JP2018159107A - PRODUCTION METHOD OF MOLTEN Zn ALLOY PLATING STEEL PLATE - Google Patents

PRODUCTION METHOD OF MOLTEN Zn ALLOY PLATING STEEL PLATE Download PDF

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厚雄 清水
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雅典 松野
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雅也 山本
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博文 武津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a molten Zn alloy plating steel plate capable of easily suppressing blacking of the surface of a plating layer without lowering productivity.SOLUTION: A molten Zn alloy plating layer containing an intermetallic compound MgZnis formed on the surface of a base steel plate by dipping the base steel plate in a molten Zn alloy plating bath containing Al or Mg. Next, an aqueous solution containing one or two polyatomic ions selected from the group consisting of a polyatomic ion containing V, a polyatomic ion containing Si, and a polyatomic ion containing Cris brought into contact with the surface of the molten plating layer. The aqueous solution contains the polyatomic ions of 0.01 g/L or more in terms of one or two atoms selected from the group consisting of V, Si, and Cr.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、耐黒変性に優れる溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet having excellent blackening resistance.

耐食性に優れるめっき鋼板として、基材鋼板の表面に、AlおよびMgを含む溶融Zn合金めっき層が形成された溶融Zn合金めっき鋼板が知られている。   As a plated steel sheet excellent in corrosion resistance, a hot-dip Zn alloy plated steel sheet in which a hot-dip Zn alloy plated layer containing Al and Mg is formed on the surface of a base steel sheet is known.

前述の溶融Zn合金めっき鋼板は、以下の工程により連続的に製造されうる。まず、炉を通した基材鋼板(鋼帯)をAlおよびMgを含有する溶融Zn合金めっき浴に浸漬した後、例えば、ガスワイピング装置に通すことで、基材鋼板の表面に付着した溶融金属を所定量となるように調整する。次いで、所定量の溶融金属が付着した鋼帯を、エアジェットクーラーおよび気水冷却領域に通すことで、溶融金属を冷却して、溶融Zn合金めっき層が形成される。さらに、溶融Zn合金めっき層が形成された鋼帯をウォータークエンチ帯域に通して、冷却水を接触させることにより、溶融Zn合金めっき鋼板を得る。   The aforementioned hot-dip Zn alloy-plated steel sheet can be continuously produced by the following steps. First, after the base steel plate (steel strip) passed through the furnace is immersed in a molten Zn alloy plating bath containing Al and Mg, the molten metal adhered to the surface of the base steel plate, for example, by passing through a gas wiping device. Is adjusted to a predetermined amount. Next, the molten metal is cooled by passing the steel strip to which a predetermined amount of molten metal is attached through an air jet cooler and an air-water cooling region, and a molten Zn alloy plating layer is formed. Furthermore, the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet is obtained by passing the steel strip on which the hot-dip Zn alloy plating layer is formed through the water quench zone and bringing cooling water into contact therewith.

しかしながら、このように製造された溶融Zn合金めっき鋼板は、経時的にめっき層表面の一部が黒変化してしまう場合があった。めっき層表面の黒変化は、早い場合では製造後2〜3日後に発生し、製造条件によっては4〜7日後に発生することもあり、溶融Zn合金めっき鋼板の美観を損ねていた。   However, in the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet produced in this way, a part of the plating layer surface may change black over time. The black change on the surface of the plating layer occurred in 2 to 3 days after the production in an early case, and may occur after 4 to 7 days depending on the production conditions, which impaired the appearance of the hot-dip Zn alloy plated steel sheet.

このような黒変化を防止する方法として、ウォータークエンチ帯域におけるめっき層表面の温度を調整する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の発明では、ウォータークエンチ帯域で冷却水に接触させる際のめっき層表面の温度を105℃未満にすることで、めっき層表面の黒変化を防止している。また、めっき層表面の温度を105℃未満にする代わりに、めっき浴に易酸化元素(希土類元素、Y、ZrまたはSi)を配合するとともにめっき層表面の温度を105〜300℃にすることでも、めっき層表面の黒変化を防止している。   As a method for preventing such black change, a method for adjusting the temperature of the plating layer surface in the water quench zone has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In invention of patent document 1, the black change of the plating layer surface is prevented by making the temperature of the plating layer surface at the time of making it contact with cooling water in a water quench zone below 105 degreeC. Alternatively, instead of setting the temperature of the plating layer surface to less than 105 ° C, an easily oxidizable element (rare earth element, Y, Zr or Si) is added to the plating bath and the temperature of the plating layer surface is set to 105 to 300 ° C. , Preventing the black change of the plating layer surface.

また、特許文献2では、ウォータークエンチ帯域で用いる冷却水としてV5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンおよびCr6+を含有する多原子イオンからなる群から選択される1または2以上の多原子イオンを含有する水溶液を用いることで、めっき層表面の黒変化を防止している。 Moreover, in patent document 2, as a cooling water used in a water quench zone, 1 selected from the group consisting of polyatomic ions containing V 5+ , polyatomic ions containing Si 4+ and polyatomic ions containing Cr 6+ By using an aqueous solution containing two or more polyatomic ions, the black change of the plating layer surface is prevented.

特開2002−226958号公報JP 2002-226958 A 特許第5356616号公報Japanese Patent No. 5356616

特許文献1の発明では、ウォータークエンチ帯域に通す前にめっき層表面を所定の温度まで冷却する必要があったため、溶融Zn合金めっき鋼板の生産が制限される場合があった。たとえば、板厚が厚いめっき鋼板では、めっき鋼板の送り速度を遅くしてめっき鋼板を所定の温度まで冷却する必要があるため、生産性が低下してしまっていた。また、易酸化元素をめっき浴に配合する場合は、易酸化元素がドロスになりやすく、易酸化元素の濃度管理が煩雑であるため、製造工程が煩雑になるという問題があった。   In invention of patent document 1, since it was necessary to cool the plating layer surface to predetermined | prescribed temperature before letting it pass through a water quench zone | band, the production | generation of the hot-dip Zn alloy plated steel plate might be restrict | limited. For example, in the case of a plated steel plate having a large plate thickness, it is necessary to slow down the feed rate of the plated steel plate to cool the plated steel plate to a predetermined temperature, and thus productivity has been reduced. Moreover, when an easily oxidizable element is blended in the plating bath, the easily oxidizable element is liable to become dross, and the concentration control of the easily oxidizable element is complicated, so that the manufacturing process becomes complicated.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、かつ煩雑なめっき浴の成分管理を行うことなく、めっき層表面の黒変化を容易に抑制することができる、溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and can suppress the black change of the plating layer surface easily, without reducing productivity and without performing complicated component management of a plating bath. An object of the present invention is to provide a method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet.

本発明者らは、溶融Zn合金めっき層を形成した後に接触させる冷却水に、所定の濃度で所定の多原子イオンを含有させることで、上記課題を解決することができることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。   The present inventors have found that the above problem can be solved by adding a predetermined polyatomic ion at a predetermined concentration to the cooling water to be contacted after forming the molten Zn alloy plating layer. In addition, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法に関する。
[1]基材鋼板をAlおよびMgを含む溶融Zn合金めっき浴に浸漬して、前記基材鋼板の表面に溶融Zn合金めっき層を形成する工程と、V5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンおよびCr6+を含有する多原子イオンからなる群から選択される1または2以上の多原子イオンを含有する水溶液を、前記溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる工程と、を有し、前記水溶液は、前記多原子イオンを、V、SiおよびCrからなる群から選択される1または2以上の原子換算で、0.01g/L以上含有し、溶融Zn合金めっき層は、金属間化合物MgZn11を含む、溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。
[2]前記溶融Zn合金めっき層は、前記金属間化合物MgZn11を表層に含む、[1]に記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。
[3]前記水溶液を前記溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる時の、前記溶融Zn合金めっき層の表面の温度は、100℃以上、かつめっき層の凝固点以下である、[1]または[2]に記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。
[4]前記溶融Zn合金めっき層は、Al:1.0〜22.0質量%、Mg:0.1〜10.0質量%、残部:Znを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。
That is, this invention relates to the manufacturing method of the following hot dip Zn alloy plating steel plates.
[1] A step of immersing a base steel plate in a hot-dip Zn alloy plating bath containing Al and Mg to form a hot-dip Zn alloy plating layer on the surface of the base steel plate, a polyatomic ion containing V 5+ , Si Contacting an aqueous solution containing one or more polyatomic ions selected from the group consisting of polyatomic ions containing 4+ and polyatomic ions containing Cr 6+ with the surface of the molten Zn alloy plating layer; The aqueous solution contains 0.01 g / L or more of the polyatomic ions in terms of 1 or 2 or more atoms selected from the group consisting of V, Si and Cr, and a molten Zn alloy plating layer includes an intermetallic compound Mg 2 Zn 11, the manufacturing method of the molten Zn alloy plated steel sheet.
[2] The method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet according to [1], wherein the hot-dip Zn alloy plating layer includes the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 in a surface layer.
[3] When the aqueous solution is brought into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer, the temperature of the surface of the molten Zn alloy plating layer is 100 ° C. or more and not more than the freezing point of the plating layer. 2] The manufacturing method of the hot dip Zn alloy plating steel plate as described in 2].
[4] The molten Zn alloy plating layer contains Al: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: 0.1 to 10.0 mass%, and the balance: Zn, and any one of [1] to [3] A method for producing the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet according to claim 1.

本発明によれば、耐黒変性に優れる溶融Zn合金めっき鋼板を、高い生産性で容易に製造することができる。   According to the present invention, a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet excellent in blackening resistance can be easily produced with high productivity.

図1A,Bは、冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法の例を示す図である。1A and 1B are diagrams showing an example of a method for bringing a cooling aqueous solution into contact with the surface of a molten Zn alloy plating layer. 図2は溶融Zn合金めっき鋼板の製造ラインの一部の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a partial configuration of a production line for a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet.

本発明の溶融Zn合金めっき鋼板(以下、単に「めっき鋼板」ともいう。)の製造方法は、(1)基材鋼板の表面に溶融Zn合金めっき層(以下、単に「めっき層」ともいう。)を形成する第1工程と、(2)多原子イオンを含む冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる第2工程と、を有する。本発明の製造方法は、溶融Zn合金めっき層を形成した後に、所定の冷却水溶液をめっき層表面に接触させることで、めっき層の黒変化を抑制することを特徴の一つとする。   The method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet (hereinafter also simply referred to as “plated steel sheet”) of the present invention is (1) a hot-dip Zn alloy plated layer (hereinafter simply referred to as “plated layer”) on the surface of the base steel sheet. ) And (2) a second step of bringing a cooling aqueous solution containing polyatomic ions into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer. One feature of the manufacturing method of the present invention is to suppress black change of the plating layer by bringing a predetermined cooling aqueous solution into contact with the surface of the plating layer after forming the molten Zn alloy plating layer.

(1)第1工程
第1工程では、基材鋼板をAlおよびMgを含む溶融Zn合金めっき浴に浸漬して、基材鋼板の表面に溶融Zn合金めっき層を形成する。
(1) First Step In the first step, the base steel plate is immersed in a hot-dip Zn alloy plating bath containing Al and Mg to form a hot-dip Zn alloy plating layer on the surface of the base steel plate.

[基材鋼板]
基材鋼板の種類は、特に限定されない。たとえば、基材鋼板としては、低炭素鋼や中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼などからなる鋼板を使用することができる。良好なプレス成形性が必要とされる場合は、低炭素Ti添加鋼、低炭素Nb添加鋼などからなる深絞り用鋼板が基材鋼板として好ましい。また、P、Si、Mnなどを添加した高強度鋼板を用いてもよい。
[Base steel sheet]
The kind of base steel plate is not particularly limited. For example, as the base steel plate, a steel plate made of low carbon steel, medium carbon steel, high carbon steel, alloy steel, or the like can be used. When good press formability is required, a steel sheet for deep drawing made of low carbon Ti-added steel, low carbon Nb-added steel, or the like is preferable as the base steel sheet. Moreover, you may use the high strength steel plate which added P, Si, Mn, etc.

[めっき層の形成]
まず、AlおよびMgを含む溶融Zn合金めっき浴に基材鋼板を浸漬し、ガスワイピングなどを用いることによって、所定量の溶融金属を基材鋼板の表面に付着させる。
[Formation of plating layer]
First, the base steel plate is immersed in a molten Zn alloy plating bath containing Al and Mg, and a predetermined amount of molten metal is adhered to the surface of the base steel plate by using gas wiping or the like.

めっき浴の組成は、例えば、めっき浴として、Al:1.0〜22.0質量%、Mg:0.1〜10.0質量%、残部:Znおよび不可避不純物を含むものを使用することができる。また、めっき浴は、Si:0.001〜2.0質量%をさらに含んでいてもよい。さらに、めっき浴は、0.03質量%未満のTi、0.015未満%以下のBをさらに含んでいてもよい。特許文献1に記載されているように、Siを添加することでめっき層の黒変化を抑制することができるが、本発明の製造方法によりめっき鋼板を製造する場合は、Siを添加しなくてもめっき層の黒変化を抑制することができる。   As the composition of the plating bath, for example, a plating bath containing Al: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: 0.1 to 10.0 mass%, balance: Zn and inevitable impurities may be used. it can. Moreover, the plating bath may further contain Si: 0.001 to 2.0 mass%. Furthermore, the plating bath may further contain less than 0.03% by mass of Ti and less than 0.015% of B. As described in Patent Document 1, the black change of the plating layer can be suppressed by adding Si, but when a plated steel sheet is manufactured by the manufacturing method of the present invention, Si is not added. Also, the black change of the plating layer can be suppressed.

次いで、基材鋼板の表面に付着した溶融金属を冷却し、溶融金属を凝固させることで、基材鋼板の表面にめっき浴の成分組成とほぼ同じ組成のめっき層が形成されためっき鋼板を得ることができる。このとき、冷却速度をたとえば4℃/s以下とすることが好ましい。   Next, the molten metal adhering to the surface of the base steel sheet is cooled to solidify the molten metal, thereby obtaining a plated steel sheet in which a plating layer having the same composition as that of the plating bath is formed on the surface of the base steel sheet. be able to. At this time, the cooling rate is preferably set to 4 ° C./s or less, for example.

上記組成の溶融Zn合金めっき層は、[Al/Zn/MgZn11の三元共晶組織]を含む。[Al/Zn/MgZn11の三元共晶組織]は、めっき層の表層に出現してもよい。なお、めっき層の表層とは、めっき層の表面を含み、めっき層の厚み方向に所定の深さを含む領域であり、めっき層の表面を含む限り上記所定の深さは任意に設定できる。たとえば、上記所定の深さは、MgZn11(周囲とは異なる光沢を呈する斑点状の部分)がめっき層の表面方向から視認し得る深さとすることができる。 The hot-dip Zn alloy plating layer having the above composition contains [Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ternary eutectic structure]. [Ternary eutectic structure of Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ] may appear on the surface layer of the plating layer. The surface layer of the plating layer is a region including the surface of the plating layer and including a predetermined depth in the thickness direction of the plating layer, and the predetermined depth can be arbitrarily set as long as the surface of the plating layer is included. For example, the predetermined depth can be a depth at which Mg 2 Zn 11 (a spot-like portion exhibiting a gloss different from the surroundings) can be visually recognized from the surface direction of the plating layer.

上記組成の溶融Zn合金めっき層は、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]を含んでもよい。このときも、溶融Zn合金めっき層の断面を観察すると、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]は、Al,Zn,ZnMgの各相がラメラ状に細かく分布している。この[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]がめっき層の表層に出現した場合でも、Al,Zn,ZnMgの各相が細かく分布している。 The molten Zn alloy plating layer having the above composition may include [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure]. At this time, when the cross section of the molten Zn alloy plating layer is observed, [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] shows that each phase of Al, Zn, Zn 2 Mg is finely distributed in a lamellar shape. Yes. Even when this [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] appears in the surface layer of the plating layer, each phase of Al, Zn, Zn 2 Mg is finely distributed.

特に図示しないが、断面観察において、この[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]が占める面積の割合は、めっき組成によって異なる。Zn−Al−Mgの三元系においては、Alが4質量%、Mgが3質量%、残部がZnの組成付近が共晶組成である。このため、めっき組成がこの三元共晶組成に近い場合には、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]は80%ほどの面積率を示し、めっき層断面において最も広い面積率を示す相となる。しかし、めっき層の組成が3元共晶組成から離れるほど、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]の面積率は減少し、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]よりも他の相が面積率として最大となることもある。 Although not shown in particular, the ratio of the area occupied by the [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] in cross-sectional observation differs depending on the plating composition. In the Zn—Al—Mg ternary system, Al is 4% by mass, Mg is 3% by mass, and the balance is the eutectic composition near the composition of Zn. For this reason, when the plating composition is close to this ternary eutectic composition, [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] shows an area ratio of about 80%, and the widest area in the cross section of the plating layer It becomes the phase which shows a rate. However, as the composition of the plating layer is separated from the ternary eutectic composition, the area ratio of the ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg] is reduced, terpolymers of [Al / Zn / Zn 2 Mg A phase other than the crystal structure] may be maximized as the area ratio.

上記組成の溶融Zn合金めっき層は、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]以外に、めっき組成によって、初晶としてAl相、Zn相またはZnMg相を含んでいたり、めっき組成にSiが含まれるときはMgSi相を含んでいたりすることがある。 Depending on the plating composition, the molten Zn alloy plating layer having the above composition contains an Al phase, a Zn phase or a Zn 2 Mg phase as the primary crystal, in addition to [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] When Si is contained in the plating composition, an Mg 2 Si phase may be included.

また、めっき層の表面には、Al,Zn,Mgを含む酸化皮膜が形成されている。なお、めっき浴に所定量のSiが含有する場合には、酸化皮膜中にSiが含有されることがある。   In addition, an oxide film containing Al, Zn, and Mg is formed on the surface of the plating layer. In addition, when a predetermined amount of Si is contained in the plating bath, Si may be contained in the oxide film.

溶融Zn合金めっき層の付着量は、特に限定されない。たとえば、溶融Zn合金めっき層の付着量は、60〜500g/m程度である。 The adhesion amount of the molten Zn alloy plating layer is not particularly limited. For example, the adhesion amount of the molten Zn alloy plating layer is about 60 to 500 g / m 2 .

(2)第2工程
第2工程では、所定の多原子イオンを含有する水溶液(冷却水溶液)を、溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる。生産性の観点からは、第2工程は、ウォータークエンチ(水冷)工程として行われることが好ましい。この場合、冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる時の、溶融Zn合金めっき層の表面の温度は、100℃以上、かつめっき層の凝固点以下程度である。
(2) Second Step In the second step, an aqueous solution (cooling aqueous solution) containing predetermined polyatomic ions is brought into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer. From the viewpoint of productivity, the second step is preferably performed as a water quench (water cooling) step. In this case, when the cooling aqueous solution is brought into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer, the temperature of the surface of the molten Zn alloy plating layer is about 100 ° C. or more and below the freezing point of the plating layer.

冷却水溶液に含まれる多原子イオンは、V5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンおよびCr6+を含有する多原子イオンからなる群から選択される。これらの多原子イオンは、めっき層表面の黒変化を抑制することができる。これらの多原子イオンは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The polyatomic ions contained in the cooling aqueous solution are selected from the group consisting of polyatomic ions containing V 5+ , polyatomic ions containing Si 4+ , and polyatomic ions containing Cr 6+ . These polyatomic ions can suppress the black change of the plating layer surface. These polyatomic ions may be used alone or in combination of two or more.

多原子イオンを含む冷却水溶液を調製する方法は、特に限定されない。たとえば、V5+を含有する多原子イオンを含む冷却水溶液を調製する場合は、所定の化合物(V化合物、Si化合物またはCr化合物;以下「添加剤」ともいう)と、必要に応じて溶解促進剤と、を水(溶媒)に溶解させればよい。好適なV化合物の例には、アセチルアセトンバナジル、バナジウムアセチルアセトネート、オキシ硫酸バナジウム、五酸化バナジウム、バナジン酸アンモニウムが含まれる。また、好適なSi化合物の例には、ケイ酸ナトリウムが含まれる。さらに、好適なCr化合物の例には、クロム酸アンモニウム、クロム酸カリウムが含まれる。 The method for preparing the cooling aqueous solution containing polyatomic ions is not particularly limited. For example, when preparing a cooling aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , a predetermined compound (V compound, Si compound or Cr compound; hereinafter also referred to as “additive”) and, if necessary, a dissolution accelerator Can be dissolved in water (solvent). Examples of suitable V compounds include acetylacetone vanadyl, vanadium acetylacetonate, vanadium oxysulfate, vanadium pentoxide, ammonium vanadate. Examples of suitable Si compounds include sodium silicate. Furthermore, examples of suitable Cr compounds include ammonium chromate and potassium chromate.

上記V5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンまたはCr6+を含有する多原子イオンの濃度は、V、Si、Cr換算で0.01g/L以上であることが好ましい。2種以上の化合物を組み合わせて使用する場合は、V、Si、Cr換算での合計の濃度が0.01g/L以上であればよい。これらの多原子イオンの濃度がV、Si、Cr換算で0.01g/L未満の場合、めっき層表面の黒変化を十分に抑制できないおそれがある。 The concentration of the polyatomic ion containing V 5+ , the polyatomic ion containing Si 4+ or the polyatomic ion containing Cr 6+ is preferably 0.01 g / L or more in terms of V, Si, and Cr. When two or more compounds are used in combination, the total concentration in terms of V, Si, and Cr may be 0.01 g / L or more. When the concentration of these polyatomic ions is less than 0.01 g / L in terms of V, Si, and Cr, there is a possibility that the black change on the plating layer surface cannot be sufficiently suppressed.

また、溶解促進剤を配合する場合、溶解促進剤の配合量は、特に限定されない。たとえば、添加剤100質量部に対して、溶解促進剤90〜130質量部を配合すればよい。溶解促進剤の配合量が過少量の場合、添加剤を十分に溶解させることができないことがある。一方、溶解促進剤の配合量が過剰量の場合、効果が飽和してしてしまい、費用的に不利である。   Moreover, when mix | blending a solubility promoter, the compounding quantity of a solubility promoter is not specifically limited. For example, 90-130 parts by mass of a dissolution accelerator may be added to 100 parts by mass of the additive. When the blending amount of the dissolution accelerator is too small, the additive may not be sufficiently dissolved. On the other hand, if the blending amount of the dissolution accelerator is excessive, the effect is saturated, which is disadvantageous in terms of cost.

溶解促進剤の例には、2−アミノエタノール、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、エチレンジアミン、2,2’−イミノジエタノール、1−アミノ−2−プロパノールが含まれる。   Examples of the dissolution accelerator include 2-aminoethanol, tetraethylammonium hydroxide, ethylenediamine, 2,2'-iminodiethanol, 1-amino-2-propanol.

冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法は、特に限定されない。冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法の例には、スプレー方式、浸漬方式が含まれる。   The method for bringing the cooling aqueous solution into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer is not particularly limited. Examples of the method of bringing the cooling aqueous solution into contact with the surface of the molten Zn alloy plating layer include a spray method and an immersion method.

図1は、冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法の例を示す図である。図1Aは、スプレー方式によって冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法の一例を示す図である。図1Bは、浸漬方式によって冷却水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる方法の一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a method of bringing a cooling aqueous solution into contact with the surface of a molten Zn alloy plating layer. FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a method in which a cooling aqueous solution is brought into contact with the surface of a molten Zn alloy plating layer by a spray method. FIG. 1B is a diagram illustrating an example of a method in which a cooling aqueous solution is brought into contact with the surface of a molten Zn alloy plating layer by an immersion method.

図1Aに示されるように、スプレー方式に使用される冷却装置100は、複数のスプレーノズル110と、スプレーノズル110より鋼帯Sの送り方向下流側に配置された絞りロール120と、これらを覆う筐体130とを有する。スプレーノズル110は、鋼帯Sの両面に配置されている。鋼帯Sは、筐体130の内部で、めっき層の表面に一時的に水膜が形成されるような量の冷却水がスプレーノズル110から供給されながら冷却される。そして、絞りロール120で冷却水が除去される。   As shown in FIG. 1A, a cooling device 100 used for a spray system covers a plurality of spray nozzles 110, a squeezing roll 120 disposed downstream of the spray nozzles 110 in the feed direction of the steel strip S, and these. And a housing 130. The spray nozzle 110 is arranged on both surfaces of the steel strip S. The steel strip S is cooled inside the housing 130 while supplying an amount of cooling water from the spray nozzle 110 such that a water film is temporarily formed on the surface of the plating layer. Then, the cooling water is removed by the squeeze roll 120.

また、図1Bに示されるように、浸漬方式に使用される冷却装置200は、冷却水が貯留された浸漬漕210と、浸漬漕210の内部に配置された浸漬ロール220と、浸漬ロール220より鋼帯Sの送り方向下流側に配置され、鋼帯Sに付着した余分な冷却水を除去する絞りロール230とを有する。鋼帯Sは、浸漬漕210に投入された後、冷却水と接触しながら、回転する浸漬ロール220によって方向転換して上方へ向かって引き上げられ、絞りロール230で冷却水が除去される。絞りロールは、冷却水のすべてを除去可能である。   Moreover, as shown in FIG. 1B, the cooling device 200 used in the dipping method includes a dipping cup 210 in which cooling water is stored, a dipping roll 220 disposed inside the dipping bowl 210, and a dipping roll 220. It has a squeezing roll 230 that is disposed downstream of the steel strip S in the feed direction and removes excess cooling water adhering to the steel strip S. After the steel strip S is put into the immersion tub 210, the direction is changed by the rotating immersion roll 220 while being in contact with the cooling water, and the steel strip S is pulled upward, and the cooling water is removed by the squeezing roll 230. The squeezing roll can remove all the cooling water.

本発明の製造方法により、溶融Zn合金めっき鋼板のめっき層表面の一部が経時的に黒変化してしまう不具合を抑制できる理由は定かではない。以下、溶融Zn合金めっき層における黒変化発生の推察されるメカニズムを説明した後に、本発明の製造方法による黒変化抑制の推察されるメカニズムを説明する。しかしながら、黒変化抑制のメカニズムは、これらの仮説に限定されるものではない。   It is not clear why the production method of the present invention can suppress the problem that a part of the plated layer surface of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet turns black over time. Hereinafter, after explaining the mechanism that is assumed to cause black change in the molten Zn alloy plating layer, the mechanism that is supposed to suppress black change by the manufacturing method of the present invention will be explained. However, the mechanism of black change suppression is not limited to these hypotheses.

(黒変化発生のメカニズム)
本発明者らの検討によると、黒変していない通常部においては、Znは、金属Znとして存在するだけでなく水酸化物(Zn(OH))としても存在しており、ZnがZn(OH)より多く存在している。また、黒変部においては、Znは、通常部と同様に、金属Znとして存在するだけでなく水酸化物(Zn(OH))としても存在するが、Zn(OH)がZnより多く存在している。一方で、通常部および黒変部において、Alは、金属Alおよび酸化物(Al)として存在するが、通常部および黒変部のいずれにおいても、AlがAlよりも多く、通常部および黒変部で存在比率に大きな変化はない。同様に、通常部および黒変部において、Mgは、金属Mg、酸化物(MgO)および水酸化物(Mg(OH))として存在するが、通通常部および黒変部における金属Mg、Mg(OH)およびMgOの存在比率に大きな変化はない。これらの結果より、黒変部の形成にはZnの結合状態が影響をおよぼしており、Zn(OH)の存在比率の増加に起因し、黒変部が形成される可能性が示唆される。
(Mechanism of black change)
According to the study by the present inventors, Zn is not only present as metal Zn but also as hydroxide (Zn (OH) 2 ) in the normal part that is not blackened, and Zn is Zn. More than (OH) 2 . In the blackened part, Zn is present not only as metal Zn but also as a hydroxide (Zn (OH) 2 ), as in the normal part, but Zn (OH) 2 is more than Zn. Existing. On the other hand, Al is present as metal Al and an oxide (Al 2 O 3 ) in the normal part and the blackened part, but Al 2 O 3 is more than Al in both the normal part and the blackened part. There is no significant change in the existence ratio between the normal part and the blackened part. Similarly, in the normal part and blackening part, Mg exists as metal Mg, oxide (MgO) and hydroxide (Mg (OH) 2 ), but the metal Mg, Mg in the normal part and blackening part. There is no significant change in the abundance ratio of (OH) 2 and MgO. From these results, the bonding state of Zn has an influence on the formation of the blackened portion, and it is suggested that the blackened portion may be formed due to the increase in the abundance ratio of Zn (OH) 2. .

また、本発明者らの検討によると、工場内用水を気水冷却装置により溶融Zn合金めっき層の表面に、冷却水による水膜を一時的に形成させて、溶融Zn合金めっき鋼板を作製すると、溶融Zn合金めっき鋼板の表面には黒変部が形成されるが、冷却水による水膜を形成させることなく、冷却水を接触させて、溶融Zn合金めっき鋼板を作製すると、溶融Zn合金めっき鋼板の表面光沢は均一であり、暗部(黒変部)の形成は認められない。さらに、XPSによる分析を行ったところ、冷却水による水膜を一時的に形成させて作製した溶融Zn合金めっき鋼板においては、Zn(OH)がZnより多く存在していたが、冷却水による水膜を形成させることなく作製した溶融Zn合金めっき鋼板においては、ZnがZn(OH)より多く存在していた。これらの結果より、Zn(OH)の生成には冷却工程における水膜の形成が影響をおよぼしており、一時的に水膜が形成されない場合、Zn(OH)が生成されにくいため、黒変部の形成が抑制されたと推測される。 In addition, according to the study by the present inventors, when water in the factory is temporarily formed on the surface of the hot-dip Zn alloy plating layer by an air-water cooling device, a water film with cooling water is produced to produce a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet. A blackened portion is formed on the surface of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet, but when a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet is produced by contacting the cooling water without forming a water film by the cooling water, hot-dip Zn alloy plating is performed. The surface gloss of the steel sheet is uniform, and formation of dark parts (blackened parts) is not recognized. Furthermore, when the analysis by XPS was performed, in the hot-dip Zn alloy plated steel sheet produced by temporarily forming a water film with cooling water, Zn (OH) 2 was present more than Zn, but with the cooling water. In the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet produced without forming a water film, more Zn was present than Zn (OH) 2 . From these results, the formation of the Zn (OH) 2 is affected by the formation of a water film in the cooling process, and when the water film is not temporarily formed, Zn (OH) 2 is not easily generated. It is presumed that the formation of the abnormal part was suppressed.

上述したように、本発明者らは、溶融Zn合金めっき鋼板のめっき層の黒変化について、1)製造条件(例えば、ウォータークエンチの条件)によってめっき層の表面にZn(OH)が生成されることがあること、および2)めっき層の表面のなかでも、Zn(OH)が生成された領域で黒変化が生じやすいこと、を見出した。そこで、本発明者らは、めっき層の黒変化の機構について、以下のように推察した。 As described above, the present inventors have found that 1) Zn (OH) 2 is generated on the surface of the plating layer depending on the manufacturing conditions (for example, water quenching conditions) regarding the black change of the plating layer of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet. And 2) it was found that black changes are likely to occur in the region where Zn (OH) 2 was generated among the surfaces of the plating layer. Therefore, the present inventors have inferred the mechanism of the black change of the plating layer as follows.

まず、高温(例えば160℃程度)のめっき層表面に、冷却水により一時的に水膜が形成されると、めっき層表面の酸化皮膜またはめっき層のZn相から、Znが部分的に溶出する。
Zn→Zn2++2e …(1)
First, when a water film is temporarily formed with cooling water on the surface of the plating layer at a high temperature (for example, about 160 ° C.), Zn is partially eluted from the oxide film on the surface of the plating layer or the Zn phase of the plating layer. .
Zn → Zn 2+ + 2e (1)

Zn2+は、冷却水中のOHと結合してめっき層表面でZn(OH)となる。
Zn2++2OH→Zn(OH) …(2)
Zn 2+ combines with OH in the cooling water to become Zn (OH) 2 on the surface of the plating layer.
Zn 2+ + 2OH → Zn (OH) 2 (2)

そして、時間を経るとともに、めっき層表面のZn(OH)の一部は、脱水反応によりZnOとなる。
Zn(OH)→ZnO+HO …(3)
As time passes, a part of Zn (OH) 2 on the surface of the plating layer becomes ZnO by a dehydration reaction.
Zn (OH) 2 → ZnO + H 2 O (3)

次いで、ZnOの一部は、めっき層のAlやMgによってOが奪われて、ZnO1−Xとなる。このZnO1−Xが色中心となって、目視では黒色を呈する。 Next, a part of ZnO is deprived of O by Al or Mg of the plating layer to become ZnO 1-X . This ZnO 1-X is the color center and visually shows black.

(黒変化抑制のメカニズム)
次いで、本発明者らは、工場内用水の代わりに、V5+を含有する多原子イオンを1.0g/Lの濃度で含有させた冷却水溶液を使用し、スプレー方式のウォータークエンチにより溶融Zn合金めっき層の表面に冷却水溶液による水膜を一時的に形成させ、溶融Zn合金めっき鋼板を作製した。このとき、冷却水溶液に接触する直前の溶融Zn合金めっき鋼板の表面温度は、160℃程度と推測された。
(Mechanism of black change suppression)
Next, the present inventors use a cooling aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ at a concentration of 1.0 g / L instead of factory water, and a molten Zn alloy by spray-type water quenching. A water film with a cooling aqueous solution was temporarily formed on the surface of the plating layer to produce a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet. At this time, it was estimated that the surface temperature of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet immediately before coming into contact with the cooling aqueous solution was about 160 ° C.

作製後、室温20℃、相対湿度60%の室内で1週間保管した溶融Zn合金めっき鋼板を目視により観察したところ、暗部(黒変部)の形成は認めらなかった。また、鋼板の光沢の程度は、工場内用水を用いて水膜を一時的に形成させて作製した溶融Zn合金めっき鋼板におけるの通常部とほぼ同等であった。   When the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet stored for one week in a room at room temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60% was observed with the naked eye after formation, formation of a dark part (blackened part) was not observed. Moreover, the glossiness of the steel sheet was almost the same as the normal part in the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet produced by temporarily forming a water film using factory water.

次に、V5+を含有する冷却水溶液を用いて、一時的に水膜を形成させて作製した直後の溶融Zn合金めっき鋼板を、XPSにて分析したところ、ZnとZn(OH)の強度比から、ZnがZn(OH)より多く存在していることがわかった。このことから、V5+を含有する冷却水溶液を使用した場合には、一時的な水膜が形成された場合でも、Zn(OH)の生成は促進されないものと推定された。 Next, when a hot-dip Zn alloy plated steel sheet immediately after forming a water film temporarily using a cooling aqueous solution containing V 5+ was analyzed by XPS, the strength of Zn and Zn (OH) 2 was determined. From the ratio, it was found that Zn was present more than Zn (OH) 2 . From this, it was estimated that when a cooling aqueous solution containing V 5+ was used, the formation of Zn (OH) 2 was not promoted even when a temporary water film was formed.

冷却水としてV5+、Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含有する水溶液を用いた場合に考えられる黒変化抑制のメカニズムについて、V5+を例に挙げて説明する。たとえば、V5+を含有する多原子イオンを含む冷却水溶液を用いた場合、V5+が還元されて、めっき層表面の酸化皮膜と冷却水溶液との間に緻密な不動態皮膜を一時的に形成する。これにより、酸化皮膜からZnが冷却水溶液へ溶出することが抑制される。よって、Zn(OH)の生成が抑えられ、結果的にめっき層の黒変化が抑制される。なお、上記不動態皮膜は、冷却水を除去するときに冷却水と共に除去されるため、冷却後のめっき層表面にはほとんど残存しないと考えられる。 The mechanism of black change suppression considered when an aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ is used as the cooling water will be described by taking V 5+ as an example. For example, when a cooling solution comprising polyatomic ions containing V 5+, V 5+ is reduced temporarily form a dense passivation film between the oxide film on the plating layer surface and the cooling solution . Thereby, it is suppressed that Zn is eluted from the oxide film into the cooling aqueous solution. Therefore, the production | generation of Zn (OH) 2 is suppressed and the black change of a plating layer is suppressed as a result. In addition, since the said passive film is removed with cooling water when removing cooling water, it is thought that it hardly remains on the plating layer surface after cooling.

前述した本発明の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法は、例えば、以下のような製造ラインで実施されうる。   The above-described method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet of the present invention can be carried out, for example, in the following production line.

図2は、溶融Zn合金めっき鋼板の製造ライン300の一部の模式図である。製造ライン300は、基材鋼板(鋼帯)の表面にめっき層を形成して、溶融Zn合金めっき鋼板を連続的に製造することができる。また、製造ライン300は、必要に応じてめっき層の表面に化成処理皮膜をさらに形成して、化成処理めっき鋼板を連続的に製造することもできる。   FIG. 2 is a schematic diagram of a part of a production line 300 for hot-dip Zn alloy-plated steel sheet. The production line 300 can continuously produce hot-dip Zn alloy-plated steel sheets by forming a plating layer on the surface of a base steel sheet (steel strip). Moreover, the production line 300 can also produce a chemical conversion treatment plated steel plate continuously by further forming a chemical conversion treatment film on the surface of a plating layer as needed.

図2に示されるように、製造ライン300は、炉310、めっき浴320、エアジェットクーラー340、気水冷却帯域350、ウォータークエンチ帯域360、スキンパスミル370およびテンションレベラー380を有する。   As shown in FIG. 2, the production line 300 includes a furnace 310, a plating bath 320, an air jet cooler 340, an air / water cooling zone 350, a water quench zone 360, a skin pass mill 370, and a tension leveler 380.

図外の繰り出しリールから繰り出された鋼帯Sは、所定の工程を経て炉310内で加熱される。加熱された鋼帯Sをめっき浴320に浸漬することで、溶融金属が鋼帯Sの表裏面に付着する。次いで、ワイピングノズル330を有するワイピング装置により過剰な溶融金属を取り除いて、所定量の溶融金属を鋼帯Sの表面に付着させる。   The steel strip S fed out from a feeding reel (not shown) is heated in the furnace 310 through a predetermined process. The molten steel adheres to the front and back surfaces of the steel strip S by immersing the heated steel strip S in the plating bath 320. Next, excess molten metal is removed by a wiping device having the wiping nozzle 330, and a predetermined amount of molten metal is adhered to the surface of the steel strip S.

所定量の溶融金属が付着した鋼帯Sは、エアジェットクーラー340や気水冷却帯域350により溶融金属の凝固点以下まで冷却される。エアジェットクーラー340は、気体の吹き付けによる鋼帯Sの冷却を目的とした設備である。また、気水冷却帯域350は、霧状にした流体(例えば、冷却水)および気体の吹き付けによる鋼帯Sの冷却を目的とした設備である。これにより、溶融金属が凝固し、溶融Zn合金めっき層が鋼帯Sの表面に形成される。なお、気水冷却帯域350によって鋼帯Sが冷却されるときに、めっき層の表面に水膜が形成されることはない。冷却後の温度は、特に限定されず、例えば100〜250℃である。   The steel strip S to which a predetermined amount of molten metal adheres is cooled to below the freezing point of the molten metal by the air jet cooler 340 and the air / water cooling zone 350. The air jet cooler 340 is a facility for cooling the steel strip S by gas blowing. The air-water cooling zone 350 is a facility intended to cool the steel strip S by spraying a mist-like fluid (for example, cooling water) and gas. Thereby, the molten metal is solidified and a molten Zn alloy plating layer is formed on the surface of the steel strip S. When the steel strip S is cooled by the air / water cooling zone 350, no water film is formed on the surface of the plating layer. The temperature after cooling is not particularly limited, and is, for example, 100 to 250 ° C.

所定の温度まで冷却された溶融Zn合金めっき鋼板は、ウォータークエンチ帯域360でさらに冷却される。ウォータークエンチ帯域360は、気水冷却帯域350と比較して大量の冷却水の接触による鋼帯Sの冷却を目的とした設備であり、めっき層の表面に一時的に水膜が形成される量の水を供給する。たとえば、ウォータークエンチ帯域360には、フラットスプレーノズルを鋼帯Sの幅方向に150mm間隔で10本配置したヘッダーが、基材鋼板Sの送り方向に7列配置されている。ウォータークエンチ帯域360では、V5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンおよびCr6+を含有する多原子イオンからなる群から選択される1または2以上の多原子イオンを原子換算の合計量で0.01g/L以上含有する水溶液が冷却水溶液として使用される。鋼帯Sは、このウォータークエンチ帯域360の中で、めっき層の表面に一時的に水膜が形成されるような量の冷却水が供給されながら、冷却される。たとえば、冷却水溶液の水温は20℃程度であり、水圧は2.5kgf/cm程度であり、水量は150m/h程度である。 The hot-dip Zn alloy plated steel sheet cooled to a predetermined temperature is further cooled in the water quench zone 360. The water quench zone 360 is equipment for the purpose of cooling the steel strip S by contact with a large amount of cooling water compared to the air-water cooling zone 350, and the amount by which a water film is temporarily formed on the surface of the plating layer. Supply water. For example, in the water quench zone 360, seven rows of 10 flat spray nozzles arranged at intervals of 150 mm in the width direction of the steel strip S are arranged in the feed direction of the base steel plate S. In the water quench zone 360, one or more polyatomic ions selected from the group consisting of polyatomic ions containing V 5+ , polyatomic ions containing Si 4+ and polyatomic ions containing Cr 6+ are converted into atoms. An aqueous solution containing 0.01 g / L or more in total is used as the cooling aqueous solution. In the water quench zone 360, the steel strip S is cooled while supplying a quantity of cooling water that temporarily forms a water film on the surface of the plating layer. For example, the water temperature of the cooling aqueous solution is about 20 ° C., the water pressure is about 2.5 kgf / cm 2 , and the amount of water is about 150 m 3 / h.

水冷された溶融Zn合金めっき鋼板は、スキンパスミル370で調質圧延され、テンションレベラー380で平坦に矯正された後、テンションリール390に巻き取られる。   The water-cooled hot-dip Zn alloy-plated steel sheet is temper-rolled by a skin pass mill 370, straightened by a tension leveler 380, and wound around a tension reel 390.

めっき層の表面にさらに化成処理皮膜を形成する場合は、テンションレベラー380で矯正された溶融Zn合金めっき鋼板の表面に、ロールコーター400で所定の化成処理液を塗布する。化成処理を施された溶融Zn合金めっき鋼板は、乾燥帯域410およびエア冷却帯域420で乾燥および冷却された後、テンションリール390に巻き取られる。   When a chemical conversion treatment film is further formed on the surface of the plating layer, a predetermined chemical conversion treatment solution is applied by the roll coater 400 to the surface of the hot dip Zn alloy plated steel sheet corrected by the tension leveler 380. The hot-dip Zn alloy plated steel sheet that has been subjected to the chemical conversion treatment is dried and cooled in the drying zone 410 and the air cooling zone 420 and then wound around the tension reel 390.

以上のように、本発明の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法は、所定の多原子イオンを含有する水溶液を溶融Zn合金めっき層の表面に接触させるだけで、耐黒変性に優れる溶融Zn合金めっき鋼板を、高い生産性で容易に製造することができる。   As described above, the method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet of the present invention is a hot-dip Zn alloy plating that is excellent in resistance to blackening by simply bringing an aqueous solution containing predetermined polyatomic ions into contact with the surface of the hot-dip Zn alloy plating layer. A steel plate can be easily manufactured with high productivity.

(実験1)
実験1では、多原子イオンを含まない冷却水を用いて溶融Zn合金めっき鋼板を冷却した場合における、溶融Zn合金めっき層の耐黒変性について調べた。
(Experiment 1)
In Experiment 1, the blackening resistance of the hot-dip Zn alloy plating layer when the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet was cooled using cooling water not containing polyatomic ions was examined.

1.溶融Zn合金めっき鋼板の製造
図2に示される製造ライン300を用いて、溶融Zn合金めっき鋼板を製造した。基材鋼板(鋼帯)Sとして、板厚2.3mmの熱延鋼帯を準備した。表1に示すめっき浴組成およびめっき条件で基材鋼板にめっきを施して、めっき層の組成が互いに異なる3種類の溶融Zn合金めっき鋼板を製造した。なお、めっき浴の組成とめっき層の組成はほぼ同一である。このとき、めっき後の冷却速度は、空冷方式により、めっきNo.1については7℃/sで、めっきNo.2と3については、11℃/sとした。特に図示しないが、めっき層の断面観察では、めっきNo.1の溶融Zn合金めっき鋼板については[Al/Zn/MgZn11の三元共晶組織]が確認され、めっき層の表層において周囲とは異なる光沢を呈する斑点状の部分が認められた。また、めっきNo.2と3の溶融Zn合金めっき鋼板には[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]が確認され、[Al/Zn/Mg2Zn11の三元共晶組織]は、確認されなかった。
1. Production of hot-dip Zn alloy-plated steel sheet Using a production line 300 shown in FIG. As a base steel plate (steel strip) S, a hot-rolled steel strip having a thickness of 2.3 mm was prepared. The base steel sheet was plated with the plating bath composition and plating conditions shown in Table 1 to produce three types of hot-dip Zn alloy plated steel sheets having different plating layer compositions. The composition of the plating bath and the composition of the plating layer are almost the same. At this time, the cooling rate after plating is determined by plating no. No. 1 at 7 ° C./s, plating no. 2 and 3 were set to 11 ° C./s. Although not particularly shown, in the observation of the cross section of the plating layer, the plating No. For the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet 1, [Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ternary eutectic structure] was confirmed, and in the surface layer of the plated layer, spotted portions exhibiting a gloss different from the surroundings were observed. In addition, plating No. [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure] was confirmed on the hot-dip Zn alloy plated steel sheets 2 and 3, and [Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ternary eutectic structure] was confirmed. There wasn't.

Figure 2018159107
Figure 2018159107

溶融Zn合金めっき鋼板を製造する際に、エアジェットクーラー340および気水冷却帯域350における冷却条件を変化させて、ウォータークエンチ帯域360に通す直前の鋼板(めっき層表面)の温度を100℃、120℃、160℃、200℃または250℃となるように調整した。ウォータークエンチ帯域360におけるスプレー装置は、フラットスプレーノズルを幅方向に150mm間隔で10本配置したヘッダーを、基材鋼板Sの送り方向に7列配置したものを使用した。ウォータークエンチ帯域360における冷却条件は、冷却水:水(pH7.6、水温20℃)、水圧:2.5kgf/cm、水量:150m/hとした。 When manufacturing a hot-dip Zn alloy plated steel sheet, the cooling conditions in the air jet cooler 340 and the air / water cooling zone 350 are changed, and the temperature of the steel sheet (plating layer surface) immediately before passing through the water quench zone 360 is 100 ° C., 120 It adjusted so that it might become ° C, 160 ° C, 200 ° C or 250 ° C. As the spray device in the water quench zone 360, a header in which ten flat spray nozzles were arranged at intervals of 150 mm in the width direction was arranged in seven rows in the feed direction of the base steel plate S. The cooling conditions in the water quench zone 360 were cooling water: water (pH 7.6, water temperature 20 ° C.), water pressure: 2.5 kgf / cm 2 , and water amount: 150 m 3 / h.

2.溶融Zn合金めっき鋼板の評価
(1)光沢劣化促進処理
製造した各溶融Zn合金めっき鋼板から試験片を切り出した。各試験片を恒温恒湿機(LHU−113;エスペック株式会社)内に置き、表2に示される各条件で光沢劣化の促進処理を行った。No.2の試験条件は、No.1より処理時間が長いため、No.1よりも厳しい試験条件である。
2. Evaluation of hot-dip Zn alloy-plated steel sheet (1) Gloss degradation promotion treatment A test piece was cut out from each hot-dip Zn alloy-plated steel sheet produced. Each test piece was placed in a thermo-hygrostat (LHU-113; ESPEC Co., Ltd.), and the gloss deterioration was promoted under each condition shown in Table 2. No. The test conditions of No. 2 Since the processing time is longer than 1. The test conditions are more severe than 1.

Figure 2018159107
(2)黒変化度の測定
各溶融Zn合金めっき鋼板について、光沢劣化促進処理の前後におけるめっき層表面の明度(L値)を測定した。めっき層表面の明度(L値)は、分光型色差計(TC−1800;有限会社東京電色)を用いて、JIS K 5600に準拠した分光反射測定法で測定した。測定条件を以下に示す。
光学条件:d/8°法(ダブルビーム光学系)
視野:2度視野
測定方法:反射光測定
標準光:C
表色系:CIELAB
測定波長:380〜780nm
測定波長間隔:5nm
分光器:回折格子 1200/mm
照明:ハロゲンランプ(電圧12V、電力50W、定格寿命2000時間)
測定面積:7.25mmφ
検出素子:光電子増倍管(R928;浜松ホトニクス株式会社)
反射率:0−150%
測定温度:23℃
標準板:白色
Figure 2018159107
(2) Measurement of degree of black change For each hot-dip Zn alloy-plated steel sheet, the lightness (L * value) of the plating layer surface before and after the gloss deterioration promotion treatment was measured. The lightness (L * value) of the plating layer surface was measured by a spectral reflection measurement method based on JIS K 5600 using a spectral color difference meter (TC-1800; Tokyo Denshoku Co., Ltd.). The measurement conditions are shown below.
Optical conditions: d / 8 ° method (double beam optical system)
Field of view: 2 degree field of view Measurement method: Reflected light measurement Standard light: C
Color system: CIELAB
Measurement wavelength: 380 to 780 nm
Measurement wavelength interval: 5 nm
Spectrometer: Diffraction grating 1200 / mm
Lighting: Halogen lamp (voltage 12V, power 50W, rated life 2000 hours)
Measurement area: 7.25mmφ
Detection element: Photomultiplier tube (R928; Hamamatsu Photonics Co., Ltd.)
Reflectance: 0-150%
Measurement temperature: 23 ° C
Standard plate: white

各めっき鋼板について、光沢劣化促進処理の前後のL値の差(ΔL)が0.5未満の場合は「○」、0.5以上であって3未満の場合は「△」、3以上の場合は「×」と評価した。なお、評価が「○」のめっき鋼板は、耐黒変性を有すると判断することができる。 For each plated steel sheet, “○” when the difference (ΔL * ) in the L * value before and after the gloss deterioration promotion treatment is less than 0.5, “△” when 0.5 or more and less than 3, In the above case, it was evaluated as “×”. In addition, it can be judged that the plated steel plate whose evaluation is “◯” has blackening resistance.

(3)評価結果
各めっき鋼板について、光沢劣化促進条件およびウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板(めっき層表面)の温度と、黒変化度の評価結果との関係を表3に示す。
(3) Evaluation Results Table 3 shows the relationship between the gloss deterioration promoting condition and the temperature of the steel plate (plating layer surface) immediately before cooling in the water quench zone 360 and the evaluation result of the degree of black change for each plated steel plate.

Figure 2018159107
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No.1の条件で光沢劣化促進処理を行った場合、めっきNo.1、2の試験片は、いずれもSiを含有しないので、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度が120℃以上のときに黒変化が生じた。   No. When the gloss deterioration accelerating treatment was performed under the conditions of No. 1, the plating No. Since none of the test pieces 1 and 2 contained Si, black change occurred when the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone was 120 ° C. or higher.

一方、No.2の条件で光沢劣化促進処理を行った場合、Siを含有するめっき層を形成したNo.3の試験片でも、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度が120℃以上のときに黒変化が生じた。また、Siを含有しないめっき層を形成しためっきNo.1、2の試験片では、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度が100℃でも黒変化が生じた。   On the other hand, no. No. 2 in which a plating layer containing Si was formed when the gloss deterioration promotion treatment was performed under the conditions of No. 2. Even in the test piece 3, black change occurred when the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone was 120 ° C. or higher. In addition, the plating No. having a plating layer containing no Si was formed. In the test pieces 1 and 2, black change occurred even when the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone was 100 ° C.

以上の結果から、めっき層にSiを含有しない場合は、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度を十分に低下させなければ、黒変化を防止できないことがわかる。また、過酷な条件下においては、めっき層にSiを含有しても、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度を十分に低下させなければ、黒変化を完全に防止できないことがわかる。   From the above results, it can be seen that when the plating layer does not contain Si, black change cannot be prevented unless the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone is sufficiently lowered. Further, under severe conditions, it can be seen that even if Si is contained in the plating layer, black change cannot be completely prevented unless the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone is sufficiently lowered.

(実験2)
実験2では、多原子イオンを含む冷却水溶液を用いて溶融Zn合金めっき鋼板を冷却した場合における、溶融Zn合金めっき層の耐黒変性について調べた。本実験では、No.1の条件で光沢劣化促進処理した場合の耐黒変性について調べた。
(Experiment 2)
In Experiment 2, the blackening resistance of the molten Zn alloy plated layer when the molten Zn alloy plated steel sheet was cooled using a cooling aqueous solution containing polyatomic ions was examined. In this experiment, no. The blackening resistance when the gloss deterioration promotion treatment was performed under the condition 1 was examined.

1.溶融Zn合金めっき鋼板の製造
実験1と同様に、表1に示すめっき浴組成およびめっき条件で基材鋼板にめっきを施して、めっき層の組成が互いに異なる3種類の溶融Zn合金めっき鋼板を製造した。
1. Manufacture of hot-dip Zn alloy-plated steel sheet In the same manner as in Experiment 1, the base steel sheet was plated with the plating bath composition and plating conditions shown in Table 1 to produce three types of hot-dip Zn alloy-plated steel sheets with different plating layer compositions. did.

溶融Zn合金めっき鋼板を製造する際に、エアジェットクーラー340における冷却条件を変化させて、ウォータークエンチ帯域360に通す直前の鋼板(めっき層表面)の温度を100℃、120℃、160℃、200℃または250℃となるように調整した。ウォータークエンチ帯域360では、表4に示されるいずれかの水溶液を冷却水溶液として使用した。各冷却水溶液は、pH7.6の水に表4に示される添加剤、必要に応じて溶解促進剤を所定の比率で溶解させた後、水温を20℃に調整することで調製した。ウォータークエンチ帯域360から供給した各冷却水溶液の条件は、水圧:2.5kgf/cm、水量:150m/hとした。なお、各水溶液における多原子イオンの濃度は、イオン種として示した原子換算で、表5に示す5種類を準備した。 When manufacturing the hot-dip Zn alloy plated steel sheet, the temperature of the steel sheet (plated layer surface) immediately before passing through the water quench zone 360 is changed to 100 ° C, 120 ° C, 160 ° C, 200 ° C by changing the cooling conditions in the air jet cooler 340. It adjusted so that it might become degreeC or 250 degreeC. In the water quench zone 360, any one of the aqueous solutions shown in Table 4 was used as a cooling aqueous solution. Each cooling aqueous solution was prepared by dissolving the additives shown in Table 4 in water at pH 7.6 and, if necessary, a dissolution accelerator at a predetermined ratio, and then adjusting the water temperature to 20 ° C. The conditions of each cooling aqueous solution supplied from the water quench zone 360 were water pressure: 2.5 kgf / cm 2 and water amount: 150 m 3 / h. In addition, the concentration of polyatomic ions in each aqueous solution prepared 5 types shown in Table 5 in terms of atoms shown as ion species.

Figure 2018159107
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2.溶融Zn合金めっき鋼板の評価
(1)光沢劣化促進処理および黒変化度の測定
各溶融Zn合金めっき鋼板に対して、表2に示したNo.1の条件で光沢劣化促進処理を行った。また、各溶融Zn合金めっき鋼板について、実験1と同様の手順で、光沢劣化促進処理の前後におけるめっき層表面の明度(L値)を測定した。
2. Evaluation of hot-dip Zn alloy-plated steel sheet (1) Measurement of gloss deterioration accelerating treatment and blackness change No. 1 shown in Table 2 for each hot-dip Zn alloy-plated steel sheet. The gloss deterioration accelerating treatment was performed under the condition of 1. Further, for each hot-dip Zn alloy-plated steel sheet, the lightness (L * value) of the plated layer surface before and after the gloss deterioration promotion treatment was measured in the same procedure as in Experiment 1.

評価を行った溶融Zn合金めっき鋼板のめっきNo.と、使用した冷却水溶液の添加物の濃度との関係を表6に示す。なお、表6に示した番号の表にそれぞれの結果を示す。   The plating No. of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet that was evaluated. Table 6 shows the relationship between the concentration of the additive of the cooling aqueous solution used and the concentration of the additive. Each result is shown in the table of numbers shown in Table 6.

Figure 2018159107
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(2)評価結果
各めっき鋼板について、使用した冷却水溶液の種類およびウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板(めっき層表面)の温度と、黒変化度の評価結果との関係を、表7〜表18に示す。
(2) Evaluation result About each plating steel plate, the relationship between the kind of cooling water solution used, the temperature of the steel plate (plating layer surface) just before cooling in the water quench zone 360, and the evaluation result of the black change degree is shown in Tables 7 to 7. Table 18 shows.

なお、各表に登場する「試験片No.」は、実験内容がわかるように、以下の規則により規定されている。すなわち、試験片No.は、「(光沢劣化促進条件No.;表2参照)−(めっきNo.;表1参照)−(冷却水溶液No.および多原子イオンの濃度記号;表4および表5参照)」とした。   The “test piece No.” appearing in each table is defined by the following rules so that the contents of the experiment can be understood. That is, test piece No. Is “(Gloss degradation promoting condition No .; see Table 2) − (Plating No .; see Table 1) − (Concentration symbol of cooling aqueous solution No. and polyatomic ions; see Table 4 and Table 5)”).

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表8〜11に示されるように、金属間化合物MgZn11を含むめっき層を形成した試験片では、Siを含有しないめっき層を形成しても、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却していれば、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であった。 As shown in Tables 8 to 11, in the test piece in which the plating layer containing the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 was formed, even if the plating layer not containing Si was formed, V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ was contained. As long as it is cooled using an aqueous solution containing polyatomic ions and having a concentration of polyatomic ions of 0.01 g / L or more in terms of atoms, black resistance is improved regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone. Denaturation was good.

また、表7に示されるように、金属間化合物MgZn11を含むめっき層を形成した試験片では、Siを含有しないめっき層を有し、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含む水溶液を用いる場合であっても、多原子イオンの濃度が原子換算で0.001g/Lの場合は、黒変化を十分に抑制することができなかった。 Further, as shown in Table 7, the test piece formed with the plating layer containing the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 has a plating layer containing no Si and contains V 5+ , Si 4+ or Cr 6+. Even in the case of using an aqueous solution containing atomic ions, the black change could not be sufficiently suppressed when the concentration of polyatomic ions was 0.001 g / L in terms of atoms.

めっきNo.1の溶融Zn合金めっき鋼板は、めっき直後においては[Al/Zn/MgZn11の三元共晶組織]が確認され、めっき層の表層において周囲とは異なる光沢を呈する斑点状の部分が認められていた。しかし、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却していれば、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であり、ウォータークエンチ帯域で冷却したあとのめっき層の表層において、斑点状の部分は視認できなかった。 Plating No. In the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet 1, [Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ternary eutectic structure] is confirmed immediately after plating, and the surface of the plated layer has a spot-like portion exhibiting a gloss different from the surroundings. It was recognized. However, if cooling is performed using an aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms, in the water quench zone Regardless of the steel plate temperature immediately before cooling, the blackening resistance was good, and spotted portions were not visible in the surface layer of the plating layer after cooling in the water quench zone.

これらの結果は、表12〜16に示されるように、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]を含むめっき鋼板に対し、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却したときと同様の結果だった。 These results show that, as shown in Tables 12 to 16, with respect to the plated steel sheet containing [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure], a polyatom containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ The result was the same as when cooled using an aqueous solution containing ions and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms.

表17に示されるように、めっき層中のAlおよびMgが所定の濃度の範囲内であって、Siを含有するめっき層を形成した試験片では、添加物の有無およびウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であった。   As shown in Table 17, in the test piece in which Al and Mg in the plating layer are within a predetermined concentration range and a plating layer containing Si is formed, cooling is performed in the presence or absence of additives and in the water quench zone. Regardless of the immediately preceding steel plate temperature, the blackening resistance was good.

以上の結果から、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却することで、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、黒変化を十分に抑制できることがわかる。 From the above results, water quenching is achieved by cooling with an aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms. It can be seen that the black change can be sufficiently suppressed regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the zone.

表10〜表14に示されるように、Mn2+、Ca2+、Mg2+、またはZn2+を含有する多原子イオンを含む水溶液を用いて冷却した試験片では、多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上であれば、耐黒変性がある程度良好であった。 As shown in Tables 10 to 14, in the test pieces cooled using an aqueous solution containing polyatomic ions containing Mn 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , or Zn 2+ , the concentration of polyatomic ions is converted into atoms. When it was 0.01 g / L or more, the blackening resistance was good to some extent.

(実験3)
実験3では、実験2で製造した各溶融Zn合金めっき鋼板を、表2のNo.2の条件で光沢劣化促進処理した場合の耐黒変性について調べ、実験1と同様に評価した。
(Experiment 3)
In Experiment 3, each hot-dip Zn alloy-plated steel sheet produced in Experiment 2 was replaced with No. 1 in Table 2. The blackening resistance when the gloss deterioration accelerating treatment was performed under the condition 2 was examined and evaluated in the same manner as in Experiment 1.

評価を行った溶融Zn合金めっき鋼板のめっきNo.と、使用した冷却水溶液の添加物の濃度との関係を表18に示す。なお、表18に示した番号の表にそれぞれの結果を示す。   The plating No. of the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet that was evaluated. Table 18 shows the relationship between the concentration of the additive of the cooling aqueous solution used and the concentration of the additive. Each result is shown in the table of numbers shown in Table 18.

Figure 2018159107
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(2)評価結果
各めっき鋼板について、使用した冷却水溶液の種類およびウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板(めっき層表面)の温度と、黒変化度の評価結果との関係を、表19〜表29に示す。
(2) Evaluation result About each plating steel plate, the relationship between the kind of cooling water solution used, the temperature of the steel plate (plating layer surface) just before cooling in the water quench zone 360, and the evaluation result of the black change degree is shown in Table 19 to Table 29 shows.

Figure 2018159107
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表20〜表23に示されるように、金属間化合物MgZn11を含むめっき層を形成した試験片では、Siを含有しないめっき層を形成しても、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却していれば、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であった。 As shown in Tables 20 to 23, in the test piece in which the plating layer containing the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 was formed, V 5+ , Si 4+, or Cr 6+ was used even when the plating layer not containing Si was formed. If cooling is performed using an aqueous solution containing polyatomic ions and having a concentration of polyatomic ions of 0.01 g / L or more in terms of atoms, regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone, Black denaturation was good.

一方、表19に示されるように、金属間化合物MgZn11を含むめっき層を形成した試験片では、Siを含有しないめっき層を有し、冷却水溶液がV5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含んでいても、多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L未満の水溶液を用いて冷却した場合には、耐黒変性が不良であった。 On the other hand, as shown in Table 19, the test piece formed with the plating layer containing the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 has a plating layer not containing Si, and the cooling aqueous solution is V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ . Even if it contains polyatomic ions contained, when it was cooled using an aqueous solution having a polyatomic ion concentration of less than 0.01 g / L in terms of atoms, the blackening resistance was poor.

めっきNo.1の溶融Zn合金めっき鋼板は、めっき直後においては[Al/Zn/MgZn11の三元共晶組織]が確認され、めっき層の表層において周囲とは異なる光沢を呈する斑点状の部分が認められていた。しかし、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却していれば、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であり、ウォータークエンチ帯域で冷却したあとのめっき層の表層において、斑点状の部分は視認できなかった。 Plating No. In the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet 1, [Al / Zn / Mg 2 Zn 11 ternary eutectic structure] is confirmed immediately after plating, and the surface of the plated layer has a spot-like portion exhibiting a gloss different from the surroundings. It was recognized. However, if cooling is performed using an aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms, in the water quench zone Regardless of the steel plate temperature immediately before cooling, the blackening resistance was good, and spotted portions were not visible in the surface layer of the plating layer after cooling in the water quench zone.

これらの結果は、表24〜28に示されるように、[Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織]を含むめっき鋼板に対し、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却したときと同様の結果だった。 These results show that, as shown in Tables 24 to 28, a polyatomic material containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ with respect to a plated steel sheet containing [Al / Zn / Zn 2 Mg ternary eutectic structure]. The result was the same as when cooled using an aqueous solution containing ions and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms.

表29に示されるように、めっき層中のAlおよびMgが所定の濃度の範囲内であって、Siを含有するめっき層を形成した試験片において、V5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含み、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の水溶液を用いて冷却していれば、ウォータークエンチ帯域で冷却する直前の鋼板温度に関わらず、耐黒変性が良好であった。このとき、冷却水溶液がV5+,Si4+またはCr6+のいずれも含有しない場合には、耐黒変性が改善されなかった。 As shown in Table 29, in the test piece in which Al and Mg in the plating layer are within a predetermined concentration range and a plating layer containing Si is formed, V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ is contained. If cooling is performed using an aqueous solution containing polyatomic ions and having a polyatomic ion concentration of 0.01 g / L or more in terms of atoms, blackening resistance is maintained regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone. Was good. At this time, when the cooling aqueous solution did not contain any of V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ , the blackening resistance was not improved.

前述の通り、実験2は、No.1の条件で光沢劣化促進処理している。この場合、めっき層中のAlおよびMgが所定の濃度の範囲内であって、かつめっき層がSiを含有していれば、ウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板温度に関わらず耐黒変性は良好であった。一方、実験3は、No.1より過酷なNo.2の条件で光沢劣化促進処理している。実験3では、めっき層にSiを含有していても、冷却水溶液にV5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含む冷却水溶液を用い、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の条件で冷却しなければ、ウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板温度に関わらず耐黒変を抑制することはできないことが明らかになった。すなわち、本発明の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法は、めっき層中のAlおよびMgが所定の濃度の範囲内であって、冷却水溶液にV5+,Si4+またはCr6+を含有する多原子イオンを含む冷却水溶液を用い、かつ多原子イオンの濃度が原子換算で0.01g/L以上の条件で冷却すれば、めっき層へのSiの含有または非含有に関わらず、またウォータークエンチ帯域360で冷却する直前の鋼板温度に関わらず耐黒変を抑制することが可能な製造方法である。 As described above, Experiment 2 The gloss deterioration promoting process is performed under the condition of 1. In this case, if Al and Mg in the plating layer are within a predetermined concentration range and the plating layer contains Si, blackening resistance is prevented regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone 360. Was good. On the other hand, Experiment 3 No. 1 more severe than No. 1. The gloss deterioration promoting treatment is performed under the condition of 2. In Experiment 3, a cooling aqueous solution containing polyatomic ions containing V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ was used in the cooling aqueous solution even when the plating layer contained Si, and the concentration of polyatomic ions was 0 in terms of atoms. It became clear that blacking resistance cannot be suppressed regardless of the steel plate temperature immediately before cooling in the water quench zone 360 unless it is cooled at a condition of 0.01 g / L or more. That is, in the method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet of the present invention, polyatomic ions in which Al and Mg in the plating layer are within a predetermined concentration range and the cooling aqueous solution contains V 5+ , Si 4+ or Cr 6+ In the water quench zone 360, whether the concentration of polyatomic ions is cooled under conditions of 0.01 g / L or more in terms of atoms, whether or not Si is contained in the plating layer, This is a manufacturing method capable of suppressing blackening resistance regardless of the steel plate temperature immediately before cooling.

本発明の製造方法により得られる溶融Zn合金めっき鋼板は、耐黒変性に優れているため、例えば建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などに使用されるめっき鋼板として有用である。   Since the hot-dip Zn alloy-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention is excellent in blackening resistance, it is useful as a plated steel sheet used in, for example, building roofing materials, exterior materials, home appliances, and automobiles.

100,200 冷却装置
110 スプレーノズル
120,230 絞りロール
130 筐体
210 浸漬漕
220 浸漬ロール
300 製造ライン
310 炉
320 めっき浴
330 ワイピングノズル
340 エアジェットクーラー
350 気水冷却帯域
360 ウォータークエンチ帯域
370 スキンパスミル
380 テンションレベラー
390 テンションリール
400 ロールコーター
410 乾燥帯域
420 エア冷却帯域
S 鋼帯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200 Cooling device 110 Spray nozzle 120,230 Drawing roll 130 Case 210 Immersion bowl 220 Immersion roll 300 Production line 310 Furnace 320 Plating bath 330 Wiping nozzle 340 Air jet cooler 350 Air water cooling zone 360 Water quench zone 370 Skin pass mill 380 Tension leveler 390 Tension reel 400 Roll coater 410 Drying zone 420 Air cooling zone S Steel strip

Claims (4)

基材鋼板をAlおよびMgを含む溶融Zn合金めっき浴に浸漬して、前記基材鋼板の表面に溶融Zn合金めっき層を形成する工程と、
5+を含有する多原子イオン、Si4+を含有する多原子イオンおよびCr6+を含有する多原子イオンからなる群から選択される1または2以上の多原子イオンを含有する水溶液を、前記溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる工程と、を有し、
前記水溶液は、前記多原子イオンを、V、SiおよびCrからなる群から選択される1または2以上の原子換算で、0.01g/L以上含有し、
前記溶融Zn合金めっき層は、金属間化合物MgZn11を含む、
溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。
Immersing the base steel plate in a hot-dip Zn alloy plating bath containing Al and Mg, and forming a hot-dip Zn alloy plating layer on the surface of the base steel plate;
An aqueous solution containing one or more polyatomic ions selected from the group consisting of polyatomic ions containing V 5+ , polyatomic ions containing Si 4+ and polyatomic ions containing Cr 6+ , And contacting the surface of the alloy plating layer,
The aqueous solution contains 0.01 g / L or more of the polyatomic ions in terms of 1 or 2 or more atoms selected from the group consisting of V, Si and Cr,
The molten Zn alloy plating layer contains an intermetallic compound Mg 2 Zn 11 .
Manufacturing method of hot dip Zn alloy plated steel sheet.
前記溶融Zn合金めっき層は、前記金属間化合物MgZn11を表層に含む、請求項1に記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。 The molten Zn alloy plating layer includes the intermetallic compound Mg 2 Zn 11 on the surface layer, the manufacturing method of the molten Zn alloy plated steel sheet according to claim 1. 前記水溶液を前記溶融Zn合金めっき層の表面に接触させる時の、前記溶融Zn合金めっき層の表面の温度は、100℃以上、かつめっき層の凝固点以下である、請求項1または2に記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。   The temperature of the surface of the hot-dip Zn alloy plating layer when the aqueous solution is brought into contact with the surface of the hot-dip Zn alloy plating layer is 100 ° C or higher and lower than the freezing point of the plating layer. Manufacturing method of hot dip Zn alloy plated steel sheet. 前記溶融Zn合金めっき層は、Al:1.0〜22.0質量%、Mg:0.1〜10.0質量%、残部:Znを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶融Zn合金めっき鋼板の製造方法。   The said hot-dipped Zn alloy plating layer is any one of Claims 1-3 containing Al: 1.0-22.0 mass%, Mg: 0.1-10.0 mass%, and remainder: Zn. Method for producing a hot-dip Zn alloy-plated steel sheet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110735098A (en) * 2019-10-22 2020-01-31 首钢集团有限公司 blackening-resistant zinc-aluminum-magnesium coated steel plate and preparation method thereof

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