JP2002249862A - 加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５mass
％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板を下地鋼板とし、従来
にない優れた加工性及び加工部耐食性が得られる表面処
理鋼板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５
mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の表面に化成処理
皮膜を有する表面処理鋼板であって、めっき皮膜は、め
っき金属が完全に凝固した状態から１３０〜２５０℃の
温度にｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０（但し Ｔ：昇温加熱
する最高加熱温度（℃））で規定されるｔ _１（ｈｒ）の
時間内に昇温加熱した後、１３０〜２５０℃の温度範囲
に３０時間以内で且つｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３で規定
されるｔ_２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱処理を
経て得られためっき皮膜からなり、化成処理皮膜はクロ
メート処理によるＣｒを金属クロム換算で０．１ｍｇ／
ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、めっき皮膜中のＡ
ｌ含有量が２０〜９５mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき
鋼板を下地鋼板とする表面処理鋼板とその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５mass％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板は、特公昭４６−
７１６１号に示されるように溶融亜鉛めっき鋼板に比べ
て優れた耐食性を示すことから、近年、建材分野を中心
に需要が伸びている。このめっき鋼板は、酸洗脱スケー
ルした熱延鋼板又はこれをさらに冷間圧延して得られた
冷延鋼板を下地鋼板とし、連続式溶融めっき設備におい
て以下のようにして製造される。

【０００３】連続式溶融めっき設備では、下地鋼板は還
元性雰囲気に保持された焼鈍炉内で所定温度に加熱さ
れ、焼鈍と同時に鋼板表面に付着する圧延油等の除去、
酸化膜の還元除去が行われた後、下端がめっき浴に浸漬
されたスナウト内を通って所定濃度のＡｌを含有した溶
融亜鉛めっき浴中に浸漬される。めっき浴に浸漬された
鋼板はシンクロールを経由してめっき浴の上方に引き上
げられた後、めっき浴上に配置されたガスワイピングノ
ズルから鋼板の表面に向けて加圧した気体を噴射するこ
とによりめっき付着量が調整され、次いで冷却装置によ
り冷却され、所定のめっき皮膜が形成された溶融Ａｌ−
Ｚｎ系めっき鋼板が得られる。

【０００４】連続式溶融めっき設備における焼鈍炉の熱
処理条件及び雰囲気条件、めっき浴組成やめっき後の冷
却速度等の操業条件は、所望のめっき品質や材質を確保
するために所定の管理範囲で精度よく管理される。上記
のようにして製造されためっき鋼板のめっき皮膜は、主
としてＺｎを過飽和に含有したＡｌがデンドライト凝固
した部分と、残りのデンドライト間隙の部分からなって
おり、デンドライトはめっき皮膜の膜厚方向に積層して
いる。このような特徴的な皮膜構造により、溶融Ａｌ−
Ｚｎ系めっき鋼板は優れた耐食性を示す。

【０００５】また、めっき浴には通常１．５mass％程度
のＳｉが添加されているが、このＳｉの働きにより、溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板はめっき皮膜／下地鋼板界面
の合金相成長が抑えられ、合金相厚さは約１〜２μｍ程
度である。この合金相が薄ければ薄いほど優れた耐食性
を示す特徴的な皮膜構造の部分が多くなるので、合金相
の成長抑制は耐食性の向上に寄与する。また、合金相は
めっき皮膜よりも固く加工時にクラックの起点として作
用するので、合金相の成長抑制はクラックの発生を減少
させ、加工性の向上効果をもたらす。また、クラック部
は下地鋼板が露出していて耐食性に劣るので、クラック
の発生を減じることは加工部耐食性をも向上させる。

【０００６】通常、めっき浴には不可避的不純物、鋼板
やめっき浴中の機器等から溶出するＦｅ、合金相抑制の
ためのＳｉが含まれるが、それら以外にも何らかの元素
が添加されている場合もあり、合金相やめっき皮膜中に
はそれら元素が合金或いは単体の形で存在している。ま
た、溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板は実用に供されるに当
たって溶融めっきままで使用されることは極く稀であ
り、通常はめっき鋼板表面に化成処理や塗装を施した表
面処理鋼板として使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっ
き鋼板は、折り曲げ等の加工を施すと加工の程度によっ
て被加工部のめっき皮膜にクラックが生じる。このめっ
き鋼板では、めっき皮膜／下地鋼板界面に存在する約１
〜２μｍ厚の合金相がクラックの起点となり、まためっ
き皮膜のデンドライト間隙部がクラックの伝播経路にな
ることから、同程度の加工を行った場合でも、同一めっ
き皮膜厚の溶融亜鉛めっき鋼板に比べてクラックが比較
的大きく開口する傾向がある。そのため加工の程度によ
ってはクラックが肉眼で視認され、外観を損ねるという
問題がある。さらに、上述のように溶融Ａｌ−Ｚｎ系め
っき鋼板は、同一めっき皮膜厚の溶融亜鉛めっき鋼板に
比べて優れた耐食性を発揮するが、下地鋼板の露出した
クラック部はクラックのない部分と比較して耐食性が顕
著に低下するという問題もある。

【０００８】このような問題に対して、例えば特公昭６
１−２８７４８号公報には、溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼
板に所定の熱処理を施すことによって、めっき鋼板の延
性を改善する方法が示されている。しかしながら、上述
したように溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板は表面に化成処
理を施した化成処理鋼板や塗装を施した塗装鋼板として
使用されるのが通常である。そして、単に折り曲げ等の
加工による加工部でのクラック発生抑止の観点から、上
記従来技術のようにめっき皮膜の延性を改善したとして
も、必ずしも実用に供される製品としての性能、すなわ
ち化成処理や塗装を行った表面処理鋼板としての加工性
や加工部の耐食性が直ちに改善されるものではない。

【０００９】したがって本発明の目的は、めっき皮膜中
のＡｌ含有量が２０〜９５mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系め
っき鋼板を下地鋼板とし、従来にない優れた加工性及び
加工部耐食性が得られる表面処理鋼板及びその製造方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のために
本発明者らは、実用製品すなわち溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっ
き鋼板に化成処理を施した表面処理鋼板としての性能に
視点を定め、加工性や加工部耐食性を向上させるために
最適なめっき皮膜と化成処理皮膜の構成について鋭意検
討を行った。その結果、溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の
めっき皮膜をめっき金属が完全に凝固した状態から特定
条件の熱処理を施されたものとし、且つこのめっき皮膜
面に特定の化成処理皮膜を形成することにより、従来で
は達成できなかった極めて優れた加工性と加工部耐食性
が得られることを見い出した。

【００１１】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、その特徴は以下のとおりである。 [1] めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５mass％の溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の表面に化成処理皮膜を有す
る表面処理鋼板であって、前記溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき
鋼板のめっき皮膜は、めっき金属が完全に凝固した状態
から１３０〜２５０℃の温度に下記(1)式で規定される
ｔ_１（ｈｒ）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２５
０℃の温度範囲に３０時間以内で且つ下記(2)式で規定
されるｔ_２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱処理を
経て得られためっき皮膜であり、前記化成処理皮膜はク
ロメート処理によるＣｒを金属クロム換算で０．１ｍｇ
／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含むことを特徴とする
加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３ …… (2) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）

【００１２】[2] 上記[1]の表面処理鋼板において、溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板のめっき皮膜は、めっき金属
が完全に凝固した状態から１３０〜２００℃の温度に下
記(1)式で規定されるｔ_１（ｈｒ）の時間内に昇温加熱
した後、１３０〜２００℃の温度範囲に３０時間以内で
且つ下記(2′)式で規定されるｔ_２（ｈｒ）よりも短か
い時間保持する熱処理を経て得られためっき皮膜である
ことを特徴とする加工性と加工部耐食性に優れた表面処
理鋼板。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２００−Ｔ）／２ …… (2′) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）

【００１３】[3] 上記[1]又は[2]の表面処理鋼板におい
て、化成処理皮膜が、めっき皮膜面に水性有機樹脂とク
ロム酸及び／又はクロム酸の一部を還元したクロム酸化
合物を含むクロメート処理液を塗布した後、板温８０〜
３００℃の温度で乾燥して得られた皮膜であり、且つ該
皮膜中に含まれる有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算で
のＣｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００
未満であることを特徴とする加工性と加工部耐食性に優
れた表面処理鋼板。

【００１４】[4] 上記[1]又は[2]の表面処理鋼板におい
て、化成処理皮膜が、めっき皮膜面に形成されるクロメ
ート処理皮膜と、その上層に形成される皮膜であって、
水性有機樹脂を含む処理液を塗布して板温８０〜３００
℃の温度で乾燥して得られた皮膜とからなることを特徴
とする加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板。 [5] 上記[4]の表面処理鋼板において、化成処理皮膜中
に含まれる全有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算での全
Ｃｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未
満であることを特徴とする加工性と加工部耐食性に優れ
た表面処理鋼板。

【００１５】[6] 上記[1]〜[5]のいずれかに記載の表面
処理鋼板の表面に単層又は複層の塗膜を形成したことを
特徴とする塗装鋼板。 [7] めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５mass％の溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の表面に化成処理皮膜を有す
る表面処理鋼板の製造方法であって、溶融めっきされた
めっき金属が完全に凝固しためっき皮膜に対して、１３
０〜２５０℃の温度に下記(1)式で規定されるｔ_１（ｈ
ｒ）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２５０℃の温
度範囲に３０時間以内で且つ下記(2)式で規定されるｔ
_２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱処理を実施する
工程と、 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３ …… (2) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃） めっき皮膜面にクロメート処理によるＣｒを金属クロム
換算で０．１ｍｇ／ｍ ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含む
化成処理皮膜を形成させる工程とを有することを特徴と
する加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造
方法。

【００１６】[8] 上記[7]の製造方法において、めっき
皮膜に対して熱処理を実施する工程では、１３０〜２０
０℃の温度に下記(1)式で規定されるｔ_１（ｈｒ）の時
間内に昇温加熱した後、１３０〜２００℃の温度範囲に
３０時間以内で且つ下記(2′)式で規定されるｔ_２（ｈ
ｒ）よりも短かい時間保持する熱処理を施すことを特徴
とする加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製
造方法。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２００−Ｔ）／２ …… (2′) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）

【００１７】[9] 上記[7]又は[8]の製造方法において、
めっき皮膜に対する熱処理を、下記(1)〜(3)のうちの少
なくとも１つの段階で行うことを特徴とする加工性と加
工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方法。 (1) 化成処理皮膜の形成前 (2) 化成処理皮膜の乾燥工程中 (3) 化成処理皮膜の形成後

【００１８】[10] 上記[7]〜[9]のいずれかの製造方法
において、めっき皮膜面に、水性有機樹脂とクロム酸及
び／又はクロム酸の一部を還元したクロム酸化合物を含
むクロメート処理液を塗布した後、板温８０〜３００℃
の温度で乾燥することにより、皮膜中の有機樹脂量
（Ａ）と金属クロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の質量比
（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満である化成処理皮膜
を形成することを特徴とする加工性と加工部耐食性に優
れた表面処理鋼板の製造方法。

【００１９】[11] 上記[7]〜[9]のいずれかの製造方法
において、めっき皮膜面に、クロメート処理を施し、次
いで水性有機樹脂を含む処理液を塗布して板温８０〜３
００℃の温度で乾燥することにより化成処理皮膜を形成
することを特徴とする加工性と加工部耐食性に優れた表
面処理鋼板の製造方法。 [12] 上記[11]の製造方法において、めっき皮膜面に、
皮膜中に含まれる全有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算
での全Ｃｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２
００未満である化成処理皮膜を形成することを特徴とす
る加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方
法。 [13] 上記[7]〜[12]のいずれかに記載の製造方法の工程
に加えて、さらに、化成処理皮膜面に１コート又は２コ
ート以上の塗装を施すことを特徴とする塗装鋼板の製造
方法。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の表面処理鋼板は、めっき
皮膜中にＡｌを２０〜９５mass％含有する溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系めっき鋼板を下地鋼板とする。また耐食性等の観点
から、めっき皮膜中のＡｌ量より好ましい範囲は４５〜
６５mass％である。また、めっき皮膜のより好ましい成
分組成は、Ａｌ：４５〜６５mass％、Ｓｉ：０．７〜
２．０mass％、Ｆｅ：１０mass％未満、残部が不可避的
不純物を含む実質的なＺｎであり、このような組成の場
合に特に優れた耐食性を発揮する。但し、この溶融Ａｌ
−Ｚｎ系めっき鋼板は、そのめっき組成だけで高い加工
部耐食性を得ることは難しく、後述する熱履歴（熱処
理）を経ること及び上層の化成処理皮膜と組み合せるこ
とによってはじめて優れた加工部耐食性が得られる。ま
た、この溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板のめっき付着量に
特に制限はないが、一般には片面当たり３０〜１２０ｇ
／ｍ^２程度とすることが適当である。

【００２１】さらに、本発明の表面処理鋼板において下
地鋼板となる溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板のめっき皮膜
は、そのめっき金属が完全に凝固した状態で特定の熱処
理を施したものである。すなわちこの熱処理では、溶融
めっきされためっき金属が完全に凝固した状態から３０
〜２５０℃の温度に下記(1)式で規定されるｔ_１（時
間）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２５０℃の温
度範囲に３０時間以内で且つ下記(2)式で規定されるｔ
_２（時間）よりも短かい時間保持する。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３ …… (2) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）

【００２２】また、より好ましい熱処理条件では、めっ
き皮膜のめっき金属が完全に凝固した状態から１３０〜
２００℃の温度に下記(1)式で規定されるｔ_１（時間）
の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２５０℃の温度範
囲に３０時間以内で且つ下記(2′)式で規定されるｔ_２
（時間）よりも短かい時間保持する。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２００−Ｔ）／２ …… (2′) めっき皮膜に上記のような熱処理を施した溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系めっき鋼板を下地鋼板とし、そのめっき皮膜面に特
定の化成処理皮膜を形成した表面処理鋼板は、極めて優
れた加工性と加工部耐食性を示す。

【００２３】上記熱処理において、めっき皮膜をそのめ
っき金属が完全に凝固している状態から加熱する際の加
熱昇温温度（最高加熱温度）が１３０℃未満では、温度
が低過ぎるためにめっき皮膜の加工性向上効果が十分に
期待できない。一方、加熱昇温温度が２５０℃を超える
とめっき皮膜／下地鋼板界面の合金相が早く成長するた
め、却って加工性が阻害されてしまう。また、加工性を
さらに厳しく考慮した場合、加熱昇温温度及びその後の
保持温度は２００℃以下とすることがより好ましい。

【００２４】また、めっき皮膜をそのめっき金属が完全
に凝固している状態から１３０〜２５０℃（好ましくは
１３０〜２００℃）の温度に昇温加熱するのを上記(1)
式で規定されるｔ_１（ｈｒ）の時間内に行うのは生産性
の観点からであり、昇温加熱時間がこの条件を超えると
生産性を損なう。このような昇温加熱を行う際の代表的
な方法としては、連続式溶融めっき設備内に加熱機構
（例えば、インダクションヒーター、熱風炉など）を設
けてインラインで行う方法と、コイルに巻取ったものを
オフラインでコイルごと熱処理する方法がある。前者の
方法では、上記(1)式で規定されるｔ_１（ｈｒ）よりも
十分に短い時間で所定の温度に昇温加熱することが可能
であるが、後者の方法はオフラインでコイルごと加熱す
るので、コイルのハンドリング、セッティング、昇温加
熱等に時間を要する。したがって、生産性を考慮すると
前者の方法が好ましい。勿論、熱処理方法は上述した二
つの方法に限ったものではなく、どのような方法を採用
しても構わない。

【００２５】上記のような昇温加熱後、１３０〜２５０
℃好ましくは１３０〜２００℃に保持する時間が３０時
間を超えると生産性を著しく低下させるため好ましくな
い。一方、保持時間が上記(2)式で規定されるｔ_２（ｈ
ｒ）を超えると、めっき皮膜／下地鋼板界面の合金相が
成長して加工性が阻害される。また、加工性をさらに厳
しく考慮した場合、保持時間は上記(2′)式で規定され
るｔ_２（ｈｒ）よりも短かくすることが好ましい。な
お、保持時間の下限は特に定めない。また、昇温加熱後
の保持では、めっき鋼板の板温は必ずしも一定でなくて
もよい。

【００２６】めっき皮膜面に形成される化成処理皮膜
は、クロメート処理によるＣｒを金属クロム換算で０．
１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含むものとす
る。上記のような特定のめっき皮膜面に対して、このよ
うな化成処理皮膜を形成することにより加工部耐食性が
著しく向上する。なお、この化成処理皮膜は複層皮膜に
より構成されていてもよく、この場合には皮膜全体とし
て上記Ｃｒを含んでいればよい。したがって、上記Ｃｒ
は複層皮膜のうちの１層のみに含まれるものであっても
よいし、２層以上の皮膜に含まれるものであってもよ
い。化成処理皮膜中の金属クロム換算のＣｒ量が０．１
ｍｇ／ｍ^２未満では加工部耐食性が十分に向上せず、一
方、Ｃｒ量が１００ｍｇ／ｍ^２以上では加工部耐食性の
向上効果が飽和する一方で、Ｃｒ量増加によるＣｒ固定
率低下により環境調和性を損う。

【００２７】また、より好ましい化成処理皮膜として
は、水性有機樹脂とクロム酸及び／又はクロム酸の一部
を還元したクロム酸化合物を含むクロメート処理液を塗
布した後、板温８０〜３００℃の温度で乾燥して得られ
た皮膜であって、且つ皮膜中に含まれる有機樹脂量
（Ａ）と金属クロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の重量比
（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満である化成処理皮膜
である。このように化成処理皮膜がＣｒとともに有機樹
脂を含むことにより、加工部耐食性がさらに良好にな
る。

【００２８】また、このような化成処理皮膜において、
有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の
質量比（Ａ）／（Ｂ）が１未満では、有機樹脂が加工部
耐食性を向上させる効果が十分に発揮されない。一方、
質量比（Ａ）／（Ｂ）２００以上では、Ｃｒによる加工
部耐食性の向上効果が十分に得られない。また、化成処
理皮膜を形成する際にクロメート処理液を塗布した後の
乾燥温度が板温で８０℃未満では、温度が低いため適正
な化成処理皮膜が形成されず、一方３００℃を超えると
めっき皮膜にさらなる熱が加わるために合金化反応が促
進され、却って加工性が低下するおそれがある。

【００２９】さらに、化成処理皮膜は、クロメート処理
皮膜とその上層に形成される特定の皮膜からなることが
好ましい。この上層皮膜は、水性有機樹脂を含む処理液
を塗布して板温８０〜３００℃の温度で乾燥して得られ
た皮膜であり、化成処理皮膜をクロメート処理皮膜とそ
の上層の上記皮膜から構成することにより、より優れた
加工部耐食性が得られる。上層皮膜を形成する際に処理
液を塗布した後の乾燥温度が板温で８０℃未満では、温
度が低いため適正な化成処理皮膜が形成されず、一方、
３００℃を超えるとめっき皮膜にさらなる熱が加わるた
めに合金化反応が促進され、却って加工性が低下するお
それがある。

【００３０】この化成処理皮膜（クロメート処理皮膜＋
上層皮膜）中に含まれる金属クロム換算での全Ｃｒ量は
０．１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満であり、そ
の限定理由は上述した通りである。上層皮膜中にＣｒを
含有させるか否かは任意であるが、Ｃｒを含む場合には
耐食性がより向上する。上層皮膜の膜厚は０．１〜５μ
ｍ程度が好ましく、膜厚が０．１μｍ未満では加工部耐
食性の改善効果が十分でなく、一方、５μｍを超えると
ロールフォーミング時にロール表面にピックアップを生
じるおそれがある。さらに、この化成処理皮膜は、皮膜
中に含まれる全有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算での
全Ｃｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００
未満であることが好ましい。全有機樹脂量（Ａ）と金属
クロム換算での全Ｃｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）
が１未満では、有機樹脂が加工部耐食性を向上させる効
果が小さく、一方、質量比（Ａ）／（Ｂ）２００以上で
はＣｒによる加工部耐食性の向上効果が小さい。

【００３１】次に、本発明による上記表面処理鋼板の製
造方法について説明する。本発明の製造方法は、連続式
溶融めっき設備などで製造されるめっき皮膜中のＡｌ含
有量が２０〜９５mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板
を下地鋼板とし、その表面に化成処理皮膜を形成した表
面処理鋼板の製造方法であり、溶融めっきされためっき
金属が凝固した後のめっき皮膜に対して特定の熱処理を
実施する工程と、めっき鋼板の表面に特定の化成処理皮
膜を形成させる工程とを有する。なお、熱処理を行う溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の好ましいめっき組成やめっ
き付着量は先に述べた通りである。

【００３２】本発明の製造方法ではめっき鋼板のめっき
皮膜面に特定の化成処理皮膜を形成させるが、めっき皮
膜に対する上記特定の熱処理は、化成処理皮膜の形成
前、化成処理皮膜の乾燥工程中、化成処理皮膜の形
成後（処理液の塗布及びその乾燥工程による皮膜の形成
後）、のいずれの段階で行ってもよい。また、これらの
うちの２つ以上の段階で行ってもよい。これらの方式う
ち、の方式は熱処理工程と化成処理工程の各条件をそ
れぞれ独立に最適化できるという利点があり、また、
，の方式は連続式溶融めっき設備内で全ての処理を
行うのに適している。また、の方式は化成処理の乾燥
工程における加熱を利用して熱処理を行うので、特に経
済性に優れている。

【００３３】上記熱処理は、連続式溶融めっき設備内に
或いは同設備外に設けられた加熱又は保熱装置などによ
り行う。例えば、連続式溶融めっき設備内に加熱機構
（例えば、インダクションヒーター、熱風炉など）を設
けてインラインで連続加熱して行ってもよいし、また、
コイルに巻取った後にオフラインでバッチ加熱して行っ
てもよい。また、めっきライン外の連続処理設備におい
て加熱機構（例えば、インダクションヒーター、熱風炉
など）により連続加熱して行ってもよい。さらには、め
っきライン内や上記連続処理設備で連続加熱されためっ
き鋼板をコイルに巻き取った後に適当な保熱又は加熱保
持を行ってもよい。但し、加熱又は保熱装置の方式、形
状、規模等については特別な制限はなく、要はめっき皮
膜に上記の条件で熱処理を行い得るものであればよい。

【００３４】上述したようにこの熱処理では、めっき皮
膜のめっき金属が完全に凝固した状態から３０〜２５０
℃の温度に上記(1)式で規定されるｔ_１（時間）の時間
内に昇温加熱した後、１３０〜２５０℃の温度範囲に３
０時間以内で且つ上記(2)式で規定されるｔ_２（時間）
よりも短かい時間保持する。また、より好ましい熱処理
条件では、めっき皮膜のめっき金属が完全に凝固した状
態から１３０〜２００℃の温度に上記(1)式で規定され
るｔ_１（時間）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２
５０℃の温度範囲に３０時間以内で且つ上記(2′)式で
規定されるｔ_２（時間）よりも短かい時間保持する。こ
のような熱処理の限定理由や得られる作用効果は先に述
べた通りである。

【００３５】本発明の製造方法では、めっき鋼板のめっ
き皮膜面に、少なくともクロメート処理を含む１又は２
以上の処理を行い、Ｃｒを金属クロム換算で０．１ｍｇ
／ｍ ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含む化成処理皮膜を形
成させる。この化成処理皮膜を形成する工程と上記熱処
理工程との前後関係は上述した通りである。上記クロメ
ート処理では、クロメート処理液をめっき鋼板面に塗布
し、通常、水洗することなく８０〜３００℃で乾燥処理
する。先に述べたように、この化成処理皮膜は複層皮膜
により構成されていてもよく、この場合には複数の処理
が順次行われる。また複層皮膜の場合には皮膜全体とし
て上記Ｃｒを含んでいればよく、したがって、このＣｒ
は複層皮膜のうちの１層のみに含まれるものであっても
よいし、２層以上の皮膜に含まれるものであってもよ
い。

【００３６】また、化成処理皮膜の好ましい組成及び処
理条件は先に述べた通りである。すなわち、特に好まし
い化成処理皮膜は、水性有機樹脂とクロム酸及び／又は
クロム酸の一部を還元したクロム酸化合物を含むクロメ
ート処理液を塗布した後、板温８０〜３００℃の温度で
乾燥して得られた皮膜であって、且つ皮膜中に含まれる
有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の
重量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満である化成処
理皮膜である。この場合の限定理由及び作用効果は、先
に述べた通りである。

【００３７】また、上述したようなクロメート処理後、
その上層に特定の上層皮膜を形成してもよく、この場合
には化成処理皮膜はクロメート処理と上層皮膜との複合
皮膜となる。この化成処理皮膜（クロメート処理皮膜＋
上層皮膜）中に含まれる金属クロム換算での全Ｃｒ量は
０．１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満である。上
層皮膜中にＣｒを含有させるか否かは任意であるが、Ｃ
ｒを含む場合には耐食性がより向上する。上層皮膜の膜
厚は０．１〜５μｍ程度が好ましい。また、この化成処
理皮膜は、皮膜中に含まれる全有機樹脂量（Ａ）と金属
クロム換算での全Ｃｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）
が１以上２００未満であることが好ましい。上層皮膜
は、例えば水性有機樹脂を含む処理液を塗布して板温８
０〜３００℃の温度で乾燥して形成させる。なお、以上
の各構成の限定理由及び作用効果は、先に述べた通りで
ある。以上述べた本発明の表面処理鋼板は、その表面に
塗装を施すことにより塗装鋼板とすることができる。こ
の塗装は１コート又は２コート以上（例えば、下塗り塗
装−上塗り塗装）のいずれでもよい。これにより表面処
理鋼板の表面に単層又は複層の塗膜が形成される。

【００３８】

【実施例】［実施例１］常法で製造した冷延鋼板（板厚
０．５ｍｍ）を連続式溶融めっき設備に通板し、５５％
Ａｌ−１．５％Ｓｉ−Ｚｎめっき浴（表１のＮｏ．１〜
Ｎｏ．１１）、４０％Ａｌ−１．０％Ｓｉ−Ｚｎめっき
浴（表１のＮｏ．１２）及び７０％Ａｌ−１．８％Ｓｉ
−Ｚｎめっき浴（表１のＮｏ．１３）を用いて溶融めっ
きを行った。ラインスピードは１６０ｍ／秒とし、片面
めっき付着量は鋼板間のバラツキが７５〜９０ｇ／ｍ^２
の範囲に収まるようにした。このようにして得られため
っき鋼板に連続式溶融めっき設備のインラインで化成処
理を行った。化成処理条件は、アクリルエマルジョン樹
脂とクロム酸を樹脂固形分量：Ｃｒ量＝１００：１（質
量比）の割合となるように混合した処理液を、金属クロ
ム換算でのＣｒ付着量が２０ｍｇ／ｍ^２となるようにめ
っき鋼板面に塗布し、１２０℃で乾燥した。

【００３９】このようにして製造した表面処理鋼板をバ
ッチ焼鈍設備に装入し、表１に示す温度条件で熱処理を
行った。このときバッチ焼鈍設備内は大気雰囲気とした
が、窒素等の不活性ガス雰囲気としてもよい。

【００４０】熱処理後の表面処理鋼板について、以下の
方法により加工性と加工部耐食性を評価した。その結果
を表１に示す。 (1) 加工性 表面処理鋼板を１Ｔ曲げしてこの１Ｔ曲げ先端部のクラ
ックを観察し、以下の基準で評価した。 ５：２０倍のルーペで観察してもクラックは認められな
い。 ４：目視で観察するとクラックは認められないが、２０
倍のルーペで観察するとクラックが認められる。 ３：目視で観察してクラックが認められる。 ２：目視で観察して大きく開口したクラックが認められ
る。 １：剥離を伴うクラックが生じている。

【００４１】(2) 加工部耐食性 表面処理鋼板を３Ｔ曲げした後、５０℃、９８％ＲＨ以
上の湿潤試験機に装入して１０００時間経過後の曲げ部
からの錆発生状態を観察し、以下の基準で評価した。 ５：異常無し ４：一部に軽度の白錆、黒錆の発生有り ３：全面に軽度の白錆、黒錆の発生有り ２：全面に著しい白錆、黒錆の発生有り １：赤錆発生あり

【００４２】

【表１】

【００４３】［実施例２］実施例１と同じ条件で製造さ
れためっき鋼板に連続式溶融めっき設備のインラインで
化成処理を行った。化成処理条件は、アクリルエマルジ
ョン樹脂とクロム酸を樹脂固形分量：Ｃｒ量＝１００：
１（質量比）の割合となるように混合した処理液を、金
属クロム換算でのＣｒ付着量が４０ｍｇ／ｍ^２となるよ
うにめっき鋼板面に塗布し、１２０℃で乾燥した。

【００４４】このようにして製造した表面処理鋼板をバ
ッチ焼鈍設備に装入し、表２に示す温度条件で熱処理を
行った。熱処理後の表面処理鋼板について、以下の方法
により加工性と加工部耐食性を評価した。その結果を表
２に示す。 (1) 加工性 表面処理鋼板を０Ｔ曲げしてこの０Ｔ曲げ先端部のクラ
ックを観察し、以下の基準で評価した。 ５：２０倍のルーペで観察してもクラックは認められな
い。 ４：目視で観察するとクラックは認められないが、２０
倍のルーペで観察するとクラックが認められる。 ３：目視で観察してクラックが認められる。 ２：目視で観察して大きく開口したクラックが認められ
る。 １：剥離を伴うクラックが生じている。

【００４５】(2) 加工部耐食性 表面処理鋼板を３Ｔ曲げした後、５０℃、９８％ＲＨ以
上の湿潤試験機に装入して２０００時間経過後の曲げ部
からの錆発生状態を観察し、以下の基準で評価した。 ５：異常無し ４：一部に軽度の白錆、黒錆の発生有り ３：全面に軽度の白錆、黒錆の発生有り ２：全面に著しい白錆、黒錆の発生有り １：赤錆発生あり

【００４６】

【表２】

【００４７】図１は、実施例１及び実施例２の各供試材
について、めっき皮膜の熱処理における保持時間と加工
性との関係を整理して示したもので、この結果から保持
時間を本発明範囲とすることにより加工性が顕著に向上
することが判る。また図２は、実施例１の各供試材につ
いて加工性と加工部耐食性の評価結果を示したもので、
本発明によれば優れた加工性と加工部耐食性を兼ね備え
た表面処理鋼板が得られることが判る。

【００４８】［実施例３］実施例１と同じ条件で製造さ
れためっき鋼板に連続式溶融めっき設備のインラインで
化成処理を行った。化成処理条件は、金属クロム換算で
のＣｒ付着量が２０ｍｇ／ｍ^２となるようにめっき鋼板
面にクロメート処理を施して８０℃で乾燥し、その上層
にウレタンエマルジョン樹脂を含む処理液を塗布し、１
２０℃で乾燥した。

【００４９】このようにして製造した表面処理鋼板をバ
ッチ焼鈍設備に装入し、表３に示す温度条件で熱処理を
行った。熱処理後の表面処理鋼板について、以下の方法
により加工性と加工部耐食性を評価した。その結果を表
３に示す。 (1) 加工性 表面処理鋼板を２Ｔ曲げしてこの２Ｔ曲げ先端部のクラ
ックを観察し、以下の基準で評価した。 ５：２０倍のルーペで観察してもクラックは認められな
い。 ４：目視で観察するとクラックは認められないが、２０
倍のルーペで観察するとクラックが認められる。 ３：目視で観察してクラックが認められる。 ２：目視で観察して大きく開口したクラックが認められ
る。 １：剥離を伴うクラックが生じている。

【００５０】(2) 加工部耐食性 表面処理鋼板を３Ｔ曲げした後、５０℃、９８％ＲＨ以
上の湿潤試験器に装入して２０００時間経過後の曲げ部
からの錆発生状態を観察し、以下の基準で評価した。 ５：異常無し ４：一部に軽度の白錆、黒錆の発生有り ３：全面に軽度の白錆、黒錆の発生有り ２：全面に著しい白錆、黒錆の発生有り １：赤錆発生あり

【００５１】

【表３】

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の表面処理鋼板
は、めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５mass％の溶
融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板を下地鋼板とする表面処理鋼
板でありながら極めて優れた加工性と加工部耐食性を有
する。また、本発明の製造方法によれば、このような表
面処理鋼板を安定して且つ高い生産性で製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１及び実施例２の各供試材について、め
っき皮膜の熱処理における保持時間と加工性との関係を
整理して示したグラフ

【図２】実施例１の各供試材について、加工性と加工部
耐食性の評価結果を示したグラフ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ (72)発明者 山地 隆文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉田 啓二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 間島 康弘 神奈川県川崎市川崎区水江町６−１ エヌ ケーケー鋼板株式会社内 (72)発明者 石田 信之 神奈川県川崎市川崎区水江町６−１ エヌ ケーケー鋼板株式会社内 (72)発明者 福島 祐一 神奈川県川崎市川崎区水江町６−１ エヌ ケーケー鋼板株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB18Y BB23Y BB24Y BB24Z BB74Y BB87X BB91X BB91Y BB92Y BB92Z BB93Y BB93Z BB95Y CA09 CA33 DA06 DB05 DB07 DC01 EA06 EA07 EA13 EB14 EB22 EB32 EB33 EB35 EB36 EB38 EB45 EB56 EC01 EC15 EC54 4F100 AA22C AA22D AB03A AB10B AB11 AB18B AB31B AK01D AK01E AK25D AK25E BA03 BA05 BA07 BA10A BA10D BA10E EH462 EH712 EJ42B EJ422 EJ69C EJ69D EJ692 JB02 JB05D JB05E JL01 YY00B YY00C 4K026 AA02 AA07 AA09 AA13 AA22 BA01 BA06 BA12 BB06 BB08 BB09 CA16 CA19 CA22 CA39 DA02 DA11 DA16 EB08 4K027 AA02 AA05 AA22 AB02 AB05 AB09 AB44 AB48 AC72 AC74 AC82 AE03 AE22 AE27 4K044 AA02 AB02 BA10 BA15 BA21 BB04 BB05 BC02 BC04 BC05 CA11 CA16 CA53 CA62

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５
   mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の表面に化成処理
   皮膜を有する表面処理鋼板であって、 前記溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板のめっき皮膜は、めっ
   き金属が完全に凝固した状態から１３０〜２５０℃の温
   度に下記(1)式で規定されるｔ_１（ｈｒ）の時間内に昇
   温加熱した後、１３０〜２５０℃の温度範囲に３０時間
   以内で且つ下記(2)式で規定されるｔ_２（ｈｒ）よりも
   短かい時間保持する熱処理を経て得られためっき皮膜で
   あり、 前記化成処理皮膜はクロメート処理によるＣｒを金属ク
   ロム換算で０．１ｍｇ／ｍ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満
   含むことを特徴とする加工性と加工部耐食性に優れた表
   面処理鋼板。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３ …… (2) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）
2. 【請求項２】 溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板のめっき皮
   膜は、めっき金属が完全に凝固した状態から１３０〜２
   ００℃の温度に下記(1)式で規定されるｔ_１（ｈｒ）の
   時間内に昇温加熱した後、１３０〜２００℃の温度範囲
   に３０時間以内で且つ下記(2′)式で規定されるｔ
   _２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱処理を経て得ら
   れためっき皮膜であることを特徴とする請求項１に記載
   の加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２００−Ｔ）／２ …… (2′) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）
3. 【請求項３】 化成処理皮膜が、めっき皮膜面に水性有
   機樹脂とクロム酸及び／又はクロム酸の一部を還元した
   クロム酸化合物を含むクロメート処理液を塗布した後、
   板温８０〜３００℃の温度で乾燥して得られた皮膜であ
   り、且つ該皮膜中に含まれる有機樹脂量（Ａ）と金属ク
   ロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１
   以上２００未満であることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板。
4. 【請求項４】 化成処理皮膜が、めっき皮膜面に形成さ
   れるクロメート処理皮膜と、その上層に形成される皮膜
   であって、水性有機樹脂を含む処理液を塗布して板温８
   ０〜３００℃の温度で乾燥して得られた皮膜とからなる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加工性と加工
   部耐食性に優れた表面処理鋼板。
5. 【請求項５】 化成処理皮膜中に含まれる全有機樹脂量
   （Ａ）と金属クロム換算での全Ｃｒ量（Ｂ）の質量比
   （Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満であることを特徴と
   する請求項４に記載の加工性と加工部耐食性に優れた表
   面処理鋼板。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５に記載の表
   面処理鋼板の表面に単層又は複層の塗膜を形成したこと
   を特徴とする塗装鋼板。
7. 【請求項７】 めっき皮膜中のＡｌ含有量が２０〜９５
   mass％の溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板の表面に化成処理
   皮膜を有する表面処理鋼板の製造方法であって、溶融め
   っきされためっき金属が完全に凝固しためっき皮膜に対
   して、１３０〜２５０℃の温度に下記(1)式で規定され
   るｔ_１（ｈｒ）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜２
   ５０℃の温度範囲に３０時間以内で且つ下記(2)式で規
   定されるｔ_２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱処理
   を実施する工程と、 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２８０−Ｔ）／３ …… (2) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃） めっき皮膜面にクロメート処理によるＣｒを金属クロム
   換算で０．１ｍｇ／ｍ ^２以上１００ｍｇ／ｍ^２未満含む
   化成処理皮膜を形成させる工程とを有することを特徴と
   する加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造
   方法。
8. 【請求項８】 めっき皮膜に対して熱処理を実施する工
   程では、１３０〜２００℃の温度に下記(1)式で規定さ
   れるｔ_１（ｈｒ）の時間内に昇温加熱した後、１３０〜
   ２００℃の温度範囲に３０時間以内で且つ下記(2′)式
   で規定されるｔ_２（ｈｒ）よりも短かい時間保持する熱
   処理を施すことを特徴とする請求項７に記載の加工性と
   加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方法。 ｔ_１＝（Ｔ−３０）／１０ …… (1) ｔ_２＝（２００−Ｔ）／２ …… (2′) 但し Ｔ：昇温加熱する最高加熱温度（℃）
9. 【請求項９】 めっき皮膜に対する熱処理を、下記(1)
   〜(3)のうちの少なくとも１つの段階で行うことを特徴
   とする請求項７又は８に記載の加工性と加工部耐食性に
   優れた表面処理鋼板の製造方法。 (1) 化成処理皮膜の形成前 (2) 化成処理皮膜の乾燥工程中 (3) 化成処理皮膜の形成後
10. 【請求項１０】 めっき皮膜面に、水性有機樹脂とクロ
    ム酸及び／又はクロム酸の一部を還元したクロム酸化合
    物を含むクロメート処理液を塗布した後、板温８０〜３
    ００℃の温度で乾燥することにより、皮膜中の有機樹脂
    量（Ａ）と金属クロム換算でのＣｒ量（Ｂ）の質量比
    （Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満である化成処理皮膜
    を形成することを特徴とする請求項７、８又は９に記載
    の加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 めっき皮膜面に、クロメート処理を施
    し、次いで水性有機樹脂を含む処理液を塗布して板温８
    ０〜３００℃の温度で乾燥することにより化成処理皮膜
    を形成することを特徴とする請求項７、８又は９に記載
    の加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方
    法。
12. 【請求項１２】 めっき皮膜面に、皮膜中に含まれる全
    有機樹脂量（Ａ）と金属クロム換算での全Ｃｒ量（Ｂ）
    の質量比（Ａ）／（Ｂ）が１以上２００未満である化成
    処理皮膜を形成することを特徴とする請求項１１に記載
    の加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項７、８、９、１０、１１又は１
    ２に記載の製造方法の工程に加えて、さらに、化成処理
    皮膜面に１コート又は２コート以上の塗装を施すことを
    特徴とする塗装鋼板の製造方法。