JP2017145503A - 皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の断面において、溶融Zn−Al−Mg系めっき層の最大厚さがhのとき、鋼板幅方向に2hの範囲において、親水性皮膜と溶融Zn−Al−Mg系めっき層の界面が形成する曲線の長さをL、この曲線のうち、親水性皮膜とZn−Alの2元共晶が接する界面により形成される曲線の長さの和をLAlとするとき、下記式(1)および式(2)を満たすことを特徴とする皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
1.5≦L/2h<5.5 (1)
0.50≦LAl/L<0.90 (2)
本発明で製造される皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板のベースとなる溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板について説明する。この溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の溶融Zn−Al−Mg系めっき層中にMgを添加する目的は、主として、めっき層中のZn−Alの2元共晶を細粒化し、その後の硝酸溶解処理で表面に微細なZn−Alの2元共晶の凹凸形状を形成できるようにすることにある。
めっき層中のAl含有量が1.0質量%未満では、めっき層−素地(鋼板)界面にFe−Zn系の合金層が厚く形成し、加工性が低下する。一方、Al含有量が5.0質量%以上になるとZnとAlの共晶組織が得られず、Alリッチ層が増加して犠牲防食作用が低下するので、端面部の耐食性が劣る。また、Al含有量が5.0質量%以上のめっき層を得ようとすると、めっき浴中にAlを主体としたトップドロスが発生しやすくなり、めっき外観を損なうという問題も生じる。以上の理由から、めっき層中のAl含有量は1.0質量%以上5.0質量%未満、好ましくは2.0質量%以上4.0質量%未満とする。
本発明においてめっき組成中にMgを含む狙いの一つは、細粒状のZn−Alの2元共晶を得ることにある。Mgの添加によりZn−Alの2元共晶が細粒化される理由は明らかではないが次のように考えられる。
酸接触工程は、溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を0.01mol/L以上10mol/L未満の硝酸に2秒以上60秒未満接触させる工程である。
皮膜形成工程とは、上記乾燥工程後の溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板に親水性皮膜形成用処理液を塗布し、これを乾燥させて皮膜を形成する工程である。
1.5≦L/2h<5.5 (1)
0.50≦LAl/L<0.90 (2)
L/2hは表面凹凸の指標であり、式(1)の範囲であれば皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板は高い親水性を示す。L/2hが1.5未満では凹凸の効果が小さく、親水性が低下する。また、L/2hが5.5以上では、凹凸が大き過ぎるため、部分的に面圧が高くなって耐磨耗性が低下するとともに、凹凸による光の吸収により外観が低下する。好ましくは、1.7以上、3.0未満である。LAl/Lは表面のAl量の指標であり、式(2)の範囲であれば皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板は高い耐摩耗性と良好な外観を示す。LAl/Lが0.50未満ではやわらかいZnが表面に多く存在するため、耐摩耗性が不十分となる。LAl/Lが0.90以上では表面の溶解が進み凹凸が大き過ぎるため、外観が低下する。好ましくは、0.6以上、0.8未満である。
端部と裏面をテープシールした供試材に対してJIS−Z−2371−2000の塩水噴霧試験を行い、白錆発生面積率が5%となる試験時間を測定した。その評価基準は以下のとおりである。
○:192時間以上、240時間未満
○-:120時間以上、192時間未満
△:120時間未満
また、上記塩水噴霧試験後に外観を目視観察して評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:白色味、ムラなし
○:灰色味、ムラなし
○-:灰色味、ムラあり
△:灰黒色味
(2)耐磨耗性
試験条件;フェルト接触面幅20mm×10mm、荷重:3.8kg/cm2(0.4MPa)、被膜表面を100回単純往復。試験前後および皮膜なしのサンプルのZnの蛍光FXカウントから、皮膜の残存率を求めた。その評価基準は以下の通りである。
○:皮膜残存率75%以上90%未満
○-:皮膜残存率50%以上75%未満
△:皮膜残存率50%未満
(3)親水性(みかけの接触角)
得られた各サンプルを、30mm×50mmに加工し、室温にて2μLの蒸留水を表面に3滴滴下し、滴下後30秒後の各接触角を、固液界面解析装置Drop Master 500(協和界面科学(株)製)を使用して測定し、3滴の平均を水接触角として算出した。水接触角の良否は以下の基準に従って行い、結果を表3に示す。
○:30°未満10°以上
○-:40°未満30°以上
△:40°以上
(4)耐候性
JIS D0205(1987)に基づき、サンシャインウェザーテストを1000時間行った場合の親水性の低下を評価した。その評価基準は以下の通りである。
○:+2°以上 +5°未満
○-:+5°以上 +10°未満
△:+10°以上
Claims (10)
- 鋼板の少なくとも一方の表面に、Al:1.0質量%以上5.0質量%未満、Mg:0.2質量%以上5.0質量%未満を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなる溶融Zn−Al−Mg系めっき層を有し、該溶融Zn−Al−Mg系めっき層が、Zn−Alの2元共晶と、Al−Zn−MgZn2の3元共晶を含有する溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板に、0.01mol/L以上10mol/L未満の硝酸に、2秒以上60秒未満接触させる酸接触工程と、
前記酸接触工程後の溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後の溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板上に親水性皮膜形成用処理液を塗布し、乾燥させて親水性皮膜を形成する皮膜形成工程と、を行うことを特徴とする皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。 - 前記溶融Zn−Al−Mg系めっき層は、さらに、Ni:0.005質量%以上0.1質量%未満、並びに、Ce及び/又はLaの合計:0.005〜0.05質量%、の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 溶融Zn−Al−Mg系めっき層が、Al−Zn−MgZn2の3元共晶を、めっき層断面で10面積%以上30面積%未満含有することを特徴とする請求項1または2に記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 前記Zn−Alの2元共晶の平均長径が10μm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皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 前記親水性皮膜が、無機皮膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
- 鋼板の少なくとも一方の表面に、Al:1.0質量%以上5.0質量%未満、Mg:0.2質量%以上5.0質量%未満を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなる溶融Zn−Al−Mg系めっき層を有し、該溶融Zn−Al−Mg系めっき層の上にさらに親水性皮膜を有する皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板であって、
前記溶融Zn−Al−Mg系めっき層は、Zn−Alの2元共晶と、Al−Zn−MgZn2の3元共晶を含有し、
前記皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の断面において、溶融Zn−Al−Mg系めっき層の最大厚さがhのとき、鋼板幅方向に2hの範囲において、親水性皮膜と溶融Zn−Al−Mg系めっき層の界面が形成する曲線の長さをL、この曲線のうち、親水性皮膜とZn−Alの2元共晶が接する界面により形成される曲線の長さの和をLAlとするとき、下記式(1)および式(2)を満たすことを特徴とする皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
1.5≦L/2h<5.5 (1)
0.50≦LAl/L<0.90 (2) - 前記溶融Zn−Al−Mg系めっき層は、さらに、Ni:0.005質量%以上0.1質量%未満、並びに、Ce及び/又はLaの合計:0.005〜0.05質量%、の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項6に記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
- 溶融Zn−Al−Mg系めっき層が、Al−Zn−MgZn2の3元共晶を、めっき層断面で10面積%以上30面積%未満含有することを特徴とする請求項6または7に記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
- 前記Zn−Alの2元共晶の平均長径が10μm以下であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
- 前記親水性皮膜が、無機皮膜であることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の皮膜付溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
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