JP2938449B1 - 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 - Google Patents
溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板Info
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Abstract
【要約】
【課題】 優れた耐食性、接合性、加工性を兼備し、自
動車燃料タンク材料、家庭用電気機械、産業機械材料と
して好適な、溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板表面にＡ層、その表面に更にＢ層を
有し、Ａ層は金属相と金属間化合物相の混合相で金属間
化合物相はＳｎを含有し、面積率が１％以上、１００％
未満、金属相はＮｉ，Ｃｏまたはそれらの非金属合金よ
りなり、Ａ層の厚みが３μｍ以下で、Ｂ層はＳｎ−（１
〜４０％）Ｚｎの組成を有し、付着量が片面当たり１５
〜６０ｇ／ｍ2 であるような溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼
板。更に、表面粗度、表面光沢に最適値を有する。最表
面に化成処理皮膜を有することが好ましい。 【効果】 該めっき鋼板は、Ｐｂを使用しない燃料タン
ク材料、電気部材用表面処理鋼板として好適な特性を有
する。
動車燃料タンク材料、家庭用電気機械、産業機械材料と
して好適な、溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板表面にＡ層、その表面に更にＢ層を
有し、Ａ層は金属相と金属間化合物相の混合相で金属間
化合物相はＳｎを含有し、面積率が１％以上、１００％
未満、金属相はＮｉ，Ｃｏまたはそれらの非金属合金よ
りなり、Ａ層の厚みが３μｍ以下で、Ｂ層はＳｎ−（１
〜４０％）Ｚｎの組成を有し、付着量が片面当たり１５
〜６０ｇ／ｍ2 であるような溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼
板。更に、表面粗度、表面光沢に最適値を有する。最表
面に化成処理皮膜を有することが好ましい。 【効果】 該めっき鋼板は、Ｐｂを使用しない燃料タン
ク材料、電気部材用表面処理鋼板として好適な特性を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐食性、接
合性、加工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用
電気機械、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板に関するものである。
合性、加工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用
電気機械、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｎめっき鋼板は、Ｓｎの有する優れた
耐食性と加工性から、食缶、飲料缶用途を主として広く
使用されている。しかしながら、食缶内部等の溶存酸素
の無い環境では、Ｓｎは地鉄を犠牲防食することが知ら
れているが、酸素の存在する環境下では地鉄からの腐食
が進行しやすいという欠点がある。これを補うため、Ｚ
ｎを２０〜４０％添加したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板も電子
部品、自動車部品等への後めっき分野を主として使用さ
れている（特開平６−１１６７４９号公報）。しかし、
これは電気めっき法によるものである。Ｓｎの電気めっ
きは電流密度が低いため、コスト、生産性上の理由で高
付着量の確保は困難であった。一方、本発明者らは、自
動車燃料タンク用途でこのＳｎ−Ｚｎめっき鋼板が優れ
た特性を有することを知見し、特開平８−２６９７３３
号公報、特開平８−２６９７３４号公報等において、め
っき組織を制御した溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を開示し
てきた。
耐食性と加工性から、食缶、飲料缶用途を主として広く
使用されている。しかしながら、食缶内部等の溶存酸素
の無い環境では、Ｓｎは地鉄を犠牲防食することが知ら
れているが、酸素の存在する環境下では地鉄からの腐食
が進行しやすいという欠点がある。これを補うため、Ｚ
ｎを２０〜４０％添加したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板も電子
部品、自動車部品等への後めっき分野を主として使用さ
れている（特開平６−１１６７４９号公報）。しかし、
これは電気めっき法によるものである。Ｓｎの電気めっ
きは電流密度が低いため、コスト、生産性上の理由で高
付着量の確保は困難であった。一方、本発明者らは、自
動車燃料タンク用途でこのＳｎ−Ｚｎめっき鋼板が優れ
た特性を有することを知見し、特開平８−２６９７３３
号公報、特開平８−２６９７３４号公報等において、め
っき組織を制御した溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を開示し
てきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記したＳｎ−Ｚｎめ
っき鋼板は、確かに優れた耐食性、加工性、半田性を有
するものであるが、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎの１種以上
を含む合金層を２μｍ以下有するもので、連続的な合金
層を有している。合金層は一般的にめっき金属と地鉄の
反応物で、金属間化合物層である。従って、一般に脆性
な層で厚く成長すると加工時に亀裂を生じたり、内部で
層状剥離を惹起することがある。そういう意味から、連
続した金属層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板はやや加工
性に劣る傾向があった。
っき鋼板は、確かに優れた耐食性、加工性、半田性を有
するものであるが、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎの１種以上
を含む合金層を２μｍ以下有するもので、連続的な合金
層を有している。合金層は一般的にめっき金属と地鉄の
反応物で、金属間化合物層である。従って、一般に脆性
な層で厚く成長すると加工時に亀裂を生じたり、内部で
層状剥離を惹起することがある。そういう意味から、連
続した金属層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板はやや加工
性に劣る傾向があった。
【０００４】また、本発明において、厚く連続した合金
層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板は表面粗度が大きい傾
向にあるという新しい知見を得た。そしてそのような粗
い表面にクロメート処理等の化成皮膜を施すと、表面形
状に沿って化成処理が分布し、化成処理皮膜の分布にム
ラが生じ易い。このような皮膜構造のＳｎ−Ｚｎめっき
鋼板は溶接性、特にスポット溶接性に劣る傾向がある。
この原因は溶接時には表面皮膜が発熱抵抗として作用す
るが、表面被膜が不均一なため発熱が不均一となり局部
発熱しやすくなったことにあると考えられる。更に、こ
のような表面粗度の大きい状態では、艶消し外観とな
り、Ｓｎめっき特有の光沢外観が失われる傾向にある。
層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板は表面粗度が大きい傾
向にあるという新しい知見を得た。そしてそのような粗
い表面にクロメート処理等の化成皮膜を施すと、表面形
状に沿って化成処理が分布し、化成処理皮膜の分布にム
ラが生じ易い。このような皮膜構造のＳｎ−Ｚｎめっき
鋼板は溶接性、特にスポット溶接性に劣る傾向がある。
この原因は溶接時には表面皮膜が発熱抵抗として作用す
るが、表面被膜が不均一なため発熱が不均一となり局部
発熱しやすくなったことにあると考えられる。更に、こ
のような表面粗度の大きい状態では、艶消し外観とな
り、Ｓｎめっき特有の光沢外観が失われる傾向にある。
【０００５】本発明は、上記の課題、すなわち合金層が
連続的に形成されることによる、溶接性、表面外観、加
工性の劣化という課題を解決し、耐食性、加工性、溶接
性を高度にバランスし、表面も光沢のある美しい外観と
なるような溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供するもの
である。
連続的に形成されることによる、溶接性、表面外観、加
工性の劣化という課題を解決し、耐食性、加工性、溶接
性を高度にバランスし、表面も光沢のある美しい外観と
なるような溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供するもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、溶融Ｓｎ
−Ｚｎ系めっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ系めっき層と地鉄の界
面に生成する層に着目し、その構成とめっき鋼板の特性
について詳細に調査し、この層を適正に制御すること
で、より高い性能が得られるとの知見を得、本発明を完
成させたものである。その骨子は合金層の分布を不連続
とすることにより、表面粗度を低く保ち、優れた溶接
性、表面外観を得ることである。同時に厚い合金層は加
工性も阻害する。めっきの表面粗度が合金層に影響され
る理由は明確でないが、合金層が凝固時の核生成に寄与
しているものと想像できる。
−Ｚｎ系めっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ系めっき層と地鉄の界
面に生成する層に着目し、その構成とめっき鋼板の特性
について詳細に調査し、この層を適正に制御すること
で、より高い性能が得られるとの知見を得、本発明を完
成させたものである。その骨子は合金層の分布を不連続
とすることにより、表面粗度を低く保ち、優れた溶接
性、表面外観を得ることである。同時に厚い合金層は加
工性も阻害する。めっきの表面粗度が合金層に影響され
る理由は明確でないが、合金層が凝固時の核生成に寄与
しているものと想像できる。
【０００７】本発明の要旨とするところは、次のような
ものである。 （１）鋼板表面にＡ層、その表面に更にＢ層を有し、Ａ
層は厚み３μｍ以下でＳｎを含有する金属間化合物相と
金属相の混合相で、金属相はＮｉ，Ｃｏまたはそれらの
非金属合金よりなり、金属間化合物相の面積率が１％以
上１００％未満であり、Ｂ層はＳｎ−（１〜４０％）Ｚ
ｎの組成を有し、付着量が片面当たり１５〜６０ｇ／ｍ
2 であることを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼
板。 （２）Ｂ層の表面粗度がＲＭＳで２．５μｍ以下である
ことを特徴とする前記（１）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板。 （３）Ｂ層の表面光沢が３０以上であることを特徴とす
る前記（１）〜（２）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 （４）Ｂ層表面に、無機化合物あるいは有機化合物、ま
たはその複合物よりなり、付着量が片面当たり０．００
５〜２ｇ／ｍ2 であるようなＣ層を有することを特徴と
する前記（１）〜（３）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板にある。
ものである。 （１）鋼板表面にＡ層、その表面に更にＢ層を有し、Ａ
層は厚み３μｍ以下でＳｎを含有する金属間化合物相と
金属相の混合相で、金属相はＮｉ，Ｃｏまたはそれらの
非金属合金よりなり、金属間化合物相の面積率が１％以
上１００％未満であり、Ｂ層はＳｎ−（１〜４０％）Ｚ
ｎの組成を有し、付着量が片面当たり１５〜６０ｇ／ｍ
2 であることを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼
板。 （２）Ｂ層の表面粗度がＲＭＳで２．５μｍ以下である
ことを特徴とする前記（１）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板。 （３）Ｂ層の表面光沢が３０以上であることを特徴とす
る前記（１）〜（２）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 （４）Ｂ層表面に、無機化合物あるいは有機化合物、ま
たはその複合物よりなり、付着量が片面当たり０．００
５〜２ｇ／ｍ2 であるようなＣ層を有することを特徴と
する前記（１）〜（３）に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板にある。
【０００８】次に本発明を詳細に説明する。本発明は、
Ｓｎを含有する金属間化合物層（いわゆる合金層）を不
連続に有するＳｎ−Ｚｎ系めっき鋼板であり、Ｓｎ−Ｚ
ｎ系めっき層と母材の界面に不連続な金属間化合物層を
有する。更に、この界面部にはＮｉ，Ｃｏをベースとす
る金属相も有するものとする。このＮｉ，Ｃｏ系の金属
相は、Ｓｎ−Ｚｎ系めっきに先立って処理されるもの
で、これら金属はＦｅよりもＳｎとの反応性が高いため
に、不めっきと呼ばれるめっき欠陥を抑制する効果があ
る。従って、先に述べた界面の金属間化合物相の組成と
しては、Ｎｉ，Ｃｏ，母材ＦｅとＳｎとの化合物、例え
ば、Ｎｉ3 Ｓｎ，ＦｅＳｎ2 等が好ましい。Ｎｉ，Ｃｏ
系の金属相は、Ｐ，Ｂ，Ｃ等の非金属元素との合金、あ
るいはＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｃｏ等の合金であっても構わ
ない。
Ｓｎを含有する金属間化合物層（いわゆる合金層）を不
連続に有するＳｎ−Ｚｎ系めっき鋼板であり、Ｓｎ−Ｚ
ｎ系めっき層と母材の界面に不連続な金属間化合物層を
有する。更に、この界面部にはＮｉ，Ｃｏをベースとす
る金属相も有するものとする。このＮｉ，Ｃｏ系の金属
相は、Ｓｎ−Ｚｎ系めっきに先立って処理されるもの
で、これら金属はＦｅよりもＳｎとの反応性が高いため
に、不めっきと呼ばれるめっき欠陥を抑制する効果があ
る。従って、先に述べた界面の金属間化合物相の組成と
しては、Ｎｉ，Ｃｏ，母材ＦｅとＳｎとの化合物、例え
ば、Ｎｉ3 Ｓｎ，ＦｅＳｎ2 等が好ましい。Ｎｉ，Ｃｏ
系の金属相は、Ｐ，Ｂ，Ｃ等の非金属元素との合金、あ
るいはＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｃｏ等の合金であっても構わ
ない。
【０００９】そして本発明において、金属間化合物相の
存在比率を１％以上１００％未満に限定する。これはこ
の比率が１％未満であると、界面に反応層が殆ど全く存
在しないことを意味し、Ｓｎ−Ｚｎ系皮膜の密着性に劣
るためである。また、金属間化合物相が１００％、すな
わち完全に連続した構造となると、前述したように加工
性、溶接性、外観等の性能が劣化する。この比率は好ま
しくは５％以上８０％未満である。この比率の求め方
は、Ｓｎ−Ｚｎ系めっき層のみを電解剥離等で剥離し、
金属間化合物相と金属相を露出させ、ＳＥＭ，ＥＰＭＡ
等で表面を観察することによる。金属間化合物相はＳｎ
を含有するため、ＥＰＭＡで識別可能で、またこれら金
属間化合物相は特定の結晶形態を有するため、ＳＥＭ観
察でも識別可能である。この金属間化合物相の厚みは３
μｍ以下とする。これは、不連続な金属間化合物相であ
っても、その厚みが３μｍを超えると、加工性に悪影響
を及ぼすためである。
存在比率を１％以上１００％未満に限定する。これはこ
の比率が１％未満であると、界面に反応層が殆ど全く存
在しないことを意味し、Ｓｎ−Ｚｎ系皮膜の密着性に劣
るためである。また、金属間化合物相が１００％、すな
わち完全に連続した構造となると、前述したように加工
性、溶接性、外観等の性能が劣化する。この比率は好ま
しくは５％以上８０％未満である。この比率の求め方
は、Ｓｎ−Ｚｎ系めっき層のみを電解剥離等で剥離し、
金属間化合物相と金属相を露出させ、ＳＥＭ，ＥＰＭＡ
等で表面を観察することによる。金属間化合物相はＳｎ
を含有するため、ＥＰＭＡで識別可能で、またこれら金
属間化合物相は特定の結晶形態を有するため、ＳＥＭ観
察でも識別可能である。この金属間化合物相の厚みは３
μｍ以下とする。これは、不連続な金属間化合物相であ
っても、その厚みが３μｍを超えると、加工性に悪影響
を及ぼすためである。
【００１０】次に、Ｂ層の限定理由について述べる。Ｂ
層はＳｎ−Ｚｎ系のめっき層であり、Ｚｎの比率は１〜
４０％とする。本発明において、Ｚｎを添加する理由
は、腐食電位の低下による犠牲防食能を付与し、安定し
た耐食性を得るためである。この目的のためには、Ｚｎ
の添加量が１％以上必要であり、一方過剰な添加はＺｎ
に起因する白錆の発生と、融点上昇すなわちめっき浴温
の上昇に伴う金属間化合物相の過剰な成長を引き起こ
す。このため、Ｚｎ量は前述した範囲に限定する。Ｂ層
の不純物元素として、微量のＦｅ，Ｎｉ等鋼成分、ある
いはプレめっき成分がありうる。また必要に応じ、Ｍ
ｇ，Ａｌ，ミッシュメタル，Ｓｂ等を添加しても構わな
い。一方、Ｂ層の厚みすなわち付着量であるが、少なす
ぎると十分な耐食性が得られず、多すぎると溶接性の低
下につながる。この意味から、付着量を片面当たり１５
〜６０ｇ／ｍ2 に限定する。
層はＳｎ−Ｚｎ系のめっき層であり、Ｚｎの比率は１〜
４０％とする。本発明において、Ｚｎを添加する理由
は、腐食電位の低下による犠牲防食能を付与し、安定し
た耐食性を得るためである。この目的のためには、Ｚｎ
の添加量が１％以上必要であり、一方過剰な添加はＺｎ
に起因する白錆の発生と、融点上昇すなわちめっき浴温
の上昇に伴う金属間化合物相の過剰な成長を引き起こ
す。このため、Ｚｎ量は前述した範囲に限定する。Ｂ層
の不純物元素として、微量のＦｅ，Ｎｉ等鋼成分、ある
いはプレめっき成分がありうる。また必要に応じ、Ｍ
ｇ，Ａｌ，ミッシュメタル，Ｓｂ等を添加しても構わな
い。一方、Ｂ層の厚みすなわち付着量であるが、少なす
ぎると十分な耐食性が得られず、多すぎると溶接性の低
下につながる。この意味から、付着量を片面当たり１５
〜６０ｇ／ｍ2 に限定する。
【００１１】次に、表面粗度の限定理由を述べる。前述
したように、Ｂ層表面の粗度が過大であると、表面の化
成処理の分布にムラが生じやすく溶接性の低下を招きや
すい。この意味から表面粗度は小さいほど好ましい。本
発明においては上限をＲＭＳで２．５μｍとすることが
望ましい。但し、あまり低いと油の保持性が悪くなり、
加工性の低下に繋がりやすくなるため、好ましくはＲＭ
Ｓ０．５μｍ以上である。このとき、表面粗度の指標と
してはＲＭＳを使用するものとする。これはこの指標を
用いたときに最も粗度と溶接性の関係に相関が強くなる
ためである。ＲＭＳは自乗平均粗さを意味し、ある区間
の粗さ曲線の自乗の積分値を区間長さで除し、平方根を
とったものである。表面粗度の制御はめっき条件、めっ
き後の冷却条件、調質圧延等によるものとする。
したように、Ｂ層表面の粗度が過大であると、表面の化
成処理の分布にムラが生じやすく溶接性の低下を招きや
すい。この意味から表面粗度は小さいほど好ましい。本
発明においては上限をＲＭＳで２．５μｍとすることが
望ましい。但し、あまり低いと油の保持性が悪くなり、
加工性の低下に繋がりやすくなるため、好ましくはＲＭ
Ｓ０．５μｍ以上である。このとき、表面粗度の指標と
してはＲＭＳを使用するものとする。これはこの指標を
用いたときに最も粗度と溶接性の関係に相関が強くなる
ためである。ＲＭＳは自乗平均粗さを意味し、ある区間
の粗さ曲線の自乗の積分値を区間長さで除し、平方根を
とったものである。表面粗度の制御はめっき条件、めっ
き後の冷却条件、調質圧延等によるものとする。
【００１２】表面の粗度が変わってくると、Ｓｎ−Ｚｎ
系めっき鋼板の外観、特に光沢に影響する。光沢が減じ
ると、Ｓｎ系めっき特有の美しい外観が損なわれるた
め、本発明において光沢値の下限は３０が望ましい。Ｂ
層の表面に種々の後処理を施すことも可能である。その
目的は、初期防錆、酸化皮膜の成長防止、溶接性等であ
るが、本発明において後処理は無機化合物、有機化合
物、またはその混合物からなり、付着量が片面０．００
５〜２ｇ／ｍ2であることが望ましい。本発明におい
て、後処理皮膜は特に溶接性に影響が大きく、溶接性を
向上せしめるには、０．００５ｇ／ｍ2 以上の処理量が
必要であり、一方処理量が多すぎても鋼板−電極間で発
熱が起こりすぎて溶接性を阻害する。皮膜の種類とし
て、酸化皮膜、水酸化皮膜、陽極酸化皮膜、化成皮膜、
有機樹脂皮膜等があるが、特に種類あるいは製造法を限
定するものではない。また処理の仕方として、片面処
理、両面同一処理、両面異処理がありうるが、本発明に
おいては、特に規定せず、どのような処理も可能であ
る。
系めっき鋼板の外観、特に光沢に影響する。光沢が減じ
ると、Ｓｎ系めっき特有の美しい外観が損なわれるた
め、本発明において光沢値の下限は３０が望ましい。Ｂ
層の表面に種々の後処理を施すことも可能である。その
目的は、初期防錆、酸化皮膜の成長防止、溶接性等であ
るが、本発明において後処理は無機化合物、有機化合
物、またはその混合物からなり、付着量が片面０．００
５〜２ｇ／ｍ2であることが望ましい。本発明におい
て、後処理皮膜は特に溶接性に影響が大きく、溶接性を
向上せしめるには、０．００５ｇ／ｍ2 以上の処理量が
必要であり、一方処理量が多すぎても鋼板−電極間で発
熱が起こりすぎて溶接性を阻害する。皮膜の種類とし
て、酸化皮膜、水酸化皮膜、陽極酸化皮膜、化成皮膜、
有機樹脂皮膜等があるが、特に種類あるいは製造法を限
定するものではない。また処理の仕方として、片面処
理、両面同一処理、両面異処理がありうるが、本発明に
おいては、特に規定せず、どのような処理も可能であ
る。
【００１３】使用するめっき原板の組成も特に限定する
ものではない。しかし高度な加工性を要求される部位に
は、加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。加工性を要求され
ない用途に対しては、Ａｌ−ｋ鋼の適用が望ましい。ま
た鋼板の製造法としては通常の方法によるものとする。
鋼成分は例えば転炉−真空脱ガス処理により調節されて
溶製され、鋼片は連続鋳造法等で製造され、熱間圧延さ
れる。
ものではない。しかし高度な加工性を要求される部位に
は、加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。加工性を要求され
ない用途に対しては、Ａｌ−ｋ鋼の適用が望ましい。ま
た鋼板の製造法としては通常の方法によるものとする。
鋼成分は例えば転炉−真空脱ガス処理により調節されて
溶製され、鋼片は連続鋳造法等で製造され、熱間圧延さ
れる。
【００１４】溶融めっき方法として大きくフラックス法
とゼンジマー法があるが、どちらの製造法でも製造可能
である。さらに、めっき後の後処理として、クロメート
等の化成処理、有機樹脂被覆以外に、溶融めっき後の外
観均一化処理であるゼロスパングル処理、めっきの改質
処理である焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための調
質圧延等があり得るが、本発明においては特にこれらを
限定せず、適用することも可能である。
とゼンジマー法があるが、どちらの製造法でも製造可能
である。さらに、めっき後の後処理として、クロメート
等の化成処理、有機樹脂被覆以外に、溶融めっき後の外
観均一化処理であるゼロスパングル処理、めっきの改質
処理である焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための調
質圧延等があり得るが、本発明においては特にこれらを
限定せず、適用することも可能である。
【００１５】次に実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【実施例】（実施例１）表１に示す成分の鋼を通常の転
炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常
の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼
鈍鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板の一部に電
気めっき法でＮｉめっき，Ｎｉ−Ｐめっき，Ｃｏめっ
き，Ｎｉ−Ｃｏめっきを施した。しかる後、フラックス
法でＳｎ−Ｚｎめっきを行った。フラックスはＺｎＣｌ
2 水溶液をロール塗布して使用し、Ｚｎの組成は０〜６
０％まで変更した。浴温は２４０〜４００℃とし、めっ
き後エアワイピング法によりめっき付着量を調整した。
こうして製造しためっき鋼板を種々の粗度を有するロー
ルで調質圧延して表面粗度を調節した。これらの鋼板の
一部には後処理皮膜を施した。後処理の種類と組成を表
２に示す。なお、後処理皮膜は全て両面同一処理とし、
その付着量の表示方法は、以下のようにした。 クロメート皮膜：金属Ｃｒ量をｇ／ｍ2 で表示、化
成処理Ａ：シリカ量をｇ／ｍ2 で表示、樹脂皮膜：皮
膜の全体量をｇ／ｍ2 で表示。これらの燃料タンクとし
ての性能を評価した。このときの評価方法は下に記述し
た方法によった。めっき条件と性能評価結果を表３に示
す。
炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常
の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼
鈍鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板の一部に電
気めっき法でＮｉめっき，Ｎｉ−Ｐめっき，Ｃｏめっ
き，Ｎｉ−Ｃｏめっきを施した。しかる後、フラックス
法でＳｎ−Ｚｎめっきを行った。フラックスはＺｎＣｌ
2 水溶液をロール塗布して使用し、Ｚｎの組成は０〜６
０％まで変更した。浴温は２４０〜４００℃とし、めっ
き後エアワイピング法によりめっき付着量を調整した。
こうして製造しためっき鋼板を種々の粗度を有するロー
ルで調質圧延して表面粗度を調節した。これらの鋼板の
一部には後処理皮膜を施した。後処理の種類と組成を表
２に示す。なお、後処理皮膜は全て両面同一処理とし、
その付着量の表示方法は、以下のようにした。 クロメート皮膜：金属Ｃｒ量をｇ／ｍ2 で表示、化
成処理Ａ：シリカ量をｇ／ｍ2 で表示、樹脂皮膜：皮
膜の全体量をｇ／ｍ2 で表示。これらの燃料タンクとし
ての性能を評価した。このときの評価方法は下に記述し
た方法によった。めっき条件と性能評価結果を表３に示
す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】（１）金属間化合物相の面積率 Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ層のみを電解剥離法
で剥離した。電解剥離は、５％ＮａＯＨ溶液中で行い、
電流密度は１０ｍＡ／ｃｍ2 とした。その後、剥離面の
表面をＥＰＭＡで倍率１０００倍で任意の３視野を分析
し、Ｓｎ系金属間化合物相の生成した面積率を求め、そ
の平均を求めた。 （２）表面粗度 表面粗度指標である、ＲＭＳ値を測定した。表示は表裏
の平均値とした。
で剥離した。電解剥離は、５％ＮａＯＨ溶液中で行い、
電流密度は１０ｍＡ／ｃｍ2 とした。その後、剥離面の
表面をＥＰＭＡで倍率１０００倍で任意の３視野を分析
し、Ｓｎ系金属間化合物相の生成した面積率を求め、そ
の平均を求めた。 （２）表面粗度 表面粗度指標である、ＲＭＳ値を測定した。表示は表裏
の平均値とした。
【００２０】（３）合金層厚み 断面からの組織観察（１０００倍光学顕微鏡）により、
合金層厚みを測定した。不連続合金層の場合には、視野
（１００μｍ）中の最大厚みとした。 （４）光沢値 市販の光沢計により、光沢値を測定した。この際の入射
角は６０°とした。
合金層厚みを測定した。不連続合金層の場合には、視野
（１００μｍ）中の最大厚みとした。 （４）光沢値 市販の光沢計により、光沢値を測定した。この際の入射
角は６０°とした。
【００２１】（５）めっき層加工性の評価 ドロービード試験を行った。このときの金型はビード
部：４Ｒ，ダイス型：２Ｒであり、油圧により押付け力
１０００ｋｇで圧下した。試験片の幅は３０ｍｍであ
り、引き抜いた後のビード通過部のめっき損傷状況を４
００倍の断面観察により調査した。観察長は２０ｍｍと
し、めっき層のクラック発生を評価した。 〔評価基準〕 〇：成形可能で、めっき層の欠陥無し △：成形可能で、めっき層にクラックが発生 ×：成形可能で、めっき層に局部剥離発生
部：４Ｒ，ダイス型：２Ｒであり、油圧により押付け力
１０００ｋｇで圧下した。試験片の幅は３０ｍｍであ
り、引き抜いた後のビード通過部のめっき損傷状況を４
００倍の断面観察により調査した。観察長は２０ｍｍと
し、めっき層のクラック発生を評価した。 〔評価基準〕 〇：成形可能で、めっき層の欠陥無し △：成形可能で、めっき層にクラックが発生 ×：成形可能で、めっき層に局部剥離発生
【００２２】（６）耐食性試験 ＪＩＳ Ｚ２１３５に準拠したＳＳＴ試験２０日を行
い、白錆，赤錆発生状況を観察した。 〔評価基準〕 〇：赤錆発生無し、白錆発生３％以下 △：赤錆発生無し，白錆発生２０％以下 ×：赤錆発生
い、白錆，赤錆発生状況を観察した。 〔評価基準〕 〇：赤錆発生無し、白錆発生３％以下 △：赤錆発生無し，白錆発生２０％以下 ×：赤錆発生
【００２３】（７）に示す溶接条件でスポット溶接を行
い、ナゲット系が４√ｔを切った時点までの連続打点数
を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型電極，先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 〇：連続打点５００点超 △：連続打点２００〜５００点 ×：連続打点２００点未満
い、ナゲット系が４√ｔを切った時点までの連続打点数
を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型電極，先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 〇：連続打点５００点超 △：連続打点２００〜５００点 ×：連続打点２００点未満
【００２４】番号３１のようにＺｎを含有しない純Ｓｎ
めっきの場合、あるいは番号３３のように、付着量が低
すぎるときには赤錆を発生しやすく、耐食性に劣る。番
号３２のようにＺｎ量が多すぎると、浴温を高める必要
があり、結果的に合金層が成長しやすくなり、表面粗度
が粗くなり、溶接性が劣化する。また番号３４のように
付着量が厚い場合にも、溶接性が劣化する。番号３５の
ように金属間化合物が全く生成しないときには、めっき
の加工性に劣る。一方、番号３６，３７のように、表面
粗度が大きいと、やはり溶接性に劣る。これ以外の条件
では、いずれの特性も優れている。但し、番号１９のよ
うに、表面粗度が大きいと、抵抗溶接性がやや劣化し、
また番号２４のように、めっき表層の皮膜が無いときに
も溶接性、耐食性に劣る傾向がある。従ってこのような
鋼板は、溶接性を要求されない用途への適用が望まし
い。
めっきの場合、あるいは番号３３のように、付着量が低
すぎるときには赤錆を発生しやすく、耐食性に劣る。番
号３２のようにＺｎ量が多すぎると、浴温を高める必要
があり、結果的に合金層が成長しやすくなり、表面粗度
が粗くなり、溶接性が劣化する。また番号３４のように
付着量が厚い場合にも、溶接性が劣化する。番号３５の
ように金属間化合物が全く生成しないときには、めっき
の加工性に劣る。一方、番号３６，３７のように、表面
粗度が大きいと、やはり溶接性に劣る。これ以外の条件
では、いずれの特性も優れている。但し、番号１９のよ
うに、表面粗度が大きいと、抵抗溶接性がやや劣化し、
また番号２４のように、めっき表層の皮膜が無いときに
も溶接性、耐食性に劣る傾向がある。従ってこのような
鋼板は、溶接性を要求されない用途への適用が望まし
い。
【００２５】（実施例２）実施例１の表１に示す鋼成分
の冷延鋼板を材料として、ゼンジマー方式の溶融Ｚｎ−
８％Ｚｎめっきを行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきは無酸
化炉−還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融
めっきライン内で行った。めっきに先立って、Ｎｉ，Ｎ
ｉ−Ｆｅ，Ｆｅ−Ｐめっきをそれぞれ１ｇ／ｍ2 施し
た。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。めっき後ガス
ワイピング法でめっき付着量を片面３５ｇ／ｍ2 に調節
した。この際のめっき温度は２８０℃とした。こうして
製造したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板に調質圧延を施して、表
面粗度を０．５〜１．５の範囲で調整した。更に、表２
の符号αの後処理皮膜を０．０２０ｇ／ｍ2 施した。こ
うして製造した鋼板の燃料タンクとしての性能を評価し
た。このときの評価方法も実施例１のそれと同じであ
る。評価結果は、いずれの鋼種、プレめっき種、表面粗
度でも良好な結果を示した。
の冷延鋼板を材料として、ゼンジマー方式の溶融Ｚｎ−
８％Ｚｎめっきを行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきは無酸
化炉−還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融
めっきライン内で行った。めっきに先立って、Ｎｉ，Ｎ
ｉ−Ｆｅ，Ｆｅ−Ｐめっきをそれぞれ１ｇ／ｍ2 施し
た。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。めっき後ガス
ワイピング法でめっき付着量を片面３５ｇ／ｍ2 に調節
した。この際のめっき温度は２８０℃とした。こうして
製造したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板に調質圧延を施して、表
面粗度を０．５〜１．５の範囲で調整した。更に、表２
の符号αの後処理皮膜を０．０２０ｇ／ｍ2 施した。こ
うして製造した鋼板の燃料タンクとしての性能を評価し
た。このときの評価方法も実施例１のそれと同じであ
る。評価結果は、いずれの鋼種、プレめっき種、表面粗
度でも良好な結果を示した。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は優れた耐食
性、接合性、加工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、
家庭用電気機械、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−
Ｚｎ系めっき鋼板を提供するものである。これまでＰｂ
系めっきを適用していた箇所に対する，有害性の無いＳ
ｎ系めっきの適用を可能にするもので、産業上の寄与は
大きい。
性、接合性、加工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、
家庭用電気機械、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−
Ｚｎ系めっき鋼板を提供するものである。これまでＰｂ
系めっきを適用していた箇所に対する，有害性の無いＳ
ｎ系めっきの適用を可能にするもので、産業上の寄与は
大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｋ (72)発明者 杉山 誠司 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 28/02 C23C 28/00
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼板表面にＡ層、その表面に更にＢ層を
有し、Ａ層は厚み３μｍ以下でＳｎを含有する金属間化
合物相と金属相の混合相で、金属相はＮｉ，Ｃｏまたは
それらの非金属合金よりなり、金属間化合物相の面積率
が１％以上１００％未満であり、Ｂ層はＳｎ−（１〜４
０％）Ｚｎの組成を有し、付着量が片面当たり１５〜６
０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系め
っき鋼板。 - 【請求項２】 Ｂ層の表面粗度がＲＭＳで２．５μｍ以
下であることを特徴とする請求項１に記載の溶融Ｓｎ−
Ｚｎ系めっき鋼板。 - 【請求項３】 Ｂ層の表面光沢が３０以上であることを
特徴とする請求項１または２に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板。 - 【請求項４】 Ｂ層表面に、無機化合物あるいは有機化
合物、またはその複合物よりなり、付着量が片面当たり
０．００５〜２ｇ／ｍ2 であるようなＣ層を有すること
を特徴とする請求項１〜３に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系め
っき鋼板。
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|---|---|---|---|
| JP10289918A JP2938449B1 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
| KR1019990027747A KR100351273B1 (ko) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | 용융 Ｓｎ계 도금강판 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289918A JP2938449B1 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2938449B1 true JP2938449B1 (ja) | 1999-08-23 |
| JP2000119867A JP2000119867A (ja) | 2000-04-25 |
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ID=17749458
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10289918A Expired - Lifetime JP2938449B1 (ja) | 1998-07-10 | 1998-10-13 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5732741B2 (ja) * | 2010-04-14 | 2015-06-10 | 新日鐵住金株式会社 | 耐食性に優れたプレス加工用Ｓｎ−Ｚｎめっき高強度鋼板およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10289918A patent/JP2938449B1/ja not_active Expired - Lifetime
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