特開2022-89152超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022089152
(43)【公開日】2022-06-15
(54)【発明の名称】超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 2/06 20060101AFI20220608BHJP
C22C 18/04 20060101ALI20220608BHJP
C22C 18/00 20060101ALI20220608BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20220608BHJP
C21D 9/48 20060101ALI20220608BHJP
C22C 38/14 20060101ALI20220608BHJP
【ＦＩ】
C23C2/06
C22C18/04
C22C18/00
C22C38/00 301T
C21D9/48 J
C22C38/14
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021166562
(22)【出願日】2021-10-11
(31)【優先権主張番号】202011410113.0
(32)【優先日】2020-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519023846
【氏名又は名称】攀▲鋼▼集▲団▼研究院有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】董学▲強▼
(72)【発明者】
【氏名】郭太雄
(72)【発明者】
【氏名】金永清
(72)【発明者】
【氏名】高▲愛▼芳
(72)【発明者】
【氏名】冉▲長▼▲榮▼
(72)【発明者】
【氏名】尹晶晶
【テーマコード（参考）】
4K027
4K037
【Ｆターム（参考）】
4K027AA05
4K027AA23
4K027AB02
4K027AB44
4K027AC12
4K027AE02
4K027AE03
4K037EA01
4K037EA04
4K037EA15
4K037EA19
4K037EA23
4K037EA25
4K037EA27
4K037EA31
4K037EB01
4K037EB02
4K037FH01
4K037FJ02
4K037FK06
4K037GA05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】本発明は、溶融めっき鋼板の技術分野に属し、具体的には、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】めっき層は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．８～２．５％、Ｍｇ：０．８～２．０％及び微量合金元素：０．０２～０．２０％を主に含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物であり、微量合金元素中のＶ含有量は０．０２％以上である。本発明は、Ｃ、Ｓ及びＰなどの不純物並びに不純物に溶解するＴｉ及びＮｂなどの元素の添加を厳密に制御することにより、めっき層の濡れ性に対する鋼基材表面上の不純物の影響を排除する。また、めっき層中のＶは、脆性ζ相の生成を抑制し、めっき層と鋼基材との結合を増強し、めっき層の成形特性や鋼板の深絞り性能を向上させ、本発明を実用価値の高いものとする。
【選択図】なし
【解決手段】めっき層は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．８～２．５％、Ｍｇ：０．８～２．０％及び微量合金元素：０．０２～０．２０％を主に含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物であり、微量合金元素中のＶ含有量は０．０２％以上である。本発明は、Ｃ、Ｓ及びＰなどの不純物並びに不純物に溶解するＴｉ及びＮｂなどの元素の添加を厳密に制御することにより、めっき層の濡れ性に対する鋼基材表面上の不純物の影響を排除する。また、めっき層中のＶは、脆性ζ相の生成を抑制し、めっき層と鋼基材との結合を増強し、めっき層の成形特性や鋼板の深絞り性能を向上させ、本発明を実用価値の高いものとする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板であって、鋼基材及びめっき層を備え、前記めっき層が、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．８～２．５％、Ｍｇ：０．８～２．０％及び微量合金元素：０．０２～０．２０％を主に含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物であり、前記めっき層中のＺｎ含有量が９６．０％以上であり、前記微量合金元素中のＶ含有量が０．０２％以上であることを特徴とする、
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項2】
前記めっき層中の微量合金元素が合計０．０３～０．１５％であることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項3】
前記めっき層中の微量合金元素が、ＶとＮｂの組み合わせ又はＶとＺｒの組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項4】
前記めっき層中の微量合金元素中のＶ含有量が０．０３～０．１０％であることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項5】
前記めっき層中の不可避不純物が０．０１０％以下であり、Ｐｂが０．００３％以下、Ｓｂが０．００２％以下、Ｓｉが０．００３％以下、Ｓｎが０．００１％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項6】
前記めっき層が両面に２０～４００ｇ／ｍ2の総重量でめっきされていることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項7】
前記鋼基材が、重量パーセントで以下の成分：Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．０５～０．２０％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０５～０．１０％、Ｎｂ：０．０１～０．０３％を主に含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物であることを特徴とする、請求項１に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載の超深絞り用の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき方法であって、鋼基材の脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却ステップを含み、前記連続焼鈍プロセスが、炉内の水素の体積分率を３．５％以上に制御し、前記鋼板が亜鉛ポットに入るときの温度とめっき液の温度との差が±２０℃に制御され、急冷が採用され、ストリップ鋼が３２０℃以下の温度で上部回転ロールに到達することを特徴とする、
溶融めっき方法。
溶融めっき方法。
【請求項9】
溶融めっきプロセスにおいて、前記鋼板が前記亜鉛ポットに入る温度が３８０～５３０℃に制御され、前記めっき液の温度が３９０～５５０℃であることを特徴とする、請求項８に記載の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶融めっき鋼板の技術分野に属し、具体的には、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっきは、１９８０年代に海外で広く注目され、溶融亜鉛めっき及び亜鉛合金めっきの専門分野における重要な研究対象となった。めっき層中のＺｎ及びＡｌの含有量が同じであれば、Ｍｇを添加した後の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、より良好な耐食性能並びに良好なプロセス性能及び適用性能（成形、溶接及びめっき特性）を示すことが、国内外の産業界の研究結果から分かる。したがって、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、現在の溶融亜鉛めっき鋼板又は亜鉛合金めっき鋼板に取って代わることができ、幅広い見込みのある大きな市場を有することとなる。
【0003】
現在、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、建設業界で主に使用されており、家電、自動車製造及び他の業界に徐々に参入しつつある。関連する研究は中国では比較的遅れて始まり、現在、Ｂａｏｓｔｅｅｌ、Ａｎｓｔｅｅｌ、Ｊｉｕｑｕａｎ Ｓｔｅｅｌ、Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｋｅｒｕｉなどのいくつかの企業のみが溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を発売している。
【0004】
既存の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、以下の３種類：「低アルミニウム」（Ｗ Ａｌ＜５％）、「中程度のアルミニウム」（５％≦Ｗ Ａｌ＜１３％）及び「高アルミニウム」（４７％≦Ｗ Ａｌ≦５７％）に分けることができる。異なる種類では、めっき層中のＡｌ含有量及びＭｇ含有量が変化し得るので、めっき層の構造及び品質も変化し、そのため用途は異なる。Ａｌ含有量及びＭｇ含有量が増加するにつれて、めっき層の耐食性能は向上するが、成形及び溶接特性は低下する。家電や自動車製造分野では、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板が確実にユーザの絞り及び成形の要求に適合し、良好な成形特性を有するために、「低アルミニウム」板が使用されている。しかし、「低アルミニウム」Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、曲げ後に肉眼で見えるマイクロ亀裂を有する。ユーザの深絞りの要求を満たすためには、成形特性をさらに向上させる必要がある。
【0005】
特許文献１は、表面品質が高く、耐黒化性能に優れたＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ鋼板及びその製造方法を提供している。めっき液は、以下の成分：Ａｌ：１．０～３．０％、Ｍｇ：１．０～３．０％、Ｃｕ：０．００５～０．０５５％、Ｔｉ：０．００５～０．０３５％、Ｓｉ：０．０５％～１．０％を含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物である。めっき液の温度は４１０℃～４６０℃であり、ストリップ鋼がポットに入る温度は４００℃～４８０℃である。めっき後に１０～３０℃／秒にて冷却を行い、板温度を２００℃以下に低下させる。急冷槽に入る前は、板温度が８０℃以下であり、急冷槽に入った後は、板は４０℃以下に冷却される。この特許では、鋼板がめっき液中にあるときに、Ｓｉ、Ｔｉ及びＣｕが添加される。浸漬めっき、めっき後の冷却及び仕上げなどのプロセスにより、わずか数個の亜鉛スラグが生成され、めっき層粒が小形化され、生成物は優れた耐黒化性能及び耐食性能、並びに良好な表面品質及び加工特性及び成形特性を有する。
【0006】
特許文献２は、溶融亜鉛めっき鋼及びその製造方法を開示している。溶融亜鉛めっき鋼は、鉄基材と、その上に形成された溶融亜鉛めっき層とを含む。溶融亜鉛めっき層は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．０１～０．５％、Ｍｇ：０．０１～１．５％、Ｍｎ：０．０５～１．５％、Ｆｅ：０．１～６％を含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物である。鉄基材と溶融亜鉛めっき層との界面には、溶融亜鉛めっき層の１％～６０％の面積を占めるＺｎ－Ｆｅ－Ｍｎ合金相が存在する。
【0007】
特許文献３は、高い表面品質を有する自動車用Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき鋼板及びその製造方法を開示している。めっき液は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ＋Ｍｇ：２～６％、Ｍｇ／Ａｌ：０．８～１．２％、Ｃｒ：０．１～０．６％、Ｔｉ：０．２～１．０％、Ｃｕ：０．５～２．５％を含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物である。ＩＦ鋼板、ＢＨ鋼板、ＨＳＬＡ鋼板、ＤＰ鋼板は、ＭＧＬプロセスによる溶融めっきに使用され、ＴＲＩＰ鋼及びＱ＆Ｐ鋼板は、ＭＧＬプロセス及びＳｅｎｄｚｉｍｉｒプロセスによる溶融めっきに使用される。この特許では、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇを基準としてＴｉ、Ｃｒ及びＣｕを添加して、めっき層粒を小形化し、めっき硬度を向上させている。めっき層は、１２０～１５０ＨＶの硬度及び０．６９～０．８９の仕上げ度を特徴とし、良好な耐擦傷性能及び高い表面品質を有する。
【0008】
このように、既存の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、微量元素であるＴｉ、Ｃｒ、Ｃｕを添加するなど、主にめっき層の成分を変更することによって成形特性が向上する。これは、鋼基材とめっき層との結合にほとんど影響せず、深絞り部品の要求を満たすことができない。そのため、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を開発する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】ＣＮ１１１５１９１１７Ａ
【特許文献2】ＣＮ１１０１０００３６Ａ
【特許文献3】ＣＮ１１０５１２１１８Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする技術的課題は、主にめっき層の成分を変更することによって、既存の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では深絞り部品の要求を十分に満たすことができない成形特性が改善されることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の技術的問題を解決するために、本発明によって提供される技術的解決策は、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を提供することである。溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、鋼基材及びめっき層を備え、めっき層は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．８～２．５％、Ｍｇ：０．８～２．０％及び微量合金元素：０．０２～０．２０％を主に含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物であり、微量合金元素中のＶ含有量は０．０２％以上である。
【0012】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中のＺｎ含有量は９６．０％以上である。
【0013】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量元素はＶ、Ｎｂ及びＺｒのうちの少なくとも１つである。
【0014】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量合金元素は合計０．０３～０．１５％である。
【0015】
好ましくは、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量合金元素は、ＶとＮｂの組み合わせ又はＶとＺｒの組み合わせであり、Ｖ含有量は０．０２％以上である。
【0016】
好ましくは、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量合金元素中のＶ含有量は０．０３～０．１０％である。
【0017】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の不可避不純物は０．０１０％以下であり、Ｐｂは０．００３％以下、Ｓｂは０．００２％以下、Ｓｉは０．００３％以下、Ｓｎは０．００１％以下である。
【0018】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層は両面がめっきされ、総重量は２０～４００ｇ／ｍ2である。
【0019】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、鋼基材はフェライトのみからなる超低炭素鋼である。
【0020】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、鋼基材は、重量パーセントで以下の成分：Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．０５～０．２０％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０５～０．１０％、Ｎｂ：０．０１～０．０３％を主に含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0021】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１８０Ｍｐａ以下の降伏強度、２６０～３５０Ｍｐａの引張強度、伸びＡ80mm≧４０％、ｎ≧０．２０及びｒ≧２．２を有する。
【0022】
本発明は、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき方法も提供し、当該方法は、鋼基材の脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却ステップを含む。連続焼鈍プロセスは、炉内の水素の体積分率を３．５％以上に制御する。鋼板が亜鉛ポットに入るときの温度とめっき液の温度との差は、±２０℃に制御される。（自然冷却以外の）急冷が採用され、ストリップ鋼は３２０℃以下の温度で上部回転ロールに到達する。
【0023】
また、超深絞り用の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき法では、溶融めっきプロセスにおいて、鋼板が亜鉛ポットに入る温度を３８０～５３０℃に制御し、めっき液の温度は３９０～５５０℃である。
【発明の効果】
【0024】
本発明は、以下の効果を有する。
【0025】
本発明は、Ｃ、Ｓ、Ｐなどの不純物や、不純物に溶解するＴｉ、Ｎｂなどの元素の添加を厳密に制御することにより、鋼基材とめっき液との濡れ性に対する、鋼基材表面の不純物の影響を排除し、めっき層と鋼基材との接合部におけるいずれの亀裂発生源も防止し、めっき層の成形特性を向上させるものである。めっき層に添加された微量元素は、鋼基材とめっき液との濡れ性を高める。Ｖは、Ｆｅと容易に結合することができ、Ａｌに溶解することができ、Ａｌはめっき層における脆性ζ相の発生を抑制するだけでなく、めっき層と鋼基材との結合を強化する。さらに、めっき層の形成において、不均一な核生成サイトが発生し、アルミニウムリッチ相の樹状結晶構造中に分布し、このことにより、アルミニウムリッチ相の靭性が改善し、めっき層粒が小形化され、めっき層の伸びが増大して、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の超深絞りによる成形プロセス中の亀裂幅及び亀裂密度が低減され、めっき層の成形特性及び耐食性が改善され、超深絞りに対するユーザの要求に適合する。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明は、鋼基材及びめっき層を備える超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を提供し、前記めっき層は、重量パーセントで以下の成分：Ａｌ：０．８～２．５％、Ｍｇ：０．８～２．０％及び微量合金元素：０．０２～０．２０％を主に含有し、残部はＺｎ及び不可避不純物であり、微量合金元素中のＶ含有量は０．０２％以上である。
【0027】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中のＺｎ含有量は９６．０％以上である。Ａｌ及びＭｇの含有量が上昇すると、めっき層の成形特性が低下する。めっき層の良好な成形特性及び超深絞り後の十分なめっき層を確保にするために、本発明は、Ｚｎ含有量が９６．０％以上であることを特に必要とする。
【0028】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量元素はＶ、Ｎｂ及びＺｒのうちの少なくとも１つである。
【0029】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量合金元素は合計０．０３～０．１５％である。
【0030】
好ましくは、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の微量合金元素は、ＶとＮｂの組み合わせ又はＶとＺｒの組み合わせであり、Ｖ含有量は０．０２％以上である。
【0031】
ＶはＦｅ及びＡｌに対して親和性が高いため、めっき層と鋼基材との結合を強化するために本発明において添加される。Ｖの添加により、めっき層の結晶化中の不均一な核生成が可能となり、めっき層の構造が小形化され、したがってめっき層の成形特性が改善される。しかし、過剰なＶはめっき層を粉砕しやすく、成形特性を低下させる。したがって、本発明はＶ含有量が０．０３～０．１０％であることを必要とする。
【0032】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層中の不可避不純物は０．０１０％以下であり、Ｐｂは０．００３％以下、Ｓｂは０．００２％以下、Ｓｉは０．００３％以下、Ｓｎは０．００１％以下である。
【0033】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、めっき層は両面がめっきされ、総重量は２０～４００ｇ／ｍ2である。
【0034】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、鋼基材はフェライトのみからなる超低炭素鋼である。
【0035】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板では、鋼基材は、重量パーセントで以下の成分：Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．０５～０．２０％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０５～０．１０％、Ｎｂ：０．０１～０．０３％を主に含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0036】
本発明の鋼基材成分の中で、Ｃ、Ｓ及びＰなどの不純物は厳密に制御され、Ｔｉ及びＮｂが添加され、微量元素がめっき層中で互いに協働することで、鋼基材とめっき液との濡れ性が改善され、鋼基材表面上のＺｎ－Ａｌ－Ｍｇめっき液の化学反応プロセスが変化し、中間合金層及びアルミニウムリッチ相などのめっき層構造の形成に影響が及び、脆性ζ相が排除され、粒子が小形化する。さらに、Ｖは、めっき層表面上の緻密な酸化物の形成を助け、したがってめっき層の成形特性及び耐食性を包括的に改善し、超深絞りに対するユーザの要求を満たす。
【0037】
ここで、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１８０Ｍｐａ以下の降伏強度、２６０～３５０Ｍｐａの引張強度、伸びＡ80mm≧４０％、ｎ≧０．２０及びｒ≧２．２を有する。
【0038】
本発明は、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき方法も提供し、当該方法は、鋼基材の脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却ステップを含む。連続焼鈍プロセスは、炉内の水素の体積分率を３．５％以上に制御する。鋼板が亜鉛ポットに入るときの温度とめっき液の温度との差は、±２０℃に制御される。（自然冷却以外の）急冷が採用され、ストリップ鋼は３２０℃以下の温度で上部回転ロールに到達する。
【0039】
本発明は、以下の態様：鋼基材表面上の油脂を確実に除去するための脱脂及び洗浄；酸化を回避し、鋼基材表面の活性を向上させ、めっき層と鋼基材との反応結合を促進するための還元雰囲気を確保するための、焼鈍中の水素；めっき液温度の安定性及び溶融めっきの安定性を確保するための、亜鉛ポットに入る鋼板の温度とめっき液温度との間の温度差制御；結晶化を速め、粒子核の成長を抑制するための急冷；の連携協働によって、鋼板の高温深絞り性能を改善する。このプロセスの相乗効果により、めっき層と鋼基材が密着し、めっき層粒が小形化される。
【0040】
また、超深絞り用の溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板の溶融めっき法では、溶融めっきプロセスにおいて、鋼板が亜鉛ポットに入る温度を３８０～５３０℃に制御し、めっき液の温度は３９０～５５０℃である。
【0041】
本発明の具体的な実施形態について、実施例を参照して以下でさらに説明するが、本発明は以下で説明する実施形態に限定されない。
【0042】
実施例１
１００ｇ／ｍ2（両面）のめっき層重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．０％、Ｍｇ：１．０％、Ｖ：０．０５％、Ｐｂ：０．００１％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００２％、Ｓｎ：０．００１％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．１０％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％及びＮｂ：０．０１５％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
１００ｇ／ｍ2（両面）のめっき層重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．０％、Ｍｇ：１．０％、Ｖ：０．０５％、Ｐｂ：０．００１％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００２％、Ｓｎ：０．００１％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．１０％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％及びＮｂ：０．０１５％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0043】
製造方法：脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却のステップを行う。脱脂及び洗浄は、脱脂処理後に洗浄するものとする；連続焼鈍では、炉内の水素を体積パーセントで４．０％に制御する；鋼板が亜鉛ポットに入る際の温度は４００℃に制御する；溶融めっきプロセスにおけるめっき液の温度は４１０℃である；めっき後に急冷を行う；ストリップ鋼は、３２０℃の温度で上部回転ロールに到達する。
【0044】
試験方法：
耐食性能：ＧＢ／Ｔ１０１２５－２０１２Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｓ ｉｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ－Ｓａｌｔ Ｓｐｒａｙ Ｔｅｓｔｓ（人工雰囲気下における腐食試験－－塩水噴霧試験）に規定された条件及び方法で、中性塩水噴霧加速腐食試験を実施する。試験機器として塩水噴霧腐食試験チャンバを使用し、腐食媒体として濃度５０ｇ／Ｌ及びｐＨ６．５のＮａＣｌ脱イオン水溶液を使用し、３５±２℃の温度で試験し、７５ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍの試験片を使用し、試験片の縁部を透明テープで封止して５ｍｍの縁部バンドを確保し、試験結果に影響を及ぼす縁部腐食を防止し、試験片を垂直方向に対して１５°～２５°の角度で配置する。試験片表面に出現する赤錆の時間を測定する。
耐食性能：ＧＢ／Ｔ１０１２５－２０１２Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｓ ｉｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ－Ｓａｌｔ Ｓｐｒａｙ Ｔｅｓｔｓ（人工雰囲気下における腐食試験－－塩水噴霧試験）に規定された条件及び方法で、中性塩水噴霧加速腐食試験を実施する。試験機器として塩水噴霧腐食試験チャンバを使用し、腐食媒体として濃度５０ｇ／Ｌ及びｐＨ６．５のＮａＣｌ脱イオン水溶液を使用し、３５±２℃の温度で試験し、７５ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍの試験片を使用し、試験片の縁部を透明テープで封止して５ｍｍの縁部バンドを確保し、試験結果に影響を及ぼす縁部腐食を防止し、試験片を垂直方向に対して１５°～２５°の角度で配置する。試験片表面に出現する赤錆の時間を測定する。
【0045】
成形特性：試験片に対して０Ｔ曲げを実施し（１８０°曲げ、半径０ｍｍ）、肉眼で任意の亀裂を観察し、ＧＢ／Ｔ１０１２５－２０１２ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｓ ｉｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ－Ｓａｌｔ Ｓｐｒａｙ Ｔｅｓｔｓにしたがって、曲げ部に対して中性塩水噴霧試験を実施して、赤錆が出現する時間を測定する。
【0046】
めっき特性：オイル塗布後に、脱脂、洗浄及びセラミック化又はリン酸化を行っためっき鋼板をめっき及び乾燥し、クロスカット法によってめっき層と鋼板との間の結合を試験する。めっき層が剥離しなければ、めっき層が良好に付着していることを示す。
【0047】
めっき層構造：研磨後、Ｚｅｉｓｓ ｓｉｇｍａ５００ＳＥＭを用いて、めっき層の微細構造を観察する。
【0048】
試験により、実施例の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、良好な表面品質及び高い耐食性能、成形特性及びめっき特性を特徴とすることが判明した。めっき層は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ－Ｖ合金層、アルミニウムリッチ相、Ｚｎ２Ｍｇ相及び三元共晶相のみからなり、ζ相は見られない。
【0049】
中性塩水噴霧試験では、１２００時間を超えると赤錆が出現する。０Ｔ曲げ後に明らかな亀裂は肉眼では見られない。中性塩水噴霧試験条件下で１０００時間を超えると、曲げ部に赤錆が出現する。めっき層は良好に付着し、ユーザの要求を満たしている。
【0050】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１５０ＭＰａの降伏強度、２７０ＭＰａの引張強度、４２％の伸びＡ80mm、０．２２のｎ及び２．３のｒを有する。複雑な絞り変形用途（６０インチＴＶバックプレートなど）では、亀裂又は他の望ましくない現象は見られず、これは超深絞りに対するユーザの要求を満たしている。
【0051】
実施例２
１５０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：２．０％、Ｍｇ：１．５％、Ｖ：０．０８％、Ｎｂ：０．０５％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１５％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．００５％、Ａｌ：０．０５％、Ｔｉ：０．０８％及びＮｂ：０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
１５０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：２．０％、Ｍｇ：１．５％、Ｖ：０．０８％、Ｎｂ：０．０５％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１５％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．００５％、Ａｌ：０．０５％、Ｔｉ：０．０８％及びＮｂ：０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0052】
製造方法：脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却のステップを行う。脱脂及び洗浄は、脱脂処理後に洗浄するものとする；連続焼鈍では、炉内の水素を体積パーセントで３．５％に制御する；鋼板が亜鉛ポットに入る際の温度は４６０℃に制御する；溶融めっき法におけるめっき液の温度は４５０℃である；めっき後に急冷を行う；ストリップ鋼は、２８０℃の温度で上部回転ロールに到達する。
【0053】
試験方法は実施例１と同じである。
【0054】
試験により、実施例の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、良好な表面品質及び高い耐食性能、成形特性及びめっき特性を特徴とすることが判明した。めっき層は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ－Ｖ合金層、アルミニウムリッチ相、Ｚｎ２Ｍｇ相及び三元共晶相のみからなり、ζ相は見られない。
【0055】
中性塩水噴霧試験では、１８００時間を超えると赤錆が出現する。０Ｔ曲げ後に明らかな亀裂は肉眼では見られない。中性塩水噴霧試験条件下で１７００時間を超えると、曲げ部に赤錆が出現する。めっき層は良好に付着し、ユーザの要求を満たしている。
【0056】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１４３ＭＰａの降伏強度、２７５ＭＰａの引張強度、４４％の伸びＡ80mm、０．２３のｎ及び２．４のｒを有する。複雑な絞り変形用途（６０インチＴＶバックプレートなど）では、亀裂又は他の望ましくない現象は見られず、これは超深絞りに対するユーザの要求を満たしている。
【0057】
実施例３
２４０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．８％、Ｍｇ：２．０％、Ｖ：０．１２％、Ｚｒ：０．０６％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００１５％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１６％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｔｉ：０．０９％及びＮｂ：０．００８％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
２４０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．８％、Ｍｇ：２．０％、Ｖ：０．１２％、Ｚｒ：０．０６％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００１５％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１６％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０３％、Ｔｉ：０．０９％及びＮｂ：０．００８％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0058】
製造方法：脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却のステップを行う。脱脂及び洗浄は、脱脂処理後に洗浄するものとする；連続焼鈍では、炉内の水素を体積パーセントで５．５体積％に制御する；鋼板が亜鉛ポットに入る際の温度は５２０℃に制御する；溶融めっき法におけるめっき液の温度は５４０℃である；めっき後に急冷を行う；ストリップ鋼は、３００℃の温度で上部回転ロールに到達する。
【0059】
試験方法は実施例１と同じである。
【0060】
試験により、実施例の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、良好な表面品質及び高い耐食性能、成形特性及びめっき特性を特徴とすることが判明した。めっき層は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ－Ｖ合金層、アルミニウムリッチ相、Ｚｎ２Ｍｇ相及び三元共晶相のみからなり、ζ相は見られない。
【0061】
中性塩水噴霧試験では、３０００時間を超えると赤錆が出現する。０Ｔ曲げ後に明らかな亀裂は肉眼では見られない。中性塩水噴霧試験条件下で２９００時間を超えると、曲げ部に赤錆が出現する。めっき層は良好に付着し、ユーザの要求を満たしている。
【0062】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１５５ＭＰａの降伏強度、２６８ＭＰａの引張強度、４５％の伸びＡ80mm、０．２３のｎ及び２．５のｒを有する。複雑な絞り変形用途（５５インチＴＶバックプレートなど）では、亀裂又は他の望ましくない現象は見られず、これは超深絞りに対するユーザの要求を満たしている。
【0063】
比較例１
１２０ｇ／ｍ2（両面）のめっき層重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．２％、Ｍｇ：１．０％、Ｖ：０．００５％、Ｐｂ：０．００１％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００２％、Ｓｎ：０．００１％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．１０％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％及びＮｂ：０．０１５％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
１２０ｇ／ｍ2（両面）のめっき層重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：１．２％、Ｍｇ：１．０％、Ｖ：０．００５％、Ｐｂ：０．００１％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００２％、Ｓｎ：０．００１％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ：０．１０％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０１％、Ａｌ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％及びＮｂ：０．０１５％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0064】
製造方法：脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却のステップを行う。脱脂及び洗浄は、脱脂処理後に洗浄するものとする；連続焼鈍では、炉内の水素を体積パーセントで４．０％に制御する；鋼板が亜鉛ポットに入る際の温度は４１０℃に制御する；溶融めっき法におけるめっき液の温度は４１０℃である；めっき後に急冷を行う；ストリップ鋼は、３２０℃の温度で上部回転ロールに到達する。
【0065】
試験方法は実施例１と同じである。
【0066】
試験により、比較例の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、良好な表面品質及び高い耐食性能、成形特性及びめっき特性を特徴とすることが判明した。めっき層は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ合金層、アルミニウムリッチ相、Ｚｎ２Ｍｇ相及び三元共晶相からなり、極めて薄いζ相が存在する。
【0067】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、１７５ＭＰａの降伏強度、２９０ＭＰａの引張強度、４０％の伸びＡ80mm、０．２１のｎ及び２．０のｒを有する。複雑な絞り変形用途（５５インチＴＶバックプレートなど）では、亀裂又は他の望ましくない現象は見られない。中性塩水噴霧試験では、１１００時間を超えると赤錆が出現する。０Ｔ曲げ後にわずかな亀裂が肉眼で見られる。中性塩水噴霧試験条件下で９００時間を超えると、曲げ部に赤錆が出現する。めっき層は十分に付着している。
【0068】
比較例２
１６０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：２．０％、Ｍｇ：１．８％、Ｖ：０．０８％、Ｎｂ：０．０５％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１５％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．００５％、Ａｌ：０．０５％、Ｔｉ：０．０３％及びＮｂ：０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
１６０ｇ／ｍ2（両面）のめっき重量を有し、めっき層の主成分が、Ａｌ：２．０％、Ｍｇ：１．８％、Ｖ：０．０８％、Ｎｂ：０．０５％、Ｐｂ：０．００２％、Ｓｂ：０．００１％、Ｓｉ：０．００３％、Ｓｎ：０．００２％を含み、残部がＺｎである、超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を製造する；鋼基材構造はフェライトであり、以下の化学成分：Ｃ：０．００３％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１５％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．００５％、Ａｌ：０．０５％、Ｔｉ：０．０３％及びＮｂ：０．０１０％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物である。
【0069】
製造方法：脱脂及び洗浄、連続焼鈍、溶融めっき、エアナイフパージ及び冷却のステップを行う。脱脂及び洗浄は、脱脂処理後に洗浄するものとする；連続焼鈍では、炉内の水素を体積パーセントで３．５％に制御する；鋼板が亜鉛ポットに入る際の温度は４６０℃に制御する；溶融めっき法におけるめっき液の温度は４５０℃である；めっき後に急冷を行う；ストリップ鋼は、２８０℃の温度で上部回転ロールに到達する。
【0070】
試験方法は実施例１と同じである。
【0071】
試験により、比較例の超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、良好な表面品質を特徴とすることが判明した。めっき層は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ－Ｖ合金層、アルミニウムリッチ相、Ｚｎ２Ｍｇ相及び三元共晶相のみからなり、ζ相は見られない。中性塩水噴霧試験では、１５００時間を超えると赤錆が出現する。０Ｔ曲げ後に明らかな亀裂は肉眼では見られない。中性塩水噴霧試験条件下で１２００時間を超えると、屈曲部に赤錆が出現する。めっき層は、噴霧後に十分に付着している。
【0072】
超深絞り用溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板は、２１０ＭＰａの降伏強度、３３０ＭＰａの引張強度、３８％の伸びＡ80mm、０．１９のｎ及び２．０のｒを有する。複雑な絞り変形用途（５５インチＴＶバックプレートなど）では、鋼基材に亀裂が頻繁に出現し、これはさらなる超深絞りに対するユーザの要求を満たすことができない。
【外国語明細書】