部、Zn-Fe合金相和含有Mn、Si、A1及Cr中的1種以上的氧化物的方 式形成上述混合層。另外,在上述混合層中,在形成微細晶粒的晶界處存在氧化物和Zn-Fe 合金相,Zn-Fe合金相以進入至所述基底金屬部中的形狀形成。
[0122] 如前所述,退火前的鋼板的組織通常為軋制原狀的組織,在多種情況下,由粒徑為 亞微米級的微細的晶粒構成。據此,為在混合層中的晶界處形成足夠量的"楔形的Zn-Fe合 金相",而將上述基底金屬部的微細組織規定為具有晶粒直徑為2 ym以下的微細晶粒的微 細組織。優選微細組織的粒徑為lum以下。再者,下限雖不需要特別的規定,但因需要存 在微細組織而規定為超過0 U m。
[0123] 混合層13比鋼板1及合金鍍層3脆。因此如果上述混合層的厚度超過10 ym,則 在彎曲加工時容易發生裂紋。所以,混合層的厚度優選為10 ym以內。
[0124] 為了確保充分的彎曲性,混合層的厚度更優選為5ym以內。
[0125] 為了得到充分的鍍層密合性,在沿著混合層和鍍層的界面,采用掃描式電子顯微 鏡以5000倍的倍率觀察10個視場以上的混合層時,優選在總觀察視場中的20%以上的視 場中觀察到1個以上的具有存在Zn-Fe合金相的晶界的微細晶粒。
[0126] 在觀察到具有存在Zn-Fe合金相的晶界的微細晶粒的視場的比例低于20%時,只 要在通常的設想汽車用內板的壓制加工的范圍,就能充分確保鍍層密合性,但在施加例如 設想汽車用外板這樣的更嚴格的彎曲~回彎加工或滑動加工的情況下,有鍍層密合性不足 的擔心,因有限定本發明的適用用途的可能性而是不優選的。
[0127] 再者,在進一步提高粘接強度時,優選通過降低合金化處理溫度,將鍍層的距表面 lym以下的區域即鍍層表層區域形成含有圖5所示那樣的不含所述氧化物的e相21的 Zn-Fe合金相。
[0128] 在Zn-Fe合金相中,由于G相比較軟質,不含上述氧化物,所以具有某種程度的變 形能。因此,在對鍍層表層負載應力時可某種程度地變形。所以,在用粘接材與其它部件粘 接時,與其它部件的粘接致密。
[0129] 再者,G相不含氧化物的理由雖然不清楚,但可以認為d相不是在合金化處理 時生成的,而在鍍液浸漬時通過從鋼板表面溶出到鍍液中的Fe和液中的Zn反應而作為含 有G相的Zn-Fe合金相而析出。
[0130] 接著,對本實施方式所涉及的鍍覆鋼板的制造方法進行說明。
[0131] 在本實施方式所涉及的鍍覆鋼板的制造中,具有以下工序:第1升溫工序,其在含 有0. 1體積%以上且50體積%以下的氫和剩余部分含有氮及不可避免的雜質并且露點為 超過一 30°C且20°C以下的氣氛中,將650°C~740°C之間的平均升溫速度即第1升溫速度 規定為〇. 2°C /秒以上且6°C /秒以下,對具有上述成分組成的鋼板進行加熱;第2升溫 工序,其在所述第1升溫工序之后,在所述氣氛中將所述鋼板從740°C加熱到750°C以上且 900°C以下的退火溫度;退火工序,其在所述第2升溫工序之后,在所述氣氛中在所述退火 溫度中將所述鋼板滯留30秒以上且300秒以下;冷卻工序,其在所述退火工序之后,對所述 鋼板進行冷卻;鍍鋅工序,其在所述冷卻工序之后,對所述鋼板進行熱浸鍍鋅;以及合金化 處理工序,其在所述鍍鋅工序之后,在420 °C~550°C的合金化處理溫度下對所述鋼板進行 合金化處理。
[0132] 所述退火優選在連續式熱浸鍍設備的全還原爐中進行。將鍍覆前的還原退火氣氛 規定為氫在氣氛氣體中所占的比例為〇. 1~50體積%,剩余部分包含氮及不可避免的雜質 的氣氛。如果氫低于〇. 1體積%,則不能使存在于鋼板表面的氧化膜充分還原,不能確保鍍 覆浸潤性。所以,將還原退火氣氛的氫量規定為〇. 1體積%以上。
[0133] 如果還原退火氣氛中的氫超過50體積%,則露點(與水蒸汽分壓PH 20對應)過 于上升,需要導入防止結露的設備。新設備的導入導致生產成本的上升,因此將還原退火氣 氛的氫量規定為50體積%以下。優選為0. 1體積%以上且40體積%以下。
[0134] 將退火還原氣氛的露點規定為超過一 30°C且20°C以下。如果為一 30°C以下,則 難以確保使Si、Mn等易氧化性元素在鋼中進行內部氧化所需的氧勢。優選為一 25°C以上。 另一方面,如果超過20°C,則流通還原氣體的配管的結露變得顯著,難以穩定地控制氣氛, 因此將露點規定為20°C以下。優選為15°C以下。
[0135] 另外,優選將還原退火氣氛的log(PH20/PH2)調至0以下。如果提高log(PH 20/PH2) 則促進合金化,但如果超過〇則不能使退火前在鋼板表面生成的氧化膜充分還原。其結果 是,不能確保鍍覆浸潤性,所以將l〇g(PH 20/PH2)的上限規定為0。更優選為一 0. 1以下。
[0136] 還原退火氣氛的成分組成及露點以及鋼板的加熱速度及退火溫度對于在混合層 中的形成微細晶粒的晶界處存在氧化物和Zn-Fe合金相、并形成所述混合層中的Zn-Fe合 金相進入至所述基底金屬部中的混合層是重要的。
[0137] 在還原退火氣氛中,將650°C~740°C之間的平均升溫速度即第1升溫速度規定為 0. 2°C /秒以上且6°C /秒以下進行加熱(第1升溫工序)。此外,在第1升溫工序之后,在 氣氛中,將所述鋼板從740°C加熱到750°C以上且900°C以下的退火溫度(第2升溫工序)。 如果第1升溫速度(加熱速度)超過6°C/秒則升溫速度過快,在充分進行內部氧化之前鋼 板內部的晶粒粗大化,得不到本發明所需要的組織形態。因此,將第1升溫速度規定為6°C/ 秒以下,優選為4°C /秒以下。從生產率的觀點出發,下限優選為0. 2°C /秒以上。
[0138] 第2升溫工序中的升溫速度不需要特別限定,但從生產率的觀點出發,優選為 0. 2°C/秒以上且設備能力上限以下。通過如上所述控制直到740°C的加熱速度,由于在擴 散速度快的鐵素體相內進行內部氧化,所以在相變之前,在通過后道工序進行鍍覆時成為 混合層的區域中生成氧化物。因此,認為可生成上述混合層。
[0139] 在第2升溫工序之后,進行在750°C以上且900°C以下的退火溫度下滯留30秒以 上且300秒以下的退火(退火工序)。這里,所謂滯留,不只是意味為等溫保持,也可以有該 溫度區內的溫度變化。如果退火溫度低于750°C,則在不能使退火前生成于鋼板表面的氧化 膜充分還原,有時不能確保鍍覆浸潤性。如果退火溫度超過900°C,則壓制成形性劣化,而且 加熱所需的熱量增大,導致制造成本上升。此外在退火溫度為900°C以上時,容易使晶粒顯 著地粗大化,因此有一旦形成于鋼板表面的微細組織消失的顧慮。因此,將退火溫度規定為 750°C以上且900°C以下。優選的退火溫度為760°C以上且880°C以下。
[0140] 在退火工序之后,進行冷卻(冷卻工序)。冷卻速度沒有特別的限定,但從材質的 觀點出發,優選將740°C~650°C的平均冷卻速度規定為0. 5°C /秒以上。此外,如果將冷 卻速度的上限規定為20°C /秒,則在后道的鍍覆時成為混合層的區域的晶界處容易產生成 分偏析,后面容易生成混合層。因此,優選將740°C~650°C的平均冷卻速度規定為0. 5°C / 秒以上且20°C /秒以下。進一步優選為15°C /秒以下,更優選為6°C /秒以下。
[0141] 作為本實施方式所涉及的鍍覆鋼板,對退火后進行了冷卻的鋼板進行用于形成鍍 層的熱浸鍍鋅(鍍鋅工序)。熱浸鍍鋅優選采用含有0.01~1.00%的A1的鍍鋅液、在 430~500 °C的液溫下進行。
[0142] 如果A1低于0. 01%,則在鍍液中Zn-Fe合金層急劇生長,根據鋼種而使鍍層中的 Fe濃度過于增高等,有時僅在浸漬時間不能形成所希望的鍍層。此外,有鍍液中的底部浮渣 的生成量增大,產生起因于浮渣的表面缺陷,產生鋼板外觀不良的擔心。
[0143] 另一方面,如果A1超過1. 00%,則A1抑制Zn-Fe合金化反應的效果顯著,因此為 了進行Zn-Fe反應而需要降低生產線速度,使生產率劣化。
[0144] 在鍍鋅液的液溫低于430°C時,由于鋅的熔點為大約420°C,所以液溫控制不穩 定,有鍍液部分凝固的擔心。如果液溫超過500°C,則使沉沒輥及鋅罐等設備的壽命縮短。 所以,鍍鋅液的液溫優選為430~500°C,更優選為440~480°C。
[0145] 鍍層附著量沒有特別的限制,但從耐蝕性的觀點出發,優選單面附著量為1 ym以 上。此外,從加工性、焊接性及經濟性的觀點出發,優選單面附著量為20 ym以下。
[0146] 合金化處理在420~550 °C下進行(合金化處理工序)。如果合金化處理溫度低 于420°C,則使進行合金化延遲,有在鍍層表層上殘留Zn層的可能性。優選為450°C以上。 另一方面,如果合金化處理溫度超過550°C,則合金化過于發展,在鍍覆鋼板界面處脆性的 r相加厚,因此加工時的鍍層密合力下降。
[0147] 關于合金化處理,優選將從420°C到460°C的平均升溫速度規定為20°C /秒以上且 100°C /秒以下,將從460°C到合金化處理溫度的平均升溫速度規定為2°C /秒以上且40°C / 秒以下。
[0148] 通過以這樣的升溫速度進行加熱,容易在鍍層表層形成G相。
[0149] 但是,在合金化處理溫度為460°C以下的情況下,只要將從420°C到合金化處理溫 度的平均升溫速度規定為20°C /秒以上且100°C /秒以下即可。
[0150] 在為了提高與其它部件的粘接強度而在鍍層表層形成G相的情況下,優選將合 金化處理溫度規定為420°C以上且500°C以下。在超過500°C時,G相不穩定,分離成S1 相和Zn相。
[0151] 另外,優選具有在第1升溫工序之前進行強力磨削的強力磨削工序。通過進行強 力磨削,能夠使混合層中的基底金屬微細晶粒的粒徑更細。
[0152] 關于強力磨削的條件,優選將磨削量規定為0. 01g/m2~3. 00g/m2的范圍。在磨削 量低于〇. 〇lg/m2時,沒有發現通過強力磨削使基底金屬晶粒更微細化的效果。此外在磨削 量超過3. 00g/m2時有對外觀產生不良影響的可能性。而且,即使實施強力磨削,通過強力 磨削賦予的基底金屬的粗糙度也通過其后的退火~熱浸鍍鋅被平滑化。也就是說,如果按 本申請形成混合層,則如圖1所示鋼板的Fe向鍍鋅中擴散,鐵-鍍層界面向鍍層一側移動, 因此即使實施強力磨削,也不會以強力磨削后的原狀保持鋼板表面的凹凸(粗糙度)。
[0153]此外,由于通過強力磨削使鋼板表面接受強的剪切加工,產生塑性變形,所以導入 大量的位錯,使原子的擴散速度提高。其結果是,認為鐵素體相內的內部氧化進一步進行。
[0154]再者,在本發明的鍍覆鋼板上以改進涂裝性、焊接性的目的而實施上層鍍覆以及 實施各種化學轉化處理、例如磷酸鹽處理、提高焊接性的處理、提高潤滑性的處理等并不脫 離本發明。
[0155] 實施例
[0156]接著