JP4461866B2 - 耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、建材や家庭用電気器具等の分野で広く利用されている、溶融Zn−Al系合金めっき鋼板、特に耐食性および曲げ加工性を向上した溶融Zn−Al系合金めっき鋼板およびその製造方法に関するものである。
溶融Znめっき鋼板は、軽量で、かつ防水性、Znの鋼板に対する犠牲防食性および施工性に優れていることから、デッキプレートや軽天井をはじめとして屋根やサイデイング等に到る、広い範囲で使用されている。特に、最近は住宅リサイクル法が制定され、住宅の長寿命化のニーズが高まっていることもあり、個人住宅向けを中心に、従来より高い耐食性をもつ、例えば溶融55mass％Al−1.6mass％Si−Zn合金めっき鋼板などが大きく需要を伸ばしている。
このめっき鋼板は、めっき層中のAl濃度を55mass％まで高めることにより、Znの犠牲防食能に加えて、Alによる保護性に優れた腐食生成物により、溶融Znめっき鋼板の２〜５倍の耐食性を示すことが広く知られている。しかし、Al濃度が高いため、めっき層が固く曲げ加工性に劣り、さらに曲げ加工部や切断部の鋼板が露出している領域では、その曝露初期に赤錆が発生しやすいという、欠点があった。
上記の加工部並びに切断部の耐食性を改善させるために、Zn−Al系合金めっき鋼板においてMgを添加することが、例えば特許文献１に提案されている。
Mgの添加によって、確かに加工部および切断部を含む耐食性は改善されるが、一方で加工性、とりわけ曲げ加工性に劣るところに問題を残していた。すなわち、この種のめっき鋼板を住宅向けの使途とする場合には、曲げ加工が施された際に、めっき層にクラックが発生しないことが肝要である。なぜなら、これらのクラック発生部位では、鋼板が露出し赤錆が発生しやすいことに加え、鋼板が0.6mm以下と薄い場合は、エンボス加工時に鋼板が破断するという危険性もあるからである。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、この曲げ加工性については何ら考慮されておらず、上記の用途においては、この曲げ加工性の改善が必須であった。
また、特許文献２には、Zn−Al系めっき鋼板中のMgを１mass％未満とし、Ca、NaおよびBaを選択添加する技術が開示されている。この場合、Mgの単独添加に比べて、加工部および切断部の耐食性をさらに改善することが可能であるが、曲げ加工性については、やはり考慮されていない。
ここに、高曲げ加工性のZn−Al系めっき鋼板について、特許文献３には、16〜28mass％の中濃度のAlにMgを選択添加した溶融めっき鋼板に、５％以上の圧下率で冷間圧延を施すことが記載されている。しかしながら、特許文献３の技術は、主に制振性を向上するためのものであり、さらに、ここで述べられている曲げ加工性はプレス成形性に関する機械的性質であり、めっき層の曲げ加工性は何ら考慮されていない。
本発明は、Mgを添加して耐食性を向上したZn−Al系合金めっき鋼板において、さらに曲げ加工性をも改善する手法を確立することによって、耐食性および曲げ加工性に共に優れた溶融Zn−Al系めっき鋼板を、その製造方法に併せて提供することを目的とするものである。
発明者らは、Zn−0.14mass％Al、Zn−６mass％Al、Zn−11mass％Al、Zn−22％Al−0.5mass％Si、Zn−45mass％Al−1.3mass％SiおよびZn−55mass％Al−1.6mass％Siの各組成を有する溶融めっき浴に、Zn−20mass％MgまたはAl−10mass％Mg母合金を適宜用いてMgを最高５mass％まで順次増量しながら、片面めっき厚が20±2.5μmとなるようにめっきを施したのち、JIS Ｚ2248−1996に規定される密着曲げに準拠して、鋼板に０Ｔ曲げを行った加工部および切断部とそれ以外の平面部の耐食性を、JIS Ｋ5621−2003耐複合サイクル防食性に準拠した、複合サイクル腐食試験により調査した。
この調査によれば、特に加工部の耐食性が他よりも劣ることが判明した。そこで、各めっき鋼板について、０Ｔ曲げを行っためっき層の曲げ加工部を実体顕微鏡で観察したところ、めっき層にクラックが発生していることが判明した。
この調査によれば、特に加工部の耐食性が他よりも劣ることが判明した。そこで、各めっき鋼板について、０Ｔ曲げを行っためっき層の曲げ加工部を実体顕微鏡で観察したところ、めっき層にクラックが発生していることが判明した。
さらに、この原因について鋭意究明したところ、Mgを添加した場合に生じる、MgZn2、Mg2Si、Zn／Al／MgZn2共晶など、Mg系金属間化合物の単独または複合組織が粗大化し、これら組織がクラックの起点となることを知見した。
以上の知見に基づき、さらに実験を重ねた結果、通常はめっき層中に均一に存在するMgが、めっき層の表面およびその近傍に濃化していると、曲げ加工性が向上することを新たに見出した。
以上の知見に基づき、さらに実験を重ねた結果、通常はめっき層中に均一に存在するMgが、めっき層の表面およびその近傍に濃化していると、曲げ加工性が向上することを新たに見出した。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）鋼板の表面にZn−Al系合金めっき層を有する溶融めっき鋼板において、該めっき層は、Al：15mass％以上40mass％未満、Si：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％およびMg：0.005〜３mass％を含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の成分組成を有し、かつ、めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の1.6倍以上であることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
（１）鋼板の表面にZn−Al系合金めっき層を有する溶融めっき鋼板において、該めっき層は、Al：15mass％以上40mass％未満、Si：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％およびMg：0.005〜３mass％を含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の成分組成を有し、かつ、めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の1.6倍以上であることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
（２）前記めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の２倍以上であることを特徴とする上記（１）に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
（３）鋼板の表面にZn−Al系合金めっき層を有する溶融めっき鋼板において、該めっき層は、Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、さらにMgとMg含有量の1/2以下のCaとを合計で0.005〜３mass％含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の成分組成を有し、かつめっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度がめっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均の1.6倍以上であることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
（４）前記めっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度が、めっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均の２倍以上であることを特徴とする上記（３）に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
ここで、上記めっき層の表層とは、めっき表面から、めっき厚の１／５深さまでと定義する。
ここで、上記めっき層の表層とは、めっき表面から、めっき厚の１／５深さまでと定義する。
（５）前記めっき層は、さらにCr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.002〜２mass％含有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
（６）Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、残部はZnおよび不可避的不純物の組成になる溶融めっき浴に、鋼板を浸漬してめっき層を形成し、次いで鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層が凝固するまでの間に、Mgイオンを0.1mol／リットル以上含有する溶液をめっき層の表面に付着させることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
（７）Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、残部はZnおよび不可避的不純物の組成になる溶融めっき浴に、鋼板を浸漬してめっき層を形成し、次いで鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層が凝固するまでの間に、MgイオンおよびMgイオンの1/2以下の量のCaイオンを合計で0.1mol／リットル以上含有する溶液をめっき層の表面に付着させることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
（８）前記めっき浴に、さらにMg：0.005〜１mass％を添加することを特徴とする上記（６）または（７）に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
（９）前記めっき浴に、さらにMgとMg含有量の1/2以下のCaとを合計で0.005〜１mass％添加することを特徴とする上記（６）または（７）に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
（１０）前記めっき浴に、さらにCr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.002〜２mass％添加することを特徴とする上記（６）〜（９）のいずれかに記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
本発明によれば、優れた耐食性および曲げ加工性を兼ね備えた溶融Zn−Al系めっき鋼板を提供することができる。
以下、本発明の溶融Zn−Al系合金めっき鋼板について、具体的に説明する。まず、めっき層の成分組成から順に述べる。
Al：15mass％以上40mass％未満
Alの含有量が15mass％より少ないと、耐食性が劣化し、Zn−55％Al−1.6％Siめっき鋼板と同等レベル程度の耐食性しか得られなくなるため、15mass％以上とする。一方、40mass％以上では、めっきのままでは曲げ加工性に劣るものとなる。より好適な範囲は、微細な共析組織を得やすい18〜25mass％である。
Al：15mass％以上40mass％未満
Alの含有量が15mass％より少ないと、耐食性が劣化し、Zn−55％Al−1.6％Siめっき鋼板と同等レベル程度の耐食性しか得られなくなるため、15mass％以上とする。一方、40mass％以上では、めっきのままでは曲げ加工性に劣るものとなる。より好適な範囲は、微細な共析組織を得やすい18〜25mass％である。
Si：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％
Siは、鋼板とAlとの合金化を抑制するために添加する元素であり、（0.0005×〔mass％Al〕）mass％より少ないと合金層が生成し、この合金層を起点としてめっき層厚み方向にクラックが発生しやすくなるため、曲げ加工性が劣化する。よってSiは（0.0005×〔mass％Al〕）mass％以上とする。逆に、（0.05×〔mass％Al〕）mass％より多いと、Mg2Siが粗大化しやすくなり、曲げ加工性が劣化し、さらには加工部および切断部の耐食性が劣化するため、（0.05×〔mass％Al〕）mass％以下とする。より好適な範囲は、（0.005〜0.03）×〔mass％Al〕である。
Siは、鋼板とAlとの合金化を抑制するために添加する元素であり、（0.0005×〔mass％Al〕）mass％より少ないと合金層が生成し、この合金層を起点としてめっき層厚み方向にクラックが発生しやすくなるため、曲げ加工性が劣化する。よってSiは（0.0005×〔mass％Al〕）mass％以上とする。逆に、（0.05×〔mass％Al〕）mass％より多いと、Mg2Siが粗大化しやすくなり、曲げ加工性が劣化し、さらには加工部および切断部の耐食性が劣化するため、（0.05×〔mass％Al〕）mass％以下とする。より好適な範囲は、（0.005〜0.03）×〔mass％Al〕である。
Mg：0.005〜３mass％
Mgは、特に加工部および切断部の耐食性を改善させることができる。そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、0.005〜３mass％の範囲において有効である。すなわち、0.005mass％より少ないと、耐食性の改善効果が認められない。一方、３mass％を超えると、めっき層が凝固する間にMg，CaとZnまたはSiの金属間化合物の単独またはZn／Alとの共晶組織が粗大析出しやすくなり、曲げ加工性、さらに加工部および切断部の耐食性が劣化する。より好適な範囲は、0.05〜２mass％である。
Mgは、特に加工部および切断部の耐食性を改善させることができる。そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、0.005〜３mass％の範囲において有効である。すなわち、0.005mass％より少ないと、耐食性の改善効果が認められない。一方、３mass％を超えると、めっき層が凝固する間にMg，CaとZnまたはSiの金属間化合物の単独またはZn／Alとの共晶組織が粗大析出しやすくなり、曲げ加工性、さらに加工部および切断部の耐食性が劣化する。より好適な範囲は、0.05〜２mass％である。
MgとMg含有量の1/2以下のCaとを合計で0.005〜３mass％
Mg とともに、Caを複合して添加することにより、さらに加工部および切断部の耐食性を改善させることができる。なお、合計添加量における上下限の限定理由は、上記Mgの単独添加の場合と同様である。
なお、Caの含有量は、Mg含有量の1/2以下とする。なぜなら、Caは、単独添加では耐食性改善効果がなく、理由は必ずしも明らかではないが、Mgとともに少量添加することで耐食性が改善され、Caの含有量が、Mgの1/2を超えると、複合添加による耐食性の改善効果が乏しくなるからである。
Mg とともに、Caを複合して添加することにより、さらに加工部および切断部の耐食性を改善させることができる。なお、合計添加量における上下限の限定理由は、上記Mgの単独添加の場合と同様である。
なお、Caの含有量は、Mg含有量の1/2以下とする。なぜなら、Caは、単独添加では耐食性改善効果がなく、理由は必ずしも明らかではないが、Mgとともに少量添加することで耐食性が改善され、Caの含有量が、Mgの1/2を超えると、複合添加による耐食性の改善効果が乏しくなるからである。
ここで、めっき層の表層におけるMg濃度とめっき層の平均Mg濃度との比、つまり（めっき層の表層のMg濃度）／（めっき層の平均Mg濃度）比が1.6倍以上であることが肝要である。なぜなら、Mgを添加した場合の曲げ加工性の劣化は、上記したMg系金属間化合物組織の粗大化に起因していることは上述の通りであり、このMg系金属間化合物組織の粗大化は、Mg濃度を、めっき層の表面およびその近傍に濃化することによって、回避することができるからである。
なお、めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の２倍以上であることがより好ましい。
また、Mg とともに、Caを複合して添加する場合は、Mgの単独添加の場合と同様、めっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度と、めっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均との比、つまり（めっき層の表層のMg＋Ca濃度）／（めっき層の平均Mg＋Ca濃度）比を1.6倍以上とする。より好ましくは、めっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度を、めっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均の２倍以上とする。Mg単独と同様に、めっき層の表面およびその近傍にMgおよびCaが濃化することによって、上記Mg系金属間化合物組織の粗大化を回避することができるからである。
本発明では、さらに耐食性の向上を目的として、Cr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.002〜２mass％添加してもよい。添加量が0.002mass％より少ないと、耐食性の向上効果が認められず、２mass％より多いと、浴温が上昇し、ドロスも大量発生するので、操業性が著しく低下する。より好適な範囲は0.01〜1.0mass％である。
なお、Cr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を添加する場合は、ドロスの発生を抑えめっき性を改善する目的で、Srを0.002〜0.1mass％添加することができる。これより少ないと効果がなく、多すぎるとめっき層中にSrが粗大析出し、耐食性が低下するので好ましくない。好適範囲は、上記金属元素の添加量（mass％）の0.005〜0.02mass％である。
次に、上記しためっき層組織とするための製造方法について説明する。
まず、本発明における被めっき鋼板としては、通常の方法で製造した鋼板、たとえば低炭素アルミキルド鋼板や極低炭素鋼板等がいずれも好適に使用できる。本発明では、これらの鋼板を溶融Zn−Al系合金めっき浴に浸漬する、いわゆる熱浸めっきを行い、該鋼板をめっき浴から引き上げてガスワイピング等で付着量を調整した後、冷却し溶融Zn−Al系合金めっき層を形成する。
まず、本発明における被めっき鋼板としては、通常の方法で製造した鋼板、たとえば低炭素アルミキルド鋼板や極低炭素鋼板等がいずれも好適に使用できる。本発明では、これらの鋼板を溶融Zn−Al系合金めっき浴に浸漬する、いわゆる熱浸めっきを行い、該鋼板をめっき浴から引き上げてガスワイピング等で付着量を調整した後、冷却し溶融Zn−Al系合金めっき層を形成する。
この溶融Zn−Al系合金めっき浴の浴組成は、Alを15mass％以上40mass％未満、そしてSiをAl量（mass％）の（0.0005〜0.05）倍の範囲で含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の組成になるように調整しなければならない。この不可避的不純物とは、Fe，Pb，Sn，Cd等であり、これらは合計で0.05mass％を超えることは好ましくない。
ここで、本発明になるめっき層は、Mgを必須とし、必要に応じてMgの１／２のCaを合計で0.005〜３mass％を含有し、しかもめっき表層のMgまたは、MgおよびCaの合計濃度をめっき層の平均濃度より高くするところに特徴があることから、上記めっき浴から引き上げ後の鋼板に対して、そのめっき層が凝固するまでの間に、Mgイオンを必須として、必要に応じてMgイオンの1/2以下の量のCaイオンを合計で0.01mol／リットル以上含有する溶液を、当該めっき層の表面に付着させることが、肝要である。
めっき層に付着させる溶液におけるMg濃度または、MgおよびCaの合計濃度は、0.1mol／リットル未満ではめっき表層のMgまたは、MgおよびCaの合計濃度をめっき層の平均濃度より高くすることが難しくなる。一方、溶液におけるMg濃度または、MgおよびCaの合計濃度が3.5mol／リットルを超えると、溶液を噴霧するためのノズルが詰まりやすくなるので、3.5mol／リットル以下とすることが好ましい。
なお、MgおよびCaは、これらの塩化物を添加して溶液に含有させることが好ましい。また、MgまたはMgおよびCaを含有する溶液は水溶液であることが好ましいが、水以外の溶媒を含んでいてもよい。
なお、MgおよびCaは、これらの塩化物を添加して溶液に含有させることが好ましい。また、MgまたはMgおよびCaを含有する溶液は水溶液であることが好ましいが、水以外の溶媒を含んでいてもよい。
また、上記めっき浴には、耐食性のさらなる改善を目的に、Mgを単独で、または MgおよびCaを複合して、添加することができる。すなわち、Mgまたは、MgおよびCaをめっき浴に添加する場合は、Mg単独または、MgおよびMgの１／２のCaを合計で0.005〜１mass％の範囲で添加する。ここで、１mass％を超えると、めっき層の凝固途中にて、MgおよびCaとZnおよびSiとの金属間化合物が粗大に析出しやすくなり、一方0.005mass％未満では、耐食性改善の効果が認められなくなるからである。さらにCaの添加量が、Mgの１／２を超えると、複合添加による耐食性の改善効果が小さくなるからである。
さらに、耐食性の向上の観点から、必要に応じてCr、Mn、NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を添加することができる。耐食性の向上を期待するには、少なくとも１種または２種以上の合計が0.002mass％以上であることが好ましく、一方
操業性の観点からは２mass％以下、より好ましくは１mass％以下とするとよい。
操業性の観点からは２mass％以下、より好ましくは１mass％以下とするとよい。
なお、めっき鋼板の冷却後、コイル巻取りまでの間に形状矯正を目的としたテンションレベラー、めっき表面の平滑化を目的としたスキンパス圧延を必要に応じて行うことができる。さらに、化成処理と一層または二層のカラー塗装を行うこともできる。
Ｃ：0.039mass％、Si：0.012mass％、Mn：0.15mass％、Ｓ：0.008mass％およびAl：0.022mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる、板厚：0.8mmの低炭素アルミキルド鋼板に、連続式溶融めっき設備によって、溶融Zn−Al合金めっきを施した。溶融めっき浴は、99.99mass％Zn、Alインゴット、25mass％Si−Al、20mass％Mg−Zn、1.2mass％Cr−Zn、５mass％Cr−Al、10mass％Mn−Zn、５mass％Ni−Zn、そして5.5mass％Co−Znの各合金インゴットを用いた。めっき浴およびめっき層の組成分析結果を、表１に示す。
めっき処理は、めっき浴への浸漬時間を約１秒とし、目標めっき層厚（片面当たり）が20μmとなるようにめっき付着量をワイパーによって制御して行った。このめっき処理において、鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層の凝固が完了するまでの間に、表２に示す濃度で塩化Mgを脱イオン水に添加した水溶液を、めっき層表面に１〜３秒間噴霧しながら冷却した。
かくして得られた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板から、めっき層の組成分析用に幅50mmおよび長さ50mmの試験片を各２枚ずつ採取し、また平面部、曲げ加工部、切断部の耐食性評価用に幅70mmおよび長さ150mmの試験片を各３枚ずつ採取した。
なお、めっき層の組成は、1枚をそのまま、もう1枚を表面から１／５深さまでを研削で除去した後に、裏面をシール後、ISO溶解液（塩酸50mass％水溶液＋0.35mass％ヘキサメチレンテトラミン）30mlに浸漬してめっき層のみを溶解した溶解液を水100mlで希釈し、ICP発光分光分析法により定量した。表面から１／５深さまでの表層およびめっき層平均のMg濃度の比は以下の式から求めた。
Ｓ／ａ＝５−４ｂ／ａ
ここに、Ｓはめっき表面から１／５深さまでのMg濃度の計算値、ａはめっき層全体の平均のMgの定量結果（mass％）、ｂは表面から１／５深さまでを除去した試料からのMgの定量結果(mass％)である。
Ｓ／ａ＝５−４ｂ／ａ
ここに、Ｓはめっき表面から１／５深さまでのMg濃度の計算値、ａはめっき層全体の平均のMgの定量結果（mass％）、ｂは表面から１／５深さまでを除去した試料からのMgの定量結果(mass％)である。
耐食性の評価は、平面部と曲げ加工部用の試験片の裏面とエッジをテープシールした。曲げ加工部用は、さらに長さ75mm位置でJIS Ｚ2248−1996に規定される密着曲げに準拠して０Ｔ曲げを行い、曲げた外側の部位を、また切断部用の試験片は長手方向の両側面部が下バリとなるように切断し、その裏面と上下側面部とをテープで覆い、JIS Ｋ5621−2003耐複合サイクル防食性に準拠したサイクルに設定した複合サイクル腐食試験装置に入れ、面積率で５％赤錆発生までの時間（サイクル数）を測定した。このサイクル数が300以上であれば、優れた耐食性が得られていると判断できる。
さらに、溶融Zn−Al系合金めっき鋼板から、めっき層の曲げ加工性評価用に幅70mmおよび長さ100mmの試験片を各５枚ずつ採取し、長さ50mm位置でJIS Ｚ2248−1996に規定される密着曲げに準拠して０Ｔ曲げ試験に供して、曲げ外側の部位を真上から100倍の実体顕微鏡で１試験片について１視野を観察し、次に示す５段階レベルの評価をし、５試験片計５視野の平均を求めた。
評価５：クラック全くなし
評価４：鋼素地まで達しないヘアクラックが１本／視野〜10本／視野
評価３：鋼素地まで達しないヘアクラックが11本／視野以上（ただし、鋼素地に達する粗大クラックなし）
評価２：鋼素地まで達する粗大クラックが１本／視野〜５本／視野
評価１：鋼素地まで達する粗大クラックが６本／視野以上
評価５：クラック全くなし
評価４：鋼素地まで達しないヘアクラックが１本／視野〜10本／視野
評価３：鋼素地まで達しないヘアクラックが11本／視野以上（ただし、鋼素地に達する粗大クラックなし）
評価２：鋼素地まで達する粗大クラックが１本／視野〜５本／視野
評価１：鋼素地まで達する粗大クラックが６本／視野以上
以上の測定並びに評価の各結果を、表３に示す。同表から、本発明により、平面部曲げ加工部および切断部の耐食性がともに優れ、かつめっき層の曲げ加工性にも優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板が得られることがわかる。
Ｃ：0.0012mass％、Mn：0.10mass％、Ｓ：0.007mass％およびAl：0.023mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる、板厚：0.8mmの極低炭素アルミキルド鋼板に、連続式溶融めっき設備によって、溶融Zn−Al合金めっきを施した。溶融めっき浴は、99.99mass％Zn、Alインゴット、25mass％Si−Al、10mass％Ca−Al、20mass％Mg−Zn、1.2mass％Cr−Zn、５mass％Cr−Al、10mass％Mn−Zn、５mass％Ni−Zn、そして5.5mass％Co−Znの各合金インゴットを用いた。めっき浴およびめっき層の組成分析結果を表４に示す。
めっき処理は、めっき浴への浸漬時間を約１秒とし、目標めっき層厚（片面当たり）が20μmとなるようにめっき付着量をワイパーによって制御して行った。このめっき処理において鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層の凝固が完了するまでの間に、表５に示す濃度で塩化Mg、塩化Caを脱イオン水に添加した水溶液を、めっき層表面に１〜３秒間噴霧しながら冷却した。
その後、実施例１と同様にして、Ｓ／ａ、平面部、０Ｔ曲げ加工部および切断端面部（下バリ）の耐食性を評価するとともに、曲げ加工性も評価した。その測定並びに評価結果を、表６に示す。
同表から本発明により、平面部、曲げ加工部および切断部の耐食性がともに優れ、かつめっき層の曲げ加工性にも優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板が得られることがわかる。
その後、実施例１と同様にして、Ｓ／ａ、平面部、０Ｔ曲げ加工部および切断端面部（下バリ）の耐食性を評価するとともに、曲げ加工性も評価した。その測定並びに評価結果を、表６に示す。
同表から本発明により、平面部、曲げ加工部および切断部の耐食性がともに優れ、かつめっき層の曲げ加工性にも優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板が得られることがわかる。
Claims (10)
- 鋼板の表面にZn−Al系合金めっき層を有する溶融めっき鋼板において、該めっき層は、Al：15mass％以上40mass％未満、Si：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％およびMg：0.005〜３mass％を含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の成分組成を有し、かつ、めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の1.6倍以上であることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
- 前記めっき層の表層におけるMg濃度が、めっき層の平均Mg濃度の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
- 鋼板の表面にZn−Al系合金めっき層を有する溶融めっき鋼板において、該めっき層は、Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、さらにMgとMg含有量の1/2以下のCaとを合計で0.005〜３mass％含有し、残部はZnおよび不可避的不純物の成分組成を有し、かつめっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度がめっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均の1.6倍以上であることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
- 前記めっき層の表層におけるMgおよびCaの合計濃度が、めっき層のMgおよびCaの合計濃度の平均の２倍以上であることを特徴とする請求項３に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
- 前記めっき層は、さらにCr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.002〜２mass％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板。
- Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、残部はZnおよび不可避的不純物の組成になる溶融めっき浴に、鋼板を浸漬してめっき層を形成し、次いで鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層が凝固するまでの間に、Mgイオンを0.1mol／リットル以上含有する溶液をめっき層の表面に付着させることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
- Al：15mass％以上40mass％未満およびSi：（0.0005×〔mass％Al〕）〜（0.05×〔mass％Al〕）mass％を含み、残部はZnおよび不可避的不純物の組成になる溶融めっき浴に、鋼板を浸漬してめっき層を形成し、次いで鋼板をめっき浴から引き上げたのち、めっき層が凝固するまでの間に、MgイオンおよびMgイオンの1/2以下の量のCaイオンを合計で0.1mol／リットル以上含有する溶液をめっき層の表面に付着させることを特徴とする耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
- 前記めっき浴に、さらにMg：0.005〜１mass％を添加することを特徴とする請求項６または７に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
- 前記めっき浴に、さらにMgとMg含有量の1/2以下のCaとを合計で0.005〜１mass％添加することを特徴とする請求項６または７に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
- 前記めっき浴に、さらにCr，Mn，NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.002〜２mass％添加することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の耐食性および曲げ加工性に優れた溶融Zn−Al系合金めっき鋼板の製造方法。
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