JP2002194518A

JP2002194518A - 溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002194518A
Application number: JP2000394882A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Toki; 保土岐; Hiroshi Takebayashi; 浩史竹林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】表面が美麗で、従来のＧＩ鋼板と同様に密着
性や耐食性が良好な、抵抗溶接性に優れた溶融亜鉛めっ
き鋼板およびその製造方法を提供する。【解決手段】母材の少なくとも片面に、Ｆe-Ａl 合金
を形成するＡl が、金属Ａl 量として０〜１５０mg/m²
であるめっき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板。質量％
でＡl を０．１５〜１．０％、Ｆe を０．５〜６．０
％、Ｍg を１．４％以下含有していればなおよい。めっ
き皮膜表面のＡl 酸化物がその金属Ａl量で１５mg/m²
以下であればなおよい。上記鋼板は、母材を、Ａl を
０．１３〜０．５％含有する溶融Ｚn めっき浴に浸漬時
間３秒以内の条件下で浸漬し、付着量を調整した後、４
２０〜６００℃の範囲に３秒以上、３０秒以下保持する
リフロー処理を施して製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家電製品、建築用
材、自動車などの素材として好適な溶融亜鉛めっき鋼板
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融亜鉛めっき鋼板としては、質
量％で（以下、化学組成を表す％表示は質量％を意味す
る）Ａl を０．１３％程度以上含有するめっき浴に浸漬
して溶融めっきし、次いで付着量を調整した後に、加熱
しないで冷却する溶融亜鉛めっき鋼板（以下単に「ＧＩ
鋼板」と記す）と、Ａl を０．１３％程度以下含有する
低Ａl のめっき浴に浸漬し付着量を調整した後、めっき
皮膜中のＦe が８〜１２％になるように、鋼板を加熱し
てめっき皮膜を合金化処理する合金化溶融亜鉛めっき鋼
板（以下単に「ＧＡ鋼板」と記す）とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＧＩ鋼板は、脆いＦe-
Ｚn 合金層の成長を抑制し、付着量制御の精度やめっき
皮膜の密着性を向上させるために、従来、Ａl を高めに
含有させためっき浴を用いてめっきされる。めっき皮膜
のＡl 含有量は、通常０．２０〜０．５０％程度であ
る。ＧＡ鋼板では、合金化処理を迅速に施すために、め
っき浴のＡl 含有量を低く制限してめっきし、めっき皮
膜のＡl 含有量は、通常、０．１５〜０．４０％程度で
ある。

【０００４】めっき皮膜のＡl 含有量が高く、かつ、合
金化処理を施さないＧＩ鋼板では、めっき皮膜と母材と
の界面に脆いＦe-Ｚn 合金層が発達せず、ＧＡ鋼板に比
較して密着性が良好で優れた加工性を有するめっき皮膜
を備えている。このためにＧＩ鋼板では厚目付めっきが
可能であり、耐食性も優れる。

【０００５】めっき鋼板は加工時の切断部などでめっき
皮膜が剥離し、あるいは損傷して、その部分の耐食性
（以下、単に「端面耐食性」と記す）が損なわれる場合
がある。めっき鋼板においては端面耐食性が良好なこと
も重要であるが、ＧＩ鋼板は端面耐食性においてもＧＡ
鋼板よりも優れた性能を有していることが知られてい
る。

【０００６】溶融めっき鋼板の付着量は、通常、高圧ガ
スを吹き付けて付着量を調整するいわゆる気体絞り法に
より調整される。ＧＩ鋼板では、付着量調整の際の振動
などにより生じた溶融めっき表面の凹凸がめっき皮膜に
残存し、表面外観がＧＡ鋼板よりも劣るという問題があ
る。また、めっき時にドロス（Ｆe-Ｚn あるいはＦe-Ａ
l 系合金の粒）も付着して表面外観を損なう場合がある
という問題もある。

【０００７】めっき鋼板を使用する際には、抵抗溶接、
特に、溶接電極により通電して溶接するスポット溶接が
広く使用されている。スポット溶接時には溶接組み立て
時の生産性を向上させるために、同一電極で連続して溶
接できる回数（連続打点性）が優れていることが重要と
されている。

【０００８】ＧＡ鋼板の場合には、めっき皮膜にＦe が
含有されているためにめっき皮膜の融点が高く、めっき
皮膜による溶接電極の損傷が少ないので、十分な連続打
点性が得られる。しかしながらＧＩ鋼板の場合はめっき
皮膜の融点が低いため、溶接部のめっき層が容易に溶融
し、電極が汚染されるために損耗が大きく、連続打点性
が損なわれて、溶接組み立ての生産性が損なわれる場合
がある。

【０００９】溶接学会全国大会講演概要集（第54集、19
94/4、頁252 〜253 ）には、溶融亜鉛めっき鋼板の電極
寿命に及ぼすめっき皮膜のＡl 含有量の影響が報告され
ている。すなわち同文献には、ＧＩ鋼板のめっき皮膜の
Ａl 含有量が、０．３〜０．４％以上になるとスポット
溶接時の連続打点性が著しく損なわれること、ＧＩ鋼板
のめっき皮膜のＡl 含有量を０．２６％以下にした場合
に、溶接部めっき皮膜のＦe-Ｚn 合金化を促進し、これ
によりめっき層の融点を速やかに高めて、連続打点性を
改善できることが示されている。

【００１０】しかしながら、めっき皮膜のＡl 含有量を
低くするにはめっき浴のＡl 濃度を低下させる必要があ
るが、これにより、めっき浴浸漬時に鋼板表面にＦe-Ｚ
n 合金相が形成され、めっき付着量の制御が困難となる
うえ、めっき浴でのドロスが増し、製品の表面外観が損
なわれるなどの問題が生じる。また、溶融めっき浴のＡ
l 濃度の変更は容易ではないため、結果としてめっきチ
ャンスが制約されるという問題もある。

【００１１】これらのことから、これまでのＧＩ鋼板
は、優れた表面外観を必要とする家電製品、自動車など
の外装部材や、組み立て時に抵抗溶接を多用する用途な
どには用いられることが少なく、ＧＩ鋼板が備えている
優れた性能をこれらの用途に活用することが困難であっ
た。

【００１２】本発明の目的とするところは、従来のＧＩ
鋼板では実現できなかった優れた抵抗溶接性を備えた溶
融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提供することに
ある。さらには、表面が美麗で、従来のＧＩ鋼板と同様
に良好な密着性と耐食性を備えた、抵抗溶接性に優れた
溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＧＩ鋼板
のめっき皮膜の表面外観と抵抗溶接性の改善手段につい
て種々研究した結果、以下の知見を得た。

【００１４】ａ．ＧＩ鋼板のめっき皮膜をその溶融以上
に再加熱すること（以下、「リフロー処理」と記す）に
より、めっき皮膜表面に凹凸やドロス欠陥のない、表面
外観が優れためっき鋼板を得ることができる。

【００１５】また、この際のめっき皮膜に含有されるＡ
l とＦe の量を適正範囲とすることにより、リフロー処
理に際して脆いＦe-Ｚn 合金層の発達を抑制し、優れた
密着性を維持することができる。また、めっき皮膜に適
量のＭg を含有させることにより、リフロー処理しため
っき鋼板の端面耐食性をさらに改善することができる。

【００１６】ｂ．溶融亜鉛めっき鋼板の抵抗溶接性に影
響するのは、めっき皮膜のＡl 含有量ではなく、その内
のＦe-Ａl 合金となっている金属Ａl の量（以下、この
Ａl量を「反応Ａl 量」と記す）である。すなわち、Ｆe
-Ａl 合金の生成量が特定の値以下になる場合に、スポ
ット溶接時の連続打点性が著しく改善される。本発明者
らの研究結果によれば、上記しきい値（閾値）は、反応
Ａl 量で１５０mg/m²であることが明らかになった。こ
のことは、めっき皮膜のＡl 含有量が多い場合であって
も、そのＦe-Ａl 合金の生成量を上記閾値以下とするこ
とにより、良好な連続打点性を確保できることを意味し
ている。

【００１７】この理由は定かではないが以下のような現
象によるものと推測される。Ｆe-Ａl 合金層はめっき皮
膜と母材表面との界面に生成する。その生成量が反応Ａ
l 量で上記閾値を超えるめっき皮膜では、スポット溶接
時に溶接電極部でＺn が溶解した際に、溶融部でのめっ
き皮膜のＦe-Ｚn 合金化反応が抑制される。このため電
極が溶融Ｚn と接する時間が長くなり、電極の汚染と損
耗が加速される。

【００１８】反応Ａl 量が閾値以下であるめっき皮膜で
は、電極下の溶融部におけるＦe-Ｚn 合金化反応が容易
に進行し、融点が高くなって電極が溶融Ｚn と接する時
間が短くなるために、電極が損耗しにくいものと推察さ
れる。

【００１９】ｃ．反応Ａl 量を低減する方法としては、
めっき浴のＡl 濃度を低くしてめっきする方法でも可能
である。しかしながら、めっき浴のＡl 濃度を低くする
と、めっき皮膜密着性が損なわれる場合があるうえ、め
っき浴条件の変動はドロス多発の原因にもなる。従って
めっき浴のＡl 濃度を低くする方法は必ずしも有効な手
段とはいえない。

【００２０】溶融めっき鋼板に特定条件でリフロー処理
を施すことにより、反応Ａl 量を低減することができ
る。すなわち、リフロー処理時の鋼板とめっきの間でＦ
e 、Ｚn の熱拡散を進行させ、めっき時に形成されたＦ
e-Ａl 合金相中のＡl をＦe-Ｚn 合金相中に固溶させる
ことにより、反応Ａl 量を減少させ、閾値以下にするこ
とができる。リフロー処理条件によっては、反応Ａl 量
を０とすることもできる。

【００２１】以上述べた条件を満足することにより、表
面外観、密着性が良好で、抵抗溶接性に優れた溶融亜鉛
めっき鋼板を得ることができる。本発明はこれらの知見
を基にして完成されたものであり、その要旨は下記
（１）〜（４）に記載の溶接性に優れた溶融亜鉛めっき
鋼板、および、（５）に記載のその製造方法にある。

【００２２】（１）母材の少なくとも片面に溶融亜鉛め
っき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、めっき
皮膜中のＦe-Ａl 合金を形成するＡl が、金属Ａl 量と
して０〜１５０mg/m² であることを特徴とする溶接性に
優れた溶融亜鉛めっき鋼板。

【００２３】（２）母材の少なくとも片面に溶融亜鉛め
っき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、そのめ
っき皮膜は、質量％でＡl を０．１５％以上、１．０％
以下、Ｆe を０．３０％以上、６．０％以下含有し、残
部がＺn および不可避的不純物よりなり、Ｆe-Ａl 合金
を形成するＡl が、金属Ａl 量として０〜１５０mg/m ²
であることを特徴とする溶接性に優れた溶融亜鉛めっき
鋼板。

【００２４】（３）母材の少なくとも片面に溶融亜鉛め
っき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、そのめ
っき皮膜は、質量％でＡl を０．１５％以上、１．０％
以下、Ｆe を０．３０％以上、６．０％以下、Ｍg を
０．０２％以上、１．４％以下含有し、残部がＺn およ
び不可避的不純物よりなり、Ｆe-Ａl 合金を形成するＡ
l が、金属Ａl 量として０〜１５０mg/m² であることを
特徴とする溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。

【００２５】（４）めっき皮膜表面のＡl 酸化物量が、
金属Ａl 換算で１５mg/m² 以下であることを特徴とする
上記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶接性に優れた
溶融亜鉛めっき鋼板。

【００２６】（５）母材を、質量％でＡl を０．１３％
以上、０．５％以下含有する溶融Ｚn めっき浴に、３秒
以下浸漬し、引き上げて付着量を調整した後、４２０℃
以上、６００℃以下で３秒以上、６０秒以下保持するリ
フロー処理を施すことを特徴とする上記（１）〜（４）
のいずれかに記載の溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に述べ
る。母材：鋼の種類は家電製品、建築用材、自動車、などの
用途に従来から使用されている鋼板、あるいはめっき鋼
板の母材を用いることができる。鋼種でいえば、極低炭
素鋼、低炭素鋼、さらには、Ｓi 、Ｍn 、Ｐ、Ａl 、Ｃ
u などの各種の合金元素を含有する炭素鋼など、用途で
いえば、一般用、絞り加工用、高強度用など、形態でい
えば、冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板など、公知の鋼板を
用いることができる。

【００２８】めっき皮膜の化学組成；Ａl ：溶融亜鉛めっき浴にＡl を含有させて溶融めっき
すると、めっき時にめっき皮膜と母材との界面にＦe₂Ａ
l₅相などからなる合金層が成長する。これにより、溶融
めっき時や、その後に施すリフロー処理時に脆いＦe-Ｚ
n 合金層が発達するのを抑制し、めっき時の付着量制御
の精度向上や、めっき鋼板のめっき皮膜の密着性を向上
させる効果が得られる。従って、めっき皮膜にはＡl
を、全Ａl量として、０．１５％以上含有させるのが好
ましい。より好ましい含有量は０．３０％以上である。

【００２９】めっき皮膜のＡl 含有量が１．０％を超え
ると、リフロー処理時のＦe-Ｚn 合金化速度が低下し、
Ｆe 含有量を好ましい範囲（０．３０％以上）とするの
に長時間を要して生産性を損なう場合がある。また、反
応Ａｌ量を、以下に述べる所望の範囲内に調整すること
が困難となる場合もある。これを避けるためにめっき皮
膜のＡl 含有量は１．０％以下とするのが好ましい。溶
接性をより向上させるには、Ａl 含有量を０．５％以下
にするのがより好ましい。

【００３０】反応Ａl 量：めっき浴にＡl を含有させて
溶融めっきすると、めっき皮膜に含有されるＡl の内の
一部はＦe₂Ａl₅相や、ＦeＡl₃ 相などからなるＦe-Ａl
合金となり、さらに極めて僅かではあるが一部はめっき
皮膜表面のＡl 酸化物となる。残りはめっき皮膜のＺn
に固溶する。

【００３１】スポット溶接性は、Ｆe-Ａl 合金となって
いる金属Ａl の量、すなわち反応Ａl 量が少ないほど良
好となり、特に反応Ａl 量が１５０mg/m² 以下の場合に
極めて顕著なスポット溶接性改善効果が得られる。この
ことから、本発明ではめっき皮膜の反応Ａl 量を１５０
mg/m² 以下とする。好ましくは１２０mg/m² 以下であ
る。

【００３２】反応Ａl 量は、材料とプロセス、vol.4(19
91) 、頁1412に記載されているように、めっき鋼板を発
煙硝酸溶液に浸漬してめっき皮膜を溶解し、溶解せずに
残存したＦe-Ａl 合金相を、インヒビターを含有する塩
酸溶液に浸漬して溶解し、得られた溶液をＩＣＰ分光分
析することにより定量評価できる。

【００３３】Ａl 酸化物：めっき皮膜に含有されるＡl
の一部はめっき皮膜表面で酸化してＡl 酸化物となる。
Ａl 酸化物は絶縁性が高いため、この量が増すと抵抗溶
接時の通電性が悪くなり、溶接性が損なわれる。これを
避けるために、めっき皮膜表面のＡl 酸化物の量は、金
属Ａl 換算で１５mg/m² 以下とするのが好ましい。より
好ましくは１０mg/m²以下である。

【００３４】Ａl 酸化物の量は、アンモニア水：500ミリリ
ットルにイオン交換水を加えて１リットルとした水溶液に重ク
ロム酸アンモニウムを２０g 溶解させた溶液に、めっき
鋼板を１０分間浸漬してめっき皮膜を溶解し、得られた
溶液をＩＣＰ分光分析法により金属Ａl 量を測定して求
められる。

【００３５】Ｆe ：めっき皮膜と母材との界面に形成さ
れたＦe-Ａl 合金は、リフロー処理時の熱拡散により、
Ｆe-Ｚn 合金相に固溶されて減少する。めっき皮膜のＦ
e 含有量を０．３０％以上とすることにより、反応Ａl
量を１５０mg/m² 以下に低減し、スポット溶接性を改善
することが容易になる。このことから、めっき皮膜のＦ
e 含有量は０．３０％以上とするのが好ましい。溶接性
をより改善するには、めっき皮膜のＦe 含有量を０．５
０％以上とするのがより好ましい。さらに好ましくは
１．０％以上である。

【００３６】めっき皮膜のＦe 含有量が６．０％を超え
ると、脆いＦe-Ｚn 系合金層が厚く発達し、めっき皮膜
の密着性が損なわれる。これを避けるためにＦe 含有量
は６．０％以下とするのが好ましい。めっき皮膜の加工
性をさらに向上させるために、より好ましくは４％以下
とする。

【００３７】Ｍg ：Ｍg はめっき皮膜に生じる腐食生成
物を緻密にし、安定化させる作用があり、めっき皮膜に
Ｍg を含有させることで端面耐食性を改善する効果が得
られる。溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき皮膜が犠牲防食
作用に富むので端面耐食性が優れているが、端面耐食性
をさらに改善したい場合には、Ｍg を０．０２％以上含
有させるのが好ましい。より好ましくは０．２％以上で
ある。Ｍg 含有量が１．４％を超えると溶融めっき浴面
での酸化物が増し、めっき作業を阻害する。これを避け
るために、Ｍg を含有させる場合の上限を１．４％とす
る。好ましくは１．２％以下、より好ましくは０．８％
以下である。

【００３８】残部はＺn および不可避的不純物である。めっき付着量：特に限定する必要はないが、好ましくは
片面当たりの付着量で、３０〜２００g/m²程度である。
３０g/m²に満たない場合は耐食性が不足し、２００g/m²
を超える場合には、反応Ａｌ量を低減したとしても、Ｚ
n 量が多いため溶接性改善効果が不足する場合がある。

【００３９】めっき皮膜表面の平滑度は特に限定するも
のではないが、後ほど述べるめっき後に溶接性改善のた
めに施すリフロー処理により、本発明の鋼板は従来のＧ
Ｉ鋼板に比較して凹凸やドロス欠陥が少なく、優れた平
滑性を備えためっき鋼板が得られる。

【００４０】めっき後の製品表面には、公知のクロム酸
処理、リン酸塩処理、樹脂皮膜塗布などの後処理を施し
ても構わない。製造方法：本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
には、基本的にはＧＩ鋼板の製造方法に準じておこなえ
ばよいが、好適な製造方法を以下に例示する。

【００４１】母材は通常の方法に従って、例えば連続加
熱炉で再結晶焼鈍した後にめっき浴温度近傍まで冷却
し、めっき浴に浸漬し、引き上げて気体絞り法など公知
の方法でめっき付着量を調整する。母材が再結晶焼鈍を
必要としない場合には、母材を少なくとも６００℃以上
の還元雰囲気下で加熱した後、めっき浴温度近傍まで冷
却してめっき浴に浸漬する。

【００４２】めっき浴には、めっき皮膜のＡl 含有量が
０．１５％以上、１．０％以下となるように、溶融亜鉛
めっき浴にはＡl を０．１３％以上、０．５％以下含有
させる。Ａl はＺn に比較してＦe との反応性が高く、
めっき皮膜と母材との界面にＦe-Ａl 合金として析出す
るため、Ａl はめっき皮膜中にめっき浴の濃度以上に濃
化するからである。

【００４３】めっき皮膜にＭg を含有させる場合には、
めっき皮膜で所望の量と同一の量のＭg をめっき浴に含
有させる。これはＭg については、めっき浴とめっき皮
膜で差が極めて少ないからである。

【００４４】めっき浴温度を過度に高くすると、めっき
浴浸漬中に合金相が過度に発達する。逆に過度に低くす
るとめっき付着量の調整が困難となる。このため、めっ
き浴の温度は、その融点よりも３０〜６０℃高く設定す
るのがよい。

【００４５】めっき浴への浸漬時間が長くなるにつれて
母材とめっき浴間での反応が進み、Ｆe-Ａl 合金層が成
長する。反応Ａl 量を過度に高くしないためにも、浸漬
時間は３秒以内とするのがよい。

【００４６】めっき浴に浸漬した母材はめっき浴から引
き上げて付着量を調整するが、通常の気体絞り法などで
めっき付着量を調整すると、めっき皮膜表面には凹凸が
生じる。また、めっき浴のドロスがめっき皮膜表面に付
着して表面欠陥となる場合がある。

【００４７】本発明の製造方法においては、めっき付着
量を調整しためっき鋼板に、再加熱してめっき表面を再
溶解するリフロー処理を施し、気体絞りなどの外圧がな
い状態で凝固させることにより、上記凹凸を解消する。
上記リフロー処理では、めっき皮膜にη相（Ｚn 相）が
残存するように合金化させるが、ドロス欠陥は、この合
金化時にめっき皮膜との間での相互拡散により軽減され
るので、表面欠陥のない美麗なめっき皮膜が得られる。

【００４８】リフロー処理の加熱温度は、鋼板温度で測
定して、亜鉛の融点である４２０℃以上とする。迅速に
合金化するには４８０℃以上とするのが好ましい。加熱
温度を過度に高くすると合金化の急速に進行し、Ｆe 含
有量の調整が困難となる。これを避けるために加熱温度
は６００℃以下とする。好ましくは５５０℃以下であ
る。

【００４９】リフロー処理時の加熱時間は、上記温度範
囲内での保持時間で、３秒以上、６０秒以下とするのが
よい。保持時間が３秒に満たない場合には、めっき皮膜
のＦe 含有量が０．５％に達せず、６０秒を超えるとめ
っき皮膜表面のＡl 酸化物を１５mg/m² 以下とするのが
困難となる。好ましくは５秒以上、３０秒以下である。

【００５０】リフロー処理時の加熱手段は、ガス加熱、
高周波誘導加熱、通電加熱など、公知の方法によればよ
い。また、リフロー処理は、溶融めっきに連続して施す
のがよいが、溶融めっきして一旦冷却した鋼板を再加熱
して施しても構わない。

【００５１】めっき皮膜表面のＡl 酸化物量が金属Ａl
換算で１５mg/m² を超えた場合には、それを低減するた
めに、めっき鋼板を水酸化ナトリウムなどを含有する溶
液中に浸漬するか、またはこれらの溶液をめっき皮膜に
噴射して、めっき皮膜表面のＡl 酸化物を除去しても構
わない。

【００５２】上記以外の製造条件は公知の条件によれば
よい。

【００５３】

【実施例】表１に示す種々の化学組成を有する厚さが
１．６mmの冷間圧延鋼板を母材とし、これらの母材を連
続溶融亜鉛めっき設備にて還元性雰囲気中で焼鈍し、Ａ
l 濃度が０．１０〜０．６％である４６０℃近傍の溶融
亜鉛めっき浴に浸漬し、引き上げて付着量を気体絞り法
で片面当たり１００/m² に調整した。次いで、赤外線加
熱炉により、４００〜６２０℃の範囲に再加熱して種々
の時間保持した後、５℃／秒の冷却速度で冷却するリフ
ロー処理を施した。比較のために、リフロー処理をおこ
なわないめっき鋼板も作成した。

【００５４】

【表１】

【００５５】得られためっき鋼板のめっき皮膜の性状を
以下の方法で調査した。化学組成：めっき皮膜のＡl 、Ｆe 、Ｍg などの含有量
は、めっき鋼板をインヒビターを添加した１０％塩酸水
溶液中に浸漬してめっき皮膜を溶解し、得られた溶液を
ＩＣＰ分光分析法で測定した。反応Ａl 量は、めっき鋼
板を、発煙硝酸溶液に浸漬してめっき皮膜を溶解し、溶
解せずに残存したＦe-Ａl 合金相を、インヒビターを含
有する塩酸溶液に浸漬して溶解し、得られた溶液をＩＣ
Ｐ分光分析することにより測定した。

【００５６】表面のＡl 酸化物量：めっき鋼板を、アン
モニア水：５００ミリリットルにイオン交換水を加えて１リット
ルとした水溶液に重クロム酸アンモニウムを２０g 溶解
させた溶液に１０分間浸漬し、めっき皮膜を溶解した溶
液をＩＣＰ分光分析法により分析して金属Ａl 量を測定
した。

【００５７】密着性：密着性は、公知のデュポン式衝撃
試験法により、試験片に重錘を落下させて一定の衝撃荷
重を試験片に作用させ、試験片に生じた張り出し部のめ
っき皮膜の密着性を、テープ剥離試験により調査した。
ダイ穴の直径は１２ｍｍ、ポンチ先端の球頭部の直径は
６ｍｍ、重錘の質量は５．４kg、重錘の落下距離は５０
ｃｍとした。テープ剥離試験は張り出し部外側に粘着テ
ープを貼り付け、剥離させて付着するめっき皮膜の量を
目視観察した。めっきの剥離が認められない場合を良好
（◎）、僅かに剥離が認められた場合をやや良好
（○）、全面剥離であった場合を不良（×）とした。

【００５８】めっき鋼板の端面耐食性：ＪＩＳ−Ｚ２３
７１で規定されている塩水噴霧試験を実施し、端面が１
００％赤錆で覆われるまでの塩水噴霧時間を測定して評
価した。

【００５９】めっき皮膜のスポット溶接性：めっき鋼板
から得た試験片を２枚重ね合わせ、以下に示す溶接条件
で、同一の電極を用いてスポット溶接を連続しておこな
い、５０回溶接するごとにナゲット径を測定し、ナゲッ
トが形成できなくなるまでの連続溶接回数を測定した。
スポット溶接性は１５００回以上連続打点が可能な場合
を良好と判断した。スポット溶接条件；加圧力：１５００Ｎ、スクイズ時間：１７サイクル、通電時間：８サイクル、保持時間：５サイクル、溶接電流：スパッタ発生直前の電流とする、チップ形状：５ｍｍφＣＦ型（球状で先端に平坦部有
り）。

【００６０】種々のめっき条件及び製品の性能評価結果
を表２に示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】表２から判るように、めっき浴のＡl 濃度
を０．１３％〜０．５％として溶融めっきすることによ
り、めっき皮膜のＡl 含有量を０．１５〜１．０％とす
ることができ、めっき後のリフロー処理を鋼板温度で４
２０〜６００℃で施すことにより、めっき皮膜のＦe 含
有量を０．３０〜６．０％にでき、また、Ｆe-Ｚn 合金
層を所定量形成させることにより、めっき皮膜の反応Ａ
l 量を１５０mg/m² 以下にでき、リフロー処理時の加熱
時間を３秒〜６０秒とすることにより、めっき皮膜表面
のＡl 酸化物量を１５g/m²以下にでき、加工性に優れ、
さらに、スポット溶接の連続打点性が優れ、抵抗溶接性
を備えた溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができた。試験
番号２０〜２４の結果から判るように、Ｍg を適量含有
した鋼板は、優れた端面耐食性を備えていた。これらの
効果は、種々の化学組成を有する母材に関して、同様に
認められた。

【００６３】これに対し、試験番号７、８、１０、１
１、２５、２７、２９および３０に示すように、めっき
皮膜の反応Ａl 量が１５０mg/m² を超えた場合には、ス
ポット溶接の連続打点性がよくなかった。試験番号１と
１５は溶接性は優れていたが、めっき皮膜のＦe 含有量
が高すぎたためにめっき皮膜の密着性は芳しくなかっ
た。試験番号１８に示すように、めっき皮膜表面のＡl
酸化物の量が１５mg/m² を超えた場合には、連続打点性
がややよくなかった。

【００６４】また、得られためっき鋼板の表面外観を目
視検査した結果、リフロー処理を適正におこなった鋼板
は、いずれも凹凸やドロス欠陥が無く、美麗な表面外観
を呈していた。

【００６５】

【発明の効果】本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、ＧＩ鋼
板の長所とＧＡ鋼板の長所とを併せ備え、表面が美麗
で、厚目付が可能で優れた耐食性を備えているうえにめ
っき皮膜の密着性が良好であり、さらに極めて優れたス
ポット溶接性を備えている。従って、家電製品、建築用
途、自動車などの耐食性材料として、内装材のみならず
外装材としても極めて好適である。また本発明のめっき
鋼板は、安価に製造できるので、工業的な価値が極めて
大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材の少なくとも片面に溶融亜鉛めっき
皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、めっき皮膜
中のＦe-Ａl 合金を形成するＡl が、金属Ａl 量として
０〜１５０mg/m² であることを特徴とする溶接性に優れ
た溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】母材の少なくとも片面に溶融亜鉛めっき
皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、そのめっき
皮膜は、質量％でＡl を０．１５％以上、１．０％以
下、Ｆe を０．３０％以上、６．０％以下含有し、残部
がＺn および不可避的不純物よりなり、Ｆe-Ａl 合金を
形成するＡl が、金属Ａl 量として０〜１５０mg/m² で
あることを特徴とする溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼
板。
【請求項３】母材の少なくとも片面に溶融亜鉛めっき
皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板であって、そのめっき
皮膜は、質量％でＡl を０．１５％以上、１．０％以
下、Ｆe を０．３０％以上、６．０％以下、Ｍg を０．
０２％以上、１．４％以下含有し、残部がＺn および不
可避的不純物よりなり、Ｆe-Ａl 合金を形成するＡl
が、金属Ａl 量として０〜１５０mg/m² であることを特
徴とする溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項４】めっき皮膜表面のＡl 酸化物量が、金属
Ａl 換算で１５mg/m ² 以下であることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の溶接性に優れた溶融亜鉛め
っき鋼板。
【請求項５】母材を、質量％でＡl を０．１３％以
上、０．５％以下含有する溶融Ｚn めっき浴に、３秒以
下浸漬し、引き上げて付着量を調整した後、４２０℃以
上、６００℃以下で３秒以上、６０秒以下保持するリフ
ロー処理を施すことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法。