(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０００３〜０．００７％、
Ｓｉ：０．６２〜２．０％、
Ｍｎ：０．０５〜２．０％、
Ｐ：０．００５〜０．１％、
Ｓ：０．００２〜０．０５％、
Ａｌ：０．００５〜０．１％、
Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、
残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成り、表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とする、地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板。
【請求項２】
請求項１記載の鋼にさらにＢ：０．０００５〜０．００３０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成り、表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とする、地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の原板に電気めっきを施すことによって得られるめっき密着性と地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき鋼板。
【請求項４】
請求項１、又は請求項２記載の鋼スラブを１２００℃以下で加熱後、熱間圧延し、巻取温度を、７５０℃以下とし、酸洗後、連続焼鈍するに当たり、焼鈍温度を再結晶終了温度以上、露点を０℃以下とし、その後電気めっきを施すことによって得られる、めっき原板の表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とするめっき密着性と地磁気シールド性に優れた高強度電気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、地磁気シールド性とめっき密着性に優れた高強度電気めっき用原板及び該原板に電気めっきを施した電気めっき鋼板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄鋼板が使用される家庭電気製品、自動車、家具、建築用途に必要な特性としては、強度、防錆性、加工性等があげられるが、たとえばＴＶブラウン管用材料などでは、電子ビームが地磁気により偏向しないようにすることが重要となっており、地磁気シールド性が求められている。地磁気シールド性とは、地磁気に相当する直流地場における磁化力、0.3 エールステッド前後での初透磁率μ０．３で表され、大きい方が優れている。
【０００３】
地磁気シールド性を良好とすることはＪＩＳ  Ｃ２５５２に規定するような無方向性電磁鋼鈑を用いることで容易に実現できるが、地磁気シールド性のみを高める場合には、電磁鋼板で必要とされるような高磁場での特性は必要としない。また、無方向性電磁鋼板の場合は、製造設備と製造方法が限定され、プレス用薄鋼板のような様々な板厚のものを製造することが出来ず、高コストとなっている他、電気めっき性が悪いという欠点があった。
【０００４】
本発明者らはこれに鑑み、特願平９−３０２６３０号や特願平９−３０２６３１号のような技術を開発し、初透磁率μ０．３については、地磁気シールド性を満たす程度のレベル（μ０．３＝５００程度）まで達している。しかし、ＳｉやＭｎ等の酸化しやすい元素を多く含むため、電気めっき、たとえば亜鉛ニッケルめっきを行った際に、めっき密着性が劣る場合があり、耐食性の要求の厳しいＴＶブラウン管用材料においては、地磁気シールド性と電気めっき後の密着性を両立し得るものがないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上述のような問題を解決し、地磁気シールド性とめっき密着性に優れた高強度電気めっき用原板、及び該電気めっき用原板を使用した電気めっき鋼板とその製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、鋼の高強度化に際し、直流磁化測定における磁化力０．３エールステッドでの透磁率の向上と表面性状の両立をはかることが必要である。磁気特性の向上と鋼の強化については、Ｓｉ、Ｍｎ添加を行うことをベースとしている。しかし、鋼のＳｉ含有量が高くなるとめっき密着性にとり好ましくないといわれている。しかしながら本発明者らは、この課題について検討を重ねた結果、電気亜鉛ニッケルめっきを施した時に、めっき密着性が著しく良好となる場合があることを知見した。
【０００７】
この原因を明らかにするため、めっき原板やめっき後の断面の元素分析を行ったところ、めっき原板表層のＳｉ濃度に違いがあることがわかった。そして、Ｓｉ濃度が５％以下の場合に、めっき密着性に優れていることがわかった。この新知見に基づいて、さらに鋼成分、製造条件を鋭意検討した結果、磁化力０．３エールステッドでの初透磁率が５００以上の地磁気シールド性に優れ、かつ、めっき密着性に優れた高強度電気めっき用原板を見いだしたものが本発明であり、その要旨は下記の通りである。
【０００８】
（１）重量％で、Ｃ：０．０００３〜０．００７％、Ｓｉ：０．６２〜２．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｓ：０．００２〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成り、表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とする、地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板、
【０００９】
（２）Ｃ：０．０００３〜０．００７％、Ｓｉ：０．６２〜２．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｓ：０．００２〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成り、表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とする、地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板、
【００１０】
（３）Ｃ：０．０００３〜０．００７％、Ｓｉ：０．６２〜２．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｓ：０．００２〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％、あるいはさらに、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成る鋼に電気めっきを施すことによって得られるめっき密着性と地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板、
【００１１】
（４）Ｃ：０．０００３〜０．００７％、Ｓｉ：０．６２〜２．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｓ：０．００２〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％、あるいはさらに、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から成る鋼スラブを１２００℃以下で加熱後、熱間圧延し、巻取温度を、７５０℃以下とし、酸洗後、連続焼鈍するに当たり、焼鈍温度を再結晶終了温度以上、露点を０℃以下とし、その後電気めっきを施すことによって得られる、めっき原板の表層Ｓｉ濃度が５％以下であることを特徴とする密着性と地磁気シールド性に優れた高強度電気めっき用原板の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、鋼成分の限定理由について説明する。
Ｃは鋼を強化する重要な元素であるが、添加量が増加すると微細析出物により地磁気シールド性が劣化するため、上限を、０．００７％とする。一方０．０００３％未満では製鋼工程における脱炭時間がかかりすぎるため、これを下限とした。
Ｓｉは磁気特性の向上と鋼の強化にとり重要な元素で、０．６２％以上の添加が必要である。しかし２．０％を越えて添加するとめっき密着性の劣化が著しいためこれを上限とした。
【００１３】
Ｍｎも鋼を強化し、また、Ｓによる鋼の脆化を防止するため、０．０５％以上の添加が必要である。しかし２％を越えて添加すると鋼が脆化し、まためっき密着性も劣化するため上限を２．０％とした。
Ｐは鋼の強化のためには有力な元素であるが、結晶粒界に析出するため、多量の添加は鋼を脆化し、また結晶粒を細粒化し易く、地磁気性シールド性を悪化させるため上限を０．１％とした。一方０．００５％未満とするには脱Ｐコストがかかりすぎるため、これを下限とした。
【００１４】
Ｓは鋼を脆化し、またＭｎＳとしてＳを固定し脆化を防止した場合でも、地磁気シールド性を劣化させるため、０．０５％を上限とする。一方、０．００２％未満とすることは工業的に困難であるため、０．００２％〜０．０５％とした。Ａｌは脱酸剤として製鋼工程にて添加されるが、０．００５％以上の添加が必要である。また、ＡｌＮとして析出し時効による機械特性の劣化を防止する役割も持っているが、微細析出すると地磁気シールド性が極端に劣化するため、上限を０．０１％とした。
【００１５】
ＮはＡｌＮとして微細析出することで地磁気シールド性を劣化させるため上限を０．００５％とし、一方０．０００５％未満とするには高コストとなるので、０．０００５〜０．００５％とした。
Ｂは、鋼中でＢＮを形成し、地磁気シールド性に悪影響を与えるＡｌＮの微細析出を抑制するために必要に応じて添加される。０．０００１％未満ではその効果がなく、０．００３０％を越えるとＢＮの析出が地磁気シールド性に悪影響を及ぼすため、０．０００１〜０．００３０％とした。
【００１６】
次に製造方法について述べる。鋼の鋳造から熱間圧延に至るまでの工程については特に限定はないが、熱延工程での加熱温度は、１２００℃を越えるとＳｉ起因のスケールによって表面性状が劣化するとともに、鋼中のＭｎＳが再固溶し、熱間圧延工程中に微細析出し粒成長を抑制し、地磁気シールド性が劣化するため１２００℃以下とする。熱間圧延の巻取温度は本発明にとり重要である。地磁気シールド性に関しては結晶粒成長させた方が好ましいため巻取温度が高い方が望ましいが、表面にＳｉ、Ｍｎ起因のスケールが発生しスケール疵も発生しやすくなり酸洗性を劣化させる傾向が見られる。特に巻取温度が７５０℃を越えると、焼鈍後の板表面の表層Ｓｉ濃度が高くなり、めっき密着性を悪化させるため巻取温度の上限を７５０℃とした。なお酸洗・冷延は通常の方法で構わない。この後連続焼鈍を行うが、この際の焼鈍条件は本発明にとり重要である。
【００１７】
焼鈍温度は、フェライト粒径に影響し、粒径が大きい程地磁気シールド性が良いことからこれを再結晶温度以上とした。  高温にし過ぎるとα鉄からγ鉄への変態が生じ、冷却時のフェライト粒径が小さくなり地磁気シールド性が劣化するため、Ａｃ3 点未満のなるべく高温で行うことが望ましい。また、焼鈍露点については０℃より大きいと、焼鈍後の表層Ｓｉ濃度が５％を越えめっき密着性が顕著に劣化するため０℃以下とする。焼鈍後の調質圧延については特に規定しないが、調質圧延率をなるべく小さくすることが地磁気シールド性にとって有効であり、好ましくは０．５％以下とするべきである。以上のように制御することによって焼鈍後の表層Ｓｉ濃度は５％以下となり、電気めっきを施した際にもめっき密着性の良い鋼板となる。なおめっきは、亜鉛ニッケルめっきの他、たとえば亜鉛めっき、さらにその上に有機被膜処理を施しても、地磁気シールド性やめっき密着性への影響は見られず、何ら問題はない。
【００１８】
【実施例】
次に本発明を実施例にて説明する。表１に示す組成から成るスラブを溶製し、表２に示すように、抽出温度１１２０〜１２５０℃で抽出後、仕上温度８８０〜９５０℃、仕上板厚３．５〜６．０ｍｍ、巻取温度６００〜７８０℃とした熱間圧延を行い、酸洗後、冷延率６５〜８０％の冷間圧延を行い、連続焼鈍ラインにおいて焼鈍均熱温度６８０〜８９０℃、焼鈍露点＋２０〜−２０℃とした焼鈍を行った。なお表１の材料の再結晶終了温度は７００〜７３０℃程度である。焼鈍後０．３％の調質圧延を施した。その後電気めっきラインにて２０ｍｇ／ｍ2 の亜鉛ニッケルめっきを施した。このようにして製造された鋼帯から圧延方向に平行に試片を切り出し、表面をＸ線光電子分光法により分析し、Ｓｉ濃度を求めた。また、圧延方向にＪＩＳ１号曲げ試験片を切り出し、１８０度曲げ試験を行い、その後テープでめっき層の剥離を行い、剥離量でめっき密着性を評価した。磁気特性は、鋼帯から切り出した３０ｍｍ×３００ｍｍの試験片を組み合わせてＪＩＳ  Ｃ２５５０の方法にて直流エプスタイン法にて磁化力０．３エールステッドでの初透磁率を求めた。また、圧延方向に平行にＪＩＳ５号引張試験片を切り出し、引張試験を行った。この結果も表２に併記する。
【００１９】
【表１】
0004180685.tif 000002
【００２０】
【表２】
0004180685.tif 000003
【００２１】
Ｎｏ１〜Ｎｏ９は本発明例であり、表面性状と初透磁率が大きくバランスのとれた鋼となっていることがわかる。一方、Ｎｏ１０〜Ｎｏ１９は比較例でありＮｏ10は抽出温度が高すぎるため、めっき密着性と初透磁率が低い。Ｎｏ１１は巻取温度が高すぎるため、またＮｏ１２とＮｏ１４は焼鈍露点が高すぎるため、めっき密着性が悪い。Ｎｏ１３は焼鈍温度が低すぎるため、初透磁率が低い。またＮｏ１５〜Ｎｏ１９は鋼成分が本発明から外れており、Ｎｏ１５はＣ量が高すぎるため初透磁率が低い。Ｎｏ１６はＳｉ量が多過ぎるため初透磁率は良いがめっき密着性が悪い。Ｎｏ１７はＭｎ量が多過ぎるため、めっき密着性が悪く、初透磁率が低くなっている。Ｎｏ１８はＰ量が多すぎるため初透磁率が低い。Ｎｏ１９は、Ａｌ量が多すぎるため初透磁率が低くなっている。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明は地磁気レベルの直流磁場における初透磁率が大きく、めっき密着性に優れた高強度電気めっき用原板とその製造方法を提供するものであり、もちろん原板ままでの使用や、溶融亜鉛めっき鋼板用原板としても使用可能である。またプレス加工用の薄鋼板の製造に一般的に用いられている連続焼鈍設備を用いて容易に製造できるためＴＶブラウン管用の防爆バンドや各種磁気シールド材に用いることが出来るばかりか、家庭電気製品や自動車、家具、建築等の広い用途に適用できるため、産業上に与える効果は極めて大きい。