JP3603512B2 - Al-containing hot-dip galvanized steel sheet and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式溶融めっき設備を使用した、Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板はめっき外観が美麗でかつ耐食性に優れていることから、クロメート液、樹脂含有クロメート処理液等による化成処理を施して、無塗装状態のままロールフォーミングにより成形加工され、建屋の屋根、あるいは外壁等に広く用いられている。
【０００３】
Ａｌ含有溶融亜鉛めっきが施される鋼板（めっき母材という）は、熱間圧延→酸洗工程を経た後の熱延鋼板、または熱間圧延→酸洗→冷間圧延工程を経た後の冷延鋼板が使用される。これらのめっき前工程を経た鋼板は、例えば特開昭５１−８１７４３ 号公報に開示されている、図２に示すような連続式溶融めっき設備に挿入される。
【０００４】
挿入された鋼板１は、先ず還元雰囲気を持つ焼鈍炉２内に入り、加熱され還元焼鈍された後に、下端をめっき浴５に浸漬したスナウト３の中からめっき浴５内に入る。ここで鋼板１の表面には溶融金属が付着する。この後、鋼板１はシンクロール６を経由し、めっき浴５内より排出される過程で、ワイピングノズル７から鋼板１の表面に向かって気体が噴射されて、めっき付着量が調整され、めっき皮膜が形成される。
【０００５】
このように製造されるＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面には、付着した溶融金属の凝固組織に対応したスパングルと称される模様が現れる。このスパングルの大きさが均一になる（これをスパングルの均一性が確保されるという）と、表面外観品質の良好なめっき鋼板が得られることが知られている。
【０００６】
また、スパングルの大きさは、主に、鋼板の表面に付着した溶融金属の凝固過程における核生成やデンドライト成長によって決定される。このため、従来より、めっき浴組成、めっき後の冷却速度等のめっき操業条件を所定の管理範囲に精度良く管理して、スパングル均一性の確保に努めてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同一鋼板製造条件で製造された鋼板を使用し、しかも上述のめっき操業条件が精度良く管理されても、めっき後のスパングルの大きさは、コイル間あるいはコイル内の位置（幅方向および長手方向）で大きくバラツイてしまい、従来より問題となっていた。
【０００８】
この原因は、めっき前工程の鋼板製造過程において、鋼板表面に生じる酸化状態や濃化元素の不均一性（バラツキ）であり、この不均一性が存在したまま、Ａｌ含有溶融亜鉛めっきすると、鋼板表面の不均一性に対応して、スパングルの大きさはバラツイてしまい、表面外観品質が劣化することが、本発明者らの調査により明らかにされた。
【０００９】
加えて、詳しくは後述するように、不均一性が存在する鋼板表面にAl含有溶融亜鉛めっきを施す場合、Zn−Al合金の凝固特性から、Al含有量が20重量％未満の場合に比べ、Al含有量が20重量％以上の場合の方が、スパングルの不均一性が助長され易く、表面外観品質が劣化し易いことが、本発明者らの調査 により明らかにされた。
【００１０】
上記のような不均一性が存在するＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面にクロメート液、樹脂含有クロメート処理液等による化成処理を施しても、同様に表面外観品質が劣化することが、本発明者らの調査により明らかにされた。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、Ａｌを２０重量％以上含有する溶融亜鉛めっきを施す場合において、鋼板表面の不均一性が存在する鋼板を使用しても、スパングルの均一性が確保されて、良好な表面外観品質の得られるＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板、更にはその鋼板表面にクロメート、樹脂等の処理を施したＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、鋼板表 面を片面当り厚さ0.05μm以上研削した後に、連続式溶融めっき設備に挿入し、鋼板表面にAlを20〜95重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させることを特徴とするAl含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。（但し、片面当り厚さ 1.0 μ m で研削後、鋼板表面に Al を 20.0 重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させる場合を除く。）
【００１３】
本発明者らは、前述の課題を解決するため、Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際の、Ｚｎ−Ａｌ合金の凝固特性とスパングルとの関係について鋭意調査、研究を行った。
【００１４】
この結果、Ａｌ含有量が２０重量％未満では、スパングル模様はＺｎがＡｌを固溶して凝固したデンドライト組織に対応し、Ａｌ含有量が２０重量％以上では、ＡｌがＺｎを固溶して凝固したデンドライト組織に対応した凝固組織が生成する。言い換えると、Ａｌ含有量が２０重量％を境に、異なる金属凝固組織が生成し、同じスパングルと称するものでも、凝固組織に対応してめっき後の表面外観品質が異なることを見出した。
【００１５】
この結果、前者のＡｌを２０重量％未満含有するめっき鋼板は、後述するＡｌを２０重量％以上含有するめっき鋼板に比べ、表面外観品質に劣り、外観が問題にならない用途に使用されたり、また耐食性も十分でないため、めっき後の表面に塗装を施して使用される。
【００１６】
一方、後者のＡｌを２０重量％以上含有するめっき鋼板は、スパングル自体が美麗な光沢を有し、またＡｌ含有量が多く耐食性が良好であるため塗装を行わずに、スパングル模様自体に意匠性を持たせて使用されることが可能となる。
【００１７】
また、Ａｌ含有量が９５重量％を超えると、Ａｌめっきに近くなり、鋼板表面にスパングル模様が鮮明に現れなくなってくるため、９５重量％を上限とする。
【００１８】
以上説明したことより、スパングルの不均一性が問題となるのは、Ａｌ含有量が２０重量％以上、９５重量％以下の範囲であり、本発明ではＡｌ含有量をこの範囲に限定した上で、後述する手段によりスパングルの均一性を確保して良好な表面外観品質を得ようとするものである。
【００１９】
次に、本発明者らは、鋼板表面の酸化状態や濃化元素の不均一性の及ぶ範囲を、めっき前工程の鋼板製造条件や、鋼板の品種（含有される合金元素等）を種々変化させて調査した。この結果、通常の冷延鋼板や酸洗熱延鋼板では、その範囲は多くても０．０５μｍ程度であることが判明した。
【００２０】
鋼板表面を片面当り厚さ０．０５μｍ以上研削した後、鋼板表面の不均一性が除去された鋼板を連続式溶融めっき設備に挿入する。ここで、鋼板は還元雰囲気を持った焼鈍炉内で加熱され、還元焼鈍される。この後、焼鈍された鋼板は、焼鈍炉の後方に配置されたスナウト内に入り、これを経由してめっき浴内に挿入される。スナウトの下端はめっき浴に浸漬しているから、研削後の鋼板表面は空気に触れず酸化されることなく、めっき浴内に挿入される。言い換えると、鋼板表面の均一性が確保された状態で、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき浴内に挿入される。
【００２１】
以上述べたことより、片面当り厚さ０．０５μｍ以上研削することにより、Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっきを施す場合でも、鋼板表面の不均一性が除去されるから、スパングルの不均一性は助長されることなく、また均一性が確保されて、表面外観品質の良好なＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。
【００２２】
請求項２に係る発明は請求項１に係る発明により製造されたＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート処理を施すことを特徴とするＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００２３】
Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート処理を施すことを必須としている。前述のように、Ａｌを２０〜９５重量％含有するめっき鋼板は、スパングル模様自体に意匠性を持たせて使用されることが多い。溶融めっき処理を行った後、表面にそれ以上何も処理を施さないと、製品が使用されるまでの保管中および運送中に、鋼板表面に錆を生じてしまうことがある。
【００２４】
そうなると、いかにスパングル模様の均一性が良好でも、表面外観品質としては劣化してしまうことになる。
【００２５】
ゆえに、クロメート処理は、このような保管中および運送中の錆発生を防止するために行われる。なお、クロメート処理の方法には、反応型、塗布型、電解型等があるが、どのような方法で行っても良い。
【００２６】
また、クロメート処理設備を連続式溶融めっき設備に設置して連続で行ってもよいし、連続式溶融めっき設備とは別に設けて行っても良い。
【００２７】
請求項３に係る発明は請求項２に係る発明において、全クロム含有量に対する６価クロム含有量の比がモル比で０．５以上であるクロメート処理液でクロメート処理を施すことを特徴とするＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００２８】
全クロム含有量に対する６価クロム含有量の比を規定したのは、０．５未満であると、製品が使用されるまでの保管中および運送中に、鋼板表面が黒変しやすくなり、やはり表面外観品質の劣化をもたらすからである。
【００２９】
請求項４に係る発明は請求項２又は請求項３に係る発明において、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布することを特徴とするＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００３０】
樹脂を塗布するのは、上述したクロメート処理による効果を保持させ、又は補完するものであり、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に形成されたスパングル模様の均一性を保持し、表面外観品質を良好に保持させる。
【００３１】
樹脂はスパングル模様の均一性を劣化させないものであれば良く、アクリルエマルジョン樹脂等を用いることができる。
【００３２】
請求項５に係る発明は請求項２又は請求項３に係る発明において、樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施すことを特徴とするＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００３３】
樹脂を塗布するのは、上述したように、クロメート処理による効果を保持させ、又は補完するものであることから、樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施しても、同様の効果ができることによる。
【００３４】
これによって、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に形成されたスパングル模様の均一性を保持し、表面外観品質を良好に保持させる。
【００３５】
請求項６に係る発明は鋼板表面を片面当り厚さ0.05μm以上研削した後に、連続式溶融めっき設備に挿入し、鋼板表面にAlを20〜95重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させて製造されたAl含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、金属クロム換算で２〜１００ｍｇ／ｍ2 のクロメート皮膜を形成させたことを特徴とするAl含有溶融亜鉛めっき鋼板である。（但し、片面当り厚さ 1.0 μ m で研削後、鋼板表面に Al を 20.0 重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させる場合を除く。）
【００３６】
上記のようにして製造されたＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート皮膜を形成させたのは、請求項２に係る発明の際に述べた理由によるものである。この場合、全クロメート付着量が金属クロム換算で２〜１００ｍｇ／ｍ２ の皮膜を形成させることが必要である。
【００３７】
下限を金属クロム換算で２ｍｇ／ｍ２ としたのは、これよりも少ないと前述した保管中及び運送中の錆発生防止効果が充分ではないためである。上限を金属クロム換算で１００ｍｇ／ｍ２ としたのは、これよりも多いと製造コスト等の面から経済的に不利になるだけでなく、着色が目立つようになって、やはり表面外観品質の劣化をもたらすためである。
【００３８】
請求項７に係る発明は、鋼板表面を片面当り厚さ０．０５μｍ以上研削した後に、連続式溶融めっき設備に挿入し、鋼板表面にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させて製造されたＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、全クロメート付着量が金属クロム換算で２〜１００ｍｇ／ｍ２ で、樹脂を含む皮膜を形成させたことを特徴とするＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板である。
【００３９】
本発明によれば、クロメート皮膜の上に樹脂皮膜を形成した場合と、樹脂とクロメートの混った皮膜を形成した場合が適用できる。
【００４０】
請求項２または請求項３に係る発明の際に述べた理由によるものである。
どちらの場合でも全クロメート付着量が金属クロム換算で２〜１００ｍｇ／ｍ２ の皮膜を形成させることが必要である。限定理由は請求項６の発明の際に述べた理由によるものである。
【００４１】
樹脂はスパングル模様の均一性を劣化させないものであれば良く、アクリルエマルジョン樹脂等を用いることができる。
【００４２】
通常用いられる樹脂の付着量は０．５〜４．０ｇ／ｍ２ である。
０．５ｇ／ｍ２ 未満では効果が期待できず、４．０ｇ／ｍ２ を超えた場合は効果が横這いである。
【００４３】
【発明の実施の形態】
研削の目的は、前工程で生じた鋼板表面における酸化状態や濃化元素の不均一性を除去し、表面品質の均一性を得る点にある。
【００４４】
研削の方法は、例えばブラシロールや表面に砥石を設けたロール等の機械的研削方法が採用されるが、これ以外の化学的研削方法等でも良い。また、研削設備を連続式溶融めっき設備の前に設置して連続的に処理するか、あるいは別の工程で研削し、この後に連続式溶融めっき設備に挿入しても良い。ただし、後者では、研削後に新たに鋼板表面が酸化して不均一性が生じるから、この防止対策が必要となるため、前者の方が生産性、コスト、作業管理など有利である。
【００４５】
研削量の上限は特に規定しない。しかしながら、研削量を多くするためには、研削設備を増強したり、ラインスピードを下げる必要が生じ、これはコストアップや生産性の低下を招く。また、研削量を必要量以上に増加しても、スパングルの均一性に与える効果は飽和してしまう。更に、研削量が増えると研削による板厚減少が無視できない量になってくる。このような状況を総合的に勘案し、実際上、片面当たり厚さ５μｍ程度までが現実的と考える。
【００４６】
また、本発明においては、鋼板表面を片面当り厚さ０．０５μｍ以上研削した後に、連続式溶融めっき設備に挿入し、鋼板表面にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成させて製造されたＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート処理を施し、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布し、又は樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施すことを行う。
【００４７】
その場合はクロメート処理設備又はクロメート処理設備と樹脂塗布設備の両方を連続式溶融めっき設備に設置して連続で行なう。
【００４８】
この場合、樹脂塗布設備は連続式溶融めっき設備とは別に設けても良い。あるいはクロメート処理設備と樹脂塗布設備の両方を連続式溶融式めっき設備とは別に設けて行っても良い。
【００４９】
また、樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施す場合は、クロメート処理設備を一部改造して使用することができる。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）
本発明の効果を確認するために、連続式溶融めっき設備の入側にブラシロールを備えた表面研削装置を設置して溶融亜鉛めっき鋼板の製造試験を行った。めっき母材として、板幅１０５０ｍｍ、板厚が０．２７〜１．０ｍｍの範囲の低炭素Ａｌキルド鋼の冷延鋼板を使用した。鋼板表面の研削量を０〜１．３４μｍの範囲で変化させ、表面研削後の鋼板を連続式溶融めっき設備に挿入し、焼鈍炉内で７５０℃に加熱し、還元焼鈍した。その後、炉内で板温を５８０℃まで冷却した後、溶融めっき浴に挿入した。めっき浴組成は５５％Ａｌ−１．５％Ｓｉ−Ｚｎ、めっき付着量は両面で１５０ｇ／ｍ２以上とした。その他の製造条件は同等材を通板するときの標準的な条件とした。
【００５１】
めっき後の表面外観品質は、本発明者らの提唱する「スパングル均一性インデックス」を用いてスパングルの大きさおよび形状の均一性を評価した。ここで、「スパングル均一性インデックス」とは、１０ｃｍ×１０ｃｍの鋼板サンプルから任意に１０箇所選定し、１ｃｍの長さを横切るスパングルの数をカウントした時に、「スパングル均一性インデックス」＝「最大カウント値」／「最小カウント値」と定義する。「スパングル均一性インデックス」が、１．０〜１．５の範囲にあればスパングルの均一性は良好であると判定する。
【００５２】
表１、表２は試験条件とその結果を示す。また図１は、表１より鋼板表面の研削量とスパングル均一性インデックスとの関係を図示したものである。
【００５３】
【表１】
【表２】
図１より、０．０５μｍ以上の研削量が確保される実施例では、スパングル均一性インデックスが１．０〜１．５の範囲にあり、スパングルの均一性が確保され、良好な表面外観品質が得られた。しかし、０．０５μｍ未満の比較例および研削しない従来例では、スパングル均一性インデックスは１．５を越えてしまい、スパングルの均一性が確保されず、良好な表面外観品質も得られなかった。
【００５６】
（実施例２）
次に、実施例１の表１に示される実験番号１３、１４、１５と同じ条件のＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を供試料として、それにクロメート処理を施し場合（該当○印）、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布した場合（該当○印）、及び樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施した場合（該当○印）に区分してＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の外観目視評価を行った。外観目視評価は良好（○印）、不良（×印）で表示した。
【００５７】
クロメート処理液は全クロム含有量に対する６価クロム含有量の比がモル比で０．７５とした。
【００５８】
クロメート付着量は金属クロム換算で１５ｍｇ／ｍ２ とした。
樹脂にはアクリルエマルジョン樹脂を用い、樹脂付着量を２．０ｇ／ｍ２ とした。
【００５９】
比較例として実施例１の表１に示される実験番号１１、１２と同じ条件のＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を供試料として用いた。
【００６０】
表２は試験条件とその結果を示す。
【００６１】
【表３】
表３から明らかなように、本発明例では、クロメート処理を施し場合、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布した場合、及び樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施した場合のいずれも外観目視評価は良好であった。
【００６３】
しかし、比較例では、クロメート処理を施した場合、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布した場合、及び樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施した場合のいずれも外観目視評価は不良であった。
【００６４】
【発明の効果】
本発明方法によれば、連続式溶融めっき設備に挿入する前に、片面当り厚さ０．０５μｍ以上研削することにより、鋼板表面の不均一性が除去されるから、スパングルの不均一性は助長されることなく、スパングル均一性インデックスは１．０〜１．５の範囲が確保され、表面外観品質の良好なＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。
【００６５】
さらに、上記のようにして製造されたＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート処理を施した場合、クロメート処理を施した後に、樹脂を塗布した場合、又は樹脂を含有させたクロメート処理液でクロメート処理を施した場合によって製造されたＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板は、いずれの場合もその表面に形成されたスパングル模様の均一性を保持し、表面外観品質を良好に保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼板表面の研削量とスパングル均一性インデックスとの関係を調査した図である。
【図２】連続式溶融めっき設備を使用して溶融亜鉛めっき鋼板を製造している状況を示す図である。
【符号の説明】
１ 鋼板
２ 焼鈍炉
３ スナウト
４ めっき槽
５ めっき浴
６ シンクロール
７ ワイピングノズル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot-dip galvanized steel sheet containing 20 to 95% by weight of Al using a continuous hot-dip galvanizing equipment and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
The aluminum-containing hot-dip galvanized steel sheet has a beautiful plating appearance and excellent corrosion resistance. Widely used for roofs, outer walls, etc.
[0003]
A steel sheet to be subjected to Al-containing hot-dip galvanizing (referred to as a base metal) is a hot-rolled steel sheet after a hot rolling → pickling step or a cold rolling after a hot rolling → pickling → cold rolling step. Rolled steel sheets are used. The steel sheet that has undergone these pre-plating steps is inserted into a continuous hot-dip plating facility as disclosed in, for example, JP-A-51-81743, as shown in FIG.
[0004]
The inserted steel sheet 1 first enters an annealing
[0005]
On the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet manufactured in this way, a pattern called spangle corresponding to the solidified structure of the adhered molten metal appears. It is known that when the size of the spangle becomes uniform (this is referred to as ensuring the uniformity of the spangle), a plated steel sheet having good surface appearance quality can be obtained.
[0006]
The size of the spangle is mainly determined by nucleation and dendrite growth in the solidification process of the molten metal attached to the surface of the steel sheet. For this reason, conventionally, plating operation conditions such as a plating bath composition and a cooling rate after plating have been accurately controlled within a predetermined control range, and efforts have been made to ensure spangle uniformity.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if a steel plate manufactured under the same steel plate manufacturing conditions is used and the above-mentioned plating operation conditions are precisely controlled, the size of the spangle after plating is determined by the position between the coils or within the coil (width direction and longitudinal direction). Direction), which has been a problem.
[0008]
The cause of this is the non-uniformity (variation) of the oxidation state and concentrated elements that occur on the steel sheet surface during the steel sheet manufacturing process in the pre-plating process. Investigations by the present inventors have revealed that spangles vary in size in accordance with the unevenness of the surface, and the surface appearance quality is deteriorated.
[0009]
In addition, as will be described in detail later, when Al-containing hot-dip galvanizing is performed on the surface of a steel sheet having non-uniformity, from the solidification characteristics of the Zn-Al alloy, the Al content is less than 20% by weight. The present inventors have found that when the Al content is 20% by weight or more, spangle non-uniformity is more likely to be promoted and surface appearance quality is more likely to be degraded.
[0010]
Even if the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having the above-mentioned non-uniformity is subjected to a chemical conversion treatment with a chromate solution, a resin-containing chromate treatment solution, or the like, the surface appearance quality similarly deteriorates. The findings were clarified.
[0011]
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and when a hot-dip galvanizing containing 20% by weight or more of Al is applied, a steel sheet having a non-uniform steel sheet surface is provided. Even if used, Al-containing hot-dip galvanized steel sheet that ensures uniformity of spangles and obtains good surface appearance quality, and further, that the surface of the steel sheet is treated with chromate, resin, etc. And a method for producing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is to form a hot-dip galvanized film containing 20 to 95% by weight of Al on the surface of a steel sheet after grinding the surface of the steel sheet to a thickness of 0.05 μm or more per side and then inserting the same into a continuous hot-dip coating equipment. This is a method for producing an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet. (However, after grinding in per side thickness 1.0 mu m, except the case of forming a galvanized coating containing 20.0% by weight of Al on the surface of the steel sheet.)
[0013]
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have earnestly studied and studied the relationship between the solidification characteristics of a Zn-Al alloy and spangles when manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet containing 20 to 95% by weight of Al. Was done.
[0014]
As a result, when the Al content is less than 20% by weight, the spangle pattern corresponds to a dendrite structure in which Zn solidifies and solidifies Al, and when the Al content is 20% by weight or more, Al forms a solid solution with Zn. A solidified structure corresponding to the solidified dendrite structure is generated. In other words, it has been found that different metal solidification structures are formed at the boundary of the Al content of 20% by weight, and even with the same spangle, the surface appearance quality after plating differs according to the solidification structure.
[0015]
As a result, the former plated steel sheet containing less than 20% by weight of Al is inferior in surface appearance quality to a later-described plated steel sheet containing 20% by weight or more of Al, and is used for applications in which the appearance does not pose a problem. Since the corrosion resistance is not sufficient, it is used after painting the surface after plating.
[0016]
On the other hand, the latter coated steel sheet containing 20% by weight or more of Al has beautiful luster in spangle itself, and has high Al content and good corrosion resistance. Can be used.
[0017]
On the other hand, if the Al content exceeds 95% by weight, it becomes close to Al plating, and a spangle pattern does not clearly appear on the surface of the steel sheet. Therefore, the upper limit is 95% by weight.
[0018]
As described above, the problem of spangle non-uniformity is a problem when the Al content is in the range of 20% by weight or more and 95% by weight or less. In the present invention, the Al content is limited to this range. The purpose of the present invention is to secure the uniformity of spangles and obtain good surface appearance quality by means described later.
[0019]
Next, the present inventors varied the range of the oxidation state of the steel sheet surface and the range of non-uniformity of the concentrated elements by changing the steel sheet manufacturing conditions in the pre-plating process and the type of the steel sheet (including alloy elements, etc.). Let me investigate. As a result, it was found that the range of the ordinary cold rolled steel sheet or pickled hot rolled steel sheet is at most about 0.05 μm.
[0020]
After the surface of the steel sheet is ground to a thickness of 0.05 μm or more per side, the steel sheet from which the unevenness of the steel sheet surface has been removed is inserted into a continuous hot-dip plating facility. Here, the steel sheet is heated in an annealing furnace having a reducing atmosphere and subjected to reduction annealing. Thereafter, the annealed steel sheet enters a snout arranged behind the annealing furnace, and is inserted into the plating bath via the snout. Since the lower end of the snout is immersed in the plating bath, the steel plate surface after grinding is inserted into the plating bath without being exposed to air and being oxidized. In other words, the steel sheet is inserted into the Al-containing hot-dip galvanizing bath while the uniformity of the steel sheet surface is ensured.
[0021]
As described above, even when hot-dip galvanizing containing 20 to 95% by weight of Al is performed by grinding at a thickness of 0.05 μm or more per side, non-uniformity of the steel sheet surface is removed. Non-uniformity is not promoted, and uniformity is ensured, so that an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having good surface appearance quality can be manufactured.
[0022]
The invention according to
[0023]
It is essential that the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet be subjected to a chromate treatment. As described above, a plated steel sheet containing 20 to 95% by weight of Al is often used with the spangled pattern itself having designability. If the surface is not further treated after the hot-dip plating treatment, rust may be generated on the steel sheet surface during storage and transportation until the product is used.
[0024]
Then, no matter how good the spangle pattern uniformity is, the surface appearance quality will be deteriorated.
[0025]
Therefore, the chromate treatment is performed to prevent the generation of rust during such storage and transportation. The method of chromate treatment includes a reaction type, a coating type, an electrolytic type, and the like, but any method may be used.
[0026]
Further, the chromate treatment equipment may be installed in a continuous hot-dip plating equipment and may be performed continuously, or may be provided separately from the continuous hot-dip plating equipment.
[0027]
The invention according to
[0028]
When the ratio of the hexavalent chromium content to the total chromium content is specified to be less than 0.5, the steel sheet surface is easily blackened during storage and transportation until the product is used. This is because the surface appearance quality is deteriorated.
[0029]
The invention according to
[0030]
The application of the resin retains or complements the effect of the above-described chromate treatment, maintains the uniformity of the spangle pattern formed on the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, and improves the surface appearance quality. To be held.
[0031]
The resin may be any resin that does not deteriorate the uniformity of the spangle pattern, and an acrylic emulsion resin or the like may be used.
[0032]
The invention according to
[0033]
As described above, the application of the resin retains or complements the effect of the chromate treatment, so that the same effect can be obtained even if the chromate treatment is performed with the chromate treatment liquid containing the resin. by.
[0034]
Thereby, the uniformity of the spangle pattern formed on the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet is maintained, and the surface appearance quality is favorably maintained.
[0035]
The invention according to claim 6 is to grind the surface of the steel sheet to a thickness of 0.05 μm or more per one side, and then insert it into a continuous hot-dip galvanizing facility to form a hot-dip galvanized film containing 20 to 95% by weight of Al on the steel sheet surface. An Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having a chromate film of 2 to 100 mg / m 2 in terms of metal chromium formed on the surface of the manufactured Al-containing hot-dip galvanized steel sheet. (However, after grinding in per side thickness 1.0 mu m, except the case of forming a galvanized coating containing 20.0% by weight of Al on the surface of the steel sheet.)
[0036]
The reason why the chromate film was formed on the surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet manufactured as described above is for the reason described in the invention according to
[0037]
The lower limit is set to 2 mg / m 2 in terms of metallic chromium, because if it is less than this, the effect of preventing rusting during storage and transportation described above is not sufficient. The upper limit of 100 mg / m 2 in terms of metallic chromium is that if it is more than this, not only is it economically disadvantageous in terms of manufacturing costs, etc., but also the coloring becomes conspicuous, and the surface appearance quality also deteriorates. In order to bring about.
[0038]
The invention according to
[0039]
According to the present invention, a case where a resin film is formed on a chromate film and a case where a film in which a resin and a chromate are mixed are formed can be applied.
[0040]
This is because of the reason stated in the invention according to
In either case, it is necessary to form a film having a total chromate adhesion amount of 2 to 100 mg / m 2 in terms of chromium metal. The limitation reason is based on the reason stated in the invention of claim 6.
[0041]
The resin may be any resin that does not deteriorate the uniformity of the spangle pattern, and an acrylic emulsion resin or the like may be used.
[0042]
The adhesion amount of the resin generally used is 0.5 to 4.0 g / m 2 .
If it is less than 0.5 g / m 2 , the effect cannot be expected, and if it exceeds 4.0 g / m 2 , the effect is flat.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The purpose of the grinding is to remove the oxidation state and the non-uniformity of the condensed elements on the surface of the steel sheet generated in the previous process, thereby obtaining the uniformity of the surface quality.
[0044]
As a grinding method, for example, a mechanical grinding method such as a brush roll or a roll having a grindstone on its surface is adopted, but other chemical grinding methods may be used. Further, the grinding equipment may be installed in front of the continuous hot-dip plating equipment for continuous processing, or may be ground in another step and then inserted into the continuous hot-dip plating equipment. However, in the latter case, since the surface of the steel sheet is newly oxidized after the grinding to cause non-uniformity, it is necessary to take measures to prevent this, and the former is more advantageous in terms of productivity, cost, work management, and the like.
[0045]
The upper limit of the grinding amount is not particularly defined. However, in order to increase the grinding amount, it is necessary to increase the grinding equipment or reduce the line speed, which leads to an increase in cost and a decrease in productivity. Further, even if the grinding amount is increased beyond the necessary amount, the effect on spangle uniformity is saturated. Further, when the grinding amount increases, the reduction in the thickness due to the grinding becomes an amount that cannot be ignored. Considering such a situation comprehensively, it is considered that a thickness of about 5 μm per side is practical in practice.
[0046]
Further, in the present invention, after the surface of the steel sheet is ground to a thickness of 0.05 μm or more per side, the steel sheet is inserted into a continuous hot-dip galvanizing apparatus to form a hot-dip galvanized film containing 20 to 95% by weight of Al on the steel sheet surface. The surface of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet manufactured as described above is subjected to a chromate treatment, and after the chromate treatment, a resin is applied or subjected to a chromate treatment with a chromate treatment liquid containing the resin.
[0047]
In that case, the chromate treatment equipment or both the chromate treatment equipment and the resin coating equipment are installed in a continuous hot-dip plating equipment to perform the treatment continuously.
[0048]
In this case, the resin coating equipment may be provided separately from the continuous hot-dip plating equipment. Alternatively, both the chromate treatment equipment and the resin coating equipment may be provided separately from the continuous hot-dip plating equipment.
[0049]
When performing chromate treatment with a chromate treatment solution containing a resin, the chromate treatment equipment can be partially modified and used.
[0050]
【Example】
(Example 1)
In order to confirm the effects of the present invention, a production test of a hot-dip galvanized steel sheet was performed by installing a surface grinding device provided with a brush roll on the entrance side of a continuous hot-dip galvanizing facility. A cold rolled steel sheet of low carbon Al killed steel having a sheet width of 1050 mm and a sheet thickness of 0.27 to 1.0 mm was used as a plating base material. The grinding amount of the surface of the steel sheet was changed in the range of 0 to 1.34 μm, and the steel sheet after the surface grinding was inserted into a continuous hot-dip plating apparatus, heated to 750 ° C. in an annealing furnace, and subjected to reduction annealing. Then, after cooling the plate temperature to 580 ° C. in the furnace, it was inserted into a hot-dip plating bath. The plating bath composition was 55% Al-1.5% Si-Zn, and the coating weight was 150 g / m 2 or more on both sides. Other manufacturing conditions were standard conditions for passing equivalent materials.
[0051]
Regarding the surface appearance quality after plating, the size and shape uniformity of spangles were evaluated using the “sponge uniformity index” proposed by the present inventors. Here, the “spangle uniformity index” is defined as “spangle uniformity index” = “maximum count” when 10 points are arbitrarily selected from a steel plate sample of 10 cm × 10 cm and the number of spangles crossing the length of 1 cm is counted. Value / Minimum count value. If the “spangle uniformity index” is in the range of 1.0 to 1.5, it is determined that the spangle uniformity is good.
[0052]
Tables 1 and 2 show the test conditions and the results. FIG. 1 shows the relationship between the grinding amount of the steel sheet surface and the spangle uniformity index from Table 1.
[0053]
[Table 1]
[Table 2]
From FIG. 1, in the example in which the grinding amount of 0.05 μm or more is secured, the spangle uniformity index is in the range of 1.0 to 1.5, the spangle uniformity is secured, and the good surface appearance quality is obtained. Obtained. However, in the comparative example of less than 0.05 μm and the conventional example without grinding, the spangle uniformity index exceeded 1.5, the spangle uniformity was not secured, and good surface appearance quality was not obtained.
[0056]
(Example 2)
Next, when the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet under the same conditions as those of Experiment Nos. 13, 14 and 15 shown in Table 1 of Example 1 was used as a sample and subjected to chromate treatment (marked with ○), the chromate treatment was performed. After that, the resin was coated (applicable mark), and the chromate treatment was performed with a chromate treatment solution containing the resin (applicable mark). went. The visual appearance was evaluated as good (良好) and poor (x).
[0057]
The chromate treatment liquid had a molar ratio of hexavalent chromium content to total chromium content of 0.75.
[0058]
The amount of attached chromate was 15 mg / m 2 in terms of metal chromium.
Acrylic emulsion resin was used as the resin, and the resin adhesion amount was 2.0 g / m 2 .
[0059]
As a comparative example, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet under the same conditions as in Experiment Nos. 11 and 12 shown in Table 1 of Example 1 was used as a sample.
[0060]
Table 2 shows the test conditions and the results.
[0061]
[Table 3]
As is evident from Table 3, in the present invention examples, any of the case where the chromate treatment is performed, the case where the resin is applied after the chromate treatment is performed, and the case where the chromate treatment is performed with the chromate treatment liquid containing the resin is performed. Also, the appearance visual evaluation was good.
[0063]
However, in the comparative example, when the chromate treatment was performed, after the chromate treatment was performed, the resin was applied, and when the chromate treatment was performed with the chromate treatment liquid containing the resin, the appearance visual evaluation was poor. Met.
[0064]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, the non-uniformity of the steel plate surface is removed by grinding at a thickness of 0.05 μm or more per side before inserting into the continuous hot-dip plating equipment, so that the spangle non-uniformity is promoted. Without this, a spangle uniformity index in the range of 1.0 to 1.5 is ensured, and an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having good surface appearance quality can be manufactured.
[0065]
Furthermore, when the chromate treatment is applied to the surface of the hot-dip galvanized steel sheet containing 20 to 95% by weight of Al produced as described above, the resin is applied after the chromate treatment, or the resin is applied. The Al-containing hot-dip galvanized steel sheet produced by performing chromate treatment with the contained chromate treatment liquid maintains the uniformity of the spangle pattern formed on the surface in any case, and improves the surface appearance quality. Can be held.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a grinding amount of a steel sheet surface and a spangle uniformity index.
FIG. 2 is a diagram showing a situation where a hot-dip galvanized steel sheet is manufactured using a continuous hot-dip galvanizing facility.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
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