JP2000328216A - 高耐食性めっき鋼板 - Google Patents
高耐食性めっき鋼板Info
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- JP2000328216A JP2000328216A JP2000069761A JP2000069761A JP2000328216A JP 2000328216 A JP2000328216 A JP 2000328216A JP 2000069761 A JP2000069761 A JP 2000069761A JP 2000069761 A JP2000069761 A JP 2000069761A JP 2000328216 A JP2000328216 A JP 2000328216A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主として自動車排気系素材、建材、家電、各
種熱器具等に使用される耐熱性、耐食性に優れたを溶融
Ａｌめっき鋼板を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１
〜１５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物か
らなり、必要に応じＣａ，Ｚｎを含有する溶融Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ基め
っき鋼板であって、該めっき層が、少なくとも「Ａｌ
相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2Ｓｉ相」の
長径が１０μｍ以下である金属組織を有することを特徴
とする高耐食性めっき鋼板。
種熱器具等に使用される耐熱性、耐食性に優れたを溶融
Ａｌめっき鋼板を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１
〜１５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物か
らなり、必要に応じＣａ，Ｚｎを含有する溶融Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ基め
っき鋼板であって、該めっき層が、少なくとも「Ａｌ
相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2Ｓｉ相」の
長径が１０μｍ以下である金属組織を有することを特徴
とする高耐食性めっき鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性の良好な溶
融アルミ系めっき鋼板に関するものである。
融アルミ系めっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐食性並びに耐候性に優れためっき鋼板
としてＡｌめっき鋼板は建材分野で幅広く用いられてい
る。また近年の環境規制強化に対応するため、従来燃料
タンク用材料として用いられて来た鉛を必須として含有
するＰｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板、すなわちターンめっき
鋼板（特公昭５７−６１８３３号公報）を他のめっき鋼
板に置き換える傾向が強まっており、Ａｌめっき鋼板の
適用が検討されている。
としてＡｌめっき鋼板は建材分野で幅広く用いられてい
る。また近年の環境規制強化に対応するため、従来燃料
タンク用材料として用いられて来た鉛を必須として含有
するＰｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板、すなわちターンめっき
鋼板（特公昭５７−６１８３３号公報）を他のめっき鋼
板に置き換える傾向が強まっており、Ａｌめっき鋼板の
適用が検討されている。
【０００３】ところが、Ａｌめっき鋼板は乾燥が入る腐
食環境では腐食生成物が安定化して優れた耐食性を示す
のに対し、常に湿潤状態にさらされる環境でのめっき溶
出速度は極めて速く、容易に鋼板腐食に至ってしまい充
分な耐食性を発揮しない。さらにＡｌめっき鋼板はアル
カリ環境での腐食が著しく、塗膜下のようにアルカリ雰
囲気になりやすい部位では膨れを容易に誘発し、しかも
それが伝播しブリスターを引き起こしてしまうという欠
点があった。
食環境では腐食生成物が安定化して優れた耐食性を示す
のに対し、常に湿潤状態にさらされる環境でのめっき溶
出速度は極めて速く、容易に鋼板腐食に至ってしまい充
分な耐食性を発揮しない。さらにＡｌめっき鋼板はアル
カリ環境での腐食が著しく、塗膜下のようにアルカリ雰
囲気になりやすい部位では膨れを容易に誘発し、しかも
それが伝播しブリスターを引き起こしてしまうという欠
点があった。
【０００４】また、Ａｌめっき鋼板は、めっき層と鋼板
との界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉを主成分とする脆い合金層
を有しており、加工時に地鉄まで貫通しためっき割れが
生じやすいといった問題があった。このめっき割れによ
り露出した地鉄は腐食の際のカソードとして作用するた
め腐食起点として作用し、まためっき割れに沿って腐食
が伝播するため耐食性が著しく劣化する。
との界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉを主成分とする脆い合金層
を有しており、加工時に地鉄まで貫通しためっき割れが
生じやすいといった問題があった。このめっき割れによ
り露出した地鉄は腐食の際のカソードとして作用するた
め腐食起点として作用し、まためっき割れに沿って腐食
が伝播するため耐食性が著しく劣化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの課題を解決す
るため塗装を１００μｍ以上の厚塗りにして対応する方
法や、特開昭６２−１２０４９４号公報に開示されてい
るように、めっき鋼板に付与するクロメート層を増加し
耐食性を向上させる技術が開示されている。ところがこ
れらの方策では塗装のための大がかりな設備投資が必要
であったり、クロメートが環境に与える悪影響を考慮す
るとその使用量を増加するのは得策ではない。また、Ａ
ｌ−Ｓｉめっきの耐食性改善のためにＭｇを添加するこ
とも検討されており、例えば特公平１−２０２２４号公
報に記載されているように、Ｓｉ：３．０〜１３％、Ｍ
ｇ：０．５〜８．０％、残部Ａｌおよび不可避的不純物
を含んだめっき鋼板の製造例が開示されている。この開
示例での最適なＭｇの添加量は０．５〜３％と記されて
いるが、本発明者らの詳細な研究ではＭｇ３％以下では
耐食性向上効果は殆ど発揮されず、より適正な組成にコ
ントロールする必要があることが明らかになった。
るため塗装を１００μｍ以上の厚塗りにして対応する方
法や、特開昭６２−１２０４９４号公報に開示されてい
るように、めっき鋼板に付与するクロメート層を増加し
耐食性を向上させる技術が開示されている。ところがこ
れらの方策では塗装のための大がかりな設備投資が必要
であったり、クロメートが環境に与える悪影響を考慮す
るとその使用量を増加するのは得策ではない。また、Ａ
ｌ−Ｓｉめっきの耐食性改善のためにＭｇを添加するこ
とも検討されており、例えば特公平１−２０２２４号公
報に記載されているように、Ｓｉ：３．０〜１３％、Ｍ
ｇ：０．５〜８．０％、残部Ａｌおよび不可避的不純物
を含んだめっき鋼板の製造例が開示されている。この開
示例での最適なＭｇの添加量は０．５〜３％と記されて
いるが、本発明者らの詳細な研究ではＭｇ３％以下では
耐食性向上効果は殆ど発揮されず、より適正な組成にコ
ントロールする必要があることが明らかになった。
【０００６】また、金属表面技術ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．
２，１９６０の４１〜４４頁にはＡｌにＭｇを０．５
％、５％、１０％添加したＡｌ−Ｍｇ合金めっきの耐食
性に関して触れられており、加工無しの平板の状態での
暴露試験での裸耐食性はＭｇが０．５％では不十分であ
るがＭｇを５、１０％とすることで向上することが述べ
られれいる。しかし一般的には無加工状態でめっき鋼板
を用いることは非常に少なく、加工後にも安定した耐食
性を発揮するためのＳｉ並びにＭｇの濃度の適正範囲、
さらにはめっき組織の構造に関しては一切触れられてい
ない。
２，１９６０の４１〜４４頁にはＡｌにＭｇを０．５
％、５％、１０％添加したＡｌ−Ｍｇ合金めっきの耐食
性に関して触れられており、加工無しの平板の状態での
暴露試験での裸耐食性はＭｇが０．５％では不十分であ
るがＭｇを５、１０％とすることで向上することが述べ
られれいる。しかし一般的には無加工状態でめっき鋼板
を用いることは非常に少なく、加工後にも安定した耐食
性を発揮するためのＳｉ並びにＭｇの濃度の適正範囲、
さらにはめっき組織の構造に関しては一切触れられてい
ない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
諸問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＡｌにＭｇ
並びにＳｉを適正範囲で添加しその組織形態を抑制する
ことで加工の有無、塗装の有無、使用環境を問わず安定
した防錆能を発揮する高耐食性めっき鋼板の提供が可能
であることを見出し本発明に至った。すなわち、本発明
は、めっき組成、構造において、次のような構成を有す
る。 （１）重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１〜１５％
を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶
融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶
融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層が、少なくと
も「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有するこ
とを特徴とする高耐食性めっき鋼板。
諸問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＡｌにＭｇ
並びにＳｉを適正範囲で添加しその組織形態を抑制する
ことで加工の有無、塗装の有無、使用環境を問わず安定
した防錆能を発揮する高耐食性めっき鋼板の提供が可能
であることを見出し本発明に至った。すなわち、本発明
は、めっき組成、構造において、次のような構成を有す
る。 （１）重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１〜１５％
を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶
融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶
融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層が、少なくと
も「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有するこ
とを特徴とする高耐食性めっき鋼板。
【０００８】（２）重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓ
ｉ：１〜１５％、Ｃａ：０．０１〜２％を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶融Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ基めっき
鋼板であって、該めっき層が、少なくとも「Ａｌ相」，
「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」の長径が
１０μｍ以下である金属組織を有することを特徴とする
高耐食性めっき鋼板。
ｉ：１〜１５％、Ｃａ：０．０１〜２％を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶融Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ基めっき
鋼板であって、該めっき層が、少なくとも「Ａｌ相」，
「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」の長径が
１０μｍ以下である金属組織を有することを特徴とする
高耐食性めっき鋼板。
【０００９】（３）重量％で、Ｍｇ：３〜１０％、Ｓ
ｉ：１〜１５％、Ｃａ：０．０１〜２％、Ｚｎ：３〜２
５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からな
る溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｚｎ系めっき層を鋼板表面に
形成した溶融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層
が、少なくとも「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」と「Ｍｇ
2 Ｚｎ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」の長径が１０μ
ｍ以下である金属組織を有することを特徴とする高耐食
性めっき鋼板。 （４）めっき表面から観察出来る加工後のめっき相割れ
が、塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を通過することを特徴とする前
記（１）〜（３）に記載の高耐食性めっき鋼板である。
ｉ：１〜１５％、Ｃａ：０．０１〜２％、Ｚｎ：３〜２
５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からな
る溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｚｎ系めっき層を鋼板表面に
形成した溶融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層
が、少なくとも「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」と「Ｍｇ
2 Ｚｎ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」の長径が１０μ
ｍ以下である金属組織を有することを特徴とする高耐食
性めっき鋼板。 （４）めっき表面から観察出来る加工後のめっき相割れ
が、塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を通過することを特徴とする前
記（１）〜（３）に記載の高耐食性めっき鋼板である。
【００１０】
【発明の実施形態】Ａｌの耐食性を向上させるためにＭ
ｇを添加することは一般的に行なわれており、例えば建
材に用いられている５０００系Ａｌ合金ではＭｇを４〜
６％添加して耐食性の向上を図っている。またＭｇ添加
鋳物（ＡＣ７Ａ）でもＭｇを３〜６％添加してある。し
かし、いずれの場合でもＳｉは０．２％以下に抑制され
ているが、これはＭｇとＳｉを同時に添加した結果とし
て析出する金属間化合物であるＭｇ2 Ｓｉが加工性を劣
化させてしまうためである。
ｇを添加することは一般的に行なわれており、例えば建
材に用いられている５０００系Ａｌ合金ではＭｇを４〜
６％添加して耐食性の向上を図っている。またＭｇ添加
鋳物（ＡＣ７Ａ）でもＭｇを３〜６％添加してある。し
かし、いずれの場合でもＳｉは０．２％以下に抑制され
ているが、これはＭｇとＳｉを同時に添加した結果とし
て析出する金属間化合物であるＭｇ2 Ｓｉが加工性を劣
化させてしまうためである。
【００１１】すなわち、Ａｌ合金を母材として使う場合
にはＭｇ2 Ｓｉの析出量を最小限度に抑える必要があ
り、耐食性の向上効果にもおのずと限界があった。本発
明者らが鋭意検討した結果、めっき皮膜として用いる場
合には、Ｍｇ2 Ｓｉの析出量並びに形状を制御すること
で、無加工状態での耐食性を向上出来るだけでなく、加
工により発生するめっき割れの悪影響を最小限に抑えら
れることが出来ることが明らかなった。
にはＭｇ2 Ｓｉの析出量を最小限度に抑える必要があ
り、耐食性の向上効果にもおのずと限界があった。本発
明者らが鋭意検討した結果、めっき皮膜として用いる場
合には、Ｍｇ2 Ｓｉの析出量並びに形状を制御すること
で、無加工状態での耐食性を向上出来るだけでなく、加
工により発生するめっき割れの悪影響を最小限に抑えら
れることが出来ることが明らかなった。
【００１２】本発明に従う溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき
鋼板は、Ｍｇ：３〜１０重量％、Ｓｉ：１〜１５重量
％、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶融Ａｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ
基めっき鋼板であって、当該めっき層が、少なくとも
「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ
相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有する高耐
食性めっき鋼板を提供するものである。
鋼板は、Ｍｇ：３〜１０重量％、Ｓｉ：１〜１５重量
％、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶融Ａｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶融Ａｌ
基めっき鋼板であって、当該めっき層が、少なくとも
「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ
相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有する高耐
食性めっき鋼板を提供するものである。
【００１３】図１にめっき層の表層をわずかな傾斜をつ
けて研磨し観察した場合の組織の摸式図を示す。ここで
「Ｍｇ2 Ｓｉ相」とは、多層形をした塊状や最も白く見
えるＡｌマトリクスの中やその周辺に微細な形態をして
いる組織である。本発明に従う溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
めっき層は特定の金属組織を有する点に特徴があるが、
まず当該めっき鋼板の基本的なめっき組成から説明す
る。
けて研磨し観察した場合の組織の摸式図を示す。ここで
「Ｍｇ2 Ｓｉ相」とは、多層形をした塊状や最も白く見
えるＡｌマトリクスの中やその周辺に微細な形態をして
いる組織である。本発明に従う溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
めっき層は特定の金属組織を有する点に特徴があるが、
まず当該めっき鋼板の基本的なめっき組成から説明す
る。
【００１４】めっき相中のＭｇは当該めっき鋼板の耐食
性を向上させる作用を供する。Ｍｇの添加は０．５％以
上で塩水環境での耐食性向上効果があるが、大気暴露等
での環境でも安定した耐食性を発揮するためには３％以
上の添加が必要である。またＭｇの添加量が３％を超え
る段階から「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」の析出が開始し、Ｍ
ｇ添加量とともにその量は増加する。他方Ｍｇの添加量
を増大して行くと徐々に浴の粘度が上昇し操業性を劣化
させると同時に、１０％を超えると耐食性が劣化する。
これらのことを考慮すると好ましいＭｇ含有量は３〜１
０％である。
性を向上させる作用を供する。Ｍｇの添加は０．５％以
上で塩水環境での耐食性向上効果があるが、大気暴露等
での環境でも安定した耐食性を発揮するためには３％以
上の添加が必要である。またＭｇの添加量が３％を超え
る段階から「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」の析出が開始し、Ｍ
ｇ添加量とともにその量は増加する。他方Ｍｇの添加量
を増大して行くと徐々に浴の粘度が上昇し操業性を劣化
させると同時に、１０％を超えると耐食性が劣化する。
これらのことを考慮すると好ましいＭｇ含有量は３〜１
０％である。
【００１５】めっき相のＳｉは１％未満であると加工性
に劣るＦｅ−Ａｌ系合金層が生成し、加工時のめっき割
れを誘発するため十分な加工性が得られない。同時にＳ
ｉが１％未満であると「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」の析出が
起こらない。６％を超えることがより好ましい。一方で
Ｓｉ含有率が１５％を超えると耐食性が極端に劣化す
る。これらの理由からめっき層中Ｓｉ含有率は１〜１５
％に設定した。これらの知見からめっき層中に「塊状の
Ｍｇ2 Ｓｉ相」が生じ、全ての環境で優れた耐食性を発
揮するための適正Ｍｇ含有率は３〜１０％、適正Ｓｉ含
有率は１〜１５重量％である。さらに、Ｃａが０．０１
％以上の添加により製造時に問題となる外観不良を改善
することが可能であり、その効果は２％で飽和するため
上限を２％とする。
に劣るＦｅ−Ａｌ系合金層が生成し、加工時のめっき割
れを誘発するため十分な加工性が得られない。同時にＳ
ｉが１％未満であると「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」の析出が
起こらない。６％を超えることがより好ましい。一方で
Ｓｉ含有率が１５％を超えると耐食性が極端に劣化す
る。これらの理由からめっき層中Ｓｉ含有率は１〜１５
％に設定した。これらの知見からめっき層中に「塊状の
Ｍｇ2 Ｓｉ相」が生じ、全ての環境で優れた耐食性を発
揮するための適正Ｍｇ含有率は３〜１０％、適正Ｓｉ含
有率は１〜１５重量％である。さらに、Ｃａが０．０１
％以上の添加により製造時に問題となる外観不良を改善
することが可能であり、その効果は２％で飽和するため
上限を２％とする。
【００１６】さらに、めっき層中に３〜２５％のＺｎが
存在するとＺｎの腐食生成物の安定化により、めっき層
や露出地鉄表面上にＺｎ腐食生成物からなる強固な保護
皮膜を形成するため耐食性が向上する。３％未満である
とその効果は乏しく、より好ましくは１１％以上であ
る。また、２５％を超えるとＺｎの溶解が増大するため
耐食性を悪化させる。よってＺｎはめっき層中に３〜２
５％存在することが好ましい。
存在するとＺｎの腐食生成物の安定化により、めっき層
や露出地鉄表面上にＺｎ腐食生成物からなる強固な保護
皮膜を形成するため耐食性が向上する。３％未満である
とその効果は乏しく、より好ましくは１１％以上であ
る。また、２５％を超えるとＺｎの溶解が増大するため
耐食性を悪化させる。よってＺｎはめっき層中に３〜２
５％存在することが好ましい。
【００１７】次に、めっき層の金属組織に関してである
が、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」は各種製造条件により、その長径
はサブμｍから数十μｍまで形態は変化するが、長径が
１０μｍを超えるとＭｇ2 Ｓｉ相は極端に脆くなるため
加工性が悪化する。よって、Ｍｇ2 Ｓｉ相の長径は１０
μｍ以下に制御することが必要である。また、めっき層
中にＭｇ2 Ｚｎが存在する。これは、めっきや地鉄表面
上に安定な腐食生成物を形成し、より強固な防食皮膜と
なるため、めっき層中に存在することが望ましい。上記
の他にも、めっき層中組織としてＣａ2 Ｓｉ相、ＦｅＡ
ｌＳｉ相、Ｓｉ相、Ｚｎ相等が存在することもありうる
が、いずれの状態となってもよく、本発明の趣旨を損な
うものではない。
が、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」は各種製造条件により、その長径
はサブμｍから数十μｍまで形態は変化するが、長径が
１０μｍを超えるとＭｇ2 Ｓｉ相は極端に脆くなるため
加工性が悪化する。よって、Ｍｇ2 Ｓｉ相の長径は１０
μｍ以下に制御することが必要である。また、めっき層
中にＭｇ2 Ｚｎが存在する。これは、めっきや地鉄表面
上に安定な腐食生成物を形成し、より強固な防食皮膜と
なるため、めっき層中に存在することが望ましい。上記
の他にも、めっき層中組織としてＣａ2 Ｓｉ相、ＦｅＡ
ｌＳｉ相、Ｓｉ相、Ｚｎ相等が存在することもありうる
が、いずれの状態となってもよく、本発明の趣旨を損な
うものではない。
【００１８】次に、めっき割れに関して説明する。上記
のようにＡｌめっき鋼板は、加工時に地鉄まで貫通した
めっき割れが生じやすく、これにより耐食性が著しく劣
化するといった欠点があった。これはめっき割れにより
露出した地鉄は腐食の際のカソードとして作用し腐食起
点となり、まためっき割れに沿って腐食が伝播するため
である。ところが、図２に示すように「塊状のＭｇ2 Ｓ
ｉ相」を通過するようにめっき割れが生じた場合には、
露出した地鉄は腐食起点として作用しないし、腐食の伝
播も極端に遅くなる。この理由は不明であるが、腐食環
境下に曝された時に、「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」から溶出
したＭｇとＳｉの作用により地鉄上での酸素還元反応が
抑制されたためと考えている。すなわち、従来は加工性
を劣化させるためＡｌ合金では回避されていた塊状Ｍｇ
2 Ｓｉを積極的に晶出させ平板での耐食性を向上させる
と同時に、加工時の割れ、すなわち、地鉄の露出箇所を
Ｍｇ2 Ｓｉを起点として発生させることにより、腐食に
弱点となる地鉄露出箇所を無害化するところに本発明の
特徴がある。
のようにＡｌめっき鋼板は、加工時に地鉄まで貫通した
めっき割れが生じやすく、これにより耐食性が著しく劣
化するといった欠点があった。これはめっき割れにより
露出した地鉄は腐食の際のカソードとして作用し腐食起
点となり、まためっき割れに沿って腐食が伝播するため
である。ところが、図２に示すように「塊状のＭｇ2 Ｓ
ｉ相」を通過するようにめっき割れが生じた場合には、
露出した地鉄は腐食起点として作用しないし、腐食の伝
播も極端に遅くなる。この理由は不明であるが、腐食環
境下に曝された時に、「塊状のＭｇ2 Ｓｉ相」から溶出
したＭｇとＳｉの作用により地鉄上での酸素還元反応が
抑制されたためと考えている。すなわち、従来は加工性
を劣化させるためＡｌ合金では回避されていた塊状Ｍｇ
2 Ｓｉを積極的に晶出させ平板での耐食性を向上させる
と同時に、加工時の割れ、すなわち、地鉄の露出箇所を
Ｍｇ2 Ｓｉを起点として発生させることにより、腐食に
弱点となる地鉄露出箇所を無害化するところに本発明の
特徴がある。
【００１９】本発明のめっきの対象となる母材の鋼成分
に関しての限定は特に行わず、どのような鋼種に対して
も耐食性向上効果を有する。鋼種としては、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、Ｂ等を添加したＩＦ鋼、Ａｌキルド鋼、Ｃｒ含有
鋼、ステンレス鋼、ハイテンに加え、耐熱性を狙うＴｉ
添加鋼、合金化抑制効果を狙うｆｒｅｅ−Ｎ添加鋼等を
使用することも可能である。建材用途には、Ａｌキルド
系、あるいはステンレス系が、また、排気系用途には、
Ｔｉ−ＩＦ、Ｔｉ添加鋼が、家電用途には、Ａｌキルド
系、ｆｒｅｅ−Ｎ添加鋼系が、燃料タンク用途には、Ｂ
添加ＩＦ鋼の適用がそれぞれ望ましい。
に関しての限定は特に行わず、どのような鋼種に対して
も耐食性向上効果を有する。鋼種としては、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、Ｂ等を添加したＩＦ鋼、Ａｌキルド鋼、Ｃｒ含有
鋼、ステンレス鋼、ハイテンに加え、耐熱性を狙うＴｉ
添加鋼、合金化抑制効果を狙うｆｒｅｅ−Ｎ添加鋼等を
使用することも可能である。建材用途には、Ａｌキルド
系、あるいはステンレス系が、また、排気系用途には、
Ｔｉ−ＩＦ、Ｔｉ添加鋼が、家電用途には、Ａｌキルド
系、ｆｒｅｅ−Ｎ添加鋼系が、燃料タンク用途には、Ｂ
添加ＩＦ鋼の適用がそれぞれ望ましい。
【００２０】本発明に属するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき
鋼板の製造方法は必ずしも限定されるものではないが、
発明者らの現在までの検討において最良と考えられるも
のを以下に説明する。すなわち、連続溶融めっき設備に
おいてＭｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１〜１５％、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純物からなる溶融めっき浴とし、こ
の浴の浴温を融点以上で好ましくは６７０℃以下とし、
かつ、めっき後の冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上、好ま
しくは２０℃／ｓｅｃ以上に制御して鋼板表面に溶融め
っきを施せば、前述した本発明に従う金属組織のめっき
層をもつ耐食性良好な溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系鋼板を工
業的に製造することができる。より好ましくは、鋼板が
めっき浴から目付制御のためにワイピングされる付近の
酸素濃度を０．１％以下の雰囲気制御を行うか、浴中に
０．１％程度のＣａを添加することが望ましい。
鋼板の製造方法は必ずしも限定されるものではないが、
発明者らの現在までの検討において最良と考えられるも
のを以下に説明する。すなわち、連続溶融めっき設備に
おいてＭｇ：３〜１０％、Ｓｉ：１〜１５％、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純物からなる溶融めっき浴とし、こ
の浴の浴温を融点以上で好ましくは６７０℃以下とし、
かつ、めっき後の冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上、好ま
しくは２０℃／ｓｅｃ以上に制御して鋼板表面に溶融め
っきを施せば、前述した本発明に従う金属組織のめっき
層をもつ耐食性良好な溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系鋼板を工
業的に製造することができる。より好ましくは、鋼板が
めっき浴から目付制御のためにワイピングされる付近の
酸素濃度を０．１％以下の雰囲気制御を行うか、浴中に
０．１％程度のＣａを添加することが望ましい。
【００２１】また、浴温は融点以上であれば原則めっき
可能であるが、Ｍｇ添加により浴粘度が上昇することを
考慮すると６００℃以上で操業するのが好ましく、また
上限値は添加したＭｇの酸化反応抑制する意味で６７０
℃以下で操業するのが好ましい。また、冷却速度に関し
ては、５〜５０℃／ｓｅｃでは冷却速度が遅くなるに従
い塊状のＭｇ2 Ｓｉが粗大化する。本発明に従う金属組
織を得るためには、１５℃／ｓｅｃの冷却速度で操業す
る必要がある。また、上限値は特に限定するものではな
く、早い方が好ましいがミスト冷却等により極端に冷却
速度を上昇させると外観の劣化を引き起こす。
可能であるが、Ｍｇ添加により浴粘度が上昇することを
考慮すると６００℃以上で操業するのが好ましく、また
上限値は添加したＭｇの酸化反応抑制する意味で６７０
℃以下で操業するのが好ましい。また、冷却速度に関し
ては、５〜５０℃／ｓｅｃでは冷却速度が遅くなるに従
い塊状のＭｇ2 Ｓｉが粗大化する。本発明に従う金属組
織を得るためには、１５℃／ｓｅｃの冷却速度で操業す
る必要がある。また、上限値は特に限定するものではな
く、早い方が好ましいがミスト冷却等により極端に冷却
速度を上昇させると外観の劣化を引き起こす。
【００２２】
【実施例】冷延鋼板を酸化方式による脱脂７５％Ｈ2 −
２５％Ｎ2 からなる還元ガス中で７５０℃で３０秒間還
元、焼鈍し７００℃に冷却後６３０℃に保持されためっ
き浴に浸漬し溶融めっきを行なった。上記浴中に３．５
秒浸漬後Ｎ2 ガスワイピングでめっき付着量を片面当た
り３０ｇ／ｍ2 に調整し、めっき浴組成とほぼ同一組成
のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金めっき鋼板を作成した。めっき
浴組成は０≦Ｓｉ（ｗｔ％）≦２０、並びに０≦Ｍｇ
（ｗｔ％）≦２０、０≦Ｃａ（ｗｔ％）≦２、０≦Ｚｎ
（ｗｔ％）≦３０の範囲で変化させた。得られためっき
鋼板は重量法でめっき付着量、並びに化学分析で組成を
分析すると同時に、めっき鋼板の任意の箇所のめっき層
の表面をわずかな傾斜（１〜１５°）を付けて研磨した
後、光学顕微鏡で５００倍の組織を観察した。
２５％Ｎ2 からなる還元ガス中で７５０℃で３０秒間還
元、焼鈍し７００℃に冷却後６３０℃に保持されためっ
き浴に浸漬し溶融めっきを行なった。上記浴中に３．５
秒浸漬後Ｎ2 ガスワイピングでめっき付着量を片面当た
り３０ｇ／ｍ2 に調整し、めっき浴組成とほぼ同一組成
のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金めっき鋼板を作成した。めっき
浴組成は０≦Ｓｉ（ｗｔ％）≦２０、並びに０≦Ｍｇ
（ｗｔ％）≦２０、０≦Ｃａ（ｗｔ％）≦２、０≦Ｚｎ
（ｗｔ％）≦３０の範囲で変化させた。得られためっき
鋼板は重量法でめっき付着量、並びに化学分析で組成を
分析すると同時に、めっき鋼板の任意の箇所のめっき層
の表面をわずかな傾斜（１〜１５°）を付けて研磨した
後、光学顕微鏡で５００倍の組織を観察した。
【００２３】その後、Ｃｒ付着量が３０ｍｇ／ｍ2 にな
るようにクロメート処理を行なった後、ブランク径１６
０ｍｍΦの試験片に鉱油を主成分とする防錆油を１．５
ｇ／ｍ2 塗布したのち、ポンチ径７８ｍｍΦで押し付け
荷重５ｋｇｆ／ｃｍ2 で４５ｍｍの深絞り成形を行なっ
た。このとき絞り成形されたサンプルのめっき剥離を目
視で確認すると同時に、側壁部から１０×１０ｍｍの試
片を切り出し、傾斜研磨後、光学顕微鏡でめっき割れの
状況を観察した。
るようにクロメート処理を行なった後、ブランク径１６
０ｍｍΦの試験片に鉱油を主成分とする防錆油を１．５
ｇ／ｍ2 塗布したのち、ポンチ径７８ｍｍΦで押し付け
荷重５ｋｇｆ／ｃｍ2 で４５ｍｍの深絞り成形を行なっ
た。このとき絞り成形されたサンプルのめっき剥離を目
視で確認すると同時に、側壁部から１０×１０ｍｍの試
片を切り出し、傾斜研磨後、光学顕微鏡でめっき割れの
状況を観察した。
【００２４】その後、トリクレン脱脂した後アクリル変
成樹脂を２０μｍ塗装し、腐食評価用サンプルを作成し
た。腐食評価用サンプルは５０℃の５％温塩水に３０日
浸漬したのちエッジ部からの膨れ状況並びに赤錆びの発
生有無で耐食性を評価した。上記加工・腐食試験結果を
表１に示す。表から明らかなように、めっき組成が適正
範囲に調整されその組織が制御された場合には、良好な
耐食性を示すが、Ｍｇ2 Ｓｉの粒径、Ｓｉ並びにＭｇの
いずれの元素でも適正範囲をはずれると充分な塗装後耐
食性が維持出来なくなる。
成樹脂を２０μｍ塗装し、腐食評価用サンプルを作成し
た。腐食評価用サンプルは５０℃の５％温塩水に３０日
浸漬したのちエッジ部からの膨れ状況並びに赤錆びの発
生有無で耐食性を評価した。上記加工・腐食試験結果を
表１に示す。表から明らかなように、めっき組成が適正
範囲に調整されその組織が制御された場合には、良好な
耐食性を示すが、Ｍｇ2 Ｓｉの粒径、Ｓｉ並びにＭｇの
いずれの元素でも適正範囲をはずれると充分な塗装後耐
食性が維持出来なくなる。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のＡｌ−Ｓｉ
−Ｍｇ系合金めっきを用いることによって、従来のＡｌ
めっき鋼板の問題点が解消され、いかなる環境でも優れ
た耐食性を発揮するめっき鋼板が提供できるようになっ
た。また、本発明のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金めっき鋼板
は、めっき割れ部に対しても従来よりも高い耐食性を維
持するので加工後の耐食性にも極めて優れる。したがっ
て、本発明の産業上の価値は極めて高いものであるとい
える。
−Ｍｇ系合金めっきを用いることによって、従来のＡｌ
めっき鋼板の問題点が解消され、いかなる環境でも優れ
た耐食性を発揮するめっき鋼板が提供できるようになっ
た。また、本発明のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金めっき鋼板
は、めっき割れ部に対しても従来よりも高い耐食性を維
持するので加工後の耐食性にも極めて優れる。したがっ
て、本発明の産業上の価値は極めて高いものであるとい
える。
【図１】本発明に係るＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板の金
属組織で「Ａｌ相」，「微細なＭｇ2 Ｓｉ相」，「塊状
のＭｇ2 Ｓｉ相」が混在する形態を示す模式図である。
属組織で「Ａｌ相」，「微細なＭｇ2 Ｓｉ相」，「塊状
のＭｇ2 Ｓｉ相」が混在する形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板の加
工後の金属組織で加工後のめっき割れが「塊状のＭｇ2
Ｓｉ相」を通過する様子を示す図である。
工後の金属組織で加工後のめっき割れが「塊状のＭｇ2
Ｓｉ相」を通過する様子を示す図である。
１ Ａｌ相 ２ 微細なＭｇ2 Ｓｉ相 ３ 塊状のＭｇ2 Ｓｉ相 ４ クラック ５ Ｓｉ相 ６ Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ相
フロントページの続き (72)発明者 新頭 英俊 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 真木 純 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 山口 伸一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 伊崎 輝明 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 佐藤 久明 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA05 AA22 AB05 AB48 AC12 AC52 AC82
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｍｇ：３〜１０％、 Ｓｉ：１〜１５％ を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶
融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶
融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層が、少なくと
も「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有するこ
とを特徴とする高耐食性めっき鋼板。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｍｇ：３〜１０％、 Ｓｉ：１〜１５％、 Ｃａ：０．０１〜２％ を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶
融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系めっき層を鋼板表面に形成した溶
融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層が、少なくと
も「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相」の長径が１０μｍ以下である金属組織を有するこ
とを特徴とする高耐食性めっき鋼板。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｍｇ：３〜１０％、 Ｓｉ：１〜１５％、 Ｃａ：０．０１〜２％、 Ｚｎ：３〜２５％ を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる溶
融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｚｎ系めっき層を鋼板表面に形成
した溶融Ａｌ基めっき鋼板であって、該めっき層が、少
なくとも「Ａｌ相」，「Ｍｇ2 Ｓｉ相」と「Ｍｇ2 Ｚｎ
相」からなり、「Ｍｇ2 Ｓｉ相」の長径が１０μｍ以下
である金属組織を有することを特徴とする高耐食性めっ
き鋼板。 - 【請求項４】 めっき表面から観察出来る加工後のめっ
き相割れが、塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を通過することを特徴
とする請求項１〜３に記載の高耐食性めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000069761A JP4199404B2 (ja) | 1999-03-15 | 2000-03-14 | 高耐食性めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6907799 | 1999-03-15 | ||
| JP11-69077 | 1999-03-15 | ||
| JP2000069761A JP4199404B2 (ja) | 1999-03-15 | 2000-03-14 | 高耐食性めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000328216A true JP2000328216A (ja) | 2000-11-28 |
| JP4199404B2 JP4199404B2 (ja) | 2008-12-17 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000069761A Expired - Fee Related JP4199404B2 (ja) | 1999-03-15 | 2000-03-14 | 高耐食性めっき鋼板 |
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2000
- 2000-03-14 JP JP2000069761A patent/JP4199404B2/ja not_active Expired - Fee Related
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