JP2000265255A - 耐熱性を改善した溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造法 - Google Patents
耐熱性を改善した溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 350℃の高温で使用できる5質量％Alレベルの
溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板表面に、Al：3.0〜7.0質量％，Si：
0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％で、残部Znから
構成される合金めっき層が形成しており、その合金めっ
き層と鋼板素地の間にSiの濃化したFe−Al−Si系合金層
が形成している高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
特に、大気中350℃×100時間の加熱を行ったとき、めっ
き層の合金化が進行しない上記めっき鋼板。溶融めっき
を行うに際し、溶融Zn−Al系合金めっき浴の浴温を「め
っき浴の融点＋40℃」以上の温度に保ち、かつめっき浴
に浸漬直前のめっき原板の板温を浴温以上の温度にコン
トロールする、上記めっき鋼板の製造法。
溶融Zn−Al系合金めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板表面に、Al：3.0〜7.0質量％，Si：
0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％で、残部Znから
構成される合金めっき層が形成しており、その合金めっ
き層と鋼板素地の間にSiの濃化したFe−Al−Si系合金層
が形成している高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
特に、大気中350℃×100時間の加熱を行ったとき、めっ
き層の合金化が進行しない上記めっき鋼板。溶融めっき
を行うに際し、溶融Zn−Al系合金めっき浴の浴温を「め
っき浴の融点＋40℃」以上の温度に保ち、かつめっき浴
に浸漬直前のめっき原板の板温を浴温以上の温度にコン
トロールする、上記めっき鋼板の製造法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Al含有量レベルが
概ね5質量％の溶融Zn−Al系合金めっきを施した鋼板で
あって、特に耐熱性を改善した溶融Zn−Al系合金めっき
鋼板、およびその製造法に関するものである。
概ね5質量％の溶融Zn−Al系合金めっきを施した鋼板で
あって、特に耐熱性を改善した溶融Zn−Al系合金めっき
鋼板、およびその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Al含有量が5質量％程度の溶融Zn−Al系
合金めっきを施した鋼板は、通常の溶融Znめっき鋼板に
比べめっき面の耐食性に優れ、また、切断端面や疵つき
部等の鋼素地露出部においてもZnの犠牲防食作用による
耐赤錆発生能を呈することから、近年、家電製品や自動
車排気系部材などを中心にその需要が増加している。し
かし、この種の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、300℃
程度の高温に曝される部材に使用した場合、めっき層と
鋼板素地の間に生成しているFe−Al系合金層がさらに成
長を始めたり、あるいは新たな箇所から合金層が生成す
るといった、「合金化」の進行が生じるという欠点があ
る。合金化の進行が生じると、めっき鋼板表面が灰黒化
して意匠性を損なうだけでなく、耐食性も劣化するの
で、好ましくない。このため、オーブントースター反射
板やガステーブル天板等の耐熱用途には十分対応するこ
とができない。
合金めっきを施した鋼板は、通常の溶融Znめっき鋼板に
比べめっき面の耐食性に優れ、また、切断端面や疵つき
部等の鋼素地露出部においてもZnの犠牲防食作用による
耐赤錆発生能を呈することから、近年、家電製品や自動
車排気系部材などを中心にその需要が増加している。し
かし、この種の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、300℃
程度の高温に曝される部材に使用した場合、めっき層と
鋼板素地の間に生成しているFe−Al系合金層がさらに成
長を始めたり、あるいは新たな箇所から合金層が生成す
るといった、「合金化」の進行が生じるという欠点があ
る。合金化の進行が生じると、めっき鋼板表面が灰黒化
して意匠性を損なうだけでなく、耐食性も劣化するの
で、好ましくない。このため、オーブントースター反射
板やガステーブル天板等の耐熱用途には十分対応するこ
とができない。
【０００３】一方、耐熱性に優れた溶融Zn−Al系合金め
っき鋼板として、Zn−55％Al−1.5％Si合金めっき鋼板
が知られており、一部の用途で実用化されている。しか
しこの鋼板は、めっき層中のAl濃度が高いことから、切
断端面や疵つき部等におけるZnの犠牲防食作用が小さ
く、このような鋼素地露出部からの赤錆発生を十分に抑
制することができない。また製造面でも、めっき浴中の
Al濃度が高いため、通常のZnめっきと比べ浴温をかなり
高める必要がある。このため、連続めっきラインで製造
する際にはめっき釜やめっき浴中機器の寿命が短くな
り、ランニングコストが高くなる。
っき鋼板として、Zn−55％Al−1.5％Si合金めっき鋼板
が知られており、一部の用途で実用化されている。しか
しこの鋼板は、めっき層中のAl濃度が高いことから、切
断端面や疵つき部等におけるZnの犠牲防食作用が小さ
く、このような鋼素地露出部からの赤錆発生を十分に抑
制することができない。また製造面でも、めっき浴中の
Al濃度が高いため、通常のZnめっきと比べ浴温をかなり
高める必要がある。このため、連続めっきラインで製造
する際にはめっき釜やめっき浴中機器の寿命が短くな
り、ランニングコストが高くなる。
【０００４】この他、例えば特開昭50−104731号公報に
は加工性，耐食性向上を目的としたZn−Al合金めっき鉄
鋼製品が開示されており、また特開昭63−223765号公報
にはめっき表面のスパングル模様の発生を抑制し、表面
平滑性の向上を目的とした高耐食性溶融Zn−Al合金めっ
き鋼板が示されている。しかし、めっき面および鋼素地
露出部のいずれにおいても高い耐食性を示し、かつ耐熱
性にも優れる安価な溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、未
だ出現していない。
は加工性，耐食性向上を目的としたZn−Al合金めっき鉄
鋼製品が開示されており、また特開昭63−223765号公報
にはめっき表面のスパングル模様の発生を抑制し、表面
平滑性の向上を目的とした高耐食性溶融Zn−Al合金めっ
き鋼板が示されている。しかし、めっき面および鋼素地
露出部のいずれにおいても高い耐食性を示し、かつ耐熱
性にも優れる安価な溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、未
だ出現していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
現状に鑑み、Znの犠牲防食作用が十分に働き、かつ製造
コストも比較的安価な5質量％レベルのAlをめっき層中
に含有した溶融Zn−Al系合金めっき鋼板において、350
℃程度の高温環境で使用しても合金化の進行が生じない
という、高い耐熱性を具備したものを提供することを目
的とする。
現状に鑑み、Znの犠牲防食作用が十分に働き、かつ製造
コストも比較的安価な5質量％レベルのAlをめっき層中
に含有した溶融Zn−Al系合金めっき鋼板において、350
℃程度の高温環境で使用しても合金化の進行が生じない
という、高い耐熱性を具備したものを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、鋼板表面に、Al：3.0〜7.0質量
％，Si：0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％で、残
部Znから構成される合金めっき層が形成しており、その
合金めっき層と鋼板素地の間にSiの濃化したFe−Al−Si
系合金層が形成している高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっ
き鋼板である。
に、請求項１の発明は、鋼板表面に、Al：3.0〜7.0質量
％，Si：0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％で、残
部Znから構成される合金めっき層が形成しており、その
合金めっき層と鋼板素地の間にSiの濃化したFe−Al−Si
系合金層が形成している高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっ
き鋼板である。
【０００７】ここで、合金めっき層の化学組成は、合金
めっき層をHCl等の溶液中で溶解し、その溶液をICP発光
分光分析法で分析することによって特定することができ
る。Siの濃化したFe−Al−Si系合金層とは、当該合金層
中のSi濃度が、その上に形成している合金めっき層中の
Si濃度より高くなっていることを意味する。
めっき層をHCl等の溶液中で溶解し、その溶液をICP発光
分光分析法で分析することによって特定することができ
る。Siの濃化したFe−Al−Si系合金層とは、当該合金層
中のSi濃度が、その上に形成している合金めっき層中の
Si濃度より高くなっていることを意味する。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の鋼板におい
て、特に、大気中350℃×100時間の加熱を行ったとき、
めっき層の合金化が進行しないものである点を規定した
ものである。
て、特に、大気中350℃×100時間の加熱を行ったとき、
めっき層の合金化が進行しないものである点を規定した
ものである。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の鋼
板の製造法であって、溶融めっきを行うに際し、溶融Zn
−Al系合金めっき浴の浴温を「めっき浴の融点＋40℃」
以上の温度に保ち、かつめっき浴に浸漬直前のめっき原
板の板温を浴温以上の温度にコントロールする点に特徴
を有する製造法である。
板の製造法であって、溶融めっきを行うに際し、溶融Zn
−Al系合金めっき浴の浴温を「めっき浴の融点＋40℃」
以上の温度に保ち、かつめっき浴に浸漬直前のめっき原
板の板温を浴温以上の温度にコントロールする点に特徴
を有する製造法である。
【００１０】請求項４の発明は、請求項３の製造法にお
いて、めっき浴組成を、Al：3.0〜7.0質量％，Si：0.05
〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％，残部Znおよび不可
避的不純物にコントロールする点を規定したものであ
る。ここで、不可避的不純物には、めっき原板等から混
入するFeを含む。
いて、めっき浴組成を、Al：3.0〜7.0質量％，Si：0.05
〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％，残部Znおよび不可
避的不純物にコントロールする点を規定したものであ
る。ここで、不可避的不純物には、めっき原板等から混
入するFeを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】発明者らは、めっき層中にAlを5
質量％程度含有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板におい
て、溶融めっき時に生成する合金層（主としてFeとAlか
らなる）にSiを濃化させることが、350℃程度の温度で
使用したときの合金化の進行を抑えるうえで非常に有効
であることを知見し、本発明を完成するに至った。
質量％程度含有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板におい
て、溶融めっき時に生成する合金層（主としてFeとAlか
らなる）にSiを濃化させることが、350℃程度の温度で
使用したときの合金化の進行を抑えるうえで非常に有効
であることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１２】図１は、極低炭素Ti添加鋼をめっき原板に
用い、Zn−4.0質量％Al−0.5質量％MgをベースとしてSi
を種々添加した溶融めっきを施し、得られためっき鋼板
について300〜375℃の大気中で100時間加熱した場合の
「合金化」の進行程度を調査した結果を示したものであ
る。合金化の進行程度の評価は、めっき鋼板断面の金属
組織をSEMにより観察し、加熱前（めっきのまま）と加
熱後で合金層にどの程度の量的変化が生じたかを判定
し、次の４段階に分類して表した。 評点１：表層まで全面合金化した， 評点２：表層まで一部合金化した， 評点３：合金化が生じたが表層までは達していない， 評点４：合金化の進行は認められない。 図１中の縦軸にはこの評点を示してあり、評点４の場合
に耐熱性は良好と判断される。なお、図１中に記載した
Si量は、合金めっき層をHCl水溶液中で溶解し、その溶
液をICP発光分光分析法で分析することによって特定し
たものである。
用い、Zn−4.0質量％Al−0.5質量％MgをベースとしてSi
を種々添加した溶融めっきを施し、得られためっき鋼板
について300〜375℃の大気中で100時間加熱した場合の
「合金化」の進行程度を調査した結果を示したものであ
る。合金化の進行程度の評価は、めっき鋼板断面の金属
組織をSEMにより観察し、加熱前（めっきのまま）と加
熱後で合金層にどの程度の量的変化が生じたかを判定
し、次の４段階に分類して表した。 評点１：表層まで全面合金化した， 評点２：表層まで一部合金化した， 評点３：合金化が生じたが表層までは達していない， 評点４：合金化の進行は認められない。 図１中の縦軸にはこの評点を示してあり、評点４の場合
に耐熱性は良好と判断される。なお、図１中に記載した
Si量は、合金めっき層をHCl水溶液中で溶解し、その溶
液をICP発光分光分析法で分析することによって特定し
たものである。
【００１３】図１からわかるように、溶融Zn−Al系合金
めっき層中のSi含有量が高くなるにしたがって高温加熱
時の合金化が抑制され、Si含有量を0.05質量％以上とし
たとき、350℃においても合金化が進行せず、この温度
での長期使用が可能となる。
めっき層中のSi含有量が高くなるにしたがって高温加熱
時の合金化が抑制され、Si含有量を0.05質量％以上とし
たとき、350℃においても合金化が進行せず、この温度
での長期使用が可能となる。
【００１４】図２に、図１に示した0.05質量％のSiをめ
っき層中に含有するめっき鋼板（めっき後の状態）の表
面についてGDS分析を行った結果を示す。図２中、横軸
は表面からのエッチング時間（すなわち分析経過時間）
であり、表面からの深さに概ね対応している。図２か
ら、Feの検出強度が上がり始めたあたり、すなわち試料
の分析領域（エッチング領域）におけるエッチング深さ
最深部が合金層に到達したと考えられるあたりから、Si
の検出強度が高くなることがわかる。このことは、合金
層中にSiが濃化していることを意味している。なお、こ
の合金層はFe−Al−Si系の組成であり、合金層中にZnは
ほとんど含まれていないことが別途調査によりわかって
いる。図２中、Feの検出強度が上がり始めてからも、依
然としてZnが検出されているが、これは、試料の分析領
域中の周縁部に近い部分のエッチング深さが未だ合金層
に到達しておらず、上層の合金めっき層からのZn原子を
拾っている結果だと思われる。
っき層中に含有するめっき鋼板（めっき後の状態）の表
面についてGDS分析を行った結果を示す。図２中、横軸
は表面からのエッチング時間（すなわち分析経過時間）
であり、表面からの深さに概ね対応している。図２か
ら、Feの検出強度が上がり始めたあたり、すなわち試料
の分析領域（エッチング領域）におけるエッチング深さ
最深部が合金層に到達したと考えられるあたりから、Si
の検出強度が高くなることがわかる。このことは、合金
層中にSiが濃化していることを意味している。なお、こ
の合金層はFe−Al−Si系の組成であり、合金層中にZnは
ほとんど含まれていないことが別途調査によりわかって
いる。図２中、Feの検出強度が上がり始めてからも、依
然としてZnが検出されているが、これは、試料の分析領
域中の周縁部に近い部分のエッチング深さが未だ合金層
に到達しておらず、上層の合金めっき層からのZn原子を
拾っている結果だと思われる。
【００１５】比較のため、図３には、図１に示したSi無
添加のめっき層を有するめっき鋼板（めっき後の状態）
の表面について、図２と同様にGDS分析を行った結果を
示しておく。
添加のめっき層を有するめっき鋼板（めっき後の状態）
の表面について、図２と同様にGDS分析を行った結果を
示しておく。
【００１６】発明者らの詳細な検討の結果、合金めっき
層中のSi含有量が0.05質量％以上となるようにめっき浴
組成を調整し、かつ適正な条件でめっきを施すことによ
って、Siの濃化したFe−Al−Si系合金層をほぼ均一に形
成することができ、そのようなめっき鋼板は、350℃程
度の高温に曝して使用してもめっき層の合金化が進行し
ないものであることが明らかになった。めっき層中への
Si添加が加熱時の合金化を顕著に抑制するメカニズムに
ついて現時点では不明な点が多いが、次のようなことが
考えられる。すなわち、めっき浴中に適量のSiを含有さ
せると、溶融めっきに際し、めっき金属が凝固し冷却さ
れる過程でSiの濃化したFe−Al−Si系合金層が生成し、
このSiの濃化した合金層が、後に鋼板を加熱した際にめ
っき層と鋼板素地との反応をくい止める作用を呈するも
のと考えられる。つまり、めっき層と鋼板素地との間に
介在した合金層は、その中に濃化しているSiによって、
めっき層中のAlと鋼板素地中のFeの反応を遮るように機
能するものと推察される。以下、本発明を特定するため
の事項について説明する。
層中のSi含有量が0.05質量％以上となるようにめっき浴
組成を調整し、かつ適正な条件でめっきを施すことによ
って、Siの濃化したFe−Al−Si系合金層をほぼ均一に形
成することができ、そのようなめっき鋼板は、350℃程
度の高温に曝して使用してもめっき層の合金化が進行し
ないものであることが明らかになった。めっき層中への
Si添加が加熱時の合金化を顕著に抑制するメカニズムに
ついて現時点では不明な点が多いが、次のようなことが
考えられる。すなわち、めっき浴中に適量のSiを含有さ
せると、溶融めっきに際し、めっき金属が凝固し冷却さ
れる過程でSiの濃化したFe−Al−Si系合金層が生成し、
このSiの濃化した合金層が、後に鋼板を加熱した際にめ
っき層と鋼板素地との反応をくい止める作用を呈するも
のと考えられる。つまり、めっき層と鋼板素地との間に
介在した合金層は、その中に濃化しているSiによって、
めっき層中のAlと鋼板素地中のFeの反応を遮るように機
能するものと推察される。以下、本発明を特定するため
の事項について説明する。
【００１７】めっき層中のAlは、めっき層の耐食性を向
上させる。めっき層中のAl含有量が3.0質量％未満ではA
l−Znの共晶体の生成が少ないため、耐食性の改善効果
が小さく、Alを添加するメリットに乏しい。一方、7.0
質量％を超えるとめっき層の耐食性は良好であるもの
の、めっき浴温を高くする必要があるのでめっき釜やめ
っき浴中の機器の寿命が短くなり、製造コストが高くな
る。このため、本発明ではめっき層中のAl含有量が3.0
〜7.0質量％のZn−Al系合金めっきを対象とする。
上させる。めっき層中のAl含有量が3.0質量％未満ではA
l−Znの共晶体の生成が少ないため、耐食性の改善効果
が小さく、Alを添加するメリットに乏しい。一方、7.0
質量％を超えるとめっき層の耐食性は良好であるもの
の、めっき浴温を高くする必要があるのでめっき釜やめ
っき浴中の機器の寿命が短くなり、製造コストが高くな
る。このため、本発明ではめっき層中のAl含有量が3.0
〜7.0質量％のZn−Al系合金めっきを対象とする。
【００１８】めっき層中のSiは、その含有量が0.05質量
％以上となるような条件で溶融めっきを行ったとき、Si
の濃化したFe−Al−Si系合金層が形成し、前述のように
350℃程度の高温使用時における合金化の進行が抑止さ
れる。しかし、過剰にSiを添加すると合金化の抑止効果
が飽和するだけでなく、めっき層中にSiが粗大な形態で
析出し、その析出物を起点とした耐食性，加工性の劣化
が生じる。このため、本発明ではめっき層中のSi含有量
を0.05〜0.5質量％に規定する。
％以上となるような条件で溶融めっきを行ったとき、Si
の濃化したFe−Al−Si系合金層が形成し、前述のように
350℃程度の高温使用時における合金化の進行が抑止さ
れる。しかし、過剰にSiを添加すると合金化の抑止効果
が飽和するだけでなく、めっき層中にSiが粗大な形態で
析出し、その析出物を起点とした耐食性，加工性の劣化
が生じる。このため、本発明ではめっき層中のSi含有量
を0.05〜0.5質量％に規定する。
【００１９】めっき層中のMgは、Znリッチなβ相に晶出
しめっき層の耐食性を向上させる効果がある。ただし、
めっき層中のMg含有量が0.01質量％未満では耐食性改善
効果が薄い。一方、0.5質量％を超えるMg添加量ではめ
っき層が硬くなり、めっき鋼板の加工時にめっき層にク
ラックが生じやすくなる。クラックが生じると鋼板素地
が露出するため、高温域での使用時にこの部分から酸化
が進行し、耐食性が劣化する。このため、めっき層中の
Mg含有量は0.01〜0.5質量％に規定する。
しめっき層の耐食性を向上させる効果がある。ただし、
めっき層中のMg含有量が0.01質量％未満では耐食性改善
効果が薄い。一方、0.5質量％を超えるMg添加量ではめ
っき層が硬くなり、めっき鋼板の加工時にめっき層にク
ラックが生じやすくなる。クラックが生じると鋼板素地
が露出するため、高温域での使用時にこの部分から酸化
が進行し、耐食性が劣化する。このため、めっき層中の
Mg含有量は0.01〜0.5質量％に規定する。
【００２０】大気中350℃×100時間の加熱を行ったとき
にめっき層の合金化が進行しない特性を有している溶融
Zn−Al系合金めっき鋼板は、オーブントースター反射板
やガステーブル天板をはじめとする多くの耐熱製品に適
用することが可能になり、現状の5％Alレベルの溶融Zn
−Al合金めっき鋼板と比べて、用途範囲は格段に拡がる
ことになる。
にめっき層の合金化が進行しない特性を有している溶融
Zn−Al系合金めっき鋼板は、オーブントースター反射板
やガステーブル天板をはじめとする多くの耐熱製品に適
用することが可能になり、現状の5％Alレベルの溶融Zn
−Al合金めっき鋼板と比べて、用途範囲は格段に拡がる
ことになる。
【００２１】このような優れた耐熱性を具備した溶融Zn
−Al系合金めっき鋼板は、通常の連続溶融めっきライン
において鋼帯の状態で量産することができる。ただし、
これを安定的に製造するには、めっき条件を次のように
しなければならない。溶融Zn−Al系合金めっき浴の浴
温を「めっき浴の融点＋40℃」以上の温度に保つこと、
めっき浴に浸漬直前のめっき原板の板温を浴温以上の
温度にコントロールすること。
−Al系合金めっき鋼板は、通常の連続溶融めっきライン
において鋼帯の状態で量産することができる。ただし、
これを安定的に製造するには、めっき条件を次のように
しなければならない。溶融Zn−Al系合金めっき浴の浴
温を「めっき浴の融点＋40℃」以上の温度に保つこと、
めっき浴に浸漬直前のめっき原板の板温を浴温以上の
温度にコントロールすること。
【００２２】これらのいずれかの要件を満たさない
条件でめっきを行った場合、350℃の使用に耐え得る良
好な耐熱性を安定して付与することは難しい。その理由
は必ずしも明らかではないが、めっき浴温あるいは浸漬
直前の板温が低い場合、溶融めっき時に形成されるFe−
Al−Si系合金層が不連続な状態（厚さが不均一な状態）
となり、合金層の形成が不十分な箇所から合金化が進行
するものと推定される。
条件でめっきを行った場合、350℃の使用に耐え得る良
好な耐熱性を安定して付与することは難しい。その理由
は必ずしも明らかではないが、めっき浴温あるいは浸漬
直前の板温が低い場合、溶融めっき時に形成されるFe−
Al−Si系合金層が不連続な状態（厚さが不均一な状態）
となり、合金層の形成が不十分な箇所から合金化が進行
するものと推定される。
【００２３】めっき浴の浴温は「めっき浴の融点＋150
℃」程度の高温にしても製品として十分な性能は得られ
るが、めっき釜やめっき浴中の機器などの寿命を考慮す
ると、浴温を「めっき浴の融点＋40℃」〜「めっき浴の
融点＋60℃」の範囲にコントロールすることが望まし
い。また、めっき浴に浸漬する直前のめっき原板の板温
については、めっき浴の浴温以上を確保すれば、安定し
た製品が得られる限り特に上限を設ける必要はないが、
省エネルギーの観点から「めっき浴の浴温＋50℃」以下
の板温にコントロールすることが望ましい。
℃」程度の高温にしても製品として十分な性能は得られ
るが、めっき釜やめっき浴中の機器などの寿命を考慮す
ると、浴温を「めっき浴の融点＋40℃」〜「めっき浴の
融点＋60℃」の範囲にコントロールすることが望まし
い。また、めっき浴に浸漬する直前のめっき原板の板温
については、めっき浴の浴温以上を確保すれば、安定し
た製品が得られる限り特に上限を設ける必要はないが、
省エネルギーの観点から「めっき浴の浴温＋50℃」以下
の板温にコントロールすることが望ましい。
【００２４】めっき浴組成は、目的とするめっき層の組
成に応じて、Al：3.0〜7.0質量％，Si：0.05〜0.5質量
％，Mg：0.01〜0.5質量％，残部Znおよび不可避的不純
物にコントロールすればよい。消費速度の大きい元素は
操業中に随時追加投入するなどして、浴組成を上記範囲
に維持するようコントロールする。
成に応じて、Al：3.0〜7.0質量％，Si：0.05〜0.5質量
％，Mg：0.01〜0.5質量％，残部Znおよび不可避的不純
物にコントロールすればよい。消費速度の大きい元素は
操業中に随時追加投入するなどして、浴組成を上記範囲
に維持するようコントロールする。
【００２５】
【実施例】〔実施例１〕極低炭素Ti添加鋼の鋼板（板厚
0.6mm）を50体積％H2−N2雰囲気下で780℃×30秒加熱し
た後、同雰囲気下でZn−Al−Si−Mg合金めっき浴に2秒
間浸漬する方法で溶融Zn−Al系めっき鋼板を作製した。
めっき浴の組成を変化させて種々のめっき鋼板を得た。
めっき浴温は、めっき浴の融点＋50〜＋60℃の範囲にあ
る450℃とし、めっき浴に浸漬直前の板温は460℃とし
た。めっき付着量は片面あたり135g/m2に調整した。
0.6mm）を50体積％H2−N2雰囲気下で780℃×30秒加熱し
た後、同雰囲気下でZn−Al−Si−Mg合金めっき浴に2秒
間浸漬する方法で溶融Zn−Al系めっき鋼板を作製した。
めっき浴の組成を変化させて種々のめっき鋼板を得た。
めっき浴温は、めっき浴の融点＋50〜＋60℃の範囲にあ
る450℃とし、めっき浴に浸漬直前の板温は460℃とし
た。めっき付着量は片面あたり135g/m2に調整した。
【００２６】得られためっき鋼板について、めっき層組
成の分析，350℃×100時間の耐熱試験，耐熱試験前の試
料における耐食性試験，および耐熱試験後の試料におけ
る耐食性試験を実施した。めっき層組成の分析は、めっ
き層をHCl水溶液中で溶解し、その溶液をICP発光分光分
析法で分析する方法で行った。耐熱試験は、めっき後の
試験片を大気中350℃×100時間加熱し、加熱による「合
金化」の進行程度を鋼板断面のSEM観察により、前記図
１と同様の方法で調査した。評価方法も図１の場合と同
じ４段階評価で行った。
成の分析，350℃×100時間の耐熱試験，耐熱試験前の試
料における耐食性試験，および耐熱試験後の試料におけ
る耐食性試験を実施した。めっき層組成の分析は、めっ
き層をHCl水溶液中で溶解し、その溶液をICP発光分光分
析法で分析する方法で行った。耐熱試験は、めっき後の
試験片を大気中350℃×100時間加熱し、加熱による「合
金化」の進行程度を鋼板断面のSEM観察により、前記図
１と同様の方法で調査した。評価方法も図１の場合と同
じ４段階評価で行った。
【００２７】耐食性試験は、180°−2t曲げを施した試
験片について、「SST 2時間（35℃，5％塩水）→乾燥 4
時間（60℃，RH 30％）→湿潤 2時間（50℃，RH 90
％）」を1サイクルとするCCT（サイクル腐食試験）を40
サイクル行い、平坦部および2t曲げ加工部の赤錆発生率
（赤錆の発生した面積率）で耐食性を評価した。評価基
準は次の5段階とした。 評点１：赤錆発生率 30％以上， 評点２：赤錆発生率 20％以上30％未満， 評点３：赤錆発生率 １％以上20％未満， 評点４：赤錆発生率 ５％以上10％未満， 評点５：赤錆発生率 ５％未満。
験片について、「SST 2時間（35℃，5％塩水）→乾燥 4
時間（60℃，RH 30％）→湿潤 2時間（50℃，RH 90
％）」を1サイクルとするCCT（サイクル腐食試験）を40
サイクル行い、平坦部および2t曲げ加工部の赤錆発生率
（赤錆の発生した面積率）で耐食性を評価した。評価基
準は次の5段階とした。 評点１：赤錆発生率 30％以上， 評点２：赤錆発生率 20％以上30％未満， 評点３：赤錆発生率 １％以上20％未満， 評点４：赤錆発生率 ５％以上10％未満， 評点５：赤錆発生率 ５％未満。
【００２８】以上の結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１からわかるように、本発明で規定する
めっき層組成の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、350℃
に加熱しても合金化の進行は認められず、また、耐熱試
験前および後において、平坦部，加工部とも良好な耐食
性を示した。これに対し、めっき層組成が本発明の規定
を外れるものは、上記の各特性が著しく劣っていた。
めっき層組成の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板は、350℃
に加熱しても合金化の進行は認められず、また、耐熱試
験前および後において、平坦部，加工部とも良好な耐食
性を示した。これに対し、めっき層組成が本発明の規定
を外れるものは、上記の各特性が著しく劣っていた。
【００３１】〔実施例２〕実施例１と同様のめっき原板
を用い、めっき浴温およびめっき浴に浸漬直前の板温を
種々変化させた条件で溶融Zn−Al系めっき鋼板を製造し
た。得られた各めっき鋼板につき、実施例１と同様の方
法で、めっき層組成の分析，350℃×100時間の耐熱試
験，および耐熱試験後の試料（平坦部）における耐食性
試験を実施した。結果を表２に示す。表２中にはめっき
浴の融点も示してある。
を用い、めっき浴温およびめっき浴に浸漬直前の板温を
種々変化させた条件で溶融Zn−Al系めっき鋼板を製造し
た。得られた各めっき鋼板につき、実施例１と同様の方
法で、めっき層組成の分析，350℃×100時間の耐熱試
験，および耐熱試験後の試料（平坦部）における耐食性
試験を実施した。結果を表２に示す。表２中にはめっき
浴の融点も示してある。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２からわかるように、本発明で規定する
条件でめっきを行うと、350℃での耐熱性に優れ、ま
た、耐食性も良好な溶融Zn−Al系めっき鋼板が安定して
得られた。
条件でめっきを行うと、350℃での耐熱性に優れ、ま
た、耐食性も良好な溶融Zn−Al系めっき鋼板が安定して
得られた。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、従来耐熱性に乏しいと
されていた5質量％レベルのAlをめっき層中に含有した
溶融Zn−Al系合金めっき鋼板において、350℃程度の高
温環境で使用しても合金化の進行が生じないという、高
い耐熱性を付与することが可能になった。この鋼板はZn
の犠牲防食作用が十分に働き、また合金めっき鋼板とし
ては比較的安価であるため、家電用器具や自動車用排気
系部材をはじめとする耐熱用途に広く適用することがで
きる。
されていた5質量％レベルのAlをめっき層中に含有した
溶融Zn−Al系合金めっき鋼板において、350℃程度の高
温環境で使用しても合金化の進行が生じないという、高
い耐熱性を付与することが可能になった。この鋼板はZn
の犠牲防食作用が十分に働き、また合金めっき鋼板とし
ては比較的安価であるため、家電用器具や自動車用排気
系部材をはじめとする耐熱用途に広く適用することがで
きる。
【図１】Zn−4.0質量％Al−0.5質量％Mg−Si系溶融めっ
き鋼板を加熱した際のめっき層の変化に及ぼすめっき層
中のSi含有量の影響を表したグラフである。
き鋼板を加熱した際のめっき層の変化に及ぼすめっき層
中のSi含有量の影響を表したグラフである。
【図２】Zn−4.0質量％Al−0.5質量％Mg−0.05質量％Si
の合金めっき層を有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の
表面についてのGDS分析結果を示すグラフである。
の合金めっき層を有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の
表面についてのGDS分析結果を示すグラフである。
【図３】Zn−4.0質量％Al−0.5質量％Mg（Si無添加）の
合金めっき層を有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の表
面についてのGDS分析結果を示すグラフである。
合金めっき層を有する溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の表
面についてのGDS分析結果を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月１９日（１９９９．４．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘高 敏晴 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA22 AB32 AB44 AE02 AE03 AE12 AE21
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼板表面に、Al：3.0〜7.0質量％，Si：
0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％で、残部Znから
構成される合金めっき層が形成しており、その合金めっ
き層と鋼板素地の間にSiの濃化したFe−Al−Si系合金層
が形成している高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。 - 【請求項２】 大気中350℃×100時間の加熱を行ったと
き、めっき層の合金化が進行しないものである、請求項
１に記載の高耐熱性溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。 - 【請求項３】 溶融めっきを行うに際し、溶融Zn−Al系
合金めっき浴の浴温を「めっき浴の融点＋40℃」以上の
温度に保ち、かつめっき浴に浸漬直前のめっき原板の板
温を浴温以上の温度にコントロールする、請求項１また
は２に記載の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造法。 - 【請求項４】 めっき浴組成を、Al：3.0〜7.0質量％，
Si：0.05〜0.5質量％，Mg：0.01〜0.5質量％，残部Znお
よび不可避的不純物にコントロールする、請求項３に記
載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11070453A JP2000265255A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 耐熱性を改善した溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11070453A JP2000265255A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 耐熱性を改善した溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000265255A true JP2000265255A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13431955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11070453A Withdrawn JP2000265255A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 耐熱性を改善した溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000265255A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332555A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材 |
| JP2002363720A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼管 |
| JP2010229483A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れたＺｎ−Ａｌ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| CN102137949A (zh) * | 2009-06-25 | 2011-07-27 | 新日本制铁株式会社 | 耐蚀性和疲劳特性优良的桥梁用高强度Zn-Al镀层钢丝及其制造方法 |
| WO2019132336A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 가공 후 내식성 우수한 아연합금도금강재 및 그 제조방법 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11070453A patent/JP2000265255A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332555A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材 |
| JP4683764B2 (ja) * | 2001-05-14 | 2011-05-18 | 日新製鋼株式会社 | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材 |
| JP2002363720A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼管 |
| JP4634652B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2011-02-16 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼管 |
| JP2010229483A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れたＺｎ−Ａｌ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| CN102137949A (zh) * | 2009-06-25 | 2011-07-27 | 新日本制铁株式会社 | 耐蚀性和疲劳特性优良的桥梁用高强度Zn-Al镀层钢丝及其制造方法 |
| WO2019132336A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 가공 후 내식성 우수한 아연합금도금강재 및 그 제조방법 |
| US11566314B2 (en) | 2017-12-26 | 2023-01-31 | Posco Co., Ltd | Zinc alloy plated steel material having excellent corrosion resistance after being processed |
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