する概念図である。
【図２】雰囲気が各種元素に対して酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１  連続焼鈍炉
２  酸洗設備
３  Ｎｉメッキ処理設備またはＣｏメッキ処理設備
【図１】
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【図２】
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