專利名稱：滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板的制作方法
技術領域：
本發明涉及滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板，它適用作用于汽車車體的防腐鋼板。
制造熱浸鍍鋅合金鋼板的方法被大致分成在電鍍溶液中浸沒原材料鋼板以便在鋼板表面上形成熱浸鍍層的方法以及對具有熱浸鍍層的鋼板進行合金化而形成熱浸鍍鋅合金層。
在電鍍浴中成形于鋼板表面上的熱浸鍍鋅層含有Zn與Fe的金屬間化合物(ζ，δ1，г)，通過合金化處理而形成的熱浸鍍鋅合金層的滑動性隨金屬間化合物的成分而變。因此，人們提出了各種方案，其中通過控制在合金化處理前形成的熱浸鍍鋅層的金屬間化合物的成分來改善熱浸鍍鋅合金鋼板的滑動性。
例如，日本專利申請公開號9-209106公開了一種合金化熱浸鍍鋅用鋼板及一種熱浸鍍鋅合金鋼板。此技術通過調整原材料鋼板的成分而形成滑動性令人滿意的熱浸鍍鋅合金層。但是，熱浸鍍鋅層的成分隨著電鍍法過程的操作條件的變化而改變并且影響到熱浸鍍鋅合金層的滑動性。因此，在日本專利申請公開號9-209106中公開的技術不能非常穩定地產生令人滿意的滑動性。
此外，日本專利申請公開號11-200004公開了一種滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板。該技術通過在熱浸鍍鋅合金層表面析出一主要含Ti及Al的晶體來制造兼備滑動性及耐剝離性的熱浸鍍鋅合金鋼板。不過，為了析出主要含Ti及Al的晶體，電鍍溶液必須含有Ti。但當電鍍溶液含有Ti時，形成了一種Ti-Al金屬間化合物(所謂的“渣”)并附著在熱浸鍍鋅層上，從鍍鋼板外觀角度出發，這是成問題的。
發明內容
因此，本發明的目的是解決上述問題并提供穩定獲得出色的滑動性的熱浸鍍鋅合金鋼板。
本發明人對滑動性出色的熱浸鍍鋅合金層進行了詳細研究。
尤其是，本發明人以各種熱浸鍍鋅合金鋼板為陽極并以一硫酸鋅-氯化鈉水溶液為電解液，根據恒電位電解法來電解熱浸鍍鋅合金層并對此時的電解行為進行研究。另外，本發明人對恒電位電解法所需的電荷量與滑動性之間的關系進行了研究，結果發現，在被浸入電解液時的電位小于一定值的情況下，在恒電位電解結束前的總電荷量小于一定值的場合下，滑動性是出色的在這些發現及進一步研究的基礎上，本發明人制定了本發明。
尤其是，本發明提供了一種加工性且尤其是滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板，其中在被浸入硫酸鋅-氯化鈉系電解液時對飽和氯化亞汞電極的電勢為小于或等于-850mV，或者，本發明提供一種加工性且尤其是滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板，其中根據恒電位電解法并在硫酸鋅-氯化鈉系電解液中在對飽和氯化亞汞電極的電勢為-940mV到-920mV的情況下進行電解時的流動電荷量小于或等于0.5C/cm2。
當電荷量小于或等于0.3C/cm2時，有更出色的滑動性。
當在恒電位電解期間所消耗的電荷量小于或等于0.5C/cm2時，熱浸鍍鋅合金鋼板在測定滑動性的各項試驗中顯示出令人滿意的特性。恒電位電解結束時刻被選定為電解電流密度歲著恒電位電解的進行而降低并達到5μA/cm2的時刻。滑動性測定試驗例如可以是是圓筒平底杯深沖試驗。如此進行硫酸鋅-氯化鈉電解液，即以熱浸鍍鋅合金鋼板為正極并且對飽和氯化亞汞電極的電位為-940mV到-920mV。電位被設定在-940mV到-920mV的理由是為了有選擇地電解熱浸鍍鋅合金層中的顯著影響滑動性的那部分。在硫酸鋅-氯化鈉電解液中進行電解是因為該電解液對熱浸鍍鋅合金層的化學溶解作用小并且很難受到形成于鍍鋅層表面上的氧化膜等的影響。當改變該電解液類型時，根據這種變化來改變有選擇地電解熱浸鍍鋅合金層中的顯著影響滑動性的部分的電位，并且必須通過初步試驗來確定這種改變。
通常，在熱浸鍍鋅合金鋼板被浸入電解液中時的電位越低，則在恒電位電解期間所流動的電荷量會越少。
圖1、2示出了一個恒電位電解裝置1的例子。電解裝置1以熱浸鍍鋅合金鋼板2(試樣)為陽極并例如以鉑環或鉑板為對極3(陰極)。這些元件都通過一鉑線5與電位設定裝置7相連。最好使用恒電位器來設定該電位，并且以飽和氯化亞汞電極、銀-氯化銀電極等參考電極(RE)為電位標準。
硫酸鋅-氯化鈉含水溶液被用作電解液6，它對熱浸鍍鋅合金層的化學溶解作用小并且很難受到形成于熱浸鍍鋅合金層表面上氧化膜等的影響。硫酸鋅和氯化鈉的濃度最好被分別控制在質量1％-50％及1％-30％。對本發明熱浸鍍鋅合金鋼板的制造方法沒有特殊規定，不過可以通過按照如日本專利申請公開號7-41925及10-130802所述方法來控制合金化條件并通過精確控制電鍍條件及合金化條件來制成。尤其是通過使鍍鋅層中的Al量比較高而控制在溫度比普通情況更高的高溫合金化條件下。
為了形成具有本發明熱浸鍍鋅合金鋼板的特征的熱浸鍍鋅合金層，下列條件是優選的鍍層單面鍍覆量40g/m2-60g/m2，鍍鋅層中的Fe質量9％-13％，Al質量0.20％-0.30％，Pb質量0.002％-0.2％，Mn質量0.001％-0.1％，Si質量0.001％-0.01％及P質量0.0001％-0.01％。Mn、Si及P不必同時都存在。
對于鋼種，沒有特殊限制，但最好是超低碳鋼(如C質量0.0020％；Si質量0.01％；Mn質量0.10％；P質量0.01％；Al質量0.030％；Ti質量0.025％；Nb質量0.010％)。尤其是，通過滿足質量百分比為0.0002％-0.015％的B和/或0.002％-0.015％的Sb，可以制造出其電鍍層的滑動性非常好的鋼板。
具有表1所示成分的超低碳鋼的試樣在轉爐中被熔融、連鑄成板坯。板坯如此被制成3.2毫米厚的熱軋板帶卷，即板坯加熱溫度為1150℃-1250℃，熱軋終軋溫度為920℃，卷取溫度為550℃。板帶卷在酸洗除氧化皮后接受冷軋，從而產生厚0.8mm的冷軋鋼板。表1
在連續熱浸鍍鋅鋼板生產線中，冷軋鋼板在790℃-830℃退火溫度下被制成熱浸鍍鋅合金鋼板。被浸入電鍍浴槽中的板溫為460℃-470℃，電鍍浴槽的溫度為460℃-470℃，合金化溫度為490℃-530℃。單面鍍覆量被設定為40g/m2-50g/m2并且使雙面鍍覆量相同地進行生產。
熱浸鍍鋅合金鋼板被沖壓成一個直徑為15mm的圓形，隨后在-930mV的對飽和氯化亞汞電極的電位下進行恒電位電解。20質量％的硫酸鋅-10質量％的氯化鈉水溶液被用作電解液。電流密度最終達到5μA/cm2地進行電解并且測定從電解開始起消耗的電量。電解大約耗時10分鐘-20分鐘。恒電位電解結束時刻被設定為電解電流密度降低到5μA/cm2的時候。但是，由于電流值在結束時刻附近較低，所以即使略低于上述電流值的值被判斷為是終點，也不影響電荷量測定并可以進行正確的評估。
分別以被沖成圓形的鋼板為試樣，測定試樣在上述電解液中相對飽和氯化亞汞電極的浸沒電位。
為了評估對比用的滑動性，傳統的防銹油以1.5g/m2的量被涂到該熱浸鍍鋅合金鋼板上，然后，該熱浸鍍鋅合金鋼板接受一個直徑為33mm的圓筒形平底杯的深沖試驗并確定極限拉延比。該極限拉延比的等級越低，則表示滑動性越好。該極限拉延比被分成以下等級等于或大于2.0％的極限拉延比為等級1，1.9％-2.0％為等級2，1.8％-1.9％為等級3，1.7％-1.8％為等級4，以及小于或等于1.7％為等級5。結果列于表2中。表2
其中，在電荷量小于0.5C/cm2的電鍍鋼板中，其滑動性都被評為等級3以下，與顯示出出色滑動性不同地，在電荷量大于0.5C/cm2的比較例中，滑動性變為更差的“等級5”。尤其是，電荷量小于或等于0.3C/cm2的電鍍鋼板顯示出令人非常滿意的“等級1”滑動性。
另外，所有顯示出小于或等于-850mV浸沒電位的鋼板顯示出令人滿意的“等級3”或更好的滑動性。
工業應用性本發明可以提供一種穩定獲得出色的滑動性的熱浸鍍鋅合金鋼板。
權利要求
1.一種加工性且尤其是滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板，其中，當在硫酸鋅-氯化鈉系的電解液中并根據恒電位電解法在-940mV到-920mV的對飽和氯化亞汞電極的電位下進行電解時，流動的電荷量小于或等于0.5C/cm2。
2.一種加工性且尤其是滑動性出色的熱浸鍍鋅合金鋼板，其中，在該熱浸鍍鋅合金鋼板被浸沒在硫酸鋅-氯化鈉系電解液中時的對飽和氯化亞汞電極的電位為小于或等于-850mV。
全文摘要
通過在鋼板表面形成熱浸鍍層并然后使鋼板合金化而獲得熱浸鍍鋅合金鋼板，它是被浸沒在硫酸鋅一氯化鈉系電解液中且電位為－850mV或更低的鋼板，或者，當在硫酸鋅－氯化鈉電解液中并根據恒電位電解法在－940mV到－920mV的電位下進行電解時，流動的電荷數量小于或等于0.5C/cm
文檔編號G01N33/20GK1443251SQ01813079
公開日2003年9月17日 申請日期2001年12月5日 優先權日2001年5月28日
發明者藤本京子, 志村真, 佐藤進, 飛山洋一 申請人:川崎制鐵株式會社