熱浸鍍鋅鋼板及其製造方法

2023-05-28 18:10:46 3

熱浸鍍鋅鋼板及其製造方法
【專利摘要】本發明提供一種即使在基材鋼板含有Si和Mn的情況下鍍覆潤溼性及鍍覆密合性也優異的熱浸鍍鋅鋼板以及其製造方法。本發明的熱浸鍍鋅鋼板包含：含有Si、Mn和其它規定的成分的基材鋼板；和形成於該基材鋼板的至少一個表面上的熱浸鍍鋅層。對於該基材鋼板，表示從該基材鋼板與該熱浸鍍鋅層的界面至深度50μm的表面層的平均硬度的HA的值、表示距離該界面的深度超過50μm的深部的平均硬度的HB的值滿足以下關係式(1)～(3)：50≤HA≤500…(1) 50≤HB≤500…(2) 0.5≤HA/HB≤0.9…(3)。
【專利說明】熱浸鍍鋅鋼板及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱浸鍍鋅鋼板及其製造方法，更詳細而言，涉及鍍覆潤溼性（plating wettability)及鍍覆密合性（platingadhesiveness)優異、並且在汽車領域、家電領域、 或建材領域中能作為產品的構件應用的熱浸鍍鋅鋼板、以及其製造方法。

【背景技術】
[0002] 作為汽車領域、家電領域、或建材領域的產品的構件，通常使用賦予了防鏽性的表 面處理鋼板。其中，由於熱浸鍍鋅鋼板不僅防鏽性優異而且廉價，因此被大量使用。
[0003]通常情況下，熱浸鍍鋅鋼板一般通過以下方法來製造。
[0004]第一，準備通過對板坯實施熱軋處理、冷軋處理、熱處理得到的薄鋼板作為基材鋼 板（母材）。第二，在以清洗該基材鋼板的表面為目的的前處理工序中進行脫脂和/或酸 洗，或者，在不進行該前處理工序的情況下將基材鋼板導入預熱爐內，由此將存在於該基材 鋼板的表面上的油分燃燒去除。第三，通過在加熱爐（退火爐）中將基材鋼板加熱至高溫 來進行再結晶退火。第四，通過將得到的基材鋼板浸漬於熱浸鍍鋅浴中來實施熱浸鍍鋅處 理。需要說明的是，基材鋼板在浸漬於熱浸鍍鋅浴中之前，冷卻至適於鍍覆的溫度。
[0005]這裡，對熱處理氣氛進行說明。進行上述的再結晶退火時的處理氣氛設定為Fe還 原性氣氛。由此，可以抑制Fe氧化物產生，防止或抑制在後續的熱浸鍍鋅處理時Fe氧化物 使鍍覆潤溼性及鍍覆密合性惡化。另外，上述熱浸鍍鋅處理的處理氣氛亦與再結晶退火同 樣地設定為Fe還原性氣氛。由此，能夠在不暴露於大氣等氧化性氣氛的情況下連續地製造 熱浸鍍鋅鋼板。
[0006]需要說明的是，在如上所述的能夠連續製造的連續式熱浸鍍鋅設備中，用於進行 再結晶退火的加熱爐的類型有：DFF(直火式）、NOF(無氧化式）、能將爐內的處理氣氛整體 設定為Fe還原性氣氛的全輻射管式（全還原式）和它們的組合等。目前，以操作容易的觀 點、在加熱爐內不容易發生粘棍（rollpickup)的觀點、以及能以更低成本製造高品質的 鍍覆鋼板的觀點為理由，將加熱爐設定為全輻射管式的連續式熱浸鍍鋅設備成為主流。
[0007]然而，近年來，特別是在汽車領域，在熱浸鍍鋅鋼板中，通過使基材鋼板的材料含 有Si和Mn之類的元素而使該基材鋼板高強度化了的熱浸鍍鋅鋼板的使用日益增加。這是 為了滿足汽車領域中兼顧以衝撞時保護乘客為目的的構件的高強度化和以提高燃油經濟 性為目的的構件的輕質化的需要。
[0008] 然而，Si和Mn與Fe相比是易氧化性的元素，因此，存在如下問題：由於全輻射管 式的加熱爐中的用於再結晶退火的加熱，儘管處理氣氛為Fe還原性氣氛，但基材鋼板中所 含的Si和Mn仍會發生氧化。具體而言，在再結晶退火的過程中，存在於基材鋼板的表面上 的Si和Mn以高概率被氧化，此外，熱擴散的Si和Mn亦在基材鋼板的表面附近被氧化，其 結果，Si和Mn的氧化物在鋼板的表面層慢慢富集。而且，在Si和Mn的氧化物在基材鋼板 的表面層富集的情況下，在後續的熱浸鍍鋅處理中將基材鋼板浸漬於熔融鋅浴中時，暴露 在該基材鋼板的表面的Si的氧化物和Mn的氧化物會阻礙熔融鋅與基材鋼板的接觸，因此 成為鍍覆潤溼性惡化的原因，並且成為阻礙鍍覆料向基材鋼板密合的原因。
[0009] 作為公開的用於抑制如上所述的Si和Mn的氧化物富集的技術的文獻，可舉出以 下所示的文獻。
[0010] 專利文獻1公開的是，在熱浸鍍鋅處理之前，首先，對基材鋼板實施氧化處理以使 形成於表面的氧化膜的厚度達到400?丨0000A，接著，在包含氫的爐內氣氛中對Fe進行 還原。另外，專利文獻2公開的是，在熱浸鍍鋅處理之前，首先，對基材鋼板的表面部分進行 氧化，接著，通過調節決定還原爐內的處理氣氛的氧勢，控制Fe的還原和Si在鋼板內部的 氧化（內部氧化）兩者。
[0011] 這2件文獻中公開的技術是著眼於再結晶退火過程而完成的。這裡，如果用於Fe 的還原的時間（還原時間）過長，則雖然可以進行Fe的氧化膜的去除，但另一方面，會引起 基材鋼板的表面層中的Si的氧化物的富集，另外，如果還原時間過短，則在基材鋼板的表 面部殘留Fe的氧化膜。而且，考慮到實際上通過氧化處理而形成於基材鋼板的表面的氧化 膜的厚度不均勻時，存在僅通過調節如上所述的還原時間的技術不能充分改善鍍覆密合性 的課題。進而，在通過氧化處理而形成的Fe氧化膜過厚的情況下，會發生該氧化物從基材 鋼板剝離並附著在配置於爐內的輥的表面的情況（粘輥）。在這種情況下，還存在附著於輥 表面的氧化物的外形轉印到後續的鋼板的表面而損害品質的課題（外觀瑕疵）。
[0012] 另外，專利文獻3、4、及5公開的技術是，以解決由使Fe氧化引起的上述課題、並且 抑制所述Si和Mn的氧化物的富集為目的，在熱浸鍍鋅處理之前，在全輻射管式加熱爐中的 再結晶退火中，將決定處理氣氛的氧勢提高至Si和Mn發生內部氧化的程度。
[0013] 同樣地，專利文獻6、7、8、及9公開的是調節用於加熱爐的處理氣氛的技術。
[0014] 然而，在專利文獻3?9公開的技術中，在使氧勢過高的情況下，雖然Si和Mn能 發生內部氧化，但連Fe也發生了氧化，其結果，發生與上述問題同等的問題。另一方面，在 將氧勢提高至Fe不發生氧化的程度的情況下，Si和Mn的內部氧化變得不充分，其結果，Si 和Mn的氧化物在基材鋼板的表面層富集。因而，不管在哪種情況下，都存在不能精度良好 地調節決定處理氣氛的氧勢的問題。因此，無法通過這些技術可靠地製造具有均勻的品質 的熱浸鍍鋅鋼板。
[0015] 進而，作為用於抑制Si和Mn的氧化物的富集的技術的其它例子，可舉出採用在如 上所述的一般的熱浸鍍鋅的製造方法中進一步增加必要的工序的手段的技術。例如，專利 文獻10公開的是在熱浸鍍鋅處理之前進行2次退火的技術。根據上述技術，在進行第一次 退火後，只要酸洗去除在基材鋼板的表面上生成的Si的氧化物（表面富集物），在第二次 退火時，就可以抑制表面富集物的生成。然而，在基材鋼板中的Si濃度高的情況下，通過酸 洗不能充分去除表面富集物，其結果，存在不能充分改善鍍覆潤溼性及鍍覆密合性的問題。 進而，需要新增為了去除Si的表面富集物而用於進行2次退火的設備和用於進行酸洗的設 備，因此，還存在設備成本增加、進而生產成本也增加的問題。
[0016] 進而，作為用於抑制所述Si和Mn的氧化物的富集的技術的其它例子，可舉出在鍍 覆工序之前在熱軋工序中使其內部氧化的技術。例如，專利文獻11公開的技術是，在用連 續式熱浸鍍鋅設備製造熱浸鍍鋅鋼板時，在熱軋工序中調節氧勢，由此使薄鋼板（基材鋼 板）中的Si內部氧化。然而，在上述技術中，在熱軋工序之後的冷軋工序中進行基材鋼板 的軋制時，內部氧化層也同時被軋制，從而該內部氧化層的厚度尺寸變小，因此，結果在後 續的再結晶退火過程中Si的氧化物在基材鋼板的表面層富集。因而，存在如下問題，即便 通過該技術也不能充分改善鍍覆潤溼性及鍍覆密合性。進而，該技術還存在如下問題，在熱 軋工序中使Si內部氧化的同時會形成Fe的氧化物，如先前所述，因Fe的氧化物剝離而損 害所製造的鋼板的品質。
[0017] 需要說明的是，在含有Si和Mn的熱浸鍍鋅鋼板中，並不限於上述的問題（舉出專 利文獻1?11為例說明的問題），由於基材鋼板的強度（硬度）得到提高，因此，存在基材 鋼板的加工性（例如延展性）比不含有Si和Mn的熱浸鍍鋅鋼板差的根本問題。這裡，如 果基材鋼板的延展性低，則例如，即使熱浸鍍鋅層與基材鋼板的接觸良好，在對熱浸鍍鋅鋼 板實施加工（例如壓製成形）時，基材鋼板本身或在基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面也會產 生裂紋、熱浸鍍鋅層容易從基材鋼板剝離。即，要求改善含有Si和Mn的熱浸鍍鋅鋼板的鍍 覆密合性，達到不含有Si和Mn的熱浸鍍鋅鋼板所要求的鍍覆密合性以上的水平。
[0018] 現有技術文獻
[0019] 專利文獻
[0020] 專利文獻1 :日本特開昭55-122865號公報
[0021] 專利文獻2 :日本特開2001-323355號公報
[0022] 專利文獻3 :日本特開2008-007842號公報
[0023] 專利文獻4 :日本特開2001-279412號公報
[0024] 專利文獻5 :日本特開2009-209397號公報
[0025] 專利文獻6 :日本特開2011-111670號公報
[0026] 專利文獻7 :日本特開2005-060743號公報
[0027] 專利文獻8 :日本特開2006-233333號公報
[0028] 專利文獻9 :國際公開第2013/047804號公報
[0029] 專利文獻10 :日本特開2010-196083號公報
[0030] 專利文獻11 :日本特開2000-309847號公報


【發明內容】

[0031] 發明要解決的問題
[0032] 本發明的主要課題在於，提供一種即使在基材鋼板含有Si和Mn的情況下鍍覆潤 溼性及鍍覆密合性也優異的熱浸鍍鋅鋼板以及其製造方法。
[0033] 這裡，術語"熱浸鍍鋅鋼板"是指具備鍍覆層（以下稱為"熱浸鍍鋅層"）的表面 處理鋼板，所述鍍覆層是經由使用有含有鋅作為主要成分的熔融物的鍍覆處理（以下稱為 "熱浸鍍鋅處理"）而形成的。
[0034] 另外，術語"鍍覆潤溼性"是指處於熔融狀態的鍍覆料（熔融鋅）在基材鋼板（母 材）的表面上非濺開地鋪展的性質。詳細而言，該鍍覆潤溼性可通過觀察固-液界面的狀 態（接觸角）進行評價，在本發明中，在對熱浸鍍鋅鋼板進行壓製成形時，根據得到的鋼板 是否發生評價為未鍍覆缺陷（外觀不良、防鏽性不良等）的程度的鍍層剝離來進行評價。例 如，在實施了壓製成形的熱浸鍍鋅鋼板產生外觀不良的情況下，被評價為"鍍覆潤溼性差"。
[0035] 術語"鍍覆密合性"是指處於固化了的狀態的鍍覆材料（熱浸鍍鋅層）與基材鋼板 (母材）以面接觸的狀態相互附著的狀態或想要維持該狀態的性質。詳細而言，該鍍覆密合 性可通過觀察固-固界面的狀態來進行評價，在本發明中，在使用模具對熱浸鍍鋅鋼板進 行壓製成形時，根據是否能確認到從該鋼板剝離的熱浸鍍鋅層的一部分成為粉末而粘著在 該模具的表面（所謂的粉化）來進行評價。例如，在能確認到粉化的情況下，會給通過後續 的壓製成形而得到的鋼板帶來外觀不良，或帶來模具的滑動性惡化，因此，被評價為"鍍覆 密合性差"。需要說明的是，可以根據日本工業標準的JISH0401 :2007的"熱浸鍍鋅試驗 方法"（相當於國際標準的ISO1460 :1992)來評價鍍覆密合性。
[0036] 需要說明的是，對於本發明的其它課題，只要是本領域技術人員，就能用自己的技 術常識並通過參照本說明書的記載而充分理解。例如，提供用於製造鍍覆潤溼性及鍍覆密 合性優異的熱浸鍍鋅鋼板的方法、以及提供加工性優異的含有Si和Mn的熱浸鍍鋅鋼板之 類的課題也包含在本發明的課題中。
[0037] 用於解決問題的方案
[0038] 為了解決上述課題，本發明人等著眼於構成熱浸鍍鋅鋼板的熱浸鍍鋅層與基材鋼 板的界面附近的基材鋼板的硬度對鍍覆潤溼性及鍍覆密合性帶來的影響進行了潛心研宄， 結果發現，即使在該基材鋼板含有Si和Mn的情況下，通過用規定的參數規定基材鋼板的硬 度，可以提供加工性優異的熱浸鍍鋅鋼板。另外，本發明人等著眼於用於製造上述熱浸鍍鋅 鋼板的製造條件進行了潛心研宄，結果發現，通過規定用於製造熱浸鍍鋅鋼板的設備具備 的輻射管式的加熱爐和均熱爐的處理氣氛（尤其是供給這些爐內的二氧化碳和一氧化碳 的分壓比）應該滿足的條件，可以提供用於以均勻品質連續製造鍍覆潤溼性及鍍覆密合性 優異的熱浸鍍鋅鋼板的方法。
[0039] 即，本發明的要點如下所述。
[0040] (A1) -種熱浸鍍鋅鋼板，其包含基材鋼板和形成於所述基材鋼板的至少一個表面 上的熱浸鍍鋅層，其特徵在於，
[0041] 所述基材鋼板以質量％計含有：
[0042] C :0? 05%以上且為0? 50%以下、
[0043] Si :0? 1%以上且為3. 0%以下、
[0044] Mn :0? 5%以上且為5. 0%以下、
[0045] P :0? 001%以上且為0? 5%以下、
[0046] S :0? 001%以上且為0? 03%以下、
[0047] A1 :0? 005%以上且為1. 0%以下、以及
[0048] 選自11、唚、0、]?〇、附、(：11、21'、￥、1、8、0&和稀土元素1?]\1中的1種或2種以上的 元素：分別為〇%以上且為1%以下，
[0049] 餘量由Fe及不可避免的雜質組成，並且，
[0050] 對於所述基材鋼板，表示從該基材鋼板與所述熱浸鍍鋅層的界面至深度50ym的 表面層的平均硬度的Ha的值、表示距離所述界面的深度超過50ym的深部的平均硬度的Hb 的值滿足以下所有關係式（1)?（3)，
[0051] 50 彡HA彡 500 ? ? ? (1)
[0052] 50 彡HB彡 500 ? ? ? (2)
[0053] 0?5 <HA/HB< 0? 9 ? ? ? (3)。
[0054] (A2)根據（A1)的熱浸鍍鋅鋼板，其中，分別表示所述基材鋼板的表面層的C、Si、 及Mn的以質量％計的含有率的We00、WSiw、及Wto00與分別表示所述基材鋼板的深部的C、Si、及Mn的以質量％計的含有率的Wcte)、WSite)、及W^B)滿足下述所有關係式⑷?（6)。
[0055] 0? KWC(A)/WC(B)<0?5 ? ? ? (4)
[0056] 0?1 彡WSi(A)/WSi(B)彡0?5 ? ? ? (5)
[0057] 0?1 彡彡0?5 ? ? ? (6)
[0058] (A3)根據（A1)或（A2)的熱浸鍍鋅鋼板，其中，所述基材鋼板含有分別為 0.0001%以上且為1%以下的選自11、恥、0、]\1〇、附、(：11、21'、￥、1、8、〇3和稀土元素1?]\1中 的1種或2種以上的元素。
[0059] (A4)根據（A1)?（A3)中任一項的熱浸鍍鋅鋼板，其中，所述熱浸鍍鋅層具有 1ym以上且為30ym以下的範圍內的厚度，並且，含有4質量％以上且為14質量％以下的 Fe和0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，而且餘量由Zn及不可避免的雜質組成。
[0060] (B1)-種用於製造熱浸鍍鋅鋼板的方法，其特徵在於，其通過對基材鋼板實施熱 浸鍍鋅處理來製造熱浸鍍鋅鋼板，
[0061] 所述基材鋼板是經由鑄造工序、熱軋工序、酸洗工序、冷軋工序、退火工序和均熱 保持工序而得到的，並且，以質量％計含有：
[0062] C :0? 05%以上且為0? 50%以下、
[0063] Si :0? 1%以上且為3. 0%以下、
[0064] Mn :0? 5%以上且為5. 0%以下、
[0065] P :0? 001%以上且為0? 5%以下、
[0066]S :0? 001%以上且為0? 03%以下、
[0067]A1 :0? 005%以上且為1. 0%以下、以及
[0068]分別為0%以上且為 1% 以下的選自Ti、Nb、Cr、Mo、Ni、Cu、Zr、V、W、B、Ca*#± 元素REM中的1種或2種以上的元素，餘量由Fe和不可避免的雜質組成，
[0069] 所述退火工序及所述均熱保持工序在具備作為加熱爐的全輻射管式的加熱爐和 均熱爐的連續式熱浸鍍鋅設備中實施，
[0070] 所述退火工序以滿足以下加熱爐條件的方式實施，
[0071] 加熱溫度：表示將經由所述冷軋工序而得到的冷軋鋼板在所述加熱爐內進行加熱 時該冷軋鋼板到達的最高溫度的板溫TQ[°C]為溫度Tjr]以上且為溫度T2[°C]以下的 範圍內；
[0072] 加熱時間：所述加熱爐中的加熱時間SQ[秒]為時間Si[秒]以上且為時間S2[秒] 以下的範圍內；以及，
[0073] 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，所述加熱爐內的二氧化碳 的分壓值除以一氧化碳的分壓值而得到的值的對數值即l〇g(PC02/PC0)顯示為-2以上且 為1以下的範圍內的值；
[0074] 這裡，所述溫度1\和T 2、以及所述時間SJP S 2的定義如下，
[0075] T1:滿足使用了分別表示距離所述冷軋鋼板的表面超過50ym的深部的Si和Mn的 以質量％計的含有率的WSi(B#Wtote)的下述關係式（7)的溫度[°C]:
[0076]I\=500-50XWSi(B)-20XWto(B)? ? ? (7);
[0077] T2:滿足使用了對應於所述冷軋鋼板的相變點Ae3的溫度TAe3[°C]的下述關係式 (8)的溫度[°C]:
[0078]T2=TAc3+40 ? ? ? (8);
[0079]S1:滿足使用了所述冷軋鋼板的所述深部的Si含有率WSi(B)[質量％ ]及此含有 率Wto(B)[質量％ ]的下述關係式（9)的時間[秒]:
[0080] S1= 50+20XWSi(B)+10XWto(B) ? ? ? (9);
[0081]並且，
[0082] S2:滿足使用了表示所述冷軋鋼板的所述深部的C含有率的[質量％ ]的下述 關係式（10)的時間[秒]:
[0083] S2= 200+1000Xffc(B) ? ? ? (10)；
[0084]並且，
[0085] 所述均熱保持工序以滿足以下均熱爐條件的方式實施，
[0086] 均熱保持時間：所述冷軋鋼板被保持在所述均熱爐中的時間為100秒以上且為 600秒以下的範圍內；以及
[0087] 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，所述均熱爐內的 log(PC02/PC0)的值顯示為-5以上且低於-2的範圍內；
[0088]並且，
[0089] 在所述鍍覆工序中，在所述基材鋼板的表面上，以厚度為1ym以上且為30ym以 下的方式形成熱浸鍍鋅層，所述熱浸鍍鋅層含有4質量％以上且為14質量％以下的Fe和 0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，餘量由Zn及不可避免的雜質組成。
[0090] (B2)根據（B1)所述的方法，其中，在實施所述熱浸鍍鋅處理時，經由所述均熱保 持工序而得到的基材鋼板被浸漬在含有0. 05質量％以上且為0. 20質量％以下的A1的熱 浸鍍鋅浴中，然後，加熱至450°C以上且為560°C以下的範圍內的加熱溫度，由此實施合金 化處理。
[0091] 發明的效果
[0092] 根據本發明，可以提供即使在基材鋼板含有Si和Mn的情況下鍍覆潤溼性及鍍覆 密合性也優異的熱浸鍍鋅鋼板以及其製造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0093] 圖1是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)及通過其它製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（比較例C1?C7、 Cll、C29?C35、C38、C40?C50、C52、C53、C56)的基材鋼板的表面部的維氏硬度HA和深 部的維氏硬度馬的關係的圖表。
[0094] 圖2是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)及通過其它製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（比較例C1?C56) 的基材鋼板的表面部的維氏硬度HA和表面部的維氏硬度HA相對於深部的維氏硬度HB之比 (HA/HB)的關係的圖表。
[0095] 圖3是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)的基材鋼板的表面部相對於深部的C含有率比（WC(A)/WC(B))的值 和Si含有率比（WSi00/WSite))的值的關係的圖表。
[0096] 圖4是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)的基材鋼板的表面部相對於深部的C含有率比（WC(A)/WC(B))的值 和Mn含有率比（W^^/W^^)的值的關係的圖表。
[0097] 圖5是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)的熱浸鍍鋅層的厚度[ym]和熱浸鍍鋅層的Fe含有率[質量％] 的關係的圖表。
[0098] 圖6是表示關於通過本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法製造的熱浸鍍鋅鋼板（實 施例A1?A72、B1?B36)的熱浸鍍鋅層的厚度[ym]和熱浸鍍鋅層的A1含有率[質量％ ] 的關係的圖表。
[0099] 圖7是表示依照本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法（實施例A1?A72、B1?B36) 及其它製造方法（比較例C1?C8、C17?C24)將熱浸鍍鋅鋼板用的基材鋼板在加熱爐中 進行加熱時基材鋼板到達的最高溫度的板溫TJX：]和與該基材鋼板所含的Si含有率WSi(B) 及Mn含有率Wtote)[質量％ ]有關的溫度I\[°C]之差的值、以及，與對應於該基材 鋼板的相變點Ae3的溫度TAc;3[°C]有關的溫度T2[°C]和所述板溫TQ[°C]之差（T2-TQ)的 值的關係的圖表。
[0100] 圖8是表示依照本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法（實施例A1?A72、B1?B36) 及其它製造方法（比較例C11?C24)將熱浸鍍鋅鋼板用的基材鋼板在加熱爐中進行加熱 時的加熱時間SQ[秒]和與該基材鋼板的Si含有率WSi(B)[質量％ ]及Mn含有率[質 量％ ]有關的時間Si[秒]之差（SfSi)的值、以及，與該基材鋼板的C含有率WC(B)[質量％ ] 有關的時間S2[秒]和所述加熱時間\[秒]之差（&-SJ的值的關係的圖表。
[0101] 圖9是表示依照本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法（實施例A1?A72、B1?B36) 及其它製造方法（比較例C9、C10、C41?C56)將熱浸鍍鋅鋼板用的基材鋼板在加熱爐中進 行加熱時氣氛氣體中的C02相對於C0的分壓比的對數值與在均熱爐中進行均熱保持時氣 氛氣體中的C02相對於C0的分壓比的對數值的關係的圖表。
[0102] 圖10是表示依照本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法（實施例A1?A72、B1?B36) 及其它製造方法（比較例C17?C40)將熱浸鍍鋅鋼板用的基材鋼板在加熱爐中進行加熱 時的加熱時間[秒]與在均熱爐中進行均熱保持時的均熱保持時間[秒]的關係的圖表。
[0103] 圖11是表示依照本發明的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法（實施例A1?A72、B1?B36) 對熱浸鍍鋅鋼板用的基材鋼板實施熱浸鍍鋅處理時的熱浸鍍鋅浴中的A1含有率[質量％ ] 與在熱浸鍍鋅處理後為了進行合金化處理而進行加熱時的加熱溫度[°C]的關係的圖表。

【具體實施方式】
[0104] 下面，對用於實施本發明的方式詳細地進行說明。
[0105] 本發明的第一實施方式的熱浸鍍鋅鋼板具備基材鋼板和設置在該基材鋼板的至 少一個表面上的熱浸鍍鋅層。在本實施方式中，基材鋼板含有Si和Mn。另外，通過後述的 熱浸鍍鋅處理，在基材鋼板的表面上形成熱浸鍍鋅層。
[0106] 接著，對構成上述基材鋼板的成分和這些成分的含量進行說明。需要說明的是，對 於本說明書中關於含量所使用的百分率[% ]，只要沒有特別說明，即為質量％。
[0107] C:0. 05?0. 50%
[0108] 碳（C)是對於通過使基材鋼板的奧氏體相穩定化來提高該基材鋼板的強度有用 的元素，因此，是基材鋼板必須含有的成分。這裡，如果C含有率低於0. 05%，則基材鋼板的 強度變得不充分，另一方面，如果C含有率超過0. 50%，則基材鋼板的加工性惡化。因而，C 含有率為0. 05%以上且為0. 50%以下的範圍內，優選為0. 10%以上且為0. 40%以下的範 圍內。需要說明的是，基材鋼板即使暴露於本發明中規定的脫碳氣氛條件下，C含有率也基 本上無波動。
[0109] Si:0.1 ?3.0%
[0110] 矽（Si)是對於通過使基材鋼板的固溶於鐵素體相中的C成分在奧氏體相中富集、 提高鋼的回火軟化阻力來提高基材鋼板的強度有用的元素，因此，對於基材鋼板來講是必 須含有成分之一。這裡，如果Si含有率低於0. 1 %，則基材鋼板的強度變得不充分，另一方 面，如果Si含有率超過3. 0 %，則基材鋼板的加工性惡化，而且不能充分改善熱浸鍍鋅鋼板 的鍍覆潤溼性及鍍覆密合性。因而，Si含有率為0. 1 %以上且為3. 0%以下的範圍內，優選 為0. 5%以上且為2. 0 %以下的範圍內。
[0111] Mn:0.5 ?5.0%
[0112] 錳（Mn)是對於提高基材鋼板的淬火性、提高基材鋼板的強度有用的元素，因此， 對於基材鋼板來講是必須含有成分之一。這裡，如果Mn含有率低於0.5%，則基材鋼板的 強度變得不充分，另一方面，如果Mn含有率超過5. 0 %，則基材鋼板的加工性惡化，而且不 能充分改善熱浸鍍鋅鋼板的鍍覆潤溼性或鍍覆密合性。因而，Mn含有率為0. 5%以上且為 5.0%以下的範圍內，優選為1.0%以上且低於3.0%的範圍內。
[0113] P:0.001 ?0.5%
[0114] 磷（P)是有助於提高基材鋼板的強度的元素，因此，是可對應於基材鋼板所要求 的強度水平而添加在基材鋼板的原料中的成分。這裡，如果P含有率超過0.5%，則因晶界 偏析而使基材鋼板的材質劣化。因而，P含有率的上限為0.5%。另一方面，在煉鋼階段中， 為了使P含有率低於〇. 〇〇1 %而需要極大的成本，因此，P含有率的下限為〇. 〇〇1%。
[0115] S:0? 001 ?0? 03%
[0116] 硫（S)是基材鋼板的原料中不可避免地含有的雜質。S成分導致經冷軋的基材鋼 板中產生板狀的夾雜物MnS，會使基材鋼板的加工性惡化，因此，優選S含有率低。但是，過 度地減低S含有率（脫硫）伴有煉鋼工序的成本增大。因而，S含有率為0. 001 %以上且為 0. 03%以下的範圍內。
[0117] A1 :0? 005 ?1. 0%
[0118] 由於鋁（A1)與基材鋼板中的氮（N)的親和性高，因此，A1是能將基材鋼板中固溶 的N以析出物的形式固定的元素，因此，作為提高基材鋼板的加工性的成分是有用的。另一 方面，如果在基材鋼板的原料中過量地添加A1，則反而會使基材鋼板的加工性劣化。因而， A1含有率為0.005%以上且為1.0%以下的範圍內。
[0119] 基材鋼板的上述成分以外的成分（餘量）由Fe及不可避免的雜質組成。作為該不 可避免的雜質的例子，可舉出11、恥、0、]\1〇、附、(：11、21'、￥、1、8、0&和稀土元素〇?]\〇。不 可避免的雜質的各自的含有率為0%以上且為1 %以下的範圍內。需要說明的是，在煉鋼階 段中，可以以使基材鋼板所含的不可避免的雜質的各自的含有率為〇. 0001 %以上且為1 % 以下的範圍內的方式進行調整。由此，可得到所製造的熱浸鍍鋅鋼板的鍍覆潤溼性及鍍覆 密合性進一步提高的效果。需要說明的是，對於鍍覆密合性提高的理由，可以認為在熱浸鍍 鋅處理時這些元素可提高熔融鋅與基材鋼板的反應性。但是，用於提高反應性的機理尚不 明確。如果各元素的含有率低於0. 0001 %，則不能充分得到上述效果，另一方面，如果各元 素的含有率超過1%，則上述效果飽和。
[0120] 需要說明的是，在本實施方式的變形例中，可以在基材鋼板的原料中有意地添加 上述實施方式中作為不可避免的雜質舉出的選自Ti、Nb、Cr、Mo、Ni、Cu、Zr、V、W、B、Ca*# 土元素（REM)中的元素的1種或2種以上以使其分別為0. 0001%以上且為1 %以下的範圍 內。由此，可以得到與上述效果同等的效果。需要說明的是，在基材鋼板的原料中添加各元 素以使其含有率超過1 %是不經濟的。
[0121] 對基材鋼板的製造方法沒有特別限制，可以是公知的製造方法。在公知的製造方 法的一個例子中，通過從準備基材鋼板的原料出發，如以下順序依次實施鑄造、熱軋、酸洗、 及冷軋，可以製造冷軋鋼板（薄鋼板）。由此得到的冷軋鋼板具有0. 1mm以上且為3. 5mm以 下的範圍內、優選0. 4mm以上且為3mm以下的規定的板厚。其中，在本發明的第一實施方式 及其變形例中，所製造的基材鋼板如以下詳述，需要通過規定的參數來規定其硬度。因此， 在製造上述具有用規定的參數規定的硬度的基材鋼板時，本發明的第二實施方式優選採用 後述的製造方法的至少一部分。
[0122] 接著，對在本發明的第一實施方式及其變形例中應該製造的基材鋼板的硬度詳細 地進行說明。
[0123] 在本實施方式中，概略而言，上述基材鋼板的表面層的硬度比與該表面層不同的 部分（深部）的任意位置的硬度低。即，對基材鋼板實施處理以使其表面層的硬度比深部 的硬度低。需要說明的是，對於該處理的一個例子，在後述的本發明的第二實施方式中進行 說明。
[0124] 具體而言，在本實施方式中，在將表示從基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面至深度 50ym的表面層的平均硬度的第一硬度和表示距離該界面的深度超過50ym的深部的平均 硬度的第二硬度分別用平均維氏硬度4及1表示的情況下，滿足以下的全部關係式（1)? (3)〇
[0125] 50 彡HA彡 500 ? ? ? (1)
[0126] 50彡HB彡500 ? ? ? (2)
[0127] 0? 5 < HA/HB< 0? 9 ? ? ? (3)
[0128] 這裡，將在從熱浸鍍鋅鋼板上去掉熱浸鍍鋅層而使基材鋼板暴露時的側剖面上的 多個測定點測定的維氏硬度進行平均，由此計算平均維氏硬度（HA)。這裡，維氏硬度根據 日本工業標準的JISZ2244:2009的"維氏硬度試驗-試驗方法"（相當於國際標準的ISO 6507-4:2005)來測定。為了測定維氏硬度，多個測定點設定在暴露的基材鋼板的側面（剖 面）側。因此，以使基材鋼板的側面（剖面）與維氏硬度試驗機的壓頭的行進方向垂直的 方式將該基材鋼板載置於支撐臺上。其中，在本實施方式中，將用於維氏硬度的測定的負荷 設定為l〇gf(〇. 00102N)，作為測定點的深度（距離基材鋼板的表面的深度），採用10ym、 20 ym、30 ym、40 ym、及50 ym，並且，對各深度進行3點測定（N3測定），由此計算平均維氏 硬度HA。另外，測定點設定在基材鋼板的側面（剖面）側，為了使一個測定點形成的測定痕 不會對其它測定點的測定帶來影響，多個測定點的間隔設定在40 ym以上且為100 ym以下 的範圍內。需要說明的是，維氏硬度的測定也可以在基材鋼板的表面上設置熱浸鍍鋅層之 前進行。平均維氏硬度（HB)也與平均維氏硬度（HA)同樣地進行計算，在本實施方式中，作 為測定點的深度，採用從60ym開始以10ym間距至基材鋼板的板厚的4分之1的位置的 範圍，並且，對各深度進行3點測定（N3測定），由此計算平均維氏硬度馬。需要說明的是， 可以說基材鋼板的表面層以外的部分（深部）的硬度大致一定，因此，可以不計算在多個測 定點測定的硬度的值的平均值，在這種情況下，在深部的任意測定點測定的硬度可參照作 為上述平均維氏硬度（Hb)。
[0129] 如上所述，仏及化的值均為50以上且為500以下（參照上述的關係式（1)及（2))。 這也反映在圖1所示的圖表中。這裡，由圖1的圖表中記載了結果的實施例及比較例的結 果（參照後述的實施例欄中刊載的表1，表2-1?2-4,表3-1?3-2,表4-1?表4-2)判 明以下內容。如果扎及1的值低於50,則壓制加工時因與模具接觸而使基材鋼板容易發 生局部變形，熱浸鍍鋅層無法追隨變形而從基材鋼板剝離，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評 價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性均差。另外，如果仏及H 值超過500,則壓制加工時在基 材鋼板中產生龜裂，隨之熱浸鍍鋅層也產生破裂，基材基板暴露，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼 板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性均差。需要說明的是，扎及1^的值的更優選的值的範 圍均為100以上且為500以下（參照圖1)。
[0130]仏/馬的值在本實施方式中為0.5以上且為0.9以下（參照上述的關係式（3))。這 也反映在圖2所示的圖表中。另外，由對應的實施例（實施例及比較例）的結果判明以下 內容。如果仏/馬的值低於0. 5,則壓制加工時在基材鋼板的表面層（深度50ym以下）容 易發生局部變形，熱浸鍍鋅層無法追隨變形而從基材鋼板剝離，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板 被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性均差。另外，如果扎/馬的值超過0. 9,則壓制加工時的 變形力及剪切應力集中於熱浸鍍鋅層，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及 鍍覆密合性均差。需要說明的是，扎/馬的更優選的值的範圍為0. 6以上且為0. 8以下（參 照圖2)。
[0131] 根據以上結果，對於基材鋼板而言，通過滿足上述全部關係式（1)?（3)，可以使 熱浸鍍鋅鋼板的加工性也優異。尤其是在本實施方式中，儘管基材鋼板因含有Si和Mn而 其強度（硬度）得到提高，但熱浸鍍鋅鋼板也可以得到如上所述的效果。
[0132] 進而，上述的基材鋼板的深部與表面層的硬度的差異也可通過基材鋼板所含的成 分的含有率的差異來表現。例如，在使用加熱爐及均熱爐進行基材鋼板的表面層的形成的 情況下，著眼於Si和Mn，並且考慮到爐內的處理氣氛為脫碳氣氛時，本實施方式也如下表 現。需要說明的是，通過用硬度的差異、成分含有率的差異兩者規定基材鋼板，當然可以提 供品質均勻的熱浸鍍鋅鋼板。
[0133] 分別表示基材鋼板的表面層的C、Si、及Mn的以質量％計的含有率的Wc00、WSi00、 及wto〇〇與分別表示該基材鋼板的深部的C、Si、及Mn的以質量％計的含有率的WuB)、WSi(B)、 及Wtote)滿足下述所有關係式（4)?（6)。
[0134] 0?1 彡WC(A)/K0?5 ? ? ? (4)
[0135] 0?1 彡WSi(A)/WSi(B)彡0?5 ? ? ? (5)
[0136] 0. l^fffc(A)/fffc(B)^0.5. ? ? (6)
[0137] 這裡，概略而言，Wc00、WSiW、及測定可通過以基材鋼板的表面為出發點沿 深度方向進行分析。具體而言，一邊對熱浸鍍鋅鋼板的表面每10ym進行濺射一邊用XPS(X射線光電子能譜）進行分析。在本實施方式中，we00、wSiW、及1#1〇0是指從實質上檢測不到 Zn的位置至深度50ym的各成分的分析值（C含有率、單質Si含有率、及單質Mn含有率） 的平均值。同樣地，WuB)、WSite)、及是比實質上檢測不到Zn的位置還深的位置的分析 值，是指從深度100um到200ym的各成分的分析值（C含有率、單質Si含有率、及單質Mn 含有率）的平均值。
[0138] 上述的關係式（4)?（6)也反映在圖3及圖4所示的圖表中。另外，由對應的實 施例（實施例及比較例）的結果判明以下內容。如果wc(A)/wc(B)、wSi(A)/wSi(B)、及 的值均為0. 1以上且為0. 5以下，則這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合 性均優異。另一方面，如果這些比值均低於0. 1，則基材鋼板中固溶的C、Si、及Mn在基材鋼 板內部的深度方向發生偏析而產生濃度分布，基材鋼板的硬度或加工性（延展性）發生很 大偏差，由這種情況引起壓制加工時發生局部變形而導致鍍層容易從基材鋼板剝離，結果， 這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。如果這些比值均超過〇. 5,則 基材鋼板中固溶的C、Si、及Mn不僅阻礙在基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面的反應，而且，由 於基材鋼板的硬度均勻，因此，壓制加工時的變形力及剪切應力集中在熱浸鍍鋅層，結果， 這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。We00/Wete)、WSi00/WSite)、及Wto00/ 評^^的值的更優選的值的範圍均為0. 15以上且為0. 4以下（參照圖3及圖4)。
[0139] 另外，在本實施方式的更優選的方式中，熱浸鍍鋅鋼板的熱浸鍍鋅層具有1ym以 上且為30ym以下的範圍內的厚度。此外，該熱浸鍍鋅層含有4質量％以上且為14質量％ 以下的Fe和0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，並且，餘量由Zn及不可避免的雜質組 成。通過滿足這些條件，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性更加優異。 這也反映在圖5及圖6所示的圖表中。另外，由對應的實施例（實施例及比較例）的結果 判明以下內容。
[0140] 如果熱浸鍍鋅層的厚度低於1ym，則不僅熱浸鍍鋅鋼板的防鏽性不足，而且難以 使基材鋼板的表面上均勻地附著鍍覆料而導致熱浸鍍鋅鋼板發生未鍍覆缺陷。即，發生鍍 覆潤溼性惡化的問題。如果熱浸鍍鋅層的厚度超過30ym，則提高耐腐蝕性的效果飽和，不 僅不經濟，而且由於熱浸鍍鋅層內的殘留應力增加反而會使鍍覆密合性惡化。需要說明的 是，在本實施方式中，熱浸鍍鋅層的厚度通過如下方法來計算，用SEM(掃描型電子顯微鏡） 觀察熱浸鍍鋅層剖面的100UmX100ym的區域，以N= 5測量熱浸鍍鋅層的厚度，並且，對 得到的測量結果的值進行平均。
[0141] 另外，如果熱浸鍍鋅層中的Fe含有率低於4%，則熱浸鍍鋅層與基材鋼板的反應 性不足，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。另一方面，如果 Fe含有率超過14%，則在熱浸鍍鋅層與基材鋼板的界面大量地形成硬質的Fe-Zn合金的r 相或r:相，其結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0142] 進而，如果熱浸鍍鋅層的A1含有率低於0. 1%，則不能充分實現通過使鍍層中含 有A1而可以提高鍍層的滑動性的效果，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及 鍍覆密合性差。另一方面，如果A1含有率超過1 %，則熱浸鍍鋅層硬質化，其結果，這樣的熱 浸鍍鋅鋼板被評價鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0143] 需要說明的是，對於熱浸鍍鋅層中的Fe含有率及A1含有率，例如，如下所述進行 計算。將從熱浸鍍鋅鋼板裁切30mmX30mm而成的樣品浸漬於添加了 0? 02體積％的抑制 劑（inhibitor)(IBIT700A、朝日化學工業株式會社制）的5%鹽酸水溶液中而僅使鍍層溶 解。接著，通過ICP(發光光譜分析裝置）分析得到的溶液，由其分析結果求出Fe的質量、 Zn的質量、及A1的質量。然後，通過用Fe的質量除以（Fe的質量+Zn的質量+A1的質量） 並乘以100計算出Fe含有率。另外，通過用A1的質量除以（Fe的質量+Zn的質量+A1的 質量）並乘以100計算出A1含有率。
[0144] 下面，對本發明的第二實施方式的熱浸鍍鋅鋼板的製造方法進行說明。
[0145] 在該第二實施方式中，熱浸鍍鋅鋼板基本上通過對含有Si和Mn的基材鋼板實施 熱浸鍍鋅處理來製造。更具體而言，本實施方式的製造方法至少包含以下工序。
[0146] 退火工序：在加熱爐中，在含有一氧化碳和二氧化碳的第一氣體混合物的存在下， 對所述基材鋼板實施通過加熱進行的退火處理的退火工序；
[0147] 均熱保持工序：在與所述加熱爐連接的均熱爐中，在含有一氧化碳和二氧化碳的 第二氣體混合物的存在下，將實施了所述退火處理的基材鋼板保持在一定溫度下的均熱保 持工序；以及
[0148] 鍍覆工序：對經由所述均熱保持工序而得到的基材鋼板實施熱浸鍍鋅處理的鍍覆 工序。
[0149] 此外，在本實施方式的製造方法中，基材鋼板的製造方法、基材鋼板的成分及其含 有率、用於製造的設備、退火工序中的加熱爐條件、均熱保持工序中的均熱爐條件、以及鍍 覆工序中的處理條件等如下進行設定。
[0150] ?基材鋼板的製造方法、以及基材鋼板的成分及其含有率
[0151] 對於基材鋼板，基本上具有如第一實施方式及其變形例中說明的成分。具體而言， 基材鋼板是經由鑄造工序、熱軋工序、酸洗工序、冷軋工序、上述退火工序、及上述均熱保持 工序而得到的，並且，以質量％計，含有
[0152]C:0. 05% 以上且為 0. 50% 以下、
[0153] Si :0. 1%以上且為3. 0%以下、
[0154]Mn:0. 5%以上且為5.0%以下、
[0155]P:0? 001% 以上且為 0? 5% 以下、
[0156]S:0? 001% 以上且為 0? 03% 以下、
[0157]A1 :0. 005%以上且為1. 0%以下、以及
[0158] 選自11、恥、0、]?〇、附、(：11、21'、￥、1、8、0&、及稀土元素1?]\1的1種或2種以上的 元素：分別為〇%以上且為1 %以下，並且，餘量由Fe及不可避免的雜質組成。
[0159] ?用於製造的設備
[0160] 作為用於製造的設備，可使用如【背景技術】欄中說明的連續式熱浸鍍鋅設備。即，退 火工序及均熱保持工序在具備作為加熱爐的全輻射管式的加熱爐和均熱爐的連續式熱浸 鍍鋅設備中進行實施。由此，基材鋼板（冷軋鋼板）在不暴露於大氣等氧化性氣氛的情況 下在加熱爐內及均熱爐內進行通板。
[0161] ?退火工序中的加熱爐條件
[0162] 退火工序以滿足以下加熱爐條件的方式進行實施。
[0163] 加熱溫度：表示將經由冷軋工序而得到的冷軋鋼板在加熱爐內進行加熱時該冷軋 鋼板到達的最高溫度的板溫TQ[°C]為溫度Tjr]以上且為溫度T2[°C]以下的範圍內；
[0164] 加熱時間：加熱爐中的加熱時間SQ[秒]為時間Si[秒]以上且為時間S2 [秒]以 下的範圍內；以及，
[0165] 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，加熱爐內的二氧化碳的分 壓值除以一氧化碳的分壓值而得到的值的對數值即log (PC02/PC0)顯示為-2以上且為1以 下的範圍內的值。
[0166] 這裡，上述的溫度TJPT2、以及時間SJPS2的定義如下。
[0167] T1:滿足使用有分別表示距離冷軋鋼板的表面超過50ym的深部的Si和Mn的以 質量％計的含有率的WSiTO及的下述關係式（7)的溫度[°C];
[0168] I\= 500-50XWSi(B)-20XWto(B) ? ? ? (7)
[0169] T2:滿足使用有對應於冷軋鋼板的相變點A。3的溫度TAc;3[°C]的下述關係式（8)的 溫度[°c];
[0170]T2=TAc3+40 ? ? ? (8)
[0171] S1:滿足使用有冷軋鋼板的深部的Si含有率WSi(B)[質量％ ]及此含有率[質 量％ ]的下述關係式（9)的時間[秒];
[0172]S1= 50+20XWSi(B)+10XWto(B) ? ? ? (9)
[0173]並且，
[0174]S2:滿足使用有表示冷軋鋼板的深部的C含有率的[質量％ ]的下述關係式 (10)的時間[秒]。
[0175] S2= 200+1000XWC⑶--?（10)
[0176] ?均熱保持工序中的均熱爐條件
[0177] 均熱保持工序以滿足以下均熱爐條件的方式進行實施。
[0178] 均熱保持時間：冷軋鋼板被保持在均熱爐中的時間為100秒以上且為600秒以下 的範圍內；以及
[0179] 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，均熱爐內的log(PC02/ PC0)的值顯示為-5以上且低於-2的範圍內。
[0180] ?鍍覆工序中的處理條件
[0181] 在鍍覆工序中，在基材鋼板的表面上，以厚度為1um以上且為30ym以下的方式 形成熱浸鍍鋅層，所述熱浸鍍鋅層含有4質量％以上且為14質量％以下的Fe和0.1質量％ 以上且為1質量％以下的A1，並且，餘量由Zn及不可避免的雜質組成。
[0182] 接著，對上述的各條件更詳細地進行說明。
[0183] ?關於關係式（7)
[0184] 如關係式（7)所示，溫度是以Si和Mn的含有率為變量的函數，這裡，該含有率 是基材鋼板的深部的Si和Mn的含有率（需要說明的是，這些元素的含有率的值實質上分 別等於在基材鋼板上形成表面層之前的Si和Mn的含有率的值）。根據如圖7所示的圖表、 元素的種類（Mn和Si)及其數量以及各元素的含有率等，可以確定應該附於各元素的含有 率（關係式（7)右邊的變量）的係數（權重）。需要說明的是，在基材鋼板進一步含有Si 和Mn以外的作為易氧化性元素的Cr和/或B的情況下，也可以將有關這些元素的含有率 的變量項設置在與關係式（7)同等的關係式中，另一方面，通過將多種易氧化性元素看作 一種易氧化性元素，還可以使關係式中的必要的變量項變成一個。需要說明的是，為了製造 如第一實施方式中說明的熱浸鍍鋅鋼板，以使其為圖7的圖表上以陰影部的形式表示的範 圍內的方式確定板溫L。這樣，只要加熱溫度OUT：])為TJX：]以上且為T2[°C]以下的 範圍內、且加熱時間SQ[秒]SSi[秒]以上且為&[秒]以下的範圍內，就可期待提高鍍 覆潤溼性及鍍覆密合性。
[0185] ?關於關係式（8)
[0186] 如關係式（8)所示，溫度1~2是對應於相變點Ae3的溫度TAe3的函數。而且，參照圖 7可知，需要使溫度T2為高於板溫h以上的溫度。對於關係式（8)中的右邊的常數項，例 如，可根據實驗或經驗來確定。作為溫度T2以溫度1\。3的函數的形式表示的理由之一，可以 認為是由於在相變點前後，在基材鋼板中鐵素體相相變為奧氏體相，基材鋼板中固溶的 C、Si和Mn的擴散速度增加產生了影響的緣故。需要說明的是，關係式（8)的右邊所示的 常數項並不限於"+40"，在溫度1~ 2為關係式（8)所示的情況下，可得到良好的結果。
[0187] ?關於板溫T。
[0188] 為了使圖7所示的CVTJ的值及（Tfl；)的值的兩者為0以上，需要使表示冷軋 鋼板到達的最高溫度的板溫TJX：]的值為以上且為1~2以下的範圍內。這裡，如果板溫 TQ[°C]低於IVC，則不僅Si和Mn的內部氧化反應未充分進行，而且基材鋼板中固溶的C、 Si、及Mn阻礙在基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面的反應，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價 為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。另一方面，如果板溫TJX：]超過T2°C，則Si和Mn的內部 氧化反應過度地進行，不僅成為在基材鋼板的表面層的晶界發生由內部氧化物引起的晶界 破裂的原因，而且位於基材鋼板的表面層的碳過度氧化而從基材鋼板脫離，基材鋼板的硬 度大幅度降低，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。板溫L的 更優選的值的範圍為〇\+50) °C以上且為（T2-20) °C以下。
[0189] 對於在加熱爐中進行加熱時的升溫速度，沒有特別限制，如果升溫速度過低，則基 材鋼板或熱浸鍍鋅鋼板的生產率惡化，另一方面，如果升溫速度過高，則加熱設備的維護成 本增加。因而，該升溫速度優選在〇.5°C/s以上且為20°C/s以下的範圍內選擇。
[0190] 對於向加熱爐內導入基材鋼板時的板溫，沒有特別限制，如果板溫過高，則基材鋼 板發生氧化，鍍覆潤溼性及鍍覆密合性惡化，另一方面，如果板溫過低，則冷卻成本增加。因 而，該板溫優選為〇°c以上且為100°C以下的範圍內。
[0191] ?關於關係式（9)、（10)
[0192] 如關係式（9)所示，時間Si是以Si和Mn的含有率為變量的函數，另外，如關係式 (10)所示，時間S2是以C含有率為變量的函數。在本實施方式中，對於這些函數中的變量 的係數（權重），例如可根據實驗或經驗來確定。在滿足關係式（9)及關係式（10)的情況 下，可得到良好的結果。
[0193] ?關於加熱爐中的加熱時間SQ[秒]
[0194] 為了使圖8所示的（SfSj的值及（&-SJ的值兩者為0以上，需要使加熱爐中的 加熱時間\[秒]的值為Si以上且Ss2以下的範圍內。這裡，如果加熱時間[秒]低於 ，則不僅Si和Mn的內部氧化反應未充分進行，而且基材鋼板中固溶的C、Si、及Mn阻 礙在基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面的反應，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼 性及鍍覆密合性差。另一方面，如果加熱時間S。[秒]超過52秒，則Si和Mn的內部氧化反 應過度地進行，不僅成為在基材鋼板的表面層的晶界發生由內部氧化物引起的晶界破裂的 原因，而且位於基材鋼板的表面層的碳過度氧化而從基材鋼板脫離，基材鋼板的硬度大幅 度降低，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。加熱時間SQ的 更優選的值的範圍為餌+50)秒以上且為（S2-50)秒以下。
[0195] ?關於退火工序中的氣氛氣體
[0196] 在本實施方式中，在Fe還原性氣氛的氮氣環境下，以使加熱爐內的二氧化碳的分 壓值除以一氧化碳的分壓值而得到的值的對數值即log(PC02/PC0)顯示為-2以上且為1以 下的範圍內的值的方式進行調整。這也反映在圖9中。另外，由對應的實施例（實施例及 比較例）的結果判明以下內容。如果加熱爐內的log(PC02/PC0)的值低於-2,則不僅Si和 Mn的內部氧化反應未充分進行，而且基材鋼板中固溶的C、Si、及Mn未反應而殘留在基材鋼 板中，並且，殘留的這些元素在實施後續的熱浸鍍鋅處理後阻礙在基材鋼板與熱浸鍍鋅層 的界面的反應，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。如果加熱 爐內的l〇g(PC02/PC0)的值超過1，則Si和Mn的內部氧化反應過度地進行，不僅成為在基 材鋼板的表面層的晶界發生由內部氧化物引起的晶界破裂的原因，而且位於基材鋼板的表 面層的碳過度氧化而從基材鋼板脫離，基材鋼板的硬度大幅度降低，結果，這樣的熱浸鍍鋅 鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。需要說明的是，加熱爐內的log(PC02/PC0)的 值的優選範圍為-1. 5以上且為0. 5以下。
[0197] 在本實施方式中，通過利用包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，調整該氣氛中 的一氧化碳的分壓，因此，可以抑制基材鋼板中固溶的C過度地發生因氧化反應而脫離（脫 碳）的情況。需要說明的是，只要滿足加熱爐內的l〇g(PC02/PC0)的值為-2以上且為1以 下的範圍內的條件，該氣氛氣體還可以含有氫氣、水蒸氣、氧氣、及不可避免的雜質中的至 少一種，另外，也可以使用其它非活性氣體代替氮氣。其中，在該氣氛氣體含有氫氣的情況 下，以使氫氣的濃度為1體積％以上且為20體積％以下的範圍內的方式進行調整。由此， 可以使得到的熱浸鍍鋅鋼板的鍍覆潤溼性及鍍覆密合性優異。另一方面，如果氫氣的濃度 低於1體積％，則難以在工業上調整該氫氣的濃度，另外，如果氫氣的濃度超過20體積％， 則由於基材鋼板因氫氣而脆化，因此，結果得到的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆的密合性及 潤溼性差。
[0198] 對於用於調節加熱爐內中的二氧化碳和一氧化碳的分壓比的方法，沒有特別限 制，從容易調節考慮，優選將預先調節至一定分壓比的二氧化碳和一氧化碳的氣體混合物 供給到設定為氮氣氣氛的爐內。更優選考慮爐內的容積及氣流、以及在爐內應該處理的基 材鋼板的表面積中的至少一個參數來確定該氣體混合物的流量。需要說明的是，作為用於 調節分壓比的方法，可以採用使爐內變成含有一氧化碳的氮氣氣氛後將二氧化碳以規定的 流量供給到爐內的第二方法、或使爐內變成含有二氧化碳的氮氣氣氛後將一氧化碳以規定 的流量供給到爐內的第三方法。從防止爐內中的一氧化碳爆炸及爐外的操作環境中的一氧 化碳中毒的觀點考慮，工業上優選採用上述第二方法。需要說明的是，用於調節均熱爐內中 的二氧化碳和一氧化碳的分壓比的方法也可採用上述方法中的任一種。
[0199] 另外，供給爐內的二氧化碳可以是市售的二氧化碳氣體，也可以是通過燃燒一氧 化碳而產生的二氧化碳，另外，也可以是通過將選自C0與4的混合氣體、CH4、C2H6等氣態 烴、LNG等氣態烴、汽油或輕油等液態烴、CH30H、或C2H50H等醇類、市售的有機溶劑、以及它 們的混合物中的物質完全燃燒而產生的二氧化碳。另外，供給爐內的一氧化碳可以是市售 的一氧化碳氣體，也可以是通過將用如上所述的方法產生的二氧化碳與氫氣混合而產生的 一氧化碳。需要說明的是，對於在產生二氧化碳或一氧化碳時產生的水或水蒸氣，可以利用 矽膠或者氯化鈣等吸溼材料來吸附，也可以用排氣裝置進行排氣，還可以使二氧化碳接觸 熱焦炭。
[0200] ?關於均熱保持工序中的保持時間
[0201] 在本實施方式中，在均熱爐內實施的均熱保持工序中的均熱保持時間為100秒以 上且為600秒以下的範圍內。如果該均熱保持時間低於100秒，則基材鋼板的再結晶化未 充分進行，因此，處理後得到的基材鋼板的強度及延展性降低，在對熱浸鍍鋅鋼板進行壓制 加工時，基材鋼板發生龜裂，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性 差。另一方面，如果該均熱保持時間超過600秒，則在基材鋼板中固溶的C、Si、及Mn向通 過加熱形成的基材鋼板的表面層擴散，會阻礙在基材鋼板與熱浸鍍鋅層的界面的反應，這 樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0202] 均熱爐內的處理溫度優選設定為與表示加熱爐內的最高到達板溫的板溫I；相同 的溫度。需要說明的是，工業上該處理溫度允許±20°C的範圍內的波動。
[0203] ?關於均熱保持工序中的氣氛氣體
[0204] 在本實施方式中，以使均熱爐內的log(PC02/PC0)顯示為-5以上且低於-2的範 圍內的值的方式進行調整。這也反映在圖9中。另外，由對應的實施例（實施例及比較 例）的結果判明以下內容。如果加熱爐內的l〇g(PC02/PC0)的值低於-5,則由於內部氧化 了的Si和Mn的一部分被還原，因此，基材鋼板的表面層中固溶的C、Si、及Mn的量增加，結 果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。另一方面，如果均熱爐內的 log(PC02/PC0)的值為-2以上，則Si和Mn的內部氧化反應過度地進行，不僅成為在基材鋼 板的表面層的晶界發生由內部氧化物引起的晶界破裂的原因，而且位於基材鋼板的表面層 的碳過度氧化而從基材鋼板脫離，基材鋼板的硬度大幅度降低，結果，這樣的熱浸鍍鋅鋼板 被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0205] 需要說明的是，在實施加熱爐中的退火工序及均熱爐中的均熱保持工序之後、且 在實施鍍覆工序之前，也可以實施其它處理工序。作為這樣的處理工序，可實施選自緩冷工 序、驟冷工序、過時效工序、第二冷卻工序、水淬火工序、及再加熱工序中的至少一個工序。 同樣地，也可以在實施鍍覆工序之後實施其它處理工序。
[0206] ?鍍覆工序
[0207] 進而熱浸鍍鋅浴的浴溫優選為440°C以上且低於550°C。如果浴溫低於440°C，則 有在浴中發生熔融鋅凝固的可能性，故不適宜，如果浴溫超過550°C，則在浴表面熔融鋅劇 烈蒸發，在操作成本方面、且在氣化了的鋅附著在爐內方面，存在操作上的問題。
[0208] ?鍍覆工序中的處理條件
[0209] 對鍍覆工序中的處理條件進行說明。
[0210] 概略而言，規定熱浸鍍鋅層的成分和這些成分的含有率，同時還規定熱浸鍍鋅層 的厚度。在本實施方式中，如先前說明的那樣，規定熱浸鍍鋅層含有4質量％以上且為14 質量％以下的Fe和0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，並且，餘量由Zn及不可避免的 雜質組成，同時在基材鋼板的表面上形成熱浸鍍鋅層時的厚度規定在1ym以上且為30ym 以下的範圍內。
[0211] 在本實施方式的優選方式中，鍍覆工序中使用的熱浸鍍鋅浴中存在的熔融物中的 A1濃度設定為0. 05%以上且為0. 20%以下的範圍內。由此，可以製造鍍覆潤溼性及鍍覆 密合性優異的熱浸鍍鋅鋼板。這也反映在圖11中。另外，由對應的實施例（實施例及比較 例）的結果判明以下內容。如果該A1濃度低於0.05%，則大量生成G層，結果，這樣的熱 浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆密合性差。另一方面，如果該A1濃度超過0. 2%，則在熱浸鍍鋅浴 中或熱浸鍍鋅浴上發生了氧化的A1的量增加，熱浸鍍鋅與基材鋼板的反應性惡化，結果， 這樣的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0212] 另外，在本實施方式的其它優選方式中，在實施加熱爐中的退火工序及均熱爐中 的均熱保持工序之後、實施熱浸鍍鋅處理之前，實施基材鋼板的冷卻，同時根據需要實施溫 度保持。進而，在本方式中，在實施熱浸鍍鋅處理之後進行合金化處理。
[0213] 在進行上述合金化處理時，加熱時的加熱溫度為450°C以上且為560°C以下的範 圍內。由此，可以使得到的熱浸鍍鋅鋼板的鍍覆潤溼性及鍍覆密合性優異。該加熱溫度的 範圍也示於圖11中。另外，由對應的實施例（實施例及比較例）的結果判明以下內容。如 果合金化處理的加熱溫度低於440°C，則由於合金化反應未充分進行，因此，得到的熱浸鍍 鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。另一方面，如果合金化處理的加熱溫度超過 560°C，貝1」因過合金（overalloying)而在基體鋼界面大量生成硬且脆的Zn-Fe合金的r相 或r1相，不僅鍍覆密合性惡化或劣化，而且生成Fe的碳化物，因此，基材鋼板的強度與延 展性的平衡也惡化。需要說明的是，不管基材鋼板是DP鋼還是TRIP鋼均適用。因而，在加 熱溫度過高的情況下，得到的熱浸鍍鋅鋼板被評價為鍍覆潤溼性及鍍覆密合性差。
[0214] 實施例
[0215] 下面，具體地說明本發明的實施例（實施例及比較例）。
[0216] 將通過實施通常的鑄造、熱軋、酸洗及冷軋而得到的1mm厚的冷軋鋼板作為供試 材料1?72 (參照表1)。對於這些供試材料，在具備全輻射管式加熱爐的連續式熱浸鍍鋅 設備中實施退火處理和熱浸鍍鋅處理。由於利用了全輻射管式的加熱爐，因此，不僅不容易 發生粘輥，而且生產率也良好。表1中的對應相變點~ 3點的溫度TAc;3用通過日本焊接工程 學會焊接技術信息中心的網站（http://www_it.jwes.or.jp/weld_simulator/call.jsp) 提供的相變溫度的計算式來計算。
[0217]表1
[0218][表1]冷軋鋼板的組成
[0219]

【權利要求】
1. 一種熱浸鍍鋅鋼板，其包含基材鋼板和形成於所述基材鋼板的至少一個表面上的熱 浸鍍鋅層，其特徵在於， 所述基材鋼板以質量％計含有： C :0. 05%以上且為0. 50%以下、 Si :0. 1%以上且為3. 0%以下、 Mn :0? 5%以上且為5. 0%以下、 P :0.001%以上且為0.5%以下、 S :0.001%以上且為0.03%以下、 A1 :0. 005%以上且為1. 0%以下、以及 選自Ti、Nb、Cr、Mo、Ni、Cu、Zr、V、W、B、Ca和稀土元素 REM中的1種或2種以上的元 素：分別為〇%以上且為1%以下， 餘量由Fe及不可避免的雜質組成，並且， 所述基材鋼板的表示從該基材鋼板與所述熱浸鍍鋅層的界面至深度50 ym的表面層 的平均硬度的HA的值、表示距離所述界面的深度超過50 y m的深部的平均硬度的HB的值滿 足以下所有關係式（1)?（3)， 50. HA彡 500 ? ? ? (1) 50. HB彡 500 ? ? ? (2) 0? 5 < HA/HB< 0? 9 ? ? ? (3)。
2. 根據權利要求1所述的熱浸鍍鋅鋼板，其中，分別表示所述基材鋼板的表面層的C、 Si、及Mn的以質量％計的含有率的We(A)、WSi(A)、及與分別表示所述基材鋼板的深部的 C、Si、及Mn的以質量％計的含有率的W。(B)、WSi(B)、及W_滿足下述所有關係式⑷?（6) : 0.1 彡 WC(A)/Wcw<0.5. ? ? (4) 0.1 彡 WSi(A)/WSi⑶彡 0.5. ? ? (5) 〇? 1彡評蝴/1⑶彡0? 5 ? ? ? (6) 〇
3. 根據權利要求1或2所述的熱浸鍍鋅鋼板，其中，所述基材鋼板含有分別為 0.0001%以上且為1%以下的選自11、恥、0、]\1〇、附、(：11、21'、￥、1、8、〇3和稀土元素1?]\1中 的1種或2種以上的元素。
4. 根據權利要求1?3中任一項所述的熱浸鍍鋅鋼板，其中，所述熱浸鍍鋅層具有 1 ym以上且為30 ym以下的範圍內的厚度，並且，含有4質量％以上且為14質量％以下的 Fe和0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，而且餘量由Zn和不可避免的雜質組成。
5. -種用於製造熱浸鍍鋅鋼板的方法，其特徵在於，其通過對基材鋼板實施熱浸鍍鋅 處理來製造熱浸鍍鋅鋼板， 所述基材鋼板是經由鑄造工序、熱軋工序、酸洗工序、冷軋工序、退火工序和均熱保持 工序而得到的，並且，以質量％計含有： C :0. 05%以上且為0. 50%以下、 51 :0. 1%以上且為3. 0%以下、 Mn :0? 5%以上且為5. 0%以下、 P :0.001%以上且為0.5%以下、 S :0.001%以上且為0.03%以下、 A1 :0. 005%以上且為1. 0%以下、以及 選自Ti、Nb、Cr、Mo、Ni、Cu、Zr、V、W、B、Ca和稀土元素 REM中的1種或2種以上的元 素：分別為〇%以上且為1%以下， 餘量由Fe和不可避免的雜質組成， 所述退火工序及所述均熱保持工序在具備作為加熱爐的全輻射管式的加熱爐和均熱 爐的連續式熱浸鍍鋅設備中實施， 所述退火工序以滿足以下加熱爐條件的方式實施， 加熱溫度：表示將經由所述冷軋工序而得到的冷軋鋼板在所述加熱爐內進行加熱時該 冷軋鋼板到達的最高溫度的板溫TQ[°C ]為溫度TJX：]以上且為溫度T2[°C ]以下的範圍 內； 加熱時間：所述加熱爐中的加熱時間SQ[秒]為時間Si[秒]以上且為時間s2[秒]以 下的範圍內；以及， 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，所述加熱爐內的二氧化碳的分 壓值除以一氧化碳的分壓值而得到的值的對數值即log (PC02/PC0)顯示為-2以上且為1以 下的範圍內的值； 這裡，所述溫度1\和T 2、以及所述時間SJP S 2的定義如下， M茜足使用了分別表示距離所述冷軋鋼板的表面超過50 ym的深部的Si和Mn的以 質量％計的含有率的WSiW及的下述關係式（7)的溫度[°C ]: Ti= 500-50XWsi(B)-20XW_ ? ? ? (7); T2:滿足使用了對應於所述冷軋鋼板的相變點Ae3的溫度TAc;3[°C]的下述關係式（8)的 溫度[°C ]: T2=TAc3+40. ? ? (8); Si:滿足使用了所述冷軋鋼板的所述深部的Si含有率W Si (B)[質量％ ]及Mn含有率 [質量％ ]的下述關係式（9)的時間[秒]: S^SOMOXWs^+IOXW^b) ? ? ? (9); 並且， S2:滿足使用了表示所述冷軋鋼板的所述深部的C含有率的W e(B)[質量％ ]的下述關係 式（10)的時間[秒]; S2= 200+1000XWC(B) --? (10) 並且， 所述均熱保持工序以滿足以下均熱爐條件的方式實施， 均熱保持時間：所述冷軋鋼板被保持在所述均熱爐中的時間為100秒以上且為600秒 以下的範圍內；以及 氣氛氣體：包含二氧化碳和一氧化碳的氮氣氣氛，其中，所述均熱爐內的l〇g(PC02/ PC0)的值顯示為-5以上且低於-2的範圍內； 並且， 在所述熱浸鍍鋅的工序中，在所述基材鋼板的表面上，以厚度為1 um以上且為30 ym 以下的方式形成熱浸鍍鋅層，所述熱浸鍍鋅層含有4質量％以上且為14質量％以下的Fe 和0. 1質量％以上且為1質量％以下的A1，餘量由Zn及不可避免的雜質組成。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，在實施所述熱浸鍍鋅處理時，經由所述均熱保持 工序而得到的基材鋼板被浸漬在含有0. 05質量％以上且為0. 20質量％以下的A1的熱浸 鍍鋅浴中，然後，加熱至450°C以上且為560°C以下的範圍內的加熱溫度，由此實施合金化 處理。
【文檔編號】C21D9/46GK104508169SQ201380040033
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】藤田宗士, 山中晉太郎 申請人:新日鐵住金株式會社