JP3068307B2 - 耐食性と耐剥離性に優れたＺｎ−Ｃｒ−Ａｌ系溶融めっき鋼材およびその製造方法 - Google Patents
耐食性と耐剥離性に優れたＺｎ−Ｃｒ−Ａｌ系溶融めっき鋼材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性及び加工時にお
けるめっきの耐剥離性の良好な溶融Zn系めっき鋼材およ
びその製造方法に関するものである。
けるめっきの耐剥離性の良好な溶融Zn系めっき鋼材およ
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より優れた耐食性を有する溶融Znめ
っきが、鋼板、鋼線およびその他の建築材料等に用いら
れている。しかし、Znは安価であるとともに、鋼に対し
犠牲防食効果を有し鋼材等の防食に適しているが、腐食
環境によっては、Znめっき鋼材自身の腐食による消耗が
激しく、防食効果を長期に維持することができない。
っきが、鋼板、鋼線およびその他の建築材料等に用いら
れている。しかし、Znは安価であるとともに、鋼に対し
犠牲防食効果を有し鋼材等の防食に適しているが、腐食
環境によっては、Znめっき鋼材自身の腐食による消耗が
激しく、防食効果を長期に維持することができない。
【０００３】近年、溶融Znめっき鋼材の長寿命化が要求
されており、これに応える技術として、特開昭58−2212
48号公報、特開平１−309949号公報、特開平２−228461
号公報にめっき金属中にCrを添加することが提案されて
いる。
されており、これに応える技術として、特開昭58−2212
48号公報、特開平１−309949号公報、特開平２−228461
号公報にめっき金属中にCrを添加することが提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術によるCr添加溶融Znめっき鋼材においては、溶
融Znめっき浴中のCrの選択酸化および、被めっき鋼材と
めっき浴との合金化抑制等に関し、次の様な技術的問題
点があり、工業的な実施を見るまでには至っていない。
従来技術によるCr添加溶融Znめっき鋼材においては、溶
融Znめっき浴中のCrの選択酸化および、被めっき鋼材と
めっき浴との合金化抑制等に関し、次の様な技術的問題
点があり、工業的な実施を見るまでには至っていない。
【０００５】(1) 溶融Znめっき浴にCrを添加した場合、
融液表面におけるCrの選択酸化によってCrの消耗が生じ
て融液中のCr濃度が低下し、そのためにめっき浴中に添
加したCr量に対するめっき層中に取込まれたCrの収率が
低くなる。 (2) 一般に、溶融Znめっき鋼材においては、被めっき鋼
材とZnめっきとの反応によって、被めっき鋼材とZnめっ
きの界面に変形性の低いΓ相からなるZn−Fe金属間化合
物層が形成されると鋼材の変形加工時にめっき層が剥離
し易くなる。これを防止するために、めっき浴中にAlを
添加し、被めっき鋼材とめっき浴との界面にいわゆるAl
富化層を形成せしめることにより上述の被めっき鋼材と
Znの直接反応による合金化を防止することが行われてい
る。
融液表面におけるCrの選択酸化によってCrの消耗が生じ
て融液中のCr濃度が低下し、そのためにめっき浴中に添
加したCr量に対するめっき層中に取込まれたCrの収率が
低くなる。 (2) 一般に、溶融Znめっき鋼材においては、被めっき鋼
材とZnめっきとの反応によって、被めっき鋼材とZnめっ
きの界面に変形性の低いΓ相からなるZn−Fe金属間化合
物層が形成されると鋼材の変形加工時にめっき層が剥離
し易くなる。これを防止するために、めっき浴中にAlを
添加し、被めっき鋼材とめっき浴との界面にいわゆるAl
富化層を形成せしめることにより上述の被めっき鋼材と
Znの直接反応による合金化を防止することが行われてい
る。
【０００６】しかしこの方法をZn−Cr系溶融めっきにそ
のまま適用した場合、CrとAlとの反応によってめっき浴
中にCr−Al系化合物（例えばCr2Al ）が生成する。この
Cr−Al系化合物がめっき層中に混入すると、めっき表面
が荒れるとともに、めっき付着量が不均一となる。ま
た、Cr−Al系化合物の生成によって、溶融Zn中に添加し
たCr、Alが消耗し、Cr、Alの濃度低下が起こり所望の組
成のめっき層を連続して形成することが困難となる。
のまま適用した場合、CrとAlとの反応によってめっき浴
中にCr−Al系化合物（例えばCr2Al ）が生成する。この
Cr−Al系化合物がめっき層中に混入すると、めっき表面
が荒れるとともに、めっき付着量が不均一となる。ま
た、Cr−Al系化合物の生成によって、溶融Zn中に添加し
たCr、Alが消耗し、Cr、Alの濃度低下が起こり所望の組
成のめっき層を連続して形成することが困難となる。
【０００７】また上述しためっき浴中Al濃度の減少に伴
い、被めっき鋼材とZnめっきの合金化を抑制するAl富化
層の形成が困難となり加工性の乏しいZn−Fe金属間化合
物相が発達してしまう。また、Zn−Fe金属間化合物相を
有するめっき皮膜は、純Znめっき皮膜と比較し赤錆の発
生が早い問題もある。
い、被めっき鋼材とZnめっきの合金化を抑制するAl富化
層の形成が困難となり加工性の乏しいZn−Fe金属間化合
物相が発達してしまう。また、Zn−Fe金属間化合物相を
有するめっき皮膜は、純Znめっき皮膜と比較し赤錆の発
生が早い問題もある。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決した耐食性
と耐剥離性に優れたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材および
その製造方法を提供することを目的とする。
と耐剥離性に優れたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材および
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の耐食性と耐剥離
性に優れたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材は、鋼材表面に
0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％以上のAlを含有
し、主としてη層からなるめっき皮膜を有してなるZn−
Cr−Al系溶融めっき鋼材であって、該Zn−Cr−Al系溶融
めっき鋼材が、 0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％
以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Al系合金めっき浴を用
い、めっき浴中のAlおよびCrの含有量とめっき浴の温度
を下記条件に制御して被めっき鋼材を溶融めっきして得
られたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材であることを特徴と
するものである。
性に優れたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材は、鋼材表面に
0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％以上のAlを含有
し、主としてη層からなるめっき皮膜を有してなるZn−
Cr−Al系溶融めっき鋼材であって、該Zn−Cr−Al系溶融
めっき鋼材が、 0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％
以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Al系合金めっき浴を用
い、めっき浴中のAlおよびCrの含有量とめっき浴の温度
を下記条件に制御して被めっき鋼材を溶融めっきして得
られたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材であることを特徴と
するものである。
【数３】 そして、本発明の耐食性と耐剥離性の優れたZn−Cr−Al
系溶融めっき鋼材の製造方法は、鋼材表面に 0.1以上５
wt％以下のCrおよび0.01wt％以上のAlを含有し、主とし
てη層からなるめっき皮膜を有してなるZn−Cr−Al系溶
融めっき鋼材を製造するに際し、 0.1以上５wt％以下の
Crおよび0.01wt％以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Al系
合金めっき浴を用い、めっき浴中のAlおよびCrの含有量
とめっき浴の温度を下記条件に制御して、被めっき鋼材
を溶融めっきすることを特徴とするものである。
系溶融めっき鋼材の製造方法は、鋼材表面に 0.1以上５
wt％以下のCrおよび0.01wt％以上のAlを含有し、主とし
てη層からなるめっき皮膜を有してなるZn−Cr−Al系溶
融めっき鋼材を製造するに際し、 0.1以上５wt％以下の
Crおよび0.01wt％以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Al系
合金めっき浴を用い、めっき浴中のAlおよびCrの含有量
とめっき浴の温度を下記条件に制御して、被めっき鋼材
を溶融めっきすることを特徴とするものである。
【００１０】
【数４】
【００１１】また、上記耐食性と耐剥離性の優れたZn−
Cr−Al系溶融めっき鋼材の製造方法において、被めっき
鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.001mg/m2以上
付着せしめた後、溶融めっきすることを特徴とするもの
である。さらに、好ましくは、被めっき鋼材表面に予
め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる
方法が、Ｐを 0.001wt％以上含有する、Feおよび／また
はNiとＰの合金めっきを0.1g/m2 以上施すものであり、
また、被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で
0.001mg/m2以上付着せしめる方法が、燐酸、亜燐酸およ
び次亜燐酸もしくはこれらの塩から選ばれた１種以上の
薬剤を塗布するものである。
Cr−Al系溶融めっき鋼材の製造方法において、被めっき
鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.001mg/m2以上
付着せしめた後、溶融めっきすることを特徴とするもの
である。さらに、好ましくは、被めっき鋼材表面に予
め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる
方法が、Ｐを 0.001wt％以上含有する、Feおよび／また
はNiとＰの合金めっきを0.1g/m2 以上施すものであり、
また、被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で
0.001mg/m2以上付着せしめる方法が、燐酸、亜燐酸およ
び次亜燐酸もしくはこれらの塩から選ばれた１種以上の
薬剤を塗布するものである。
【００１２】
【作用】上述のように、従来技術においては、めっき鋼
材としては(1) Cr−Al系化合物がめっき層中に混入する
と、めっき表面が荒れるとともに、めっき付着量が不均
一となる、(2) 加工性の乏しいZn−Fe金属間化合物相が
発達してしまう問題があり、製法としては(1) Cr添加溶
融Znめっき時のCrの消耗、(2) Alを添加した時めっき浴
中にCr−Al化合物が生成され、めっき層中に混入する、
(3) Cr−Al化合物生成によって浴中Al濃度が低下し被め
っき鋼材とZnめっき浴の直接的反応による合金化を抑制
することができないといった問題点があった。
材としては(1) Cr−Al系化合物がめっき層中に混入する
と、めっき表面が荒れるとともに、めっき付着量が不均
一となる、(2) 加工性の乏しいZn−Fe金属間化合物相が
発達してしまう問題があり、製法としては(1) Cr添加溶
融Znめっき時のCrの消耗、(2) Alを添加した時めっき浴
中にCr−Al化合物が生成され、めっき層中に混入する、
(3) Cr−Al化合物生成によって浴中Al濃度が低下し被め
っき鋼材とZnめっき浴の直接的反応による合金化を抑制
することができないといった問題点があった。
【００１３】このような問題点を解決するために、本発
明者らは鋭意検討の結果下記の知見を得て、本発明を完
成した。以下、本発明に到った本発明者らの知見につい
て説明する。本発明者らは、溶融Znめっき浴中に種々の
配合量のCrおよびAlを添加し、めっき浴中の溶解Cr、Al
濃度測定およびCr−Al化合物の生成を調査し次の知見を
得た。
明者らは鋭意検討の結果下記の知見を得て、本発明を完
成した。以下、本発明に到った本発明者らの知見につい
て説明する。本発明者らは、溶融Znめっき浴中に種々の
配合量のCrおよびAlを添加し、めっき浴中の溶解Cr、Al
濃度測定およびCr−Al化合物の生成を調査し次の知見を
得た。
【００１４】(1) Zn融液中にCrを添加した時、Alを0.01
wt％以上添加することによって融液表面におけるCrの選
択酸化を防止し、融液中のCr濃度の減少を防止すること
ができる。 (2) 種々のCr、Al組成のZnめっき浴を融解し、Cr−Al化
合物の生成を観察することによって、図１に 550℃の温
度について例示する、溶融Zn中のCr、Al溶解度限を求め
た。また、溶融Zn中におけるCr、Alの溶解度とめっき浴
温の関係を回帰分析することによって、溶融Zn中のCr、
Al溶解度限の関係が次式で近似されることを見出した。
wt％以上添加することによって融液表面におけるCrの選
択酸化を防止し、融液中のCr濃度の減少を防止すること
ができる。 (2) 種々のCr、Al組成のZnめっき浴を融解し、Cr−Al化
合物の生成を観察することによって、図１に 550℃の温
度について例示する、溶融Zn中のCr、Al溶解度限を求め
た。また、溶融Zn中におけるCr、Alの溶解度とめっき浴
温の関係を回帰分析することによって、溶融Zn中のCr、
Al溶解度限の関係が次式で近似されることを見出した。
【００１５】
【数５】
【００１６】めっき浴温、およびCr添加量に対し、めっ
き浴中のAl濃度が上式の値以下であればCr−Al系化合物
は生成されない。また、被めっき鋼材表面に種々の被膜
を形成し、溶融Znめっきを行ない次の知見を得た。 (3) 溶融Zn−Cr−Alめっき浴と被めっき鋼材との合金化
を抑制するために、被めっき鋼材に 0.001wt％以上Ｐを
含むFe−Ｐ系めっきを0.1g/m2 以上プレめっきすること
が一層有効である。
き浴中のAl濃度が上式の値以下であればCr−Al系化合物
は生成されない。また、被めっき鋼材表面に種々の被膜
を形成し、溶融Znめっきを行ない次の知見を得た。 (3) 溶融Zn−Cr−Alめっき浴と被めっき鋼材との合金化
を抑制するために、被めっき鋼材に 0.001wt％以上Ｐを
含むFe−Ｐ系めっきを0.1g/m2 以上プレめっきすること
が一層有効である。
【００１７】(4) Fe−Ｐ系プレめっきによる溶融Znめっ
き浴と被めっき鋼材との反応抑制効果は、Fe−Ｐプレめ
っき中のＰの効果によるものであり、被めっき鋼材に
0.001wt％以上Ｐを含むNi−Ｐ系めっきあるいはFe−Ni
−Ｐめっきを0.1g/m2 以上プレめっきする方法やＰを含
む薬剤（燐酸、亜燐酸、次亜燐酸ないしその塩−例えば
NaH2PO4 など）を塗布、乾燥し、Ｐに換算して付着量0.
001mg/m2以上付着させた後、溶融Zn−Cr−Alめっき（望
ましくは、付着量30〜100 g/m2）することによって、同
様に溶融Znめっき浴と被めっき鋼材との合金化を抑制す
ることができる。
き浴と被めっき鋼材との反応抑制効果は、Fe−Ｐプレめ
っき中のＰの効果によるものであり、被めっき鋼材に
0.001wt％以上Ｐを含むNi−Ｐ系めっきあるいはFe−Ni
−Ｐめっきを0.1g/m2 以上プレめっきする方法やＰを含
む薬剤（燐酸、亜燐酸、次亜燐酸ないしその塩−例えば
NaH2PO4 など）を塗布、乾燥し、Ｐに換算して付着量0.
001mg/m2以上付着させた後、溶融Zn−Cr−Alめっき（望
ましくは、付着量30〜100 g/m2）することによって、同
様に溶融Znめっき浴と被めっき鋼材との合金化を抑制す
ることができる。
【００１８】(5) (3)、(4) の方法で溶融Znめっき浴と
被めっき鋼材との直接反応による合金化を抑制すること
によって、 0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％以上
のAlを含有し、主としてη層からなるめっき皮膜を有し
てなる、耐食性と耐剥離性に優れたZn−Cr−Al系溶融め
っき鋼材を製造できる。表３にFe−Ｐ、Ni−Ｐ、Ｐ系薬
剤（NaH2PO4 ）の付着量、Ｐ濃度と合金化抑制効果に関
する発明者らの知見の一部を示す。Fe−Ｐ、Ni−Ｐ、Ｐ
系薬剤塗布による被めっき鋼材とめっき浴の合金化抑制
効果は、ＰによるものでＰに換算して付着量0.001mg/m2
以上であれば、被めっき鋼材とめっき浴の合金化を抑制
することができることが解る（表３には５wt％Cr−0.01
wt％Al添加の場合のみ示したが、５wt％以下のCr濃度に
おいても同様に合金化抑制効果がある。）。
被めっき鋼材との直接反応による合金化を抑制すること
によって、 0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％以上
のAlを含有し、主としてη層からなるめっき皮膜を有し
てなる、耐食性と耐剥離性に優れたZn−Cr−Al系溶融め
っき鋼材を製造できる。表３にFe−Ｐ、Ni−Ｐ、Ｐ系薬
剤（NaH2PO4 ）の付着量、Ｐ濃度と合金化抑制効果に関
する発明者らの知見の一部を示す。Fe−Ｐ、Ni−Ｐ、Ｐ
系薬剤塗布による被めっき鋼材とめっき浴の合金化抑制
効果は、ＰによるものでＰに換算して付着量0.001mg/m2
以上であれば、被めっき鋼材とめっき浴の合金化を抑制
することができることが解る（表３には５wt％Cr−0.01
wt％Al添加の場合のみ示したが、５wt％以下のCr濃度に
おいても同様に合金化抑制効果がある。）。
【００１９】以下に本発明における限定理由を述べる。
めっき層中のCr含有量を 0.1以上５wt％以下としたの
は、Cr添加による耐食性向上の効果は、Cr添加量 0.1wt
％以上で現れること、およびCr添加による耐食性向上効
果はCr添加量５wt％で飽和することによる。また、Al濃
度を0.01wt％以上としたのは、Crの酸化消耗防止のため
に0.01wt％以上のAl添加が必要であることによる。
めっき層中のCr含有量を 0.1以上５wt％以下としたの
は、Cr添加による耐食性向上の効果は、Cr添加量 0.1wt
％以上で現れること、およびCr添加による耐食性向上効
果はCr添加量５wt％で飽和することによる。また、Al濃
度を0.01wt％以上としたのは、Crの酸化消耗防止のため
に0.01wt％以上のAl添加が必要であることによる。
【００２０】また、本発明においてめっき層が主として
η相からなるものに限定したのは、めっき層中にCr−Al
化合物のようなめっき浴中における晶出物が混入した場
合、めっき層表面の荒れや、混入物の剥離脱落によって
耐食性が低下すること、およびめっき層中に被めっき鋼
材とめっき浴との直接反応で生じたFe−Zn金属間化合物
相が存在すると、めっき層中のFeの腐食による赤錆の発
生が早く、また、このような金属間化合物相は加工変形
能が低く剥離しやすいためである。
η相からなるものに限定したのは、めっき層中にCr−Al
化合物のようなめっき浴中における晶出物が混入した場
合、めっき層表面の荒れや、混入物の剥離脱落によって
耐食性が低下すること、およびめっき層中に被めっき鋼
材とめっき浴との直接反応で生じたFe−Zn金属間化合物
相が存在すると、めっき層中のFeの腐食による赤錆の発
生が早く、また、このような金属間化合物相は加工変形
能が低く剥離しやすいためである。
【００２１】上述した 0.1以上５wt％以下のCr、および
0.01wt％以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Alめっき鋼材
の製造に際し、めっき浴中のAl濃度、Cr濃度とめっき浴
温の関係を、
0.01wt％以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Alめっき鋼材
の製造に際し、めっき浴中のAl濃度、Cr濃度とめっき浴
温の関係を、
【００２２】
【数６】
【００２３】のように規定したのは、Crの酸化消耗防止
のために0.01wt％以上のAl添加が必要であること、また
溶融Zn中のCr−Al化合物生成限度のCr、Al濃度に関する
発明者らの知見によって、上式の範囲内ではCr−Al化合
物の生成を防止するためである。さらに上記製法におい
て、被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.
001mg/m2以上付着せしめた後、溶融めっきするのは、Ｐ
の付着によって、被めっき鋼材とめっき浴の直接の合金
化反応が一層効果的に防止でき、その効果はＰ換算で0.
001mg/m2以上で有意になるからである。
のために0.01wt％以上のAl添加が必要であること、また
溶融Zn中のCr−Al化合物生成限度のCr、Al濃度に関する
発明者らの知見によって、上式の範囲内ではCr−Al化合
物の生成を防止するためである。さらに上記製法におい
て、被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質をＰ換算で0.
001mg/m2以上付着せしめた後、溶融めっきするのは、Ｐ
の付着によって、被めっき鋼材とめっき浴の直接の合金
化反応が一層効果的に防止でき、その効果はＰ換算で0.
001mg/m2以上で有意になるからである。
【００２４】ここで、被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有
物質をＰ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる方法とし
て、プレめっきとしてＰを 0.001wt％以上含有する、Fe
および／またはNiとＰの合金めっきを0.1g/m2 以上施す
か、あるいは、燐酸、亜燐酸および次亜燐酸もしくはこ
れらの塩から選ばれた１種以上の薬剤を塗布する方法が
好ましく使用できる。Feおよび／またはNiとＰの合金め
っきは、工業的に実施容易なめっきであり、燐酸、亜燐
酸および次亜燐酸もしくはこれらの塩から選ばれた１種
以上の薬剤の塗布も、これらの薬剤が工業的に入手し易
く、また取扱も容易であるので、本発明のＰの付着処理
に好適である。
物質をＰ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる方法とし
て、プレめっきとしてＰを 0.001wt％以上含有する、Fe
および／またはNiとＰの合金めっきを0.1g/m2 以上施す
か、あるいは、燐酸、亜燐酸および次亜燐酸もしくはこ
れらの塩から選ばれた１種以上の薬剤を塗布する方法が
好ましく使用できる。Feおよび／またはNiとＰの合金め
っきは、工業的に実施容易なめっきであり、燐酸、亜燐
酸および次亜燐酸もしくはこれらの塩から選ばれた１種
以上の薬剤の塗布も、これらの薬剤が工業的に入手し易
く、また取扱も容易であるので、本発明のＰの付着処理
に好適である。
【００２５】Feおよび／またはNiとＰの合金めっき付着
量が0.1g/m2 未満であると、均一なめっき厚、およびＰ
濃度を得ることが難しいため、めっき付着量は0.1g/m2
以上とし、また、Ｐ付着量を0.001mg/m2以上とし、か
つ、プレめっき中に均一にＰを分布するために、プレめ
っき中のＰ濃度は0.01wt％以上とする。プレめっき方法
としては工業的に実施できれば特に限定するものではな
いが、Ni系のめっきであれば、スルファミン酸浴、ワッ
ト浴等の電解めっき浴ないしは無電解めっき浴中に次亜
燐酸ナトリウムなどをＰ源として添加した浴を用いてめ
っきすることにより、容易に行うことができ、Fe系のめ
っきであれば、硫酸浴、塩化物浴等に次亜燐酸ナトリウ
ムなどをＰ源として添加した浴を用いて電解めっきする
ことによって容易に行うことができる。
量が0.1g/m2 未満であると、均一なめっき厚、およびＰ
濃度を得ることが難しいため、めっき付着量は0.1g/m2
以上とし、また、Ｐ付着量を0.001mg/m2以上とし、か
つ、プレめっき中に均一にＰを分布するために、プレめ
っき中のＰ濃度は0.01wt％以上とする。プレめっき方法
としては工業的に実施できれば特に限定するものではな
いが、Ni系のめっきであれば、スルファミン酸浴、ワッ
ト浴等の電解めっき浴ないしは無電解めっき浴中に次亜
燐酸ナトリウムなどをＰ源として添加した浴を用いてめ
っきすることにより、容易に行うことができ、Fe系のめ
っきであれば、硫酸浴、塩化物浴等に次亜燐酸ナトリウ
ムなどをＰ源として添加した浴を用いて電解めっきする
ことによって容易に行うことができる。
【００２６】
【実施例】被めっき鋼材として、Ｃ： 0.002wt％、Si：
0.01wt％、Mn：0.15wt％、Ｐ：0.007 wt％、Ｓ： 0.007
wt％含有する冷延鋼板(100× 200×板厚0.75mm) を用
い、めっき前処理として有機溶媒、アルカリ電解脱脂の
後、 pH1.8、60℃で、Fe源としてFeSO4 、電導度助剤と
してNa2SO4を溶解した硫酸浴Feめっき浴にＰ源としてNa
H2PO2 を0.11g/l 添加しためっき浴中で鋼板を陰極とし
て電解し、目付量0.13ｇ/m2 のFe−Ｐめっきを電気めっ
きによってプレめっきした。
0.01wt％、Mn：0.15wt％、Ｐ：0.007 wt％、Ｓ： 0.007
wt％含有する冷延鋼板(100× 200×板厚0.75mm) を用
い、めっき前処理として有機溶媒、アルカリ電解脱脂の
後、 pH1.8、60℃で、Fe源としてFeSO4 、電導度助剤と
してNa2SO4を溶解した硫酸浴Feめっき浴にＰ源としてNa
H2PO2 を0.11g/l 添加しためっき浴中で鋼板を陰極とし
て電解し、目付量0.13ｇ/m2 のFe−Ｐめっきを電気めっ
きによってプレめっきした。
【００２７】上記Fe−Ｐプレめっき材を用い、15％H2＋
N2雰囲気中で 820℃、10sec （昇温、降温速度は10℃／
sec ）の焼鈍を行った後、溶融めっきシュミレータによ
って、Cr添加溶融Znめっきを行った。また、Fe−Ｐプレ
めっきを施さない冷延鋼板（組成は上記と同様）を用
い、上記実施例と同様の前処理と焼鈍の後、通常の溶融
Znめっきおよび従来法によるCr添加溶融Znめっきを施し
た試料を作成した。
N2雰囲気中で 820℃、10sec （昇温、降温速度は10℃／
sec ）の焼鈍を行った後、溶融めっきシュミレータによ
って、Cr添加溶融Znめっきを行った。また、Fe−Ｐプレ
めっきを施さない冷延鋼板（組成は上記と同様）を用
い、上記実施例と同様の前処理と焼鈍の後、通常の溶融
Znめっきおよび従来法によるCr添加溶融Znめっきを施し
た試料を作成した。
【００２８】表１，２に各実施例のめっき条件を示す。
上記方法によって得られためっき材の耐食性をＳＳＴ
（塩水噴霧試験）による赤錆発生および板重量の減少に
よって評価した結果を表１，２に示す。また、めっき材
の耐剥離性評価として、逆ＯＴ試験による剥離量を剥離
Zn粉の蛍光Ｘ線係数値によって評価した結果を表１，２
に示す。
上記方法によって得られためっき材の耐食性をＳＳＴ
（塩水噴霧試験）による赤錆発生および板重量の減少に
よって評価した結果を表１，２に示す。また、めっき材
の耐剥離性評価として、逆ＯＴ試験による剥離量を剥離
Zn粉の蛍光Ｘ線係数値によって評価した結果を表１，２
に示す。
【００２９】また、めっき材のプレス加工性の一つとし
て、ブランク径φ60mm、ポンチ径φ33mm、φダイ径35.4
mm、しわ押え圧 500kgで円筒絞り試験を行ない、円筒側
面における押し傷の有無を調べた結果を表１，２に示
す。表１，２より解るように、通常の溶融Znめっきにお
いては、めっき浴中にAlを添加することによって、鋼板
とめっき浴との直接反応による合金層の生成を抑制する
が、従来法によるCr添加溶融Znめっきにおいて、通常の
溶融Znめっきの様にAlを添加した場合、Cr−Al化合物の
生成によって、浴中Al濃度が低下し合金化を抑制でき
ず、またCr−Al化合物がめっき層中に混入し耐剥離性が
著しく劣り、プレス時押し傷が発生し、耐食性も向上し
ない。また、Alを全く添加しない場合、Crの酸化によっ
て浴中のCr濃度が著しく低下し、Crの収率が低下し、め
っき浴と鋼板のFeの直接的合金化が起り、Crを添加して
も赤錆発生開始は、Cr無添加とほぼ同じであり耐食性向
上効果は少なく、また耐剥離性が劣る。
て、ブランク径φ60mm、ポンチ径φ33mm、φダイ径35.4
mm、しわ押え圧 500kgで円筒絞り試験を行ない、円筒側
面における押し傷の有無を調べた結果を表１，２に示
す。表１，２より解るように、通常の溶融Znめっきにお
いては、めっき浴中にAlを添加することによって、鋼板
とめっき浴との直接反応による合金層の生成を抑制する
が、従来法によるCr添加溶融Znめっきにおいて、通常の
溶融Znめっきの様にAlを添加した場合、Cr−Al化合物の
生成によって、浴中Al濃度が低下し合金化を抑制でき
ず、またCr−Al化合物がめっき層中に混入し耐剥離性が
著しく劣り、プレス時押し傷が発生し、耐食性も向上し
ない。また、Alを全く添加しない場合、Crの酸化によっ
て浴中のCr濃度が著しく低下し、Crの収率が低下し、め
っき浴と鋼板のFeの直接的合金化が起り、Crを添加して
も赤錆発生開始は、Cr無添加とほぼ同じであり耐食性向
上効果は少なく、また耐剥離性が劣る。
【００３０】一方、本発明により0.01wt％以上でかつCr
−Al生成限以下のAlを添加してめっきした場合、Crの酸
化消耗が抑制されるのでめっき層中に十分のCrを含有
し、まためっき浴と鋼材の直接の合金化が抑制されるの
で耐食性が向上するとともに、Cr−Al化合物がめっき層
に含まれないこととZn−Fe金属間化合物相の生成が抑制
されることにより、耐剥離性も通常の溶融Znめっき鋼板
並に良好であった。また、プレス時の押し傷発生も、め
っき層中にCr−Al化合物が含まれないので、プレス加工
時においても押し傷は発生しない。
−Al生成限以下のAlを添加してめっきした場合、Crの酸
化消耗が抑制されるのでめっき層中に十分のCrを含有
し、まためっき浴と鋼材の直接の合金化が抑制されるの
で耐食性が向上するとともに、Cr−Al化合物がめっき層
に含まれないこととZn−Fe金属間化合物相の生成が抑制
されることにより、耐剥離性も通常の溶融Znめっき鋼板
並に良好であった。また、プレス時の押し傷発生も、め
っき層中にCr−Al化合物が含まれないので、プレス加工
時においても押し傷は発生しない。
【００３１】さらに、表２に示すように、溶融めっき前
にFe−Ｐプレめっきを併用した本発明例においては、め
っき浴と鋼材の合金化が一層顕著に抑制されるため、耐
食性の向上が著しい。なお、表２に示した上記実施例に
おいては、Ｐ付着処理としてFe−Ｐプレめっきのみを示
したが、表３に示すように、Ni−Ｐ系めっきを 0.1ｇ／
m2以上プレめっきする方法や、Ｐを含有する薬剤の塗布
によって、被めっき鋼材表面にＰを含有する被膜をＰに
換算して付着量0.001mg/m2以上形成する方法によって
も、Fe−Ｐプレめっきと同様に被めっき鋼材と溶融Znと
の反応抑制効果を得ることができ、耐剥離性の良好なCr
添加溶融Znめっきを得ることができた。
にFe−Ｐプレめっきを併用した本発明例においては、め
っき浴と鋼材の合金化が一層顕著に抑制されるため、耐
食性の向上が著しい。なお、表２に示した上記実施例に
おいては、Ｐ付着処理としてFe−Ｐプレめっきのみを示
したが、表３に示すように、Ni−Ｐ系めっきを 0.1ｇ／
m2以上プレめっきする方法や、Ｐを含有する薬剤の塗布
によって、被めっき鋼材表面にＰを含有する被膜をＰに
換算して付着量0.001mg/m2以上形成する方法によって
も、Fe−Ｐプレめっきと同様に被めっき鋼材と溶融Znと
の反応抑制効果を得ることができ、耐剥離性の良好なCr
添加溶融Znめっきを得ることができた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、耐
食性に有効なCrを含有しかつ耐食性やめっきの耐剥離性
に悪影響のある、Cr−Al化合物や、Zn−Fe金属間化合物
相を含有しないZn−Cr−Alめっき鋼材が得られ、Zn系溶
融めっき鋼材の使用環境や用途を一層拡大できる利点が
ある。
食性に有効なCrを含有しかつ耐食性やめっきの耐剥離性
に悪影響のある、Cr−Al化合物や、Zn−Fe金属間化合物
相を含有しないZn−Cr−Alめっき鋼材が得られ、Zn系溶
融めっき鋼材の使用環境や用途を一層拡大できる利点が
ある。
【図１】溶融Zn中におけるCr−Al系化合物生成限Cr、Al
濃度(550℃) を示したグラフである。
濃度(550℃) を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森戸 延行 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特公 昭50−28900（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 C23C 18/00
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼材表面に 0.1以上５wt％以下のCrおよ
び0.01wt％以上のAlを含有し、主としてη層からなるめ
っき皮膜を有してなるZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材であ
って、該Zn−Cr−Al系溶融めっき鋼材が、 0.1以上５wt
％以下のCrおよび0.01wt％以上のAlを含有する溶融Zn−
Cr−Al系合金めっき浴を用い、めっき浴中のAlおよびCr
の含有量とめっき浴の温度を下記条件に制御して被めっ
き鋼材を溶融めっきして得られた溶融めっき鋼材である
ことを特徴とする耐食性と耐剥離性に優れたZn−Cr−Al
系溶融めっき鋼材。【数１】 - 【請求項２】 鋼材表面に 0.1以上５wt％以下のCrおよ
び0.01wt％以上のAlを含有し、主としてη層からなるめ
っき皮膜を有してなるZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材を製
造するに際し、 0.1以上５wt％以下のCrおよび0.01wt％
以上のAlを含有する溶融Zn−Cr−Al系合金めっき浴を用
い、めっき浴中のAlおよびCrの含有量とめっき浴の温度
を下記条件に制御して、被めっき鋼材を溶融めっきする
ことを特徴とする耐食性と耐剥離性の優れたZn−Cr−Al
系溶融めっき鋼材の製造方法。【数２】 - 【請求項３】 被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質を
Ｐ換算で0.001mg/m2以上付着せしめた後、溶融めっきす
ることを特徴とする請求項２記載の耐食性と耐剥離性の
優れたZn−Cr−Al系溶融めっき鋼材の製造方法。 - 【請求項４】 被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質を
Ｐ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる方法が、Ｐを 0.0
01wt％以上含有する、Feおよび／またはNiとＰの合金め
っきを0.1g/m2 以上施すものであることを特徴とする請
求項３記載の耐食性と耐剥離性の優れたZn−Cr−Al系溶
融めっき鋼材の製造方法。 - 【請求項５】 被めっき鋼材表面に予め、Ｐ含有物質を
Ｐ換算で0.001mg/m2以上付着せしめる方法が、燐酸、亜
燐酸および次亜燐酸もしくはこれらの塩から選ばれた１
種以上の薬剤を塗布するものであることを特徴とする請
求項３記載の耐食性と耐剥離性の優れたZn−Cr−Al系溶
融めっき鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4029255A JP3068307B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 耐食性と耐剥離性に優れたＺｎ−Ｃｒ−Ａｌ系溶融めっき鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4029255A JP3068307B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 耐食性と耐剥離性に優れたＺｎ−Ｃｒ−Ａｌ系溶融めっき鋼材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222502A JPH05222502A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3068307B2 true JP3068307B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=12271171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4029255A Expired - Fee Related JP3068307B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 耐食性と耐剥離性に優れたＺｎ−Ｃｒ−Ａｌ系溶融めっき鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068307B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0852264A1 (en) * | 1997-01-02 | 1998-07-08 | Industrial Galvanizadora S.A. | Zinc alloys yielding anticorrosive coatings on ferrous materials |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP4029255A patent/JP3068307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05222502A (ja) | 1993-08-31 |
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