JP2001073108A - 耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 - Google Patents
耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法Info
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- JP2001073108A JP2001073108A JP2000190473A JP2000190473A JP2001073108A JP 2001073108 A JP2001073108 A JP 2001073108A JP 2000190473 A JP2000190473 A JP 2000190473A JP 2000190473 A JP2000190473 A JP 2000190473A JP 2001073108 A JP2001073108 A JP 2001073108A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、従来に比べて飛躍的に耐食性に優
れ、かつ美麗な外観を有する溶融アルミめっき鋼板を提
供する。 【解決手段】 鋼板表面に重量％で、Ｍｇ：１〜１５
％、Ｓｉ：２〜１５％、Ｍｇ以外のアルカリ土類元素を
０．０２〜５％を含有するアルミめっき層を有すること
を特徴とする耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼
板。アルカリ土類元素としては、Ｃａが最も望ましく、
組成範囲はＭｇ：４〜９％、Ｓｉ：６〜１０％、Ｃａ：
０．０５〜０．５％、合金層厚みは５μｍ以下であるこ
とが望ましい。
れ、かつ美麗な外観を有する溶融アルミめっき鋼板を提
供する。 【解決手段】 鋼板表面に重量％で、Ｍｇ：１〜１５
％、Ｓｉ：２〜１５％、Ｍｇ以外のアルカリ土類元素を
０．０２〜５％を含有するアルミめっき層を有すること
を特徴とする耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼
板。アルカリ土類元素としては、Ｃａが最も望ましく、
組成範囲はＭｇ：４〜９％、Ｓｉ：６〜１０％、Ｃａ：
０．０５〜０．５％、合金層厚みは５μｍ以下であるこ
とが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の排気系部
材、ガソリンタンク材、屋根壁等の金属建材、トースタ
ー、ストーブ等の家庭用熱器具に使用される耐食性に優
れた溶融アルミめっき鋼板に関する。
材、ガソリンタンク材、屋根壁等の金属建材、トースタ
ー、ストーブ等の家庭用熱器具に使用される耐食性に優
れた溶融アルミめっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融アルミめっき鋼板は、高い耐食性と
耐熱性、美しい外観等から、前記したような自動車部
品、建材、家電部品等に鋼板に使用されている。近年の
自動車排気系部材の耐食性向上要求に対応するため、め
っき原板にＣｒを含有する鋼板、あるいはステンレスに
アルミめっきを施し、高い耐食性を持たせたものが多数
開発されている（特開昭６１−２３１１５２号公報、特
開平３−２７７７６１号公報等）。原板としてＣｒ含有
鋼ないしステンレス鋼を使用すると、当然耐食性は向上
するが、製造コストの増大となり、また加工性は劣化す
る傾向にある。そこで、めっき浴に耐食性向上元素を添
加する検討も種々なされ、特開平２−８８７５４号公
報、特開平７−２００９１号公報等において、Ｃｒ，Ｍ
ｎ添加等が開示されている。
耐熱性、美しい外観等から、前記したような自動車部
品、建材、家電部品等に鋼板に使用されている。近年の
自動車排気系部材の耐食性向上要求に対応するため、め
っき原板にＣｒを含有する鋼板、あるいはステンレスに
アルミめっきを施し、高い耐食性を持たせたものが多数
開発されている（特開昭６１−２３１１５２号公報、特
開平３−２７７７６１号公報等）。原板としてＣｒ含有
鋼ないしステンレス鋼を使用すると、当然耐食性は向上
するが、製造コストの増大となり、また加工性は劣化す
る傾向にある。そこで、めっき浴に耐食性向上元素を添
加する検討も種々なされ、特開平２−８８７５４号公
報、特開平７−２００９１号公報等において、Ｃｒ，Ｍ
ｎ添加等が開示されている。
【０００３】一方、最近では、自動車燃料タンクのＰｂ
フリー化が検討されつつあり、この用途へのアルミめっ
き鋼板の適用も進みつつある。この際の課題は、耐食性
と加工性、溶接性の高度なバランスである。一般に表面
処理鋼板において、めっきの付着量が増大するほど、耐
食性は当然向上するが、加工性、溶接性は低下する傾向
にある。この際の溶接性は、電極との反応性を意味し、
アルミは電極材質の銅と容易に反応するため、付着量を
増すと、電極と反応しやすくなり、電極寿命の低下を招
く。
フリー化が検討されつつあり、この用途へのアルミめっ
き鋼板の適用も進みつつある。この際の課題は、耐食性
と加工性、溶接性の高度なバランスである。一般に表面
処理鋼板において、めっきの付着量が増大するほど、耐
食性は当然向上するが、加工性、溶接性は低下する傾向
にある。この際の溶接性は、電極との反応性を意味し、
アルミは電極材質の銅と容易に反応するため、付着量を
増すと、電極と反応しやすくなり、電極寿命の低下を招
く。
【０００４】そこでこれらの特性を両立させるべく、や
はり多数の発明がなされている（特開平１０−４６３５
８号公報等）が、耐食性と溶接性、加工性を完全に両立
できるとは言い難い状況である。また、アルミめっきは
特に乾湿繰り返し環境では非常に耐食性に優れるが、常
時濡れた環境では溶解が進行しやすい傾向にある。塩害
環境では、アルミめっきは鋼板を犠牲防食して優先的に
溶解するが、常時濡れた環境ではその速度が大きく、短
期間でめっきが溶解してしまう可能性がある。
はり多数の発明がなされている（特開平１０−４６３５
８号公報等）が、耐食性と溶接性、加工性を完全に両立
できるとは言い難い状況である。また、アルミめっきは
特に乾湿繰り返し環境では非常に耐食性に優れるが、常
時濡れた環境では溶解が進行しやすい傾向にある。塩害
環境では、アルミめっきは鋼板を犠牲防食して優先的に
溶解するが、常時濡れた環境ではその速度が大きく、短
期間でめっきが溶解してしまう可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、アルミ
めっき鋼板の耐食性を抜本的に改善するため種々検討を
重ねた結果、めっき層へＭｇを添加し、めっき層中にＭ
ｇ2 Ｓｉ相を存在させることで極めて優れた耐食性が得
られることを知見し、その検討を鋭意進めてきた。すな
わち耐食性に寄与するのはＭｇ2 Ｓｉであり、めっきの
クラック、端面、溶接部等のめっきの被覆してない箇所
からの腐食に対してＭｇ2 Ｓｉが大きく寄与し、燃料タ
ンク環境における耐食性を劇的に向上させるという知見
を新たに得た。Ｍｇ2 Ｓｉは中性付近の腐食環境でも溶
解しやすく、溶解したＭｇが鉄面、あるいはめっき面に
安定な保護皮膜を形成すると思われる。このＭｇ2 Ｓｉ
を効率よく晶出させるには、冷却速度を上昇させること
が有効で、めっき後急冷することが好ましい。
めっき鋼板の耐食性を抜本的に改善するため種々検討を
重ねた結果、めっき層へＭｇを添加し、めっき層中にＭ
ｇ2 Ｓｉ相を存在させることで極めて優れた耐食性が得
られることを知見し、その検討を鋭意進めてきた。すな
わち耐食性に寄与するのはＭｇ2 Ｓｉであり、めっきの
クラック、端面、溶接部等のめっきの被覆してない箇所
からの腐食に対してＭｇ2 Ｓｉが大きく寄与し、燃料タ
ンク環境における耐食性を劇的に向上させるという知見
を新たに得た。Ｍｇ2 Ｓｉは中性付近の腐食環境でも溶
解しやすく、溶解したＭｇが鉄面、あるいはめっき面に
安定な保護皮膜を形成すると思われる。このＭｇ2 Ｓｉ
を効率よく晶出させるには、冷却速度を上昇させること
が有効で、めっき後急冷することが好ましい。
【０００６】本発明者らは既に特開昭５６−１２７７６
２号公報において、Ｓｉ，Ｍｇを含有するアルミめっき
鋼板の製造法を開示している。この公報において、Ｍｇ
量３％までの実施例は記載されているが、今回Ｍｇの添
加量を更に多くした領域でめっきを行うと、次のような
課題が見つかった。Ｍｇは極めて酸素との親和力の強い
元素であるため、めっき後のワイピング、冷却の仮定で
表面にＭｇ系の酸化皮膜を形成する。そして表面のみ束
縛された状態となり、中はなお溶融状態にあるため、重
力、冷却ガス等の影響で表面に皺が発生する。皺の大き
さ、間隔等は製造条件により異なるが、この皺のため、
外観が不均一となり商品価値を低下させてしまう。皺は
目視ではっきり見えるほど大きく、大きいもので深さ
０．５ｍｍにも達する。
２号公報において、Ｓｉ，Ｍｇを含有するアルミめっき
鋼板の製造法を開示している。この公報において、Ｍｇ
量３％までの実施例は記載されているが、今回Ｍｇの添
加量を更に多くした領域でめっきを行うと、次のような
課題が見つかった。Ｍｇは極めて酸素との親和力の強い
元素であるため、めっき後のワイピング、冷却の仮定で
表面にＭｇ系の酸化皮膜を形成する。そして表面のみ束
縛された状態となり、中はなお溶融状態にあるため、重
力、冷却ガス等の影響で表面に皺が発生する。皺の大き
さ、間隔等は製造条件により異なるが、この皺のため、
外観が不均一となり商品価値を低下させてしまう。皺は
目視ではっきり見えるほど大きく、大きいもので深さ
０．５ｍｍにも達する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このようなＭ
ｇを多量に有する浴で、かつアルミめっきのような高温
のめっき浴においても表面酸化に起因する皺発生を抑制
し、良好な外観を達成したものである。本発明者らは皺
の発生機構を解析し、皺は浴面におけるＭｇ系の酸化皮
膜に起因すること、及びこのＭｇ系酸化皮膜の生成を抑
制するには、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇに加え、Ｍｇ以外のアル
カリ土類金属の添加が、特にＢｅ，Ｃａが有効であると
の知見に至った。アルカリ土類金属としてはそれ以外に
Ｓｒ，Ｂａ等もあるが、皺に対する効果はそう大きくな
い。しかし、Ｂｅは、環境上の規制のかかりつつある元
素であるため、工業的にはＣａが最も望ましい元素であ
る。これらを添加することで耐食性等の他特性を損なう
ことなくめっき表面の皺発生という課題を解決すること
ができ、このとき表面はスムースとなる。
ｇを多量に有する浴で、かつアルミめっきのような高温
のめっき浴においても表面酸化に起因する皺発生を抑制
し、良好な外観を達成したものである。本発明者らは皺
の発生機構を解析し、皺は浴面におけるＭｇ系の酸化皮
膜に起因すること、及びこのＭｇ系酸化皮膜の生成を抑
制するには、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇに加え、Ｍｇ以外のアル
カリ土類金属の添加が、特にＢｅ，Ｃａが有効であると
の知見に至った。アルカリ土類金属としてはそれ以外に
Ｓｒ，Ｂａ等もあるが、皺に対する効果はそう大きくな
い。しかし、Ｂｅは、環境上の規制のかかりつつある元
素であるため、工業的にはＣａが最も望ましい元素であ
る。これらを添加することで耐食性等の他特性を損なう
ことなくめっき表面の皺発生という課題を解決すること
ができ、このとき表面はスムースとなる。
【０００８】更にめっき後にアルミナ粉末噴霧、調質圧
延等のゼロスパングル処理を施すと表面はより一層均一
になる。なお、Ｍｇの浴面における酸化を抑制するため
に、浴の表面を窒素等でシールして酸素濃度を低下する
という方法も考えられ、効果も認められるが、浴面から
ワイピング装置までを大気から遮蔽すると、ワイピング
装置の手入れ、浴面に浸漬する部材の溶損、酸素濃度の
モニター等操業面で煩雑となり、また操業コストも増大
する。本発明はそのようなシール設備を設けることなく
めっきを行うことを可能とするものである。
延等のゼロスパングル処理を施すと表面はより一層均一
になる。なお、Ｍｇの浴面における酸化を抑制するため
に、浴の表面を窒素等でシールして酸素濃度を低下する
という方法も考えられ、効果も認められるが、浴面から
ワイピング装置までを大気から遮蔽すると、ワイピング
装置の手入れ、浴面に浸漬する部材の溶損、酸素濃度の
モニター等操業面で煩雑となり、また操業コストも増大
する。本発明はそのようなシール設備を設けることなく
めっきを行うことを可能とするものである。
【０００９】以下、本発明の限定理由を説明する。まず
浴成分であるが、本発明ではＭｇ2 Ｓｉの防食作用を活
用したもので、ＭｇとＳｉを複合添加したものとする。
Ｍｇ2 Ｓｉを耐食性に寄与するほど晶出させるには、Ｍ
ｇが１％、Ｓｉが２％必要である。酸素との親和性が極
めて高いＭｇをこのくらいの量添加すると、皺発生とい
う外観不良が起こる。本発明はこの課題を解決したもの
である。Ｍｇ，Ｓｉ量の上限はめっき浴の融点上昇から
決まるもので、Ｍｇ：１５％，Ｓｉ：１５％とする。こ
れ以上の添加量では浴温を高くする必要があり、Ｍｇの
ヒューム発生、合金層の過剰な成長という問題が生じ
る。より望ましくは、Ｍｇ：４〜９％，Ｓｉ：６〜１３
％である。さらに、Ａｌ量が少なくなると腐食環境下に
おけるめっき層の溶解量が増加するため、Ａｌ量は６５
％以上が望ましく、逆にＡｌ量が多すぎるとめっき浴融
点上昇による操業性悪化、さらに耐食性劣化につながる
ため９７％以下であることが望ましい。
浴成分であるが、本発明ではＭｇ2 Ｓｉの防食作用を活
用したもので、ＭｇとＳｉを複合添加したものとする。
Ｍｇ2 Ｓｉを耐食性に寄与するほど晶出させるには、Ｍ
ｇが１％、Ｓｉが２％必要である。酸素との親和性が極
めて高いＭｇをこのくらいの量添加すると、皺発生とい
う外観不良が起こる。本発明はこの課題を解決したもの
である。Ｍｇ，Ｓｉ量の上限はめっき浴の融点上昇から
決まるもので、Ｍｇ：１５％，Ｓｉ：１５％とする。こ
れ以上の添加量では浴温を高くする必要があり、Ｍｇの
ヒューム発生、合金層の過剰な成長という問題が生じ
る。より望ましくは、Ｍｇ：４〜９％，Ｓｉ：６〜１３
％である。さらに、Ａｌ量が少なくなると腐食環境下に
おけるめっき層の溶解量が増加するため、Ａｌ量は６５
％以上が望ましく、逆にＡｌ量が多すぎるとめっき浴融
点上昇による操業性悪化、さらに耐食性劣化につながる
ため９７％以下であることが望ましい。
【００１０】耐食性へ最も寄与するのはＭｇ2 Ｓｉであ
り、この量が多いほど耐食性の向上効果は大きい。これ
に加え、アルカリ土類金属を添加することで外観の皺発
生を抑制できるが、その効果を奏するには０．０２％以
上が必要である。一方浴温上昇、めっき層の加工性低下
という意味から上限が決まり、５％とする。外観改善に
対して最も望ましいのは０．０５〜０．５％である。ア
ルカリ土類金属元素はめっき層中においてＳｉ，Ａｌと
の化合物を作りうるがその存在形態は特に限定しない。
また、上記成分以外にＺｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｍｎ，
Ｃｏ等をさらに添加した系もこの発明の主旨を損なうも
のではない。
り、この量が多いほど耐食性の向上効果は大きい。これ
に加え、アルカリ土類金属を添加することで外観の皺発
生を抑制できるが、その効果を奏するには０．０２％以
上が必要である。一方浴温上昇、めっき層の加工性低下
という意味から上限が決まり、５％とする。外観改善に
対して最も望ましいのは０．０５〜０．５％である。ア
ルカリ土類金属元素はめっき層中においてＳｉ，Ａｌと
の化合物を作りうるがその存在形態は特に限定しない。
また、上記成分以外にＺｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｍｎ，
Ｃｏ等をさらに添加した系もこの発明の主旨を損なうも
のではない。
【００１１】本発明において、アルミめっき鋼板の製造
法については特に限定するものではなく、溶融法、非水
溶媒からの電気法、蒸着法、クラッド法等が適用可能で
ある。現在最も工業的に普及しているのは溶融アルミめ
っき鋼板である。このときにはめっき層と地鉄の界面に
金属間化合物からなる合金層が生成する。溶融法でＡｌ
−Ｓｉ−Ｍｇめっきを製造すると合金層も当然生成する
が、このとき合金層の組成は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系であ
る。但しＭｇ、アルカリ土類金属元素の量が増大すると
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−アルカ
リ土類金属系の金属間化合物の生成も一部観察される。
合金層の厚みは５μｍ以下であることが望ましい。合金
層は硬質で脆性であるため、厚いと鋼板の加工性を大き
く阻害するためである。めっき浴にＭｇを添加すること
で、合金層厚みの低減効果も得られ、２μｍ以下の合金
層が可能となる。
法については特に限定するものではなく、溶融法、非水
溶媒からの電気法、蒸着法、クラッド法等が適用可能で
ある。現在最も工業的に普及しているのは溶融アルミめ
っき鋼板である。このときにはめっき層と地鉄の界面に
金属間化合物からなる合金層が生成する。溶融法でＡｌ
−Ｓｉ−Ｍｇめっきを製造すると合金層も当然生成する
が、このとき合金層の組成は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系であ
る。但しＭｇ、アルカリ土類金属元素の量が増大すると
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−アルカ
リ土類金属系の金属間化合物の生成も一部観察される。
合金層の厚みは５μｍ以下であることが望ましい。合金
層は硬質で脆性であるため、厚いと鋼板の加工性を大き
く阻害するためである。めっき浴にＭｇを添加すること
で、合金層厚みの低減効果も得られ、２μｍ以下の合金
層が可能となる。
【００１２】使用するめっき原板の組成は特に限定する
ものではないが、高度な加工性を要求される用途に対し
ては加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。逆に強度を要求さ
れる用途に対しては、低炭素鋼、ハイテン等を適用する
ことも当然可能である。一般にＣ，Ｓｉは鋼板の加工性
への影響が大きく、Ｓｉ，Ａｌは溶融めっきの際のめっ
き性を阻害して不めっきを惹起する元素でもある。Ｔ
ｉ，Ｎｂ，Ｖはいずれも炭化物形成元素であり、ＩＦ化
のために必要な元素である。
ものではないが、高度な加工性を要求される用途に対し
ては加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。逆に強度を要求さ
れる用途に対しては、低炭素鋼、ハイテン等を適用する
ことも当然可能である。一般にＣ，Ｓｉは鋼板の加工性
への影響が大きく、Ｓｉ，Ａｌは溶融めっきの際のめっ
き性を阻害して不めっきを惹起する元素でもある。Ｔ
ｉ，Ｎｂ，Ｖはいずれも炭化物形成元素であり、ＩＦ化
のために必要な元素である。
【００１３】本発明において、めっきの後処理も特に限
定しないが、Ｓｉ，Ｃの１以上を含有する後処理皮膜を
有することが望ましい。具体的には、クロメート等の化
成処理、樹脂被覆、樹脂クロメート処理等を行うことが
可能である。化成処理としてはリン酸、シリカ等を含有
することが可能で、Ｍｇ系の化合物を添加してもよい。
樹脂種としては、例えばアクリル酸またはメタアクリル
酸エステル、カルボン酸ビニルエステル、ビニルエーテ
ル、スチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル、ハ
ロゲン化ビニルなどのエチレン系不飽和化合物及びエポ
キシ、ウレタン、ポリエステル等がある。最近ではＣｒ
を使用しない後処理が種々開発されつつあるが、これら
を適用することも当然可能である。
定しないが、Ｓｉ，Ｃの１以上を含有する後処理皮膜を
有することが望ましい。具体的には、クロメート等の化
成処理、樹脂被覆、樹脂クロメート処理等を行うことが
可能である。化成処理としてはリン酸、シリカ等を含有
することが可能で、Ｍｇ系の化合物を添加してもよい。
樹脂種としては、例えばアクリル酸またはメタアクリル
酸エステル、カルボン酸ビニルエステル、ビニルエーテ
ル、スチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル、ハ
ロゲン化ビニルなどのエチレン系不飽和化合物及びエポ
キシ、ウレタン、ポリエステル等がある。最近ではＣｒ
を使用しない後処理が種々開発されつつあるが、これら
を適用することも当然可能である。
【００１４】溶融アルミめっき鋼板の後処理としては、
化成処理、樹脂被覆以外に、溶融めっき後の外観的一化
処理であるゼロスパングル処理、めっきの改質処理であ
る焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための調質圧延等
があり得るが、本発明においては特にこれらを限定せ
ず、適用することも可能である。めっき後に気水等を利
用して急冷処理を施すと、めっき組織、外観の均一化に
対して寄与するため、適用することが望ましい。均一に
鋼板とめっき浴とを反応させ、安定した外観を得るため
に、溶融めっき前にプレめっき、洗浄等の処理をするこ
とも考えられるが、これらを適用することも可能であ
る。プレめっきの種類としては、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｓｎ，Ｚ
ｎ系が考えられる。
化成処理、樹脂被覆以外に、溶融めっき後の外観的一化
処理であるゼロスパングル処理、めっきの改質処理であ
る焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための調質圧延等
があり得るが、本発明においては特にこれらを限定せ
ず、適用することも可能である。めっき後に気水等を利
用して急冷処理を施すと、めっき組織、外観の均一化に
対して寄与するため、適用することが望ましい。均一に
鋼板とめっき浴とを反応させ、安定した外観を得るため
に、溶融めっき前にプレめっき、洗浄等の処理をするこ
とも考えられるが、これらを適用することも可能であ
る。プレめっきの種類としては、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｓｎ，Ｚ
ｎ系が考えられる。
【００１５】溶融めっきにおいて、ワイピングはガスワ
イピング法が最も一般的である。ワイピングガス種は通
常Ｎ2 エア等であるが、その他にＣＯ2 、燃焼ガス等使
用することが可能であり、浴面における酸素濃度を制御
することも可能である。最後にめっきの付着量である
が、めっき付着量が増大すると一般に耐食性は向上し、
加工性、溶接性等は低下する。本発明は耐食性に優れる
めっき組成であり、付着量は低くすることが可能で、ア
ルミ被覆層と金属間化合物層の合計被覆量（以降めっき
付着量と称する）は片面当たり１０〜１００ｇ／ｍ2 と
することが望ましい。この時膜厚としては３〜３５μｍ
となる。
イピング法が最も一般的である。ワイピングガス種は通
常Ｎ2 エア等であるが、その他にＣＯ2 、燃焼ガス等使
用することが可能であり、浴面における酸素濃度を制御
することも可能である。最後にめっきの付着量である
が、めっき付着量が増大すると一般に耐食性は向上し、
加工性、溶接性等は低下する。本発明は耐食性に優れる
めっき組成であり、付着量は低くすることが可能で、ア
ルミ被覆層と金属間化合物層の合計被覆量（以降めっき
付着量と称する）は片面当たり１０〜１００ｇ／ｍ2 と
することが望ましい。この時膜厚としては３〜３５μｍ
となる。
【００１６】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 （実施例１）表１に示す成分の鋼を通常の転炉−真空脱
ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱
間圧延、冷延工程を行い、冷延鋼板（板厚０．８ｍｍ）
を得た。これを材料として、９０ｍｐｍで溶融アルミめ
っきを行った。溶融アルミめっきは無酸化炉−還元炉タ
イプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融めっきライン内
で行った。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。めっき
浴組成はＳｉ，Ｍｇ，Ｃａ量を種々変化させた。これら
以外に不純物元素として、めっき機器やストリップから
供給されるＦｅが１〜２％程度含有されていた。浴への
侵入板温、浴温は共に６５０℃とした。めっき後Ｎ2 ガ
スワイピング法でめっき付着量を両面約６０ｇ／ｍ2 に
調節し、冷却装置、ゼロスパングル装置を経て、後処理
としてシランカップリング材系のノンクロ処理をＳｉＯ
2 量換算で片面当たり約１００ｍｇ／ｍ2 施し、更に
０．５％で調質圧延した。こうして製造した試料を断面
から組織観察、ＥＰＭＡ分析を行い、粒状、塊状にＭｇ
2 Ｓｉが晶出していること、及びＡｌ−Ｓｉ−ＦｅにＭ
ｇが僅かに混入した厚み約１．５μｍの合金層が生成し
ていることを確認した。こうして製造した鋼板の特性評
価を下に記述する方法で行った。結果を表２に示す。
明する。 （実施例１）表１に示す成分の鋼を通常の転炉−真空脱
ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常の条件で熱
間圧延、冷延工程を行い、冷延鋼板（板厚０．８ｍｍ）
を得た。これを材料として、９０ｍｐｍで溶融アルミめ
っきを行った。溶融アルミめっきは無酸化炉−還元炉タ
イプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融めっきライン内
で行った。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。めっき
浴組成はＳｉ，Ｍｇ，Ｃａ量を種々変化させた。これら
以外に不純物元素として、めっき機器やストリップから
供給されるＦｅが１〜２％程度含有されていた。浴への
侵入板温、浴温は共に６５０℃とした。めっき後Ｎ2 ガ
スワイピング法でめっき付着量を両面約６０ｇ／ｍ2 に
調節し、冷却装置、ゼロスパングル装置を経て、後処理
としてシランカップリング材系のノンクロ処理をＳｉＯ
2 量換算で片面当たり約１００ｍｇ／ｍ2 施し、更に
０．５％で調質圧延した。こうして製造した試料を断面
から組織観察、ＥＰＭＡ分析を行い、粒状、塊状にＭｇ
2 Ｓｉが晶出していること、及びＡｌ−Ｓｉ−ＦｅにＭ
ｇが僅かに混入した厚み約１．５μｍの合金層が生成し
ていることを確認した。こうして製造した鋼板の特性評
価を下に記述する方法で行った。結果を表２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】（１）めっき層、合金層組成、厚み分析方
法 めっき層：ＪＩＳ Ｈ８６７２の参考に記載されてい
るめっき層の性状試験方法に従って、めっき層のみを剥
離した。すなわち、ＡｌＣｌ3 ・６Ｈ2 Ｏの２４１ｇ／
ｌ溶液中で、アルミめっき層を電解剥離した。この時の
剥離面積は２５ｃｍ2 であり、電流密度は２０ｍＡ／ｃ
ｍ2 とした。合金層を示す電位に達すると直ちに電流を
停止させ、合金層を露出させ、めっき層溶解液をＩＣＰ
で定量分析した。なお、Ｃｒ，Ｓｉを含有する化成処理
を施した鋼板を分析する場合には、表面を軽研磨してこ
れらの影響を少なくする必要がある。 合金層厚み：４００倍の断面検鏡写真より合金層厚み
を測定した。
法 めっき層：ＪＩＳ Ｈ８６７２の参考に記載されてい
るめっき層の性状試験方法に従って、めっき層のみを剥
離した。すなわち、ＡｌＣｌ3 ・６Ｈ2 Ｏの２４１ｇ／
ｌ溶液中で、アルミめっき層を電解剥離した。この時の
剥離面積は２５ｃｍ2 であり、電流密度は２０ｍＡ／ｃ
ｍ2 とした。合金層を示す電位に達すると直ちに電流を
停止させ、合金層を露出させ、めっき層溶解液をＩＣＰ
で定量分析した。なお、Ｃｒ，Ｓｉを含有する化成処理
を施した鋼板を分析する場合には、表面を軽研磨してこ
れらの影響を少なくする必要がある。 合金層厚み：４００倍の断面検鏡写真より合金層厚み
を測定した。
【００１９】（２）外観 目視で皺の発生を評価した。 〔評価基準〕 〇：皺発生無し ×：皺発生
【００２０】（３）耐食性評価 塩害耐食性 寸法７０×１５０ｍｍの試料に対してＪＩＳ Ｚ ２３
７１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、腐食生成物
を剥離して腐食減量を測定した。この腐食減量の表示は
めっき片面に対しての値である。 〔評価基準〕 ◎：腐食減量５ｇ／ｍ2 以下 〇：腐食減量１０ｇ／ｍ2 未満 △：腐食減量１０〜２５ｇ／ｍ2 ×：腐食減量２５ｇ／ｍ2 超
７１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、腐食生成物
を剥離して腐食減量を測定した。この腐食減量の表示は
めっき片面に対しての値である。 〔評価基準〕 ◎：腐食減量５ｇ／ｍ2 以下 〇：腐食減量１０ｇ／ｍ2 未満 △：腐食減量１０〜２５ｇ／ｍ2 ×：腐食減量２５ｇ／ｍ2 超
【００２１】塗装後耐食性 寸法７０×１５０ｍｍの試料をメラミン系黒色塗装２０
μｍを行い、１４０℃で２０分焼付けた。その後クロス
カットを入れ、塩水噴霧試験に供した。６０日後の外観
を目視観察した。 〔評価基準〕 ◎：赤錆発生無し 〇：クロスカット以外からの赤錆発生無し △：赤錆発生率５％以下 ×：赤錆発生率５％超
μｍを行い、１４０℃で２０分焼付けた。その後クロス
カットを入れ、塩水噴霧試験に供した。６０日後の外観
を目視観察した。 〔評価基準〕 ◎：赤錆発生無し 〇：クロスカット以外からの赤錆発生無し △：赤錆発生率５％以下 ×：赤錆発生率５％超
【００２２】屋外暴露試験 寸法５０×２００ｍｍに剪断し、南面３０°にて屋外暴
露試験を行った。３ヶ月経過後の端面からの赤錆発生
率、表面の変色状況を観察した。 〔評価基準〕 〇：端面からの赤錆発生率３０％未満 △：端面からの赤錆発生率３０〜８０％ ×：端面からの赤錆発生率８０％超
露試験を行った。３ヶ月経過後の端面からの赤錆発生
率、表面の変色状況を観察した。 〔評価基準〕 〇：端面からの赤錆発生率３０％未満 △：端面からの赤錆発生率３０〜８０％ ×：端面からの赤錆発生率８０％超
【００２３】（３）加工性 油圧成形試験機により、直径５０ｍｍの円筒ポンチを用
いて、絞り比２．２５でカップ成型を行った。試験は塗
油して行い、皺抑え力は５００ｋｇとした。加工性の評
価は次の指標によった。 〔評価基準〕 〇：異常無し △：めっきに亀裂有り ×：めっき剥離有り
いて、絞り比２．２５でカップ成型を行った。試験は塗
油して行い、皺抑え力は５００ｋｇとした。加工性の評
価は次の指標によった。 〔評価基準〕 〇：異常無し △：めっきに亀裂有り ×：めっき剥離有り
【００２４】
【表２】
【００２５】比較例Ｎｏ２０のようにＭｇを含有しない
場合には、厳しい環境下では耐食性に劣る傾向にある。
またＳｉ量が少ないと合金層が成長して加工性に劣る。
Ｃａを含有しないと性能面では問題ないが外観で皺が目
立つ。本発明例においても、Ｎｏ１のようにＭｇ量が少
ないとき、Ｎｏ５のようにＭｇ量が多いときのいずれも
耐食性が低下する傾向にあり、Ｍｇは４〜９％程度が耐
食性という観点から好ましい。また本発明例Ｎｏ８のよ
うに、Ｓｉ量が多すぎてもやや耐食性が低下する。一
方、Ｎｏ６，９のようにＳｉ量が低いときやＮｏ１５の
ようにＣａ量が多すぎるときにも合金層が成長しやすく
加工性という点でやや劣位にある。本発明例Ｎｏ１８の
ようにめっきの付着量が多すぎても、加工性が低下する
傾向にある。Ｍｇ，Ｓｉ量が適正域に有ると、極めて優
れた耐食性、加工性を示す。
場合には、厳しい環境下では耐食性に劣る傾向にある。
またＳｉ量が少ないと合金層が成長して加工性に劣る。
Ｃａを含有しないと性能面では問題ないが外観で皺が目
立つ。本発明例においても、Ｎｏ１のようにＭｇ量が少
ないとき、Ｎｏ５のようにＭｇ量が多いときのいずれも
耐食性が低下する傾向にあり、Ｍｇは４〜９％程度が耐
食性という観点から好ましい。また本発明例Ｎｏ８のよ
うに、Ｓｉ量が多すぎてもやや耐食性が低下する。一
方、Ｎｏ６，９のようにＳｉ量が低いときやＮｏ１５の
ようにＣａ量が多すぎるときにも合金層が成長しやすく
加工性という点でやや劣位にある。本発明例Ｎｏ１８の
ようにめっきの付着量が多すぎても、加工性が低下する
傾向にある。Ｍｇ，Ｓｉ量が適正域に有ると、極めて優
れた耐食性、加工性を示す。
【００２６】（実施例２）めっき浴の組成、操業条件を
固定し、Ｃａ以外のアルカリ土類金属元素の効果を調査
した。めっき浴組成はＡｌ−８％Ｓｉ−６％Ｍｇ−１．
５％Ｆｅとして、めっき付着量は両面６０ｇ／ｍ2 、後
処理はシランカップリング材系のノンクロメート処理と
し、付着量はシリカ換算１００ｍｇ／ｍ2 とした。評価
項目と方法は、基本的に実施例１と同じである。このと
き、めっき層組成としては、ぼぼＳｉ：７．８％，Ｍ
ｇ：５．９％，Ｆｅ：０．５％，合金層厚み：１．８〜
２．３μｍという数値が得られた。添加した元素と量、
及びその時の評価結果を表３にまとめる。Ｃａ以外の元
素でも皺の抑制傾向が認められたが、Ｓｒはやや耐食性
を低下させる傾向にある。
固定し、Ｃａ以外のアルカリ土類金属元素の効果を調査
した。めっき浴組成はＡｌ−８％Ｓｉ−６％Ｍｇ−１．
５％Ｆｅとして、めっき付着量は両面６０ｇ／ｍ2 、後
処理はシランカップリング材系のノンクロメート処理と
し、付着量はシリカ換算１００ｍｇ／ｍ2 とした。評価
項目と方法は、基本的に実施例１と同じである。このと
き、めっき層組成としては、ぼぼＳｉ：７．８％，Ｍ
ｇ：５．９％，Ｆｅ：０．５％，合金層厚み：１．８〜
２．３μｍという数値が得られた。添加した元素と量、
及びその時の評価結果を表３にまとめる。Ｃａ以外の元
素でも皺の抑制傾向が認められたが、Ｓｒはやや耐食性
を低下させる傾向にある。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【発明の効果】本発明は、耐食性等の特性と、均一で美
麗な外観を両立する溶融アルミめっき鋼板を提供する。
本発明によるアルミめっき鋼板は従前を遙かに凌駕する
耐食性を有するもので、その商品価値を外観で損なうこ
とを防止するものである。本発明により、外観を重視す
る用途へも適用が可能になるものであり、産業上の寄与
は大きい。
麗な外観を両立する溶融アルミめっき鋼板を提供する。
本発明によるアルミめっき鋼板は従前を遙かに凌駕する
耐食性を有するもので、その商品価値を外観で損なうこ
とを防止するものである。本発明により、外観を重視す
る用途へも適用が可能になるものであり、産業上の寄与
は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊崎 輝明 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 杉山 誠司 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 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番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA22 AB05 AB15 AB26 AB32 AB48 AC82 AE03 AE23
Claims (9)
- 【請求項１】 鋼板表面に重量％で、Ｍｇ：１〜１５
％、Ｓｉ：２〜１５％に加え、Ｍｇ以外のアルカリ土類
金属元素を０．０２〜５％を含有するアルミめっき層を
有することを特徴とする耐食性、外観に優れた溶融アル
ミめっき鋼板。 - 【請求項２】 鋼板表面に重量％で、Ｍｇ：１〜１５
％、Ｓｉ：２〜１５％、Ａｌ：６５〜９７％に加え、Ｍ
ｇ以外のアルカリ土類金属元素を０．０２〜５％を含有
するアルミめっき層を有することを特徴とする耐食性、
外観に優れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項３】 アルカリ土類金属元素がＣａであること
を特徴とする請求項１または２に記載の耐食性、外観に
優れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項４】 アルミめっき層成分がＭｇ：４〜９％、
Ｓｉ：６〜１３％、Ｃａ：０．０５〜０．５％であるこ
とを特徴とする請求項１〜３に記載の耐食性、外観に優
れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項５】 めっき層中にＭｇ2 Ｓｉ相が存在するこ
とを特徴とする請求項１〜４に記載の耐食性、外観に優
れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項６】 めっき層と鋼板の界面に厚み５μｍ以下
のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金層を有することを特徴とする
請求項１〜５に記載の耐食性、外観に優れた溶融アルミ
めっき鋼板。 - 【請求項７】 合金層中にＭｇを含有することを特徴と
する請求項６に記載の耐食性、外観に優れた溶融アルミ
めっき鋼板。 - 【請求項８】 めっき層の表面にＳｉ，Ｃの１以上を含
有する後処理皮膜を有することを特徴とする請求項１〜
７に記載の耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼
板。 - 【請求項９】 アルミめっき層の付着量が片面当たり１
０〜１００ｇ／ｍ2、または厚みで３〜３５μｍである
ことを特徴とする請求項１〜８に記載の耐食性、外観に
優れた溶融アルミめっき鋼板。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190473A JP4267184B2 (ja) | 1999-06-29 | 2000-06-26 | 耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18297199 | 1999-06-29 | ||
| JP11-182971 | 1999-06-29 | ||
| JP2000190473A JP4267184B2 (ja) | 1999-06-29 | 2000-06-26 | 耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073108A true JP2001073108A (ja) | 2001-03-21 |
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| JP2000190473A Expired - Fee Related JP4267184B2 (ja) | 1999-06-29 | 2000-06-26 | 耐食性、外観に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
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| WO2009131267A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Dongbu Steel Co., Ltd. | Hot-dip aluminum alloy plating composition and method for manufacturing hot-dip aluminum alloy plated steel using the same |
| JP2010168645A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-08-05 | Tokyo Institute Of Technology | 犠牲防食被膜、水素非侵入防食被膜、鋼材、および鋼材の製造方法 |
| WO2013008341A1 (ja) | 2011-07-14 | 2013-01-17 | 新日鐵住金株式会社 | アルコール又はその混合ガソリンに対する耐食性、および外観に優れたアルミめっき鋼板およびその製造方法 |
| EP3088558B1 (en) | 2013-12-23 | 2019-02-20 | Posco | Steel sheet for hot press forming with excellent corrosion resistance and weldability, forming member, and manufacturing method therefor |
| WO2020111883A1 (ko) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 주식회사 포스코 | 수소지연파괴특성 및 점용접성이 우수한 열간 프레스용 철-알루미늄계 도금 강판 및 그 제조방법 |
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| US10889884B2 (en) | 2015-07-30 | 2021-01-12 | Arcelormittal | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum |
| US10947608B2 (en) | 2015-10-05 | 2021-03-16 | Arcelormittal | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminum and comprising titanium |
| JP2021063295A (ja) * | 2010-01-25 | 2021-04-22 | ブルースコープ・スティール・リミテッドＢｌｕｅｓｃｏｐｅ Ｓｔｅｅｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 金属被覆された鋼ストリップ |
| US11162153B2 (en) | 2015-07-30 | 2021-11-02 | Arcelormittal | Method for the manufacture of a hardened part which does not have LME issues |
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-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000190473A patent/JP4267184B2/ja not_active Expired - Fee Related
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