CN105555986B - 全反射性与耐腐蚀性优异的Al被覆钢板及其制造法 - Google Patents

全反射性与耐腐蚀性优异的Al被覆钢板及其制造法 Download PDF

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Abstract

本发明提供全反射特性、耐腐蚀性及当阳极氧化处理了之时的外观改善了的Al被覆钢板。该Al被覆钢板，其是在基材钢板的表面，介由Al‑Fe‑Si系合金层，具有平均厚度7μm以上的Al被覆层的钢板，从该Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下，优选1.3质量％以下，Al‑Fe系金属间化合物相占该Al被覆层的表面的面积比率为10％以下。

Description

全反射性与耐腐蚀性优异的Al被覆钢板及其制造法
技术领域
本发明涉及熔融Al系镀覆钢板的镀覆层通过热处理进行改性而可得到的Al被覆钢板，特别是涉及呈现高的全反射率且呈现良好的耐腐蚀性的Al被覆钢板。
背景技术
熔融Al系镀覆钢板，以耐热用途为中心而广泛使用。大多数实用的熔融Al系镀覆钢板，采用含有Si的Al系镀覆浴来制造。通过含有Si可以降低镀覆浴温，同时，在熔融镀覆的工序可以降低基材钢板(镀覆原板)与Al系镀覆层之间生成脆的合金层的厚度(合金层的初始厚度)。
上述的合金层，熔融Al系镀覆钢板有时在耐热用途使用时也发生成长。为使在高温的耐久性得到特别提高的情况下，采用的方法是，在熔融镀覆后实施加热处理(后加热处理)，在基材钢板与合金层之间形成AlN的阻挡层。此时，为了形成AlN阻挡层，必须采用含足够量N的基材钢板。
从降低Al系镀覆浴的浴温的观点考虑，采用含有Si为7～12质量％左右的镀覆浴组成是有效的，多数熔融Al系镀覆钢板在镀覆层中含有7质量％以上的Si。但是，专利文献中公开了采用Si含量为6％以下的比较低的镀覆浴，适用后加热处理的例子(专利文献1～9)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开昭61-124558号公报
专利文献2：特开平3-104848号公报
专利文献3：特开平6-207262号公报
专利文献4：特开平6-330274号公报
专利文献5：特许第3383119号公报
专利文献6：特开平8-319549号公报
专利文献7：特许第3398810号公报
专利文献8：特许第3485410号公报
专利文献9：特开2000-290764号公报
发明内容
发明要解决的课题
熔融Al系镀覆钢板，如上所述，因适用于耐热用途，故希望具有良好的热反射特性。另外，当用作隧道壁面等建材或照明装置的反射板等时，希望具有光的吸收少的良好的反射特性。这样的热及光的反射性能，大致依赖于全反射率。因此，当考虑灵活使用耐热性及光的反射特性时，具有高的全反射率特性是有利的。在本说明书中，高的全反射率特性表现为“全反射特性优异”。
另外，在建材等的用途时，也要求耐腐蚀性优异。然而，采用含有Si的镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板，与采用纯Al镀覆浴制造的钢板相比，耐腐蚀性有降低的倾向。另外，可以设想，Al系镀覆钢板，也可与Al合金材料同样实施阳极氧化处理后使用。然而，原来的Al系镀覆钢板，阳极氧化处理后的外观变得稍黑，有难以实现设计构思性良好的阳极氧化处理表面的缺点。
本发明提供一种与原来的熔融Al系镀覆钢板相比，全反射特性、耐腐蚀性、及阳极氧化处理后的外观优异的Al被覆钢板。
用于解决课题的手段
上述目的通过采用全反射特性及耐腐蚀性优异的Al被覆钢板可以达到，该Al被覆钢板是在基材钢板的表面介由Al-Fe-Si系合金层，具有平均厚度7μm以上的Al被覆层的钢板，从该Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下优选1.3质量％以下，Al-Fe系金属间化合物相占该Al被覆层的表面的面积比率为10％以下。上述Al被覆层，是通过含有Si的熔融Al系镀覆层通过加热处理进行改性而得到的。此时，熔融镀覆浴的Si含量为1.5质量％以上6.0质量％以下是优选的，为1.5质量％以上3.0质量％以下是更有效的。也可控制在1.5质量％以上至不足3.0质量％的范围。
在这里，Al被覆层是基体(基质)为Al相的层。Al被覆层中，也可存在Al-Fe系金属化合物相和Si相。
从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度，可对与Al被覆层厚度方向平行的断面通过进行EDX分析(能量分散型X线分析)而求出。具体的是，对该断面，在倍率5000倍的SEM观察视野中，在Al被覆层的厚度方向(即钢板的板厚方向)，设定具有长度3μm的一边的3μm×20μm的矩形区域。全部该矩形区域，覆盖Al被覆层(即矩形区域不露出Al被覆层)，并且把长度20μm的一边与Al被覆层的最表面的至少一部分连接的矩形区域设定作为测定区域。该测定区域中的平均Si浓度(质量％换算值)，通过EDX分析求出。以上的测定操作，在任意选择的5个以上视野中进行，将各测定区域的平均Si浓度平均了的值，定为“从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度”。
Al-Fe系金属间化合物相占Al被覆层的表面的面积比率，意指Al-Fe系金属间化合物相存在的部分占从板厚度方向看该Al被覆层的表面的观察区域的投影面积的面积比例。Al被覆层的表面呈现的Al-Fe系金属间化合物相，换算为质量％的Fe含有率，可作为Al的次高相而鉴定。
另外，作为上述的全反射特性及耐腐蚀性优异的Al被覆钢板的制造法，本发明提供的制造方法具有：通过采用Si含量为2.0质量％以上6.0质量％以下的熔融Al系镀覆浴，制造具有平均厚度7μm以上的镀覆层的熔融Al系镀覆钢板的工序；以及
对Al被覆层进行改性的工序，通过将上述熔融Al系镀覆钢板于300～460℃的温度加热保持，使镀覆层中的Si的扩散进行，使该镀覆层从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下。
本发明提供的制造法，作为使全反射特性及耐腐蚀性稳定得到进一步改善的方法，具有：通过采用Si含量1.5质量％以上3.0质量％以下的熔融Al系镀覆浴，制造具有平均厚度7μm以上镀覆层的熔融Al系镀覆钢板的工序；以及
对Al被覆层改性的工序，通过将上述熔融Al系镀覆钢板加热保持在300～460℃温度，使镀覆层中的Si的扩散进行，使该镀覆层从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为1.3质量％以下。此时，熔融Al系镀覆浴的Si含量也可控制在1.5质量％以上至不足3.0质量％。
发明的效果
按照本发明，提供一种与原来的熔融Al系镀覆钢板相比，表面的全反射率高、耐腐蚀性良好、且实施阳极氧化处理后的外观也优异的Al被覆钢板。特别是由于全反射率高，热反射特性及光反射特性优异，在耐热用途及利用光的反射的用途中是极有用的。该Al被覆钢板，采用一般的熔融镀覆生产线就可制造的熔融Al镀覆钢板作为基材，对其实施后加热处理而得到。因此，本发明有助于熔融Al系镀覆钢板的用途扩大。
附图说明
图1为示意地表示采用Si含量高的Al系镀覆浴制造的一般的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面结构的图。
图2为示意地表示图1的镀覆钢板进行后加热处理后的断面结构的图。
图3为示意地表示采用Si含量低的Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板镀覆原样的断面结构的图。
图4为示意地表示图3的镀覆钢板按照本发明进行后加热处理后的断面结构的图。
图5为示意地表示采用纯Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的断面结构的图。
图6为例示在Al被覆层表面至深度3μm的表层部中使平均Si浓度为2.0质量％以下的必要的加热温度与加热时间的关系的图。
图7为采用Si含量9质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面组织相片。
图8为采用Si含量9质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板在大气中实施450℃×24h的后加热处理所得到的Al被覆钢板的断面组织相片。
图9为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面组织相片。
图10为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板在大气中实施450℃×24h的后加热处理所得到的Al被覆钢板断面组织相片。
图11为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面中合金层部分的SEM相片。
图12为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板在大气中实施450℃×24h的后加热处理所得到的Al被覆钢板断面的合金层部分的SEM相片。
具体实施方式
本发明的Al被覆钢板，可以采用含有Si的熔融镀覆浴制造熔融Al系镀覆钢板的该镀覆层，通过后加热处理而进行改性的方法来实现。但是，重要的是，在该后加热处理时，镀覆层中的Si的扩散，与原来进行的后加热处理时相比，得到大幅增加，使镀覆层表层部的Si浓度降低。另外，为使该表层部的Si浓度降低，采用Si含量较低的熔融Al系镀覆浴是极有效的。
图1示意地表示对采用含有Si在7～10质量％左右的熔融Al系镀覆浴制造的一般的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面结构。作为镀覆原板的基材钢板1的表面，介由合金层2，形成Al系镀覆层3。该合金层2是以Al、Fe、Si作为成分的金属间化合物作为主体的“Al-Fe-Si系合金层”。Al系镀覆层3，在作为基体(基质)的Al相4中存在Al-Fe系金属间化合物相5与Si相6。Al-Fe系金属间化合物相5，在靠近合金层2分布较多，Si相6在靠近表面10分布较多。
图2示意地表示图1所示的镀覆钢板在约450℃的温度进行后加热处理时的断面结构。合金层2若干成长而厚度增加。图1的镀覆层3中存在的Si相6球状化，在Al相4中多分布。另外，Al-Fe系金属间化合物相5也呈现有多少球状化的倾向。来自经受这样后加热处理后的镀覆层的Al被覆层，在图中用符号30表示。
采用含有Si例如7质量％以上的一般的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板时，即使后加热处理花相当长的时间，如图2所示，在Al被覆层30中大量残存Si相6。这样组织状态的Al被覆钢板，全反射特性、耐腐蚀性及阳极氧化后的外观，与原来的镀覆钢板相比，已确认几乎未得到改善。即，一般的熔融Al系镀覆钢板，通过后加热处理，上述各特性的改善效果几乎未得到。
图3示意地表示对采用Si含量在1.5～6.0质量％左右的低的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面结构。基材钢板1的表面存在的合金层2，与采用Si含量高的熔融Al系镀覆浴制造的一般的熔融Al系镀覆钢板(图1)相比，厚度有若干增加的倾向，因此，不会发生因加工性等特性降低的通常使用中的问题。该合金层2，如后所述，以Al-Fe系金属间化合物及Al-Fe-Si系金属间化合物作为主体。在镀覆层3，于Al相4中可以观察到Al-Fe系金属间化合物相5与少量的Si相6。Si相6的存在量根据镀覆浴中的Si含量而增减。Al-Fe系金属间化合物相5在靠近合金层2多，而在靠近表面10少。Si相6主要在靠近表面10存在。
采用这样Si含量较少的熔融Al系镀覆浴得到的熔融Al系镀覆钢板，从Si相6的存在量少的方面，一般的熔融Al系镀覆钢板(图1)与镀覆层3的组织状态不同。然而，按照发明人的探讨，仅是这样的组织状态，对全反射特性、耐腐蚀性及阳极氧化后的外观，得不到充分的改善效果。
图4中示意地表示图3所示的镀覆钢板于450℃左右的温度，实施例如24小时左右的较长时间的后加热处理时得到的断面结构。合金层2未发生明显成长。来自图3的镀覆层3的Al被覆层30，几乎未确认Si相的存在。另一方面，Al-Fe系金属间化合物相5的形态未发生大地变化。Al被覆层30的每块钢板单面的平均厚度，为了充分发挥Al系镀覆层特有的耐热性及耐腐蚀性，必需确保7μm以上，为20μm以上是更优选的。对上限未作特别规定，通常，平均厚度为50μm以下的范围即可，也可控制在40μm以下。
根据本发明人的详细研究，如图3所示，采用Si含量少的熔融Al系镀覆浴制造的镀覆钢板，当进行后加热处理时，镀覆层3中的Si向靠近合金层2的较低Si浓度的区域扩散，被组入合金层2。即，镀覆层3中存在的Si，可知用于合金层2向Si含有率更高的金属间化合物作为主体的Al-Fe-Si系合金层转变的反应。通过利用该现象，可以降低接近Al被覆层30的表面10的表层部的Si浓度。还有，通过使用上述图1中所示的Si含量高的镀覆浴，合金层2从一开始就变成Si含有率高的金属间化合物作为主体的合金层。因此，通过后加热处理，镀覆层3中的Si组入合金层2的现象不会大地发生。
通过后加热处理，未观察到图4所示的Si相，或者，在残存的Si相的量极少的Al被覆层30中，特别是接近表面10的表层部的Si浓度充分降低时，可知该Al被覆层而使全反射率及耐腐蚀性提高。另外，为了改善阳极氧化处理后的外观，降低表层部的Si浓度变得重要。具体的是，通过使从其表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下，可显著改善全反射特性及耐腐蚀性。通过使该表层部的平均Si浓度为1.3质量％以下，可更稳定地实现更加优异的全反射特性及耐腐蚀性。还有，从Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度的下限未作特别规定，也可降至0质量％，当考虑后加热处理工序的负荷时，通常为0.5质量％以上的范围即可。
通过降低表层部的Si浓度而改善全反射特性的理由，推测是由于镀覆表层部的Al纯度变高，赋予更接近纯Al的反射特性所致。
另一方面，在Al被覆层30的表面10，产生Al-Fe系金属间化合物相5露出的部分。在表面存在的Al-Fe系金属间化合物相5，可知是使阳极氧化处理后的外观变差的原因。另外，也成为全反射特性与耐腐蚀性降低的要因。但是，采用含有Si在1.5质量％以上的熔融Al系镀覆浴时，Al-Fe系金属间化合物相5，有在靠近合金层2易生成的倾向，在靠近表面10存在的Al-Fe系金属间化合物相5的量少。各种探讨的结果，Al-Fe系金属间化合物相占Al被覆层30的表面10的面积比率，如抑制为10％以下，则与上述的表层部Si浓度的降低相加，阳极氧化处理后的外观得到显著改善成为可能。另外，热反射特性与耐腐蚀性也得到改善。关于使该Al-Fe系金属间化合物相的面积比率降至10％以下，可通过使熔融Al系镀覆浴中的Si含量为1.5％以上来控制。
图5示意地表示采用纯Al镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的断面结构。基材钢板1与镀覆层3之间形成的合金层2，如与基材钢板1(镀覆原板)的钢组成相同，则比采用图1、图3所示的含有Si镀覆浴的熔融Al系镀覆钢板，可使厚度更加增大。另外，作为镀覆层3的母体的Al相4中生成的Al-Fe系金属间化合物相5，与图1、图3的场合不同，在靠近表面10大量生成。即使实施后加热处理，断面结构中仍未发生表观的大变化。因此，在图5中，也标记相当于后加热处理后的Al被覆层的符号30。
采用纯Al镀覆浴制造的如图5那样的断面结构的熔融Al系镀覆钢板，在该镀覆层3的表面，大量的Al-Fe系金属间化合物相5露出。即使实施后加热处理也同样。如上所述，在表面存在的Al-Fe系金属间化合物相5，是招致阳极氧化后的外观劣化及耐腐蚀性降低的要因。为了改善阳极氧化后的外观及耐腐蚀性，采用Si含量为1.5质量％以上的熔融Al系镀覆浴是极有效的。
图6例示了对采用Si含量为2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板实施后加热处理时，从Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中，为使平均Si浓度为2.0质量％以下所必要的加热温度与加热时间的关系调查的结果。如上所述，熔融Al系镀覆钢板实施后加热处理本身，原来是已知的。但是，在原来的后加热处理中，Al被覆层的表层部中的Si浓度，如上所述，难以充分降低。为了改善全反射特性，例如，如图6所示，更精确的Si的扩散是必要的。
图7～图10例示后加热处理前后的断面组织相片。
图7为采用Si含量9质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面组织相片。镀覆层中，在显示白色的Al相中，分散着可见淡灰色Al-Fe系金属化合物相与可见稍黑的Si相。
图8为采用Si含量9质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板于大气中实施450℃×24h的后加热处理得到的Al被覆钢板的断面组织相片。来自镀覆层的Al被覆层中，在可见白色的Al相中，分散着可见淡灰色Al-Fe系金属化合物相与可见稍黑的Si相。这些相通过加热而球状化。
图9为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面组织相片。镀覆层中，在可见白色的Al相中，分散着可见淡灰色的Al-Fe系金属化合物相。可见稍黑的Si相也存在。Si相的量，与图7的场合相比，大幅减少。
图10为采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板于大气中实施450℃×24h的后加热处理得到的Al被覆钢板的断面组织相片。来自镀覆层的Al被覆层中，在可见白色的Al相中，可以观察到可见淡灰色的Al-Fe系金属化合物相。Si相的存在，从该相片中未得到确认。
图11例示了采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板的镀覆原样的断面中的合金层部分的SEM相片。合金层中呈现了符号21表示“上层”和符号22表示“下层”构成的2层结构。下层之下为基材钢板。图中的4点的分析位置用a～d的记号表示。表1示出对这些4点的位置采用EDX进行定量分析的测定结果。
[表1]
Figure BDA0000923737490000101
上层、下层为镀覆原样的状态下，Si浓度低于3.0质量％，构成这些相的主要的金属间化合物，如表1中所记载，可以推测为Al-Fe系金属间化合物。
图12对于采用Si含量2.5质量％的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板于大气中实施450℃×24h的后加热处理所得到的Al被覆钢板，示出了断面的合金层部分的SEM相片。图中的4点分析位置用e～h的记号表示。表2示出对这些4点的位置采用EDX进行定量分析的测定结果。
[表2]
Figure BDA0000923737490000102
通过后加热处理，可知上层的Si含量大幅增大。观察到如下现象：镀覆层中存在的Si被组入上层，上层变成以Al-Fe-Si系金属间化合物为主体的结构。
〔基材钢板〕
作为镀覆原板的基材钢板，原来采用适于熔融Al系镀覆钢板的各种钢种。当用于耐热用途时，为了抑制合金层的成长，希望采用N含量0.004～0.015质量％的钢。作为具体的钢成分含量，例示如下。
以质量％计：C：0.001～0.06％、Si：0.5％以下、Mn：1.0％以下、P：0.016％以下、S：0.007％以下、Al：0.012％以下、N：0.015％以下、Ti：0～0.03％、余量Fe及不可避免的杂质。
镀覆原板的板厚，在0.1～3.5mm的范围即可，也可控制在0.2～1.6mm。
〔Al系镀覆〕
作为本发明适用对象的熔融Al系镀覆钢板，能够以一般的连续熔融镀覆生产线来制造。镀覆浴组成优选使用Si含量为1.5质量％以上6.0质量％以下的Al系镀覆浴。当浴的Si含量过高时，通过后工序的后加热处理，表层部的Si浓度难以充分降低。另一方面，当浴的Si含量过低时，镀覆层的组织结构接近纯Al镀覆，如图5所示，由于Al-Fe系金属间化合物相5在靠近表面10生成的倾向强烈，因此难以充分降低Al-Fe系金属间化合物相面积比率。浴的Si含量为1.5质量％以上3.0质量％以下是更有效的。浴的Si含量的上限也可严格控制在低于3.0质量％。
浴中通常混入Fe。Fe含量控制在3.0质量％以下是优选的，为2.5质量％以下是更优选的。作为其他的浴中元素，根据需要，也可含有Ti：1.0质量％以下、B：1.0质量％以下、Zr：1.0质量％以下、Sr：1.0质量％以下、Mg：5.0质量％以下的1种以上。Ti、B、Zr，通过亮片(spangle size)细微化，可有效提高表面外观，Sr对生成Si相的细微化是有效的，Mg对耐腐蚀性的提高是有效的。上述以外元素的其余部分是Al及不可避免的杂质即可。
镀覆附着量，每个单面的镀覆层厚度(除合金层的部分)成为7μm以上是优选的，为20μm以上是更优选的。对上限未作特别规定，通常，平均厚度为50μm以下的范围即可，也可控制在40μm以下。
〔后加热处理〕
为了改性Al系镀覆层而得到表层部的Si浓度低的Al被覆层，因此对熔融Al系镀覆钢板进行加热处理。因为是熔融镀覆后的加热处理，故本说明书中将其称作“后加热处理”。如上所述，为了改善全反射特性等，对从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下的Al被覆层进行改性是优选的、为1.3质量％以下是更优选的。
各种探讨的结果，对从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为2.0质量％以下的Al被覆层进行改性时，采用Si含量为2.0质量％以上6.0质量％以下的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板是适用的。采用Si含量超过2.0质量％、6.0质量％以下的熔融Al系镀覆浴的熔融Al系镀覆钢板，也可作为适用对象进行管理。
另外，作为更优选的方案，对从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为1.3质量％以下的Al被覆层进行改性时，采用Si含量为1.5质量％以上3.0质量％以下的熔融Al系镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板进行适用是有效的。采用Si含量为1.5质量％以上至不足3.0质量％的熔融Al系镀覆浴，也可作为适用对象进行管理。
后加热处理的加热温度可在300～460℃的范围内设定。为380～460℃的范围是更有效的。当加热温度过低时，镀覆层表层部的低Si化成为困难。当加热温度过高时，易招致合金层的过度成长。氛围气是大气即可。
镀覆层中生成的Si相，有在靠近表面分布多的倾向。在后加热处理中，该Si相的Si，在合金层的高Si化反应中被消耗，可谋求镀覆层表层部的低Si化。为使镀覆层中的Si的扩散及合金层的高Si化反应充分进行，设定加热时间是重要的。预先根据镀覆条件，通过把握足以使镀覆层表层部的低Si化充分达到的加热温度与加热时间的关系，可以设定适当的加热时间(参照图6)。还有，镀覆浴中的Si含量，例如为2.0质量％左右，镀覆原样的镀覆层(后加热处理前)，从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度，通常高达约2.5质量％。因此，仅降低镀覆浴中的Si含量是不充分的，通过仔细地进行后加热处理，得到具有上述所希望的低Si化的表层部的Al被覆钢板成为可能。
实施例
作为基材钢板，准备了具有下述化学组成的板厚0.8mm的冷轧退火钢板。
〔基材钢板的化学组成〕
按质量％计，C：0.033％、Si：低于0.01％、Mn：0.23％、P：低于0.01％、S：0.013％、Al：0.01％、O：0.0027％、N：0.0025％、余量Fe及不可避免的杂质
上述基材钢板作为镀覆原板，以下述的镀覆条件，制造镀覆层的平均厚度(这里，意指除去合金层的部分)处于约30～50μm的范围的熔融Al系镀覆钢板。
〔镀覆条件〕
Al浴中的Si含量：记载于表3、表4中
Al浴中的Fe含量：约2质量％
Al浴中的Si、Fe以外的添加元素含量：记载于表3、表4中
上述元素以外的浴中成分：Al及不可避免的杂质
镀覆浴温：660℃
镀覆浴浸渍时间：2sec
直至镀覆层凝固完成的平均冷却速度：13℃/sec
对于得到的熔融Al系镀覆钢板，以表3、表4中记载的加热温度、加热时间实施后加热处理后作为供试材料，进行以下的调查。后加热处理的氛围气为大气。为进行比较，准备了未实施过后加热处理的供试材料。
〔Al被覆层的至表层3μm深度的平均Si浓度的测定〕
对与供试材料的板厚方向平行的断面，采用以下的方法进行EDX分析。在倍率5000倍的SEM观察视野中，在Al被覆层的厚度方向，设定具有长度3μm的一边的3μm×20μm的矩形区域，该矩形区域的全部被覆Al被覆层，并且长度20μm的一边与Al被覆层的最表面的至少一部分连接的矩形区域，作为测定区域来设定，该测定区域中的平均Si浓度(质量％换算值)通过EDX分析求出的操作，在任意选择的5个视野中进行，通过把各测定区域的平均Si浓度进行平均，求出从该Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度。
〔Al-Fe系金属间化合物相的表面占有面积比率的测定〕
供试材料的Al被覆层表面，在板厚方向用SEM进行观察，求出Al-Fe系金属间化合物相占从板厚方向看该Al被覆层表面的观察区域的投影面积的面积比例。表面上暴露的Al-Fe系金属间化合物相的鉴定，通过EDX分析来进行。对任意选择的5个视野测定上述面积比率，采用其平均值作为Al-Fe系金属间化合物相的表面占有面积比率(％)。
〔合金层的平均厚度的测定〕
与供试材料的板厚方向平行的断面，采用SEM进行观察的方法，求出合金层的平均厚度。合金层，除采用Si含量高的镀覆浴的部分例子外，呈现上层与下层的多相结构。
〔合金层上层的平均Si浓度的测定〕
在与供试材料的板厚方向平行的断面中，如图12所示的测定点e、f那样，在上层的厚度中央附近，任意选择的10个测定点进行EDX测定，测定Si浓度，其平均值作为合金层上层的平均Si浓度。还有，合金层为单层结构者，其厚度方向中央部的平均Si浓度作为参考值求出。
〔全反射特性的评价〕
对供试材料的Al被覆层表面测定全反射率。采用岛津制的MPC3100，在反射角8°、测定波长550nm的条件进行测定，用以下的基准评价全反射特性。○或更好的，判断为合格。
◎：全反射率75％以上
○：全反射率为70％以上至低于75％
△：全反射率为65％以上至低于70％
×：全反射率低于65％
〔耐腐蚀性的评价〕
把供试材料在温度90℃、相对湿度95％的环境中保持500h进行湿润试验，通过表面的锈斑发生的面积来测定锈斑发生率，用以下的基准评价耐腐蚀性。○或更好的，判断为合格。
◎：锈斑发生率低于10％
○：锈斑发生率10％以上低于20％
△：锈斑发生率20％以上低于50％
×：锈斑发生率50％以上
〔阳极氧化处理后的外观的评价〕
把供试材料进行阳极氧化处理，测定得到的阳极氧化处理表面的L值(亮度)。阳极氧化处理条件为：处理液：硫酸150g/L+硫酸铝5g/L、处理温度：25℃、电流密度：5A/dm2、处理时间：10min。采用以下的基准评价阳极氧化处理后的外观，○或更好的，判断为合格。
◎：L值90以上
○：L值88以上低于90
△：L值85以上低于88
×：L值低于85
〔加工性的评价〕
把供试材料进行圆筒拉延加工，调查加工品的纵向壁部的Al被覆层剥离状态。圆筒拉延加工条件为：拉延比：2.0，外径：80mm，冲模：直径42mm、R5mm，冲头：直径40mm、R5mm。采用以下的基准评价加工性，○或更好的，判断为合格。
○：Al被覆层未剥离
×：Al被覆层有剥离
〔表面外观的评价〕
供试材料的Al被覆层表面的亮片微细化状态，采用亮片密度进行评价。○或更好的，判断为合格。
◎：亮片密度200个/cm2以上
○：亮片密度50个/cm2以上至低于200个/cm2
×：亮片密度低于50个/cm2
结果示于表3、表4。
Figure BDA0000923737490000171
Figure BDA0000923737490000181
本发明的实施例试样，全反射特性、耐腐蚀性、阳极氧化处理后的外观得到改善，同时加工性、表面外观也良好。特别是Al被覆层的至表层3μm深度的平均Si浓度为1.3质量％以下时，呈现极优异的全反射特性、耐腐蚀性、及阳极氧化处理后的外观。
反之，比较例的No.31、32，是采用纯Al镀覆浴制造的，在镀覆层的表面附近生成大量的Al-Fe系金属间化合物相。该Al-Fe系金属间化合物相，后加热处理后也几乎不发生变化地存在(No.32)。这些试样的任何一种，由于Al被覆层表层部不存在Si，Al-Fe系金属间化合物相的表面占有面积比率高，因此全反射特性、耐腐蚀性未改善，阳极氧化处理后的外观也恶化。另外，合金层通过以大厚度形成，加工性也恶化。
No.33，由于镀覆浴中的Si含量过低，因此镀覆层的表面附近保持大量的Al-Fe系金属间化合物相生成的倾向。因此，与采用上述的纯Al镀覆浴的例子同样，各特性变差。还有，该例未进行后加热处理，故即使通过后加热，Al-Fe系金属间化合物相的表面占有面积比率难以降低。
No.34、37、38、41，采用适当的Si含量的镀覆浴，但未进行后加热处理，或加热条件不适当，故Al被覆层表层部的平均Si浓度高。结果是，全反射特性及阳极氧化处理后的外观差，耐腐蚀性的改善也不充分。
No.35、39，是采用Si含量高的镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板，由于Al被覆层(这些例子中，Al系镀覆层的原样)的表层部的平均Si浓度高，因此全反射特性、耐腐蚀性、阳极氧化处理后的外观变差。
No.36、40，是采用Si含量高的镀覆浴制造的熔融Al系镀覆钢板，实施了后加热处理，但Al被覆层表层部的平均Si浓度不能充分降低，故全反射特性、耐腐蚀性、阳极氧化处理后的外观未得到改善。
符号的说明
1 基材钢板
2 合金层
3 Al系镀覆层
4 Al相
5 Al-Fe系金属间化合物相
6 Si相
10 表面
30 Al被覆层

Claims (2)

1.Al被覆钢板在热反射、光反射或阳极氧化处理中的应用，其中，该Al被覆钢板是在基材钢板的表面介由Al-Fe-Si系合金层、具有平均厚度7μm以上的Al被覆层的钢板，从该Al被覆层的表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为1.07质量％以下，Al-Fe系金属间化合物相占该Al被覆层的表面的面积比率为10％以下，该Al被覆钢板的全反射特性及耐腐蚀性优异。
2.权利要求1所述的全反射特性及耐腐蚀性优异的Al被覆钢板的制造法，具有：通过采用Si含量为1.5质量％以上、低于3.0质量％的熔融Al系镀覆浴，制造具有平均厚度7μm以上镀覆层的熔融Al系镀覆钢板的工序；以及
通过将上述熔融Al系镀覆钢板加热保持在380～460℃的温度，使镀覆层中的Si的扩散进行，将该镀覆层改性为从表面至深度3μm的表层部中的平均Si浓度为1.07质量％以下的Al被覆层的工序。
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