JP2001262305A - 加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐食性と意匠性を備え、さらに厳しい
加工に耐え得るめっき皮膜を有し、しかも経済的に製造
できる加工性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％でＡｌ：３．５〜１５％、Ｍｇ：
０．５〜３．５％、Ｆｅ≦０．５ｇ／ｍ² 、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、ＣｄおよびＢｉの合計≦２００ｐｐｍ、残部がＺｎ
と不可避的不純物からなり、スパングルの平均直径≦２
ｍｍ、Ｚｎ（００・２）面の配向指数≦３．５であるめ
っき皮膜を備えた鋼板。この鋼板は、上記化学組成の溶
融めっき浴で浸漬してめっきし、ガスワイピング後気水
冷却を施した後、めっき層の凝固温度〜１３０℃の温度
領域で１０秒以上保持する後熱処理を施すことにより製
造される。後熱処理は気水冷却以降の冷却過程で施して
もよいし、一旦冷却した後に再加熱して施してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車、家電、建材
等の素材として好適な、加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ
系合金めっき鋼板およびその製造方法に関する。さらに
詳しくは、耐割れ性、密着性および意匠性にすぐれため
っき皮膜を有し、さらに経済性にも優れた溶融Ｚｎ−Ａ
ｌ系合金めっき鋼板とその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｚｎ系めっき鋼板は耐食性が良好なうえ
安価で経済性にも優れるので、自動車、家電、建材等の
素材として広く用いられている。中でも溶融Ｚｎ−Ａｌ
合金めっき鋼板は耐食性がさらに良好で耐熱性にも優れ
るので、屋根・壁材等の建材製品、ガードレール、配線
配管や防音壁等の土木製品などに加えて、自動車の遮熱
板、電気洗濯機、電子レンジ等の家電製品などにも急速
に普及しつつある。

【０００３】さらに、Ａｌ含有量が質量％で３．５〜
６．５％（以下、化学組成の％表示は質量％を意味す
る）である溶融Ｚｎ−Ａｌ合金は、その凝固点がＺｎと
Ａｌの共晶点（３８２℃）であるために純Ｚｎよりも融
点が低く、比較的低温で溶融めっきが可能である。一般
的に、溶融Ｚｎめっき時にはめっき皮膜と母材との界面
に合金層が発達しめっき皮膜の密着性が低下し、めっき
鋼板の加工性が損なわれるという問題があるが、上記溶
融Ｚｎ−Ａｌ合金めっきは、めっき温度が低くてもよい
ので合金層の発達が少なく、従ってめっき鋼板の加工性
も、他の溶融めっき製品に較べて優れることが知られて
いる。

【０００４】上記のように多様な用途に使用される鋼板
には、耐食性に加えて、さらに優れた加工性や、意匠性
も求められるようになっている。耐食性の改善に対して
は、Ｚｎ−Ａｌ合金にＭｇを数％含有させためっき皮膜
が有効であることが知られている（例えば、「材料とプ
ロセス」Ｖｏｌ．１２（１９９９）、Ｐ５５４）。この
Ｍｇを含有させたＺｎ−Ａｌ合金（以下、Ｚｎ−Ａｌ系
合金とも記す）は安定した溶融めっきが可能であり、耐
食性改善効果を活用するべく実用化が進められている。

【０００５】従来溶融めっき鋼板はめっき皮膜のスパン
グルが大きく、金属光沢に富むのが特長とされてきた
が、最近では用途によっては逆に金属光沢が少なく、ギ
ラギラ感がない、いわゆるつや消し外観を有する鋼板、
すなわち意匠性に富む鋼板も必要とされている。

【０００６】溶融亜鉛めっき鋼板の金属光沢を少なくし
て意匠性に富む鋼板にするには、溶融めっき後付着量を
調整するワイピング処理を経てめっき層が溶融状態にあ
るときに、水もしくは薬液をめっき層に噴霧するいわゆ
る気水冷却処理を施してスパングルを小さくする方法が
知られている。気水冷却されためっき鋼板は引き続き、
空冷あるいは水冷などの処理により常温領域まで冷却さ
れるのが一般的な製造方法である。

【０００７】気水冷却処理により、溶融めっき層は凝固
温度以下まで急冷され、凝固核が多数発生して急速に凝
固するためにスパングルが小さくなる。気水中に過冷却
を促進する薬液を混在させることにより、スパングルを
効率よく小さくすることもおこなわれている。

【０００８】例えば特開平１０−８８３１０号公報に
は、めっき浴に素鋼板を浸漬して引き出した後ガスワイ
ピングし、引き続きめっき層凝固開始温度以上の板温で
エアー圧が１．０Ｋｇｆ／ｃｍ² 以下の気水スプレー冷
却を施すことによりめっき表面の光沢度が１００以下で
ある、眩しさを抑えた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法
が開示されている。

【０００９】また、特開平１０−２６５９３１号公報に
は、Ａｌを３．１〜５．５質量％含有するＺｎ−Ａｌ系
合金めっき浴でめっきした後、めっき層が溶融状態にあ
る時に水もしくは薬液を噴霧してめっき層の表面粗さを
Ｒａで１．５μｍ以上にした、静止摩擦係数μが０．２
３以上である耐滑り性に優れためっき鋼板とその製造方
法が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】めっき鋼板を構造部材
などに加工した際にめっき皮膜が損傷すると（例えばめ
っき皮膜に亀裂などが発生すると）製品の外観を損なう
うえ、その部分の耐食性も損なわれる。従って、加工用
途に使用されるめっき鋼板のめっき皮膜には、めっき皮
膜の剥離や亀裂発生などの皮膜損傷が生じない優れた加
工性が必要とされる。

【００１１】Ｍｇを含有するＺｎ−Ａｌ溶融めっきの場
合であっても、意匠性のよいミニマムスパングル仕様の
表面外観は、溶融Ｚｎめっきで知られている気水冷却処
理の適用により簡単に得られる。しかしながら得られる
めっき鋼板は、気水冷却急冷処理を施さない場合に得ら
れる通常の大きなスパングルを有するめっき鋼板に比較
して、めっき皮膜の加工性が著しく低下するという問題
がある。

【００１２】Ｍｇを含有しない溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっ
き鋼板では、曲げ加工をおこなってもめっき皮膜に耐食
性に悪影響を及ぼすような大きいクラックが発生するこ
とはない。しかしながらめっき皮膜にＭｇが含有され、
かつ溶融めっき後に気水冷却して製造された溶融Ｚｎ−
Ａｌ系合金めっき鋼板では、厳しい加工を受ける部位の
めっき皮膜に大きいクラックが多数発生し、その部分か
ら腐食が進行して、平板部の耐食性は優れているにもか
かわらず構造部品としての商品価値が早期に損なわれる
等の問題が生じる。

【００１３】本発明の目的はこれらの問題点を解決し、
優れた耐食性と意匠性を備え、さらに厳しい加工に耐え
得るめっき皮膜を有し、しかも経済的に製造できる加工
性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板およびその
製造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、溶融めっ
き後気水冷却処理を施して作製したＡｌを３．５〜１５
％含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板のめっき皮
膜の加工性と溶融めっき条件との関係などに関して種々
研究を重ねた結果、以下に述べるような新たな知見を見
出した。

【００１５】Ｍｇを含有しないＺｎ−Ａｌ合金めっき鋼
板では、溶融めっき後気水冷却処理を施した場合でも曲
げ加工によるクラックの発生は抑制されていた。しかし
ながらＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板で
は、溶融めっき後気水冷却処理を施した場合には、曲げ
加工を施すと曲げ部のめっき皮膜には多数のクラックが
観察された。曲げ部のめっき皮膜断面を子細に顕微鏡観
察した結果、クラックは溶融金属からＺｎ相とＡｌ富化
相とがラメラー状に晶出した共晶部か、その共晶部と初
晶のβＺｎ相との境界部に発生していることが認められ
た。

【００１６】上記溶融めっき後急冷して得られるＺｎ−
Ａｌ系合金めっき皮膜の加工性は、気水冷却を施しため
っき皮膜に、１３０℃以上、めっき皮膜の融点未満の温
度範囲で１分間程度保持する短時間の熱処理（以下、単
に「後熱処理」と記す）を施すことにより大幅に改善す
ることができる。

【００１７】その理由は定かではないが、以下のように
推測される。一般的に溶融状態のＺｎめっき層を冷却し
た場合、冷却速度の増加に伴ってめっき面に平行なＺｎ
（００・２）面のＸ線ピーク強度が増加することも知ら
れており（例えば、Ｚｉｎｃ−Ｂａｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ
ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｔｈｅ Ｍｉｎｅ
ｒａｌｓ、Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ、１９９８、
ｐ２６１．）、Ｚｎの結晶組織は、Ｚｎ（００・２）面
がめっき面に平行に優先的に配向することが知られてい
る。この現象はめっき皮膜の化学組成がＡｌを多量に含
有するものであっても、溶融めっき面に気水冷却処理や
Ｚｎ粉末を吹き付けるハーティ処理などを施してスパン
グルの核発生を促進させて得られためっき皮膜であって
も同様である。

【００１８】そしてＺｎ（００・２）面の配向性を小さ
くすることによりＺｎ相の延性は改善される。これは、
Ｚｎ（００・２）面の配向性が小さくなると加工時にめ
っき皮膜内での双晶スベリ変形の発生が容易になること
によるものと推察される。

【００１９】Ｚｎ（００・２）面の配向性は、気水冷却
を施しためっき皮膜に、１３０℃以上、めっき皮膜の融
点未満の温度範囲で１分間程度保持する短時間の熱処理
（すなわち後熱処理）を施すことにより、容易にランダ
ム化させることができる。これは、溶融状態から急冷し
て凝固させためっき皮膜にはＡｌやＭｇが過飽和に固溶
されており、皮膜内部には大きい内部応力が発生してい
るが、これに低温短時間の後熱処理を施すことにより、
固溶原子の拡散促進と内部応力の解放が促進されこれら
を駆動源としてめっき皮膜の再結晶が容易に生じること
によると推察された。さらにめっき皮膜の加工性改善に
は、後熱処理による過飽和固溶状態の解消や、残留応力
の解放などによる延性改善効果も寄与しているものと思
われる。

【００２０】本発明はこれらの新たな知見を基にして完
成されたものであり、その要旨は下記（１）に記載の加
工性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板および
（２）、（３）に記載のその製造方法にある。

【００２１】（１）母材鋼板の少なくとも片面に溶融Ｚ
ｎ−Ａｌ系合金めっき皮膜を備えた鋼板であって、その
めっき皮膜は、化学組成が質量％でＡｌ：３．５〜１５
％、Ｍｇ：０．５〜３．５％、残部がＺｎおよび不可避
的不純物からなり、不可避的不純物としてのＦｅ含有量
が０．５ｇ／ｍ² 以下、Ｐｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの
含有量が合計で２００ｐｐｍ以下であり、スパングルの
平均直径が２ｍｍ以下、かつめっき面に平行なＺｎ（０
０・２）面の配向指数が３．５以下であることを特徴と
する加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板。

【００２２】（２）母材鋼板を、質量％でＡｌ：３．５
〜１５％、Ｍｇ：０．５〜３．５％含有し、残部がＺｎ
および不可避的不純物からなり、不可避的不純物として
のＰｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含有量が合計で２００
ｐｐｍ以下である溶融めっき浴に浸漬して引き上げた後
ガスワイピングを施し、溶融状態にあるめっき層に水も
しくは水と薬液との混合物をめっき層に噴霧してめっき
層を冷却凝固させ、引き続きめっき層の凝固温度以下、
１３０℃以上の領域で１０秒以上保持し、その後常温ま
で冷却することを特徴とする上記( １) に記載の加工性
に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の製造方法。

【００２３】（３）母材鋼板を、質量％でＡｌ：３．５
〜１５％、Ｍｇ：０．５〜３．５％含有し、残部がＺｎ
および不可避的不純物からなり、不可避的不純物として
のＰｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含有量が合計で２００
ｐｐｍ以下である溶融めっき浴に浸漬して引き上げた後
ガスワイピングを施し、溶融状態にあるめっき層に水も
しくは水と薬液との混合物を該めっき層に噴霧してめっ
き層を冷却凝固させて１３０℃以下に冷却し、次いで１
３０℃以上、めっき層溶融温度未満の温度領域に加熱
し、該温度領域で１０秒間以上保持した後常温まで冷却
することを特徴とする上記( １) に記載の加工性に優れ
た溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の製造方法。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に述べ
る。めっき皮膜の化学組成：本発明が規定するめっき皮
膜は、Ａｌを３．５％以上、１５％以下、Ｍｇを０．５
％以上、３．５％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避
的不純物からなる化学組成を有する。

【００２５】Ａｌはめっき皮膜の耐食性を向上させる作
用があるが、その効果を得るには３．５％以上含有させ
る必要がある。このためＡｌ含有量は３．５％以上とす
る。好ましくは４．０％以上である。Ａｌ含有量が１５
％を超えるとめっき浴の融点が上昇し、母材との界面に
Ｚｎ−Ａｌ合金層が発達しめっき皮膜の加工性および密
着性を阻害する。これを避けるためにＡｌ含有量は１５
％以下とする。好ましくは１３％以下である。Ａｌは高
価な元素であるので、経済性を重視する場合には、Ａｌ
含有量を５．５％以下とするのがよい。

【００２６】ＭｇはＺｎ−Ａｌ合金めっき皮膜の耐食性
を向上させる作用があるが、その効果を得るには０．５
％以上含有させる必要がある。このためＭｇ含有量は
０．５％以上とする。好ましくは１．０％以上である。
Ｍｇ含有量が３．５％を超えると耐食性が飽和し、これ
以上の添加は経済性を損なうのみであるので、Ｍｇ含有
量は３．５％以下とする。浴面での酸化物の生成を抑制
して美麗なめっき皮膜とするのはＭｇ含有量は３．０％
以下とするのが望ましい。

【００２７】残部はＺｎおよび不可避的不純物であり、
不可避的不純物は少ない程よいが、中でもめっき皮膜中
のＦｅ含有量は０．５ｇ／ｍ² 以下とする。めっき皮
膜中のＦｅは鋼板／めっき界面に形成される合金層の成
長に伴って増加する。この合金層が発達し、Ｆｅ含有量
が０．５ｇ／ｍ² を超えるとめっき皮膜の加工性が損
なわれるので好ましくない。好ましくは０．２ｇ／ｍ²
以下である。めっき皮膜中のＦｅは鋼板から溶出するも
のが大半であり、めっき浴温度、めっき槽への母材浸入
温度などが過度に高くならないようにするのがよい。Ｆ
ｅ含有量を０．５ｇ／ｍ² 以下とするには、例えばめ
っき浴温度を４６０℃以下、めっき槽への母材浸入温度
を４９０℃以下などに制限するのがよい。

【００２８】不可避的不純物としてのＰｂ、Ｓｎ、Ｂｉ
およびＣｄは、気水冷却などの急冷処理を施す場合に
は、粒界に偏析して粒界腐食の原因となる。これを防止
するためには、Ｐｂ、Ｓｎ、ＢｉおよびＣｄの含有量は
合計で２００ｐｐｍ以下とするのが望ましい。より望ま
しくは１００ｐｐｍ以下である。通常これらの不純物は
めっき浴を用意する際に原料から混入することから、原
料の段階でこれらの不純物を排除するのがよい。

【００２９】めっき皮膜のスパングルの大きさ：スパン
グルの大きさが平均直径で２ｍｍを超えると、隣接する
鋼板間で光沢の差異が目立ち、めっき皮膜を見る角度に
よっては製造チャンスによって色調が大きく異なり、意
匠性を損なう。これを防止するためにスパングルの大き
さを平均直径で２ｍｍ以下に限定する。さらに、意匠性
を重視した適用部位には１．５ｍｍ以下が望ましい。

【００３０】Ｚｎ（００・２）面の配向性：めっき皮膜
のＺｎ（００・２）面の配向性は、下記式で計算される
配向指数（以下、「Ｉ_a 」と記す）で３．５以下とす
る。Ｉ _a の算出は、めっき皮膜の（ｈｋ・ｌ）結晶面の
Ｘ線回折強度をＣｏ管球を用い加速電圧３０ｋｖ、電流
１００ｍＡの条件で測定し、その結果から下記式により
算出した値を用いる。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここで、Ｉ_(XX ・_X)：Ｘ線回折における
（ＸＸ・Ｘ）面の積分強度、Ｉ_F(XX・_X)：Ｘ線回折にお
ける（ＸＸ・Ｘ）面の積分強度比率、Ｉ_FR(XX ・_X)：Ａ
ＳＴＭカード記載の（ＸＸ・Ｘ）面のＸ線回折における
強度比率を表す。

【００３３】Ｚｎ（００・２）面の配向指数が３．５を
超えるとめっき皮膜中に分散したＺｎ相の変形能が乏し
く、曲げ加工部のクッラクが大きくなり、腐食性環境下
での耐食性が著しく低下する。このため、上記配向指数
は３．５以下とする。好ましくは２．５以下である。

【００３４】本発明の鋼板の製造方法：本発明の鋼板
は、母材鋼板を、Ａｌを３．５％以上、１５％以下、Ｍ
ｇを０．５％以上、３．５％以下含有し、残部がＺｎお
よび不可避的不純物からなり、不可避的不純物としての
Ｐｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含有量が合計で２００ｐ
ｐｍ以下である溶融めっき浴に浸漬して引き上げた後ガ
スワイピングを施し、溶融状態にあるめっき層に水もし
くは薬液をめっき層に噴霧してる溶融めっき浴に浸漬し
て溶融めっきし、めっき層が溶融状態にある間に水もし
くは薬剤を該めっき層表面に噴霧してめっき層を冷却凝
固させ、引き続きめっき層の凝固温度以下、１３０℃以
上の領域で１０秒以上保持し、その後常温まで冷却して
製造するか、または、めっき層を冷却凝固させて１３０
℃以下に冷却し、次いで１３０℃以上、めっき層溶融温
度未満の温度領域に加熱し、該温度領域で１０秒間以上
保持した後常温まで冷却して製造するのがよい。

【００３５】母材は、熱間圧延板、冷間圧延板のいずれ
を用いてもよい。冷間圧延板を母材に用いる場合には、
焼鈍していないものを用いるのが経済的で好ましいが、
焼鈍済みのものでも構わない。

【００３６】めっき皮膜のＡｌ、Ｍｇなどの含有量はほ
ぼめっき浴における各元素の濃度に等しくなる。従って
めっき浴の化学組成は、Ａｌ：３．５〜１５％、Ｍｇ：
０．５〜３．５％、残部はＺｎおよび不可避的不純物か
らなり、不可避的不純物としてのＰｂ、Ｓｎ、Ｃｄおよ
びＢｉの含有量が合計で２００ｐｐｍ以下であるものと
する。

【００３７】溶融めっきを施すのは母材の両面がよい
が、片面のみでも構わない。ガスワイピング法など公知
の方法でめっき付着量を調整した後、めっき皮膜のスパ
ングルの大きさが平均直径で２ｍｍ以下になるように、
めっき層が溶融状態にある間に水もしくは薬剤を該めっ
き層表面に噴霧するスパングル調整処理を施す。この方
法は公知の方法でよく、めっき層が溶融状態にある温度
域で、水および昇華性の薬剤、例えばリン酸アンモニウ
ムなどを含有した水溶液を噴霧してめっき層を凝固させ
る。

【００３８】その後めっき層の凝固温度以下、１３０℃
以上の領域で１０秒以上保持する後熱処理を施す。この
後熱処理により、Ｚｎ−Ａｌ間またはＺｎ−Ｍｇ間の拡
散促進によるＡｌまたはＭｇの過飽和状態解消と、内部
応力の存在により促進される再結晶を通じてＺｎ（００
・２）面の配向指数を３．５以下にすることができる。

【００３９】後熱処理温度が１３０℃に満たないか、上
記温度範囲での保持時間が１０秒間に満たない場合には
再結晶が十分ではなく、Ｚｎ（００・２）面の配向指数
を３．５以下にすることができず、めっき皮膜の加工性
が改善されない。より配向性の制御性を高めるには１５
０℃以上あるいは保持時間を２０秒以上とするのが望ま
しい。

【００４０】後熱処理温度がめっき層の凝固温度を超え
るとスパングルが再び開華し、意匠性が低下するおそれ
がある。従って後熱処理温度の上限はめっき層の凝固温
度とする。凝固温度はＭｇの含有量により影響される
が、概ね３８０℃前後である。

【００４１】後熱処理温度範囲での保持時間の上限は特
に限定するものではないが、低温域であっても５分間を
超えて長く保持しても後熱処理としての効果が飽和する
うえ、経済性を損なうのみであるので、保持時間は長く
ても５分以下とするのがよい。保持温度が高温域である
場合には上記範囲内で短時間側の保持時間とするのがよ
い。

【００４２】後熱処理を施すタイミングは、気水冷却処
理後１３０℃以下に一旦冷却したのち、上記温度領域に
再加熱して施しても同様の効果が得られるので、この方
法でも構わない。なお、上記保持時間は鋼板が上記温度
範囲で滞留している時間を意味するものである。

【００４３】後熱処理温度領域での保持方法は鋼板の冷
却を防止することでおこなってもよいし、高周波加熱、
ガス燃焼加熱、通電加熱など公知の加熱手段を併用して
もよい。また、一旦１３０℃以下に冷却した後に再加熱
して後熱処理する場合の加熱手段も上記と同様の方法で
よい。

【００４４】上記以外の製造方法は任意であり、公知の
方法によればよいが、好適な例を示せば以下のとうりで
ある。母材鋼板には、その表面を溶融めっきに適する状
態にするために、アルカリ水溶液等で洗浄したり、ナイ
ロンブラシ等で表面を研削する前処理を施す。次いで還
元性雰囲気中で６００℃以上、あるいは再結晶温度以上
に加熱して所要の時間保持した後、めっき浴温度近傍ま
で冷却する。前記還元性雰囲気は通常採用されている雰
囲気でよく、例えば水素が５〜３０体積％、残部が窒素
からなり、露点が―６０℃以上、―１０℃以下などの雰
囲気が好適である。

【００４５】その後上記化学組成を有するめっき浴に浸
漬し、めっき付着量を所望の量に調整する。めっき浴の
温度は、めっき皮膜組成の合金の融点よりも３０〜６０
℃高くするのが好ましい。６０℃を超えて高めると、め
っき浴に浸漬したときの合金層の発達が著しくなるので
好ましくない。めっき皮膜の付着量は任意であるが、適
正な操業効率を確保するには、片面当たり４０〜１５０
ｇ／ｍ² の範囲が好適である。めっき付着量の調整は
ガスワイピング法（気体絞り法）がよいが他の方法でも
構わない。

【００４６】めっき付着量を調整した後は気水冷却処理
によりスパングルを調整するのがよいが、他の方法、例
えば溶融めっき層の凝固核となる金属粉末を吹き付ける
いわゆるハーティー法などで調整してもよい。

【００４７】後熱処理した後はそのまま本発明の溶融Ｚ
ｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板としてもよいが、防錆油、潤
滑防錆油、クロメート、樹脂塗膜、クロメート／樹脂塗
膜等、通常施される後処理を施しても構わない。

【００４８】

【実施例】（実施例１）Ｃ：０．０４％、Ｍｎ：０．２
５％を含有する厚さが０．７ｍｍの未焼鈍の低炭素鋼冷
延板から、幅１００ｍｍ、長さ２００ｍｍの試験片を採
取し、この試験片を７５℃の１０％ＮａＯＨ水溶液で脱
脂、洗浄し、溶融亜鉛めっきシミュレータ装置を使用し
て、水素：２０体積％、残部窒素で露点が―４０℃であ
る雰囲気中で８００℃に加熱し、６０秒間保持する再結
晶焼鈍を施した。溶融めっき浴として、Ａｌ：３〜１８
％、Ｍｇ：０〜１５％を含有し、融点＋４０℃に調整し
たＺｎ−Ａｌ系溶融めっき浴を準備し、上記再結晶焼鈍
した母材を溶融めっき浴温度近傍まで冷却し、溶融めっ
き浴に浸漬し、引き上げてガスワイピングして母材の両
面に、片面当たりの付着量を１００ｇ／ｍ² とする溶融
めっきを施した。次いで気水冷却を施してスパングル粒
径を調整した。比較例として圧空のみを吹き付けてスパ
ングルを調整したもの（試験番号３３）、およびスパン
グル調整をおこなわなかったもの（試験番号３４）も作
製した。

【００４９】次いでこれらの試験片は種々の後熱処理温
度まで冷却速度２０℃／秒で冷却し、種々の時間保持し
た後、常温まで水冷した。後処理温度は２００℃または
１３０℃とした他、比較例として１２０℃とした試験片
も作製した。

【００５０】なお、他の実施例として、気水冷却処理後
３００〜２００℃の間を３０秒間で冷却する緩冷却とし
たのち常温まで水冷したもの（試験番号２１）、およ
び、気水冷却処理後冷却速度５０℃／秒で一旦常温まで
冷却したのち２００℃に加熱した雰囲気炉に装入して３
０秒間保持し、その後常温まで水冷したもの（試験番号
２２）も作製した。

【００５１】得られた鋼板のめっき皮膜の化学組成を分
析し、スパングル径、Ｚｎ（００・２）面の配向指数、
加工性などの性能を以下の方法で評価した。スパングル
径：めっき皮膜表面から２０個所を無作為に選択し、そ
の場所のスパングルの長径と短径の平均値を求め、２０
個の平均値を平均直径とした。

【００５２】Ｚｎ（１１・２）面の配向指数：めっき皮
膜のＸ線回折強度をＣｏ管球を用い加速電圧３０ｋｖ、
電流１００ｍＡの条件で測定し、その結果から上記式
（１）および式（２）により配向指数（Ｉ_a ）を算出し
た。

【００５３】曲げ加工性：幅：７０ｍｍ、長さ：１５０
ｍｍの長さ方向を圧延方向とした曲げ試験片を採取し、
内側半径を０．３５ｍｍとする曲げ加工（１ｔ折り曲げ
加工、ｔは板厚）を施し、曲げ部の外観を顕微鏡観察
し、めっき皮膜での亀裂の発生状況を下記の５段階で評
価した。 ◎：亀裂が全く認められない。 ○：小さな亀裂が一部に認められる。 △：小さな亀裂が全面に認められる。 ×：大小の亀裂が混在し、全面に認められる。 ＸＸ：大きな亀裂が全面に認められる。

【００５４】耐食性：幅：７０ｍｍ、長さ：１５０ ｍ
ｍの試験片の端面をテープでシールし、２ｔ折り曲げ加
工を施し、サイクル腐食試験を施し、平板部と曲げ加工
部について赤錆が発生するまでの日数を求めた。腐食試
験サイクルは、１サイクルが、塩水噴霧（３５℃×６時
間）→乾燥（６０℃×１２時間）→湿潤（５０℃×６時
間）である。耐食性の評価は、平板部については５０日
以上、曲げ加工部については３０日以上、赤錆が発生し
なかった場合を良好と判断した。

【００５５】経時剥離性：幅：２５ｍｍ、長さ：１００
ｍｍの試験片を温度が８０℃、相対湿度が９５％の高温
高湿状態で２４０時間保管する腐食試験をおこなった
後、２ｔ折り曲げ加工を施し、曲げ部に粘着テープを貼
り付けて引き剥がし、粘着テープによるめっき皮膜の剥
離状況を目視観察し、その結果を下記の基準で評価し
た。 ◎：全く剥離が認められない。 ○：エッジ部にわずかに剥離が認められる △：曲げ部幅方向線状に剥離が認められる ×：曲げ部全面に剥離が認められる 意匠性：ＪＩＳ−Ｚ８７４１に記載されている２０度鏡
面光沢度測定方法で評価した。測定装置としてスガ製Ｕ
ＧＶ−４Ｄを使用し、得られた結果が２０〜４０の範囲
内の場合を良好と判断した。 ○：２１〜４０ △：４１〜６０ ×：６１〜 表１にめっき皮膜の化学組成と得られた鋼板の性能評価
結果を示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１からわかるように本発明の規定する条
件を満足する試験番号１〜２２はいずれも優れた曲げ加
工性、耐食性、経時剥離性および意匠性を示していた。
これに対しめっき皮膜の化学組成が本発明の規定する条
件を満足しなかった試験番号２３〜２８はいずれかの鋼
板性能が劣っていた。試験番号２９はＭｇが過剰であ
り、コストが高く、経済性がよくなかった。後熱処理温
度が低すぎた試験番号３０、後熱処理時間が短かすぎた
試験番号３１ではいずれも所望のＺｎ（００・２）面の
配向性が得られず、曲げ加工性がよくなかった。後熱処
理を４００℃でおこなった試験番号３２はＺｎ（００・
２）面の配向性大きかったうえスパングルが再び開華し
て意匠性がよくなかった。ガスワイピング後高圧空気の
みを吹き付けた試験番号３３および気水冷却処理を施さ
なかった試験番号３４はスパングルが大きすぎたために
意匠性がよくなかった。

【００５８】

【発明の効果】本発明の溶融Ｚｎ―Ａｌ系合金めっき鋼
板は、平板部の耐食性が優れるうえ、めっき皮膜の加工
性が良好で加工部でのめっき皮膜の損傷がないので、加
工部の耐食性も優れる。従って本発明の鋼板を使用すれ
ば自動車、家電、建材等の構造部材の高寿命化を実現で
きるので、本発明の鋼板は極めて有用な鋼板である。ま
た、本発明の鋼板は、特殊な設備を用いることなく安定
して容易に製造できるので経済性に優れる鋼板である。

フロントページの続き (72)発明者 竹林 浩史 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA22 AB02 AB05 AB44 AC32 AC52 AC62 AC64 AC72 AD27 AE03 AE12 AE18 AE22 AE25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材鋼板の少なくとも片面に溶融Ｚｎ−
   Ａｌ系合金めっき皮膜を備えた鋼板であって、そのめっ
   き皮膜は、化学組成が質量％でＡｌ：３．５〜１５％、
   Ｍｇ：０．５〜３．５％、残部がＺｎおよび不可避的不
   純物からなり、不可避的不純物としてのＦｅ含有量が
   ０．５ｇ／ｍ² 以下、Ｐｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含
   有量が合計で２００ｐｐｍ以下であり、スパングルの平
   均直径が２ｍｍ以下、かつめっき面に平行なＺｎ（００
   ・２）面の配向指数が３．５以下であることを特徴とす
   る加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板。
2. 【請求項２】 母材鋼板を、質量％でＡｌ：３．５〜１
   ５％、Ｍｇ：０．５〜３．５％含有し、残部がＺｎおよ
   び不可避的不純物からなり、不可避的不純物としてのＰ
   ｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含有量が合計で２００ｐｐ
   ｍ以下である溶融めっき浴に浸漬して引き上げた後ガス
   ワイピングを施し、溶融状態にあるめっき層に水もしく
   は水と薬液との混合物をめっき層に噴霧してめっき層を
   冷却凝固させ、めっき層の凝固温度以下、１３０℃以上
   の領域に冷却し、当該領域で１０秒以上保持し、その後
   常温まで冷却することを特徴とする請求項１に記載の加
   工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 母材鋼板を、質量％でＡｌ：３．５〜１
   ５％、Ｍｇ：０．５〜３．５％含有し、残部がＺｎおよ
   び不可避的不純物からなり、不可避的不純物としてのＰ
   ｂ、Ｓｎ、ＣｄおよびＢｉの含有量が合計で２００ｐｐ
   ｍ以下である溶融めっき浴に浸漬して引き上げた後ガス
   ワイピングを施し、溶融状態にあるめっき層に水もしく
   は水と薬液との混合物を該めっき層に噴霧してめっき層
   を冷却凝固させて１３０℃以下に冷却し、次いで１３０
   ℃以上、めっき層溶融温度未満の温度領域に加熱し、該
   温度領域で１０秒間以上保持した後常温まで冷却するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の加工性に優れた溶融Ｚ
   ｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の製造方法。