热浸镀锌钢管以及热浸镀锌钢管的制造方法
【专利摘要】本发明提供即便进行加工也不易产生镀层的剥离的热浸镀锌钢管、以及该热浸镀锌钢管的制造方法。热浸镀锌钢管具备钢管、以及形成于钢管的表面的镀层。而且，在镀层的总深度范围内，由下式定义的fn为99.9以上。fn＝Fe+Al+Zn其中，上式的元素符号代入镀层中的各元素的含量(质量％)。
【专利说明】热浸镀锌钢管以及热浸镀锌钢管的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热浸镀锌钢管以及热浸镀锌钢管的制造方法。
【背景技术】
[0002]热浸镀锌作为提高钢材的耐腐蚀性的技术而被广泛使用。
[0003]日本特开2〇〇9-2216〇1号公报、日本特开2009-221604号公报、日本特开 20〇9_197328号公报、日本特开2011-26630号公报以及日本特开2009-221605号公报中 记载了如下的热浸镀锌材料的制造方法，即便根据 R〇HS指令使用将pb含量抑制为〇. 1质 量％以下丨将Cd含量抑制为〇· 01质量％以下的熔融锌浴的情况下，也很少发生未镀覆的情 况。这些文献中记载的热浸镀锌材料的制造方法在熔融锌浴中微量地添加 Sn、sb、Bi、或In 等金属。
[0004]日本特开2〇〇6-307316号公报中记载了利用浸渍法在钢材的表面形成锌镀膜所 使用的热浸镀锌浴组合物。对于该热浸镀锌浴组合物，Ni为〇· 〇1?〇. 〇5重量％、A1为 0· 001?0· 01重量％、Bi为〇· 01?〇· 08重量％、余量为Zn以及不可避免的杂质，不含pb。 [000 5]日本特开2011-26632号公报中记载了镀层的组成含有Pb :〇 〇1〇质量％以下、a : 0· 04?0· 50质量％的热浸镀锌钢材。
[0006] 日本特开平10-140316号公报中记载了对使用含有0. 1?0.3重量％的八1且作 为杂质的Pb、Sn、Cd、Sb合计为0. 〇1重量％以下的热浸镀锌浴进行镀覆的钢板以与辊接触 的钢板每lm宽50?5〇0吨的乳制载荷实施乳制加工的热浸镀锌钢板的制造方法。
[0007] 、日本特开2〇11_89175号公报中记载了热浸镀锌覆膜中的铅浓度为〇. 1质量％以 下、锅浓度为0· 01质量％以下并且热浸镀锌覆膜之中合金层部的维氏硬度为u〇Hv以下的 热浸镀锌钢管。
【发明内容】
[0008]近年来，伴随扩口加工的普及，要求提高热浸镀锌钢管的加工性。扩口加工是指将 钢管端部的开口部向外侧扩展，形成环状的喇叭形（凸边）的加工。
[0009]对热浸镀锌钢管进行扩口加工时，容易产生镀层的剥离。作为抑制镀层的剥离的 方法，已知有减薄镀层。若减薄镀层，则在加工时对镀层施加的应变变小。然而，减薄镀层 时，存在不能得到规定的耐腐蚀性的情况。
[0010]日本特开2009-221601号公报、日本特开2009-221604号公报、日本特开 20〇9_197328号公报、日本特开2〇ιι-2663〇号公报、日本特开 2〇〇9_2216〇5号公报、日本特 开20〇6-307：31 6号公报、以及日本特开2011-26632号公报中对于加工时产生镀层的剥离的 难易度没有记载。
[0011]日本特开平1〇-140316号公报中所记载的热浸镀锌钢板的制造方法在热浸镀锌 浴中大量地添加 A1。在热浸镀锌浴中大量地添加 A1时，容易因 A1的氧化物而发生未镀覆 的情况。因此，大量地添加 A1的情况下，需要在整个工序过程中控制气氛使得在钢材的表 面以及热浸镀锌浴表面不生成氧化物。然而，热浸镀锌钢管的制造工序中，难以进行这样的 控制。
[0012]对于日本特开2011-89175号公报中所记载的热浸镀锌钢管，为了降低热浸镀锌 覆膜的合金层以及凝固锌层的硬度，需要进行特殊的处理。
[0013] 本发明的目的在于提供即便进行加工也不易产生镀层的剥离的热浸镀锌钢管、以 及该热浸镀锌钢管的制造方法。
[0014] 基于本发明的热浸镀锌钢管具备钢管、和形成于钢管的表面的镀层。而且，在镀层 的总深度范围内，由下式定义的fn为99. 9以上。
[0015] fn = Fe+Al+Zn
[0016] 其中，上式的元素符号代入镀层中的各元素的含量（质量％ )。
[0017] 基于本发明的热浸镀锌钢管的制造方法具备将管坯浸渍于热浸镀锌浴的工序，热 浸镀锌浴含有〇· 〇〇2?〇· 01质量％的A1、余量由Zn和杂质组成，前述杂质之中，Pb、Sn、Cd， Sb、Bi、Cu、Ni、以及In的含量合计为0. 1质量％以下。
[0018] 上述的热浸镀锌钢管、以及通过热浸镀锌钢管的制造方法而制造的热浸镀锌钢管 即便进行加工也不易产生镀层的剥离。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1A是将包含纯度低的Zn层的镀层放大显示的扫描电子显微镜图像。
[0020] 图1B是将包含纯度高的Zn层的镀层放大显示的扫描电子显微镜图像。
[0021] 图2为基于本发明的一个实施方式的热浸镀锌钢管的制造方法的工序图。
[0022] 图3A表示利用某种条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的镀层的元素分布 图。
[0023] 图3B表示利用其他条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的镀层的元素分布 图。 _
[0024] 图3C表示进一步利用其他条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的镀层的元 素分布图。
[0025] 图3D表示进一步利用其他条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的镀层的元 素分布图。
[0026] 图4A为利用某种条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的扩口加工部的纵切 面的光学显微镜图像。
[0027] 图4B为利用其它条件的热浸镀锌浴来制造的热浸镀锌钢管的扩口加工部的纵切 面的光学显微镜图像。
【具体实施方式】
[0028] [热浸镀锌钢管]
[0029] 本发明人等对于热浸镀锌钢管的加工性进行研究，得到如下的见解。镀层包含在 与母材的界面所形成的Zn-Fe合金层、和形成于表面的Zn层（η层）。其中，Zn-Fe合金层 的延性低。因此，Zn-Fe合金层易因扩口加工那样的弯曲加工而产生龟裂。Zn-Fe合金层中 产生的龟裂发展至表面的Zn层时，产生镀层的剥离。
[0030] Zn层内混入不同种金属时，龟裂更容易发展。因此，Zn层内混入不同种金属时，容 易产生镀层的剥离。换言之，若提高Zn层的纯度，则可以抑制镀层的剥离、可以提高热浸镀 锌钢管的加工性。
[0031] 图1A为包含纯度低的Zn层的镀层的扫描电子显微镜图像。图1B为包含纯度高 的Zn层的镀层的扫描电子显微镜图像。如图1A所示，包含纯度低的如层的镀层中，Fe-Zn 合金层中广生的龟裂发展至表面的Zn层。另一方面，如图1B所示，包含纯度高的Zn层的 镀层中，Fe-Zn合金层中产生的龟裂止于表面的Zn层。
[0032]本发明人等发现，在镀层的总深度范围内，由式（1)定义的fn若为99. 9以上，则 热浸镀锌钢管的镀层的剥离不易产生。
[0033] fn = Fe+Al+Zn (1)
[0034] 其中，式⑴的符号代入镀层中的各元素的含量（质量％ )。
[0035] 在此，fn由以下的方法测定。在热浸镀锌钢管的镀层的任意区域（放电面积为 4mmcK以下称为特定区域）中，使用马库斯型高频率辉光放电发光分析装置（H0RIBA，Ltd. 制造的⑶-Profiled)，实施深度方向的元素分析。此时的测定条件如表1所示。由此，得到 特定区域的总深度的元素分布。基于所得到的元素分布，求出各深度的f n值（fn分布）。
[0036] [表 1]
[0037]
【权利要求】
1. 一种热浸镀锌钢管，其具备： 钢管；以及 形成于所述钢管的表面的镀层， 在所述镀层的总深度范围内，由下述定义的fn为99. 9以上， fn = Fe+Al+Zn 其中，上式的元素符号代入所述镀层中的各元素的含量（质量％ )。
2. -种热浸镀锌钢管的制造方法，其具备将管坯浸渍于热浸镀锌浴的工序， 所述热浸镀锌浴含有〇. 002?0. 01质量％的A1、余量由Zn和杂质组成，所述杂质之 中，Pb、Sn、Cd，Sb、Bi、Cu、Ni以及In的含量合计为0. 1质量％以下。
3. 根据权利要求2所述的热浸镀锌钢管的制造方法，其还具备： 利用65°C以上的硫酸对所述管坯进行酸洗的工序；以及 在所述浸渍于热浸镀锌浴的工序之前，利用焊剂液对经过酸洗的所述管坯进行处理的 工序， 所述焊剂液含有合计为600g/L以上的氯化锌和/或氯化铵、0. 05?0. 3质量％的表面 活性剂。
【文档编号】C23C2/38GK104245998SQ201280072657
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年4月24日
【发明者】冈本浩一, 竹林浩史, 曾我好孝 申请人:新日铁住金株式会社