合金化热浸镀锌钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种合金化热浸镀锌钢板，其具有钢板、所述钢板表面上的镀层、形成于所述钢板与所述镀层之间的混合层，所述混合层包含具有超过0μm且2μm以下的微细晶粒的基底金属部、Zn-Fe合金相和含有Mn、Si、Al及Cr中的1种以上的氧化物，在所述混合层中，在形成所述微细晶粒的晶界处存在所述氧化物和所述Zn-Fe合金相，所述Zn-Fe合金相进入至所述基底金属部中，[Mn]+[Si]+[Al]+[Cr]≥0.4    (式1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金化热浸镀锌钢板及其制造方法
本专利技术涉及镀层密合性优异的合金化热浸镀锌钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，特别是在汽车
，从以提高燃烧效率的节能作为目的的车体轻质化的观点出发，高强度钢板的需求一直在提高。对于这样的需求，例如专利文献1中公开了一种将钢板组织形成铁素体相、贝氏体相及奥氏体相这3相混合而成的组织的钢板。此外，公开了该钢板是在成形加工时利用通过残留奥氏体相变成马氏体而显示高延展性的相变诱导塑性的钢板。对于此种钢板，例如含有C：0.05～0.4质量％、Si：0.2～3.0质量％、Mn：0.1～2.5质量％，在双相区的退火后，通过控制冷却过程的温度图案而形成复合组织。因此，具备在不使用高价的合金元素的情况下也能确保所要求的特性的特征。在为了对这样的钢板赋予防锈功能而用连续热浸镀锌设备实施镀锌时，如果钢板的Si量超过0.3质量％，则镀覆浸润性大大降低。因此，在通常的使用含Al镀液的森氏带钢氮化浸渍镀锌(Sendzimir)法中，有发生不镀覆、外观品质恶化的问题。可以认为这是因为，在还原退火时，在钢板表面上产生包含氧化物的外部氧化皮膜，该氧化物含有对熔融Zn的润湿性差的Si或Mn。作为解决此问题的手段，专利文献2中提出了一种方法，即，预先在空气比为0.9～1.2的气氛中将钢板加热而生成Fe氧化物，接着在含有H2的还原区，在使氧化物的厚度达到以下后，用添加了Mn和Al的镀液进行镀覆。但是，在实际生产线中，由于通过含有各种添加元素的多种的钢板，因此准确地控制氧化物的厚度是困难的。作为其它的抑制不镀覆的手段，专利文献3中公开了一种通过对下层赋予特定的镀层来改善镀覆性的方法。可是，在该方法中，在热浸镀生产线中，需要在退火炉的前段重新设置镀覆设备，或需要在电镀生产线中进行预镀覆处理。无论在那种情况下，预计都大幅度增加制造成本。另一方面，专利文献4中公开了一种通过在退火时调整退火气氛的氧势而不使钢板中的Fe氧化，从而制造合金化热浸镀锌钢板的方法。在该方法中，通过控制气氛的氧势来使钢中的Si及Mn等易氧化性元素在内部氧化，抑制形成外部氧化皮膜，从而实现提高镀覆性。通过采用该方法，能在镀覆后对钢板进行再加热，使Zn镀层和钢板反应，并使形成由Zn-Fe合金构成的合金镀层时的Zn-Fe合金化反应均匀地进行。但是，在通常的加工时，虽能确保充分的密合性，但对于强加工时的镀层密合性得不到改善效果。汽车用增强部件中所用的高强度钢板，一般通过以弯曲为主体的加工来进行加工。在使用C量比较高的高强度钢板作为镀覆原板时，因镀覆原板本身硬，而在弯曲加工时，裂纹容易进入钢板表层。该裂纹在使用钢板时成为钢板在板厚方向开裂的主要原因。为了解决该弯曲性的问题，申请人在专利文献5中提出了一种技术，即，通过控制退火气氛中的氧势来提高镀覆性，同时降低钢板表面的C量而提高极表层的延展性从而抑制裂纹的发生，进而，在钢板表层附近生成Si、Mn的氧化物，由此即使发生裂纹，通过该氧化物来抑制裂纹的传播，从而确保钢板的弯曲性。可是，在专利文献5的技术中，即使在内部氧化的条件下对钢板进行退火，也不能使生成于镀层和钢板的界面处的氧化物完全消失。因此，由于起因于氧化物的生成行为的镀层和钢板的界面的性状，有时出现钢板和镀层的密合性劣化、加工时镀层剥离的问题。此外，在采用这些方法制造镀覆钢板时，如专利文献4中所记载的那样，在合金化处理后，在含有通过在合金化处理时从镀层浸入的Zn与钢板中的Fe反应而生成的Zn-Fe合金相的镀层(Zn-Fe合金镀层)中，分散有含有Si或Mn的氧化物的粒子分散。在Zn-Fe合金镀层中，以Fe量少的顺序，存在ζ相、δ1相、Γ相、Γ1相等多个Zn-Fe合金相。一般来讲，Fe量越多，Zn-Fe合金相越变硬而脆。此外，如果形成上述氧化物粒子分散在Zn-Fe合金相中的状态，则Zn-Fe合金相的塑性变形能减小，在对镀层施加应力时，镀层容易产生裂纹或剥离。对于以高强度钢板作为原板而制造合金化热浸镀锌钢板时产生的镀层剥离或耐粉化性劣化的问题，例如，专利文献6中公开了一种技术，即，着眼于由产生于镀层和钢板的界面的Si-Mn氧化物和Zn-Fe金属间化合物构成的组织的形状，通过控制组织以及镀层和钢板的界面的凹凸的大小来提高镀层和钢板的密合性。可是，在专利文献6的技术中，采用在镀覆前的退火中在将钢板在氧化气氛中加热后，在还原气氛中保持一定时间的工序。所以，要使合金化处理后的镀层和钢板的界面的状态达到规定的状态，必须严格控制退火气氛。专利文献7中公开了一种技术，即，通过从镀层和钢板的界面，将钢板侧的深度方向上的Zn-Fe金属间化合物的进入深度控制在10μm以下，来提高耐粉化性及镀层密合性。可是，近年来，以汽车用途为代表，对高强度合金化热浸镀锌钢板要求更高的加工性。因此，仅通过控制Zn-Fe金属间化合物的最大进入深度，难以确保耐受严格加工的镀层密合性。例如，在使用模具进行严格的成形加工时，有时产生称为表面镀层剥离的粉化，以往要不产生粉化是困难的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平05-59429号公报专利文献2：日本特开平04-276057号公报专利文献3：日本特开2003-105514号公报专利文献4：日本国专利第4718782号公报专利文献5：国际公开WO2011/025042号小册子专利文献6：日本特开2011-127216号公报专利文献7：日本特开2011-153367号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于高强度合金化热浸镀锌钢板涉及的上述课题而完成的。也就是说，本专利技术的目的在于提供一种镀层密合性(也可以称为镀层附着性)非常优异的合金化热浸镀锌钢板及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术者们对提高合金化热浸镀锌钢板(以下有时统称为“镀覆钢板”。)的镀层密合性的方法进行了锐意研究。其结果是，新发现了：在镀覆处理后的镀覆钢板中，在镀层和钢板的界面近旁，(i)形成于钢板侧的组织及氧化物的形成状态以及(ii)通过Zn从镀层侧浸入钢板中而生成的Zn-Fe合金相的存在形态，对提高镀层密合性有大的影响。另外，本专利技术者们根据上述见识，发现了：只要控制镀层和钢板的界面近旁的组织，就能解决上述课题。本专利技术是基于上述见识而完成的，其要旨如下。(1)本专利技术的一个形态所涉及的合金化热浸镀锌钢板具有：钢板、所述钢板表面上的镀层和形成于所述钢板与所述镀层之间的混合层；所述钢板以质量％计含有C：0.050％以上且0.50％以下、Mn：0.01％以上且3.00％以下，进一步含有Si：0.01％以上且3.00％以下、Al：0.010％以上且2.00％以下、Cr：0.01％以上且2.00％以下中的1种或2种以上，将以下元素限制在P：0.100％以下、S：0.0200％以下、O：0.0100％以下、N：0.0100％以下、Ti：0.150％以下、Nb：0.150％以下、Mo：1.00％以下、Cu：2.00％以下、Ni：2.00％以下、B：0.0100％以下，在将Mn含量、Si含量、Al含量、Cr含量分别以质量％计表示为[Mn]、[Si]、[Al]、[Cr]时，满足下式1，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成；所述镀层为合金化热浸镀锌层，其以质量％计含有Fe：7.0％以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，其具有：钢板、所述钢板表面上的镀层、以及形成于所述钢板与所述镀层之间的混合层；所述钢板以质量％计含有：C：0.050％以上且0.50％以下、Mn：0.01％以上且3.00％以下，进一步含有以下元素中的1种或2种以上：Si：0.01％以上且3.00％以下、Al：0.010％以上且2.00％以下、Cr：0.01％以上且2.00％以下，将以下元素限制在：P：0.100％以下、S：0.0200％以下、O：0.0100％以下、N：0.0100％以下、Ti：0.150％以下、Nb：0.150％以下、Mo：1.00％以下、Cu：2.00％以下、Ni：2.00％以下、B：0.0100％以下，在将Mn含量、Si含量、Al含量、Cr含量分别以质量％计表示为[Mn]、[Si]、[Al]、[Cr]时，满足下式1，剩余部分含有Fe及不可避免的杂质；所述镀层为合金化热浸镀锌层，其以质量％计含有：Fe：7.0％以上且15.0％以下、Al：0.01％以上且1.00％以下，剩余部分含有Zn及不可避免的杂质；所述混合层含有具有超过0μm且2μm以下的微细晶粒的基底金属部、Zn‑Fe合金相和含有Mn、Si、Al及Cr中的1种以上的氧化物；在所述混合层中，在形成所述微细晶粒的晶界处存在所述氧化物和所述Zn‑Fe合金相，所述Zn‑Fe合金相进入至所述基底金属部中，[Mn]+[Si]+[Al]+[Cr]≥0.4   (式1)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，其具有：钢板、所述钢板表面上的镀层、以及形成于所述钢板与所述镀层之间的混合层；所述钢板以质量％计含有：C：0.050％以上且0.50％以下、Mn：0.01％以上且3.00％以下，进一步含有以下元素中的1种或2种以上：Si：0.01％以上且3.00％以下、Al：0.010％以上且2.00％以下、Cr：0.01％以上且2.00％以下，将以下元素限制在：P：0.100％以下、S：0.0200％以下、O：0.0100％以下、N：0.0100％以下、Ti：0.150％以下、Nb：0.150％以下、Mo：1.00％以下、Cu：2.00％以下、Ni：2.00％以下、B：0.0100％以下，在将Mn含量、Si含量、Al含量、Cr含量分别以质量％计表示为[Mn]、[Si]、[Al]、[Cr]时，满足下式1，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成；所述镀层为合金化热浸镀锌层，其以质量％计含有：Fe：7.0％以上且15.0％以下、Al：0.01％以上且1.00％以下，剩余部分由Zn及不可避免的杂质构成；所述混合层含有具有超过0μm且2μm以下的微细晶粒的基底金属部、Zn-Fe合金相和含有Mn、Si、Al及Cr中的1种以上的氧化物；在所述混合层中，在形成所述微细晶粒的晶界处存在所述氧化物和所述Zn-Fe合金相，所述Zn-Fe合金相进入至所述基底金属部中，[Mn]+[Si]+[Al]+[Cr]≥0.4(式1)。2.根据权利要求1所述的合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，所述镀层的距表面1μm以下的区域即镀层表层区域是含有不含所述氧化物的ζ相的Zn-Fe合金相。3.根据权利要求1或2所述的合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，所述混合层的沿着所述钢板的板厚方向的方向的平均厚度为10μm以下。4.根据权利要求1或2所述的合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，对于所述混合层中的所述Zn-Fe合金相，在从所述钢板的板厚方向截面看时，形成从所述镀层朝所述钢板的板厚中心方向以V字状突出的形状。5.根据权利要求1或2所述的合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，在沿着所述混合层和所述镀层的界面使用扫描式电子显微镜以5000倍的倍率观察10个视场以上的所述混合层时，可在总观察视场中的20％以上的视场中，观察到所述混合层中的具有存在所述Zn-Fe合金相的所述晶界的所述微细晶粒。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：安井健志，秋叶浩二郎，石塚清和，田中幸基，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP