JP3113188B2 - 高加工性溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼板 - Google Patents

高加工性溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼板

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高加工性溶融Zn
−Mg−Al系合金めっき鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】耐食性に優れた溶融Zn合金めっき鋼板
については従来より多くの提案がなされており、本発明
者らも、すでに特開平4−147955号公報において
加工後の耐赤錆性が通常の溶融Znめっき鋼板よりも大
幅に優れたZn−Mg−Alめっき鋼板の製造方法を提
案している。最近、建材、土木分野においては、未塗装
状態あるいは加工後に塗装を施した溶融Znめっき鋼板
が使用されるが、これらのめっき鋼板は丸パイプあるい
は角パイプ等の各種部材等に加工されて使用される。こ
れら加工の際には通常、めっき層のミクロクラックが生
じるが、最近では後処理、塗装性等の観点からこの加工
部のミクロクラックを減少させてほしいという一段と厳
しい加工性の向上の要望が高まってきた。このような要
望に対して、上記Zn−Mg−Alめっき鋼板は、耐食
性の優れた鋼板であり、加工性も優れているが、加工部
のミクロクラックについては通常の溶融Znめっき鋼板
と同程度であり未だ十分とはいえず、そのさらなる改良
が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな加工部のミクロクラックの少ない溶融Zn−Mg−
Al系合金めっき鋼板の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Zn−M
g−Alめっき鋼板のめっき層の成分および構造を詳細
に解析し、さらに添加金属を考慮することにより種々の
実験を重ね、上記課題である加工部のミクロクラックの
少ない溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼板を開発す
べく検討した。本発明者らはまず、特開平4−1479
55号公報で提案したZn−Mg−Alめっき層に種々
の金属を微量に添加し、厳しい加工条件を想定したOT
曲げでのミクロクラックの発生状況を光学顕微鏡で調査
した。その結果、めっき層中にTi,Bを単独あるいは
複合で微量添加することにより、ミクロクラックが著し
く減少することを見いだした。その後、最適めっき層組
成を見いだすべく検討を行った結果、本発明のZn合金
めっき鋼板を見いだすに至り、下記の本発明を完成した
ものである。
【0005】即ち、本発明は、鋼板の表面にMg0.0
5〜3重量%,Al0.1〜1重量%を含有するZn−
Mg−Al系合金めっき層を有する鋼板であって、その
層中に、さらにTi,Bの1種または2種を0.1〜1
重量%含有するZn合金めっき層を有することを特徴と
する高加工性溶融Zn−Mg−Al系合金めっき鋼板、
および上記のZn−Mg−Al系合金めっき層の下層
、0.2〜2g/m 2 Niめっき層を有することを
特徴とする高加工性溶融Zn−Mg−Al系合金めっき
鋼板、さらには、これらの溶融Zn−Mg−Al系合金
めっき層上にクロメート処理を行った高加工性溶融Zn
−Mg−Al系合金めっき鋼板である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明につい
て詳細に説明する。図1は、Mg0.5重量%,Al
0.25重量%を含有する付着量135g/m 2 のZn
−Mg−Al合金めっき鋼板において、めっき層中のT
i含有量と加工部のミクロクラック状況との関係を示し
た図である。原板としてはAlキルド熱延鋼板(板厚
1.6mm)を用いた。試験方法としては、OT曲げを
行った後、加工部を光学顕微鏡(×400)で評価し
た。評価基準は、5:極微少、4:微少、3:少、2:
中程度、1:多、と評点を付し、評点3以上を合格とみ
なす。比較のために通常の溶融Znめっき鋼板(Al
0.25%)も評価した。
【0007】図1より明らかなように、めっき層中にT
iを0.1重量%以上含有すると加工部のミクロクラッ
ク性がこれまでのZn−Mg−Alめっき鋼板(Ti無
添加)よりも著しく向上する。同様な結果は、Bを添加
した場合、およびTi,Bの両方を添加した場合にも得
られた。Ti,Bの添加量の上限については、あまり含
有しすぎると製造上、浴中にドロスが多くなりすぎるた
め1重量%までの含有とする。上記したように厳しい加
工部のミクロクラックの発生が抑制される理由は、未だ
明確ではないが、Zn−Mg−Alめっき層にTi,B
が適正量含有されることにより、めっき層の構造が変化
し、歪み変形能が改善されめっき層のミクロクラックが
少するものと考えられる。
【0008】本発明のZn−Mg−Al系めっき層中で
は、Mgの含有量は0.05〜3重量%、Alの含有率
は0.1〜1重量%とした。めっき層中のMg含有量の
下限を0.05重量%としたのは、平板および加工部の
耐食性に効果を発揮するためである。上限を3重量%と
したのはこれを超えるとめっき層が硬くしかも脆くなり
すぎるためにめっき密着性が劣化するためである。ま
た、めっき層中のAl含有量の下限を0.1重量%とし
たのは、めっき密着性が良好となるためである。また、
上限を1重量%としたのは、1重量%を超えると加工部
の耐食性が劣化するためである。めっき層中には、これ
以外に、Fe,Sb,PbNi,Sn,Co,Si
単独あるいは複合で1%以内含有しても本発明の効果は
何ら損なわれるものではない。Zn−Mg−Al系めっ
きの付着量については特に制約は設けないが、耐食性の
観点から10g/m2 以上、加工性の観点からすると3
50g/m2 以下であることが望ましい。
【0009】本発明においては、さらに加工部の耐食性
を向上させる場合には、Zn−Mg−Al系めっき層の
下層にNiめっき層を設ける。プレNiめっき量は2g
/m 2 以下が好ましい。2g/m2 を超えるとめっき密
着性が劣化する。Niめっき量の下限は0.2g/m2
が好ましい。めっき層下層にNiめっき層を有する場合
に加工性が良好となる理由は、めっき層と地鉄界面に生
成したNi−Al−Fe−Zn化合物相が1種のバイン
ダーの役割を果たすことによるものと考えられる。
【0010】また、さらに加工部の耐食性を向上する場
合には、Zn−Mg−Al系めっき層の上層にクロメー
ト層を設ける。クロメート処理層の組成、付着量につい
ても特に制約は設けないが、通常の実用範囲である10
〜50mg/m2 程度が望ましい。なお、本発明の下地
鋼板としては、熱延鋼板、冷延鋼板共に使用でき、鋼種
も制約なく、例えばAlキルド鋼や、Ti,Nb等を添
加した極低炭素鋼およびこれらにP,Si,Mn等を添
加した高強度鋼等種々のものが適用できる。
【0011】次に、本発明のめっき鋼板の製造方法につ
いて説明するが、特に限定するところはなく、通常の溶
融めっき法が適用できる。Zn浴中へのMg,Al,N
iの添加は通常の方法でかまわない。Niプレめっきを
施す場合には、鋼板にプレNiめっきを0.2〜2g/
2 施したのち無酸化あるいは還元雰囲気中で急速低温
加熱を行ったのち溶融めっきを行う方法等が好ましい。
また、Zn−Mg−Al系めっき層の上層にクロメート
処理層を設ける方法も、通常行われている処理方法で何
らかまわない。
【0012】
【実施例】Alキルド熱延鋼板(板厚1.6mm)を下
地にして、450℃の浴中のTi,B,Si量を変化さ
せたZn−Mg−Al−Niめっき浴で3s溶融めっき
を行い、N2 ワイピングでめっき付着量を135g/m
2 に調整した。得られためっき鋼板のめっき層中組成を
表1に示すが、一部の試料についてはめっき前にNiプ
レめっきを施した。また、一部は、めっき層の上層にク
ロメート処理を施した。それぞれの付着量も表1に併せ
て示した。これらのめっき鋼板について、前述の加工性
評価(加工部のミクロクラック性の評価)に加えて、張
り出し加工部の耐食性を腐食サイクルテスト(CCT)
で調査した。張り出し加工はポンチ径10mmで高さ1
0mmに成形した。そして、CCTは、SST6hr→
乾燥3hr→湿潤14hr→乾燥1hrを1サイクルと
し60サイクル繰り返した。CCTテストした加工部の
耐食性は赤錆発生率で評価した。評点は以下の通りで、
3以上を合格と判定した。
【0013】
【0014】以上の評価結果も、表1に示す。この表か
ら明らかなように、本発明のめっき層組成よりなるめっ
き鋼板は、加工部のミクロクラックが著しく少なく高加
工性を示すとともに、加工部の耐食性にも優れている。
これに対して、めっき層組成が本発明の範囲を逸脱する
比較例は、本発明鋼板に比較して加工性および加工部の
耐食性が劣る。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明の溶融Zn−Mg−Al系合金め
っき鋼板は、めっき層中にTi,Bの一方もしくは両方
を含有させることによって、加工部のミクロクラックを
顕著に減少させ、建材、土木、車体等の一段と厳しい加
工に供される用途などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】Zn−Mg−Al−Tiめっき層中のTi含有
量と加工部のミクロクラック性との関係を示した図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の表面にMg0.05〜3重量%,
    Al0.1〜1重量%を含有する溶融Zn−Mg−Al
    系合金めっき層を有する鋼板であって、そのめっき層中
    に、さらにTi,Bの1種または2種を0.1〜1重量
    %含有することを特徴とする高加工性溶融Zn−Mg−
    Al系合金めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のZn−Mg−Al系合金
    めっき層の下層に、0.2〜2g/m 2 Niめっき層
    を有することを特徴とする高加工性溶融Zn−Mg−A
    l系合金めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の溶融Zn−Mg
    −Al系めっき層の上層にクロメート層を有することを
    特徴とする高加工性溶融Zn−Mg−Al系合金めっき
    鋼板。
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