專利名稱：含鋅電鍍高強度鋼板的制作方法
技術領域：
本發明是關于具有優質電鍍外觀的含鋅電鍍高強度鋼板，尤其是關于具有優質電鍍外觀的熱浸含鋅電鍍高強度鋼板和熱浸鋅合金電鍍高強度鋼板，和具有高附著強度的含鋅電鍍層的高強度電鍍鋼板，這些高強度鋼板最適于汽車、建造材料、家用電器等領域內使用。
相關領域的描述近幾年來，高強度鋼板的耗用量在汽車、建造材料、家用電器等領域內正在逐漸增加，尤其是汽車領域，為了改進耗、碰撞時的安全性等等，對于高強度鋼板的需求已逐漸增加。作為高強度鋼板，可以提到具有含，像硅(Si)、錳(Mn)、鈦(Ti)、鋁(Al)和磷(P)等元素組成的鋼板(例如在未審查日本專利申請，公開號61-291924，60-17052、已審查的日本專利申請，公開號61-11294、和63-4899中公開的)。然而，眾所周知，當Si含量增加時，在以上提到的所有組成上會形成Si的氧化物薄膜，結果不能很好地進行磷酸鹽處理，而且熱浸鋅鍍的外觀質量降低。熱浸鋅鍍外觀質量的降低是指產生所謂的裸斑點，即，當進行熱浸鍍鋅時，在基質材料上會出現一些未被熔融鋅電鍍的斑點。尤其是，在含硅的高強度鋼板中，這種現象已是一種嚴重的問題。
在熱浸鍍鋅的高強度鋼板中，電鍍外觀質量和存在于鍍層和高強度鋼板之間存在的氧化硅量之間的關系還沒有進行定量的研究。結果，還沒有真正制造出具有優質電鍍外觀的熱浸鍍鋅的高強度鋼板。而且，尤其是近年來，對輕型汽車體和碰撞的安全性要求逐漸增高，已經研究出進一步增加含硅量的鋼板，因此，當進行上述鋼板熱浸鍍鋅時，也就更難確保優質的電鍍外觀。
正如以上描述的，關于熱浸鍍鋅的高強度鋼板，在能夠獲得具有優質電鍍外觀的熱浸鍍鋅高強度鋼板的情況下，在鍍層和高強度鋼板間形成的氧化硅薄膜含量水平還根本就不知道。然而，已強烈要求通過將氧化硅薄膜量控制在預定范圍內以形成進一步改進電鍍外觀質量的熱浸鍍鋅高強度鋼板。
正如以上描述的，已經知道，由于氧化硅薄膜的存在，不能很好地進行磷酸鹽處理，并降低熱浸鍍鋅的電鍍外觀質量，此外，還知道，當在高強度鋼板上進行電鍍鋅時，由于這種氧化硅薄膜的存在，也降低了附著強度。
因此，為了去除表面上形成的氧化硅薄膜，提出以下方法，即，(1)酸洗鋼板的方法，同時電鍍之前，在酸洗步驟中擦拭鋼板(在未審查日本專利申請，公開號61-195990中公開)，(2)將鋼板表面拋光，隨后進行10秒鐘或不到10秒鐘的酰洗處理，然后進行電鍍的方法(在未審查日本專利申請，公開號5-230689和5-320981中公開)，和(3)以20重量％或高于重量％濃度的硫酸、13重量％或高于13重量％濃度的鹽酸、或3重量％或高于3重量％濃度的氫氟酸，對鋼板進行3～15秒酰洗的方法(在未審查日本專利申請，公開號7-126888中公開)。
然而，電鍍層的附著強度和電鍍鋅層與在高強度鋼板之間界面處存在的氧化硅薄膜量間的關系，還沒有進行定量的研究。結果，利用以上(1)～(3)的方法，還沒有真正制造出具有高附著強度電鍍鋅層的高強度鋼板，而且，在汽車制造廠中實際沖壓步驟中經常出現故障。此外，尤其是最近幾年，由于對輕型車體和碰撞安全性的要求越來越多，所以已經開發出進一步增加Si含量的鋼板。然而，即使利用上述(1)～(3)的方法，通過在上述鋼板上進行電鍍鋅獲得的附著強度也常常受到減弱。
正如以上所描述的，關于電鍍鋅的高強度鋼板，在能夠獲得具有高附著強度電鍍鋅的高強度鋼板的情況下，在電鍍層和高強度鋼板間形成的氧化硅薄膜含量的水平，根本就不知道。然而，已強烈要求通過將氧化硅薄膜量控制在預定范圍內以形成具有進一步改進附著強度的電鍍鋅高強度鋼板。
發明概述因此，本發明的一個目的是提供一種具有優質電鍍外觀質量的含鋅電鍍高強度鋼板，和通過適當控制鍍層和高強度鋼板間界面處的Si氧化物薄膜量，提供具有高附著強度的含鋅電鍍層高強度鋼板。
通過本發明人對熱浸含鋅電鍍高強度鋼板和熱浸鋅合金電鍍高強度鋼板的電鍍外觀質量及對在高強度鋼板上形成的含鋅電鍍層附著強度的詳細研究，知道，雖然鋼中所含的硅對熱浸含鋅電鍍高強度鋼板和熱浸鋅合金電鍍高強度鋼板的電鍍外觀質量及對在高強度鋼板上形成的含鋅電鍍層附著強度具有不利的影響，但是，電鍍外觀質量和附著強度并不總是取決于鋼板中Si的含量。同時還知道，除了Si含量，還存在很多因素，組合起來都會影響電鍍外觀質量和附著強度，例如，在退火之前進行的酸洗條件或退火條件都對電鍍外觀質量有影響。退火條件、退火前進行的酸洗條件、存在的擦拭步驟或表面拋光步驟、在電鍍液中的預浸條件、等等都對附著強度有影響。
因此，為了充分了解上述各因素的影響，通過本發明人利用各種表面分析方法的研究，發現高強度鋼板中含的Si，在高強度鋼板在熱浸含鋅電鍍浴中熱浸之前的退火步驟中，濃集在其表面上；通過退火前進行的酰洗條件可以減少鋼板表面濃集的Si量；和利用最終表面保留的濃集的Si量來確定電鍍外觀質量。此外，關于含鋅電鍍也發現，利用酸洗、擦拭、表面拋光、電鍍前在電鍍液中預熱浸等等都能減少鋼板表面上集中的Si量，根據最終表面保留的濃集的Si量確定附著強度。
此外，本發明人為了測定保留在鋼板表面上的濃集的Si量，通過深入研究發現，即使在具有熱浸含鋅鍍層或熱浸鋅合金層的高強度鋼板的深度方向上進行濺射分析，在鋼板表面濃集的Si的峰也是不清楚的，難以定量地測定表面集中的Si量。因此，本發明人發現在溶解去除熱浸含鋅鍍層或熱浸鋅合金鍍層之后，在深度方向上進行濺射分析，可以定量地測定表面濃集的Si的精確量。此外，還發現當將表面濃集的Si的量控制在預定范圍內，可以獲得具有顯著優質電鍍外觀質量的熱浸含鋅電鍍高強度鋼板或熱浸鋅合金電鍍高強度鋼板，從而完成了本發明。
同樣還了解到即使在具有含鋅電鍍層的高強度鋼板深度方向上進行濺射分析，在鋼表面上濃集中的Si的峰是不清楚的，以致于難以定量地測定面濃集的Si量。而且發現在利用溶解去除含鋅電鍍層之后進行深度方向的濺射分析時，可以定量地測定到面濃集的Si的精確量。還發現當將面濃集的Si量控制在預定范圍內時，可以獲得具有顯著高附著強度的含鋅電鍍層的高強度鋼板，從而完成了本發明。
根據以上描述的理解，本發明提供了一種高強度鋼板，它含有0.1重量％或大于0.1重量％的Si和在高強度鋼板上的含鋅鍍層，其中，在利用溶解去除含鋅鍍層之后，在從高強度鋼板表面向深度方向上進行濺射分析時，高強度鋼板的面濃縮的Si指數X為12或更小，X由下述式所定義X＝(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/薄鋼板中Si的平均密度)×薄鋼板中的Si含量的重量％。
在根據本發明的高強度鋼板中，在高強度鋼板上提供的含鋅鍍層可以是含鋅電鍍層。在高強度鋼板上提供的含鋅電鍍層具有很高的附著強度。
此外，在根據本發明的高強度鋼板中，在其上提供的含鋅鍍層最好是熱浸鋅鍍層，按照以上描述的公式，該高強度鋼板的面濃縮的Si指數X最好為10或更小。因此，能獲得具有很高電鍍外觀質量的熱浸鋅鍍高強度鋼板。
而且，在根據本發明的高強度鋼板中，其上提供的含鋅鍍層最好是熱浸鋅合金鍍層，按照以上描述的公式，該高強度鋼板的面濃縮的Si指數X為6或更小。因此，可以獲得具有很高電鍍外觀質量的熱浸鋅合金電鍍高強度鋼板。
附圖簡述

圖1是按照本發明，在利用溶解去除熱浸鋅鍍層后，利用GDS在高強度鋼板深度方向上進行濺射分析獲得的GDS曲線圖。
圖2是按照本發明，在利用溶解去除熱浸鋅合金鍍層后，利用GDS在高強度鋼板深度方向上進行濺射分析獲得的GDS曲線圖。
圖3是按照本發明，在利用溶解去除含鋅電鍍層后，利用GDS在高強度鋼板深度方向上進行濺射分析獲得的GDS曲線圖。
優選實施方案的描述以下將詳細地描述本發明。
本發明中，深度方向是垂直于以溶解去除熱浸含鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍鋅、或含鋅電鍍層所得到的高強度鋼板的表面的方向。濺射分析是一種分析方法，是利用光譜分析法、質譜分析法等連續測定由高強度鋼板發射出的像Fe或Si原子或次級離子，而鋼板的表面受到離子轟擊逐漸被采掘。因此，一般講，繪制出所測像Fe或Si各元素的密度與體現由其表面的高強度鋼板深度的濺射時間的圖，因此也體現出鋼板深度方向中各元素的分布，即，通過將繪點間連線可得到深度方向中的曲線。此外，由于在鋼板中的Zn未被測，所以可利用鋅(Zn)的存在確定鍍層和鋼板的界面。
本發明中，作為對去除熱浸含鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍層、或含鋅電鍍層獲得的高強度鋼板深度方向上進行濺射分析的表面分析裝置，作為實例，例如可以提出輝光放電光譜儀(GDS)、次級離子質譜儀(SIMS)、俄歇電子光譜儀(AES)，和X-射線光電子光譜儀(XPS)。在以上提到的分析方法中，最好使用GDS法，因為在深度方向上進行濺射分析時，靈敏度最高，分析時間也短。
此外，本發明中，面濃縮的Si指數X是利用下式獲得的值，X＝(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/鋼板中Si的平均密度)×鋼板中Si的含量，其中，最大密度是對去除熱浸含鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍層、或含鋅電鍍層后獲得的高強度鋼板在深度方向上利用濺射分析測定的。平均密度B也是對鋼板中用濺射分析測定的。平均Si密度是指鋼板中Si的收斂密度。例如，圖1示出一例GDS深度分布曲線，是利用GDS(由Shimadzu Corp制造的DGLS-5017)進行濺射分析獲得的，是在利用以下描述的方法去除其上提供的熱浸含鋅鍍層后得到的高強度鋼板深度方向上，以500ml/min的氬氣流量和20mA放電電流下測定獲得的。此外，關于熱浸鋅合金鍍鋼板，以上述相同的方式獲得的GDS深度曲線結果示于圖2。關于含鋅電鍍鋼板，以上述相同的方式獲得的GDS深度曲線結果示于圖3。
正如從圖1～圖3所示曲線看到的那樣，可以清楚地觀察到在利用溶解去除熱浸含鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍層和含鋅電鍍層后獲得的含Si高強度鋼板表面上的面濃集Si層所產生的峰。當利用A表示表面上Si的最大密度，利用B表示鋼中Si的密度時，由公式獲得的值X＝(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/鋼板中Si的平均密度B)×鋼板中Si的含量是面濃縮的Si指數X。
本發明中，該面濃集Si指數X是由A/B比獲得的指數，它表明與鋼中所含的硅相比存在于鋼表面上的Si的增加，乘以鋼中硅的含量，是與存在于鋼表面上總硅量成正比的值。因此，通過知道面濃集Si指數X的值，就能夠知道存在于鋼表面上的硅總量，即，能夠對存在于鋼表面上的硅總量進行定量分析。
根據本發明，在利用溶解去除其上含鋅鍍層后，含Si的高強度鋼板的面濃集Si指數X是12或更小，最好是0.1～10。由于存在于鋼表面上的總硅量對含鋅鍍層的附著強度起主要決定作用，當將硅的總量定量地控制在預定范圍值時，即，面濃縮的Si指數X控制在12或更小的范圍時，附著強度優良，當面濃縮的Si指數X超過12時，附著強度會逐漸變差。
在以上描述的含鋅電鍍高強度鋼板的鍍層是含鋅電鍍層時，在去除含鋅電鍍層后高強度鋼板的面濃縮的Si指數X也是12或更小，最好是0.1～10。由于存在于鋼表面上的總硅量對含鋅電鍍層的附著強度起著主要決定作用，所以，當將硅的總量定量控制在預定范圍值時，即，將面濃縮的Si指數X控制在12或更低范圍時，附著強度優良，當面濃縮的Si指數X超過12時，附著強度逐漸變差。
根據本發明，當如上述在高強度鋼板上提供的含鋅鍍層是熱浸含鋅鍍層時，面濃縮的Si指數X是10或更小，最好9或更小。由于鋼板表面上存在的總Si量對熱浸含鋅鍍高強度鋼板的電鍍外觀質量起著主要決定作用，所以，當將Si的總量定量地控制在預定范圍值時，即，當將面濃縮的Si指數X控制在10或更小的范圍內時，電鍍外觀質量優良，當面濃縮的Si指數X超過10時，電鍍外觀質量逐漸變差。
根據本發明，當在以上描述的高強度鋼板上形成的含鋅鍍膜是熱浸鋅合金鍍層時，面濃縮的Si指數X是6或更小，最好是5或更小。在熱浸鋅合金鍍高強度鋼板時，由于熱浸含鋅鍍層中鋅和鋼板中鐵的反擴散受到合金處理的誘發，所以利用濺射分析測定的鋼板表面上Si的量要比沒有進行合金處理的熱浸鋅鍍高強度鋼板的情況小。然而，對于熱浸鋅合金鍍高強度鋼板的情況，由于電鍍外觀質量也是主要由面濃縮的Si指數X決定，所以，當面濃縮的Si指數X控制在6或更小的范圍內時，電鍍外觀質量優良，當面濃縮Si指數X超過6時，電鍍外觀質量逐漸變差。
本發明中使用的高強度鋼板是用作電鍍基底的高強度鋼板，是一種含0.1重量％或更多Si的鋼板。當使用含小于0.1重量％Si的鋼板時，鍍層附著強度的降低小。只要是含0.1重量％或更多Si的鋼板，任何已知的高強度鋼板都可使用，根據所要求的強度或特性也可以使用含C，Mn，P，S，Al，Ti，Nb，Cr，Mo，B，O，N，等的高強度鋼板。然而，當Si的含量大于2.0重量％時，表面的SiO2濃度就增加，變得難以確保鍍層的附著強度，因此，Si含量的上限最好是2.0重量％或更少。
由于高強度鋼板廣泛用于汽車制造業，就可加工性和生產費用看，高強度鋼板最好含有0.05～0.25重量％的C、0.5～3.5重量％的Mn、0.001～0.20重量％的P、0.0001～0.01重量％的S、0.01～1.0重量％的Al、0.1重量％或更少的Ti、0.1重量％或更少的Nb、1.0重量％或更少的Cr、1.0重量％或更少的Mo、和0.001～0.005重量％的B。
對含0.1重量％或更多Si的，并在其上提供有含鋅鍍層的高強度鋼板，在該高強度鋼板表面上提供的含鋅鍍層沒有特殊限定，只要它主要含鋅，任何已知型式的含鋅鍍層都可以使用，例如，可以提到含鋅電鍍層、含鋅蒸汽鍍層、鍍含鋅無電鍍層、熱浸含鋅鍍層、上面提到的鍍層中含有Fe、Ni、C0、Mo等的鋅合金鍍層，和在以上提到的鋅鍍層中含有分散或共沉淀的無機或有機材料的含鋅鍍層。
對于在其上提供有含鋅電鍍層的高強度鋼板的情況下，對含鋅電鍍層沒有特殊限定，只要它主要含鋅、任何已知類型的含鋅電鍍層都可使用。例如，可以提到純鋅的電鍍層、含有Fe、Ni、Co、Mo等的鋅合金鍍層，和在以上提到的含鋅電鍍膜中含有分散或共沉淀無機或有機材料的鋅復合物電鍍層。
在其上提供有熱浸含鋅鍍層的高強度鋼板的情況下，對熱浸含鋅鍍層沒有特殊限定，只要它主要含鋅，任何已知類型的熱浸含鋅鍍層都可以使用。例如，可以提到熱浸鋅鍍層、5％-鋁/鋅合金鍍層、55％-鋁/鋅合金鍍層、鋅—鋁—鎂合金鍍層、鋅—鋁—鎂—硅合金鍍層，除了以上提到的添加元素Al、Mg和Si外、根據所要求的特性，熱浸鋅鍍層可含有Pb、Bi、Sb、Ni、Cr、Fe、等。
對于在其上提供有熱浸鋅合金鍍層的高強度鋼板情況下，對熱浸鋅合金鍍層沒有特殊限定，只要它主要含鋅，任何已知類型的熱浸鋅合金鍍層都可以使用。此外，對熱浸含鋅鍍層通過加熱進行合金處理形成的鋅—鐵合金層也可以使用。進而，根據所要求的特性在鍍層中可含有Al、Mg、Si、Pb、Bi、Sb、Ni、Cr、Fe等。
根據本發明在以上描述的鋼板中，在鋼板上的含鋅鍍層、熱浸鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍層、或含鋅電鍍層的量沒有特殊限定，可以根據所要求的抗腐蝕能力進行最佳確定。一般講，低于1g/m2的量不能賦予足夠的抗腐蝕能力，大于120g/m2的量導致生產費用增加，因此，最佳量為1～120g/m2。
為了進一步改進抗腐蝕能力、可加工性等，在含鋅鍍層、熱浸含鋅鍍層、熱浸鋅合金鍍層、或含鋅電鍍層上，可以單獨或組合提供其它鍍層、磷酸鹽處理膜、鉻酸鹽處理膜、有機樹脂膜等。
本發明中，當利用濺射分析獲得面濃縮的Si指數X時，并不特別限定于以上提到的利用溶解法從鋼板上去除鍍層，只要是利用溶解從鋼板表面上去除鍍層就可以。例如，可以提出利用含有氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性水溶液的方法，或者利用像鹽酸、硫酸等酸的方法。以上提到的方法中，利用堿性水溶液溶解鍍層的方法是最好的方法，因為堿性水溶液溶解面濃集Si層的量很小，并與鍍層外觀質量具有很好的相容性。尤其是，作為最好的堿性水溶液，實際上是不溶解面濃縮的Si層的，例如，可以提出一種水溶液，其構成是含有40～120ml濃度為20％的氫氧化鈉水溶液、0～80ml濃度為10％的三乙醇胺水溶液、0～14ml濃度為35％的過氧化氫水溶液、和40～120ml的水。此外，作為最好的堿性水溶液，可以提出一種水溶液，其構成是含有80ml濃度為20％的氫氧化鈉水溶液、40ml濃度為10％的三乙醇胺水溶液、7ml濃度為35％的過氧化氫水溶液，和75ml的水。
根據本發明，對調整待電鍍的高強度鋼板表面條件的方法沒有特殊限定，只要在通過溶解去除含鋅鍍層或含鋅電鍍層后測定的高強度鋼板的面濃集Si指數X為12或更小；然而，就在含鋅電鍍步驟之前進行酸洗步驟中可使用各種方法，例如，可以使用如下方法，即，利用酸洗溶液自身的流量，同時強制酸洗溶液以和鋼板移動方向相反的方向移動的調節表面條件方法；增加酸洗溶液的濃度和溫度、酸洗時間等的方法；對鋼板的表面進行擦拭或拋光的方法。
在以上描述的方法中，就在含鋅電鍍步驟之前進行酸洗的步驟中，強制酸洗液以與鋼板移動方向相反的方向進行移動的方法，在降低面濃縮的Si指數X方面，與利用增加酸洗溶液的濃度和溫度、酸洗時間等的方法相比，具有更好的效果。此外，強制酸洗溶液移動的方法最好，因為含鋅電鍍鋼板的外觀質量變得非常均勻，不會在上面留下線狀痕跡，不會產生可降低鍍層的附著強度的雜物附著。
根據本發明，對于調節待鍍高強度鋼板表面條件的方法沒有特殊限定，只要在利用溶解去除熱浸含鋅鍍層或熱浸鋅合金鍍層后測定的高強度鋼板的面濃縮的Si指數X是10或更小；然而，例如，通過在進行退火步驟之前進行酸洗步驟中有效減少存在于鋼板表面上的Si量可以減少退火后的面濃縮的Si指數，可以使用各種方法，像利用酸洗溶液自身的流速，同時強制酸洗溶液以與鋼板移動方向相反的方向進行移動的調節表面條件方法；增加酸洗溶液的濃度和溫度，酸洗時間等的方法；和對鋼板的表面進行擦拭或拋光的方法。以上描述的方法中，在退火步驟之前進行酸洗步驟中，強制酸洗溶液以與鋼板移動方向相反的方向進行移動的方法，就減小面濃縮的Si指數X方面，與增加酸洗溶液的濃度和溫度、酰洗時間等的方法相比，具有更好的效果。此外，強制酸洗溶液移動的方法最好，因為熱浸含鋅鍍鋼板或熱浸鋅合金鍍鋼板的鍍層外觀質量變得很均勻，其上沒有留下線狀痕跡，不會產生，會降低鍍層的附著強度的雜物附著。
在酸洗步驟中利用酸洗溶液自身的流量，同時強制酸洗溶液以與鋼板移動方向相反的方向進行移動的調節面濃縮的Si指數X方法中，例如，當酰洗溶液自身的流速設定為0.5m/sec或更大時，可以有效地減小面濃縮的Si指數X。然而，由于面濃縮的Si指數X也取決于鋼板中Si含量，所以，當鋼板中Si含量高時，必須進一步增加酰洗溶液的流量，當鋼板中Si含量低時，熱浸含鋅鍍鋼板和熱浸鋅合金鍍鋼板的面濃縮的Si指數X可以分別降低到10或更小和6或更小，在某些情況下，以0.5m/sec或更小的流速。
根據本發明，對高強度鋼板進行熱浸含鋅鍍的方法和進行合金處理的方法基本上沒有專門限定，可以使用任何類型的已知方法。作為電鍍溶液，使用主要含鋅的溶液，當需要時，可以添加Al、Mg、Si、Pb、Bi、Sb、Ni、Cr、Fe、等。對電鍍溶液的溫度沒有專門限定，可以使用已知的條件，即，440～490℃的溫度。此外，合金化溫度和合金化時間可以根據已知的條件進行設定。
根據本發明，對高強度鋼板進行含鋅電鍍的方法基本沒有專門限定，可以使用任何類型的已知鋅電鍍方法。作為電鍍溶液，可以使用含有硫酸、氯化物等的溶液；當進行純鋅電鍍時，可以使用主要含鋅離子的電鍍溶液；當進行鋅合金鍍時，可以向鍍液中添加合金元素，像Fe、Ni、Co、Mo、等。此外，當需要時，可以向鍍液中添加輔助導電劑，像Na、K或Al、有機化合物、或無機化合物。對鍍液的溫度和pH，電鍍電流密度等沒有特殊限定，可以使用已知的條件，例如，浴溫度30～70℃，pH1～5，和電流密度10～200A/dm2。
實施例以下參照實施例描述本發明。
作為要鍍以電鍍熱浸含鋅鍍層和熱浸鋅合金鍍層的鋼板，使用表1所示的含下列成分的高強度鋼板0.08～0.16重量％的C、1.5～2.3重量％的Mn、0.01～0.025重量％的P、0.004～0.008重量％的S、0.03～0.2重量％的Al、0.005～0.04重量％的Ti、0.005～0.03重量％的Nb、0.01～0.10重量％的Cr、0.01～0.15重量％的Mo、0.0002～0.002重量％的B，和各種含量的Si。在以下描述的條件下，按順序對這些待鍍鋼板進行電解去油脂、水淋洗、酸洗、水淋洗、干燥、退火、和熱浸鋅鍍處理，以便形成熱浸鍍鋅高強度鋼板(GI)，此外，對這些熱浸鋅鍍高強度鋼板進行合金處理，以便形成熱浸鍍鋅合金高強度鋼板(GA)。而且，通過改變酸洗溶液的流量，增加或減小面濃集Si指數X。
(電解去油脂條件)去油脂溶液的組成濃度為30g/l的原硅酸鈉浴溫度70℃電流密度10A/dm2電流施加時間5秒(酸洗條件)酸洗溶液的組成濃度為5％的鹽酸浴溫度60℃浸漬時間6秒流速0～1.0m/sec(退火條件)退火溫度820℃保溫時間20秒氫濃度8％露點-40℃(熱浸鍍鋅條件)鍍液0.15％的Al、0.04％的Fe、0.008％的Pb，和其余成分浴溫度450℃添加量60g/m2(熱合金化條件)合金化溫度490℃合金化時間15秒作為待鍍電鍍鋅層的鋼板，可以使用表2所示的含下列成份的高強度鋼板含有0.09～0.14重量％的C、1.1～2.5重量％的錳、0.01～0.03重量％的P、0.005～0.007重量％的S、0.03～0.06重量％的Al、0.001～0.01重量％的Ti、0.002～0.02重量％的Nb、0.03～0.09重量％的Cr、0.02～0.06重量％的Mo、0.0001～0.001重量％的B，和各種含量的Si。在以下描述的條件下，按順序，對這些待鍍鋼板進行電解去油脂、水淋洗、酸洗、水淋洗、和電鍍鋅處理，以便形成電鍍鋅高強度鋼板。作為含鋅電鍍，可以進行純鋅鍍、鋅鎳合金鍍、或鋅鐵合金鍍。此外，通過改變酸洗溶液的流量，可以增加或減少面濃縮的Si指數X。
(電解去油脂條件)去油脂溶液的組成濃度為30g/l的原硅酸鈉浴溫度70℃電流密度10A/dm2電流施加時間5秒(酸洗條件)酸洗液的組成濃度為50g/l的H2SO4溶液浴溫度50℃浸漬時間5秒流速0～1.0m/sec(鍍純鋅條件)鍍液濃度為350g/l ZnSO4·7H2O，和濃度為30g/lNa2SO4的溶液pH1.5浴溫度50℃流速1.0m/sec添加量20g/m2電流密度100A/dm2(鍍鋅鎳合金條件)鍍液濃度為130g/l的ZnSO4·7H2O，濃度為250g/l的NiSO4·6H2O，和濃度為40g/lNa2SO4pH1.2浴溫度50℃流速1.0m/sec電流密度80A/dm2添加量20g/m2Ni含量12重量％
(鍍鋅鐵合金條件)鍍液濃度為210g/l的ZnSO4·7H2O，和濃度為300g/l的FeSO4·7H2OpH1.4浴溫度50℃流速1.0m/sec電流密度80A/dm2添加量20g/m2Fe含量15wt％利用溶解去除熱浸鍍鋅高強度鋼板、熱浸鍍鋅合金高強度鋼板，和含鋅電鍍高強度鋼板的鍍層，是將其浸入以下組成的水溶液中約30分鐘，該水溶液的組成是含有80ml濃度為20％的氫氧化鈉水溶液、40ml濃度為10％的三乙醇胺水溶液、7ml濃度為35％的過氧化氫水溶液，和75ml的水。接著，在去除鍍層后，利用GDS(由Shimadzu Corp.制造的GDLS-5017)，在氬氣流量500ml/min和放電電流20mA的條件下，在高強度鋼板的深度方向上進行濺射分析。
從相當于圖1所示的形式，所獲得的深度方向的分布，可以得出表面上Si的最大密度A和鋼板中的平均密度B，利用下式可計算出面濃縮的Si指數X，X＝(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/鋼板中Si的平均密度B)×鋼板中Si的含量。
通過目檢，按以下描述標準評價測定熱浸鍍鋅高強度鋼板和熱浸鍍鋅合金高強度鋼板的鍍層外觀質量。
A沒有產生裸斑點B產生少量裸斑點C產生大量裸斑點表1中示出了用作待鍍基板的高強度鋼板中的Si含量、鍍板、為去除鍍層使用的酸洗液流量，獲得的面濃縮的Si指數，和鍍層外觀質量的評價結果。
表1
正如從表1所見，熱浸含鍍鋅高強度鋼板和熱浸鍍鋅合金高強度鋼板都具有優質的鍍層外觀。
對形成的含鋅電鍍高強度鋼板進行零T彎曲試驗，根據剝離的膠帶的外觀質量評價附著強度。
零T彎曲試驗將含鋅電鍍高強度鋼板對半折合后，之間不形成任何空間，以便使測定附著強度的表面處于外側，膠帶是貼在為評價而彎曲部分的表面上，膠帶被剝離，按照以下描述的標準，通過目檢附著在膠帶上的鋅鍍層的量，來評價附著強度。
A沒有鍍層被剝離B非常小部分鍍層被剝離C一些部分鍍層被剝離D有許多部分鍍層被剝離表2中示出了用作待鍍基板的高強度鋼板中Si含量、鍍的形式、為去除鍍層使用的酸洗液流量、獲得的面濃縮的Si指數X，和附著強度的評價結果。
表2
正如從表2所見，本發明在高強度鋼板上提供的每種含鋅電鍍層都呈現出優良的附著強度。
根據本發明的熱浸含鋅鍍高強度鋼板和熱浸鍍鋅合金高強度鋼板都具有優良的鍍層外觀質量。根據本發明的含鋅電鍍高強度鋼板具有非常高優良的附著強度。因此，這些以上描述的含鋅鍍高強度鋼板在工業領域中是極為有價值的材料。尤其是，這些鋅鍍高強度鋼板最適宜汽車、建造材料、家用電器等領域中使用。
權利要求
1.一種高強度鋼板，其含有0.1重量％或更多的硅，和在高強度鋼板上形成的含鋅鍍層，其中在以溶解除去含鋅鍍層后，在從高強度鋼板表面的深度方向上進行濺射分析時，該高強度鋼板具有由下式定義的表面濃縮的Si指數X，為12或更小，X由下式定義X＝(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/鋼板中Si的平均密度B)×該鋼板中Si含量的重量％。
2.根據權利要求1所述的高強度鋼板，其中，在高強度鋼板上形成的含鋅鍍層是含鋅電鍍層。
3.根據權利要求2所述的高強度鋼板，其中，該表面濃縮的Si指數X為0.1～10。
4.根據權利要求1所述的高強度鋼板，其中，該高強度鋼板上形成的含鋅鍍層是熱浸含鋅鍍層，而且，該表面濃縮的Si指數X為10或更小。
5.根據權利要求4所述的高強度鋼板，其中，表面濃縮的Si指數X為9或更小。
6.根據權利要求1所述的高強度鋼板，其中，在該高強度鋼板上形成的含鋅鍍層是熱浸鋅合金鍍層，而且，表面濃縮的Si指數為6或更小。
7.根據權利要求6所述的高強度鋼板，其中，表面濃縮的Si指數X為5或更小。
全文摘要
一種高強度鋼板,它包括0.1重量%或更多的硅,其上具有鋅鍍層。當在利用溶解去除含鋅鍍層后,在高強度鋼板表面的深度方向上進行濺射分析時,由下式定義的表面濃縮的Si指數X為12或更小,式X=(高強度鋼板表面上Si的最大密度A/鋼板中Si的平均密度B)×鋼板中Si含量的重量%。
文檔編號C23C2/06GK1361302SQ01143200
公開日2002年7月31日 申請日期2001年11月8日 優先權日2000年11月8日
發明者中島清次, 京野一章, 加藤千昭 申請人:川崎制鐵株式會社