JP2002371342A

JP2002371342A - 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002371342A
Application number: JP2001180398A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Toki; 保土岐; Masamitsu Matsumoto; 雅充松本; Takeshi Tomiyasu; 健富安; Hajime Ishigaki; 一石垣; Hiroshi Takebayashi; 浩史竹林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP4834922B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐食性と加工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。【解決手段】Ａl ：0.1〜1.0％、Ｍg ：0.02〜1.5
％、Ｐb 、Ｓn 、ＣdおよびＢi の含有量が合計で 200
ppm以下、Ｆe 含有量が0.50g/m²以下、めっき面に平行
なＺn(00・2) 面の配向指数が 3.5以下である溶融亜鉛め
っき皮膜を備える。めっき皮膜はさらにＳi ： 0.001〜
0.05％を含有してもよい。上記鋼板は、溶融めっき浴か
ら引き上げて付着量を調整し、次いで酸化性雰囲気中で
スパングル調整処理を施して溶融めっき層を凝固させ、
その後 400〜 120℃の領域に冷却して当該温度領域で10
秒以上保持するか、一旦 120℃以下に冷却した後 120〜
400℃に加熱し、該温度領域で10秒間以上保持して製造
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車、家電、建材
等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。さらに詳しくは、耐食性、意匠性およ
び加工性に優れためっき皮膜を有し、さらに経済性にも
優れた溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛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、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、自動車や家電製品など種々の用途に使用され
ている。溶融亜鉛めっき鋼板は平板状態での使用に加え
て曲げ加工やプレス加工を施して使用する場合も多い。

【０００３】加工に際してめっき皮膜に剥離や亀裂が生
じると、成形品の外観を損なううえその部分での耐食性
も低下する。従ってそのめっき皮膜には耐食性が優れて
いることに加えて、加工性がよいことも重要とされてい
る。

【０００４】溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性は、亜鉛めっ
き皮膜にＭg を含有させることにより改善できることが
知られている。例えば特開昭56-152955 号公報には、質
量％で（以下、特に断らない限り化学組成を表す％表示
は質量％を意味し、 ppm表示は質量ppm を意味する）Ｍ
g を 0.1〜 2.0％、Ａl を 0.1〜 1.0％、Ｓi を0.01〜
0.5％含有する溶融亜鉛合金めっき鋼板のめっき組成物
が提案されている。また、特開昭56-41359号公報には、
Ｍg を 0.1％超、 1.5％以下、Ａl をＭg の 0.2倍以上
1.5％未満含有する溶融亜鉛めっき浴を用いて溶融めっ
きを施す耐食性溶融亜鉛めっき鋼材の製造方法が提案さ
れている。

【０００５】しかしながらこれらの提案においては、得
られるめっき皮膜の加工性がいかなるものであるか明ら
かではない。溶融めっき皮膜の加工性改善方法として、
例えば特開昭58-84963号公報には、亜鉛めっき鋼板に圧
下率が10〜60％の範囲の圧延を施してη亜鉛層を粉砕し
た後、再結晶させてめっき皮膜に延性を付与する方法
が、特公平6-10332 号公報には、Ｐb を0.05％以下、Ａ
l を 0.1〜 0.3％含有する溶融亜鉛めっき浴でめっきを
おこない、その後、 420〜 300℃の温度領域を20℃/s以
上の冷却速度で冷却する方法が、特開平6-256924号公報
には、溶融亜鉛めっき後、めっき皮膜表層を研磨、研削
あるいは切削してめっき皮膜の平均粒径を 6μm 以下と
することにより加工時にクラックが生じにくいめっき皮
膜を有する溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法が提案さ
れている。

【０００６】また特開平9-143657号公報には、Ｍg を0.
05〜 3％、Ａl を 0.1〜 1％、Ｔi、ＢまたはＳi を１
種以上 0.1％以上含有するめっき皮膜を備えた、加工部
のめっき皮膜にミクロクラックが生じにくい溶融Ｚn-Ｍ
g-Ａl 系合金めっき鋼板が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶融亜鉛めっき
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ス
パングルが小さく金属光沢が少ない、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求めら
れている。その対応としてめっき付着量を調整した後
に、溶融めっき層にミストスプレーやＺn 粉末を吹き付
けるハーティ処理などを施してめっき層を凝固させ、こ
れによりスパングルを微細にしたりゼロスパングルとす
るスパングル調整がおこなわれるようになっている。

【０００８】溶融亜鉛めっき皮膜にＭg を含有させると
めっき皮膜が硬化し、その加工性が損なわれる。さら
に、スパングルを小さく調整するために溶融めっき層を
急速凝固させると、Ｍg を含有しない製品や溶融めっき
後に徐冷して製造された製品に比較するとめっき皮膜の
加工性はさらに低下する。

【０００９】特開昭58-84963号公報で提案された加工性
改善方法では、材質により圧下率が大きく変動するた
め、圧延前のめっき厚さを材質ごとに調整する必要があ
り、量産での対応が煩雑となるうえ、めっき後に大圧下
圧延と焼鈍が必要であるのでコストが高く生産性がよく
ないという問題がある。

【００１０】特開昭61-256756 号公報で提案された方法
では、鋼板の厚さが厚くなるにつれて強力な冷却能力を
有する設備が必要となり、特開平6-256924号公報で提案
された方法では研磨工程を追加する必要があるうえ、研
磨等によりめっき皮膜のロスが生じる。特開平9-143657
号公報で提案されたＡl 、Ｍg に加えてＴi などの第４
元素を大量にめっき皮膜に含有させるには、めっき浴組
成の管理が容易でなくなるうえ、ドロスが発生してめっ
き作業性が悪くなる。

【００１１】以上述べたように、めっき皮膜の加工性改
善に対する従来の方法は、容易におこなえる方法ではな
かった。さらにその加工性改善効果も、特に耐食性を向
上させるためにＭg を含有させてゼロスパングル処理を
施した溶融亜鉛めっき鋼板においては十分ではなかっ
た。

【００１２】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、優れ
た耐食性と加工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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ａl とＭ
g を微量に含有する溶融亜鉛めっきを施し、めっき付着
量を調整した後にミストスプレーを施してめっき層を凝
固させてゼロスパングルとした亜鉛めっき鋼板のめっき
皮膜の加工性改善方法について種々研究を重ねた結果、
以下の知見を得た。

【００１４】溶融めっき後にミストスプレーを施して急
速冷却してスパングルを微細化しためっき鋼板に曲げ加
工を施した場合、めっき皮膜がＭg を含有しないもので
ある場合には亀裂が発生しないが、めっき皮膜がＭg を
含有するものである場合には、曲げ加工部のめっき皮膜
に多数のクラックが発生する。

【００１５】溶融めっき後のミストスプレーに際し、め
っき皮膜が凝固するまでの雰囲気を酸化性雰囲気とし、
次いで、めっき皮膜凝固後の冷却に際し、特定温度領域
で短時間保持するか、もしくは一旦冷却した後に上記特
定温度領域に再加熱して短時間保持する（以下、これら
を合わせて単に「後熱処理」とも記す）により、めっき
皮膜の加工性を大幅に改善することができる。

【００１６】上記方法で加工性が改善されためっき皮膜
を子細に調査した結果、優れた加工性が発揮されるの
は、めっき皮膜表面に平行なＺn(00・2)面の配向性が特
定範囲以下に低い場合であった。これはＺn(00・2) 面の
配向性が小さくなることにより、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
れた。

【００１７】一般的に溶融状態のＺn めっき層を冷却し
た場合、得られるめっき皮膜の結晶方位は、冷却速度の
増加に伴ってめっき面に平行なＺn(00・2)面への配向性
が増すことが知られている（例えば、Zinc-Based Steel
coating Systems、The Minerals、Metals Society、1998、
p261.）。

【００１８】Ｚn(00・2)面の配向性は、めっき皮膜凝固
時の雰囲気を酸化性に保つことにより低減することがで
きる。この理由は定かではないが、溶融めっき層表面に
存在する酸化物がＺn の凝固状態に影響し、Ｚn(00・2)
面の配向性を小さくする作用があるものと推測され
る。

【００１９】また、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、特にＭg
の場合、大きい内部応力が発生している。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ようになり、これによ
り結晶の配向性がランダム化することでもＺn(00・2)面
の配向性が小さくなるものと推測される。

【００２０】また、上記過飽和状態の解消と内部応力除
去によるめっき皮膜の延性向上効果も加工性向上に寄与
するものと推察された。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）、
（２）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板、および、（３）〜
（５）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、化学
組成が質量％でＡl を 0.1％以上、1.0％以下、Ｍg を
0.02％以上、 1.5％以下含有し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃd およ
びＢi の含有量が合計で 200質量 ppm以下、Ｆe 含有量
が0.50g/m²以下、残部が実質的にＺn からなり、めっき
面に平行なＺn(00・2) 面の配向指数が 3.5以下である溶
融亜鉛めっき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板。

【００２２】（２）母材鋼板の少なくとも片面に、化学
組成が質量％でＡl を 0.1％以上、1.0％以下、Ｍg を
0.02％以上、1.5％以下、Ｓi を 0.001％以上、0.05％
以下含有し、Ｐb 、Ｓn 、ＣdおよびＢi の含有量が合
計で 200質量 ppm以下、Ｆe含有量が0.50g/m²以下、残
部が実質的にＺn からなり、めっき面に平行なＺn(00・
2) 面の配向指数が 3.5以下である溶融亜鉛めっき皮膜
を備えた溶融亜鉛めっき鋼板。

【００２３】（３）母材鋼板を、質量％でＡl を0.08％
以上、 1.0％以下、Ｍg を0.02％以上、 1.5％以下含有
し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃd およびＢi の含有量が合計で 200
ppm以下、残部が実質的にＺn からなる溶融めっき浴に
浸漬し、引き上げて付着量を調整し、次いで酸化性雰囲
気中でスパングル調整処理を施して溶融めっき層を凝固
させ、その後 400℃以下、 120℃以上の領域に冷却して
当該温度領域で10秒以上保持した後、常温まで冷却する
ことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

【００２４】（４）母材鋼板を、質量％でＡl を0.08％
以上、 1.0％以下、Ｍg を0.02％以上、 1.5％以下、Ｓ
i を 0.001％以上、0.05％以下含有し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃ
d およびＢi の含有量が合計で 200 ppm以下、残部が実
質的にＺn からなる溶融めっき浴に浸漬し、引き上げて
付着量を調整し、次いで酸化性雰囲気中でスパングル調
整処理を施して溶融めっき層を凝固させ、その後 400℃
以下、 120℃以上の領域に冷却して当該温度領域で10秒
以上保持した後、常温まで冷却することを特徴とする溶
融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

【００２５】（５）母材鋼板を溶融めっき浴に浸漬し、
引き上げて付着量を調整し、次いで酸化性雰囲気中でス
パングル調整処理を施して溶融めっき層を凝固させた
後、一旦 120℃以下に冷却し、次いで 120℃以上、 400
℃以下の温度領域に加熱して、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
（３）または（４）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に述べ
る。めっき皮膜は、Ａl を 0.1％以上、 1.0％以下、Ｍ
g を0.02％以上、1.5％以下、Ｐb 、Ｓn 、Ｃdおよび
Ｂi の含有量が合計で 200質量 ppm以下、Ｆe 含有量が
0.50g/m²以下、残部が実質的にＺn からなる化学組成を
有する。さらに、Ｓi を 0.001％以上、0.05％以下含有
しても構わない。

【００２７】Ａl は母材鋼板がめっき浴中に浸漬されて
いる間に鋼板との界面にＦe-Ｚn 合金層の形成を抑制す
る作用があり、これを利用してめっき皮膜の密着性を向
上させることができる。この効果を得るためにめっき皮
膜のＡl 含有量を 0.1％以上とする。望ましくは0.15％
以上である。上記Ｆe-Ｚn 合金層の形成を抑制する作用
はＡl 含有量が 1.0％を超えると飽和するため、めっき
皮膜のＡl 含有量は 1.0％以下とする。望ましくは0.50
％以下である。

【００２８】Ｍg は亜鉛めっき皮膜の耐食性を向上させ
る作用がある。この効果を得るために、めっき皮膜には
Ｍg を0.02％以上含有させる。望ましくは0.05％以上で
ある。他方、めっき浴のＭg 濃度を過度に高めるとドロ
スが大量に発生し、めっき作業性を阻害する。これを避
けるためにめっき皮膜のＭg 含有量は 1.5％以下とす
る。望ましくは 1.0％以下である。

【００２９】めっき皮膜の加工性を改善するために溶融
めっき後の冷却速度を遅く（緩冷却）したり、後熱処理
を施す場合に、母材とめっき皮膜との界面にＦe-Ｚn 合
金層が過度に成長するとめっき皮膜の加工性が損なわれ
る。Ｓi はこの合金層の発達を抑制する作用があり、適
量のＳi を含有させることにより、上記緩冷却や後熱処
理時の合金層発達によるめっき皮膜の加工性低下を防ぐ
ことができる。従ってさらに加工性を向上させる必要が
ある場合には、Ｓi を 0.001％以上含有させるのが望ま
しい。より望ましくは 0.005％以上である。

【００３０】他方、溶融めっき浴へのＳi の溶解は0.05
％程度が上限であり、これを超えてＳi を含有させよう
としてもドロスが増すので好ましくない。従ってめっき
皮膜のＳi 含有量は0.05％以下とするのが望ましい。よ
り望ましくは0.02％以下である。

【００３１】めっき皮膜のＦe 含有量は、母材とめっき
皮膜との界面に形成されるＦe-Ｚn合金層の成長に伴っ
て増加する。この合金層が厚く発達するとめっき皮膜の
加工性が損なわれるので、これを避けるために、めっき
皮膜のＦe 含有量は0.50g/m²以下とする。望ましくは0.
20g/m²以下である。

【００３２】Ｐb 、Ｓn 、Ｂi およびＣd はゼロスパン
グル処理のように溶融めっき皮膜を急速凝固させる際に
めっき皮膜と鋼板との界面に偏析しやすい。このため鋼
板界面で局部腐食が発生しやすくなり、耐食性あるいは
時日を経た後のめっき皮膜の密着性（耐経時剥離性）が
損なわれる。これらの元素は不可避的不純物であるが、
上記耐経時剥離性を損なわないために、その含有量は合
計で200ppm以下とする。望ましくは100ppm以下である。

【００３３】上記以外は実質的にＺn である。実質的に
との意味は、Ｎi 、Ｃr 、Ｔi 、Ｂe 、Ｍo 、Ｗ、Ｂ等
の元素は、それぞれの含有量が 0.1％以下であれば本発
明の目的達成の障害にはならないので、これらの元素は
0.1％以下であれば含有されていても構わないことを意
味する。

【００３４】めっき皮膜表面に平行なＺn(00・2) 面の配
向性（以下、単に「Ｚn(00・2) 配向性」と記す）が高く
なると亜鉛めっき皮膜の変形能が低下し、曲げ加工など
に際してめっき皮膜に亀裂が生じやすくなる。また上記
亀裂が生じた部分が腐食の起点となり、めっき皮膜の耐
食性が損なわれる。

【００３５】これを避けるためにめっき皮膜のＺn(00・
2) 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。望ましくは 3.0以
下である。Ｉ_a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。

【００３６】

【数１】

【００３７】ここで、Ｉ_(hk・_l)：Ｘ線回折における(hk・
l)面の積分強度、Ｉ_F(hk・_l)：Ｘ線回折における(hk・l)面の積分強度比
率、Ｉ_FR(hk・_l)：ASTMカード記載の(hk・l)面のＸ線回折にお
ける強度比率を表す。

【００３８】本発明の鋼板の好適な製造方法を以下に説
明する。ただし本発明の鋼板の製造方法はこれに限定さ
れるものではない。母材鋼板を所望の化学組成を有する
溶融めっき浴に浸漬し、引き上げて付着量を調整し、次
いで酸化性雰囲気中でスパングルを調整して溶融めっき
層を凝固させ、その後、 400℃以下、 120℃以上の領域
に冷却して当該温度領域で10秒以上保持するか、または
一旦 120℃以下に冷却し、次いで 120℃以上、 400℃以
下の温度領域に加熱し、該温度領域で10秒間以上保持す
る後熱処理を施した後、常温まで冷却する。

【００３９】母材鋼板は、熱間圧延板、冷間圧延板のい
ずれを用いてもよい。母材鋼板として冷間圧延板を用い
る場合には焼鈍済みのものでも構わないが、焼鈍してい
ないものを用いるのが経済的で好ましい。

【００４０】めっき皮膜と母材鋼板との界面にはＡl が
析出する。従ってめっき皮膜のＡl含有量を 0.1％以上
とするには、めっき浴のＡl 濃度は0.08％以上とすれば
よい。Ｍg 、Ｓi などの元素はめっき皮膜とめっき浴と
でほぼ同一であるので、これらの元素のめっき浴での濃
度はめっき皮膜として所望の値と同一にすればよい。

【００４１】めっき浴温度は、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。また、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〜 1
50g/m²の範囲が好適である。溶融めっきは母材の両面に
施してもよいし、片面のみでも構わない。付着量の調整
はガスワイピング法など公知の方法でおこなえばよい。

【００４２】めっき付着量を調整した後、少なくとも溶
融めっき層の凝固が完了するまでの間は酸化性雰囲気と
する。これにより凝固開始前の溶融状態のめっき表面に
酸化物を形成させ、Ｚn(00・2)面の配向指数を低くする
ことができる。

【００４３】上記酸化性雰囲気としては、酸素濃度が 2
体積％以上のものが望ましい。より望ましくは 6体積％
以上のものである。雰囲気ガスの組成は酸素以外は特に
限定するものではなく、窒素などとの混合ガスとすれば
よい。

【００４４】上記酸化性雰囲気の酸素濃度の上限は特に
限定するものではないが、過度に高くするとめっき浴面
での溶融金属の酸化が激しくなり、ドロスが増加してめ
っき皮膜の外観を損なう。これを避けるために酸素濃度
は30体積％以下とするのが望ましい。より望ましくは経
済的な理由から20体積％以下である。

【００４５】スパングル調整処理は、めっき皮膜のスパ
ングルを小さくするか、またはゼロスパングルとするた
めにおこなうものであり、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。

【００４６】スパングル調整方法は公知の方法でよく、
例えば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方法や、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すればよい。

【００４７】スパングル調整処理を施した後の冷却過程
において、 400℃以下、 120℃以上の領域で10秒以上保
持するか、一旦 120℃以下まで冷却した後、 120℃以
上、 400℃以下の温度領域で10秒以上加熱する後熱処理
を施す。このめっき後の後熱処理は、急冷によってめっ
き皮膜中のＺn 相に過飽和に固溶したＭg を拡散消失さ
せ、本来のＺn 固有の硬さに回復させるために行うもの
である。

【００４８】後熱処理の温度領域が 400℃を超えるとめ
っき皮膜の融点近傍となり、スパングル調整処理で得た
意匠性のよい表面外観が失われる場合があるのでよくな
い。望ましくは 350℃以下である。

【００４９】後熱処理温度が 120℃に満たない場合や上
記温度領域での処理時間が10秒に満たない場合には、Ａ
l やＭg の過飽和の解消が十分ではなく、めっき皮膜の
軟質化が不足し、めっき皮膜の加工性は改善効果は十分
ではない。後熱処理温度の下限は、皮膜の軟質化を短時
間でおこなわせるために 130℃以上とするのが望まし
い。処理時間の上限は特に限定するものではないが、イ
ンラインでの後熱処理が可能となる 300秒以下とするの
が望ましい。

【００５０】後熱処理時に鋼板を加熱する場合の加熱方
法は特に限定するものではなく、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単独で、または組
み合わせて用いればよい。一旦 120℃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。

【００５１】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。例えば、母材鋼板には、アルカリ水
溶液等での洗浄、ナイロンブラシ等での表面研削などの
前処理を施した後、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焼鈍する。次いでめっき
浴温度近傍まで冷却し、溶融めっき浴に浸漬し、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。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〜 150g/m²の範囲が好適である。

【００５２】後熱処理後は冷却してそのまま本発明の溶
融亜鉛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。

【００５３】

【実施例】Ｃ：0.04％、Ｍn ：0.25％を含有する厚さが
0.7mmの冷間圧延鋼板を母材鋼板とし、これを75℃のＮ
aＯＨ水溶液で脱脂、洗浄した後、水素：20体積％、残
部が窒素で、露点が−40℃の雰囲気中で 800℃に加熱
し、60秒間保持する再結晶焼鈍を施した。

【００５４】種々の化学組成を含有し、 460℃に調整し
た溶融亜鉛めっき浴を準備し、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。次いでミストを吹き付けてスパングル粒径が 0.5mm
以下になるように調整した後、種々の条件で後熱処理を
施して常温まで冷却した。この際、めっき浴面およびめ
っき皮膜が凝固するまでの間を種々の酸素濃度を有する
酸素−窒素混合雰囲気とした。得られためっき鋼板に金
属クロム量で20mg/m² の塗布型クロメート処理を施し
た。

【００５５】得られた鋼板のめっき皮膜の化学組成を分
析し、Ｚn(00・2)面の配向性、加工性、耐食性などを以
下の方法で評価した。Ｚn(00・2)面の配向性：めっき皮膜のＸ線回折強度をＣ
o 管球を用い加速電圧30kV、電流 100mAの条件で測定
し、その結果から前記式で計算される配向指数（Ｉ_a）
を算出した。

【００５６】曲げ加工性：幅が70mm、長さが 150mmで長
さ方向が圧延方向になるように採取した曲げ試験片に内
側半径を0.35mmとする折り曲げ加工（ 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。

【００５７】耐食性：幅が70mm、長さが 150mmの寸法に
切断した試験片の端面を粘着テープでシールした試験片
と、上記寸法に切断した試験片に内側曲げ半径を 0.7mm
とする折り曲げ加工を施した試験片（ 2ｔ折り曲げ試験
片）とを準備し、これらに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。

【００５８】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20日以上、曲げ加工部については10日以上、赤錆
が発生しなかった場合を良好と判断した。

【００５９】経時剥離性：幅が25mm、長さが 100mmの寸
法に切断した試験片を80℃、相対湿度95％の高温高湿状
態で 240時間保管した後、 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表１にめっき条件、めっき皮膜の化学組成および性能評
価結果を示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１に示すように、本発明の規定する条件
を満足する試験番号 1〜20はいずれも優れた曲げ加工
性、耐食性および耐経時剥離性を示していた。これに対
しめっき皮膜のＡl 含有量が少なすぎた試験番号22はＦ
e 含有量が多く加工性と加工部の耐食性がよくなかっ
た。Ｍg 含有量が少なかった試験番号23および24では平
板部の耐食性がよくなかった。Ｍg 含有量が多すぎた試
験番号25、Ｓi 含有量が多すぎた試験番号21および26は
いずれもドロスが多発し表面外観がよくなかった。Ｐb
含有量が多すぎた試験番号27では平板部の耐食性と耐経
時剥離性がよくなかった。後熱処理温度が低すぎた試験
番号28、後熱処理時間が短すぎた試験番号29および後熱
処理を施さなかった試験番号30はいずれもめっき皮膜の
加工性がよくなく、加工部の耐食性もよくなかった。め
っき皮膜凝固時の雰囲気中の酸素濃度が低すぎた試験番
号31はドロスがなく美麗な表面外観を呈していたがＺn
(00・2)面の配向性が強く、めっき皮膜の加工性および
加工部の耐食性がよくなかった。

【００６２】

【発明の効果】本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は微量のＡ
l とＭg を含有し、安価で耐食性に優れ、かつ、そのめ
っき皮膜は加工性に富むので、加工部のめっき皮膜に亀
裂が生じない。このため、加工部の耐食性にも優れると
いう特徴を備えている。従って屋根・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、自
動車や家電製品など種々の加工部品の耐食性を大幅に改
善できるので、工業的価値が大きい。

フロントページの続き (72)発明者富安健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 (72)発明者石垣一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 (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 AA22 AB05 AB28 AB32 AB44 AC62 AC73 AE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材鋼板の少なくとも片面に、化学組成
が質量％でＡl を 0.1％以上、 1.0％以下、Ｍg を0.02
％以上、 1.5％以下含有し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃd およびＢ
i の含有量が合計で 200質量 ppm以下、Ｆe 含有量が0.
50g/m²以下、残部が実質的にＺn からなり、めっき面に
平行なＺn(00・2) 面の配向指数が 3.5以下である溶融亜
鉛めっき皮膜を備えた溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】母材鋼板の少なくとも片面に、化学組成
が質量％でＡl を 0.1％以上、 1.0％以下、Ｍg を0.02
％以上、1.5％以下、Ｓi を 0.001％以上、0.05％以下
含有し、Ｐb 、Ｓn 、ＣdおよびＢi の含有量が合計で
200質量 ppm以下、Ｆe 含有量が0.50g/m²以下、残部が
実質的にＺn からなり、めっき面に平行なＺn(00・2) 面
の配向指数が 3.5以下である溶融亜鉛めっき皮膜を備え
た溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項３】母材鋼板を、質量％でＡl を0.08％以
上、 1.0％以下、Ｍgを0.02％以上、 1.5％以下含有
し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃd およびＢi の含有量が合計で 200
ppm以下、残部が実質的にＺn からなる溶融めっき浴に
浸漬し、引き上げて付着量を調整し、次いで酸化性雰囲
気中でスパングル調整処理を施して溶融めっき層を凝固
させ、その後 400℃以下、 120℃以上の領域に冷却して
当該温度領域で10秒以上保持した後、常温まで冷却する
ことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】母材鋼板を、質量％でＡl を0.08％以
上、 1.0％以下、Ｍgを0.02％以上、 1.5％以下、Ｓi
を 0.001％以上、0.05％以下含有し、Ｐb 、Ｓn 、Ｃd
およびＢi の含有量が合計で 200 ppm以下、残部が実質
的にＺn からなる溶融めっき浴に浸漬し、引き上げて付
着量を調整し、次いで酸化性雰囲気中でスパングル調整
処理を施して溶融めっき層を凝固させ、その後 400℃以
下、 120℃以上の領域に冷却して当該温度領域で10秒以
上保持した後、常温まで冷却することを特徴とする溶融
亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】母材鋼板を溶融めっき浴に浸漬し、引き
上げて付着量を調整し、次いで酸化性雰囲気中でスパン
グル調整処理を施して溶融めっき層を凝固させた後、一
旦 120℃以下に冷却し、次いで 120℃以上、 400℃以下
の温度領域に加熱して、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３また
は４に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。