JP3496335B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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- JP3496335B2 JP3496335B2 JP14049695A JP14049695A JP3496335B2 JP 3496335 B2 JP3496335 B2 JP 3496335B2 JP 14049695 A JP14049695 A JP 14049695A JP 14049695 A JP14049695 A JP 14049695A JP 3496335 B2 JP3496335 B2 JP 3496335B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛めっき鋼板の製造
方法に関し、鋼板に溶融亜鉛めっき又は合金化溶融亜鉛
めっきを施す方法に関するものであって、めっき密着性
に優れた溶融亜鉛めっき鋼板又は耐パウダリング性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供するも
のである。
方法に関し、鋼板に溶融亜鉛めっき又は合金化溶融亜鉛
めっきを施す方法に関するものであって、めっき密着性
に優れた溶融亜鉛めっき鋼板又は耐パウダリング性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供するも
のである。
【0002】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板は、自動車用、建材
用として広く用いられている。また、溶融亜鉛めっき鋼
板を加熱処理してめっき層を合金化したいわゆる合金化
溶融亜鉛めっき鋼板も同様の分野で広く用いられてい
る。一般に従来から行われている連続式溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法は、冷延鋼板を前処理工程で表面を洗浄
し、非酸化性あるいは還元性の雰囲気中で焼鈍し、次い
で鋼板を酸化させることなく冷却して、ほぼ溶融亜鉛浴
の温度まで鋼板温度を下げてめっき浴中に浸漬させ、浴
中で鋼板表面に付着した過剰の溶融亜鉛を付着量調整装
置にて除去して付着量を調整し、そのまま冷却したもの
である。その際、めっき浴中に0.1〜0.2重量%程
度の微量のAlを添加することにより、めっき浴浸漬初
期にFe−Al−Zn反応を引き起こし、素地鋼板界面
にFe−Al−Zn合金層(Al富化層)を形成する。
このAl富化層の量をAl富化量という。このFe−A
l−Zn合金層は、固くて脆いFe−Zn合金層の生成
を抑制する効果があり、Fe−Al−Zn合金層を形成
することによりめっき密着性の良好な溶融亜鉛めっき鋼
板が製造されている。
用として広く用いられている。また、溶融亜鉛めっき鋼
板を加熱処理してめっき層を合金化したいわゆる合金化
溶融亜鉛めっき鋼板も同様の分野で広く用いられてい
る。一般に従来から行われている連続式溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法は、冷延鋼板を前処理工程で表面を洗浄
し、非酸化性あるいは還元性の雰囲気中で焼鈍し、次い
で鋼板を酸化させることなく冷却して、ほぼ溶融亜鉛浴
の温度まで鋼板温度を下げてめっき浴中に浸漬させ、浴
中で鋼板表面に付着した過剰の溶融亜鉛を付着量調整装
置にて除去して付着量を調整し、そのまま冷却したもの
である。その際、めっき浴中に0.1〜0.2重量%程
度の微量のAlを添加することにより、めっき浴浸漬初
期にFe−Al−Zn反応を引き起こし、素地鋼板界面
にFe−Al−Zn合金層(Al富化層)を形成する。
このAl富化層の量をAl富化量という。このFe−A
l−Zn合金層は、固くて脆いFe−Zn合金層の生成
を抑制する効果があり、Fe−Al−Zn合金層を形成
することによりめっき密着性の良好な溶融亜鉛めっき鋼
板が製造されている。
【0003】一般的に知られているめっき浴中にシンク
ロールを有する連続式溶融金属めっき装置の概略図を図
2、図4に示す。鋼板1はスナウト4から溶融亜鉛浴2
中に引き込まれ、シンクロール3により鉛直方向に方向
変換しサポートロール5に支持されながら引き上げられ
めっきが施され、付着量調整装置6でワイピングされ
る。このようなシンクロールを有する連続式溶融金属め
っき装置を使用する場合、溶融金属浴槽は数百トンとな
り、例えば、鋼板速度が100m/minであると鋼板
がめっき浴中に浸漬する時間は2〜3秒程度である。図
4の装置は図2の装置にさらに加熱帯12、保熱帯、冷
却帯13を付加した合金化溶融亜鉛めっき装置である。
ロールを有する連続式溶融金属めっき装置の概略図を図
2、図4に示す。鋼板1はスナウト4から溶融亜鉛浴2
中に引き込まれ、シンクロール3により鉛直方向に方向
変換しサポートロール5に支持されながら引き上げられ
めっきが施され、付着量調整装置6でワイピングされ
る。このようなシンクロールを有する連続式溶融金属め
っき装置を使用する場合、溶融金属浴槽は数百トンとな
り、例えば、鋼板速度が100m/minであると鋼板
がめっき浴中に浸漬する時間は2〜3秒程度である。図
4の装置は図2の装置にさらに加熱帯12、保熱帯、冷
却帯13を付加した合金化溶融亜鉛めっき装置である。
【0004】これに対し、浸漬時間を短縮しようとする
技術がある。図1、図3はこのような技術の例を示すも
ので図2、図4の溶融亜鉛浴2の代りに空中ポット11
中に溶融亜鉛浴10を保持し、この溶融亜鉛浴10中に
鋼板1を下方から上方に貫通させて短時間浸漬させるも
のである。従前は浸漬時間を短縮すると、めっきの品質
を害するという問題があった。従来のシンクロール方式
におけるめっき品質に関する従来の知見は次のとおりで
ある。
技術がある。図1、図3はこのような技術の例を示すも
ので図2、図4の溶融亜鉛浴2の代りに空中ポット11
中に溶融亜鉛浴10を保持し、この溶融亜鉛浴10中に
鋼板1を下方から上方に貫通させて短時間浸漬させるも
のである。従前は浸漬時間を短縮すると、めっきの品質
を害するという問題があった。従来のシンクロール方式
におけるめっき品質に関する従来の知見は次のとおりで
ある。
【0005】(a)溶融亜鉛めっき
Al富化量の増加と共にめっき密着性は向上するが、A
lは高価なので、コスト面からなるべくAl富化量が少
ない操業が望まれている。表面外観については、ドロス
附着量が増加すると、ドロス附着部で不めっきが発生し
密着性も低下する。
lは高価なので、コスト面からなるべくAl富化量が少
ない操業が望まれている。表面外観については、ドロス
附着量が増加すると、ドロス附着部で不めっきが発生し
密着性も低下する。
【0006】(b)合金化溶融亜鉛めっき
Al富化量の増加と共に耐パウダリング性が向上する。
しかし、Al富化量が多すぎると合金化不足となるので
好ましくない。耐フレーキング性については、Fe含有
量の増加と共に向上するが、Fe含有量が高過ぎると、
耐パウダリング性が不良となる。表面外観はドロス附着
量が増加すると劣化し、ドロス附着部でさざ波、白斑点
等の欠陥が発生する。
しかし、Al富化量が多すぎると合金化不足となるので
好ましくない。耐フレーキング性については、Fe含有
量の増加と共に向上するが、Fe含有量が高過ぎると、
耐パウダリング性が不良となる。表面外観はドロス附着
量が増加すると劣化し、ドロス附着部でさざ波、白斑点
等の欠陥が発生する。
【0007】シンクロールを有しない、特開昭63−3
03045号公報及び特開昭63−310949号公報
に開示された電磁力を利用して溶融金属を保持した浴を
使用し鋼板にめっきを施す方法、特開平4−356号公
報に開示されたシール板により溶融金属を保持した浴を
使用し鋼板にめっきを施す方法、あるいは特開平1−1
39744号公報に開示された1枚のドラム間に溶融金
属溜まりを形成し鋼板にめっきを施す方法等は、シンク
ロールを有する連続式溶融亜鉛めっき装置を用いた場合
に比べめっき浴容量が小さくなるため、鋼板と溶融亜鉛
浴との接触時間が極端に短くなる。さらに、特開昭61
−20755号公報に開示されたメニスカスを利用して
鋼板にめっきを施す方法を用いた場合には、溶融亜鉛浴
との接触時間はさらに短くなりほとんど0秒に近づく。
03045号公報及び特開昭63−310949号公報
に開示された電磁力を利用して溶融金属を保持した浴を
使用し鋼板にめっきを施す方法、特開平4−356号公
報に開示されたシール板により溶融金属を保持した浴を
使用し鋼板にめっきを施す方法、あるいは特開平1−1
39744号公報に開示された1枚のドラム間に溶融金
属溜まりを形成し鋼板にめっきを施す方法等は、シンク
ロールを有する連続式溶融亜鉛めっき装置を用いた場合
に比べめっき浴容量が小さくなるため、鋼板と溶融亜鉛
浴との接触時間が極端に短くなる。さらに、特開昭61
−20755号公報に開示されたメニスカスを利用して
鋼板にめっきを施す方法を用いた場合には、溶融亜鉛浴
との接触時間はさらに短くなりほとんど0秒に近づく。
【0008】このように鋼板と溶融亜鉛浴との接触時間
が短いめっき方法を用いた場合、従来から行なわれてい
るシンクロールを有する連続式溶融亜鉛めっき浴と同一
の浴組成でめっきを行うと、めっき層中のAlの濃化が
不十分となり、それに伴いめっき時にFe−Zn合金層
の生成を十分に抑制することができず、めっき密着性が
低下するという問題点があった。さらにめっき層中のA
lの濃化が不十分である溶融亜鉛めっき鋼板を用いて、
引き続き合金化処理を行うと、硬くて脆いFe−Zn合
金層の生成が促進されるので、加工性が著しく劣るとい
う問題点があった。
が短いめっき方法を用いた場合、従来から行なわれてい
るシンクロールを有する連続式溶融亜鉛めっき浴と同一
の浴組成でめっきを行うと、めっき層中のAlの濃化が
不十分となり、それに伴いめっき時にFe−Zn合金層
の生成を十分に抑制することができず、めっき密着性が
低下するという問題点があった。さらにめっき層中のA
lの濃化が不十分である溶融亜鉛めっき鋼板を用いて、
引き続き合金化処理を行うと、硬くて脆いFe−Zn合
金層の生成が促進されるので、加工性が著しく劣るとい
う問題点があった。
【0009】従来、浸漬時間を短縮しようとする技術は
次のようなものがある。例えば、特開昭63−1578
47号公報には、Al:0.001〜0.08%、残Z
n及び不純物からなる亜鉛めっき浴へ、浸漬時間0.1
〜2.0秒でめっきを施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法が開示されている。特開平4−103748号
公報では、Al:0.02〜0.11%を含有し、残部
が亜鉛よりなる亜鉛めっき浴中に、板温度420〜45
0℃とした鋼板を浸漬時間3秒以内で浸漬し、引き続き
鋼板温度550〜600℃にて、加熱炉で合金化処理を
行うことを特徴とする耐パウダリング性、耐フレーキン
グ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が開
示されている。
次のようなものがある。例えば、特開昭63−1578
47号公報には、Al:0.001〜0.08%、残Z
n及び不純物からなる亜鉛めっき浴へ、浸漬時間0.1
〜2.0秒でめっきを施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法が開示されている。特開平4−103748号
公報では、Al:0.02〜0.11%を含有し、残部
が亜鉛よりなる亜鉛めっき浴中に、板温度420〜45
0℃とした鋼板を浸漬時間3秒以内で浸漬し、引き続き
鋼板温度550〜600℃にて、加熱炉で合金化処理を
行うことを特徴とする耐パウダリング性、耐フレーキン
グ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が開
示されている。
【0010】また、特開平7−70725号公報では、
鋼板表面にあらかじめAlあるいは1重量%以上のAl
を含むAl合金をAl量として0.3g/m2 以上付着
させた後、1重量%以下のAlを含む溶融Znを上層め
っきとして付着させることによりFe−Zの合金化反応
を抑制しめっき附着性を向上させる技術が開示されてい
る。
鋼板表面にあらかじめAlあるいは1重量%以上のAl
を含むAl合金をAl量として0.3g/m2 以上付着
させた後、1重量%以下のAlを含む溶融Znを上層め
っきとして付着させることによりFe−Zの合金化反応
を抑制しめっき附着性を向上させる技術が開示されてい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】溶融亜鉛めっきでは、
めっき品質上の観点から、鋼板が溶融金属浴中に浸漬し
ている時間が重要である。めっき浴中の浸漬時間が1.
0秒以下というような短時間めっきとなる場合、Al:
0.001〜0.08重量%の亜鉛浴及びAl:0.0
2〜0.11重量%の亜鉛浴を用いた溶融亜鉛めっき鋼
板では、Al添加量の不足が原因で、Fe−Al−Zn
反応が不十分となりめっき密着性が低下する。さらにF
e−Al−Znの反応が不十分である溶融亜鉛めっき鋼
板を用いて引き続き合金化処理を行うと、Fe−Zn合
金化反応がさらに進行することになり、耐パウダリング
性を著しく低下させるという問題があった。また、特開
平7−70725号公報に開示された方法では、あらか
じめ下層めっきを施すことから、処理工程が増加し、製
造コスト面から必ずしも好適ではない。また、装置が複
雑になるため、メンテナンス費の増加が避けられない当
の問題があった。
めっき品質上の観点から、鋼板が溶融金属浴中に浸漬し
ている時間が重要である。めっき浴中の浸漬時間が1.
0秒以下というような短時間めっきとなる場合、Al:
0.001〜0.08重量%の亜鉛浴及びAl:0.0
2〜0.11重量%の亜鉛浴を用いた溶融亜鉛めっき鋼
板では、Al添加量の不足が原因で、Fe−Al−Zn
反応が不十分となりめっき密着性が低下する。さらにF
e−Al−Znの反応が不十分である溶融亜鉛めっき鋼
板を用いて引き続き合金化処理を行うと、Fe−Zn合
金化反応がさらに進行することになり、耐パウダリング
性を著しく低下させるという問題があった。また、特開
平7−70725号公報に開示された方法では、あらか
じめ下層めっきを施すことから、処理工程が増加し、製
造コスト面から必ずしも好適ではない。また、装置が複
雑になるため、メンテナンス費の増加が避けられない当
の問題があった。
【0012】そこで、本発明の主たる課題は、Fe−A
l−Zn合金層を充分厚く生成するような条件のもと
で、短時間めっき浴中に浸漬させることによって、めっ
き密着性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板又は耐パウダリン
グ性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法
を提供することにある。本発明は、短時間の浸漬で亜鉛
めっき鋼板を製造する方法について研究し、短時間浸漬
であっても、Al富化層を十分に形成することができ、
めっきの密着不良、耐パウダリング不良を防止する技術
を提供することを目的とする。
l−Zn合金層を充分厚く生成するような条件のもと
で、短時間めっき浴中に浸漬させることによって、めっ
き密着性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板又は耐パウダリン
グ性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法
を提供することにある。本発明は、短時間の浸漬で亜鉛
めっき鋼板を製造する方法について研究し、短時間浸漬
であっても、Al富化層を十分に形成することができ、
めっきの密着不良、耐パウダリング不良を防止する技術
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために開発されたもので、その技術手段は次のと
おりである。すなわち本発明は、純Zn及び不可避不純
物からなる溶融亜鉛めっき浴中へ溶解Al濃度0.12
〜1.0重量%のAlを添加し、このめっき浴中に浸漬
時間1.0秒以下浸漬し、溶融亜鉛めっきを施す溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法において、純Zn及び不可避的
不純物からなる溶融亜鉛めっき浴と鋼板との接触時間
(t):0.001〜0.5秒でめっきを施す際、該浴
中に0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12) <0.04 を満足するAlを添加することを特徴とする溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法である。
決するために開発されたもので、その技術手段は次のと
おりである。すなわち本発明は、純Zn及び不可避不純
物からなる溶融亜鉛めっき浴中へ溶解Al濃度0.12
〜1.0重量%のAlを添加し、このめっき浴中に浸漬
時間1.0秒以下浸漬し、溶融亜鉛めっきを施す溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法において、純Zn及び不可避的
不純物からなる溶融亜鉛めっき浴と鋼板との接触時間
(t):0.001〜0.5秒でめっきを施す際、該浴
中に0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12) <0.04 を満足するAlを添加することを特徴とする溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法である。
【0014】この場合、めっき層中Al富化層の量をA
l量で0.05g/m 2 以上とすると好適である。 な
お、本発明において、Al富化層の量とはAl富化層中
のAl量を意味する。分析方法は発煙硝酸で表層のη−
Zn層を溶解除去した試料を定電位溶解し、溶解液中の
Al量を分析する。
l量で0.05g/m 2 以上とすると好適である。 な
お、本発明において、Al富化層の量とはAl富化層中
のAl量を意味する。分析方法は発煙硝酸で表層のη−
Zn層を溶解除去した試料を定電位溶解し、溶解液中の
Al量を分析する。
【0015】また、本発明の別の発明は、上記発明と技
術分野及び主要な技術手段が共通するもので、純Zn及
び不可避不純物からなる溶融亜鉛めっき浴中へ溶解Al
濃度0.12〜1.0重量%のAlを添加し、該めっき
浴中に浸漬時間1.0秒以下浸漬し、ついで合金化加熱
処理し、合金化溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法において、純Zn及び不可避的不純物から
なる溶融亜鉛めっき浴と鋼板との接触時間(t):0.
001〜0.5秒でめっきを施す際、該浴中に 0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12) <0.04 を満足するAlを添加し、次いで合金化処理を施すこと
を特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供す
る。
術分野及び主要な技術手段が共通するもので、純Zn及
び不可避不純物からなる溶融亜鉛めっき浴中へ溶解Al
濃度0.12〜1.0重量%のAlを添加し、該めっき
浴中に浸漬時間1.0秒以下浸漬し、ついで合金化加熱
処理し、合金化溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法において、純Zn及び不可避的不純物から
なる溶融亜鉛めっき浴と鋼板との接触時間(t):0.
001〜0.5秒でめっきを施す際、該浴中に 0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12) <0.04 を満足するAlを添加し、次いで合金化処理を施すこと
を特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供す
る。
【0016】この場合、めっき層中Al富化層の量をA
l量で0.2g/m 2 以下とすると好ましい。
l量で0.2g/m 2 以下とすると好ましい。
【0017】
【作用】浴中の溶解Al濃度:0.12〜1.0重量%
としたのは以下の理由による。すなわち、溶融亜鉛めっ
き浴浸漬初期に浴中に添加されたAlは鋼板から溶出し
たFeと反応して素地鋼板界面にAl富化層を形成す
る。このAl富化層はFe−Znの合金化反応を抑制す
る効果があり、溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性及び
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の耐パウダリング性と密接な
関係がある。浴中に添加されるAl量が溶解Al濃度:
0.12重量%未満の場合、めっき浴中におけるFe−
Al反応は抑制され、Al富化層は形成されない。従っ
て、Fe−Zn反応が過度に進行することとなる。すな
わち、溶融亜鉛めっき鋼板において素地鋼板界面にFe
−Zn合金層が過度に形成され、めっき密着性を著しく
低下させる。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板において
溶融めっき後の加熱処理でさらにFe−Zn合金化反応
が進行することとなり、耐パウダリング性が著しく低下
する。
としたのは以下の理由による。すなわち、溶融亜鉛めっ
き浴浸漬初期に浴中に添加されたAlは鋼板から溶出し
たFeと反応して素地鋼板界面にAl富化層を形成す
る。このAl富化層はFe−Znの合金化反応を抑制す
る効果があり、溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性及び
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の耐パウダリング性と密接な
関係がある。浴中に添加されるAl量が溶解Al濃度:
0.12重量%未満の場合、めっき浴中におけるFe−
Al反応は抑制され、Al富化層は形成されない。従っ
て、Fe−Zn反応が過度に進行することとなる。すな
わち、溶融亜鉛めっき鋼板において素地鋼板界面にFe
−Zn合金層が過度に形成され、めっき密着性を著しく
低下させる。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板において
溶融めっき後の加熱処理でさらにFe−Zn合金化反応
が進行することとなり、耐パウダリング性が著しく低下
する。
【0018】Al濃度が1.0重量%を越えると、Al
によるドロスの生成が多く、鋼板に付着してドロス付着
欠陥を引き起こすという問題がある。めっき浴面を不活
性ガスで充たしたとしても、不活性ガス中には数ppm
程度の微量酸素が含まれており、Alによる酸化ドロス
を多量に生成する。また、鋼板から浴出した過剰のFe
と反応してFe−Alドロスを多量に生成するため問題
となる。
によるドロスの生成が多く、鋼板に付着してドロス付着
欠陥を引き起こすという問題がある。めっき浴面を不活
性ガスで充たしたとしても、不活性ガス中には数ppm
程度の微量酸素が含まれており、Alによる酸化ドロス
を多量に生成する。また、鋼板から浴出した過剰のFe
と反応してFe−Alドロスを多量に生成するため問題
となる。
【0019】また、Al濃度が1.0重量%を越える
と、Al富化層が過度に生成される。Al富化層が過度
に生成されると、溶融亜鉛めっき後引き続き行われる合
金化処理の際、Fe−Znの合金化反応を過度に抑制す
る。そのため、長大な合金化炉を必要とするか、又はラ
イン速度を遅くして合金化処理時間を長くする必要があ
り、設備コストの増大、生産効率の低下を招き好ましく
ない。
と、Al富化層が過度に生成される。Al富化層が過度
に生成されると、溶融亜鉛めっき後引き続き行われる合
金化処理の際、Fe−Znの合金化反応を過度に抑制す
る。そのため、長大な合金化炉を必要とするか、又はラ
イン速度を遅くして合金化処理時間を長くする必要があ
り、設備コストの増大、生産効率の低下を招き好ましく
ない。
【0020】本発明ではめっき浴中の浸漬時間を1.0
秒以下とする。この場合、めっき装置は特に限定される
ものではないが、シンクロールを有しないめっき装置を
使用する場合に有効である。すなわち、めっき浴中での
反応時間が短いため、浴中のAl濃度を増加させること
によってAl富化層を十分形成するわけである。浸漬時
間が1.0秒を越えると溶解Al濃度が0.12〜1.
0重量%であっても浸漬時間が長いため、めっき浴中で
局所的に素地鋼板界面に硬くて脆いFe−Zn合金層が
必要以上に形成される。その結果、めっき密着性が低下
するという問題があり、また、合金化処理をする場合に
は局所的に合金化が進み耐パウダリング性が低下するの
で不可である。一方、浸漬時間が短時間であるために、
めっき浴中での鋼板からのFeの溶出量が極めて少なく
なるので、Feによるドロスが発生しないという極めて
大きな利点がある。
秒以下とする。この場合、めっき装置は特に限定される
ものではないが、シンクロールを有しないめっき装置を
使用する場合に有効である。すなわち、めっき浴中での
反応時間が短いため、浴中のAl濃度を増加させること
によってAl富化層を十分形成するわけである。浸漬時
間が1.0秒を越えると溶解Al濃度が0.12〜1.
0重量%であっても浸漬時間が長いため、めっき浴中で
局所的に素地鋼板界面に硬くて脆いFe−Zn合金層が
必要以上に形成される。その結果、めっき密着性が低下
するという問題があり、また、合金化処理をする場合に
は局所的に合金化が進み耐パウダリング性が低下するの
で不可である。一方、浸漬時間が短時間であるために、
めっき浴中での鋼板からのFeの溶出量が極めて少なく
なるので、Feによるドロスが発生しないという極めて
大きな利点がある。
【0021】さらに、溶融亜鉛浴接触時間が0.001
〜0.5秒の場合には、浴中の溶解Al量(重量%)
を、図5に示した斜線範囲内に制御するとさらに効果的
で最適である。図5の斜線範囲は、本発明の浴中Al濃
度と接触時間との関係式 0.002<([Al(%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12)<0.04 をグラフ化したものである。なお、この関係式は多数の
実験によって求められた実験式である。本発明は、図5
に示すように溶融亜鉛浴と鋼板との接触時間に応じて、
溶融亜鉛めっき浴中のAl量を規制した溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法である。図5に斜線を施して示した範囲
を下廻る浴中Al量(重量%)でめっきを施すと、Al
富化層が不十分となり浴中でのFe−Zn合金層の形成
を抑制する効果が弱くなり、硬くて脆いFe−Zn合金
層が形成されてめっき密着性が低下し、効果的でない。
さらに溶融亜鉛めっき後の合金化処理においてFe−Z
n合金層の形成が過度に進行し、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の耐パウダリング性が低下し、有効でない。また、
図5に斜線を施して示した範囲を上廻る浴中Al量(重
量%)でめっきを施すと、Al量によるドロスの生成量
が増加したり、あるいは過度のAl富化層が形成される
ためめっき後の合金化反応が十分に行われない場合もあ
るので最適ではないが、1.0重量%以下で好適にめっ
きを行うことができる。
〜0.5秒の場合には、浴中の溶解Al量(重量%)
を、図5に示した斜線範囲内に制御するとさらに効果的
で最適である。図5の斜線範囲は、本発明の浴中Al濃
度と接触時間との関係式 0.002<([Al(%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12)<0.04 をグラフ化したものである。なお、この関係式は多数の
実験によって求められた実験式である。本発明は、図5
に示すように溶融亜鉛浴と鋼板との接触時間に応じて、
溶融亜鉛めっき浴中のAl量を規制した溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法である。図5に斜線を施して示した範囲
を下廻る浴中Al量(重量%)でめっきを施すと、Al
富化層が不十分となり浴中でのFe−Zn合金層の形成
を抑制する効果が弱くなり、硬くて脆いFe−Zn合金
層が形成されてめっき密着性が低下し、効果的でない。
さらに溶融亜鉛めっき後の合金化処理においてFe−Z
n合金層の形成が過度に進行し、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の耐パウダリング性が低下し、有効でない。また、
図5に斜線を施して示した範囲を上廻る浴中Al量(重
量%)でめっきを施すと、Al量によるドロスの生成量
が増加したり、あるいは過度のAl富化層が形成される
ためめっき後の合金化反応が十分に行われない場合もあ
るので最適ではないが、1.0重量%以下で好適にめっ
きを行うことができる。
【0022】また、本発明のような鋼板のめっき浴中浸
漬時間が1.0秒以下と短時間の場合、めっき浴中の溶
融亜鉛量は小容量となり、めっき浴温度を保持するため
の入熱量は少なくて良い。この結果、加熱電力量が低下
し、電力コストが低下するという利点がある。一方で、
めっき浴中の溶融亜鉛量が小容量であるため、めっき浴
への入熱量の変化により浴温変動を受けやすくなる。す
なわち、鋼板のめっき浴への侵入板温を浴温より極端に
低温とした場合、浴温を低下させる原因となるため、め
っき浴への加熱熱量を大きくする必要がある。この結
果、余剰の電力コストが必要となり好ましくない。逆に
めっき浴中侵入板温を浴温より極端に高温とした場合、
めっき浴への入熱量が増加するため、めっき浴に冷却手
段を有する装置を付加する必要があるので好ましくな
い。すなわち、本発明におけるめっき浴中への侵入板温
は、外乱による影響がない場合に浴温と等しくするかあ
るいは浴温±15℃に制御すると好適である。また、浴
温は450〜550℃、望ましくは460〜530℃で
あると好適である。さらに、めっき後の溶融亜鉛めっき
鋼板は、付着量調整装置、例えばガスワイピング装置に
て所定の付着量、例えば20〜80g/m2 に制御され
る。浴温が450℃未満であると、ガスワイピング装置
を用いて付着量を調整する場合、めっき後鋼板に付着し
た溶融亜鉛の凝固が起こりやすく、所定の付着量、例え
ば20〜80g/m2 に制御することが困難となる。ま
た、浴温が550℃を越えるとめっき浴中でFe−Zn
合金層が過度に生成されるため好ましくない。
漬時間が1.0秒以下と短時間の場合、めっき浴中の溶
融亜鉛量は小容量となり、めっき浴温度を保持するため
の入熱量は少なくて良い。この結果、加熱電力量が低下
し、電力コストが低下するという利点がある。一方で、
めっき浴中の溶融亜鉛量が小容量であるため、めっき浴
への入熱量の変化により浴温変動を受けやすくなる。す
なわち、鋼板のめっき浴への侵入板温を浴温より極端に
低温とした場合、浴温を低下させる原因となるため、め
っき浴への加熱熱量を大きくする必要がある。この結
果、余剰の電力コストが必要となり好ましくない。逆に
めっき浴中侵入板温を浴温より極端に高温とした場合、
めっき浴への入熱量が増加するため、めっき浴に冷却手
段を有する装置を付加する必要があるので好ましくな
い。すなわち、本発明におけるめっき浴中への侵入板温
は、外乱による影響がない場合に浴温と等しくするかあ
るいは浴温±15℃に制御すると好適である。また、浴
温は450〜550℃、望ましくは460〜530℃で
あると好適である。さらに、めっき後の溶融亜鉛めっき
鋼板は、付着量調整装置、例えばガスワイピング装置に
て所定の付着量、例えば20〜80g/m2 に制御され
る。浴温が450℃未満であると、ガスワイピング装置
を用いて付着量を調整する場合、めっき後鋼板に付着し
た溶融亜鉛の凝固が起こりやすく、所定の付着量、例え
ば20〜80g/m2 に制御することが困難となる。ま
た、浴温が550℃を越えるとめっき浴中でFe−Zn
合金層が過度に生成されるため好ましくない。
【0023】次に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっ
き層中のFe含有率が7〜15重量%となるように合金
化炉内で加熱処理することが好ましい。Fe含有率が7
重量%未満であると合金化反応が不十分となり、耐フレ
ーキング性が低下するという新たな問題が発生する。一
方、Fe含有率が15重量%を越えると、めっき浴中で
Al富化層を厚く生成したとしても合金化加熱処理にお
いてFe−Zn合金化反応が過度に進行することとなり
耐パウダリング性が低下する。具体的には、合金化処理
温度が450〜600℃、望ましくは450〜520℃
で、めっき表層まで合金化される時間(望ましくは2〜
30秒)で加熱、保持した後、400℃以下に急冷し、
合金化の進行を停止させる。合金化処理温度が450℃
未満であると、合金化反応が進行し難く、長大な合金化
炉を必要とするか、もしくはライン速度を遅くする等し
て合金化処理時間を長くする必要があり、設備コストの
増大、生産効率の低下を招き好ましくない。また、60
0℃を越えると、合金化反応が進行しすぎて耐パウダリ
ング性が低下する。
き層中のFe含有率が7〜15重量%となるように合金
化炉内で加熱処理することが好ましい。Fe含有率が7
重量%未満であると合金化反応が不十分となり、耐フレ
ーキング性が低下するという新たな問題が発生する。一
方、Fe含有率が15重量%を越えると、めっき浴中で
Al富化層を厚く生成したとしても合金化加熱処理にお
いてFe−Zn合金化反応が過度に進行することとなり
耐パウダリング性が低下する。具体的には、合金化処理
温度が450〜600℃、望ましくは450〜520℃
で、めっき表層まで合金化される時間(望ましくは2〜
30秒)で加熱、保持した後、400℃以下に急冷し、
合金化の進行を停止させる。合金化処理温度が450℃
未満であると、合金化反応が進行し難く、長大な合金化
炉を必要とするか、もしくはライン速度を遅くする等し
て合金化処理時間を長くする必要があり、設備コストの
増大、生産効率の低下を招き好ましくない。また、60
0℃を越えると、合金化反応が進行しすぎて耐パウダリ
ング性が低下する。
【0024】このようにして合金化処理することによ
り、付着量20〜80g/m2 でめっき層中のFe含有
率7〜15重量%の合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得ら
れ、耐パウダリング性が良好なものとなる。次に溶融亜
鉛めっき鋼板の場合、Al富化層の量をAl量で0.0
5g/m2以上としたのは、図6に示したように、Al
富化層の量をAl量で0.05g/m2 以上とすればめ
っき密着性は問題がなくなるからである。上限は制限す
るものではないが、製造コスト面からAl量は低いほど
良く、Al富化層の量をAl量で0.05〜0.12g
/m2 とすると好適である。Al富化層の量は浸漬時間
に応じて溶融亜鉛浴中のAl濃度を適切に定めることに
よって得ることができる。
り、付着量20〜80g/m2 でめっき層中のFe含有
率7〜15重量%の合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得ら
れ、耐パウダリング性が良好なものとなる。次に溶融亜
鉛めっき鋼板の場合、Al富化層の量をAl量で0.0
5g/m2以上としたのは、図6に示したように、Al
富化層の量をAl量で0.05g/m2 以上とすればめ
っき密着性は問題がなくなるからである。上限は制限す
るものではないが、製造コスト面からAl量は低いほど
良く、Al富化層の量をAl量で0.05〜0.12g
/m2 とすると好適である。Al富化層の量は浸漬時間
に応じて溶融亜鉛浴中のAl濃度を適切に定めることに
よって得ることができる。
【0025】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合、Al富
化層中のAl量は耐パウダリング性に大きな影響があ
る。図7はAl富化層の量と耐パウダリング性(剥離量
cps)との関係を示した。Al富化層の量を多く形成
した方が耐パウダリング性が向上する。一方、Al富化
層を極端に多く形成した場合、合金化加熱処理でFe−
Znの合金化反応を過度に抑制するため合金化しにくく
なり好ましくない。これを防止するために、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を製造する場合、溶融めっきの際に形成
されるAl富化層中のAl量は0.2g/m2 以下に限
定し、引き続き合金化加熱処理を施すと好適である。下
限は制限されるものではないが、図7より0.08g/
m2 以上とすると好適である。
化層中のAl量は耐パウダリング性に大きな影響があ
る。図7はAl富化層の量と耐パウダリング性(剥離量
cps)との関係を示した。Al富化層の量を多く形成
した方が耐パウダリング性が向上する。一方、Al富化
層を極端に多く形成した場合、合金化加熱処理でFe−
Znの合金化反応を過度に抑制するため合金化しにくく
なり好ましくない。これを防止するために、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を製造する場合、溶融めっきの際に形成
されるAl富化層中のAl量は0.2g/m2 以下に限
定し、引き続き合金化加熱処理を施すと好適である。下
限は制限されるものではないが、図7より0.08g/
m2 以上とすると好適である。
【0026】Al富化層の量を調節する手段としては、
上記の浸漬時間及びAl濃度を調節する手段の他に、浴
温や鋼組成、めっき後の冷却方法、めっき付着量等を調
整する手段がある。
上記の浸漬時間及びAl濃度を調節する手段の他に、浴
温や鋼組成、めっき後の冷却方法、めっき付着量等を調
整する手段がある。
【0027】
板厚:0.7mm、板幅:100mmの極低炭素鋼板を
N2 −5%H2 雰囲気中で800℃−20秒の焼鈍を行
った後溶融亜鉛めっき浴中の浸漬時間:0.001〜
2.0秒でめっきを施した。めっき後、ガスワイピング
装置にて付着量を40〜70g/m2 になるように調整
した。このようにして得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の任意位置をサンプリングし、めっき表面外観の目視
評価及びデュポン衝撃テスト−セロテープ剥離試験によ
りめっき密着性を評価した。
N2 −5%H2 雰囲気中で800℃−20秒の焼鈍を行
った後溶融亜鉛めっき浴中の浸漬時間:0.001〜
2.0秒でめっきを施した。めっき後、ガスワイピング
装置にて付着量を40〜70g/m2 になるように調整
した。このようにして得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の任意位置をサンプリングし、めっき表面外観の目視
評価及びデュポン衝撃テスト−セロテープ剥離試験によ
りめっき密着性を評価した。
【0028】<めっき密着性>剥離段階は次の4段階評
価とした。 ◎:めっき層の亀裂なし(良好) 〇:めっき層の剥離なし(わずかに亀裂あり) △:めっき層の亀裂あり ×:めっき層の剥離あり <めっき表面外観> ◎:良好 〇:軽度のドロス付着あり ×:ドロス付着欠陥あり 得られた結果を表1に示す。
価とした。 ◎:めっき層の亀裂なし(良好) 〇:めっき層の剥離なし(わずかに亀裂あり) △:めっき層の亀裂あり ×:めっき層の剥離あり <めっき表面外観> ◎:良好 〇:軽度のドロス付着あり ×:ドロス付着欠陥あり 得られた結果を表1に示す。
【0029】〔実施例2〕
板厚:0.7mm、板幅:100mmの極低炭素鋼板を
N2 −5%H2 雰囲気中で800℃−20秒の焼鈍を行
った後、溶融亜鉛めっき浴中の浸漬時間:0.001〜
3.0秒でめっきを施した。めっき後、ガスワイピング
装置にて付着量を40〜50g/m2 になるように調整
した。次いで合金化処理を施し、得られた合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の任意位置をサンプリングし、めっき表面
外観の目視評価、耐パウダリング性及び焼けむらの目視
評価をした。
N2 −5%H2 雰囲気中で800℃−20秒の焼鈍を行
った後、溶融亜鉛めっき浴中の浸漬時間:0.001〜
3.0秒でめっきを施した。めっき後、ガスワイピング
装置にて付着量を40〜50g/m2 になるように調整
した。次いで合金化処理を施し、得られた合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の任意位置をサンプリングし、めっき表面
外観の目視評価、耐パウダリング性及び焼けむらの目視
評価をした。
【0030】それぞれの評価基準を以下に示す。
<耐パウダリング性の評価>合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の圧縮曲げ側にセロテープを貼り、90°曲げ戻しテス
ト後、セロテープ剥離し、テープに付着した剥離量を測
定して評価した。 ◎:優 〇:良 △:やや不良 ×:不良 <めっき表面外観> ◎:良好 〇:軽度のドロス付着あり ×:ドロス付着欠陥あり <焼けむらの評価> ◎:問題なし 〇:わずかに未合金部あり(問題なし) ×:未合金部あり 得られた結果を表2に示す。
の圧縮曲げ側にセロテープを貼り、90°曲げ戻しテス
ト後、セロテープ剥離し、テープに付着した剥離量を測
定して評価した。 ◎:優 〇:良 △:やや不良 ×:不良 <めっき表面外観> ◎:良好 〇:軽度のドロス付着あり ×:ドロス付着欠陥あり <焼けむらの評価> ◎:問題なし 〇:わずかに未合金部あり(問題なし) ×:未合金部あり 得られた結果を表2に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による溶融亜
鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
によれば、めっき密着性、耐パウダリング性に優れ、自
動車用鋼板等の用途に好適な溶融亜鉛めっき鋼板及び合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造が可能になる等の優れた
効果をもたらすことができる。
鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
によれば、めっき密着性、耐パウダリング性に優れ、自
動車用鋼板等の用途に好適な溶融亜鉛めっき鋼板及び合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造が可能になる等の優れた
効果をもたらすことができる。
【図1】実施例装置の縦断面図である。
【図2】従来例装置の縦断面図である。
【図3】実施例装置の縦断面図である。
【図4】従来例装置の縦断面図である。
【図5】溶融亜鉛めっき浴と鋼板の接触時間とめっき浴
中へのAl添加量との関係を示したグラフである。
中へのAl添加量との関係を示したグラフである。
【図6】Al富化層中のAl量とめっき密着性との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図7】Al富化層量と耐パウダリング性との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
1 鋼板 2 溶融亜鉛浴
3 シンクロール 4 スナウト
5 サポートロール
6 付着量調整装置(ガスワイピング装置)
7 デフレクタロール 8 ガイドロー
ル 9 電磁場印加装置 10 溶融亜鉛浴 11 空中ポット 12 加熱帯 13 保熱帯、冷却帯
ル 9 電磁場印加装置 10 溶融亜鉛浴 11 空中ポット 12 加熱帯 13 保熱帯、冷却帯
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 千昭
千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎
製鉄株式会社 鉄鋼開発・生産本部 鉄
鋼研究所内
(72)発明者 望月 一雄
千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎
製鉄株式会社 鉄鋼開発・生産本部 鉄
鋼研究所内
(72)発明者 宮川 和也
千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎
製鉄株式会社 千葉製鉄所内
(72)発明者 清水 益人
千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎
製鉄株式会社 千葉製鉄所内
(56)参考文献 特開 平6−101009(JP,A)
特開 平6−81101(JP,A)
特開 平6−14810(JP,A)
特開 平4−36446(JP,A)
特開 平3−211264(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C23C 2/00 - 2/40
Claims (4)
- 【請求項1】 純Zn及び不可避不純物からなる溶融亜
鉛めっき浴中へ溶解Al濃度0.12〜1.0重量%の
Alを添加し、該めっき浴中に鋼板を浸漬時間1.0秒
以下浸漬し、溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法において、 純Zn及び不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴と
鋼板との接触時間(t):0.001〜0.5秒でめっ
きを施す際、該浴中に 0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12) <0.04 を満足するAlを添加する ことを特徴とする溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 めっき層中Al富化層の量をAl量で
0.05g/m2 以上とすることを特徴とする請求項1
記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 純Zn及び不可避不純物からなる溶融亜
鉛めっき浴中へ溶解Al濃度0.12〜1.0重量%以
上のAlを添加し、該めっき浴中に鋼板を浸漬時間1.
0秒以下浸漬して溶融亜鉛めっきを施した後、加熱合金
化処理する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法におい
て、 純Zn及び不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴と
鋼板との接触時間(t):0.001〜0.5秒でめっ
きを施す際、該浴中に 0.002<([Al(重量%)]−0.12)×(t
(秒)+0.12)<0.04 を満足するAlを添加し、溶融亜鉛めっきを施した後、
加熱合金化処理を施すことを特徴とする合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項4】 前記溶融亜鉛めっきの際、めっき層中A
l富化層の量がAl量で0.2g/m 2 以下である溶融
亜鉛めっきを施した後、加熱合金化処理することを特徴
とした請求項3記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14049695A JP3496335B2 (ja) | 1994-08-18 | 1995-06-07 | 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-194039 | 1994-08-18 | ||
JP19403994 | 1994-08-18 | ||
JP14049695A JP3496335B2 (ja) | 1994-08-18 | 1995-06-07 | 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08109456A JPH08109456A (ja) | 1996-04-30 |
JP3496335B2 true JP3496335B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=26472984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14049695A Expired - Fee Related JP3496335B2 (ja) | 1994-08-18 | 1995-06-07 | 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3496335B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5605045B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2014-10-15 | 新日鐵住金株式会社 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP14049695A patent/JP3496335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08109456A (ja) | 1996-04-30 |
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---|---|---|---|
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