热浸镀锌钢材的制造方法和热浸镀锌钢材技术

本发明专利技术的目的在于提供对熔融锌的润湿性良好且不发生不镀覆的热浸镀锌钢材的制造方法和热浸镀锌钢材。所述热浸镀锌钢材的制造方法，对被镀覆钢材表面进行焊剂处理和干燥处理后，将被镀覆钢材浸渍于作为成分组成含有Zn：97.5质量％以上、Fe：1.5质量％以下、Pb：0.10质量％以下、Cd：0.01质量％以下、Mg：0.001质量％～0.05质量％的镀覆浴进行热浸镀锌浴浸渍处理。

Method for producing hot dip galvanized steel and hot dip galvanized steel

The aim of the present invention is to provide a method for producing a hot dip galvanized steel with good wettability to molten zinc and without plating. The manufacturing method of hot dip galvanized steel, the cladding steel surface to be plated by flux treatment and drying treatment after plating of steel will be immersed in a composition containing as above, Zn:97.5 mass% Fe:1.5 mass% below Pb:0.10 mass%, Cd:0.01%, Mg:0.001% below ~ 0.05 mass% of the plating bath for hot dipping bath.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热浸镀锌钢材(hotdipgalvanizedsteel)及其制造方法。尤其涉及使用RoHS指令(RoHSdirective,RestrictionofHazardousSubstancesDirective)所限制的范围内的、Pb含量为0.10质量％以下、Cd含量为0.01质量％以下的热浸镀锌浴(hotdipgalvanizingbath)时，镀覆缺陷少的热浸镀锌钢材的制造方法和热浸镀锌钢材。
技术介绍
近年来，欧盟施行了对电机·电子设备限制使用特定有害物质的RoHS指令。该RoHS指令将对象制品中的Pb的含有率限制在0.10质量％以下，Cd的含有率限制在0.01质量％以下。RoHS指令虽然是日本以外的规定，但对应国际上的规定，能够供给抑制含有对环境有害物质的、对环境更好的制品正在变得必要，认为含有大量Pb或Cd的制品在未来要避免是趋势。然而，仍有很多的热浸镀锌制品的镀锌层含有超过RoHS指令所限制的值的Pb和Cd。该Pb和Cd源自成为镀覆原料的热浸镀锌浴中的杂质。另一方面，该热浸镀锌浴中的Pb产生提高要镀覆的钢材表面(被镀覆钢材表面)对熔融锌的润湿性的效果。由此，例如即使作为被镀覆材的钢材表面不清洁的情况、具有氧化被膜(oxidelayer)的情况下，也容易形成镀锌层(galvanizinglayer)。因此，使用Pb浓度极低的热浸镀锌浴进行热浸镀锌时，有时产生不形成镀锌层的部分。这种现象通常称为不镀覆(unplating)的现象，是热浸镀锌浴中的Pb浓度降低而显著发生的不理想的现象。对钢管、钢制结构物等钢材进行的所谓“批量热浸镀(どぶ漬けめっき)”(batch-typehotdipgalvanizing)与对薄钢板进行的热浸镀锌处理不同。对薄钢板进行的热浸镀锌处理是除去钢板表面的有机物在还原气氛中连续浸渍于热浸镀锌浴。即，通过使熔融锌与非常清洁且活性高的状态的钢板的表面接触，在钢板表面薄薄地形成镀锌层。由于在还原气氛中，当然在热浸镀锌浴上也几乎没有氧化锌等浮游，以在钢板表面不易附着氧化锌等阻碍镀覆的物质的状态对钢板进行处理。此外，也有加热来控制合金相(alloyphase)的生长的情况。与此相对，对钢材进行的热浸镀锌处理通常在大气开放下进行。因此，为了防止钢材的表面的氧化，并且得到对钢材的表面的污垢的除去效果，对被镀覆钢材实施焊剂处理后，进行在镀覆浴中的浸渍。另外，在焊剂处理前，进行用于除去钢材的表面的油等污垢的酸洗处理，还根据情况在酸洗处理前进行脱脂处理。但是，现状是例如钢管与钢板不同，形状复杂，因此其效果非常不充分。此外，在热浸镀锌浴浸渍中形成合金相，从热浸镀锌浴中提出后通过擦拭控制热浸镀锌层的厚度，其后进行空气冷却或温水冷却。因此，其特征在于，镀锌层的厚度也从几10μm到几100μm以上，与钢板的镀锌层相比，厚度更厚。这样，对于钢板的连续式镀覆和钢材的批量式镀覆而言，工艺和所得的镀锌层的结构大大不同。即，钢材的批量式镀覆是本质上容易发生镀覆不良的工艺，其课题也与钢板的连续式镀覆不同。例如，关于上述不镀覆，即使使用Pb浓度极低的热浸镀锌浴的情况下，在钢板的连续式镀覆中也不会发生问题，与此相对，在钢材的批量式镀覆中有容易发生不镀覆的趋势。作为提高对熔融锌的润湿性(wetability)的技术，例如可举出专利文献1。专利文献1中公开了通过在不含有Pb的锌浴中含有Ni：0.01～0.05重量％、Al：0.001～0.01重量％，进一步含有Bi：0.01～0.08重量％和In：0.05～0.1重量％中的1种以上，从而提高锌浴的流动性。另外，专利文献2～6中公开了即使为将Pb含量控制在0.1质量％以下的熔融锌浴，在熔融锌浴中含有微量的Sn、Bi、Sb等，也能够制造少发生不镀覆的热浸镀锌材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-307316号公报专利文献2:日本特开2009-221601号公报专利文献3:日本特开2009-221604号公报专利文献4:日本特开2009-197328号公报专利文献5:日本特开2011-26630号公报专利文献6:日本特开2009-221605号公报
技术实现思路
然而，本专利技术人等对专利文献1进行验证，结果发现如果不是含有Bi：0.3重量％以上，则无法得到与含有Pb时同等的润湿性。另外，对于专利文献2～6，微量含有元素的量至少为0.1质量％，为了进一步得到效果，微量含有元素单独时需要大于0.1质量％的含量，或者需要复合含有。因此，存在因含有这样的元素而导致制品成本上升的问题。本专利技术是为了解决上述课题而进行的，其目的在于提供热浸镀锌钢材的制造方法和热浸镀锌钢材，所述热浸镀锌钢材的制造方法在热浸镀锌浴中含有的Pb和Cd浓度极低的情况下，或不含Pb和Cd的情况下，对熔融锌的润湿性也优异，因此能够在不发生不镀覆的情况下形成品质良好的镀覆层。本专利技术人等为了达成上述课题，着眼于热浸镀锌处理中的焊剂处理工序、干燥处理工序和热浸镀锌浴浸渍处理工序。焊剂处理是用于对在热浸镀锌处理中通过酸洗清洁化的钢材表面进行保护以免再氧化，并且在镀覆时除去残留的氧化物、污垢的工序。焊剂干燥工序是使附着于钢材表面的焊剂液干燥，在钢材表面固定焊剂的工序，镀覆工序是将钢材浸渍于熔融锌浴对钢材表面进行镀覆的工序。应予说明，本专利技术中的热浸镀锌处理是指对钢管、钢制结构物等的钢材进行的所谓的“批量热浸镀”，与对薄钢板进行的热浸镀锌处理不同。焊剂处理中，以往使用的焊剂是氯化锌与氯化铵的复盐(doublesalt)或混合物。在含有Pb的蒸馏锌(distilledzinc)镀覆浴中，使用由以往两种氯化物构成的焊剂时，对熔融锌的润湿性充分提高。然而，对于不含Pb的电解锌(electrolyticzinc)镀覆浴，润湿性极差。因此，本专利技术中，为了提高润湿性，对实际的钢材的热浸镀锌状况进行了详细调查研究。应予说明，这里所说的蒸馏锌是指JISH2107(1999)中规定的蒸馏锌锭1种(JISclass1distilledzincingot)，通常含有0.3～1.3质量％的Pb、0.1～0.4质量％的Cd，电解锌是指JISH2107(1999)规定的最纯锌锭(specialhighgradezincingot)，是通常Pb为0.003质量％以下、Cd为0.002质量％以下的电解锌。另外，如JISH8641(2007)所示，对各镀覆浴以维持镀覆作业中的锌的纯度为97.5质量％以上的方式进行管理。本专利技术人等对润湿性进行研究，结果发现，对于不镀覆的发生，重要的是在焊剂附着量少的区域的润湿性是否良好，并且在焊剂附着量少的区域，通过在热浸镀锌浴中含有Mg、Ti、V，能够提高被镀覆钢材对熔融锌的润湿性。另外发现钢材从焊剂处理经由干燥处理到浸渍于热浸镀锌浴的期间，有助于润湿性的焊剂逐渐劣化，找到了将该劣化抑制在最低限度的制造条件。根据以上研究确立了尤其在使用Pb的含量少的熔融锌浴的情况下，能够得到不发生不镀覆的优异的表面品质的热浸镀锌钢材的制造方法。本专利技术是基于以上见解进行进一步研究而完成的。其主旨如下。[1]一种热浸镀锌钢材的制造方法，对被镀覆钢材表面进行焊剂处理和干燥处理后，将被镀覆钢材浸渍于镀覆浴(galva本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热浸镀锌钢材的制造方法，对被镀覆钢材表面进行焊剂处理和干燥处理后，将被镀覆钢材浸渍于镀覆浴进行热浸镀锌浴浸渍处理，所述镀覆浴作为成分组成含有Zn：97.5质量％以上、Fe：1.5质量％以下、Pb：0.10质量％以下、Cd：0.01质量％以下、Mg：0.001质量％～0.05质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 JP 2014-1563891.一种热浸镀锌钢材的制造方法，对被镀覆钢材表面进行焊剂处理和干燥处理后，将被镀覆钢材浸渍于镀覆浴进行热浸镀锌浴浸渍处理，所述镀覆浴作为成分组成含有Zn：97.5质量％以上、Fe：1.5质量％以下、Pb：0.10质量％以下、Cd：0.01质量％以下、Mg：0.001质量％～0.05质量％。2.根据权利要求1所述的热浸镀锌钢材的制造方法，其中，在所述镀覆浴的成分组成中，进一步含有选自Ti：0.001质量％～0.05质量％、V：0.001质量％～0.05质量％中的1种或2种。3.根据权利要求1或2所述的热浸镀锌钢材的制造方法，其中，在所述镀覆浴的成分组成中，进一步含有Al：0.001质量％～0.02质量％，进一步满足([Mg]+[Ti]+[V])/2≥[Al]，其中，[Mg]、[Ti]、[V]、[Al]为各元素的含量。4.根据权利要求1～3中任一项所述的热浸镀锌钢材的制造方法，其中，在所述焊剂处理中，焊剂液中含有的氯化锌与氯化铵的摩尔比为1：1～1：4，焊剂液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪原康人，村濑正次，鹿毛勇，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP