JP3074056B2 - 蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法 - Google Patents
蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法Info
- Publication number
- JP3074056B2 JP3074056B2 JP04041894A JP4189492A JP3074056B2 JP 3074056 B2 JP3074056 B2 JP 3074056B2 JP 04041894 A JP04041894 A JP 04041894A JP 4189492 A JP4189492 A JP 4189492A JP 3074056 B2 JP3074056 B2 JP 3074056B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- steel
- ion beam
- deposited
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速生産ラインに組み
込むことが可能な鋼板，鋼帯等の鋼材を蒸着Ｚｎめっき
する方法に関する。
込むことが可能な鋼板，鋼帯等の鋼材を蒸着Ｚｎめっき
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板に蒸着Ｚｎめっきを施す際、還元ガ
ス雰囲気中における加熱で表面の酸化皮膜を還元除去
し、鋼板表面を活性化している。還元ガスを使用した活
性化処理は、還元反応が遅く、高速で走行する連続鋼帯
を処理する場合に炉長の長いガス還元炉を必要とする。
そのため、製造コスト及び設備負担が増大する。
ス雰囲気中における加熱で表面の酸化皮膜を還元除去
し、鋼板表面を活性化している。還元ガスを使用した活
性化処理は、還元反応が遅く、高速で走行する連続鋼帯
を処理する場合に炉長の長いガス還元炉を必要とする。
そのため、製造コスト及び設備負担が増大する。
【０００３】また、還元ガスを使用する活性化処理で
は、ガス還元による鋼板表面の活性化を迅速に行い、良
好な密着性を示す蒸着めっき層を形成するため、蒸着直
前の鋼板温度が２００℃以上の高温に保持される。鋼板
温度は、真空蒸着中に蒸発金属の凝縮熱等によって更に
上昇する。鋼板温度の上昇は、めっき金属の蒸着に悪影
響を与える。
は、ガス還元による鋼板表面の活性化を迅速に行い、良
好な密着性を示す蒸着めっき層を形成するため、蒸着直
前の鋼板温度が２００℃以上の高温に保持される。鋼板
温度は、真空蒸着中に蒸発金属の凝縮熱等によって更に
上昇する。鋼板温度の上昇は、めっき金属の蒸着に悪影
響を与える。
【０００４】たとえば、Ｚｎの真空蒸着で鋼板温度が２
５０℃を超えると、蒸着したＺｎの再蒸発が生じる。そ
の結果、鋼板温度を２００℃以上にすることが必要な還
元ガスを使用した活性化処理では、Ｚｎの付着量を大き
くすることが困難であり、厚目付けのＺｎめっき鋼板の
製造には不向きであった。
５０℃を超えると、蒸着したＺｎの再蒸発が生じる。そ
の結果、鋼板温度を２００℃以上にすることが必要な還
元ガスを使用した活性化処理では、Ｚｎの付着量を大き
くすることが困難であり、厚目付けのＺｎめっき鋼板の
製造には不向きであった。
【０００５】鋼板温度を過度に上昇させることなく、鋼
板表面を活性化する手段として、スパッタエッチングが
有望視されている。プラズマを使用したスパッタエッチ
ングは、一般的な真空蒸着の前処理として古くから知ら
れているものであり、Ａｒ等のプラズマ中で基板をスパ
ッタエッチングすることにより基板表面を活性化し、金
属，セラミックス等を蒸着させる。また、最近では、プ
ラズマに替え、イオンビームを使用したスパッタエッチ
ングによる活性化処理も行われている。
板表面を活性化する手段として、スパッタエッチングが
有望視されている。プラズマを使用したスパッタエッチ
ングは、一般的な真空蒸着の前処理として古くから知ら
れているものであり、Ａｒ等のプラズマ中で基板をスパ
ッタエッチングすることにより基板表面を活性化し、金
属，セラミックス等を蒸着させる。また、最近では、プ
ラズマに替え、イオンビームを使用したスパッタエッチ
ングによる活性化処理も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】プラズマを使用したス
パッタエッチングにおいてエッチング速度を上昇させる
ためには、高密度のプラズマを使用することが必要にな
る。そのため、プラズマ発生空間に強い磁界を印加しな
ければならない。
パッタエッチングにおいてエッチング速度を上昇させる
ためには、高密度のプラズマを使用することが必要にな
る。そのため、プラズマ発生空間に強い磁界を印加しな
ければならない。
【０００７】しかし、被めっき材料である鋼板は、オー
ステナイト系ステンレス鋼を除き、強磁性体であること
が通常である。強磁性体の鋼板に強い磁界を作用させる
と、走行中の鋼板にバタツキ，吸引等の不規則な動きが
発生する。その結果、操業が不安定になり、良好な蒸着
めっき層を形成することができない。
ステナイト系ステンレス鋼を除き、強磁性体であること
が通常である。強磁性体の鋼板に強い磁界を作用させる
と、走行中の鋼板にバタツキ，吸引等の不規則な動きが
発生する。その結果、操業が不安定になり、良好な蒸着
めっき層を形成することができない。
【０００８】すなわち、鋼板に対する磁気的な影響を抑
える上から印加する磁界の強度に制約が加わり、高密度
のプラズマを得ることができない。そのため、スパッタ
エッチング速度が低く、鋼板表面を高速に活性化するこ
とができないのが現状である。この点、高速ラインへの
適用に関しては、還元ガスによる活性化処理と同様な問
題を抱えている。
える上から印加する磁界の強度に制約が加わり、高密度
のプラズマを得ることができない。そのため、スパッタ
エッチング速度が低く、鋼板表面を高速に活性化するこ
とができないのが現状である。この点、高速ラインへの
適用に関しては、還元ガスによる活性化処理と同様な問
題を抱えている。
【０００９】他方、イオンビームを使用したスパッタエ
ッチング法は、還元ガスやプラズマを使用した活性化処
理に比較して高速処理が可能であり、高速で走行する連
続鋼帯の処理ラインに適している。しかし、イオンビー
ム照射装置は、イオンビームエッチング処理速度の上昇
に伴って大きなイオン源及び電源が必要とされ、設備負
担が極端に大きくなる。
ッチング法は、還元ガスやプラズマを使用した活性化処
理に比較して高速処理が可能であり、高速で走行する連
続鋼帯の処理ラインに適している。しかし、イオンビー
ム照射装置は、イオンビームエッチング処理速度の上昇
に伴って大きなイオン源及び電源が必要とされ、設備負
担が極端に大きくなる。
【００１０】また、蒸着時の鋼板温度を更に高く設定
し、鋼板表面にある吸着物を蒸発させることによってエ
ッチングすべき表面層を少なくし、活性化の処理速度を
大きくすることも考えられる。しかし、鋼板を高温に保
持することから、蒸着したＺｎの再蒸発がみられ、厚目
付けのめっき層を形成することができない。しかも、高
温加熱のための設備コストの負担が大きくなる。
し、鋼板表面にある吸着物を蒸発させることによってエ
ッチングすべき表面層を少なくし、活性化の処理速度を
大きくすることも考えられる。しかし、鋼板を高温に保
持することから、蒸着したＺｎの再蒸発がみられ、厚目
付けのめっき層を形成することができない。しかも、高
温加熱のための設備コストの負担が大きくなる。
【００１１】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、イオンビームの必要照射量を鋼材
に易酸化元素を含ませることによって低下させ、鋼材温
度を１００℃以下に維持したままで十分な活性化処理を
迅速に行い、且つ密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層を形
成することを目的とする。
出されたものであり、イオンビームの必要照射量を鋼材
に易酸化元素を含ませることによって低下させ、鋼材温
度を１００℃以下に維持したままで十分な活性化処理を
迅速に行い、且つ密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層を形
成することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、蒸着Ｚｎめっき層の形成に先立って鋼板の
表面をイオンビームによりスパッタエッチングする際、
前記鋼材にＳｉ：０．４〜１．４５重量％，Ｃｒ：２〜
１９．６５重量％，Ａｌ：１．５〜３．９５重量％から
選ばれた１種又は２種以上の易酸化元素を含む鋼材を、
Ｚｎ蒸着前の鋼材温度が１００℃以下に維持される照射
量のイオンビームで照射することを特徴とする。
成するため、蒸着Ｚｎめっき層の形成に先立って鋼板の
表面をイオンビームによりスパッタエッチングする際、
前記鋼材にＳｉ：０．４〜１．４５重量％，Ｃｒ：２〜
１９．６５重量％，Ａｌ：１．５〜３．９５重量％から
選ばれた１種又は２種以上の易酸化元素を含む鋼材を、
Ｚｎ蒸着前の鋼材温度が１００℃以下に維持される照射
量のイオンビームで照射することを特徴とする。
【００１３】イオンビームの照射量は、０．４重量％以
上のＳｉを含有する鋼材に対し０．０４クーロン／ｍ2
以上，０．３重量％以上のＳｉ及び０．５重量％以上の
Ｍｎを含有する鋼材に対し０．０３クーロン／ｍ2 以
上，２重量％以上で１１．５重量％未満のＣｒを含有す
る鋼材に対し０．０４クーロン／ｍ2 以上，１１．５重
量％以上のＣｒを含有する鋼材に対し０．００４クーロ
ン／ｍ2 以上，１．５重量％以上のＡｌを含有する鋼材
に対し０．０３クーロン／ｍ2 以上とする。
上のＳｉを含有する鋼材に対し０．０４クーロン／ｍ2
以上，０．３重量％以上のＳｉ及び０．５重量％以上の
Ｍｎを含有する鋼材に対し０．０３クーロン／ｍ2 以
上，２重量％以上で１１．５重量％未満のＣｒを含有す
る鋼材に対し０．０４クーロン／ｍ2 以上，１１．５重
量％以上のＣｒを含有する鋼材に対し０．００４クーロ
ン／ｍ2 以上，１．５重量％以上のＡｌを含有する鋼材
に対し０．０３クーロン／ｍ2 以上とする。
【００１４】
【作 用】Ｓｉ，Ｃｒ，Ａｌ等は、何れもＦｅよりも酸
化し易い易酸化元素である。Ｓｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の１種
又は２種以上を所定量含んでいる鋼材にあっては、表面
に緻密な薄い酸化皮膜が形成されている。この酸化皮膜
は、大気中に鋼材が長期間放置されても、緻密構造のた
めＨ2 ＯやＯ2 等のガス吸着が少なく、厚く成長するこ
とがない。そして、薄い酸化皮膜に対しイオンビーム照
射によるエッチングが行われるため、表面活性化に必要
なイオンビーム照射量を低下させることができる。
化し易い易酸化元素である。Ｓｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の１種
又は２種以上を所定量含んでいる鋼材にあっては、表面
に緻密な薄い酸化皮膜が形成されている。この酸化皮膜
は、大気中に鋼材が長期間放置されても、緻密構造のた
めＨ2 ＯやＯ2 等のガス吸着が少なく、厚く成長するこ
とがない。そして、薄い酸化皮膜に対しイオンビーム照
射によるエッチングが行われるため、表面活性化に必要
なイオンビーム照射量を低下させることができる。
【００１５】必要イオンビーム照射量の低下は、イオン
源及びその電源の小型化を可能とし設備負担が軽減され
ることは勿論、イオンビーム照射によるエッチング時間
の短縮が図られる。そのため、エッチングが高速化さ
れ、鋼帯等の通板速度を高めた生産ラインが実現化され
る。
源及びその電源の小型化を可能とし設備負担が軽減され
ることは勿論、イオンビーム照射によるエッチング時間
の短縮が図られる。そのため、エッチングが高速化さ
れ、鋼帯等の通板速度を高めた生産ラインが実現化され
る。
【００１６】また、蒸着Ｚｎめっきゾーンに導入される
鋼材が１００℃以下の低温であると、蒸着によって鋼材
表面に形成されたＺｎめっき層の再蒸発が完全に抑えら
れる。そのため、従来に比較して厚目付けの蒸着亜鉛め
っき鋼材を高速で生産することが可能となる。また、鋼
材温度の昇温が抑えられることから、たとえば高張力鋼
板等にあっては、その組織に熱的な悪影響を与えること
が無く、本来の機械的性質が維持される。
鋼材が１００℃以下の低温であると、蒸着によって鋼材
表面に形成されたＺｎめっき層の再蒸発が完全に抑えら
れる。そのため、従来に比較して厚目付けの蒸着亜鉛め
っき鋼材を高速で生産することが可能となる。また、鋼
材温度の昇温が抑えられることから、たとえば高張力鋼
板等にあっては、その組織に熱的な悪影響を与えること
が無く、本来の機械的性質が維持される。
【００１７】
【実施例】被めっき材料として、次の組成を持つ３種類
の鋼板を使用した。 （１）Ｓｉ含有量及びＭｎ含有量を変化させた鋼板 Ｓｉ：０．００８〜１．４５重量％，Ｍｎ：０．０９〜
１．５８重量％，Ｃ：０．０４〜０．０５重量％，Ｐ：
０．０１２〜０．０１９重量％，Ｓ：０．０１０〜０．
０１８重量％，Ｃｒ：０．０１６〜０．０４１重量％，
Ａｌ：０．０４６〜０．０６８重量％，残部Ｆｅ及び不
可避的不純物
の鋼板を使用した。 （１）Ｓｉ含有量及びＭｎ含有量を変化させた鋼板 Ｓｉ：０．００８〜１．４５重量％，Ｍｎ：０．０９〜
１．５８重量％，Ｃ：０．０４〜０．０５重量％，Ｐ：
０．０１２〜０．０１９重量％，Ｓ：０．０１０〜０．
０１８重量％，Ｃｒ：０．０１６〜０．０４１重量％，
Ａｌ：０．０４６〜０．０６８重量％，残部Ｆｅ及び不
可避的不純物
【００１８】（２）Ｃｒ含有量を変化させた鋼板 Ｃｒ：０．００４〜１９．６５重量％，Ｃ：０．０３〜
０．０５重量％，Ｐ：０．０２〜０．０２６重量％，
Ｓ：０．０３１〜０．０４２重量％，Ｓｉ：０．０１〜
０．０５重量％，Ｍｎ：０．１３〜０．２０重量％，Ａ
ｌ：０．０３３〜０．０５８重量％，残部Ｆｅ及び不可
避的不純物
０．０５重量％，Ｐ：０．０２〜０．０２６重量％，
Ｓ：０．０３１〜０．０４２重量％，Ｓｉ：０．０１〜
０．０５重量％，Ｍｎ：０．１３〜０．２０重量％，Ａ
ｌ：０．０３３〜０．０５８重量％，残部Ｆｅ及び不可
避的不純物
【００１９】（３）Ａｌ含有量を変化させた鋼板 Ａｌ：０．０２４〜３．９５重量％，Ｃ：０．０３〜
０．０５重量％，Ｐ：０．０２１〜０．０２５重量％，
Ｓ：０．０３１〜０．０４６重量％，Ｓｉ：０．０２〜
０．０３重量％，Ｍｎ：０．１１〜０．１８重量％，Ｃ
ｒ：０．０１２〜０．０３３重量％，残部Ｆｅ及び不可
避的不純物
０．０５重量％，Ｐ：０．０２１〜０．０２５重量％，
Ｓ：０．０３１〜０．０４６重量％，Ｓｉ：０．０２〜
０．０３重量％，Ｍｎ：０．１１〜０．１８重量％，Ｃ
ｒ：０．０１２〜０．０３３重量％，残部Ｆｅ及び不可
避的不純物
【００２０】連続蒸着装置としては、図１に概略を示し
た設備構成をもつ装置を使用した。被めっき材料である
鋼帯１０は、ペイオフリール１１から送り出され、デフ
レクターロール１２，１３及び入側真空シール装置２０
を経て真空室３０に導入される。入側真空シール装置２
０は、多数のシールロール２１，２２・・・を備えてお
り、各シールロール間の空間が段階的に減圧されてい
る。
た設備構成をもつ装置を使用した。被めっき材料である
鋼帯１０は、ペイオフリール１１から送り出され、デフ
レクターロール１２，１３及び入側真空シール装置２０
を経て真空室３０に導入される。入側真空シール装置２
０は、多数のシールロール２１，２２・・・を備えてお
り、各シールロール間の空間が段階的に減圧されてい
る。
【００２１】真空室３０は、真空ポンプ３１，３２によ
って真空排気され、減圧雰囲気に保持される。真空室３
０の内部には、鋼帯１０の搬送方向に沿ってイオンビー
ム照射装置４０及びＺｎ蒸着装置５０が配置されてい
る。イオンビーム照射装置４０及びＺｎ蒸着装置５０と
しては、従来の設備が使用され、それぞれ一対として鋼
帯１０の両面に対向させている。
って真空排気され、減圧雰囲気に保持される。真空室３
０の内部には、鋼帯１０の搬送方向に沿ってイオンビー
ム照射装置４０及びＺｎ蒸着装置５０が配置されてい
る。イオンビーム照射装置４０及びＺｎ蒸着装置５０と
しては、従来の設備が使用され、それぞれ一対として鋼
帯１０の両面に対向させている。
【００２２】イオンビーム照射装置４０から出射された
Ａｒイオンビーム４１が鋼帯１０の表面に照射され、真
空室３０内を走行している鋼帯１０の表面が活性化され
る。活性化された鋼帯１０の表面に、Ｚｎ蒸着装置５０
のＺｎ源５１から蒸発したＺｎが蒸着し、蒸着Ｚｎめっ
き層が形成される。
Ａｒイオンビーム４１が鋼帯１０の表面に照射され、真
空室３０内を走行している鋼帯１０の表面が活性化され
る。活性化された鋼帯１０の表面に、Ｚｎ蒸着装置５０
のＺｎ源５１から蒸発したＺｎが蒸着し、蒸着Ｚｎめっ
き層が形成される。
【００２３】Ｚｎが蒸着された鋼帯１０は、出側真空シ
ール装置６０を経て巻取りリール１４に巻き取られる。
出側真空シール装置６０も、入側真空シール装置２０と
同様に複数のシールロール６１，６２・・・を備えてお
り、各シールロール間の空間が出側に向け段階的に増圧
されている。
ール装置６０を経て巻取りリール１４に巻き取られる。
出側真空シール装置６０も、入側真空シール装置２０と
同様に複数のシールロール６１，６２・・・を備えてお
り、各シールロール間の空間が出側に向け段階的に増圧
されている。
【００２４】イオンビームエッチング及びＺｎ蒸着は、
表１に示す条件で行った。なお、蒸着前の鋼帯温度を５
０℃以下に保持し、鋼帯の加熱は特に行わなかった。
表１に示す条件で行った。なお、蒸着前の鋼帯温度を５
０℃以下に保持し、鋼帯の加熱は特に行わなかった。
【００２５】
【表１】
【００２６】イオンビームエッチングの処理量、すなわ
ち照射される単位面積当りのＡｒイオンの電気量は、イ
オン源（イオンビーム照射装置４０）から鋼帯に到達す
るまでに中性化するＡｒイオンの電気量及びイオンとし
て鋼帯に到達するＡｒイオンの電気量を合計したもので
表した。すなわち、イオン源から照射されるイオンが全
く中性化しないと仮定して、計測したＡｒイオンの電気
量である。
ち照射される単位面積当りのＡｒイオンの電気量は、イ
オン源（イオンビーム照射装置４０）から鋼帯に到達す
るまでに中性化するＡｒイオンの電気量及びイオンとし
て鋼帯に到達するＡｒイオンの電気量を合計したもので
表した。すなわち、イオン源から照射されるイオンが全
く中性化しないと仮定して、計測したＡｒイオンの電気
量である。
【００２７】また、以下の各実施例では、蒸着Ｚｎめっ
きされた鋼帯から試験片を切り出し、１８０度曲げで完
全に密着するように試験片を折り曲げ、折曲げ部に粘着
テープを貼り付け、次いで粘着テープをはがすことによ
り蒸着Ｚｎめっき層の密着性を調べた。そして、粘着テ
ープを引き剥した後で蒸着Ｚｎめっき層に全く剥離が生
じていないものを、良好な密着性があるものと評価し
た。
きされた鋼帯から試験片を切り出し、１８０度曲げで完
全に密着するように試験片を折り曲げ、折曲げ部に粘着
テープを貼り付け、次いで粘着テープをはがすことによ
り蒸着Ｚｎめっき層の密着性を調べた。そして、粘着テ
ープを引き剥した後で蒸着Ｚｎめっき層に全く剥離が生
じていないものを、良好な密着性があるものと評価し
た。
【００２８】実施例１：Ｍｎ含有量が０．０９〜０．１
２重量％で前掲鋼種（１）の鋼帯を被めっき材料として
使用し、良好な密着性をもった蒸着Ｚｎめっき層を形成
するために必要なイオンビームエッチング処理量とＳｉ
含有量との関係を調査した。調査結果を図２に示す。
２重量％で前掲鋼種（１）の鋼帯を被めっき材料として
使用し、良好な密着性をもった蒸着Ｚｎめっき層を形成
するために必要なイオンビームエッチング処理量とＳｉ
含有量との関係を調査した。調査結果を図２に示す。
【００２９】図２から明らかなように、鋼帯のＳｉ含有
量が０．４重量％以上になると、良好な密着性をもった
蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要なイオンビーム
照射量が低下しはじめている。そして。Ｓｉ０．５重量
％以上では、必要照射量の下限が０．０４クーロン／ｍ
2 まで低下している。これに対し、Ｓｉ含有量０．４重
量％未満の鋼帯では、イオンビームの必要照射量が０．
１０クーロン／ｍ2 以上と大きなものであった。
量が０．４重量％以上になると、良好な密着性をもった
蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要なイオンビーム
照射量が低下しはじめている。そして。Ｓｉ０．５重量
％以上では、必要照射量の下限が０．０４クーロン／ｍ
2 まで低下している。これに対し、Ｓｉ含有量０．４重
量％未満の鋼帯では、イオンビームの必要照射量が０．
１０クーロン／ｍ2 以上と大きなものであった。
【００３０】実施例２：前掲した鋼種（１）の鋼帯（Ｍ
ｎ含有量：０．４５〜０．５４重量％）を被めっき材料
として使用し、イオンビームの照射によって活性化した
後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、鋼帯のＳｉ
含有量と良好な密着性が得られるイオンビームエッチン
グ処理量との関係を調査した。
ｎ含有量：０．４５〜０．５４重量％）を被めっき材料
として使用し、イオンビームの照射によって活性化した
後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、鋼帯のＳｉ
含有量と良好な密着性が得られるイオンビームエッチン
グ処理量との関係を調査した。
【００３１】調査結果を示した図３から明らかなよう
に、鋼帯のＳｉ含有量が０．３重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下していることが判る。そし
て、照射量０．０３クーロン／ｍ2 のイオンビームエッ
チングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成
されている。これに対し、Ｓｉ含有量が０．３重量％未
満の鋼帯では、照射量０．１０クーロン／ｍ2 以上の照
射量で初めて密着性の改善がみられる。
に、鋼帯のＳｉ含有量が０．３重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下していることが判る。そし
て、照射量０．０３クーロン／ｍ2 のイオンビームエッ
チングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成
されている。これに対し、Ｓｉ含有量が０．３重量％未
満の鋼帯では、照射量０．１０クーロン／ｍ2 以上の照
射量で初めて密着性の改善がみられる。
【００３２】実施例３：前掲した鋼種（１）の鋼帯（Ｍ
ｎ含有量：１．５〜１．５８重量％）を被めっき材料と
して使用し、イオンビームの照射によって活性化した
後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、鋼帯のＳｉ
含有量と良好な密着性が得られるイオンビームエッチン
グ処理量との関係を調査した。
ｎ含有量：１．５〜１．５８重量％）を被めっき材料と
して使用し、イオンビームの照射によって活性化した
後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、鋼帯のＳｉ
含有量と良好な密着性が得られるイオンビームエッチン
グ処理量との関係を調査した。
【００３３】調査結果を示した図４から明らかなよう
に、鋼帯のＳｉ含有量が０．３重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下していることが判る。そし
て、照射量０．０３クーロン／ｍ2 のイオンビームエッ
チングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成
されている。
に、鋼帯のＳｉ含有量が０．３重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下していることが判る。そし
て、照射量０．０３クーロン／ｍ2 のイオンビームエッ
チングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成
されている。
【００３４】図３及び図４と図２とを対比するとき、Ｍ
ｎの含有によって必要な照射量が低下していることが判
る。必要なイオンビーム照射量の低下は、その分だけイ
オンビームによるエッチングを迅速にする。
ｎの含有によって必要な照射量が低下していることが判
る。必要なイオンビーム照射量の低下は、その分だけイ
オンビームによるエッチングを迅速にする。
【００３５】実施例４：前述した鋼種（２）の鋼帯を被
めっき材料として使用し、イオンビームの照射によって
活性化した後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、
鋼帯のＣｒ含有量と良好な密着性が得られるイオンビー
ムエッチング処理量との関係を調査した。
めっき材料として使用し、イオンビームの照射によって
活性化した後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、
鋼帯のＣｒ含有量と良好な密着性が得られるイオンビー
ムエッチング処理量との関係を調査した。
【００３６】調査結果を、図５に示す。図５から明らか
なように、鋼帯のＣｒ含有量が２重量％以上になると、
密着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要
なイオンビームの照射量が低下していることが判る。そ
して、Ｃｒ含有量が１１．５重量％未満の領域では、照
射量０．０４クーロン／ｍ2 のイオンビームエッチング
により、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成されて
いる。更にＣｒ含有量が１１．５重量％以上になると、
照射量０．００４クーロン／ｍ2 のイオンビームエッチ
ングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成さ
れている。
なように、鋼帯のＣｒ含有量が２重量％以上になると、
密着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要
なイオンビームの照射量が低下していることが判る。そ
して、Ｃｒ含有量が１１．５重量％未満の領域では、照
射量０．０４クーロン／ｍ2 のイオンビームエッチング
により、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成されて
いる。更にＣｒ含有量が１１．５重量％以上になると、
照射量０．００４クーロン／ｍ2 のイオンビームエッチ
ングにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成さ
れている。
【００３７】これに対し、Ｃｒ含有量が２重量％未満の
鋼帯では、Ｃｒ含有による影響が現れず、照射量０．１
０クーロン／ｍ2 以上の照射量で初めて密着性の改善が
みられる。
鋼帯では、Ｃｒ含有による影響が現れず、照射量０．１
０クーロン／ｍ2 以上の照射量で初めて密着性の改善が
みられる。
【００３８】実施例５：前述した鋼種（３）の鋼帯を被
めっき材料として使用し、イオンビームの照射によって
活性化した後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、
鋼帯のＡｌ含有量と良好な密着性が得られるイオンビー
ムエッチング処理量との関係を調査した。
めっき材料として使用し、イオンビームの照射によって
活性化した後、蒸着Ｚｎめっき層を形成した。そして、
鋼帯のＡｌ含有量と良好な密着性が得られるイオンビー
ムエッチング処理量との関係を調査した。
【００３９】調査結果を示した図６から明らかなよう
に、鋼帯のＡｌ含有量が１．５重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下しはじめている。そして、
照射量０．０３クーロン／ｍ2のイオンビームエッチン
グにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成され
ている。これに対し、Ａｌ含有量が１．５重量％未満の
鋼帯では、Ａｌ含有による影響が現れず、密着性改善の
ために照射量０．１０クーロン／ｍ2 以上が必要であっ
た。
に、鋼帯のＡｌ含有量が１．５重量％以上になると、密
着性が良好な蒸着Ｚｎめっき層を形成するために必要な
イオンビームの照射量が低下しはじめている。そして、
照射量０．０３クーロン／ｍ2のイオンビームエッチン
グにより、密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層が形成され
ている。これに対し、Ａｌ含有量が１．５重量％未満の
鋼帯では、Ａｌ含有による影響が現れず、密着性改善の
ために照射量０．１０クーロン／ｍ2 以上が必要であっ
た。
【００４０】以上の実施例１〜５の何れにおいても、イ
オンビームの照射量を低下させることによって、真空室
３０のＺｎ蒸着装置５０に導入される鋼帯１０の温度
は、確実に１００℃以下に保持された。したがって、Ｚ
ｎ蒸着に晒された鋼帯１０が２００℃以上に昇温するこ
とがなくなり、蒸着したＺｎの再蒸発は全く検出されな
かった。その結果、従来に比較して厚目付けの蒸着Ｚｎ
めっき層を迅速に形成することが可能となった。
オンビームの照射量を低下させることによって、真空室
３０のＺｎ蒸着装置５０に導入される鋼帯１０の温度
は、確実に１００℃以下に保持された。したがって、Ｚ
ｎ蒸着に晒された鋼帯１０が２００℃以上に昇温するこ
とがなくなり、蒸着したＺｎの再蒸発は全く検出されな
かった。その結果、従来に比較して厚目付けの蒸着Ｚｎ
めっき層を迅速に形成することが可能となった。
【００４１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、被めっき材料としてＳｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の易酸化元
素を含有する鋼材を使用することにより、鋼材表面を活
性化させて密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層を形成する
ために必要なイオンビームの照射量を低下させている。
これにより、イオン源及び電源が小型化され設備負担が
軽減されることは勿論、高速且つ低コストで蒸着Ｚｎめ
っき鋼材を製造することが可能となる。しかも、Ｓｉ及
びＭｎを含有する鋼材にあっては、高強度の製品が得ら
れる。更に、鋼材加熱を必要とせず高速の表面活性化が
行われることから、脆い金属間化合物の生成に起因した
加工性の劣化や、加熱による鋼材の強度，伸び等の機械
的特性の劣化が生じることもない。
は、被めっき材料としてＳｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の易酸化元
素を含有する鋼材を使用することにより、鋼材表面を活
性化させて密着性に優れた蒸着Ｚｎめっき層を形成する
ために必要なイオンビームの照射量を低下させている。
これにより、イオン源及び電源が小型化され設備負担が
軽減されることは勿論、高速且つ低コストで蒸着Ｚｎめ
っき鋼材を製造することが可能となる。しかも、Ｓｉ及
びＭｎを含有する鋼材にあっては、高強度の製品が得ら
れる。更に、鋼材加熱を必要とせず高速の表面活性化が
行われることから、脆い金属間化合物の生成に起因した
加工性の劣化や、加熱による鋼材の強度，伸び等の機械
的特性の劣化が生じることもない。
【図１】 本発明実施例で使用した連続Ｚｎ蒸着装置
【図２】 蒸着Ｚｎめっき層の密着性に与える鋼材のＳ
ｉ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
ｉ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
【図３】 蒸着Ｚｎめっき層の密着性に与える鋼材のＳ
ｉ，Ｍｎ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示した
グラフ
ｉ，Ｍｎ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示した
グラフ
【図４】 蒸着Ｚｎめっき層の密着性に与える鋼材のＳ
ｉ，Ｍｎ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示した
グラフ
ｉ，Ｍｎ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示した
グラフ
【図５】 蒸着Ｚｎめっき層の密着性に与える鋼材のＣ
ｒ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
ｒ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
【図６】 蒸着Ｚｎめっき層の密着性に与える鋼材のＡ
ｌ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
ｌ含有量及びイオンビーム照射量の関係を示したグラフ
１０ 鋼帯 ３０ 真空室 ４０ イオ
ンビーム照射装置 ５０ Ｚｎ蒸着装置
ンビーム照射装置 ５０ Ｚｎ蒸着装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−56862（ＪＰ，Ａ) 日本学術振興会製鋼第19委員会編「鉄 鋼と合金元素（下）」（昭41−３−25) 誠文堂新光社ｐ．318 日本学術振興会製鋼第19委員会編「鉄 鋼と合金元素（上）」（昭41−２−28) 誠文堂新光社ｐ．74 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C23F 4/00
Claims (2)
- 【請求項１】 蒸着Ｚｎめっき層の形成に先立って鋼板
の表面をイオンビームによりスパッタエッチングする
際、前記鋼材にＳｉ：０．４〜１．４５重量％，Ｃｒ：
２〜１９．６５重量％，Ａｌ：１．５〜３．９５重量％
から選ばれた１種又は２種以上の易酸化元素を含む鋼材
を、Ｚｎ蒸着前の鋼材温度が１００℃以下に維持される
照射量のイオンビームで照射することを特徴とする蒸着
Ｚｎめっき鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のイオンビームの照射量
は、０．４重量％以上のＳｉを含有する鋼材に対し０．
０４クーロン／ｍ2 以上，０．３重量％以上のＳｉ及び
０．５重量％以上のＭｎを含有する鋼材に対し０．０３
クーロン／ｍ2以上，２重量％以上で１１．５重量％未
満のＣｒを含有する鋼材に対し０．０４クーロン／ｍ2
以上，１１．５重量％以上のＣｒを含有する鋼材に対し
０．００４クーロン／ｍ2 以上，１．５重量％以上のＡ
ｌを含有する鋼材に対し０．０３クーロン／ｍ2 以上で
あることを特徴とする蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04041894A JP3074056B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04041894A JP3074056B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214509A JPH05214509A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3074056B2 true JP3074056B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=12620998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04041894A Expired - Lifetime JP3074056B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074056B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP04041894A patent/JP3074056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 日本学術振興会製鋼第１９委員会編「鉄鋼と合金元素（上）」（昭４１−２−２８）誠文堂新光社ｐ．７４ |
| 日本学術振興会製鋼第１９委員会編「鉄鋼と合金元素（下）」（昭４１−３−２５）誠文堂新光社ｐ．３１８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05214509A (ja) | 1993-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0730045B1 (en) | Steel sheet with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof | |
| KR102214385B1 (ko) | 다층 기판 및 제조 방법 | |
| KR910009840B1 (ko) | 내식성 및 내열성을 갖는 알루미늄 합금 박막 및 이의 제조방법 | |
| CN1846014A (zh) | 涂覆铝的不锈钢带 | |
| WO1993010275A1 (en) | Method of forming layer of evaporation coating | |
| JP3074056B2 (ja) | 蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法 | |
| JPH01139755A (ja) | プレス成形性の優れた表面処理鋼板 | |
| JP3063931B2 (ja) | 蒸着Ｚｎめっき鋼材の製造方法 | |
| JPH07268605A (ja) | 合金化Ｚｎ−Ｍｇ蒸着めっき鋼板の製造方法 | |
| JPS6328857A (ja) | 合金化亜鉛メツキ鋼板とその製造法 | |
| JPH08134632A (ja) | Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 | |
| JPH02149661A (ja) | 薄膜形成方法およびその装置 | |
| EP0584364A1 (en) | Al-Si-Cr-PLATED STEEL SHEET EXCELLENT IN CORROSION RESISTANCE AND PRODUCTION THEREOF | |
| JPH07268604A (ja) | Ｚｎ−Ｍｇ系蒸着めっき鋼板の製造方法 | |
| JPH09137267A (ja) | 耐食性に優れた合金化Ｚｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 | |
| JP2685772B2 (ja) | 高耐食性Ａ１−Ｔｉ合金蒸着めっき製品およびその製造方法 | |
| JPH06158285A (ja) | Ａｌ系蒸着めっき材の製造方法 | |
| JP2822838B2 (ja) | 加工性および耐赤錆性に優れたＡｌ−Ｃｒ合金蒸着めっき金属材 | |
| JPH0978229A (ja) | Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 | |
| JPH03170659A (ja) | 加工性に優れた蒸着Ｚｎ―Ｃｒめっき材料とその製造方法 | |
| JPH05222550A (ja) | 多層合金めっき鋼板及びその製造方法 | |
| JPH0860342A (ja) | 密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 | |
| JPH0551668B2 (ja) | ||
| JPH0774446B2 (ja) | Ａｌ系蒸着めっき方法 | |
| JPH05320875A (ja) | 複層Ｚｎ−Ｔｉ合金めっき鋼板及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000523 |