CN111094613B - 热浸镀网纹钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种热浸镀网纹钢板,具有母材钢板、Ni镀层和热浸镀层,在板面具有凸部和平面部。凸部的Ni镀层的膜厚为0.07~0.4μm,平面部的Ni镀层的膜厚为0.05~0.35μm,并且凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比超过100%且在400%以下。

Description

热浸镀网纹钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及热浸镀网纹钢板及其制造方法。
本申请基于在2017年9月15日在日本提出的专利申请2017-178011号要求优先权,将其内容援引于此。
背景技术
网纹钢板是通过轧制而使表面带有连续的防滑用的突起(凸部)的钢板。一般而言,一定的宽度、一定的长度、一定的高度的凸部相对于轧制方向以一定的角度以及一定的间距设置。通常网纹钢板通过热轧而制造。而且,被使用于公共汽车、卡车等的地板和踏板、工厂的铺板、船舶的甲板、建设现场的临时脚手架和台阶等。
以往,网纹钢板大多以热轧态、或被涂装而使用。特别是在需要防锈的情况下,通过经过基于熔剂法的分批式的热浸镀锌工艺而对网纹钢板的切板进行镀锌。可是,分批式的热浸镀锌工艺不但生产率低,而且由于在热浸镀工序中产生的Fe-Zn合金层肥大化,因此损害镀层的加工性,有时发生镀层开裂、镀层的剥离,从而在耐蚀性上产生问题。
与分批式的热浸镀锌比较,连续热浸镀锌的生产率高。连续热浸镀锌,一般地通过使在还原性或非氧化性的气氛中加热至规定温度的钢板在热浸镀锌浴中通过来进行。另外,由于在热浸镀锌浴中含有至少0.05%程度的Al,因此能够抑制损害镀层皮膜的加工性的Fe-Zn合金层的生长。再者,在一般的基于熔剂法的分批式的热浸镀锌中,若使Zn浴中含有Al,则Al分解助镀剂,因此较多地发生镀不上,不能够顺利地镀敷。
在对网纹钢板应用连续热浸镀锌的情况下,需要考虑由其表面形状等引起的课题。例如,专利文献1教导了带状网纹钢板的连续热浸镀锌方法、特别是镀敷生产线内张力和热浸镀后的气体擦拭(gas wiping)的适当条件。现在,进行了连续热浸镀锌的网纹钢板已商品化。
近年来,除了热浸镀锌钢板以外,从要求在锌镀层以上的优异的耐蚀性出发,还开发了Zn-Al、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Mg-Si等的锌基合金热浸镀层钢板并已商品化。也能看到以与其呼应的形式对网纹钢板也应用锌基合金热浸镀层的尝试。
专利文献2公开了一种加工性和耐蚀性优异的网纹钢板,其特征在于,在网纹钢板的表面具有作为第1层的厚度为2μm以下的Ni-Al-Zn-Fe四元系合金层,并具有作为第2层的含有按重量换算计为0.1~1%的Al的Zn基合金热浸镀层。作为具体的镀敷方法,专利文献2教导了一种网纹钢板的制造方法,其包括以下工序:对网纹钢板进行0.5~2.0g/m2的Ni镀敷,接着,将该网纹钢板加热,接着,使其以浸渍时间1~30秒在添加了按重量换算计为0.1~1%的Al的热浸镀锌浴中。
专利文献3使用了可以认为与专利文献2大致相同的镀浴,但规定了采用Sendzimir(森吉米尔)法得到的热浸镀层皮膜的结构。专利文献2和3都以使用Al浓度为1%以下的熔融锌基合金为必需特征。再者,在专利文献2和3中,由于镀层中的Al浓度为1%以下,因此难以得到起因于Al的阻隔防蚀效果,不能够期待镀层皮膜自身的显著的耐蚀性的令人满意的提高。
专利文献4公开了一种耐擦伤性、耐磨损性和耐蚀性优异的Zn基热浸镀层网纹钢板,其特征在于,由热浸镀层被覆着,所述热浸镀层的组成以质量%计含有Al:4.0~20.0%、Mg:1.0~4.0%,而且任选地含有Ti:0.002~0.1%和B:0.001~0.045%,余量由Zn以及不可避免的杂质构成。在该镀层中,Al/Zn/ZnMg系金属间化合物三元共晶组织的存在比例大,并且,该三元共晶为硬质的,因此维氏硬度成为120~180Hv,除了耐蚀性优异以外,耐擦伤性、耐磨损性也优异。
如上述那样,以往,网纹钢板以无镀层的形式使用的情况较多,根据需要来施加锌镀层,进而,也尝试了应用锌基合金镀层来代替锌镀层。再者,关于对母材钢板实施预镀Ni,并在预镀Ni后施加Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层,迄今为止完全没有研究。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开平7-11411号公报
专利文献2:日本国特开平6-81170号公报
专利文献3:日本国特开平6-248409号公
专利文献4:日本国特开平11-279732号公报
发明内容
本发明人也是当初以进一步提高网纹钢板的耐蚀性为目的,尝试了对网纹钢板施加Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层。但是,进行研究的结果弄清了以下情况:若仅是对网纹钢板单单地实施Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层,则较多地发生镀不上。即,弄清了以下情况:例如,如果如专利文献2和3那样锌基合金镀层的Al浓度为1.0%以下,则不会有镀不上的课题,但是,例如,如果如专利文献4那样锌基合金镀层的Al浓度超过1.0%,则镀不上的发生就成为课题。
具体而言,本发明人当初意图对网纹钢板赋予优异的耐蚀性,研究了对网纹钢板施加一般而言认为耐蚀性比Zn镀层优异的、含有超过1.0%的Al和少许量的Mg的Zn系合金镀层。而且,在该过程中发现:如果利用作为热浸镀法通常所采用的Sendzimir法,来对网纹钢板进行Al浓度超过1.0%的Zn-Al-Mg系合金热浸镀,则较多地发生镀不上。
本发明人认为,在对网纹钢板热浸镀含有超过1.0%的Al和少许量的Mg的Zn系合金的过程中容易发生镀不上是与以下情况有关系的:随着Zn熔液中的Al浓度增加,钢板与熔液的润湿性降低,另外,也有起因于网纹钢板的热轧履历的特有的原因。
对于该镀不上的问题,本发明人尝试了采用在专利文献2中也采用的预镀Ni。本发明人进行研究的结果发现,通过在预镀Ni后进行锌基合金镀敷,能够某种程度地抑制镀不上的发生,但是,在要对网纹钢板施加Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层的情况下,需要使预镀Ni中的Ni附着量较大。可是,另一方面,本发明人进行上述研究的结果也同时发现,若使预镀Ni中的Ni附着量大,则在热浸镀网纹钢板发生了损耗时在凸部耐蚀性容易降低。
即,本发明人关于为了进一步提高耐蚀性而对网纹钢板应用Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层的情况,有下述的发现。
(a)如果仅是对网纹钢板单单地施加Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层,则较多地发生镀不上。
(b)要对网纹钢板施加Al浓度超过1.0%的锌基合金镀层的话,预镀Ni成为必需,并且,需要使Ni附着量比以往增加。
(c)可是,若对于网纹钢板使预镀Ni层的Ni附着量增加,则在热浸镀网纹钢板发生了损耗时在凸部耐蚀性容易降低。
对于上述的现象,本发明人考虑如下。例如,在地板等使用了热浸镀网纹钢板的情况下,在其凸部,热浸镀层的磨损、损耗大,有时Ni镀层露出。再者,被预镀Ni了的钢板,若采用熔融Zn、熔融Zn-Al等镀敷,则因与熔液的反应,一部分的Ni转移到镀层、熔液中,但一部分的Ni作为Ni镀层而残存于钢板的表面。因此,在预镀Ni层的Ni附着量大的情况下,在热浸镀后残存于钢板的表面的Ni镀层变厚。
通常,自然浸渍电位按Ni、Fe、镀层的顺序从高到低,但比较薄的Ni镀层的自然浸渍电位成为Ni与Fe的混合电位。对于被预镀Ni了的Zn基合金热浸镀层而言,若上层Zn基合金热浸镀层损耗、Ni镀层露出,则在露出部与露出部附近之间发生Galvanic腐蚀(电偶腐蚀)。例如,对于热浸镀网纹钢板而言,在凸部露出的Ni镀层与露出部附近的热浸镀层之间发生Galvanic腐蚀。即使Ni镀层露出,在Ni镀层薄的情况下,Ni镀层的自然浸渍电位也成为混合电位,变得接近于Fe的电位,Ni镀层与热浸镀层之间的Galvanic腐蚀速度不大。相反地,在Ni镀层厚的情况下,Ni镀层的自然浸渍电位即使说是混合电位,实质上也变得接近于Ni的电位,因此Ni镀层与热浸镀层之间的Galvanic腐蚀速度变大。其结果,热浸镀层容易腐蚀损耗。
以下,为了防止混乱,在本说明书中,只要没有特别的说明,在为了表达镀层而使用了“Ni镀层’、”“镀Ni层”的情况下,就意指在热浸镀后残存的Ni被覆层,“预镀Ni层、”“Ni预镀层”意指在热浸镀工序之前存在的Ni被覆层。另外,在本说明书的以下的记述中,使用“Zn基合金热浸镀层、”“热浸镀层”等的表达的情况下,意味着是“Zn-Al-Mg系合金热浸镀层。”
本发明的目的是提供热浸镀网纹钢板及其制造方法,所述热浸镀网纹钢板是施加了含有超过1.0%的Al的Zn-Al-Mg系合金热浸镀层的网纹钢板,其几乎没有镀不上,并且,在网纹钢板的凸部Zn基合金热浸镀层发生了损耗(腐蚀或磨损)时也显示优异的耐蚀性。再者,本发明的目的是提供满足对热浸镀网纹钢板所要求的一般的特性即镀层外观和加工性等,而且能够同时实现上述的镀不上的抑制和损耗后的耐蚀性的热浸镀网纹钢板及其制造方法。
本发明人认为,在对被预镀Ni了的网纹钢板尝试热浸镀含有超过1.0%的Al的Zn-Al-Mg系合金的情况下,虽然从防止镀不上的观点来看需要比较大的Ni附着量,但是从确保在网纹钢板的凸部处的耐蚀性的观点来看至少在凸部的Ni附着量需要抑制为一定值以下。
在对钢带进行预镀Ni的情况下,通常采用电镀。虽然利用无电解法能够使Ni在钢带上析出,但生产率差,而且Ni以外的元素大量地混入到析出被膜中,故不优选。在对一般的钢带进行电镀的情况下,通常以与作为阴极的钢带面对向的形式来配置阳极,并使钢带与阳极的极间距离尽可能小来进行电解,由此确保电流分布的均匀性并且抑制电力成本。
可是,在对网纹钢板进行电镀的情况下,由于网纹钢板的凸部与网纹钢板的平面部相比,与阳极的极间距离接近,因此,在网纹钢板的凸部,Ni附着量变大。即,在将网纹钢板在通常的电解槽中且在以往的条件下电镀来进行预镀Ni的情况下,在凸部处的Ni附着量变得非常大,其结果,担心在热浸镀网纹钢板的热浸镀层发生了损耗时在凸部发生显著的Galvanic腐蚀。
本发明人发现,关于含有超过1.0%的Al的Zn-Al-Mg系合金热浸镀层网纹钢板,通过弄清为了防止镀不上而必需的预镀Ni层的厚度的下限值、和为了确保在凸部处的耐蚀性而应该限制的Ni镀层的厚度的上限值,并且规定在凸部和平面部的Ni镀层的厚度比,能够解决上述课题。
本发明的要旨如下。
(1)本发明的一方式涉及的热浸镀网纹钢板,具有母材钢板、配置于母材钢板的表面的Ni镀层、和配置于Ni镀层的表面的热浸镀层,在板面具有凸部和平面部,凸部的Ni镀层的膜厚为每单面0.07~0.4μm,平面部的Ni镀层的膜厚为每单面0.05~0.35μm,凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比超过100%且在400%以下,热浸镀层的附着量为每单面60~400g/m2,热浸镀层的化学组成以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%,余量包含Zn以及杂质。
(2)在上述(1)所述的热浸镀网纹钢板中,凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比可以超过100%且在300%以下。
(3)在上述(1)或(2)所述的热浸镀网纹钢板中,凸部的Ni镀层的膜厚可以为每单面0.07~0.3μm。
(4)在上述(1)~(3)的任一项所述的热浸镀网纹钢板中,热浸镀层的化学组成以质量%计可以含有Al:4.0~25.0%、Mg:1.5~8.0%。
(5)在上述(1)~(4)的任一项所述的热浸镀网纹钢板中,热浸镀层的化学组成以质量%计可以含有Si:0.05~1.0%、Sn:0.1~3.0%、Ca:0.01~1.0%之中的至少一者。
(6)在上述(1)~(5)的任一项所述的热浸镀网纹钢板中,从厚度方向观看时,相对于板面,热浸镀层的被覆率以面积%计可以为99~100%。
(7)本发明的一方式涉及的热浸镀网纹钢板的制造方法,是制造上述(1)~(6)的任一项所述的网纹钢板的方法,具备:对钢板的轧制面赋予凸部和平面部的轧制工序;对经过了轧制工序的钢板实施预镀Ni的预镀工序;和对经过了预镀工序的钢板实施热浸镀的热浸镀工序,在预镀工序中,使钢板的轧制面和阳极面对向而配置,将轧制面的凸部与阳极的极间距离控制为40~100mm,以每单面的镀层附着量按平均计成为0.5~3g/m2的条件进行电镀Ni,在热浸镀工序中,将钢板加热,并将钢板浸渍于以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%、余量包含Zn以及杂质的热浸镀浴中,以每单面的镀层附着量按平均计成为60~400g/m2的条件进行连续热浸镀。
(8)在上述(7)所述的热浸镀网纹钢板的制造方法中,在预镀工序中,也可以将极间距离控制为45~100mm。
根据本发明的上述方式,由于热浸镀层含有超过1.0%的Al,因此能得到优异的耐蚀性,而且,由于Ni镀层的膜厚被控制,因此能够抑制镀不上的发生,并且也能够抑制在热浸镀层损耗从而Ni镀层露出来时的腐蚀。其结果,作为热浸镀网纹钢板,能够抑制地板、铺板、结构物等等的寿命周期成本(life cycle cost)。
附图说明
图1A是从厚度方向观看本发明的一实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的示意图。
图1B是采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看该实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的截面示意图,是图1A的G-G截面图。
图1C是采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看该实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的截面示意图,是图1A的F-F截面图。
图2是采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看该实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的情况下的截面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选的实施方式进行详细说明。但是,本发明并不被本实施方式中公开的构成限制,能够在不脱离本发明的宗旨的范围进行各种的变更。另外,关于下述的数值限定范围,下限值和上限值包含在该范围中。表示为“超过”或“小于”的数值,该值不包含于数值范围中。
本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板,具有母材钢板、配置于母材钢板的表面的Ni镀层、和配置于Ni镀层的表面的Zn基(Zn-Al-Mg系)合金热浸镀层,在板面具有凸部和平面部。另外,凸部的Ni镀层的膜厚为每单面0.07~0.4μm,平面部的Ni镀层的膜厚为每单面0.05~0.35μm,并且,凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比超过100%且在400%以下。另外,热浸镀层的附着量为每单面60~400g/m2,热浸镀层的化学组成以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%,余量包含Zn以及杂质。
再者,在热浸镀层的Ni镀层侧有时形成有基于熔液(Zn基合金热浸镀浴)与被预镀Ni了的钢板的反应而形成的薄的金属间化合物层,其组成根据Zn基合金热浸镀浴的组成而变化。在本实施方式中,所谓“Zn基合金热浸镀层”以包含该金属间化合物层在内的意思来使用。
首先,对本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的热浸镀层进行详细说明。
热浸镀层为Zn基合金,其化学组成以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、和Mg:0.05~10%。
Al(铝),在确保热浸镀层的耐蚀性上是重要的,另外,防止熔液的氧化、抑制Fe-Zn系的渣滓的发生。因此,热浸镀层的Al浓度设为超过1.0%。另一方面,若镀浴的Al浓度增加,则熔点上升,因此需要提高熔液的温度,另外,若Al浓度超过26%,则变得难以确保镀层的表面性状的美观,也容易招致加工性的降低。因此,热浸镀层的Al浓度设为26%以下。从耐蚀性的观点出发,热浸镀层的Al浓度优选设为4.0%以上。从加工性的观点出发,热浸镀层的Al浓度优选为25.0%以下,进一步优选为21.0%以下。
Mg(镁)在腐蚀环境中形成稳定的腐蚀生成物,从而形成针对腐蚀的阻隔层,使耐蚀性更优异。若Mg浓度小于0.05%,则缺乏该效果,因此热浸镀层中的Mg浓度设为0.05%以上。另一方面,随着熔液中的Mg浓度的增加,熔液的氧化被促进。因此,将热浸镀层中的Mg浓度设为10%以下。另外,若Mg的浓度超过10%,也包含氧化物系渣滓的发生量的增加的影响在内,变得难以确保镀层的表面性状的美观。Mg浓度的优选的下限为0.5%,更优选为1%,进一步优选为1.5%,特别优选为2.0%。Mg浓度的优选的上限为8.5%,更优选为8.0%,进一步优选为6.0%。
本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的热浸镀层,其化学组成含有上述的基本元素Al以及Mg,余量包含Zn以及杂质。例如,在热浸镀层中,Zn浓度以质量%计成为64~98.95%。在热浸镀层中,也可以作为选择元素以质量%计含有1.0%以下的Si、3.0%以下的Sn、1.0%以下的Ca,来代替作为上述余量的Zn的一部分。
Si(硅)抑制在与母材钢板的界面形成的界面合金相的生长,有助于加工性的提高,并且,抑制Mg的氧化,另外,通过与Mg形成Mg2Si也有助于耐蚀性的提高。因此,可以将热浸镀层的Si浓度设为0~1.0%。在想要理想地获得Si的上述效果的情况下,使其含有0.05%以上、优选0.1%以上的Si。另一方面,即使Si浓度超过1.0%,上述效果也饱和。Si浓度的优选的上限为0.6%。
Sn(锡)与Mg形成Mg2Sn,也有助于耐蚀性、特别是端面耐蚀性的提高。因此,可以将热浸镀层的Sn浓度设为0~3.0%。在想要理想地获得Sn的上述效果的情况下,使其含有0.1%以上、优选0.3%以上的Sn。另一方面,若Sn浓度超过3.0%,则容易招致耐蚀性的降低、特别是平面部的耐蚀性的降低。Sn浓度的优选的上限为2.4%。
Ca(钙)在防止镀浴面的氧化上具有效果。Zn-Al-Mg系合金的熔液,与不含Mg的情况相比,具有容易氧化的倾向。通过使其含有Ca,能够理想地抑制镀浴面的氧化。因此,可以将热浸镀层的Ca浓度设为0~1.0%。Ca浓度优选为0.01%以上,更优选为0.1%以上。另一方面,若Ca浓度超过1.0%,则招致Ca系的金属间化合物的析出的增加,有时使耐蚀性降低、特别是使平面部的耐蚀性降低。Ca浓度的优选的上限为0.7%。
关于热浸镀层的化学组成,上述的基本元素以及选择元素以外的余量包含Zn以及杂质。再者,所谓“杂质”是指从原料或制造环境等混入的成分。例如,在本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的热浸镀层中,Ni、Fe等从钢板表面向镀浴中溶解而成为Zn基合金的杂质。例如,热浸镀层有时含有源自预镀Ni层的Ni,也有时Ni浓度以质量%计成为0.01~0.3%。在本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的热浸镀层中,如果是在不损害目标特性的范围内,就容许含有杂质。
再者,在热浸镀层与Ni镀层的界面有时形成Ni-Al系的金属间化合物层。在本实施方式中,视为该金属间化合物层为热浸镀层的一部分。
另外,在本实施方式中,热浸镀层的平均附着量为每单面60g/m2以上。所谓平均附着量,意味着包括热浸镀网纹钢板的凸部和平面部在内的平均的附着量。即,意味着忽视了热浸镀网纹钢板的凸部的隆起的、每单位投影面积的附着量。若热浸镀层的平均附着量小于60g/m2,则耐蚀性变得不充分。热浸镀层的平均附着量的上限不一定要限定,但通过热浸镀层的过量的附着,镀层泪珠变得显著,损害外观,因此优选将热浸镀层的平均附着量设为每单面400g/m2以下。
另外,在本实施方式中,在从厚度方向观看热浸镀网纹钢板时,优选:相对于板面,热浸镀层的被覆率以面积%计为99~100%。能够判断为:如果热浸镀层的被覆率以面积%计为99%以上,则能够理想地抑制镀不上的发生。
接着,对本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的Ni镀层进行详细说明。
Ni镀层,是为了防止热浸镀工序中的镀不上而预先在母材钢板的表面形成的预镀Ni层在热浸镀后也在母材钢板与热浸镀层之间残存下来的层。
Ni镀层是例如在采用SEM(Scanning Electron Microscope)的反射电子像观察热浸镀网纹钢板的截面时,在母材钢板与热浸镀层之间所观察到的对比度为淡色的区域(较白地显示的范围)。在本实施方式中,有时在Ni镀层与母材钢板的界面形成的含有Ni的金属间化合物层、以及有时在Ni镀层与热浸镀层的界面形成的含有Ni的金属间化合物层不包含于Ni镀层中。
Ni镀层,其化学组成含有Ni,余量由杂质构成。例如,Ni镀层的Ni浓度优选以质量%计为50~100%。再者,所谓“杂质,”是指从原料或制造环境等混入的成分。例如,本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的Ni镀层,含有来自基底钢板的Fe的扩散等所致的杂质。
在本实施方式中,采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看时,热浸镀网纹钢板的凸部的Ni镀层的膜厚为每单面平均0.4μm以下是必要的。若该膜厚超过0.4μm,则在凸部处Zn基合金热浸镀层发生损耗从而Ni镀层露出来时的耐蚀性降低。该凸部的Ni镀层的膜厚优选为0.3μm以下。另一方面,凸部的Ni镀层的膜厚的下限设为每单面平均0.07μm以上。若该膜厚小于0.07μm,则在凸部发生镀不上。该凸部的Ni镀层的膜厚优选为0.1μm以上。
另外,在本实施方式中,在采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看时,热浸镀网纹钢板的平面部的Ni镀层的膜厚为每单面平均0.05μm以上是必要的。若该膜厚小于0.05μm,则发生在平面部处的镀不上。另一方面,平面部的Ni镀层的膜厚的上限设为每单面平均0.35μm以下。若该膜厚超过0.35μm,则在平面部的镀层密着性提高的效果饱和,不经济。
另外,在本实施方式中,在采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看时,凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比超过100%且在400%以下是必要的。
如上述那样,在以往的电镀的镀敷条件下,在网纹钢板的情况下,Ni不是在平面部而是在凸部优先地附着。例如,本发明人确认到:如果如以往那样使网纹钢板的凸部与阳极的极间距离小于40mm,则有时凸部的Ni镀层的膜厚相对于平面部的Ni镀层的膜厚之比达到2000%以上。
但是,如上述那样,本发明人发现:为了提高凸部处的损耗后的耐蚀性,需要不使凸部的Ni镀层的膜厚太厚,另一方面,为了抑制平面部处的镀不上,需要某种程度地确保平面部的Ni镀层的膜厚。即,在本实施方式中,使凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)比以往的热浸镀网纹钢板小。
若凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)超过400%,则难以理想地同时实现在平面部的镀不上的抑制和在凸部的损耗后的耐蚀性,因此在本实施方式中,将凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比设为400%以下。凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比优选为350%以下,进一步优选为300%以下,最优选为250%以下。
另一方面,起因于网纹钢板的形状,在电镀中实质上难以使凸部的Ni镀层的膜厚小于平面部的Ni镀层的膜厚、和使凸部和平面部的Ni镀层的膜厚相同。因此,在本实施方式中,将凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比设为超过100%。
再者,通过将凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比控制在上述范围,能获得同时实现在平面部的镀不上的抑制和在凸部的损耗后的耐蚀性这一效果,而且,由于能够使需要区域(平面部)的Ni附着量增加、使非需要区域(凸部)的Ni附着量减少,因此也能够实现有限资源Ni的有效利用。
接着,对本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板进行详细说明。
在本实施方式中,母材钢板(被镀的原板)为网纹钢板。网纹钢板通常通过热轧而被赋予凸部的形状。母材钢板的钢种并不特别限定,通常可使用与JIS G3101中所规定的一般结构用轧制钢材相当的钢种。网纹钢板的凸形状,例如可通过在热轧的终轧阶段将形成于工作辊的凹形状转印到钢板面来赋予。在本实施方式中,并不一定要限定花纹高度(凸部的高度)、花纹部分(凸部分)的占有率,但考虑到特别是作为地板的防滑的观点、使用性,将花纹高度设为0.5~3.5mm,将花纹部分的面积占有率设为15~60%。
图1A~图1C示出成为母材钢板的网纹钢板的形状。图1A是从厚度方向观看本发明的一实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的示意图。图1B是采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看该实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的截面示意图,是图1A的G-G截面图。图1C是采用厚度方向和切断方向平行的切断面观看该实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的母材钢板的情况下的截面示意图,是图1A的F-F截面图。这些图中的A、B、C、D、E、H分别表示如下。A:相对于轧制方向的凸部的排列角度。B:单个凸部的长度。C:单个凸部的最大宽度。D:单个凸部的最小宽度。E:凸部的排列间距。H:凸部的高度。
接着,关于本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板,说明观察方法以及测定方法。
关于热浸镀网纹钢板的凸部以及平面部,只要观察热浸镀网纹钢板的外观以及截面即可。例如,在从厚度方向观察热浸镀网纹钢板的外观时,为与图1A中所示的网纹钢板同等的外观的情况下,可判断为热浸镀网纹钢板存在凸部以及平面部。
更详细地讲,采用下述切断面观察热浸镀网纹钢板,来判断是否存在凸部以及平面部即可,所述切断面是与图1A的G-G截面对应的截面,即切断方向与厚度方向平行的切断面,并且,是包含凸部的中心点(重心)以及凸部的长轴的切断面。例如,针对在该截面呈现的热浸镀网纹钢板的轮廓曲线,以与热浸镀网纹钢板的平面部对应的区域为基准来决定基准线,求出该基准线与在轮廓曲线上最高的山的顶点之间的距离,如果该距离为0.5mm以上,则判断为轮廓曲线上的山是凸部即可。在从厚度方向观察钢板时,每100mm2存在1个以上的该凸部时,判断为该钢板是热浸镀网纹钢板即可。
热浸镀网纹钢板是否存在母材钢板、Ni镀层、热浸镀层,只要采用FE-SEM(FieldEmission Scanning Electron Microscope)或TEM(Transmission Electron Microscope)进行观察即可。例如,以使得切断方向与厚度方向平行的方式切出试样,并以各层处于观察视场中的倍率采用FE-SEM或TEM观察其切断面的截面结构即可。图2表示本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的截面结构的示意图。
例如,要鉴定截面结构中的各层的话,使用EDS(Energy DispersiveX-raySpectroscopy),将加速电压设为15kV、照射电流设为10nA、射束直径设为约100nm弱、测定间距设为0.025μm、物镜的光圈直径设为30μmΦ来以20000倍的倍率沿着厚度方向进行线分析,以Ni、Fe、Zn的合计作为100质量%,来进行各层的化学组成的定量分析即可。对于该线分析的结果,为了除去测定噪声,进行将前后5点的数据平均的移动平均处理后,将在扫描线上Ni浓度成为50质量%以上的区域判断为Ni镀层即可。另外,以在扫描线上鉴定出的上述的Ni镀层为基准,将表面侧的区域判断为热浸镀层,将内部侧的区域判断为母材钢板即可。热浸镀层为Zn基合金,母材钢板为Fe基合金。
关于凸部的Ni镀层的膜厚,采用与图1A的G-G截面对应的截面来鉴定凸部的Ni镀层,并测定其膜厚即可。例如,采用上述的截面,以包含在热浸镀网纹钢板的轮廓曲线上最高的山的顶点的方式沿着厚度方向进行线分析,在线分析的扫描线上鉴定Ni镀层,求出在扫描线上的Ni镀层的线段,采用该线段作为凸部的Ni镀层的膜厚即可。
平面部的Ni镀层的膜厚也与上述同样地测定即可。例如,采用与图1A的G-G截面对应的截面,在距离凸部的端部为2mm以上的位置的平坦部沿着厚度方向进行线分析,在线分析的扫描线上鉴定Ni镀层,求出在扫描线上的Ni镀层的线段,采用该线段作为平面部的Ni镀层的膜厚即可。
再者,关于凸部以及平面部的Ni镀层的膜厚,分别在至少3处以上来进行测定,采用其平均值即可。另外,在凸部以及平面部的Ni镀层的膜厚小于0.3μm时,优选不是采用SEM而是采用TEM来求出膜厚。
另外,基于在上述中求出的凸部以及平面部的Ni镀层的膜厚,来计算凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)即可。
热浸镀层的化学组成以及附着量,采用ICP(Inductive Coupled Plasma:感应耦合等离子体)发射光谱分析法来进行测定即可。例如,从热浸镀网纹钢板的任意的部位制取30mm×30mm的大小的试样,使用添加了缓蚀剂(例如,朝日化学工业制的イビット,型号:イビット710-K,浓度:300ppm,再者,ppm为mg/kg)的10%盐酸,从该试样仅酸洗剥离镀层,进行ICP定量分析来求出各元素的浓度,由各元素的浓度求出热浸镀层的化学组成以及附着量即可。再者,对从至少3处以上制取的试样实施上述的测定,采用其平均值即可。
关于热浸镀层的相对于板面的被覆率,从厚度方向观察热浸镀网纹钢板来求出即可。例如,从热浸镀网纹钢板的任意的部位制取100mm×100mm的试样,从厚度方向观察该试样,求出试样面积中的镀不上区域的面积率即可。面积率使用图像解析软件(例如,三谷商事制的WinROOF)来求出即可。更详细地讲,将上述的100mm×100mm的试样分割成能够采用EDS或EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)测定的大小,使用EDS或EPMA对分割出的各试样进行面分析,求出Fe分布地图(map),从这些Fe分布地图求出试样面积中的镀不上区域(Fe浓度成为20质量%以上的区域)的面积率即可。基于该镀不上区域的面积率来求出热浸镀层的被覆率即可。
接着,对本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的制造方法进行详细说明。
本实施方式涉及的热浸镀网纹钢板的制造方法,具备:对钢板的轧制面赋予凸部和平面部的轧制工序;对经过了轧制工序的钢板实施预镀Ni的预镀工序;和对经过了预镀工序的钢板实施热浸镀的热浸镀工序。在预镀工序中,使钢板的轧制面和阳极面对向而配置,将轧制面的凸部与阳极的极间距离控制为40~100mm,以每单面的镀层附着量按平均计成为0.5~3g/m2的条件进行电镀Ni。另外,在热浸镀工序中,将钢板加热,并将钢板浸渍于以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%、余量包含Zn以及杂质的热浸镀浴中,以每单面的镀层附着量按平均计成为60~400g/m2的条件进行连续热浸镀。
在轧制工序中,对钢板的轧制面赋予凸部和平面部。轧制条件不特别限制,但通过在热轧的终轧阶段将形成于工作辊的凹形状转印到钢板面来对钢板的轧制面赋予凸部和平面部即可。通过热轧而被赋予形状的网纹钢板,进行酸洗等的前处理来除去氧化皮等。也可以根据需要来对钢板表面进行刷磨等。
在预镀工序中,对进行了前处理的网纹钢板实施预镀Ni。从生产率的观点和抑制杂质元素的混入的观点出发,预镀Ni希望使用电镀。电镀可例示使用瓦特浴、氨基磺酸浴等的方法。
如果是使用瓦特浴的方法,则优选的Ni镀浴组成是:NiSO4·6H 2O:250~350g/L、Na2SO4:50~150g/L、H3BO3:30~50g/L、pH:2~3.5,优选的浴温为50~70℃,优选的阴极电流密度为5~30A/dm2。具体而言,可列举例如NiSO4·6H2O:340g/L、Na2SO4:100g/L、H3BO3:45g/L、pH:2.5、温度:60℃、阴极电流密度:20A/dm2
在本实施方式中,为了防止热浸镀工序中的镀不上的发生,与以往的方法相比,使预镀Ni中的Ni附着量增加。但是,避免在凸部的过量的Ni析出,以使得即使热浸镀层发生损耗从而在凸部Ni镀层露出来也能抑制钢板的腐蚀。
在电镀槽(电解槽)中,通常将钢带作为阴极,以与钢板面对向的形式配置阳极。钢带面和阳极平行,近似于平行平板电极系。若在这样的电解槽中对网纹钢板进行电镀,则由于网纹钢板的凸部与阳极的极间距离接近,因此在凸部容易产生电流集中。在本实施方式中,为了抑制向网纹钢板的凸部的电流集中,加大极间距离(钢带面的凸部与阳极的距离)。在以往的条件下,为了确保电流分布的均匀性且抑制电力成本,将极间距离设定为小于40mm,但是,在本实施方式中,将极间距离设为40~100mm。若极间距离小于40mm,则在凸部产生电流集中,难以将凸部的Ni镀层的厚度控制在规定范围。另一方面,若极间距离超过100mm,则会招致基于液电阻的电力损失的增加。极间距离的下限优选为45mm,进一步优选为50mm。极间距离的上限优选为90mm,进一步优选为85mm。
例如,在如以往那样将极间距离设定为小于40mm来制造的热浸镀网纹钢板中,有凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)达到2000%以上的情况。与此相对,在将极间距离设定为40mm以上来制造的热浸镀网纹钢板中,容易将凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比控制在400%以下。另外,如果将极间距离设定为45mm以上,则在制成热浸镀网纹钢板时,容易将凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比控制在300%以下。
在预镀工序中,将预镀Ni层的每单面的平均附着量设为0.5~3g/m2。若平均附着量小于0.5g/m2,则热浸镀后的网纹钢板的平面部的Ni镀层的膜厚小于0.05μm,容易发生镀不上。若平均附着量超过3g/m2,则在热浸镀后残存于凸部的Ni镀层过剩,难以使凸部的Ni镀层的厚度在0.4μm以下。
预镀Ni层的Ni附着量,在进行Zn基合金热浸镀前基于以下的步骤a~步骤e来测定即可。
步骤a:将进行了预镀Ni的钢板用30质量%硝酸进行溶解(溶解液A)。
步骤b:从在步骤a中使用的试样的附近制取试样,采用磨削等来除去预镀Ni层后,用30质量%硝酸进行溶解(溶解液B)。
步骤c:通过ICP求出溶解于溶解液B中的Fe量和Ni量,求出Fe量与Ni量的比率。
步骤d:通过ICP求出溶解于溶解液A中的Fe量,并由在步骤c中算出的比率来求出从母材钢板溶解了的Ni量。
步骤e:通过ICP求出溶解于溶解液A中的Ni量,减去在步骤d中算出的来自母材钢板的Ni量,从而算出来自预镀Ni层的Ni量。将来自预镀Ni层的Ni量换算成每单位面积的附着量。
再者,虽然也取决于电解槽的设计,但是,在钢带的连续电镀设备中,有时在钢板的宽度方向端部发生由电流集中引起的边缘超镀(edge over coat)。因此,在推算上述的平均附着量的情况下,也可以从测定对象将钢带的宽度方向端部(例如,从两端起50mm的区域)除外。
在热浸镀工序中,将被预镀Ni了的网纹钢板(钢带)在非氧化性气氛下进行预热后,使其在热浸镀槽中连续地通过(连续地浸渍于热浸镀浴中)。所谓非氧化性气氛,是例如氮气与氢气的混合气体等。预热温度优选为[镀浴的温度+10℃]~[镀浴的温度+50℃]的范围。若预热温度低,则容易多发镀不上。在预热的时候,优选进行急速加热以使得钢板在350℃以上的时间为40秒以下。通过缩短钢板在350℃以上的时间,能够抑制Ni向母材钢板中扩散,因此能够充分确保用于防止镀不上的Ni预镀量。
在非氧化性气氛中被预热了的网纹钢板,在含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、并根据需要来含有Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%的熔融锌基合金的镀浴中通过(浸渍于热浸镀浴中)。镀浴的温度优选为[Zn基合金熔液的熔点+20℃]~[Zn基合金熔液的熔点+50℃]的范围。网纹钢板在镀浴中优选浸渍1~6秒后,被擦拭,根据需要采用汽水喷雾等来冷却。
在热浸镀工序中,将热浸镀层的每单面的平均附着量设为60~400g/m2。若平均附着量小于60g/m2,则有时耐蚀性变得不充分。若平均附着量超过400g/m2,则因热浸镀层的过量的附着,镀层泪珠变得显著,有时损害外观。
热浸镀浴的化学组成、以及热浸镀层的附着量,与上述同样地采用ICP发射光谱分析法来测定即可。再者,热浸镀浴的化学组成,也可以不是基于从热浸镀网纹钢板制取的试样而是基于从热浸镀浴采取的试样来进行ICP测定。
实施例1
接着,通过实施例来更具体地详细说明本发明的一方式的效果,但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性以及效果而采用的一条件例,本发明并不被该一条件例限定。在不脱离本发明的要旨且达到本发明的目的的限度下,本发明是能够采用各种的条件的。
作为待镀原板,使用了2.3mm厚度的热轧网纹钢板。
该网纹钢板(母材钢板)的形状与图1A~图1C同等。在图中,A、B、C、D、E、H分别表示如下。
A:相对于轧制方向的凸部的排列角度。
B:单个凸部的长度。
C:单个凸部的最大宽度。
D:单个凸部的最小宽度。
E:凸部的排列间距。
H:凸部的高度。
该网纹钢板为热轧Al镇静钢,角度A=45°、宽度C=5.1mm、长度B=25.3mm、高度H=1.5mm、间距E=28.6mm。将这样地凸部规则地排列的网纹钢板酸洗,在各种的极间距离下进行预镀Ni,使Ni的平均附着量变化。表1和表2示出预镀Ni的条件。电解效率为约80%。得到的网纹钢板具有如图2所示的截面结构。
表1
Figure BDA0002409336720000191
对被预镀Ni了的钢板,使用表2所示的Zn基合金热浸镀浴,来进行了Zn基合金热浸镀。在表2中同时记载了Zn基合金热浸镀浴的温度。在进行Zn基合金热浸镀的时候,将钢板在非氧化性气氛(N2-2%H2)中以升温速度10℃/秒加热到Zn基合金镀浴温度+30℃,在上述气氛中冷却到镀浴温度+10℃后,将钢板浸渍于镀浴中。浸渍时间设为3秒,利用热浸镀装置出侧的热浸镀层附着量调整装置来调整了热浸镀层附着量。
Figure BDA0002409336720000201
关于得到的热浸镀网纹钢板,基于上述的观察和测定的方法确认出在截面结构中存在母材钢板、Ni镀层、热浸镀层,并确认出在板面具有凸部和平面部。另外,测定了凸部的Ni镀层的膜厚、平面部的Ni镀层的膜厚、凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)、热浸镀层的附着量、热浸镀层的化学组成、热浸镀层的被覆率、预镀Ni层的Ni附着量、热浸镀浴的化学组成等。
另外,基于以下的方法来评价了所得到的热浸镀网纹钢板。
磨损后的腐蚀试验
在100mm×50mm的试样之上放置贴有5mm的厚度的苯乙烯丁二烯橡胶的钢板,在其上载置に1kg的砝码,在横向上给予往复振动(行程:30mm;往复次数1000次)来使镀层磨损。将进行了磨损的钢板在暴露架台上相对于地面以45°的倾角向南地暴露,在遭受雨的环境中持续进行1个月的以1次/星期的频度散布每1次20ml的5%NaCl水溶液的试验。在持续1个月后,评价凸部附近的红锈发生面积率。红锈发生面积率的评价,使用三谷商事制的WinROOF(图像解析软件),测定红锈发生部的面积,计算面积率。红锈发生部,通过采用色抽取来抽取红锈的色从而测定面积率。在红锈发生面积率为5%以上的情况下,判定为磨损后的耐蚀性不良。在表中,将红锈发生面积率小于5%的情形用“Good”表示,将红锈发生面积率为5%以上的情形用“Bad”表示。
镀层外观
准备100mm见方的试样,从厚度方向观察镀层表面,使用三谷商事制的WinROOF(图像解析软件)测定了由于渣滓而导致镀层外观劣化了的区域的面积率(称为“渣滓面积率”)。在渣滓面积率为20%以上的情况下,判定为镀层外观不良。在表中,将渣滓面积率小于20%的情形用“Good”表示,将渣滓面积率为20%以上的情形用“Bad”表示。
加工性
将试样V形弯曲成90°之后,在弯曲加工部的外侧贴上日东电工制的聚酯胶带,剥离胶带后,确认在胶带上是否附着了来自镀层的剥离物。在胶带上附着有来自镀层的剥离物的情况下,判定为加工性不良。在表中,将无剥离物的情况用“Good”表示,将有剥离物的情况用“Bad”表示。
表3示出制造的热浸镀网纹钢板的制造结果以及评价结果。再者,表3中所示的“Ni镀层的膜厚比,”意指凸部相对于平面部的Ni镀层的膜厚比(凸部的膜厚÷平面部的膜厚×100)。
Figure BDA0002409336720000231
比较例1,由于实施预镀Ni时的电极间的距离不适当,因此凸部的Ni镀层的膜厚超过0.4μm,平面部的Ni镀层的膜厚不到0.05μm。其结果,发生由镀不上引起的镀层不良,在磨损后的腐蚀试验中不能够得到充分的耐蚀性。
比较例2,由于预镀Ni层的附着量少,因此网纹钢板的平面部的Ni镀层的膜厚不足。其结果,发生由镀不上引起的镀层不良,不能够得到充分的耐蚀性。
比较例3,由于预镀Ni层的附着量多,因此凸部的Ni镀层的膜厚超过0.4μm。其结果,在磨损后的腐蚀试验中,不能够得到充分的耐蚀性。
比较例4,由于Zn基合金热浸镀层的Al量少,因此不能够得到充分的耐蚀性,另外,镀层外观也不良。
比较例5,由于Zn基合金热浸镀层的Al量多,因此镀层外观变得不良,加工性也不充分,成为在工业上不理想的热浸镀网纹钢板。
比较例6,由于Zn基合金热浸镀层的Mg量少,因此不能够得到充分的耐蚀性。
比较例7,由于Zn基合金热浸镀层的Mg量多,因此镀层外观不良,成为在工业上不理想的热浸镀网纹钢板。
比较例8,由于Zn基合金热浸镀层的附着量少,因此不能够得到充分的耐蚀性。
与此相对,实施例1~10,抑制了镀不上的发生,并且在磨损后也具有充分的耐蚀性。而且,镀层外观以及加工性也得到满足。
产业上的可利用性
根据本发明的上述方式,能够提供能抑制镀不上的发生、且在热浸镀层发生损耗从而Ni镀层露出来时的腐蚀也被抑制了的热浸镀网纹钢板以及其制造方法。因此,产业上的可利用性高。
附图标记说明
1…凸部;
2…平面部;
3…Zn基合金热浸镀层;
4…Ni镀层;
5…母材钢板。

Claims (8)

1.一种热浸镀网纹钢板,其特征在于,具有母材钢板、配置于所述母材钢板的表面的Ni镀层、和配置于所述Ni镀层的表面的热浸镀层,在板面具有凸部和平面部,
所述凸部的所述Ni镀层的膜厚为每单面0.07~0.4μm,
所述平面部的所述Ni镀层的膜厚为每单面0.05~0.35μm,
所述凸部的所述Ni镀层的所述膜厚相对于所述平面部的所述Ni镀层的所述膜厚之比超过100%且在400%以下,
所述热浸镀层的附着量为每单面60~400g/m2
所述热浸镀层的化学组成以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%,余量包含Zn以及杂质。
2.根据权利要求1所述的热浸镀网纹钢板,其特征在于,所述凸部的所述Ni镀层的所述膜厚相对于所述平面部的所述Ni镀层的所述膜厚之比超过100%且在300%以下。
3.根据权利要求1或2所述的热浸镀网纹钢板,其特征在于,所述凸部的所述Ni镀层的所述膜厚为每单面0.07~0.3μm。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的热浸镀网纹钢板,其特征在于,所述热浸镀层的所述化学组成以质量%计含有Al:4.0~25.0%、Mg:1.5~8.0%。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的热浸镀网纹钢板,其特征在于,所述热浸镀层的所述化学组成以质量%计含有Si:0.05~1.0%、Sn:0.1~3.0%、Ca:0.01~1.0%之中的至少一者。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的热浸镀网纹钢板,其特征在于,从厚度方向观看时,相对于板面,所述热浸镀层的被覆率以面积%计为99~100%。
7.一种热浸镀网纹钢板的制造方法,是制造权利要求1~6的任一项所述的网纹钢板的方法,其特征在于,具备:
对钢板的轧制面赋予凸部和平面部的轧制工序;
对经过了所述轧制工序的钢板实施预镀Ni的预镀工序;和
对经过了所述预镀工序的钢板实施热浸镀的热浸镀工序,
在所述预镀工序中,使钢板的轧制面和阳极面对向而配置,将所述轧制面的凸部与阳极的极间距离控制为40~100mm,以每单面的镀层附着量按平均计成为0.5~3g/m2的条件进行电镀Ni,
在所述热浸镀工序中,将钢板加热,并将钢板浸渍于以质量%计含有Al:超过1.0%且在26%以下、Mg:0.05~10%、Si:0~1.0%、Sn:0~3.0%、Ca:0~1.0%、余量包含Zn以及杂质的热浸镀浴中,以每单面的镀层附着量按平均计成为60~400g/m2的条件进行连续热浸镀。
8.根据权利要求7所述的热浸镀网纹钢板的制造方法,其特征在于,在所述预镀工序中,将所述极间距离控制为45~100mm。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7315826B2 (ja) * 2019-06-27 2023-07-27 日本製鉄株式会社 めっき鋼材、およびめっき鋼材の製造方法
CN114807739A (zh) * 2021-01-28 2022-07-29 宝山钢铁股份有限公司 一种镀铝钢板、热成形部件及制造方法
US20240183018A1 (en) 2021-04-06 2024-06-06 Nippon Steel Corporation Zn-al-mg plated checkered steel plate
TWI836516B (zh) * 2022-07-18 2024-03-21 日商日本製鐵股份有限公司 Zn-Al-Mg系鍍敷網紋鋼板

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627645Y2 (ja) * 1989-11-30 1994-07-27 新日本製鐵株式会社 熱延コイルを出発素材とする溶融亜鉛めっきライン
JP2776701B2 (ja) * 1992-09-02 1998-07-16 新日本製鐵株式会社 加工性、耐蝕性に優れた縞鋼板
JP2825724B2 (ja) 1993-02-23 1998-11-18 新日本製鐵株式会社 加工性、耐蝕性に優れた縞鋼板
JPH11279732A (ja) * 1998-03-30 1999-10-12 Nisshin Steel Co Ltd 耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板
JP2000064012A (ja) * 1998-08-13 2000-02-29 Nippon Steel Corp 意匠性に優れた溶融Zn−Mg−Alめっき鋼板
DE60144062D1 (de) * 2000-12-29 2011-03-31 Nippon Steel Corp Hochfeste, mit schmelzflüssigem zink verzinkte stahlplatte, die eine hervorragende auftragsadhäsion aufweist und zum pressformen geeignet ist, und verfahren zu ihrer herstellung
JP2005082834A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nippon Steel Corp 高耐食性溶融めっき鋼板及びその製造方法
JP4473587B2 (ja) * 2004-01-14 2010-06-02 新日本製鐵株式会社 めっき密着性および穴拡げ性に優れた溶融亜鉛めっき高強度鋼板とその製造方法
WO2006112515A1 (ja) * 2005-04-20 2006-10-26 Nippon Steel Corporation 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法
JP5119465B2 (ja) * 2006-07-19 2013-01-16 新日鐵住金株式会社 アモルファス形成能が高い合金及びこれを用いた合金めっき金属材
JP4987510B2 (ja) * 2007-03-01 2012-07-25 新日本製鐵株式会社 塗装鮮映性とプレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法
US9109275B2 (en) * 2009-08-31 2015-08-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High-strength galvanized steel sheet and method of manufacturing the same
EP2495347B1 (en) * 2009-10-26 2018-10-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Alloyed hot-dip galvanized steel sheet and manufacturing method therefor
CN103476961B (zh) * 2011-07-20 2016-04-06 新日铁住金株式会社
KR101359107B1 (ko) * 2011-12-08 2014-02-06 주식회사 포스코 도금성 및 도금밀착성이 우수한 용융아연도금강판 및 그 제조방법

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