JPS582248B2 - 加工性のすぐれた溶融メツキ鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は延性および絞り性が極めてすぐれた溶融メッキ
鋼板の製造法に関するものである。

従来、メッキ鋼板の主用途は屋根材等の加工性がほとん
ど要求されない分野で用いられることが多く、その素材
としては低炭素リムド鋼が用いられ、これで十分その使
命が達成されてきた。

しかし、近年メッキ鋼板においても新分野への適用が提
案され、いわゆるプレコート材や，排ガス規制に関連し
た高度の加工性が要求される部材への用途が増し、従来
のリムド鋼ではその要求に応じられなくなってきた。

すなわち、リムド鋼を素材原板とする場合には、鋼中に
含有するＣおよびＮが、連続メッキライン（ゼンジマー
型）で焼鈍、メッキ処理を受けたあとで急速に冷却され
ると、α鉄中に過飽和に固溶された状態のままで残存す
ることになるので、引張強さ、降伏強さが高く、伸び、
張り出し性、深絞り性などが劣化して加工性が悪くなり
、リムド鋼冷延鋼板を素材原板とするメッキ鋼板では加
工性が悪く、高度の加工に耐えないものであった。

従って、従来のかかるメッキ鋼板にある程度の加工性を
付与させんとする場合には、メッキ処理後において３０
０〜４００℃の温度で焼鈍処理し、過飽和に固溶された
ＣおよびＮを析出させて軟化させる、いわゆる過時効処
理が採られていた。

しかし、この過時効処理を行なった製品は、若干の材料
改善はなされるものの、高度の加工に耐えられる製品と
してはなお不十分なものであり、加工性改善効果には限
果があって、新用途に適用されるには到っていない。

一方、Ｔｉの添加により鋼板の深絞り性が改善されるこ
とは、例えば特公昭４４−１８０６６号、同４６−２７
３８号、同４２−１２３４８号、同４９−３１８４４号
および同５０−３１５３１号公報等において公知である
。

またＴｉを０．０５〜０．５％含有させるとメッキ層の
加工密着性が改善され加工性のよいガルバニールド鋼板
が得られることが特公昭４６−２０５６３号公報に記載
されている。

しかし、Ｔｉを含有する場合には、特にＴｉ／Ｃ比が４
以上で含有する場合には鋼の加工性改善効果が著しくな
るのであるが、このＴｉ含有鋼をゼンジマー型のような
連続溶融メッキラインで処理すると、冷延板表面の清浄
化を目的とするいわゆるガスクリーニング工程で弱酸化
後還元されるので、Ｔｉのような酸化されやすい合金元
素を多分に含有する鋼では還元が充分に行ない得ず還元
不足となり、これにより不メッキが多発するという問題
がある。

第１図はこの関係を調べた結果を示すもので、ゼンジマ
ー型溶融メッキラインにおいてはＴｉ含有量の増大につ
れて、不メッキによる不良率が増加し、 Ｔｉが０．２
０％では不良率は３％にも達することがわかった。

従ってＴｉ添加による深絞り性改善効果を期待しても、
連続溶融メッキを施す場合には、Ｔｉ添加にともなって
不メッキの不良率が増大するという大きな障害が存在し
、真の成果が得られない。

本発明はこの課題を克服すべくなされたもので、その骨
子とするところは、Ｔｉを０．１５％以下の添加量に抑
えた上で、このＴｉおよびＣ、Ｎ量と関連量の■または
Ｎｂを添加含有せしめることによって、不メッキによる
不良率が低減するとともに加工性が良好な溶融メッキ鋼
板を得ることができたものであり、またこのような成分
組成上の考慮に加えて、製造条件を規制することによっ
て一層加工性の良好な溶融メッキ鋼板となり得ることが
判明したのである。

すなわち、本発明は、を含み、ＶまたはＮｂの少なくと
も１種をＶ；０．０７％以下であって の関係を満足する範囲で添加含有し、残部が鉄および不
可避的不純物からなる極低炭素熱延鋼板を素材原板とす
る加工性のすぐれた溶融メッキ鋼板の製造法、を要旨と
するものであり、 さらに上記の成分組成の鋼を、Ａｒ３点以上の温度で熱
間圧延し、７５０〜８５０℃の温度でトップ焼鈍し、次
いで圧下率４０％以上で冷間圧延したあとゼンジマー型
連続溶融メッキ装置において７５０℃〜Ａｃ３点の温度
で連続焼鈍して溶融メッキを施すことを特徴とする加工
性のすぐれた溶融メッキ鋼板の製造法を提供する。

以下、本発明の各要件を上記のように限定している理由
について述べる。

Ｃ；炭素（Ｃ）は低ければ低い程、Ｃによる焼入時効硬
化が軽減されるので本発明の目的にとっては低い程望ま
しい。

しかし、０．００１％未満程度にまで低下させることは
現在の製鋼法では容易ではなく、またＴｉおよびＶ、Ｎ
ｂの添加により０．０ ０１％以上〜０．０２％までの
Ｃの含有は許容され、諸機械的性質にも好影響を与える
。

しかし、Ｃ含有量が０．０２％を超えると、Ｃを固定し
て焼入時効硬化におよぼす悪影響を防止するために添加
するＴｉおよびＶ、Ｎｂの量が増大し経済的に不利とな
るばかりでなく、降伏強度が高くなり伸びが低下して加
工性が劣化するので本発明の目的にとって好ましくない
。

従って、素材のＣ含有量は０．０ ０１〜０．０２０％
に制限している。

Ｓｉ：Ｓｉは本発明素材鋼製造上必要な元素であるが、
０．０５％を超えると鋼を硬化させて加工性を悪くする
。

このため、Ｓｉ含有量は０．０５％以下に制限した。

Ｍｎ ；ＭｎはＳによる熱間脆性を抑えるために有益で
あり、通常Ｍｎ／Ｓ≧１５となる量で添加されるが、本
発明鋼にあってはＴｉを添加しているので、ＴｉＳの形
式によってＳが固定されるので、従来鋼のようにＭｎを
上記の関係式に従うような量で添加する必要はないが、
Ｍｎの含有量が０．２５％を超えると、平均塑性歪比（
ア値）が低下して、絞り性が劣化するのでＭｎの上限を
０．２５％とした。

Ｔｉ：Ｔｉは酸素、炭素、窒素、硫黄等との親和力の強
い元素として知られており、有効Ｔｉ／Ｃ比が４以上と
なる量でＴｉを添加した深絞り用鋼も既述の特公昭各号
公報に記載されている。

しかし、このようにＴｉを含有させて深絞り性を良好な
らしめた鋼をゼンジマー型連続溶融メッキする場合には
既述の如くメッキ性に問題が生ずる。

すなわち、溶融メッキ処理の前に冷延板表面をガスクリ
ーニングするさいの弱酸化一還元処理において、酸素と
の親和力の強いＴｉを多量に含む鋼は還元不足になりや
すく、第１図に示したように不メッキによる不良率が増
加する。

第１図から明らかなようにＴｉ％が０．１５％を超える
と不メッキによる不良率が約２％以上となる。

通常、不良率が２％を超えると、コイル形態で製品出荷
される場合に問題となるので、この意味からＴｉの含有
量は０．１５％以下に抑えることが必要となる。

Ｖ、Ｎｂ；Ｖ、Ｎｂは強力な炭窒化物形成元素であるが
、酸素との親和力が比較的弱い元素である点において共
通の作用効果を示す。

従ってＴｉのような不メッキによるメッキ性を悪くする
ような問題もなく、上述の如きメッキ性の点からＴｉ含
有量を制限せざるを得なかった問題もこれら元素の添加
によって補償でき、Ｔｉで固定しきれなかったＣ、Ｎを
これら元素が固定して、延性、深絞り性を向上せしめ良
質かつ加工性の良い溶融メッキ製品とすることができる
。

なお、これらＶ、ＮｂはＴｉの補助的な作用効果を供す
るものであるから単独で用いられることはなく、Ｔｉと
の複合添加の形で用いられるものであり、その含有量を
Ｔｉの不足を償うための化学量論的な関係から、Ｔｉ−
Ｖ系の場合には Ｔｉ−Ｎｂ系の場合には の条件を満足して、Ｃ，Ｎを固定できる量とすることが
必要である。

ただし、Ｖ、Ｎｂの含有量が増加すると後述の実施例で
示す如く、鋼が硬化して試験値が劣化するので、各々の
上限はＶについては０．０７％、Ｎｂについては０．０
７％、Ｎｂについては０．０７％としなければならない
。

Ｎ：ＮはＣとともに鋼に時効を生じさせる元素であり、
さらに加工性も劣化させるので低い程望ましい。

しかし現在の製鋼法では若干のＮが残留することは避け
がたい。

だが、Ｎが０．０１％を超えると、Ｎの加工性および時
効性に与える悪影響を消去するために必要なＴｉおよび
Ｖ、Ｎｂ量を増加させるので０．０１％以下に限定する
。

Ａｌ；Ａｌの含有は本発明鋼の材質的には必ずしも必要
とはならないが、本発明鋼の製造上必要な元素である。

すなわち、ＴｉおよびＶ、Ｎｂの添加歩留を良好にする
ための脱酸材として必要な元素である。

ただし、過剰な添加は鋼を硬化させるのでｓｏｌ．Ａｌ
量として０．１０％以下に限定した。

以上のように添加元素を調整することによって、亜鉛や
アルミニウム等の連続溶融メッキラインで良品質で加工
性のすぐれた溶融メッキ鋼板を得ることができるが、さ
らにその製造条件をコントロールすることによって特に
すぐれた加工性を付与することが可能台なる。

以下にその製造条件について述べる。

溶製は、例えば未脱酸転炉溶鋼を真空脱ガス装置を用い
て鋼中のＣを０．０２％以下に脱炭し、Ａｌ脱酸したあ
と、合金盛分を合金鉄の形で添加して本発明鋼の成分組
成範囲に調整して溶製鋼とする。

この溶鋼を常法で造塊して分塊するかまたは連続鋳造で
スラブを製造する。

得られたスラブを通常の熱延条件、すなわち仕上温度Ａ
ｒ３点以上、巻取温度５００〜６５０℃、１で熱延して
熱延鋼板を得る。

次に、この熱延鋼板を酸洗いしたあと、７５０〜８５０
℃の温度でトップ焼鈍する。

このトップ焼鈍は炭化物（ＴｉＣ、ＶＣ 、ＮｂＣ）の
凝集をはかり、鋼を軟質化するための処理である。

このトップ焼鈍処理温度を７５０〜８５０℃の温度範囲
に設定することに本発明の１つの特徴がある。

すなわち、第２図に示した実験結果からも明らかなよう
に、本発明鋼についてのトップ焼鈍温度が７５０〜８５
０℃の範囲で硬度が最低となり軟質化するのである。

これは、７５０℃未満のトップ焼鈍温度では炭化物の凝
集速度が遅くなり、また８５０℃を超える温度では炭化
物の再固溶が生じるためと考えられる。

従って本発明の目的にとってはこのトップ焼鈍温度を７
５０〜８５０℃とすることが非常に有益となる。

次にこのトップ焼鈍済熱延鋼板を冷間圧延するのである
が、そのさいの冷間圧下率は４０％以上好ましくは６０
〜８５％とする。

この冷間圧下率を４０％以上とすることによって良好な
加工性を得ることができる。

次いで、この冷延鋼板をゼンジマー型の連続溶融メッキ
ラインにおいて再結晶焼鈍処理および溶融メッキ処理を
行なうにさいしては、その焼鈍温度を７５０℃以上Ａｃ
Ｂ点以下の範囲とする。

この焼鈍温度範囲を規制することも本発明の目的にとっ
て非常に有益であり、加工性を向上させることができる
。

すなわち、第３図にその１例を示した如く、本発明鋼は
ＴｉおよびＶ、Ｎｂを含有するために再結晶温度が高く
、７５０℃未満の焼鈍温度てでは軟化するまでに長時間
を要し、連続焼鈍を行ない難い。

７５０℃以上の温度で連続焼鈍可能な短時間で軟化し加
工性が良好となり、温度が高ければ高い程有利となるが
、Ａｃ３点よりも高温にストリップ温度を上昇させるこ
とは経済的に不利であるばかりでなく、α←→γ変態に
より材質が劣化する。

従って冷延後の連続溶融メッキラインにおいて、７５０
℃〜Ａｃ３点の温度範囲の再結晶焼鈍処理が好適である
。

以下に本発明法に従う実施例を比較例と対比して述べる
。

実施例 １ ９０トンＬＤ転炉で溶製した溶鋼を真空脱ガス装置で脱
炭し、Ａｌ脱酸したあと、Ｆｅ−ＴｉとＦｅ−Ｖ、また
はＦｅ−ＴｉとＦｅ−Ｎｂを添加して表１に示す化学成
分の溶鋼を得た。

これら各溶鋼を普通造塊法に従って鋳造し、各各１５ト
ンインゴットを６本づつ製造した。

全てのインゴットを通常の方法で分塊し、１８０×９３
５ｍｍのスラブとしたあと、疵取を行ない、熱延仕上温
度８７０〜９００℃、巻取温度６００〜６３０℃で熱間
圧延して板厚２． ７ ｍｍの熱延コイルとした。

これらを酸洗い後、８００℃×４時間のトップ焼鈍を行
ない、次いで板厚０． ８ｍｍまで冷間圧延し、ゼンジ
マー型連続アルミニウムメッキラインにおいて焼鈍温度
８００℃で焼鈍し（通板速度５０ｍ／分）、溶融アルミ
ニウムメッキを施してアルミニウムメッキ鋼板を製造し
た。

次いで、各コイルに１％の調質圧延を加えて製品とし、
各溶解番号の第３番目に相当するコイルのミドル部より
試料を採取し、機械的性質を調べた。

その試験結果を表２に示す。

なお試験片採取方向はＬ方向で、板厚は０．８ｍｍであ
る。

表２の結果から、製造条件は同一であっても、化学成分
値が本発明範囲の鋼は、比較鋼に比して延性および深絞
り性に優れていることが明らかである。

また本発明品は不メッキ発生率が極めて低く良好なメッ
キ鋼板が得られた。

実施例 ２ ９０トンＬＤ転炉で溶製した溶鋼を真空脱ガス装置によ
って脱炭し、Ａｌ脱炭した後、Ｆｅ−ＴｉとＦｅ−Ｎｂ
を添加して、Ｃ；０．００６％、Ｓｌ；０．０２％，
Ｍｎ；０．２ ０％、Ｐ；０．０１４％、Ｓ；０．０１
２％、Ｎ；０．００３％、ｓｏｌ．Ａｌ；０．０２３％
， Ｔｉ：０．０ ７％、Ｎｂ； ０．０ ５％の本発
明範囲の化学成分を有する溶鋼を製造し、以下のように
トップ焼鈍条件と連続焼鈍条件を変えてアルミニウム溶
融メッキ鋼板を製造した。

すなわち、該溶鋼を普通造塊法に従って鋳造して１５ト
ンインゴットを６本製造し、これを常法で分塊して１８
０×９３５ｍｍのスラブとしたあと疵取を行ない、仕上
温度８７０〜９０５℃、巻取温度６０５〜６３５℃で熱
間圧延して板厚２．７ｍｍの熱延コイルとした。

これらを酸洗い後、各々表３に示した条件でトップ焼鈍
を行ない、次いで板厚０． ８ｍｍにまで冷間圧延した
。

引続きゼンジマー型連続アルミニウムメッキラインにお
いて各々表３に示す焼鈍温度で連続焼鈍し（通板速度５
０ｍ／分）、溶融アルミニウムメッキを施してアルミニ
ウムメッキ鋼板を製造した。

各コイルに１％の調質圧延を加えて製品とし、各コイル
のミドル部より試料を採取して機械的性質を調べた。

その試験結果を表３に示す。

なお試験片採取方向はＬ方向であり、板厚は０． ８ｍ
ｍである。

塊Ｎｏ．１および２は本発明範囲の製造条件であり、Ｎ
ｏ．３〜６は本発明で規制する条件範囲外のものである
。

表３の結果から、本発明範囲のトップ焼鈍条件および連
続焼鈍条件のものは、本発明で規制する範囲をはずれる
ものに比べて、延性および深絞り性にすぐれ加工性のよ
いメッキ鋼板が得られたことが明らかであり、高度な加
工に耐え新用途に適用できるメッキ鋼板が提供し得たこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴｉ含有量と不メッキによる不良率との関係図
、第２図はトップ焼鈍温度と硬度との関係図、第３図は
連続焼鈍条件と硬度との関係図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ；０．００１〜０．０２％ Ｓｉ：０．０５％以下 Ｍｎ：０．２５％以下 Ｎ；０．０１％以下 ｓｏｌ，Ａｌ；０．１０％以下 Ｔｉ；０．１５％以下 を含み、さらにＶまたはＮｂの少なくとも１種をＶ；０
   ．０７％以下であって の関係を満足する範囲で添加含有し，残部が鉄および不
   可避的不純物からなる鋼をＡｒ３点以上の温度で熱間圧
   延し、７５０〜８５０℃の温度でトップ焼鈍し、次いで
   圧下率４０％以上で冷間圧延したあとゼンジマー型連続
   溶融メッキ装置において７５０℃〜ＡＣ３点の温度で連
   続焼鈍して溶融メッキを施すことを特徴とする加工性の
   すぐれた溶融メッキ鋼板の製造法。