專利名稱：合金化熱鍍鋅鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖壓成形時具有良好滑動性的合金化熱鍍鋅鋼板及其制造方法。
合金化熱鍍鋅鋼板通過鍍鋅后的熱處理，鋼板中的Fe和鍍層中的Zn擴散，形成Fe-Zn合金相。該合金相通常由Γ相、δ1相、ζ相構(gòu)成，F(xiàn)e濃度按Γ相→δ1相→ζ相的順序變低，其硬度和熔點也有降低的傾向。因此，從沖壓成形時的滑動性方面看，對形成高硬度、高熔點、不易粘合的Fe濃度高的合金相很有效。
但是，一旦形成Fe濃度高的合金相，鍍層和鋼板的界面容易形成硬且脆的Γ相，容易產(chǎn)生鍍層在成形時從界面剝離的現(xiàn)象，即所謂的粉化。
因此，作為使滑動性和耐粉化性能夠兩全的方法，在特開平1-319661號公報中，有以下方法的提案，即利用電鍍法等在鍍層上提供硬質(zhì)鐵系合金作為第二層。
但是，該方法在熱鍍鋅后需要進一步做電鍍處理，工序復(fù)雜，同時成本也明顯提高。
一般，作為提高鍍鋅系鋼板的沖壓成形性的方法，廣泛使用涂敷高粘度的潤滑油的方法，但存在涂飾工序中因脫脂不良產(chǎn)生涂飾缺陷，或沖壓時因斷油使沖壓成形性不穩(wěn)定等的問題。
因此，特開昭53-60332號公報和特開平2-190483號公報，提出了以下方法，通過在鍍鋅系鋼板的鍍層表面實施電解處理、浸漬處理、涂敷氧化處理、加熱處理等，使形成以ZnO為主體的氧化膜，提高沖壓成形性和焊接性。
另外，特開平4-88196號公報提出的方法是，把鍍鋅鋼板浸漬于含有磷酸鈉5-60g/l的pH為2-6的水溶液中，在該水溶液中進行電解處理，或向鋼板表面涂敷該水溶液，使鍍層表面形成以p氧化物為主體的氧化膜，提高沖壓成形性及化學(xué)轉(zhuǎn)換處理性。
此外，特開平3-191093號公報提出的方法是，通過在鍍鋅系鋼板的鍍層表面實施電解處理、浸漬處理、涂敷氧化處理、加熱處理等，使形成Ni氧化物，提高沖壓成形性及化學(xué)轉(zhuǎn)換處理性。
但是，我們在合金化熱鍍鋅鋼板的鍍層表面形成這種氧化膜時，未必能得到良好的滑動性。
該目的是通過合金化熱鍍鋅鋼板達(dá)到的，該鋼板的通過調(diào)質(zhì)軋制變平坦后的鍍層表面的凸起部位上具有厚10nm以上的氧化物層。
另外，該鋼板可以利用合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法制得，該制造方法包括鋼板熱鍍鋅工序；合金化工序，加熱熱鍍鋅后的鋼板，使鍍層合金化；調(diào)質(zhì)軋制工序，對合金化后的熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制；鋅系氧化物層形成工序，在調(diào)質(zhì)軋制后的合金化熱鍍鋅鋼板的鍍層表面形成鋅系氧化物層。
圖2表示的是摩擦系數(shù)測定裝置的一例的圖。
圖3表示的是摩擦系數(shù)測定用凸頭形狀的一例的圖。
圖4表示的是摩擦系數(shù)測定用凸頭形狀的其他例子的圖。
圖5表示的是氧化物層形成處理設(shè)備的一例的圖。
因此，我們對滑動阻力小、可以防止沖壓成形時的斷裂所需要的凸起部位的氧化物層的適宜厚度進行了研究，結(jié)果是，如

圖1所示，如果在通過調(diào)質(zhì)軋制變平坦后的鍍層表面凸起部位20上，能夠形成厚10nm以上、更優(yōu)選20nm以上的氧化物層即可。如果能保證該厚度，即使在沖壓成形時氧化物層出現(xiàn)磨損，也不會降低滑動性。另一方面，對厚度上限沒有特別規(guī)定，但如果超過200nm，會極度降低表面反應(yīng)性，難以形成化學(xué)轉(zhuǎn)換處理膜，所以最好控制在200nm以下。
該氧化物層的厚度測定，例如，可以利用和Ar離子濺射配合的俄歇電子分光(AES)求得。即，濺射到規(guī)定深度后，從測定對象的各元素的光譜強度利用相對靈敏度因子修正求出該深度時的組成，把0含有率的最大值和其后減少到一定值時的和為1/2時的深度作為氧化物層厚度。
這里，被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率最好是20～80％。不足20％時，除被平坦化的凸起部位外的部分，即圖1的21表示的凹部和模具接觸的面積變大，能可靠控制氧化物層厚度的、被平坦化的凸起部位的面積率變小，滑動性的改善效果也變小。另外，凹部在沖壓成形時有保存沖壓油的作用，所以，如果凹部的面積率不足20％，即被平坦化的凸起部位的面積率超過80％時，容易引起斷油，使沖壓成形性的改善效果變小。所謂的被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率，是指用光學(xué)顯微鏡或掃描型電子顯微鏡(SEM)等觀察鍍層表面，利用圖像解析求得的觀察視野中平坦部分所占的比率。
被平坦化的鍍層表面的凸起部位是沖壓成形時模具直接接觸的部分，所以從滑動性方面考慮，希望存在有防止與模具粘合的硬質(zhì)且高熔點的物質(zhì)，因此，作成δ1單相鍍層比較有效果。
但是，此時必須實施使鍍層中的Fe濃度變高的合金化處理，所以在鍍層和鋼板的界面上形成硬且脆的Γ相，容易產(chǎn)生粉化，因此，最好是形成主要由δ1相構(gòu)成、且含有ζ相的鍍層。
特別是，至少要在鋼板單面的鍍層表層存在ζ相，Γ相變少，對防止粉化的產(chǎn)生很有效果。另外，如果鍍層表層存在有ζ相，還會提高表面反應(yīng)性，可以在被平坦化的鍍層表面凸起部位有效形成氧化物層。
為使鍍層表層可靠存在ζ相，最好使鍍層中的ζ相和δ1相的X射線衍射峰比率(ζ/δ)在0.2以上，或鍍層表面的ζ相面積率在10％以上。這里，ζ相和δ1相的X射線衍射峰比率是從與晶格間距d＝1.900A(ζ相)及d＝1.990A(δ1相)對應(yīng)的X射線衍射峰強度中，減去本底，根據(jù)兩者的比求得。所謂ζ相面積率是指用SEM觀察鍍層表面時，被認(rèn)為是ζ相的柱狀晶在觀察視野中所占的比率。這里，X射線衍射峰比率(ζ/δ)不足0.2或ζ相面積率不足10％時，視為是鍍層表層至少不存在ζ相。
本發(fā)明的合金化熱鍍鋅鋼板通過對鋼板進行熱鍍鋅后，加熱使鍍層合金化，然后進行調(diào)質(zhì)軋制使鍍層表面形成氧化物層。
此時，在調(diào)質(zhì)軋制后，最好清除合金化處理時生成的氧化物層，使表面活性化后形成氧化物層，以形成更均一的氧化物層，更有利于滑動性的改善。這是為了在形成氧化物層時，消除因調(diào)質(zhì)軋制后殘存的氧化物層造成的不均一反應(yīng)。為清除調(diào)質(zhì)軋制后殘存的氧化物層，可采用研磨等機械方法，或用堿液浸漬，或噴射堿液的化學(xué)方法。
氧化物層的形成可以使用下述各種方法。
1.和高溫水蒸氣接觸的方法。
采用該方法時，Zn通過和中性溶液接觸容易生成氧化物，使高溫狀態(tài)下的反應(yīng)加快進行，所以可以在短時間內(nèi)形成提高滑動性所需要的氧化物層。
2.在氧濃度20％以上的氛圍中加熱的方法。
3.使接觸含有氧化劑的水溶液的方法。
該方法可以在大約室溫的較低溫度下形成氧化物層。
4.重復(fù)進行和水接觸后馬上干燥處理的方法。
該氧化物層的形成機理尚不明確，但一般認(rèn)為，Zn通過和中性溶液接觸容易生成氧化物，如果再進一步和空氣接觸會促進氧化物的生成。
此時，如果水溫在50℃以上，可以進一步促進氧化物的生成，縮短接觸時間。
另外，如果和水接觸后馬上干燥的處理重復(fù)進行3次以上，會形成更均一的氧化物層。
5.接觸酸性溶液后水洗的方法。
該氧化物層的形成機理尚不明確，但一般認(rèn)為，合金化熱鍍鋅鋼板一旦接觸酸性溶液，在鍍層表面發(fā)生Zn的溶解，同時產(chǎn)生氫，使鍍層表面的pH上升，容易生成Zn的氫氧化物。之后，通過水洗促進該Zn的氫氧化物的生成，并形成氧化物層。
此時，如果酸性溶液的pH在1以上，更容易生成氧化物。但，如果pH過高，會降低Zn的溶解反應(yīng)速度，所以pH最好在5以下。同時，如果液溫在50℃以上，會進一步促進Zn的溶解及氧化物的生成。
水洗時的水溫最好在50℃以上。
接觸酸性溶液后，放置1.0-30.0秒后再水洗，會進一步促進Zn的氫氧化物的生成，可靠地形成氧化物層。
接觸后的酸性溶液的附著量如果是每鋼板單面在3.0g/m2以下，會進一步促進Zn的氫氧化物的生成，更可靠地形成氧化物層。附著量的調(diào)節(jié)，可以用壓漿輥或空氣摩擦等進行。
如果酸性溶液中含有Fe和/或Zn離子，可以減少氧化處理后的摩擦系數(shù)的離散性。這些離子是包含在鍍層中的成分，所以即使殘存在鍍層表面也不會帶來不良影響。作為含有Fe和/或Zn離子的酸性溶液，可以使用鐵-鋅系電鍍液。尤其是，如果不通電使鋼板通過電鍍作業(yè)線，可以得到相同效果。
另外，如果使鋼板接觸把該鐵-鋅系電鍍液稀釋后的電鍍液，也會有效形成氧化物層。該氧化物層的形成機理尚不明確，但一般認(rèn)為，該鐵-鋅系電鍍液是酸性的，一旦浸漬合金化熱鍍鋅鋼板，就在鍍層表面發(fā)生Zn的溶解。同時產(chǎn)生氫，所以鍍層表面的pH上升，容易形成Zn的氫氧化物。如果接觸普通的鐵-鋅電鍍液，因pH低，為防止鍍層被過腐蝕，需要清除殘存的電鍍液或使表面的pH上升，以促進Zn的氫氧化物的生成，但是，接觸稀釋后的電鍍液時，因pH高，所以不用擔(dān)心鍍層表面會被過腐蝕，另外，即使是少量的Zn的溶解也會使鍍層表面的pH容易上升，所以比較容易形成氧化物層。
電鍍液的稀釋率，從防止過腐蝕的角度看，需要在100倍以上，但稀釋過度，會使Zn的溶解反應(yīng)變困難，所以，最好在10000倍以下。
作為含有Fe和/或Zn離子的酸性溶液，可以使用含有Fe和/或Zn的硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物中的1種或2種以上的溶液。此時，如果溶液的pH在上述范圍之內(nèi)，對其濃度沒有限制。
本發(fā)明中的氧化物層，是由Zn、Fe、Al及其他金屬元素的1種以上的氧化物和/或氫氧化物等構(gòu)成的層。
為制造本發(fā)明的合金化熱鍍鋅鋼板，需要在電鍍液中添加Al，如果含有或添加Al以外的Pb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Ti、Li、Cu等，不會有損本發(fā)明的效果。另外，如果因氧化處理等使用的處理液中含有不純物，使S、N、P、B、Cl、Na、Mn、Ca、Mg、Ba、Sr、Si等進入到氧化物層中，也不會有損本發(fā)明的效果。實施例1在板厚0.8mm的冷軋鋼板上，利用普通的合金化熱鍍鋅法，按規(guī)定的Fe濃度形成附著量60g/m2的鍍層，調(diào)質(zhì)軋制后，在鋼板表面進行以下處理A、B以形成厚度不同的氧化物層，作成試樣No.1-20。此時，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率。
i)處理A把合金化熱鍍鋅鋼板浸漬到pH為3、溫度50℃、過氧化氫濃度不同的硫酸酸性的過氧化氫水溶液中。
ii)處理B把合金化熱鍍鋅鋼板浸漬到pH為2、溫度50℃的硫酸酸性的硝酸鈉水溶液中，改變電流密度和通電時間進行陰極電解。
然后，測定鍍層中的Fe濃度、被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層的厚度、及作為沖壓成形性指標(biāo)的摩擦系數(shù)μ。這里，氧化物層的厚度測定、摩擦系數(shù)的測定方法如下。1)氧化物層厚度的測定如上所述，利用和Ar離子濺射配合的俄歇電子分光法，作為預(yù)備處理進行30秒的Ar濺射除掉表面的污染層后，在0含有率的最大值和其后減少到一定值的和為1/2時的深度處，任意選3處進行測定，把其平均值作為氧化物層的厚度。2)摩擦系數(shù)的測定圖2表示的是本試驗使用的摩擦系數(shù)測定裝置。
把試樣1固定在試樣臺2上，試樣臺2設(shè)置在滑動臺3上，滑動臺3在位于可上下移動的滑動臺支撐架5上的轉(zhuǎn)輪4上做水平移動，向上提升滑動臺支撐架5，使邊頂住位于試樣1上部的凸頭6邊向水平方向移動。用設(shè)置在滑動臺支撐架5上的測力傳感器7測定試樣1頂住凸頭6時的推壓負(fù)荷N，用設(shè)置在滑動臺3上的測力傳感器8測定使試樣1向水平方向移動的滑動阻力F，求出摩擦系數(shù)μ＝F/N。做此試驗時，向試樣1表面涂敷了日本パ一カライジング社制造的ノツクスラスト550HN作為潤滑油。
圖3、圖4表示的是所使用的凸頭的形狀、尺寸。
圖3的凸頭寬10mm、試樣的滑動方向長12mm、滑動方向兩端的下部曲率是4.5mmR，被試樣頂住的凸頭下面有寬10mm、滑動方向長3mm的平面。圖4的凸頭寬10mm、試樣的滑動方向長69mm、滑動方向兩端的下部曲率是4.5mmR，被試樣頂住的凸頭下面有寬10mm、滑動方向長60mm的平面。
上述兩種情況均是凸頭的下面在被試樣1的表面頂住的狀態(tài)下滑動。
試驗條件按以下所示2種條件進行。
條件1圖3的凸頭、推壓負(fù)荷N400kgf、試樣的水平移動速度100cm/min條件2圖4的凸頭、推壓負(fù)荷N400kgf、試樣的水平移動速度20cm/min以下實施例中的氧化物層厚度的測定、摩擦系數(shù)的測定也是按上述方法進行的。
結(jié)果如表1所示。
本發(fā)明例中的試樣No.1-17的摩擦系數(shù)μ低，在條件1時是0.160以下，條件2時是0.190以下，滑動性優(yōu)良。尤其是，試樣No.4-7、10-15因其被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率是20-80％，所以在條件2時的摩擦系數(shù)μ更低，是0.170以下，滑動性更加優(yōu)良。
另一方面，不實施調(diào)質(zhì)軋制而形成氧化物層的比較例試樣No.18、調(diào)質(zhì)軋制后未實施氧化物層形成處理的比較例試樣No.19、氧化物層厚度不足10nm的比較例試樣No.20的摩擦系數(shù)μ均高，滑動性差。
表1

實施例2通過改變合金化條件來改變ζ相比率，對板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，然后浸漬到pH為12的氫氧化鈉水溶液中，合金化處理時生成的氧化物層被除掉后，通過上述處理A、B使鋼板表面形成氧化物層，作成了試樣No.1-31。此時，和實施例1相同，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率。
然后，測定了鍍層中的Fe含有率、ζ/δ值、ζ相面積率、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)。
結(jié)果如表2及表3所示。
本發(fā)明例中的試樣No.9-31的ζ/δ值、ζ相面積率高，即使表層明顯存在ζ相時，條件1時的摩擦系數(shù)μ也低，滑動性優(yōu)良。尤其是，氧化物層厚度在20nm以上的本發(fā)明例的試樣No.11-24，在條件2時的摩擦系數(shù)μ也低，顯示了更優(yōu)良的滑動性。另外，即使氧化物層厚度在本發(fā)明范圍內(nèi)，被平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率小的試樣No.5-8，在條件1時的摩擦系數(shù)μ低，但在條件2時的摩擦系數(shù)μ未能降低，滑動性改善效果小。
另一方面，作為比較例的、氧化物層厚度在本發(fā)明范圍外的試樣No.1-4，摩擦系數(shù)μ高，滑動性差。
表2

表3

實施例3對利用普通方法作成的板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，然后浸漬到pH為12的氫氧化鈉水溶液中，合金化處理時生成的氧化物層被除掉后，通過上述處理A及下述處理C、D使鋼板表面形成厚度不同的氧化物層，作成了試樣No.1-38。此時，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率。
iii)處理C改變處理時間，向合金化熱鍍鋅鋼板噴射100℃的水蒸氣。
iv)處理D改變處理時間，在250℃、氧濃度40％的氛圍下加熱合金化熱鍍鋅鋼板。
然后，測定了鍍層中的Fe濃度、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)μ。
結(jié)果如表4及表5所示。
本發(fā)明例中的試樣No.6-38，在條件1時的摩擦系數(shù)μ低，滑動性優(yōu)良。尤其是，氧化物層厚度20nm以上的試樣No.15-38，在條件2時的摩擦系數(shù)μ也低，顯示了更優(yōu)良的滑動性。
另一方面，不除掉合金化處理時生成的氧化物層，或不實施氧化物層形成處理的試樣No.1、2，摩擦系數(shù)μ高，滑動性差。另外，即使進行了氧化物層形成處理，氧化物層厚度在本發(fā)明范圍外的試樣No.3-5，摩擦系數(shù)μ的降低不充分，滑動性差。
表4

表5

實施例4對利用普通方法作成的板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，然后浸漬到pH為12的氫氧化鈉水溶液中，合金化處理時生成的氧化物層被除掉后，重復(fù)進行噴射規(guī)定溫度的過濾水5秒鐘后馬上干燥的處理，使鋼板表面形成厚度不同的氧化物層，作成了試樣No.1-40。此時，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率。
然后，測定了鍍層中的Fe濃度、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)μ。
結(jié)果如表6及表7所示。
本發(fā)明例中的試樣No.11-40，在條件1時的摩擦系數(shù)μ低，滑動性優(yōu)良。尤其是，氧化物層厚度20nm以上的厚試樣，在條件2時的摩擦系數(shù)μ也低，顯示了更優(yōu)良的滑動性。
另一方面，不除掉合金化處理時生成的氧化物層，而且也不重復(fù)進行噴水、干燥處理的試樣No.1、2，摩擦系數(shù)μ高，滑動性差。另外，即使進行了這樣的處理，處理條件在本發(fā)明范圍外的試樣No.3-10，摩擦系數(shù)μ的降低不充分，滑動性差。
表6

表7

實施例5對利用普通方法作成的板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，然后浸漬到pH為12的氫氧化鈉水溶液中，合金化處理時生成的氧化物層被除掉后，把鋼板浸漬到規(guī)定溫度、規(guī)定pH的硫酸酸性溶液或含有硫酸亞鐵1.0mol/l、硫酸鋅0.1mol/l的鐵-鋅電鍍液中，使鋼板表面形成厚度不同的氧化物層，作成了試樣No.1-51。此時，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率。另外，鐵-鋅電鍍液的pH調(diào)整使用的是稀硫酸。
然后，測定了鍍層中的Fe濃度、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)μ。
結(jié)果如表8及表9所示。
本發(fā)明例中的試樣No.10-51，在條件1時的摩擦系數(shù)μ低，滑動性優(yōu)良。尤其是，氧化物層厚度20nm以上、表層平坦部位的面積率20-80％的試樣，在條件2時的摩擦系數(shù)μ也低，顯示了更優(yōu)良的滑動性。
另一方面，不除掉合金化處理時生成的氧化物層，而且也不浸漬到酸性溶液中的試樣No.1、2，摩擦系數(shù)μ高，滑動性差。另外，即使進行了這樣的處理，處理條件在本發(fā)明范圍外的試樣No.3-9，摩擦系數(shù)μ的降低不充分，滑動性差。
表8

表9

實施例6對利用普通方法作成的板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，然后浸漬到pH為12的氫氧化鈉水溶液中，合金化處理時生成的氧化物層被除掉后，把鋼板浸漬到含有硫酸亞鐵1.0mol/l、硫酸鋅0.1mol/l、pH為2的鐵-鋅電鍍液被稀釋后的溶液中，使鋼板表面形成厚度不同的氧化物層，作成了試樣No.1-39。此時，改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，以改變通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率。
然后，測定了鍍層中的Fe濃度、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)μ。
結(jié)果如表10及表11所示。
本發(fā)明例中的試樣No.12-39，在條件1時的摩擦系數(shù)μ低，滑動性優(yōu)良。尤其是，氧化物層厚度20nm以上的試樣，在條件2時的摩擦系數(shù)μ也低，顯示了更優(yōu)良的滑動性。
另一方面，不除掉合金化處理時生成的氧化物層，而且也不浸漬到稀釋鐵-鋅電鍍液所得的溶液中的試樣No.1、2，摩擦系數(shù)μ高，滑動性差。另外，即使進行了這樣的處理，處理條件在本發(fā)明范圍外的試樣No.3-11，摩擦系數(shù)μ的降低不充分，滑動性差。
表10

表11

實施例7對利用普通方法作成的板厚0.8mm的合金化熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制，使用圖5所示的氧化物層形成處理設(shè)備，使鋼板表面形成厚度不同的氧化物層，作成了試樣No.1-20。此時，通過改變調(diào)質(zhì)軋制的壓下負(fù)荷，把通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積率調(diào)整為20-80％。
圖5所示的氧化物層形成處理設(shè)備中，把合金化熱鍍鋅鋼板浸漬到裝滿溫度50℃、pH為5的硫酸酸性溶液的酸性溶液槽11后，用壓漿輥12調(diào)整鋼板表面的酸性溶液附著量，在#1洗凈槽14中噴射50℃的溫水進行洗凈，通過中和槽15后，在#2洗凈槽16中噴射50℃的溫水進行洗凈，用干燥機17進行干燥，使鋼板表面形成氧化物層。一部分試樣，用壓漿輥12調(diào)整酸性溶液的附著量后，用淋浴水洗裝置13進行洗凈，或洗凈后在中和槽15中噴射pH為10的氫氧化鈉水溶液，中和殘存在鋼板表面的酸性溶液。此時，改變酸性溶液的附著量、及附著酸性溶液后用#1洗凈槽14或淋浴水洗裝置13進行開始洗凈前的放置時間。
然后，測定了鍍層中的Fe濃度、平坦化的鍍層表面凸起部位的面積率、氧化物層厚度和摩擦系數(shù)μ。另外，涂敷防銹油后，放置到?jīng)]有灰塵等外部原因影響的室外，約6個月后檢查了有(×)無(○)銹點。
結(jié)果如表12所示。
摩擦系數(shù)μ均小，滑動性也都優(yōu)良，另外，附著酸性溶液后、開始洗凈前的放置時間為1.0-30.0秒、或酸性溶液的附著量為3.0g/mm2以下時，摩擦系數(shù)μ更小，可獲得更優(yōu)良的滑動性。此外，如果洗凈后進行中和處理，還可以抑制銹點的產(chǎn)生。
表12

權(quán)利要求
1.一種合金化熱鍍鋅鋼板，其中在通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位上具有厚10nm以上的氧化物層。
2.如權(quán)利要求1所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積比率是20～80％。
3.如權(quán)利要求1所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層由δ1相單層構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層由δ1相單層構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層主要由δ1相構(gòu)成，并且含有ζ相。
6.如權(quán)利要求2所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層主要由δ1相構(gòu)成，并且含有ζ相。
7.如權(quán)利要求5所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中至少在鋼板單面的鍍層表層存在有ζ相。
8.如權(quán)利要求6所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中至少在鋼板單面的鍍層表層存在有ζ相。
9.如權(quán)利要求7所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層中的ζ相和δ1相的X射線衍射峰比率(ζ/δ)為0.2以上。
10.如權(quán)利要求8所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層中的ζ相和δ1相的X射線衍射峰比率(ζ/δ)為0.2以上。
11.如權(quán)利要求7所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層表面的ζ相面積比率為10％以上。
12.如權(quán)利要求8所述的合金化熱鍍鋅鋼板，其中鍍層表面的ζ相面積比率為10％以上。
13.一種合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，包括鋼板熱鍍鋅工序；合金化工序，加熱前述熱鍍鋅后的鋼板，使鍍層合金化；調(diào)質(zhì)軋制工序，對前述合金化后的熱鍍鋅鋼板進行調(diào)質(zhì)軋制；鋅氧化層形成工序，在前述調(diào)質(zhì)軋制后的合金化熱鍍鋅鋼板的鍍層表面形成鋅系氧化物層。
14.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中調(diào)質(zhì)軋制后，清除合金化處理時生成的氧化物層并使表面活性化后，形成氧化物層。
15.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中氧化物層的形成是通過和高溫水蒸氣接觸進行的。
16.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中氧化物層的形成是通過在氧濃度20％以上的氛圍中加熱進行的。
17.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中氧化物層的形成是通過和含有氧化劑的水溶液接觸進行的。
18.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中氧化物層的形成是通過重復(fù)進行接觸水后馬上干燥的處理進行的。
19.如權(quán)利要求18所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中使所接觸的水溫為50℃以上。
20.如權(quán)利要求18所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中接觸水后馬上干燥的處理要重復(fù)3次以上。
21.如權(quán)利要求20所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中接觸水后馬上干燥的處理要重復(fù)3次以上。
22.如權(quán)利要求13所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中氧化物層的形成是通過接觸酸性溶液后水洗進行的。
23.如權(quán)利要求22所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中酸性溶液的pH為1以上，溫度為50℃以上。
24.如權(quán)利要求22所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中所接觸的酸性溶液的附著量是每鋼板單面為3.0g/m2以下。
25.如權(quán)利要求22所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中用50℃以上的溫水水洗。
26.如權(quán)利要求22所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中接觸酸性溶液后，放置1.0-30.0秒后水洗。
27.如權(quán)利要求25所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中水洗后進行中和處理。
28.如權(quán)利要求22所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中酸性溶液中含有Fe和/或Zn離子。
29.如權(quán)利要求28所述的合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中在含有Fe和/或Zn離子的酸性溶液中，含有Fe和/或Zn的硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物中的1種或2種以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合金化熱鍍鋅鋼板,其中在通過調(diào)質(zhì)軋制被平坦化的鍍層表面的凸起部位上具有厚10nm以上的氧化物層。通過使用本發(fā)明的合金化熱鍍鋅鋼板,在沖壓成形時,不會產(chǎn)生粉化現(xiàn)象,可獲得穩(wěn)定、優(yōu)良的滑動性。如果使被平坦化的鍍層表面的凸起部位的面積比率為20～80%,或使鍍層為δ1相單層,或使δ1相中含有ζ相,可以獲得更優(yōu)良的滑動性和耐粉化性。
文檔編號C23C2/26GK1423708SQ01807998
公開日2003年6月11日 申請日期2001年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月24日
發(fā)明者平章一郎, 杉本芳春, 稻垣淳一, 妹川透, 野村修二, 櫻井理孝, 山下正明, 佐藤馨, 名越正泰, 蒲昭, 宮川洋一, 野出俊策, 巖淵正洋 申請人:日本鋼管株式會社