JP2001207249A - スパングル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパングル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ
−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼板の提供。 【解決手段】 質量％で、Ａｌ：０．１〜１５％、Ｓ
ｎ：１〜１０％を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不
純物よりなるめっき層を有することを特徴とするスパン
グル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合
金めっき鋼板。Ｍｇ：０．１〜５％やＳｉ，Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｃｕの１種以上のさらなる添
加、０．２〜２ｇ／ｍ² の下層Ｎｉめっきの適用が好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパングル均一性
と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼
板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融Ｚｎ系めっき鋼板のスパングル材
（めっき結晶の花模様）については商品化されており、
めっき浴中にＰｂあるいはＳｂを微量添加する方法やガ
ルバリウム鋼板（Ｚｎ−５５％Ａｌ−１．６％Ｓｉ）が
使用されている。建材、土木分野のガードレール、防音
壁を中心に外観、寿命延長の観点から高耐食性めっき鋼
板が今後多く使用される可能性が大である。特に、環境
と調和するスパングル模様の均一性に優れた表面を有
し、なおかつ高耐食性を有するめっき鋼板の開発が必要
である。従来から使用されてきたＰｂ，Ｓｂを含有する
溶融Ｚｎめっき鋼板は、Ｐｂ，Ｓｂの環境規制の観点か
ら、その代替めっきが期待されている。

【０００３】また、均一性なスパングル模様を有し、高
耐食性を有するめっき鋼板としては、Ｚｎ―５５％Ａｌ
−Ｓｉ系が多く実用化されているが、Ａｌを多く含有し
ているためその製造上、浴温度が高くなったり、Ａｌ原
単位が大のため高コストである欠点を有していた。従っ
て、Ａｌをなるべく減少させ、なおかつ、スパングルの
均一性ならびに耐食性に優れためっき鋼板の開発が期待
されていた。発明者らは、すでに特願平１０−２２８８
０１号にてＭｇ：１〜５％およびＡｌ：８〜３０％の組
成を有するＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼板はスパン
グル均一性に優れためっき鋼板であるが、さらにスパン
グル均一性に優れためっき鋼板へのニーズが高まってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
ニーズに応えるべく、意匠性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ
−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼板を低コストで提供せんと
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者らは、種々のめっ
き浴組成を検討の結果、Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき
において、極めて高いスパングル均一性が得られること
を見出し、最適な組成を特定することにより本発明を完
成させたものであって、本発明がその要旨とするところ
は、 （１）質量％で、Ａｌ：０．１〜１５％、Ｓｎ：１〜１
０％を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物よりな
るめっき層を有することを特徴とするスパングル均一性
と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼
板。 （２）Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層が、質量％で、
Ｍｇ：０．１〜５％を、さらに含有することを特徴とす
る前記（１）に記載のスパングル均一性と耐食性に優れ
る溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼板。

【０００６】（３）Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層
が、Ｓｉ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｃｕの１種
以上を、質量％でそれぞれ０．０１〜１％、さらに含有
することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の
スパングル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓ
ｎ系合金めっき鋼板。 （４）Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層の下層として、
Ｎｉめっき層を０．２〜２ｇ／ｍ² 有することを特徴と
する前記（１）〜（３）のいずれかに記載のスパングル
均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金め
っき鋼板である。

【０００７】

【発明の実施の形態】発明者らは、Ｚｎ−ＡｌおよびＺ
ｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき浴をベースにして、各種添加元素
を検討した。表面のスパングルの均一性ならびに耐食性
を詳細に調査した。めっき実験を重ね鋭意検討した結
果、めっき層Ｚｎを主成分とし、適正量のＡｌおよびＳ
ｎを同時に必須添加し、さらに必要に応じ所定量のＭｇ
を添加することことによって均一性の極めて高いスパン
グルめっきが得られ、従来のＰｂ添加の溶融Ｚｎめっき
鋼板およびＺｎ−５５％Ａｌ−Ｓｉ系以上にめっき層の
スパングル模様の均一性が極めて高く、かつ耐食性が良
好であることを見出した。また、めっき浴直上での冷却
コントロールもスパングルの均一化に有効であった。さ
らには、本めっき層の下層としてＮｉめっき層を施すこ
とにより加工部のめっき密着性がさらに高まり、特に切
断端面の耐食性が高まることを見いだし、本発明に至っ
た。

【０００８】本発明をさらに詳細に説明する。本発明
は、Ｚｎ−ＡｌおよびＺｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき層中にＳ
ｎを１％以上含有させることにより、めっき層表面のス
パングル結晶の外観を均一化できると同時に耐食性を高
めるができる。さらに、本めっき層の下層としてＮｉめ
っき層を施すことにより、加工部のめっき密着性が向上
するために、切断部の耐食性がさらに高まり、しかも従
来のＺｎ−５５％Ａｌ−Ｓｉ系のガルバリウムめっき鋼
板よりも大幅にＡｌを減少させて低コスト化できる点が
本発明の技術上の最大のポイントである。

【０００９】以下に本発明における各条件の限定理由に
ついて述べる。まず、めっき浴中のＳｎの含有量を１〜
１０質量％としたのは、１質量％以上の添加でめっき層
のスパングルが均一に形成され、逆に、１０質量％を超
えて過剰に添加してもその効果は飽和するばかりで、浴
においてドロスを増加させるなどの原因となるためであ
る。Ｓｎ添加によって、スパングル外観が均一になるメ
カニズムは未だ明確ではないが、めっきの凝固過程でＳ
ｎが、めっき粒界近傍にはきだされ、低融点のＳｎがい
つまでも融液として存在するため、めっき層のデンドラ
イト結晶が成長し続けることに起因しているものと考え
られる。

【００１０】Ａｌの含有量を０．１〜１５質量％とした
のは、Ｓｎとの複合添加において、この範囲でめっき層
のスパングル均一性が高く、耐食性にも優れためっき鋼
板が得られるためである。０．１質量％未満では耐食性
が不十分である。また、１５質量％を超えて添加しても
特に問題はないが、本発明の成分系では効果が飽和する
ためコスト上昇の要因となる。Ｍｇの含有量を０．１〜
５質量％としたのは、この範囲で添加することにより耐
食性にさらに優れためっき鋼板が得られるためである。
０．１質量％未満では耐食性に対する効果は見られな
い。また、５％を超えて過剰に添加しても効果は飽和す
るばかりで、浴においてドロスを増加させるなどの原因
となるためである。

【００１１】これら主要添加元素の他に、めっき層の耐
食性などの特性を向上する目的で、Ｓｉ，Ｎｉ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｃｕの１種以上を、それぞれ０．０
１〜１質量％の範囲で添加しても本発明の効果は維持さ
れる。それぞれ０．０１質量％未満の添加では効果が見
られず、１質量％を超えて添加しても効果は飽和するば
かりで、めっき層の加工性を阻害するなどの悪影響が懸
念される。めっき層の加工性などへの弊害を考慮すると
合計で３％までの添加とすることが好ましい。Ｚｎ−Ｍ
ｇ−Ａｌ系合金めっき層の付着量については、特に制約
は設けないが、耐食性の観点から１０ｇ／ｍ² 以上、加
工性の観点から３５０ｇ／ｍ² 以下であることが望まし
い。

【００１２】本発明のＺｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層
の下層として、を０．２〜２ｇ／ｍ ² Ｎｉめっきを施す
ことにより、めっき密着性が確保され、耐食性がさらに
向上する。特に、Ｍｇ，Ａｌを多く含有するめっき組成
では、めっき層自体がやや硬くなるため、より厳しい切
断、バイト加工などを受ける場合に極めて有効である。
０．２ｇ／ｍ² 未満では密着性向上効果が顕著でなく２
ｇ／ｍ² を超えても効果は飽和するので経済的に好まし
くない。

【００１３】本発明の溶融めっき鋼板は、いかなる従来
方法で製造してもよく、製造方法は特に限定しないが、
めっき浴直上での空冷処理などによる冷却処理はめっき
層のスパングルの均一化に有効であるので、適用するこ
とが好ましい。なお、本発明の下地鋼板としては、熱延
鋼板、冷延鋼板共に使用でき、鋼種もＡｌキルド鋼、Ｔ
ｉ，Ｎｂ等を添加した極低炭素鋼板、また、これらに
Ｐ、Ｓｉ、Ｍｎ等の強化元素を添加した高強度鋼など種
々のものが適用できる。また鋼板のみならず、鋼管、条
鋼、線材等のめっき鋼材の意匠性、耐食性を向上させる
目的にも本発明が適用可能である。

【００１４】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。表１に作成しためっき鋼板の組成を示す。
０．８ｍｍの鋼板を溶融めっきして、めっき鋼板を作製
した。めっき付着量は、１３５ｇ／ｍ² 、浴温は、４５
０℃とした。また、一部のめっき鋼板には電気めっきで
下層にＮｉめっきしたものも製造した。評価としては、
１５０×７０ｍｍの評価視野における、めっき層スパン
グルの均一性を目視観察によって調査した。耐食性は、
平板部およびシャーで切断した端面について、塩水噴霧
試験を行って評価した。なお、切断端面については、試
験中、めっき層の白錆が流れて端面を覆ってから赤錆発
生までの時間を測定した。評価基準は次の通りである。

【００１５】（１）スパングルの均一性（目視） 評点 （○以上を合格） ◎ 全面均一 ○ 不均一な部分認められるが目立たない △ 不均一な部分目立つ × 全面不均一もしくはスパングル未発生部あり

【００１６】 （２）耐食性の評価基準 （○以上合格） 評点 平板部 切断端面 （赤錆発生までの時間） （赤錆５０％となるまでの時間） ◎ ２０００ｈｒ超 １０００ｈｒ超 ○ １０００ｈｒ超〜２０００ｈｒ以内 ５００ｈｒ超〜１０００ｈｒ以内 △ ５００超〜１０００ｈｒ以内 ２００ｈｒ超〜５００ｈｒ以内 × ２００ｈｒ以内

【００１７】

【表１】

【００１８】本発明のめっき鋼鈑（Ｎｏ．１〜１２）
は、比較例（Ｎｏ．１３〜１５）に比べて、めっき表面
のスパングルが均一であり、平板部、切断端面共に耐食
性が良好である。また、Ｎｏ．５は下層としてＮｉめっ
きを施したものであり、Ｎｏ．６〜１２は、Ｚｎ−Ａｌ
−Ｓｎ−Ｍｇ合金に、さらにＳｉ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｓｂ，Ｐｂ，Ｃｕを添加した場合の例である。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、建材、土
木、車体等の用途に塗装することなく使用できる、スパ
ングル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系
合金めっき鋼板を提供でき、その産業上の価値は極めて
高いといえる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 賢一郎 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA05 AA22 AB05 AB15 AB26 AB44 AC62 AE23

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、Ａｌ：０．１〜１５％、Ｓ
   ｎ：１〜１０％を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不
   純物よりなるめっき層を有することを特徴とするスパン
   グル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合
   金めっき鋼板。
2. 【請求項２】 Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層が、質
   量％で、Ｍｇ：０．１〜５％を、さらに含有することを
   特徴とする請求項１に記載のスパングル均一性と耐食性
   に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき鋼板。
3. 【請求項３】 Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層が、Ｓ
   ｉ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｃｕの１種以上
   を、質量％でそれぞれ０．０１〜１％、さらに含有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のスパングル
   均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金め
   っき鋼板。
4. 【請求項４】 Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金めっき層の下層
   として、Ｎｉめっき層を０．２〜２ｇ／ｍ² 有すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパング
   ル均一性と耐食性に優れる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｎ系合金
   めっき鋼板。