JP2020513062A - 溶融Al系めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]
の関係を満足し、前記溶融Al系めっき層の表面に存在するスパングル結晶核が、該溶融Al系めっき層の表面積1cm2あたり500個以上であることを特徴としている。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するように調製するめっき浴調製工程と、前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含み、前記めっき浴調製工程では、Al地金を用いて作製したAl浴湯に、該Al浴湯中のTi濃度およびV濃度に基づいて、少なくとも上記式(1)を満足するB濃度となるようにB供給源を添加することを特徴としている。
前述したように、溶融Al系めっき層の表面には、通常、デンドライトに起因するスパングル模様が出現する。スパングルサイズが微細でスパングル模様の目立たない表面肌を呈する溶融Al系めっき鋼板を製造するため、これまで様々なアプローチが行われてきた。例えば、めっき処理後の溶融Al系めっき鋼板に多数パス回数のスキンパス圧延を行うといった、後処理としての表面加工を行う方法がある。しかし、そのような方法は大掛かりな装置または特別な工程を必要とし、製造コストを増大させる。
本実施の形態では、高純度Al地金を使用して製造される本発明の一態様における溶融Al系めっき鋼板およびその製造方法について説明する。
本実施形態の溶融Al系めっき鋼板について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態における溶融Al系めっき鋼板について、めっき層の極表面を研磨してデンドライト組織を観察可能とした後の光学顕微鏡写真を示す図である。
基材鋼板は、従来から溶融Al系めっき鋼板のめっき原板として適用されている鋼種をはじめ、用途に応じて種々の鋼種の中から選択することができる。例えば、耐食性を重視する用途ではステンレス鋼板を適用すればよい。基材鋼板の板厚は、限定されないが、例えば0.4〜3.2mmとすることができる。また、本明細書において、基材鋼板(鋼板)との用語は、基材鋼帯(鋼帯)を含む意味で用いる。
上記基材鋼板の鋼素地と溶融Al系めっき層との間(界面)には、AlとFeとの相互拡散によってAl−Fe系合金層も形成される。
溶融Al系めっき層の化学組成は、めっき浴組成とほぼ同じになる。従って、溶融Al系めっき層の組成は、めっき浴組成を制御することによって調整することができる。
前述したように、本実施形態における溶融Al系めっき鋼板は、基材鋼板の表面に、平均B濃度が0.005質量%以上、かつ平均Ti濃度および平均V濃度の合計が0.03質量%以下である組成の溶融Al系めっき層を有することを特徴としている。
本実施形態における溶融Al系めっき鋼板の製造方法について、図3に基づいて以下に説明する。図3は、本実施形態における溶融Al系めっき浴の調製方法の一例について説明するための概略図である。
一般に、連続的に溶融Al系めっき鋼板を製造するめっき設備において、アルミポット4(図1参照)の付近にプリメルトポット6が設けられていることがある。プリメルトポット6内にて、アルミニウム鋳塊および添加物質を溶解することにより、アルミポット4に供給するための組成調整めっき浴3aが作製される。なお、以下に説明すること以外の、上記めっき設備の具体的な態様は特に限定されないため、図示および説明を省略する。
めっき工程では、図3の右側に示すように、溶融Al系めっき浴3に、基材鋼板1を浸漬および通過させる。その後、図示を省略する一般的な後処理を行う。これにより、めっき層の表面に微細なスパングルが安定的に形成された溶融Al系めっき鋼板を連続的に製造することができる。
本実施形態における実施例を以下に示す。
めっき層の成分を定量することにより、めっき浴中の成分を定量することができる。まず、次の手順によりめっき層を溶解させた。
各供試材の表面をバフ研磨して、めっき層の表面から深さ5μmまでの極表層を平滑化することにより、デンドライト組織を観察可能にした。そして、光学顕微鏡により、めっき層の表面積1cm2あたりに存在するスパングル結晶核の個数を算出した。以下の基準で表面外観を評価し、◎評価および○評価を合格とした。
○:同100個以上500個未満
×:同50個以上100個未満
××:同50個未満。
各供試材の未処理の溶融Al系めっき層について、JIS Z2371:2000に規定される、中性塩水噴霧試験(NSS試験)を行い、白錆発生面積率を測定した。以下の基準でめっき層の耐食性を評価し、○評価を合格と判定した。
×:同5%以上。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
前述したような発明の知見に基づいて本発明者ら検討した結果、以下の条件を満たすことにより、スパングルサイズが高度に微細化(スパングル密度が500個/cm2以上)された溶融Al系めっき鋼板を得ることができることを見出した。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するようになっている。
本実施形態における溶融Al系めっき鋼板の製造方法について、以下に説明する。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するように調製するめっき浴調製工程と、前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含む。
前記実施形態1にて図3を用いて説明したことと同様に、プリメルトポット6内にてアルミニウム鋳塊および添加物質を溶解することにより、アルミポット4に供給するための組成調整めっき浴3aが作製される。
めっき工程では、前記実施形態1にて図3を用いて説明したことと同様に、溶融Al系めっき浴3に、基材鋼板1を浸漬および通過させる。その後、図示を省略する一般的な後処理を行う。これにより、めっき層の表面に微細なスパングルが安定的に形成された溶融Al系めっき鋼板を連続的に製造することができる。
本実施形態における実施例を以下に示す。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]
そのため、スパングル密度は500個/cm2未満となる。なお、前記実施例1の表4に記載のNo.11〜12、No.14〜18も本実施例の範囲内である。
3 溶融Al系めっき浴
10 スパングル結晶核
20 高純度Al地金
30 B供給源
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]
の関係を満足し、前記溶融Al系めっき層の表面に存在するスパングル結晶核が、該溶融Al系めっき層の表面積1cm2あたり500個以上であることを特徴としている。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するように調製するめっき浴調製工程と、前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含み、前記めっき浴調製工程では、Al地金を用いて作製したAl浴湯に、該Al浴湯中のTi濃度およびV濃度に基づいて、少なくとも上記式(1)を満足するB濃度となるようにB供給源を添加することを特徴としている。
前述したように、溶融Al系めっき層の表面には、通常、デンドライトに起因するスパングル模様が出現する。スパングルサイズが微細でスパングル模様の目立たない表面肌を呈する溶融Al系めっき鋼板を製造するため、これまで様々なアプローチが行われてきた。例えば、めっき処理後の溶融Al系めっき鋼板に多数パス回数のスキンパス圧延を行うといった、後処理としての表面加工を行う方法がある。しかし、そのような方法は大掛かりな装置または特別な工程を必要とし、製造コストを増大させる。
本実施の形態では、高純度Al地金を使用して製造される本発明の一態様における溶融Al系めっき鋼板およびその製造方法について説明する。
本実施形態の溶融Al系めっき鋼板について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態における溶融Al系めっき鋼板について、めっき層の極表面を研磨してデンドライト組織を観察可能とした後の光学顕微鏡写真を示す図である。
基材鋼板は、従来から溶融Al系めっき鋼板のめっき原板として適用されている鋼種をはじめ、用途に応じて種々の鋼種の中から選択することができる。例えば、耐食性を重視する用途ではステンレス鋼板を適用すればよい。基材鋼板の板厚は、限定されないが、例えば0.4〜3.2mmとすることができる。また、本明細書において、基材鋼板(鋼板)との用語は、基材鋼帯(鋼帯)を含む意味で用いる。
上記基材鋼板の鋼素地と溶融Al系めっき層との間(界面)には、AlとFeとの相互拡散によってAl−Fe系合金層も形成される。
溶融Al系めっき層の化学組成は、めっき浴組成とほぼ同じになる。従って、溶融Al系めっき層の組成は、めっき浴組成を制御することによって調整することができる。
前述したように、本実施形態における溶融Al系めっき鋼板は、基材鋼板の表面に、平均B濃度が0.005質量%以上、かつ平均Ti濃度および平均V濃度の合計が0.03質量%以下である組成の溶融Al系めっき層を有することを特徴としている。
本実施形態における溶融Al系めっき鋼板の製造方法について、図3に基づいて以下に説明する。図3は、本実施形態における溶融Al系めっき浴の調製方法の一例について説明するための概略図である。
一般に、連続的に溶融Al系めっき鋼板を製造するめっき設備において、アルミポット4(図1参照)の付近にプリメルトポット6が設けられていることがある。プリメルトポット6内にて、アルミニウム鋳塊および添加物質を溶解することにより、アルミポット4に供給するための組成調整めっき浴3aが作製される。なお、以下に説明すること以外の、上記めっき設備の具体的な態様は特に限定されないため、図示および説明を省略する。
めっき工程では、図3の右側に示すように、溶融Al系めっき浴3に、基材鋼板1を浸漬および通過させる。その後、図示を省略する一般的な後処理を行う。これにより、めっき層の表面に微細なスパングルが安定的に形成された溶融Al系めっき鋼板を連続的に製造することができる。
本実施形態における実施例を以下に示す。
めっき層の成分を定量することにより、めっき浴中の成分を定量することができる。まず、次の手順によりめっき層を溶解させた。
各供試材の表面をバフ研磨して、めっき層の表面から深さ5μmまでの極表層を平滑化することにより、デンドライト組織を観察可能にした。そして、光学顕微鏡により、めっき層の表面積1cm2あたりに存在するスパングル結晶核の個数を算出した。以下の基準で表面外観を評価し、◎評価および○評価を合格とした。
○:同100個以上500個未満
×:同50個以上100個未満
××:同50個未満。
各供試材の未処理の溶融Al系めっき層について、JIS Z2371:2000に規定される、中性塩水噴霧試験(NSS試験)を行い、白錆発生面積率を測定した。以下の基準でめっき層の耐食性を評価し、○評価を合格と判定した。
×:同5%以上。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
前述したような発明の知見に基づいて本発明者ら検討した結果、以下の条件を満たすことにより、スパングルサイズが高度に微細化(スパングル密度が500個/cm2以上)された溶融Al系めっき鋼板を得ることができることを見出した。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するようになっている。
本実施形態における溶融Al系めっき鋼板の製造方法について、以下に説明する。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するように調製するめっき浴調製工程と、前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含む。
前記実施形態1にて図3を用いて説明したことと同様に、プリメルトポット6内にてアルミニウム鋳塊および添加物質を溶解することにより、アルミポット4に供給するための組成調整めっき浴3aが作製される。
めっき工程では、前記実施形態1にて図3を用いて説明したことと同様に、溶融Al系めっき浴3に、基材鋼板1を浸漬および通過させる。その後、図示を省略する一般的な後処理を行う。これにより、めっき層の表面に微細なスパングルが安定的に形成された溶融Al系めっき鋼板を連続的に製造することができる。
本実施形態における実施例を以下に示す。
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]
そのため、スパングル密度は500個/cm2未満となる。なお、前記実施例1の表4に記載のNo.11〜12、No.14〜18も本実施例の範囲内である。
3 溶融Al系めっき浴
10 スパングル結晶核
20 高純度Al地金
30 B供給源
Claims (5)
- 基材鋼板の表面に、平均B濃度が0.005質量%以上、かつ平均Ti濃度および平均V濃度の合計が0.03質量%以下である組成の溶融Al系めっき層を有することを特徴とする溶融Al系めっき鋼板。
- 前記溶融Al系めっき層の表面に存在するスパングル結晶核が、該溶融Al系めっき層の表面積1cm2あたり100個以上であることを特徴とする請求項1に記載の溶融Al系めっき鋼板。
- 基材鋼板の表面に溶融Al系めっき層を有し、
前記溶融Al系めっき層の成分組成における平均B濃度(質量%)を[B]、平均Ti濃度(質量%)を[Ti]、平均V濃度(質量%)を[V]と表したとき、
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足し、
前記溶融Al系めっき層の表面に存在するスパングル結晶核が、該溶融Al系めっき層の表面積1cm2あたり500個以上であることを特徴とする溶融Al系めっき鋼板。 - アルミニウムを主成分とする溶融Al系めっき浴を、B濃度が0.005質量%以上、かつTi濃度およびV濃度の合計が0.03質量%以下となるように調製するめっき浴調製工程と、
前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含み、
前記めっき浴調製工程では、TiおよびVの含有量が低減されたAl地金を少なくとも一部に用いることによりAl浴湯を製造するとともに、該Al浴湯にB供給源を添加して前記溶融Al系めっき浴を調製することを特徴とする溶融Al系めっき鋼板の製造方法。 - アルミニウムを主成分とする溶融Al系めっき浴を、該溶融Al系めっき浴中のB濃度(質量%)を[B]、Ti濃度(質量%)を[Ti]、V濃度(質量%)を[V]と表したとき、
[B]≧0.017+0.45×[Ti]+0.42×[V]・・・(1)
の関係を満足するように調製するめっき浴調製工程と、
前記調製された溶融Al系めっき浴に、基材鋼板を浸漬および通過させるめっき工程とを含み、
前記めっき浴調製工程では、Al地金を用いて作製したAl浴湯に、該Al浴湯中のTi濃度およびV濃度に基づいて、少なくとも上記式(1)を満足するB濃度となるようにB供給源を添加することを特徴とする溶融Al系めっき鋼板の製造方法。
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