专利名称：滑动性出色的热浸镀锌合金钢板的制作方法
技术领域：
本发明涉及滑动性出色的热浸镀锌合金钢板，它适用作用于汽车车体的防腐钢板。
制造热浸镀锌合金钢板的方法被大致分成在电镀溶液中浸没原材料钢板以便在钢板表面上形成热浸镀层的方法以及对具有热浸镀层的钢板进行合金化而形成热浸镀锌合金层。
在电镀浴中成形于钢板表面上的热浸镀锌层含有Zn与Fe的金属间化合物(ζ，δ1，г)，通过合金化处理而形成的热浸镀锌合金层的滑动性随金属间化合物的成分而变。因此，人们提出了各种方案，其中通过控制在合金化处理前形成的热浸镀锌层的金属间化合物的成分来改善热浸镀锌合金钢板的滑动性。
例如，日本专利申请公开号9-209106公开了一种合金化热浸镀锌用钢板及一种热浸镀锌合金钢板。此技术通过调整原材料钢板的成分而形成滑动性令人满意的热浸镀锌合金层。但是，热浸镀锌层的成分随着电镀法过程的操作条件的变化而改变并且影响到热浸镀锌合金层的滑动性。因此，在日本专利申请公开号9-209106中公开的技术不能非常稳定地产生令人满意的滑动性。
此外，日本专利申请公开号11-200004公开了一种滑动性出色的热浸镀锌合金钢板。该技术通过在热浸镀锌合金层表面析出一主要含Ti及Al的晶体来制造兼备滑动性及耐剥离性的热浸镀锌合金钢板。不过，为了析出主要含Ti及Al的晶体，电镀溶液必须含有Ti。但当电镀溶液含有Ti时，形成了一种Ti-Al金属间化合物(所谓的“渣”)并附着在热浸镀锌层上，从镀钢板外观角度出发，这是成问题的。
发明内容
因此，本发明的目的是解决上述问题并提供稳定获得出色的滑动性的热浸镀锌合金钢板。
本发明人对滑动性出色的热浸镀锌合金层进行了详细研究。
尤其是，本发明人以各种热浸镀锌合金钢板为阳极并以一硫酸锌-氯化钠水溶液为电解液，根据恒电位电解法来电解热浸镀锌合金层并对此时的电解行为进行研究。另外，本发明人对恒电位电解法所需的电荷量与滑动性之间的关系进行了研究，结果发现，在被浸入电解液时的电位小于一定值的情况下，在恒电位电解结束前的总电荷量小于一定值的场合下，滑动性是出色的在这些发现及进一步研究的基础上，本发明人制定了本发明。
尤其是，本发明提供了一种加工性且尤其是滑动性出色的热浸镀锌合金钢板，其中在被浸入硫酸锌-氯化钠系电解液时对饱和氯化亚汞电极的电势为小于或等于-850mV，或者，本发明提供一种加工性且尤其是滑动性出色的热浸镀锌合金钢板，其中根据恒电位电解法并在硫酸锌-氯化钠系电解液中在对饱和氯化亚汞电极的电势为-940mV到-920mV的情况下进行电解时的流动电荷量小于或等于0.5C/cm2。
当电荷量小于或等于0.3C/cm2时，有更出色的滑动性。
当在恒电位电解期间所消耗的电荷量小于或等于0.5C/cm2时，热浸镀锌合金钢板在测定滑动性的各项试验中显示出令人满意的特性。恒电位电解结束时刻被选定为电解电流密度岁着恒电位电解的进行而降低并达到5μA/cm2的时刻。滑动性测定试验例如可以是是圆筒平底杯深冲试验。如此进行硫酸锌-氯化钠电解液，即以热浸镀锌合金钢板为正极并且对饱和氯化亚汞电极的电位为-940mV到-920mV。电位被设定在-940mV到-920mV的理由是为了有选择地电解热浸镀锌合金层中的显著影响滑动性的那部分。在硫酸锌-氯化钠电解液中进行电解是因为该电解液对热浸镀锌合金层的化学溶解作用小并且很难受到形成于镀锌层表面上的氧化膜等的影响。当改变该电解液类型时，根据这种变化来改变有选择地电解热浸镀锌合金层中的显著影响滑动性的部分的电位，并且必须通过初步试验来确定这种改变。
通常，在热浸镀锌合金钢板被浸入电解液中时的电位越低，则在恒电位电解期间所流动的电荷量会越少。
图1、2示出了一个恒电位电解装置1的例子。电解装置1以热浸镀锌合金钢板2(试样)为阳极并例如以铂环或铂板为对极3(阴极)。这些元件都通过一铂线5与电位设定装置7相连。最好使用恒电位器来设定该电位，并且以饱和氯化亚汞电极、银-氯化银电极等参考电极(RE)为电位标准。
硫酸锌-氯化钠含水溶液被用作电解液6，它对热浸镀锌合金层的化学溶解作用小并且很难受到形成于热浸镀锌合金层表面上氧化膜等的影响。硫酸锌和氯化钠的浓度最好被分别控制在质量1％-50％及1％-30％。对本发明热浸镀锌合金钢板的制造方法没有特殊规定，不过可以通过按照如日本专利申请公开号7-41925及10-130802所述方法来控制合金化条件并通过精确控制电镀条件及合金化条件来制成。尤其是通过使镀锌层中的Al量比较高而控制在温度比普通情况更高的高温合金化条件下。
为了形成具有本发明热浸镀锌合金钢板的特征的热浸镀锌合金层，下列条件是优选的镀层单面镀覆量40g/m2-60g/m2，镀锌层中的Fe质量9％-13％，Al质量0.20％-0.30％，Pb质量0.002％-0.2％，Mn质量0.001％-0.1％，Si质量0.001％-0.01％及P质量0.0001％-0.01％。Mn、Si及P不必同时都存在。
对于钢种，没有特殊限制，但最好是超低碳钢(如C质量0.0020％；Si质量0.01％；Mn质量0.10％；P质量0.01％；Al质量0.030％；Ti质量0.025％；Nb质量0.010％)。尤其是，通过满足质量百分比为0.0002％-0.015％的B和/或0.002％-0.015％的Sb，可以制造出其电镀层的滑动性非常好的钢板。
具有表1所示成分的超低碳钢的试样在转炉中被熔融、连铸成板坯。板坯如此被制成3.2毫米厚的热轧板带卷，即板坯加热温度为1150℃-1250℃，热轧终轧温度为920℃，卷取温度为550℃。板带卷在酸洗除氧化皮后接受冷轧，从而产生厚0.8mm的冷轧钢板。表1
在连续热浸镀锌钢板生产线中，冷轧钢板在790℃-830℃退火温度下被制成热浸镀锌合金钢板。被浸入电镀浴槽中的板温为460℃-470℃，电镀浴槽的温度为460℃-470℃，合金化温度为490℃-530℃。单面镀覆量被设定为40g/m2-50g/m2并且使双面镀覆量相同地进行生产。
热浸镀锌合金钢板被冲压成一个直径为15mm的圆形，随后在-930mV的对饱和氯化亚汞电极的电位下进行恒电位电解。20质量％的硫酸锌-10质量％的氯化钠水溶液被用作电解液。电流密度最终达到5μA/cm2地进行电解并且测定从电解开始起消耗的电量。电解大约耗时10分钟-20分钟。恒电位电解结束时刻被设定为电解电流密度降低到5μA/cm2的时候。但是，由于电流值在结束时刻附近较低，所以即使略低于上述电流值的值被判断为是终点，也不影响电荷量测定并可以进行正确的评估。
分别以被冲成圆形的钢板为试样，测定试样在上述电解液中相对饱和氯化亚汞电极的浸没电位。
为了评估对比用的滑动性，传统的防锈油以1.5g/m2的量被涂到该热浸镀锌合金钢板上，然后，该热浸镀锌合金钢板接受一个直径为33mm的圆筒形平底杯的深冲试验并确定极限拉延比。该极限拉延比的等级越低，则表示滑动性越好。该极限拉延比被分成以下等级等于或大于2.0％的极限拉延比为等级1，1.9％-2.0％为等级2，1.8％-1.9％为等级3，1.7％-1.8％为等级4，以及小于或等于1.7％为等级5。结果列于表2中。表2
其中，在电荷量小于0.5C/cm2的电镀钢板中，其滑动性都被评为等级3以下，与显示出出色滑动性不同地，在电荷量大于0.5C/cm2的比较例中，滑动性变为更差的“等级5”。尤其是，电荷量小于或等于0.3C/cm2的电镀钢板显示出令人非常满意的“等级1”滑动性。
另外，所有显示出小于或等于-850mV浸没电位的钢板显示出令人满意的“等级3”或更好的滑动性。
工业应用性本发明可以提供一种稳定获得出色的滑动性的热浸镀锌合金钢板。
权利要求
1.一种加工性且尤其是滑动性出色的热浸镀锌合金钢板，其中，当在硫酸锌-氯化钠系的电解液中并根据恒电位电解法在-940mV到-920mV的对饱和氯化亚汞电极的电位下进行电解时，流动的电荷量小于或等于0.5C/cm2。
2.一种加工性且尤其是滑动性出色的热浸镀锌合金钢板，其中，在该热浸镀锌合金钢板被浸没在硫酸锌-氯化钠系电解液中时的对饱和氯化亚汞电极的电位为小于或等于-850mV。
全文摘要
通过在钢板表面形成热浸镀层并然后使钢板合金化而获得热浸镀锌合金钢板，它是被浸没在硫酸锌一氯化钠系电解液中且电位为－850mV或更低的钢板，或者，当在硫酸锌－氯化钠电解液中并根据恒电位电解法在－940mV到－920mV的电位下进行电解时，流动的电荷数量小于或等于0.5C/cm
文档编号G01N33/20GK1443251SQ01813079
公开日2003年9月17日 申请日期2001年12月5日 优先权日2001年5月28日
发明者藤本京子, 志村真, 佐藤进, 飞山洋一 申请人:川崎制铁株式会社