[发明专利]合金化热浸镀锌钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金化热浸镀锌钢板以及其制造方法。更详细而言，涉及可以应用作为汽车领域、家电领域、以及建材领域的构件的、具备镀层润湿性以及镀层密合性优异的合金化热浸镀锌层的、具有590MPa以上的拉伸强度的高强度的合金化热浸镀锌钢板、以及其制造方法。

背景技术

在汽车领域、家电领域、以及建材领域的构件中，使用赋予防锈性的表面处理钢板，其中，使用可以廉价地制造并且防锈性优异的合金化热浸镀锌钢板。

通常，合金化热浸镀锌钢板使用连续式热浸镀锌设备，用以下的方法制造。首先，使用对板坯进行了热轧、冷轧或者热处理的薄钢板，以母材钢板表面的清洗为目的，在前处理工序中进行脱脂和/或酸洗，或者省略前处理工序，在预热炉内燃烧去除母材钢板表面的油分，然后进行加热，进行再结晶退火。对于进行再结晶退火时的气氛，由于在进行后面的镀覆处理时Fe的氧化物阻碍镀覆层与母材钢板的润湿性、镀覆层与母材钢板的密合性，因此在Fe的还原性气氛中进行加热。再结晶退火之后，连续地在Fe的还原性气氛中将钢板冷却至适于镀覆的温度而不与大气接触，通过浸渍于熔融锌浴中来进行热浸镀锌处理。进行热浸镀锌处理之后，直接用氮气进行吹扫(Wiping)从而控制镀覆附着量，然后通过进行加热从而使Fe与Zn进行合金化反应，从而使合金化热浸镀锌层形成于母材钢板上。

近年来，尤其是在汽车领域中，为了兼具冲撞时保护乘客的功能、和以提高燃烧消耗率为目的的轻量化，增加通过含有C、Si、Mn的比较的廉价的元素从而提高母材钢板的强度的高强度钢板的使用。作为挑选强度，具有590MPa以上的拉伸强度是主流的。

然而，在含有Si、Mn的高强度合金化热浸镀锌钢板中，再结晶退火时，Si、Mn是比Fe更易氧化性的元素，因此在以往的Fe还原性气氛中加热时，钢板表面的Si、Mn氧化，进而从该钢板内部向表面热扩散的Si、Mn在该表面氧化，在该表面Si、Mn的氧化物富集。在该表面Si、Mn氧化物富集时，在将该钢板浸渍到熔融锌浴中的过程中，阻碍熔融锌与母材钢板的接触，因此合金化热浸镀锌层的镀层润湿性、镀层密合性降低。镀覆层的润湿性降低时，产生不镀缺陷，存在外观不良、防锈性的降低的问题。镀层的密合性降低时，存在压制成型时镀层剥离、防锈性的降低、按压瑕疵等外观不良的问题。

进而存在在含有C的高强度合金化热浸镀锌钢板中，在再结晶退火中C存在于母材钢板的晶界、晶粒内时，在将钢板浸渍到熔融锌浴中之后的Fe-Zn的合金化反应的过程中，阻碍熔融锌与母材钢板的该反应，镀层的密合性降低的问题。进而还存在合金化反应后的合金化热浸镀锌层中含有C，从而降低镀层的韧性，在压制成型时镀层容易剥离的问题。

进而，对于高强度合金化热浸镀锌钢板，伴随母材钢板的强度增加的韧性降低，与之相应，压制成形时的压制载荷大，在成形时来镀覆层受到的来自模具的剪切应力增加，因此镀覆层容易从与母材钢板的界面剥离，防锈性降低、产生按压瑕疵等外观不良的问题。

作为由前述的退火时的Si、Mn的氧化物的富集引起的问题的对策，以往也公开了各种技术。

作为关注于抑制Si、Mn的氧化物的富集的技术，专利文献1中示出，在Fe的氧化气氛中进行退火以使钢板表面的氧化膜的厚度成为然后，在包含氢气的炉内气氛中还原Fe，进行镀覆的方法。此外，专利文献2中示出，将钢板表面的Fe氧化之后，控制还原炉内的氧势，从而在将Fe还原的同时使Si进行内部氧化、抑制Si氧化物的表面富集，然后进行镀覆的方法。然而，在这些技术中，存在还原时间若过长则引起Si的表面富集，还原时间若过短则在钢板表面残存Fe的氧化膜，因此对于镀覆层的润湿性以及镀覆层密合性的消除不充分的问题。进而，产生在退火炉内在钢板表面形成Fe氧化物时，Fe氧化物堆积在炉内辊上，伴随堆积物的增加、在钢板产生按压瑕疵、外观降低的所谓辊印(roll pick up)的问题。

专利文献3中示出用全辐射管(all radiant tube)型的退火炉提高气氛的氧势，使Si、Mn内部氧化，抑制在表面的Si、Mn氧化物的富集的技术。此外，专利文献4、5中示出提高氧势的方法、严密地控制其条件从而抑制Fe氧化物与Si、Mn氧化物两者的表面富集然后进行镀覆的方法。然而，这些技术对Si、Mn氧化物的富集的抑制均不充分。此外，具有形成于母材钢板表面的Si、Mn的内部氧化物在母材钢板的内部的表面附近存在，因此使母材钢板的韧性降低，不能压制成型的问题；在压制成型时镀覆层受到剪切应力时，镀覆层从存在内部氧化物的母材钢板的内部的表面附近剥离的问题。