專利名稱：表面平滑性和成形性良好的耐蝕性熔融鍍鋼材及熔融鍍鋼材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍覆鋼板，更詳細(xì)地說涉及具有優(yōu)良的表面平滑性及成形性，可適用于各種用途，例如可以在家電、汽車、建材中適于用作鋼板的耐蝕性鍍覆鋼材。
背景技術(shù)：
作為耐蝕性良好的鍍覆鋼材，最常用的是鋅系鍍覆鋼板。這些鍍覆鋼板可以在汽車、家電、建材領(lǐng)域等各種制造業(yè)中得以使用。除此之外，在鍍覆鋼線及熱浸鍍等各種領(lǐng)域中也使用鍍覆鋼材。
為了提高這樣的鋅系鍍覆鋼材的耐蝕性，本發(fā)明者公開了熔融Zn-Al-Mg-Si鍍覆鋼板(例如參照日本專利第3179446號公報)。
另外，為了提高鋅系鍍覆鋼材的耐蝕性，盡管公開了通過在熔融Zn-Al鍍覆鋼板中添加Ti使之具有優(yōu)良的耐經(jīng)時黑變性的鋅系鍍覆鋼板(例如，參照特開平5-125515號公報)，但是該公報沒有考慮表面平滑性及成形性退化的問題。
另外，盡管公開了通過在熔融Zn-Al-Mg鍍覆鋼板中添加Ti、B、Si使之具有良好表面外觀的鋅系鍍覆鋼板(例如，參照特開2001-295015號公報)，但是，該公報以抑制導(dǎo)致表面外觀退化的Zn11Mg2相的生成和生長為目的而添加了Ti和B，沒有考慮表面平滑性及成形性退化的問題，也沒有提及金屬間化合物。
但是，上述及其他迄今公開的鍍覆鋼板不能充分確保表面平滑性及成形性。
在充分確保熔融鍍時的鍍層凝固速度的情況下，趁Al相還沒有長大的時候鍍層便發(fā)生了凝固，因而表面平滑性不成問題，但在鍍層凝固速度小的情況下，這些Al相在先長大，由此鍍層表面形成凸凹，出現(xiàn)表面平滑性及成形性退化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種表面平滑性及成形性優(yōu)良的高耐蝕性鍍覆鋼材。
本發(fā)明者就表面平滑性及成形性優(yōu)良的鍍覆鋼板的開發(fā)進(jìn)行了潛心的研究，結(jié)果獲得了如下新的見解，即通過使鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的的1種、2種或更多種金屬組織，同時在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物，可以提高表面平滑性及成形性，從而完成了本發(fā)明。成為本發(fā)明宗旨的內(nèi)容如下(1)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～10質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的的1種、2種或更多種金屬組織，而且在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
(2)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]及[Zn2Mg相]的金屬組織，而且在[Al相]和[Zn2Mg相]之中的1種或2種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
(3)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]的金屬組織，而且在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
(4)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]及[Zn相]的金屬組織，而且在[Al相]和[Zn相]之中的1種或2種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
(5)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于前述(1)至(4)任一項所述的Ti-Al系金屬間化合物是TiAl3。
(6)一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于前述(1)至(4)任一項所述的Ti-Al系金屬間化合物是Ti(Al1-xSix)3(其中X＝0～0.5)。
(7)如前述(1)至(6)任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆層中的[Al相]中所含有的Ti-Al系金屬間化合物存在于富集有Zn相的Zn-Al共析反應(yīng)組織中。
(8)如前述(1)至(7)任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆層中[Al相]的樹枝狀晶體的大小為500μm或以下。
(9)如前述(1)至(8)任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材的制造方法，其特征在于在鍍浴中添加Ti-Zn系金屬間化合物。


圖1(a)是關(guān)于本發(fā)明鍍覆鋼材的鍍覆層的圖示的顯微鏡照片(放大倍數(shù)1000倍)，圖1(b)表示照片中各組織的分布狀態(tài)。
圖2(a)為圖1中[Al″相]放大后的圖示的顯微鏡照片(放大倍數(shù)3500倍)，圖2(b)表示照片中各組織的分布狀態(tài)。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼板具有包含Al4～10質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鍍覆層、或者包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鍍覆層之中的任一種，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的的1種、2種或更多種金屬組織，而且在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
在Zn-Al-Mg-Ti系鍍覆層中，將Al的含量限定在4～10質(zhì)量％的原因在于當(dāng)Al含量超過10質(zhì)量％時，可以看到鍍層的附著力低下，因此，沒有添加Si的鍍層中的Al含量必須設(shè)定在10質(zhì)量％或以下。另外，小于4質(zhì)量％時，Al相不會作為初晶析出，因此沒有平滑性降低的問題。
因此，在本發(fā)明的熔融鍍鋼材中，特別是在Al濃度高而超過10質(zhì)量％的情況下，為了確保鍍層附著力，必須在鍍覆層中添加Si。
另外，在Zn-Al-Mg-Ti-Si系鍍覆層中，將Al的含量限定在4～22質(zhì)量％的原因在于當(dāng)小于4質(zhì)量％時，Al相不會作為初晶析出，因此沒有平滑性降低的問題。當(dāng)超過22質(zhì)量％時，提高耐蝕性的效果趨于飽和。
將Si的含量限定在0.5質(zhì)量％或以下(但0質(zhì)量％除外)的原因在于盡管Si具有提高附著力的效果，但當(dāng)超過0.5質(zhì)量％時，其提高附著力的效果趨于飽和。優(yōu)選的是0.00001～0.5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選的是0.0001～0.5質(zhì)量％。
Si的添加在Al含量超過10質(zhì)量％的鍍覆層中是必須的，但是，即使在Al含量為10質(zhì)量％或以下的鍍覆層中，鍍層附著力提高的效果明顯，因此，在用于加工條件苛刻的部件中等需要高鍍層附著力的情況下，添加Si是有效的。另外，通過添加Si，在鍍覆層的凝固組織中結(jié)晶析出[Mg2Si相]。該[Mg2Si相]因為具有提高加工部耐蝕性的效果，因而更優(yōu)選增加Si的添加量，制成在鍍覆層的凝固組織中混合存在有[Mg2Si相]的金屬組織。
將Mg的含量限定在1～5質(zhì)量％的原因在于小于1質(zhì)量％，提高耐蝕性的效果不明顯，超過5質(zhì)量％時，鍍覆層變脆，附著力下降。
將Ti的含量限定在0.1質(zhì)量％或以下(但0質(zhì)量％除外)的原因在于Ti的效果是析出Ti-Al系金屬間化合物，提高表面平滑性和成形性，但是，當(dāng)超過0.1質(zhì)量％時，鍍覆后的外觀粗糙，出現(xiàn)外觀不良。另外，當(dāng)Ti含量超過0.1質(zhì)量％時，Ti-Al系金屬間化合物在鍍層表面富集而使表面平滑性及成形性降低。優(yōu)選的是0.00001～0.1質(zhì)量％，更優(yōu)選的是不低于0.00001質(zhì)量％且不足0.01質(zhì)量％。
基于本發(fā)明的鍍覆鋼材，其鍍覆層可以形成在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中含有[Zn相]、[Al相]、[Zn2Mg相]、[Mg2Si相]、Ti-Al系金屬間化合物之中的1種或更多種金屬組織。
在此，所謂[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]是指Al相、Zn相和金屬間化合物Zn2Mg相的三元共晶組織，形成該三元共晶組織的Al相例如相當(dāng)于Al-Zn-Mg三元平衡相圖中高溫下的[Al″相](固溶Zn相的Al固溶體，含有少量的Mg)。在該高溫下的Al″相在常溫下通常表現(xiàn)出分離為微細(xì)的Al相和微細(xì)的Zn相。另外，該三元共晶組織中的Zn相是固溶有少量Al、根據(jù)情況進(jìn)一步固溶有少量Mg的Zn固溶體。該三元共晶組織中的Zn2Mg相是Zn-Mg二元平衡相圖在Zn約為84重量％附近的金屬間化合物相。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為在各自的相中沒有固溶Si和Ti，或者即使固溶也是非常微量的，其量采用通常的分析方法不能明確加以分辨，因而將這3個相構(gòu)成的三元共晶組織在本發(fā)明中表示為[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]。
另外，所謂[Al相]是前述三元共晶組織的基體中具有明顯的邊界且看似島狀的相，例如，這相當(dāng)于[Al-Zn-Mg三元平衡相圖中高溫下的[Al″相](固溶Zn相的Al固溶體，含有少量的Mg)。該高溫下的Al″相中的Zn量及Mg量根據(jù)鍍浴中Al及Mg濃度的不同而不同。該高溫下的Al″相在常溫下通常分離為微細(xì)的Al相和微細(xì)的Zn相，而常溫下看到的島狀的形狀可以看作是高溫下的Al″相殘留的形骸。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為在該相中沒有固溶Si和Ti，或者即使固溶也是非常微量的，其量采用通常的分析方法不能明確加以分辨，因而將來源于該高溫下的Al″相、且形狀上殘留有Al″相的形骸的相在本發(fā)明中稱作[Al相]。該[Al相]和形成前述的三元共晶組織的Al相在顯微鏡觀察中可以明顯加以區(qū)分。
另外，所謂[Zn相]是前述三元共晶組織的基體中具有明顯的邊界且看似島狀的相，實際上有時也固溶少量的Al進(jìn)而固溶少量的Mg。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為在該相中沒有固溶Si和Ti，或者即使固溶也是非常微量的。該[Zn相]和形成前述的三元共晶組織的Zn相在顯微鏡觀察中可以明顯加以區(qū)分。
另外，所謂[Zn2Mg相]是前述三元共晶組織的基體中具有明顯的邊界且看似島狀的相，實際上有時也固溶少量的Al。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為在該相中沒有固溶Si和Ti，或者即使固溶也是非常微量的。該[Zn2Mg相]和形成前述的三元共晶組織的Zn2Mg相在顯微鏡觀察中可以明顯加以區(qū)分。
另外，所謂[Mg2Si相]是鍍覆層的凝固組織中具有明顯的邊界且看似島狀的相。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為沒有固溶Zn、Al、Ti，或者即使固溶也是非常微量的。該[Mg2Si相]在鍍層中利用顯微鏡觀察可以明顯加以區(qū)分。
另外，所謂Ti-Al系金屬間化合物是鍍覆層的凝固組織中具有明顯的邊界且看似島狀的相。只要在相圖中可以看到，就可以認(rèn)為是TiAl3。但是，當(dāng)分析添加了Si的鍍層中的Ti-Al系金屬間化合物時，因為可以觀察到Si，所以這樣的鍍覆層中的Ti-Al系金屬間化合物可以認(rèn)為是固溶有Si的TiAl3或Al的一部分置換成Si的Ti(Al1-xSix)3(其中X＝0～0.5)。
本發(fā)明的熔融鍍鋼材的特征在于該Ti-Al系金屬間化合物存在于[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]之中。將Ti-Al系金屬間化合物的含有形態(tài)限定在[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]中的原因在于在另外的位置存在的Ti-Al系金屬間化合物不能提高表面平滑性和成形性。存在于[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]之中的Ti-Al系金屬間化合物提高表面平滑性和成形性的原因一般認(rèn)為是Ti-Al系金屬間化合物通過成為[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]的晶核，促進(jìn)這些相的結(jié)晶的析出，形成大量細(xì)微的組織。也就是說，一般認(rèn)為結(jié)晶變得微細(xì)時，鍍覆層表面的凹凸得到抑制，表面變得平滑，且成形時的鍍層的變形阻力得以減少，由此可以使摩擦系數(shù)得以降低，成形性得以提高。
該效果在[Al相]中特別顯著。通過將[Al相]的樹枝狀結(jié)晶的大小控制在500μm或以下，便使表面變得平滑，摩擦系數(shù)降低。優(yōu)選的是400μm或以下。進(jìn)一步優(yōu)選的是300μm或以下。
本發(fā)明者對大量的鍍層中的金屬組織進(jìn)行了研究，結(jié)果從大部分的金屬組織中觀察到大小為數(shù)μm的金屬間化合物。存在于[Al相]中的金屬間化合物的一個實例如圖1所示。圖1(a)是本發(fā)明的鍍覆鋼材的鍍覆層的顯微鏡照片(放大倍數(shù)1000倍)，圖1(b)表示了該照片中的各組織的分布狀態(tài)。從該圖可知，借助于本發(fā)明的鍍覆鋼材的鍍覆層的顯微鏡照片可以明確地特定各組織。
圖1(a)在相當(dāng)于Al-Zn-Mg三元平衡相圖中高溫下的[Al″]相的晶相中觀察到Ti-Al系金屬間化合物。該高溫下的Al″相利用Al-Zn二元平衡相圖中在277℃下發(fā)生的共析反應(yīng)，在常溫下通常表現(xiàn)出分離為微細(xì)的Al相和微細(xì)的Zn相。在此，當(dāng)進(jìn)行亞共析反應(yīng)時，高溫下析出的Al″相從Al-Zn-Mg三元平衡相圖中的三元共晶溫度開始析出Zn相，在相當(dāng)于Al-Zn的二元平衡相圖中的共析反應(yīng)的溫度下，殘留的Al″相成為微細(xì)的Al相和微細(xì)的Zn相的共析組織。
圖2(a)為圖1中Al″相放大后的顯微鏡照片(放大倍數(shù)3500倍)，圖2(b)表示該照片中各組織的分布狀態(tài)。仔細(xì)觀察Al″相，則觀察到析出的富集有Zn相的共析組織存在于Al″相的外側(cè)和Ti-Al系金屬間化合物的周圍。
本發(fā)明對金屬間化合物的大小沒有特別的限定，但本發(fā)明者觀察到的是大小為10μm或以下。另外，鍍層組織中的金屬間化合物的存在比例也沒有特別的限定，但優(yōu)選在[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]的任一相中存在10％或以上。
金屬間化合物的添加方法沒有特別限定，可以適用將金屬間化合物的微細(xì)粉末混合懸濁在鍍浴中的方法以及將金屬間化合物熔解在鍍浴中的方法等。但在采用無氧化爐方式的熔融鍍方法以連續(xù)生產(chǎn)線等進(jìn)行生產(chǎn)時，適合采用在鍍浴中熔解Ti的方法。作為在鍍浴中溶解Ti的方法，添加Ti-Zn系金屬間化合物的方法可以在低溫、短時間內(nèi)進(jìn)行熔解，因而是有效的。作為添加的Ti-Zn系金屬間化合物，有Zn15Ti、Zn10Ti、Zn5Ti、Zn3Ti、Zn2Ti、ZnTi等。當(dāng)將這樣的金屬間化合物單獨地或混合在Zn、Zn-Al、Zn-Al-Mg合金中向鍍浴中添加時，熔解的Ti在鍍層中作為Ti-Al系金屬間化合物析出，使表面平滑性和成形性得以提高。
作為本發(fā)明的基底鋼材，不僅可以使用鋼板，而且線材、形鋼、條鋼、鋼管等各種鋼材也可以使用。作為鋼板，熱軋鋼板、冷軋鋼板都可以使用，鋼種也可以適用Al鎮(zhèn)靜鋼、添加Ti、Nb等元素的極低碳鋼、以及在其中添加P、Si、Mn等強化元素的高強度鋼、不銹鋼等各種鋼。
本發(fā)明制品的制造方法沒有特別的限定，可以適用鋼板的連續(xù)鍍覆、鋼材及線材的熱浸鍍等各種方法。
作為底層，預(yù)鍍Ni時也可以適用通常進(jìn)行的預(yù)鍍方法。由本發(fā)明得到的鍍覆制品即使在冷卻速度慢的情況下，也可以得到表面平滑性良好的鍍層，因此，在快速冷卻難以獲得的熱浸鍍以及對厚板板材實施的熔融鍍中，其效果也是很明顯的。
鍍層的附著量沒有特別的限定，但從耐蝕性的觀點考慮，優(yōu)選為10g/m2或以上，從加工性考慮，優(yōu)選為350g/m2或以下。
在鋅鍍層中，除此以外，也可以單獨地或以復(fù)合的形式含有0.5質(zhì)量％以內(nèi)的Fe、Sb、Pb、Sn。另外，即使含有總量為0.5質(zhì)量％或以下的Ca、Be、Cu、Ni、Co、Cr、Mn、P、B、Nb、Bi及3族元素，也不會影響本發(fā)明的效果，根據(jù)其用量的不同，有時還會出現(xiàn)耐蝕性得到進(jìn)一步改善等理想的情況。
實施例(實施例1)首先，準(zhǔn)備厚度為0.85mm的冷軋鋼板，在400～600℃下，在槽中的添加元素量發(fā)生變化的鍍浴中將其熔融鍍覆3秒鐘，利用N2擦拭法(wipping)將鍍層附著量調(diào)整至單面為140g/m2，以10℃/s或以下的冷卻速度進(jìn)行冷卻。得到的鍍覆鋼板的鍍層組成如表1所示。另外，利用SEM從斷面觀察鍍覆鋼板，觀察到的鍍覆層的金屬組織的結(jié)果同樣如表1所示。
以10度的傾角研磨鍍覆鋼板后，利用EPMA觀察，觀察到在[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]中有Ti-Al系金屬間化合物的存在。
關(guān)于鍍覆層中的[Al相]的樹枝狀結(jié)晶的大小，其測定方法是用CMA測繪(mapping)鍍覆鋼板的表面，使用得到的Al的測繪圖，測定樹枝狀結(jié)晶的長徑。測定在5×5cm的范圍內(nèi)進(jìn)行，從大的晶粒開始依次測定5個樹枝狀結(jié)晶的長徑，將其平均值作為[Al相]的樹枝狀結(jié)晶的大小。
關(guān)于平滑性，其測定方法是使用表面粗度形狀測定機((株)東京精密制造)，在以下的測定條件下測定Ra、WCA。粗度測定的只是冷卻凝固板的任意3個位置，將其平均值作為粗度的測定值。
測量觸頭觸針尖端5μmR測定長度25mm截止(cut off)Ra 0.8mm、WCA0.8～8mm驅(qū)動速度0.3mm/s濾光片(filter)2CR濾光片平滑性按以下所示的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。評分為4定為合格。
4Ra1μm或以下、WCA1μm或以下3Ra超過1μm、WCA1μm或以下2Ra 1μm或以下、WCA超過1μm1Ra超過1μm、WCA超過1μm關(guān)于成形性，其測定方法是使用拉深壓邊筋(draw bead)試驗，使用從以下測定條件得到的拉拔載荷，計算表觀摩擦系數(shù)。
壓邊筋(bead)金屬模凸部圓形R 4mmR、肩R 2mmR試樣尺寸30mm×300mm滑動長度110mm拉拔速度200mm/min按壓載荷600、800、1000kgf按以下所示的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。評分為3定為合格。
3小于0.202不小于0.20但不足0.2110.21或以上關(guān)于耐蝕性，其測定方法是用5％、35℃的鹽水噴霧1000小時后，結(jié)果沒有出現(xiàn)紅銹的定為合格，出現(xiàn)紅銹的定為不合格。
評價的結(jié)果如表1所示。試樣序號14因為不含Ti-Al系金屬間化合物，故Al相得以成長，平滑性和成形性為不合格。試樣序號15因Ti的含量過多，故Ti-Al系金屬間化合物在表面富集，平滑性和成形性為不合格。序號16因為Mg、Al、Si、Ti在本發(fā)明的范圍以外，耐蝕性為不合格。除此以外的試樣都顯示出良好的平滑性、成形性和耐蝕性。
表1

(實施例2)首先，準(zhǔn)備厚度為0.85mm的冷軋鋼板，在520℃下，在槽中的添加元素量發(fā)生變化的鍍浴中將其熔融鍍覆3秒鐘，利用N2擦拭法將鍍層附著量調(diào)整至單面為140g/m2，以10℃/s或以下的冷卻速度進(jìn)行冷卻。得到的鍍覆鋼板的鍍層組成如表2所示。另外，利用SEM從斷面觀察鍍覆鋼板，觀察到的鍍覆層的金屬組織的結(jié)果同樣如表2所示。
以10度的傾角研磨鍍覆鋼板后，利用EPMA觀察，觀察到在[Al相]、[Zn2Mg相]、[Zn相]中有Ti-Al系金屬間化合物的存在。另外，關(guān)于存在于[Al相]中的Ti-Al系金屬間化合物，利用EPMA觀察，觀察是否存在于富集有析出的Zn相的Zn-Al的共析組織中。進(jìn)一步進(jìn)行Ti-Al系金屬間化合物的EPMA的觀察，觀察Ti-Al系金屬間化合物是否含有Si。
關(guān)于附著力，其試驗方法是在進(jìn)行過杜邦(Du Pont)沖擊試驗后的熔融鍍鋼板上張貼賽璐玢膠帶，然后剝離，將鍍層不剝離的情況設(shè)定為O，鍍層剝離小于10％的情況設(shè)定為△，鍍層剝離為10％或以上的情況設(shè)定為×。杜邦試驗的進(jìn)行是使用尖端具有1/2英寸的圓角的沖模，使1kg的法碼從1m高處落下。
加工后耐蝕性評價按如下進(jìn)行，對于進(jìn)行過1T彎曲加工(在夾持1片原板的狀態(tài)下進(jìn)行180°的彎曲加工)的樣品的彎曲部按以下所示的評分標(biāo)準(zhǔn)判定SST1000小時后紅銹的產(chǎn)生狀況。評分為3或以上定為合格。
5小于5％4不低于5％但不超過10％3不低于10％但不超過20％2不低于20％但不超過30％130％或以上評價結(jié)果如表2所示。試樣序號2因為Al、Si的添加量在本發(fā)明的范圍之外，其附著力不合格。除此以外的試樣結(jié)果都具有良好的附著力、加工后耐蝕性。特別是添加有Si的鍍覆鋼板，顯示出良好的附著力及加工后耐蝕性。
表2

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在鍍層凝固速度小的情況下，也可以制造表面不形成凹凸、表面平滑性和成形性優(yōu)良的耐蝕性的鍍覆鋼材。
權(quán)利要求
1.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～10質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種金屬組織，而且在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
2.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]及[Zn2Mg相]的金屬組織，而且在[Al相]和[Zn2Mg相]之中的1種或2種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
3.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]的金屬組織，而且在[Al相]、[Zn2Mg相]及[Zn相]之中的1種、2種或更多種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
4.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.1質(zhì)量％或以下、Si0.5質(zhì)量％或以下、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶組織]的基體中混合存在[Mg2Si相]、[Al相]及[Zn相]的金屬組織，而且在[Al相]和[Zn相]之中的1種或2種中含有Ti-Al系金屬間化合物。
5.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于權(quán)利要求1至4任一項所述的Ti-Al系金屬間化合物是TiAl3。
6.一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于權(quán)利要求1至4任一項所述的Ti-Al系金屬間化合物是Ti(Al1-xSix)3，其中X＝0～0.5。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆層中的[Al相]中所含有的Ti-Al系金屬間化合物存在于富集有Zn相的Zn-Al共析反應(yīng)組織中。
8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材，其特征在于鍍覆層中[Al相]的樹枝狀晶體的大小為500μm或以下。
9.如權(quán)利要求1至8任一項所述的表面平滑性和成形性優(yōu)良的高耐蝕性熔融鍍鋼材的制造方法，其特征在于在鍍浴中添加Ti-Zn系金屬間化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以獲得優(yōu)良的表面平滑性和成形性高耐蝕性熔融鍍鋼板，且提供一種表面平滑性和成形性優(yōu)良的熔融鍍鋼材的制造方法，其特征在于鍍覆鋼材在鋼材的表面上具有包含Al4～22質(zhì)量％、Mg1～5質(zhì)量％、Ti0.000001～0.1質(zhì)量％、Si0.000001～0.5質(zhì)量％、且余量由Zn及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Zn合金鍍覆層，其中所述鍍覆層具有在[Al/Zn/Zn
文檔編號C23C2/06GK1708600SQ200380102319
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者本田和彥, 畑中英利, 小野澤元 申請人:新日本制鐵株式會社