JP5532552B2 - Hot-dip Al alloy plated steel - Google Patents

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Description

本発明は、溶融金属めっき鋼材に関し、詳しくは、Al系の合金めっき鋼材に関する。   The present invention relates to a molten metal plated steel material, and more particularly to an Al-based alloy plated steel material.

溶融Alめっきは、高耐食性,高耐熱性、また、優れた外観等の特性をを有することから、建材分野、自動車排気系統部品等で広く使用されている。通常、これらの用途において、Alめっきは、裸で使用されるが、長期間使用すると、砂塵や、チッピング等により、めっき表面に疵が生じ、外観が悪化するという問題がある。こうした疵の発生は、溶融Alめっきの硬度が低いことに起因する。   Hot-dip aluminum plating has high corrosion resistance, high heat resistance, and excellent appearance and other characteristics, so it is widely used in the building materials field, automotive exhaust system parts, and the like. Usually, in these applications, Al plating is used bare, but when used for a long time, there is a problem that wrinkles are generated on the plating surface due to dust, chipping, etc., and the appearance is deteriorated. Such wrinkles are caused by the low hardness of hot-dip Al plating.

一般的に使用される溶融Alめっきは、特許文献1に示すように、Al−Si系で、純Alに近い組成のめっきであり、めっき層は、Al相主体で構成されることから、めっき硬度は、Hvで50〜100程度と低く、非常に疵つきやすい。このため、これまで、めっき層の軟らかい溶融Alめっき鋼板において、その優れた外観を長期に維持することは、不可能であり、この耐疵つき性の向上が強く望まれていた。   As shown in Patent Document 1, generally used hot-dip Al plating is Al-Si-based plating having a composition close to pure Al, and the plating layer is mainly composed of an Al phase. The hardness is as low as about 50 to 100 in Hv, and is very easy to wrinkle. For this reason, until now, it has been impossible to maintain the excellent appearance for a long time in a hot-dip Al-plated steel sheet having a soft plating layer, and this improvement in scratch resistance has been strongly desired.

一般的に、Alめっき層の硬度を上げるためには、Alと金属間化合物を形成する合金元素を添加すればよい。Alと金属間化合物を形成する元素は、数多く存在し、これらの中の硬度の高い金属間化合物を選択して、一定の体積分率で、めっき層中に含有できれば、めっき層硬度の上昇は可能である。   Generally, in order to increase the hardness of the Al plating layer, an alloy element that forms an intermetallic compound with Al may be added. There are many elements that form an intermetallic compound with Al. If a hard intermetallic compound is selected from these, and if it can be contained in the plating layer at a certain volume fraction, the increase in plating layer hardness will be Is possible.

しかし、既知のAl含有金属間化合物は融点が高いため、硬度上昇を目的として、何の指針もなしに合金元素濃度を上げれば、Al合金の融点が上昇するか、又は、めっき浴中で金属間化合物が沈殿物となるため、合金元素をめっき層に含有させることは不可能となる。したがって、Alめっき浴への元素添加には、元素種の選択と、元素添加量についての指針が必要となるが、これまでに、Al系めっきについて、こういった検討はなされていない。   However, since the known Al-containing intermetallic compound has a high melting point, if the alloy element concentration is increased without any guidelines for the purpose of increasing the hardness, the melting point of the Al alloy increases, or the metal in the plating bath increases. Since the intermetallic compound becomes a precipitate, it is impossible to contain the alloy element in the plating layer. Therefore, the addition of elements to the Al plating bath requires selection of element types and guidelines for the amount of element addition, but no such studies have been made so far for Al-based plating.

今まで、Alめっきに添加された元素は、特許文献2に示されるような、Zn、Mg、Siといった一部の元素種に限られており、その特性も、Zn、Mgは、低融点で比較的添加し易いが、Alより耐食性が劣り、これらの添加は、Alの優れた耐食性を失ってしまうし、一方、Zn、Siのように、Alと二相分離して、金属間化合物を形成しない元素では、めっき層硬度を効率的に上げることができないなど、いずれにおいても、必要な特性を得ることができなかった。   Up to now, the elements added to Al plating are limited to some element types such as Zn, Mg, and Si as shown in Patent Document 2, and the characteristics of Zn and Mg are low melting points. Although it is relatively easy to add, the corrosion resistance is inferior to that of Al, and these additions lose the excellent corrosion resistance of Al. On the other hand, like Zn and Si, two-phase separation with Al is performed, and intermetallic compounds are formed. In any case, it was not possible to obtain the necessary characteristics with elements that were not formed, such as inability to increase the plating layer hardness efficiently.

特開平10−265928号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-265928 特開平 2005−133151号公報JP-A-2005-133151

本発明が解決しようとする課題は、溶融Al系めっき鋼材において、高耐食性と、耐疵つき性を両立する溶融Al合金めっき鋼材を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a molten Al alloy-plated steel material having both high corrosion resistance and scratch resistance in a molten Al-based plated steel material.

本発明者らは、溶融Al系めっきにおいて、耐疵つき性を得る手段として、合金元素の添加による硬度上昇を検討した。種々の添加元素を検討した結果、Niの高濃度添加により、めっき層の硬さを上昇させることができ、従来のAl−Si系のめっきよりも、耐疵つき性が上昇することを見出した。また、Niと同様の働きをする元素として、Y、La、Ce等の希土類元素や、Caを見出した。   The inventors of the present invention have studied the increase in hardness due to the addition of alloy elements as a means for obtaining scratch resistance in hot-dip Al plating. As a result of examining various additive elements, it was found that the hardness of the plating layer can be increased by adding Ni at a high concentration, and the scratch resistance is improved as compared with conventional Al-Si plating. . Moreover, rare earth elements, such as Y, La, and Ce, and Ca were discovered as an element which acts like Ni.

さらに、特定のめっき層の組成範囲では、めっき層の組織を、微細結晶、特に、金属間化合物を含む微細結晶や、アモルファス相を含む組織とすることができ、これによって、めっき層の硬さを、さらに高めることができることを見出した。   Furthermore, in a specific plating layer composition range, the structure of the plating layer can be a fine crystal, in particular, a fine crystal containing an intermetallic compound, or a structure containing an amorphous phase. It was found that it can be further enhanced.

また、Y、La、Ce等の希土類元素や、Caの他、さらに、Siを添加して、元素群XとSiからなる、より硬質な金属間化合物を形成することで、効果的な硬度向上が可能であることを見出した。さらに、Siが、Al、元素群Xと3元共晶組成をとり、めっき浴の融点を下げるので、Si添加が、めっきの製造性を向上させることも見出した。   In addition to rare earth elements such as Y, La, and Ce, and Ca, Si is further added to form a harder intermetallic compound composed of element group X and Si, thereby effectively improving hardness. Found that is possible. Furthermore, since Si has a ternary eutectic composition with Al and element group X and lowers the melting point of the plating bath, it has also been found that the addition of Si improves the productivity of plating.

本発明は、こうした知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは、以下のとおりである。なお、組成は、いずれも、原子%で表示する。以下、説明の中で、特に、原子の記載がない場合も、組成表示における%は、原子%を意味する。   The present invention has been made based on such findings, and the gist thereof is as follows. All compositions are expressed in atomic%. Hereinafter, in the description, even when there is no description of an atom, “%” in composition display means “atomic%”.

(1)元素群Xを{Ni、元素群A(ただし、元素群Aは、La、Ce、Yとする。)、Ca}とした時、元素群Xより選択される元素の1種又は2種以上を、合計で1原子%以上、30原子%以下(ただし、Niは、1原子%以上、15原子%以下を必須成分として含有し、元素群Aから選択される元素の合計は、0.5原子%以上、10原子%以下、Caは、0.5原子%以上、15原子%以下を満たす。また、元素群Aから選択される元素とCaを同時に添加する場合、それぞれの濃度は、5原子%を超えない。)含有し、さらに、0.1原子%以上、40原子%以下のSiを含有し、残部がAlと不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とする溶融Al合金めっき鋼材。 (1) When the element group X is {Ni, element group A (where element group A is La, Ce, Y), Ca}, one or two elements selected from element group X 1 atom% or more and 30 atom% or less in total (where Ni contains 1 atom% or more and 15 atom% or less as an essential component, and the total of elements selected from element group A is 0 .5 atomic% or more and 10 atomic% or less, Ca satisfies 0.5 atomic% or more and 15 atomic% or less, and when simultaneously adding an element selected from element group A and Ca, each concentration is Molten Al, which does not exceed 5 atomic%), further contains 0.1 atomic% or more and 40 atomic% or less of Si, and the balance has a plating layer made of Al and inevitable impurities. Alloy plated steel.

)前記めっき層が、さらに、元素群Bを、{Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、及び、Mo}とした時、元素群Bより選択される元素の1種又は2種以上を、合計で0.1原子%以上、10原子%以下含有することを特徴とする前記(1)に記載の溶融Al合金めっき鋼材。 ( 2 ) When the plating layer further sets the element group B to {Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, and Mo}, the element group B The molten Al alloy-plated steel material according to (1) above, containing one or more selected elements in a total of 0.1 atomic% or more and 10 atomic% or less.

)前記めっき層が、アモルファス相を、体積分率で5%以上含有することを特徴とする前記(1)〜()のいずれかに記載の溶融Al合金めっき鋼材。 ( 3 ) The molten Al alloy plated steel material according to any one of (1) to ( 2 ), wherein the plating layer contains an amorphous phase in a volume fraction of 5% or more.

本発明の合金めっき鋼材は、従来の溶融Alめっきと、同等、又は、それ以上の十分な耐食性を有し、なおかつ、耐疵つき性に優れためっき鋼材であり、現在、溶融Alめっき部材が使用されている建材、自動車排気系統部材に使用することが可能で、これら部材の高寿命化、メンテナンス労力の低減、コスト削減等をもって、産業の発達に寄与する。   The alloy-plated steel material of the present invention is a plated steel material having sufficient corrosion resistance equal to or higher than that of conventional hot-dip aluminum plating and having excellent scratch resistance. It can be used for building materials and automobile exhaust system members that are used, and contributes to industrial development by extending the life of these members, reducing maintenance labor, and reducing costs.

また、従来、耐疵付き性の観点より、溶融Alめっき材の適用が見送られていた、より高い耐疵つき性が求められる部材にも、適用することが可能である。この場合、従来材より廉価な材料コストで、従来性能を示す。   Moreover, it is possible to apply also to a member for which higher resistance to scratching is required, where application of a hot-dip Al plating material has conventionally been postponed from the viewpoint of resistance to scratching. In this case, the conventional performance is shown at a lower material cost than the conventional material.

本発明者らは、耐食性に優れるAl系めっきの耐疵つき性の向上のため、Al系めっき層への様々な元素添加による硬度上昇の方法を検討し、多くの有用な知見を得て、本発明に至った。以下、本発明を詳細に説明する。   In order to improve the corrosion resistance of Al-based plating with excellent corrosion resistance, the present inventors examined methods for increasing hardness by adding various elements to the Al-based plating layer, and obtained many useful findings. The present invention has been reached. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の要件は、Alめっき層中に微細で硬質な金属間化合物を形成させ、硬度を上昇させることにある。このためには、Alめっき浴に、Alと微細で硬質な金属間化合物を形成する元素を添加してやればよい。   The requirement of the present invention is to increase the hardness by forming a fine and hard intermetallic compound in the Al plating layer. For this purpose, an element that forms a fine and hard intermetallic compound with Al may be added to the Al plating bath.

形成される金属間化合物の硬度や、Alめっき浴の温度上昇などの観点から、この金属間化合物を形成させるのに最適な元素は、Ni、希土類元素のY、La、Ce、及び、Caである。これらの元素をまとめて、元素群Xとし、また、希土類元素のY、La、Ceをまとめて、元素群Aとする。   From the viewpoint of the hardness of the intermetallic compound to be formed and the temperature rise of the Al plating bath, the most suitable elements for forming the intermetallic compound are Ni, rare earth elements Y, La, Ce, and Ca. is there. These elements are collectively referred to as an element group X, and rare earth elements Y, La, and Ce are collectively referred to as an element group A.

通常のAl系めっきであるAlめっき、Al−Si系めっきのめっき硬度は、ビッカース硬度で、50〜100Hv程度であり、軟鋼程度の硬さであるが、Alに、元素群Xより選択される元素の1種又は2種以上を、合計で1%以上含有させると、めっきのビッカース硬度を100Hv以上とすることができ、耐疵つき性が上昇する。これは、前述のように、Niや、希土類元素が、Alと硬質な金属間化合物を形成して、めっき層中に微細に析出するためである。   The plating hardness of Al plating and Al-Si plating, which are ordinary Al plating, is about 50 to 100 Hv in Vickers hardness and is about the hardness of mild steel, but Al is selected from element group X If one or more elements are contained in a total of 1% or more, the Vickers hardness of the plating can be set to 100 Hv or more, and the scratch resistance is increased. This is because, as described above, Ni and rare earth elements form a hard intermetallic compound with Al and precipitate finely in the plating layer.

また、これらの元素は、いずれも、Alと共晶組成をとるため、共晶組成までは、Alの融点を下げながら添加することができるという操業上の利点も有する。このため、元素の添加条件(濃度)は、前述の金属間化合物の析出とAlめっき浴の融点という観点から決定する必要がある。   In addition, since these elements all have a eutectic composition with Al, there is an operational advantage that the eutectic composition can be added while lowering the melting point of Al. For this reason, it is necessary to determine the addition conditions (concentrations) of the elements from the viewpoints of the precipitation of the intermetallic compound and the melting point of the Al plating bath.

例えば、NiをAlめっき浴に添加した場合には、NiAl3という硬質な金属間化合物が、めっき層中に、微細に分散して析出する。この金属間化合物は、Niが、Al中に0.5%以上添加されると生成する。Niの単独添加で、硬度を100Hv以上とするためには、1%以上の添加が必要である。Niは5%までは、融点を低く保ちながら、添加することのできる元素である。好ましくは、Niを6%以上添加して、150Hv以上にすることが好ましい。 For example, when Ni is added to the Al plating bath, a hard intermetallic compound called NiAl 3 is finely dispersed and deposited in the plating layer. This intermetallic compound is formed when Ni is added to Al in an amount of 0.5% or more. In order to increase the hardness to 100 Hv or more by adding Ni alone, it is necessary to add 1% or more. Ni is an element that can be added up to 5% while keeping the melting point low. Preferably, 6% or more of Ni is added to 150 Hv or more.

Niの添加量が上昇するにつれて、めっき層の硬度は上昇するが、Ni添加量が15%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるので、単独でのNi添加量の上限は15%とする。めっき操業を容易にするため、めっき浴の融点を800℃以下とするには、Al−Ni系においては、Niの添加量が、11%以下であることが好ましい。参考として、過去に報告されているAl−Niの状態図を、図1に示す。   As the amount of Ni increases, the hardness of the plating layer increases. However, if the amount of Ni exceeds 15%, the melting point of the plating bath exceeds 850 ° C., resulting in difficult operating conditions. The upper limit of the amount is 15%. In order to make the melting point of the plating bath 800 ° C. or lower in order to facilitate the plating operation, the addition amount of Ni is preferably 11% or less in the Al—Ni system. For reference, FIG. 1 shows a phase diagram of Al—Ni reported in the past.

なお、Niは、耐食性に優れているので、この点においても、めっき層中に含有される元素として適しており、上述した0.5〜15%の添加濃度範囲においては、添加濃度が高いほど、良好な耐食性能を示す。   In addition, since Ni is excellent in corrosion resistance, it is suitable also as an element contained in the plating layer in this respect. In the above-described 0.5 to 15% addition concentration range, the higher the addition concentration, the higher the addition concentration. Shows good corrosion resistance.

元素群AのY、Ce、Laを、Al系めっき層に添加すると、YAl3、Ce3Al11、La3Al11等の硬質な金属間化合物が、めっき層中に、微細に分散して析出し、めっき層の硬度が上昇する。 When Y, Ce, La of element group A is added to the Al-based plating layer, hard intermetallic compounds such as YAl 3 , Ce 3 Al 11 , La 3 Al 11 are finely dispersed in the plating layer. Precipitates and the hardness of the plating layer increases.

これらの金属間化合物は、元素群Aから選択される元素が、Al中に0.5%以上添加されると生成する。元素群Aから選択される元素、又は、元素群のみの添加で、硬度を100Hv以上とするためには、1%以上の添加が必要である。5%までは、融点を低く保ちながら、添加することができる。これは、Niとほぼ同じ、5%程度の濃度で、Alと共晶組成をとることが一つの原因であると、本発明者らは考えている。   These intermetallic compounds are formed when an element selected from element group A is added to Al in an amount of 0.5% or more. In order to make the hardness 100 Hv or more by adding an element selected from the element group A or only the element group, addition of 1% or more is necessary. Up to 5% can be added while keeping the melting point low. The present inventors believe that this is caused by having a eutectic composition with Al at a concentration of about 5%, which is almost the same as Ni.

より好ましくは、元素群Aから選択される元素を6%以上添加して、150Hv以上にすることが好ましい。5%を超えると、融点は再び上昇に転じ、10%を超えると、融点が850℃を超え、難操業条件となるため、これらの元素、又は、元素群のみの添加量の上限を10%とする。   More preferably, it is preferable to add 6% or more of an element selected from the element group A to 150 Hv or more. If it exceeds 5%, the melting point starts to rise again, and if it exceeds 10%, the melting point exceeds 850 ° C., resulting in difficult operation conditions, so the upper limit of the amount of addition of these elements or element groups alone is 10%. And

めっき操業を容易にするため、めっき浴の融点を800℃以下とするには、Al−(元素群A)系においては、元素群Aから選択される元素の添加量が8%以下であることが好ましい。参考として、過去に報告されているAl−Yの状態図、Al−Laの状態図、及び、Al−Ceの状態図を、それぞれ、図2、図3、及び、図4に示す。   In order to make the plating bath melting point 800 ° C. or less in order to facilitate the plating operation, the additive amount of the element selected from the element group A is 8% or less in the Al- (element group A) system. Is preferred. For reference, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 show the Al—Y state diagram, Al—La state diagram, and Al—Ce state diagram reported in the past, respectively.

Caも、Ni、元素群Aの元素とよく似た働きをする元素である。すなわち、Caの添加により生成する、CaAl4という硬質な金属間化合物が、めっき層中に、微細に分散して析出し、めっき層の硬度向上効果を得ることができる。この金属間化合物は、CaがAl中に0.5%以上添加されると生成する。 Ca is also an element that works very similar to the elements of Ni and element group A. That is, a hard intermetallic compound called CaAl 4 generated by the addition of Ca is finely dispersed and precipitated in the plating layer, and the effect of improving the hardness of the plating layer can be obtained. This intermetallic compound is produced when Ca is added to Al in an amount of 0.5% or more.

Caの単独添加で、硬度を100Hv以上とするためには、1%以上の添加が必要である。Caは8%までは、めっき浴の融点を低く保ちながら、添加することができる。これは、Caが8%程度の濃度で、Alと共晶組成をとることが一つの原因であると、本発明者らは考えている。   In order to increase the hardness to 100 Hv or more by adding Ca alone, it is necessary to add 1% or more. Up to 8% of Ca can be added while keeping the melting point of the plating bath low. The present inventors believe that this is caused by the fact that Ca has a eutectic composition with Al at a concentration of about 8%.

好ましくは、Caを11%以上添加して、硬度を150Hv以上にする。添加量が8%を超えると、めっき浴の融点は、再び上昇に転じ、15%を超えると、融点が850℃を超え、難操業条件となるため、Ca単独の添加量の上限を15%とする。   Preferably, 11% or more of Ca is added to make the hardness 150 Hv or more. When the addition amount exceeds 8%, the melting point of the plating bath starts to rise again. When the addition amount exceeds 15%, the melting point exceeds 850 ° C., which is a difficult operation condition, so the upper limit of the addition amount of Ca alone is 15%. And

めっき操業を容易にするため、めっき浴の融点を800℃以下とするには、Al−Ca系においては、Ca添加量が13%以下であることが好ましい。参考として、過去に報告されているAl−Caの状態図を、図5に示す。   In order to make the plating operation easy, in order to set the melting point of the plating bath to 800 ° C. or lower, in the Al—Ca system, the Ca addition amount is preferably 13% or less. For reference, FIG. 5 shows a phase diagram of Al—Ca reported in the past.

Niと、元素群Aから選ばれる元素を、併用して添加することで、金属間化合物を形成させることも可能である。この場合、Niの添加量が10%で、元素群Aの合計添加量が5%となる付近に、共晶組成が存在するため、Alめっき中に、より多くの元素添加が可能となり、より硬質なめっき層を得ることができる。   It is also possible to form an intermetallic compound by adding Ni and an element selected from element group A in combination. In this case, since the eutectic composition exists in the vicinity where the addition amount of Ni is 10% and the total addition amount of the element group A is 5%, more elements can be added during Al plating. A hard plating layer can be obtained.

併用して用いる場合は、Ni、元素群Aともに、0.5%以上添加する。この併用添加で、めっき層中に、Alとそれぞれとの金属間化合物が生成して、硬度の向上効果が得られる。   When used in combination, both Ni and element group A are added by 0.5% or more. With this combined addition, an intermetallic compound of Al and each is generated in the plating layer, and the effect of improving hardness is obtained.

好ましくは、Niを3%以上、元素群Aから選択される元素を3%以上添加して、硬度を150Hv以上にする。Ni添加量が15%を超えるか、又は、元素群Aの添加量が合計で10%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるので、Niの添加量の上限を15%、元素群Aの合計添加量の上限を10%とする。   Preferably, 3% or more of Ni and 3% or more of an element selected from the element group A are added to make the hardness 150 Hv or more. If the Ni addition amount exceeds 15% or the addition amount of the element group A exceeds 10% in total, the melting point of the plating bath exceeds 850 ° C., resulting in difficult operation conditions, so the upper limit of Ni addition amount Is 15%, and the upper limit of the total amount of element group A is 10%.

めっき操業を容易にするため、めっき浴の融点を800℃以下とするには、Al−Ni−(元素群A)系においては、Niの添加量は11%以下、元素群Aから選択される元素の添加量は8%以下が好ましい。   In order to facilitate the plating operation, in order to set the melting point of the plating bath to 800 ° C. or less, in the Al—Ni— (element group A) system, the additive amount of Ni is selected from 11% or less and the element group A. The amount of element added is preferably 8% or less.

同様に、NiとCaを併用して、金属間化合物を形成させることも可能である。この場合も、Niが10%、Caが8%となる付近に共晶組成が存在するため、Alめっき中に、単独添加する場合より、多くの元素添加が可能となり、より硬質なめっき層を得ることができる。併用して用いる場合は、Ni、Caともに0.5%以上添加する。この併用添加で、めっき層に金属間化合物が生成して、硬度の向上効果が得られる。   Similarly, it is possible to form an intermetallic compound by using Ni and Ca together. Also in this case, since the eutectic composition exists in the vicinity where Ni is 10% and Ca is 8%, more elements can be added during the Al plating than when adding alone, and a harder plating layer can be formed. Can be obtained. When used in combination, both Ni and Ca are added at 0.5% or more. By the combined use, an intermetallic compound is generated in the plating layer, and the effect of improving the hardness is obtained.

好ましくは、Niを3%以上、Caを3%以上添加して、硬度を150Hv以上にする。Ni添加量が15%を超えると、又は、Ca添加量が15%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるので、Niの添加量の上限を15%、Caの添加量の上限を15%とする。   Preferably, Ni is added to 3% or more and Ca is added to 3% or more to make the hardness 150 Hv or more. If the Ni addition amount exceeds 15% or the Ca addition amount exceeds 15%, the melting point of the plating bath exceeds 850 ° C., which is a difficult operation condition, so the upper limit of the Ni addition amount is 15%, Ca The upper limit of the addition amount is 15%.

めっき操業を容易にするため、めっき浴の融点を800℃以下とするには、Al−Ni−Ca系においては、Niの添加量は11%以下、Caの添加量は6%以下が好ましい。   In order to make the melting point of the plating bath 800 ° C. or less in order to facilitate the plating operation, the addition amount of Ni is preferably 11% or less and the addition amount of Ca is preferably 6% or less in the Al—Ni—Ca system.

Alへの元素群AとCaの同時添加は、Al−(元素群A)−Ca系が共晶組成を取らないため、添加量の増大にともなって、めっき浴の融点が上昇するので、Alめっきへの高濃度の同時添加は難しいが、両者が、それぞれ、5%までの添加であれば問題はない。両者が、それぞれ、5%超となると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるため、元素群Aから選択される元素の添加量の上限を5%、Caの添加量の上限を5%とする。   Since simultaneous addition of element group A and Ca to Al does not take the eutectic composition of the Al- (element group A) -Ca system, the melting point of the plating bath increases as the addition amount increases. Although simultaneous addition of high concentration to the plating is difficult, there is no problem if both are added up to 5%. When both of them exceed 5%, the melting point of the plating bath exceeds 850 ° C., which makes it difficult to operate. Therefore, the upper limit of the addition amount of the element selected from the element group A is 5%, and the addition amount of Ca The upper limit is 5%.

Niと、元素群Aから選ばれる元素、及び、Caを併用して、金属間化合物を形成させることも可能である。Ni、元素群Aから選ばれる元素の合計、及び、Caが、ともに、0.5%以上添加されていると、めっき層中に金属間化合物が生成して、硬度の向上効果が得られる。好ましくは、Niを3%以上、元素群Aから選択される元素又はCaを3%以上添加して、硬度を150Hv以上にする。   It is also possible to form an intermetallic compound by using Ni, an element selected from the element group A, and Ca together. When both Ni, the total of elements selected from the element group A, and Ca are added in an amount of 0.5% or more, an intermetallic compound is generated in the plating layer, and an effect of improving hardness is obtained. Preferably, 3% or more of Ni and an element selected from element group A or 3% or more of Ca are added to make the hardness 150 Hv or more.

ただし、この場合、Aから選ばれる元素とCaが併用されるため、両者は、それぞれ、5%までの添加とする。また、Ni添加量が15%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるため、Niの添加量の上限を15%とする。   However, in this case, since an element selected from A and Ca are used in combination, both are added up to 5%. Moreover, since melting | fusing point of a plating bath will exceed 850 degreeC and it will become difficult operation conditions when Ni addition amount exceeds 15%, the upper limit of the addition amount of Ni shall be 15%.

SiのAlへの添加も、めっき層の硬度上昇に若干の効果はあるが、Siは、単独で添加するよりも、Ni、元素群A、Caなどとともに添加する方が、めっき層の硬度を、より効果的に向上させることが可能である。これは、Siは、Alと金属間化合物をつくらないが、Ni、元素群A、Ca等の添加元素との金属間化合物を形成し易いためである。また、Siは、Al系めっき浴の融点を下げる効果ももつ。   The addition of Si to Al also has a slight effect on increasing the hardness of the plating layer. However, the addition of Si together with Ni, element group A, Ca, etc., increases the hardness of the plating layer rather than adding it alone. It is possible to improve more effectively. This is because Si does not form an intermetallic compound with Al, but easily forms an intermetallic compound with additive elements such as Ni, element group A, and Ca. Si also has the effect of lowering the melting point of the Al-based plating bath.

Si濃度が12%で、Alと共晶組成をとることから、この範囲までは、めっき浴の融点を下げつつ、めっき層の硬度を上昇させる。融点降下は、Si濃度が0.1%以上で観察される。   Since the Si concentration is 12% and it takes a eutectic composition with Al, up to this range, the hardness of the plating layer is increased while lowering the melting point of the plating bath. The melting point drop is observed when the Si concentration is 0.1% or more.

12%以上の添加では、融点は上昇に転じるが、めっき層の硬度は、さらに上昇する。Siの添加量が40%以上となると、めっき浴の融点が850℃となり、難操業条件となるため、Siの添加量の上限を40%とする。   If the addition is 12% or more, the melting point starts to increase, but the hardness of the plating layer further increases. When the addition amount of Si is 40% or more, the melting point of the plating bath becomes 850 ° C., which is a difficult operation condition, so the upper limit of the addition amount of Si is 40%.

Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、及び、Moを、元素群Bとする時、この元素群Bより選択される元素の1種又は2種以上を0.1%以上含有することで、めっき層の硬度を、さらに上昇させることが可能である。これらの元素は、単独で添加するよりも、Ni、元素群A、Ca、又は、Siなどとともに添加することで、より効果的に、めっき層の硬度を、向上させることが可能である。   When Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, and Mo are element group B, one or more elements selected from element group B By containing 0.1% or more, it is possible to further increase the hardness of the plating layer. It is possible to improve the hardness of the plating layer more effectively by adding these elements together with Ni, element group A, Ca, Si, or the like rather than adding them alone.

例えば、MgはSiと結びつきが強く、添加すると、硬質な金属間化合物であるMg2Siを形成し、微細に析出して、めっき層の硬度の上昇に効果がある。ただし、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、及び、Moの1種又は2種以上の添加量が10%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるため、元素群Bの添加量上限は10%とする。なお、これらの元素添加は、後述のアモルファス形成能への影響はほとんどない。 For example, Mg is strongly associated with Si, and when added, Mg 2 Si, which is a hard intermetallic compound, is formed and finely precipitated, which is effective in increasing the hardness of the plating layer. However, if the addition amount of one or more of Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, and Mo exceeds 10%, the melting point of the plating bath is 850. Since it is difficult to operate under a temperature exceeding ℃, the upper limit of the addition amount of the element group B is 10%. Note that the addition of these elements has almost no influence on the later-described amorphous forming ability.

本発明者らは、めっき層の硬度を、さらに上昇させることを目的として、めっき層への元素添加によって、結晶組織を制御することを検討した。その結果、めっき層の形成相の結晶粒の微細化や、めっき層中にアモルファス相を含有させることによって、めっき層の硬度を上げることができることを見出した。   The present inventors studied to control the crystal structure by adding elements to the plating layer for the purpose of further increasing the hardness of the plating layer. As a result, it has been found that the hardness of the plating layer can be increased by refining the crystal grains of the forming phase of the plating layer or by including an amorphous phase in the plating layer.

アモルファス相をめっき層中に含有できれば、めっき硬度は上昇し、その上昇効果は、めっき層中にアモルファス相が5%以上存在することで得られる。   If the amorphous phase can be contained in the plating layer, the plating hardness increases, and the increase effect is obtained by the presence of 5% or more of the amorphous phase in the plating layer.

アモルファス相を含有することによる耐食性向上の効果は、電気化学測定で腐食電流密度等を測定すれば、最も容易に予測できる。体積分率で5%以上の含有で、腐食電位における腐食電流密度が小さくなり始める。また、塩水噴霧試験や複合サイクル腐食試験を行って、耐食性向上の効果をはかることも可能であるが、もともと、Al系のめっき鋼板は、腐食減量が小さく、この効果を見出すことが難しい場合がある。   The effect of improving the corrosion resistance by containing the amorphous phase can be predicted most easily by measuring the corrosion current density or the like by electrochemical measurement. When the volume fraction is 5% or more, the corrosion current density at the corrosion potential starts to decrease. It is also possible to perform a salt spray test and a combined cycle corrosion test to improve the corrosion resistance, but originally, Al-based plated steel sheets have a low corrosion weight loss and it may be difficult to find this effect. is there.

ただし、上記試験であっても、アモルファス相の体積分率の高いめっきでは、耐食性向上の効果を確認することができるため、アモルファス相を含有するめっきが、結晶質と同等、又は、それ以上の耐食性を有していることを、実環境に近い耐食性データで得ることできる。   However, even in the above test, since the effect of improving the corrosion resistance can be confirmed in plating with a high volume fraction of the amorphous phase, the plating containing the amorphous phase is equivalent to or higher than the crystalline material. It can be obtained from the corrosion resistance data close to the real environment that it has corrosion resistance.

アモルファス相を含有することによる耐食性の向上効果についての詳細な要因は、判明していないが、成分が均質であり、カップリングセル形成の抑制につながっていることが、一因ではないかと、本発明者らは考えている。   Although the detailed factor about the improvement effect of corrosion resistance by containing an amorphous phase is not clarified, this may be due to the fact that the ingredients are homogeneous and the coupling cell formation is suppressed. The inventors are thinking.

組織が微細化しやすい組成や、アモルファス相が得られやすい組成は、結晶化がし難く、凝固時に過冷が得られやすい組成、すなわち、より低温まで液体状態を保持できる共晶組成である。本発明の組成は、いずれも、共晶組成をもとにした成分範囲であるため、高い冷速をもつ冷却方法を実施すれば、アモルファス相を得ることができる成分系である。   A composition in which the structure is easily refined and a composition in which an amorphous phase is easily obtained are compositions that are difficult to crystallize and that can easily be supercooled during solidification, that is, a eutectic composition that can maintain a liquid state at a lower temperature. Since the composition of the present invention is a component range based on the eutectic composition, it is a component system that can obtain an amorphous phase if a cooling method having a high cooling rate is performed.

アモルファス相が得られ易い組成は、構成される原子の選択によって変化する。一般的に、原子半径差が大きく、多元系である方が、アモルファス形成には都合がよいことが知られている。したがって、通常、2元系であるよりも、3元系が好ましい。   The composition in which an amorphous phase is easily obtained varies depending on the selection of the constituent atoms. In general, it is known that a larger difference in atomic radii and a multi-element system are more convenient for amorphous formation. Therefore, a ternary system is usually preferable to a binary system.

上述のとおり、2元成分系のアモルファス形成能は大きくないが、めっき層のように数μm程度の厚みであれば、2元成分系においても、冷却条件を制御することで、部分的に、アモルファス相を得ることが可能であるし、さらに、上記成分系の中で、アモルファス形成能の良好な成分条件、濃度域を選定することで、アモルファス相の析出濃度を上げることが可能となる。   As described above, the binary component system does not have a large amorphous forming ability, but if the thickness is about several μm like a plating layer, even in the binary component system, by controlling the cooling condition, It is possible to obtain an amorphous phase, and it is possible to increase the precipitation concentration of the amorphous phase by selecting a component condition and a concentration range with good amorphous forming ability in the above component system.

Al−Ni系においては、Niが10%となる近傍で、アモルファス形成能が高くなる。アモルファス形成を容易にするために、Alに、5%以上、15%以下のNiを添加することが好ましい。   In the Al—Ni system, the amorphous forming ability increases in the vicinity where Ni becomes 10%. In order to facilitate the formation of amorphous, it is preferable to add 5% or more and 15% or less of Ni to Al.

Alに、元素群Aより選択される元素の1種又は2種以上添加するめっきにおいては、元素群Aより選択される元素が合計で10%となる近傍で、アモルファス形成能が高くなる。アモルファス形成を容易にするために、元素群Aより選択される元素を、合計で2%以上、10%以下添加することが好ましい。   In plating in which one or more elements selected from the element group A are added to Al, the amorphous forming ability is increased in the vicinity where the elements selected from the element group A are 10% in total. In order to facilitate the formation of an amorphous layer, it is preferable to add a total of 2% to 10% of elements selected from the element group A.

AlにCaを添加するめっきにおいては、Caが8%となる近傍で、アモルファス形成能が高くなる。アモルファス形成を容易にするために、Caを、5%以上、13%以下、添加することが好ましい。   In plating in which Ca is added to Al, the amorphous forming ability is increased in the vicinity where Ca is 8%. In order to facilitate the formation of an amorphous layer, Ca is preferably added in an amount of 5% to 13%.

Alに、Siを添加するめっきにおいては、Siが12%となる近傍で、共晶組成となるが、最もアモルファス形成がし易い組成は、共晶組成ではない。アモルファス形成理論では、アモルファス形成能が最も高くなる組成は、高融点の金属側にずれるというのが、一般的である(参考資料:Y.Li:JOM,vol57,n3,March 2005,p.60−63)。   In the plating in which Si is added to Al, the eutectic composition is obtained in the vicinity where Si becomes 12%, but the composition that is most easily formed amorphous is not the eutectic composition. In the amorphous formation theory, it is general that the composition having the highest amorphous forming ability is shifted to the high melting point metal side (reference material: Y. Li: JOM, vol 57, n3, March 2005, p. 60). -63).

したがって、この理論によれば、Al−Si系のように、金属間化合物を形成せず、融点差が非常に大きい系においては、アモルファス形成がし易い組成は、高Si濃度側に大きくずれる。   Therefore, according to this theory, in a system that does not form an intermetallic compound and has a very large melting point difference, such as an Al—Si system, the composition that easily forms an amorphous phase is greatly shifted to the high Si concentration side.

一方、Al−Ni系、Al−元素群A系、Al−Ca系などは、金属間化合物(NiAl3、La3Al11等)が形成され、Alとの共晶組成となるため、このずれは小さい。 On the other hand, Al-Ni, Al-element group A, Al-Ca, and the like are formed of intermetallic compounds (NiAl 3 , La 3 Al 11, etc.) and have a eutectic composition with Al. Is small.

この理論に従い、本発明者らが、アモルファス相が得られる組成を探索した結果、アモルファス相が得られるSi添加量が25%以上であること、及び、Si添加量が35%付近で、最もアモルファス形成し易くなることが判明した。   According to this theory, the present inventors have searched for a composition that can obtain an amorphous phase. As a result, the amount of Si added to obtain an amorphous phase is 25% or more, and the amount of Si added is around 35%. It has been found that it is easier to form.

したがって、アモルファスの形成という観点で好ましいSi添加量は25%以上である。なお、Si添加量が40%を超えると、めっき浴の融点が850℃を超え、難操業条件となるため、Siの添加量上限は40%とする。   Therefore, a preferable Si addition amount is 25% or more from the viewpoint of formation of amorphous. In addition, since melting | fusing point of a plating bath will exceed 850 degreeC and it will become difficult operation conditions when Si addition amount exceeds 40%, Si addition amount upper limit shall be 40%.

以上、2元系について、アモルファス形成能が高くなる組成について説明した。   Heretofore, the composition that increases the amorphous forming ability of the binary system has been described.

前述のように、Ni、元素群A、Caの元素、又は、Siを併用して、3元成分系とすることで、2元系成分系より、アモルファス形成能を高くすることができる。元素種が増えると、規則的な格子構造をとるための原子間の移動が困難となり、アモルファス形成能が向上する。   As described above, by using Ni, element group A, Ca element, or Si together to form a ternary component system, the amorphous forming ability can be made higher than that of the binary component system. As the number of element species increases, it becomes difficult to move between atoms to form a regular lattice structure, and the amorphous forming ability is improved.

ただし、元素の添加濃度が低い場合には、この規則的な格子構造をとるための原子間の移動を困難にするという効果が充分得られないので、少なくとも1種の元素について、一定の濃度以上添加することが好ましい。例えば、Ni、元素群A、Ca、Siの元素を添加する場合は、Niが5%以上、元素群Aがその合計で2%以上、Caは5%以上、Siが25%以上の、いずれか一つを満たすことが好ましい。   However, if the additive concentration of the element is low, the effect of making it difficult to move between atoms for taking this regular lattice structure cannot be obtained sufficiently. Therefore, at least one element has a certain concentration or more. It is preferable to add. For example, when adding elements of Ni, element group A, Ca and Si, Ni is 5% or more, element group A is 2% or more in total, Ca is 5% or more, and Si is 25% or more. It is preferable to satisfy one of these.

また、Siは、Alとの金属間化合物を形成しないが、めっき浴のアモルファス形成能は、金属間化合物が形成し易いと高くなる。このため、高Si濃度のめっき浴でより多くのアモルファス相を得る場合には、AlやSiと金属間化合物を形成し易い元素である、Niや元素群Aから選ばれる元素、Ca等を、さらに添加することが好ましい。   Further, Si does not form an intermetallic compound with Al, but the amorphous forming ability of the plating bath increases when the intermetallic compound is easily formed. For this reason, when obtaining more amorphous phases in a plating bath with a high Si concentration, an element selected from Ni or element group A, such as Ca, which is an element that easily forms an intermetallic compound with Al or Si, Further addition is preferable.

以下、本発明の3元系の特徴的な成分系について解説する。   Hereinafter, the characteristic component system of the ternary system of the present invention will be described.

先ず、AlにNiを添加した組成(好ましくは、Niが5%以上添加されている。)に、元素群Aより選択される元素を合計で0.5〜10%以下添加することで、構成する原子を増やし、原子を動き難くすることで、液体状態を安定させて、アモルファス相をより形成し易くすることが可能である。   First, by adding 0.5 to 10% or less in total of elements selected from the element group A to a composition in which Ni is added to Al (preferably, 5% or more of Ni is added). By increasing the number of atoms to make the atoms difficult to move, it is possible to stabilize the liquid state and make it easier to form an amorphous phase.

最適な添加量は、元素によって異なるが、元素群Aの元素は、概ね、5%程度が最適である。すなわち、Al−10%Ni−5%(元素群A)組成付近に共晶組成が存在している。   The optimum amount of addition varies depending on the element, but about 5% is optimum for the element group A. That is, the eutectic composition exists in the vicinity of the Al-10% Ni-5% (element group A) composition.

元素群Aの元素の添加量の合計が0.5%未満では、アモルファス形成能の向上効果は期待できない。0.5%以上含有していると、めっき層中のアモルファス体積分率が増加して、示差走査熱量分析において、結晶化の際の発熱ピーク量が検出可能となる(約0.5J/g程度の変化が起こる)。10%を超えると、前述のとおり、融点が高くなり、難操業条件となるため、元素群Aより選択される1種又は2種以上の元素の、合計の添加量上限を10%とする。   If the total amount of elements added in element group A is less than 0.5%, the effect of improving the amorphous forming ability cannot be expected. If the content is 0.5% or more, the amorphous volume fraction in the plating layer is increased, and the amount of exothermic peak during crystallization can be detected in the differential scanning calorimetry (about 0.5 J / g). Change of degree). If it exceeds 10%, the melting point becomes high and it becomes difficult to operate as described above, so the upper limit of the total amount of addition of one or more elements selected from element group A is 10%.

また、元素群Aの代わりにCaを用いた、Al−Ni−Ca系もアモルファス形成能を高くすることができ、Caの最適な添加量は、約8%程度である。すなわち、Al−10%Ni−8%Ca組成付近に共晶組成が存在している。   Moreover, the Al—Ni—Ca system using Ca instead of the element group A can also increase the amorphous forming ability, and the optimum addition amount of Ca is about 8%. That is, the eutectic composition exists in the vicinity of the Al-10% Ni-8% Ca composition.

Caが0.5%未満では、アモルファス形成能に効果は期待できない。0.5%以上含まれると、めっき層中のアモルファス体積分率が増加して、示差走査熱量分析などで、結晶化の際の発熱ピーク量として検出可能となる(約0.5J/g程度の変化が起こる)。15%を超えると、前述のとおり、融点が高くなり、難操業条件となるため、Caの添加量の上限は、15%とする。   If Ca is less than 0.5%, an effect on the amorphous forming ability cannot be expected. If the content is 0.5% or more, the amorphous volume fraction in the plating layer increases, and it can be detected as a peak amount of heat generated during crystallization by differential scanning calorimetry (about 0.5 J / g). Changes occur). If it exceeds 15%, as described above, the melting point becomes high and it becomes difficult to operate, so the upper limit of the Ca addition amount is 15%.

Alへの元素群AとCaの同時添加は、Al−(元素群A)−Ca系が共晶組成をとらないため、低融点化によるアモルファス形成能を高める効果は、ほとんどないが、ともに、5%程度までの添加であれば、めっき浴温度は850℃以下でめっき操業が可能であることから、2元系めっきと同等レベルのアモルファス形成能をもつめっきを作製することができる。   The simultaneous addition of element group A and Ca to Al has almost no effect of increasing the amorphous forming ability by lowering the melting point because the Al- (element group A) -Ca system does not take a eutectic composition. If the addition is up to about 5%, the plating bath temperature is 850 ° C. or lower and the plating operation can be performed. Therefore, plating having an amorphous forming ability equivalent to that of binary plating can be produced.

Alへ、Ni、元素群A、Caのいずれか1種を添加した2元系、又は、2種以上を添加した3元系に、さらに、Siを添加して、構成する原子を増やし、原子を動き難くすることで、液体状態を安定させて、アモルファス相をより形成し易くすることが可能である。   Si is added to a binary system in which any one of Ni, element group A, and Ca is added to Al, or a ternary system in which two or more elements are added to increase the number of constituent atoms. By making it difficult to move, it is possible to stabilize the liquid state and make it easier to form an amorphous phase.

Siは、めっき浴の融点を下げることができる元素であるため、より低温まで液体状態を保持できるようになるから、アモルファス相を形成する上では、特に好ましい。Siの添加量は0.1%未満では、アモルファス形成能向上に効果は期待できない。   Since Si is an element capable of lowering the melting point of the plating bath, the liquid state can be maintained at a lower temperature. Therefore, Si is particularly preferable in forming an amorphous phase. If the amount of Si added is less than 0.1%, it cannot be expected to improve the amorphous forming ability.

0.1%以上含まれると、めっき層中のアモルファス体積分率が増加して、示差走査熱量分析などで、結晶化の際の発熱ピーク量が検出可能となる(約0.5J/g程度の変化が起こる)。40%を超えると、前述のとおり、融点が高くなり、難操業条件となるため、Siの添加量上限は、40%とする。   If it is contained in an amount of 0.1% or more, the amorphous volume fraction in the plating layer increases, and the amount of exothermic peak during crystallization can be detected by differential scanning calorimetry (about 0.5 J / g). Changes occur). If it exceeds 40%, as described above, the melting point becomes high and it becomes difficult to operate, so the upper limit of the amount of Si is 40%.

特に、Al−Ni−Si系においては、Al−10%Ni−15%Siに、共晶組成が存在し、Ni単独添加では、高融点となるものも、合金融点を700℃以下とすることが可能である。この組成でのアモルファス形成能は非常に高く、合金の水冷や高圧ミスト冷却の冷速であっても、アモルファス相が得られ、アモルファスめっきの作製に都合がよい。   In particular, in the Al-Ni-Si system, eutectic composition exists in Al-10% Ni-15% Si, and those having a high melting point when Ni alone is added have an alloy melting point of 700 ° C or lower. It is possible. With this composition, the amorphous forming ability is very high, and an amorphous phase can be obtained even when the alloy is cooled by water or high pressure mist, which is convenient for producing amorphous plating.

また、この組成は、活性な金属であるCa、や希土類元素に頼らず、アモルファス形成能を高めているため、めっきとしての耐食性向上においても好ましい。   In addition, this composition is preferable in improving the corrosion resistance as plating because the amorphous forming ability is improved without relying on the active metal Ca and rare earth elements.

以上、Ni、元素群A、Ca、Si元素添加による硬質金属間化合物やアモルファス相の含有による、めっき層の硬度上昇を説明したが、先に述べたように、Ni、元素群A、Ca、Si以外にも、めっき層の硬度の上昇に効果のある元素群Bが存在する。Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、及び、Moからなる元素群Bより選択される1種又は2種以上を0.1%以上含有することで、めっき層の硬度をさらに上昇させることが可能である。   As described above, the increase in the hardness of the plating layer due to the inclusion of the hard intermetallic compound or the amorphous phase due to the addition of Ni, element group A, Ca, Si element has been described. As described above, Ni, element group A, Ca, In addition to Si, there is an element group B that is effective in increasing the hardness of the plating layer. By containing 0.1% or more of one or more selected from the element group B consisting of Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, and Mo. It is possible to further increase the hardness of the plating layer.

特に元素群Bは、単独で添加するよりも、Ni、元素群A、Ca、又は、Siなどとともに添加することで、より効果的にめっき層の硬度を、向上させることが可能であり、また、これらの元素添加は、アモルファス形成能への影響はほとんどない。   In particular, element group B can improve the hardness of the plating layer more effectively by adding together with Ni, element group A, Ca, Si, or the like, rather than adding alone, The addition of these elements has almost no influence on the amorphous forming ability.

めっき合金の作製は、基本的には、純金属(純度99%以上)を用いて調合する。使用する金属を所定量を混合して、真空又は不活性ガス置換状態で高周波誘導炉、アーク炉などを使用して、完全に溶解して、合金とする。   The plating alloy is basically prepared using pure metal (purity 99% or more). A predetermined amount of the metal to be used is mixed and completely melted by using a high frequency induction furnace, an arc furnace or the like in a vacuum or an inert gas replacement state to obtain an alloy.

ただし、Mg、Znのように沸点が低いものと、Ti、Vのような高融点金属とを同時に添加する場合は、高融点金属とAlの合金を先に作製し、高融点純金属よりも融点の低い合金浴とした上で、純金属、Al−Zn、Al−Mg合金などを添加して、成分を調整する。   However, when adding a low boiling point metal such as Mg and Zn and a high melting point metal such as Ti and V at the same time, an alloy of the high melting point metal and Al is prepared first, compared to the high melting point pure metal. After forming an alloy bath having a low melting point, pure metal, Al—Zn, Al—Mg alloy or the like is added to adjust the components.

なお、一旦、合金成分を完全に溶解させ、成分調整をしためっき浴は、可能な限り凝固させずに、そのままめっき浴として使用することが好ましい。一度凝固させると、高融点の金属間化合物が析出、偏析して、成分分離を起こし、再溶融した際に、高融点金属がボトムドロスを形成する可能性があるためである。   In addition, it is preferable to use the plating bath in which the alloy components are completely dissolved and the components are adjusted as it is, without solidifying as much as possible. Once solidified, the high melting point intermetallic compound precipitates and segregates, causing component separation and remelting, and the high melting point metal may form a bottom dross.

このため、本発明の実施例においても、成分調整した溶湯を、融点以上に保持したまま、めっき専用の坩堝に移して、めっき浴として使用した。   For this reason, also in the Example of this invention, the molten metal which adjusted the component was moved to the crucible only for metal plating, and was used as a plating bath, hold | maintaining more than melting | fusing point.

めっき鋼板を作製する際の母材については、特に制約はない。Alキルド鋼、極低炭素鋼、高炭素鋼、各種高張力鋼、Ni、Cr含有鋼等が使用可能である。製鋼方法や、鋼の強度、熱間圧延方法、酸洗方法、冷延方法等の鋼材の前処理加工についても、特に制限がない。   There is no restriction | limiting in particular about the base material at the time of producing a plated steel plate. Al killed steel, ultra low carbon steel, high carbon steel, various high tensile steels, Ni, Cr-containing steel, etc. can be used. There is no particular limitation on the pretreatment processing of the steel material such as the steel making method, the strength of the steel, the hot rolling method, the pickling method, and the cold rolling method.

めっきの製造方法に関しては、ゼンジミア法、プレめっき法、2段めっき法、フラックス法等が適用可能である。本発明のAlめっきをする前のプレめっきの種類としては、Niプレめっき、2段めっきの1段目のめっき種類としては、Al−Siめっき等が最適である。   As for the plating production method, Sendzimir method, pre-plating method, two-step plating method, flux method and the like are applicable. As the pre-plating type before the Al plating of the present invention, Al-Si plating or the like is optimal as the first-stage plating type of Ni pre-plating and two-step plating.

めっき浴の浴温は850℃以下で、融点より10〜50℃高い範囲が好ましい。結晶質のめっきを作製する場合は、めっき浴に浸漬した後、N2ガスを使用したワイピングで、目付け量を調整し、その後、空冷すればよい。アモルファス相を得る場合は、めっき後、N2ガスを使用したワイピングで目付け量を調整し、その後、水冷か高圧ミスト冷却する。 The bath temperature of the plating bath is 850 ° C. or lower, and a range higher by 10 to 50 ° C. than the melting point is preferable. When producing a crystalline plating, after immersing in a plating bath, the basis weight is adjusted by wiping using N 2 gas, and then air cooling is performed. When obtaining an amorphous phase, after plating, the basis weight is adjusted by wiping using N 2 gas, and then water cooling or high pressure mist cooling is performed.

本発明では、アモルファス形成能が低い系においては、Cuプレス急冷を行った。これは、0℃に冷却された、Cu製の鋳型で、溶融めっき直後のめっき鋼板をプレスし、急冷する手法である。水冷と異なり、水蒸気による核沸騰、膜沸騰等の冷却速度を低下させる現象の影響をなくすことができるため、効率的に冷却速度を得ることができる。   In the present invention, Cu press quenching was performed in a system with low amorphous forming ability. This is a technique in which a plated steel sheet immediately after hot dipping is pressed and rapidly cooled with a Cu mold cooled to 0 ° C. Unlike water cooling, the effect of decreasing the cooling rate such as nucleate boiling or film boiling by water vapor can be eliminated, so that the cooling rate can be obtained efficiently.

本発明者らが、実施した冷速調査では、水冷が103℃/s程度であるのに対し、Cuプレス急冷では、105℃/s程度の冷速が得られている。 In the cooling rate survey conducted by the present inventors, the water cooling is about 10 3 ° C / s, whereas the Cu press rapid cooling has a cooling rate of about 10 5 ° C / s.

アモルファス相の形成は、めっき層のX線回折像でハローパターンが得られることで確認できる。単一のアモルファス相であれば、ハローパターンのみ(めっき付着量が少ない場合、鋼材のFe回折ピークも検出される)が得られる。   Formation of the amorphous phase can be confirmed by obtaining a halo pattern in the X-ray diffraction image of the plating layer. In the case of a single amorphous phase, only a halo pattern (when the plating adhesion amount is small, an Fe diffraction peak of a steel material is also detected) is obtained.

ただし、結晶相が混在する場合は、この手法は、使用できない。アモルファス相と結晶相が混在する場合、つまり、アモルファス体積分率が低い場合は、示差熱分析装置を使用して、昇温中、アモルファス相が結晶化する際の発熱ピークを検出することによって、アモルファス相がめっき層に存在することを確認する。   However, this method cannot be used when crystal phases are mixed. When the amorphous phase and the crystalline phase are mixed, that is, when the amorphous volume fraction is low, a differential thermal analyzer is used to detect the exothermic peak when the amorphous phase crystallizes during temperature rise, Confirm that the amorphous phase is present in the plating layer.

発熱ピークの発熱量は、めっき層中のアモルファス相の体積分率に比例するため、アモルファス形成能の向上効果を確かめる上でも都合がよい。   The calorific value of the exothermic peak is proportional to the volume fraction of the amorphous phase in the plating layer, which is convenient for confirming the effect of improving the amorphous forming ability.

あらかじめ作製されたAl系合金を使用して、単ロール法でアモルファス相体積分率100%のアモルファスリボン薄帯を作製して、DSCサンプルを採取し、このアモルファス相の結晶化の際に表れる発熱ピークの温度と、発熱量を記録しておく。このAl系合金をめっきした鋼板から、DSCサンプルを採取し、同じ測定条件における温度での発熱量を計測すれば、容易に、めっき層中のアモルファス体積分率を見積もることが可能である。   Using an Al-based alloy prepared in advance, an amorphous ribbon ribbon with an amorphous phase volume fraction of 100% is prepared by a single roll method, a DSC sample is taken, and heat generated during crystallization of this amorphous phase Record the peak temperature and calorific value. By taking a DSC sample from the steel plate plated with the Al alloy and measuring the calorific value at the temperature under the same measurement conditions, it is possible to easily estimate the amorphous volume fraction in the plating layer.

アモルファス以外の非平衡相(過飽和固溶体や、高温安定相)の存在が疑われる場合は、めっき鋼材の断面を切断し、研磨、エッチングして、表面のめっき層を光学顕微鏡(以下、光顕)で観察する。アモルファスになった部分は、エッチングによっても何の組織も観察されないが、結晶相の残った部分は、結晶粒界や、亜粒界、析出物等に起因する組織が観察される。   If the existence of a non-equilibrium phase other than amorphous (supersaturated solid solution or high-temperature stable phase) is suspected, the cross section of the plated steel material is cut, polished and etched, and the surface plating layer is examined with an optical microscope (hereinafter optical microscope). Observe. No structure is observed in the amorphous part even by etching, but in the part where the crystal phase remains, the structure due to the crystal grain boundaries, sub-grain boundaries, precipitates, and the like is observed.

これにより、アモルファス部分と結晶部分の領域は、明確に区別されるので、線分法や画像解析により体積率に換算することが可能である。組織が微細過ぎて光顕での測定が困難な場合は、めっき層断面より薄片を作製し、透過電子顕微鏡により観察することで、同様に測定が行える。   Thereby, since the area | region of an amorphous part and a crystal | crystallization part is distinguished clearly, it can convert into a volume ratio by the line segment method or image analysis. When the structure is too fine and measurement with a light microscope is difficult, a thin piece is produced from the cross section of the plating layer and observed with a transmission electron microscope, so that the measurement can be performed in the same manner.

透過電子顕微鏡の場合は、組織の観察されない領域において、電子線回折像のハローパターンにより、アモルファス構造を確認することも可能である。   In the case of a transmission electron microscope, it is also possible to confirm an amorphous structure by a halo pattern of an electron beam diffraction image in a region where a tissue is not observed.

光顕観察において、全面に組織の観察されない場合や、一部に組織の観察されない部分があっても、粗大で歪みの無い結晶粒である疑いのある場合は、さらに電子顕微鏡用薄片を採取して、電子線回折像に回折スポットが無く、ハローパターンが観察されることにより、アモルファス相であることを確認することが望ましい。   If the structure is not observed on the entire surface, or if there is a part of the structure that is not observed in the light microscope, if there is a suspicion that the crystal grains are coarse and have no distortion, a thin piece for electron microscopy should be further collected. It is desirable to confirm the amorphous phase by observing a halo pattern without a diffraction spot in the electron diffraction pattern.

光顕も電子顕微鏡も、10か所以上の異なる視野について、コンピューターによる画像処理で面積率を求め、それらを平均して体積率とするのが望ましい。   In both the light microscope and the electron microscope, it is desirable that the area ratio is obtained by image processing with a computer for 10 or more different fields of view, and these are averaged to obtain the volume ratio.

めっきの耐疵つき性評価には、スクラッチ試験、ビッカース試験を実施して評価する。スクラッチ試験は、先端半径0.05mmのサファイア製試験針を荷重2〜20gf(19.6〜196mN)で試験材に垂直に押し付け、試験材を20mm走行させた後、傷発生の有無を目視観察し、疵が発生した最も軽い荷重を疵付き加重とする。   The scratch resistance evaluation of the plating is evaluated by performing a scratch test and a Vickers test. In the scratch test, a sapphire test needle with a tip radius of 0.05 mm was pressed vertically against the test material with a load of 2 to 20 gf (19.6 to 196 mN), and the test material was run 20 mm, and then visually observed for the presence of scratches. The lightest load with wrinkles is the weight with wrinkles.

なお、この試験と併用して、ビッカース試験を行う。ビッカース試験は、めっき層の硬度を最も容易に測定することのできる試験であり、スクラッチ試験との相関性が非常に高い。すなわち、ビッカース硬度が100以上であれば、スクラッチ試験では、ほぼ疵付き荷重は10gf(98mN)以上であり、現行のAl−Siめっき鋼板を上回る耐疵つき性を有することがわかる。   In addition, a Vickers test is performed in combination with this test. The Vickers test is a test that can most easily measure the hardness of the plating layer, and has a very high correlation with the scratch test. In other words, when the Vickers hardness is 100 or more, it is found that in the scratch test, the wrinkle load is approximately 10 gf (98 mN) or more, and has a wrinkle resistance higher than that of the current Al-Si plated steel sheet.

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。   Next, examples of the present invention will be described. The conditions of the examples are one example of conditions adopted for confirming the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is limited to this one example of conditions. Is not to be done. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.

(実施例1)
表1〜4に示す組成のめっき浴に、板厚0.6mmの冷延鋼板と、これに、Niプレめっきを施しためっき鋼板、2段めっき用としてAl−10mass%Siめっきした鋼板、肉厚10mmで辺の長さが10cmの等辺山形鋼、及び、板厚10mmの熱延鋼板(等辺山形鋼、及び、熱延鋼板は、ともに、Niプレめっきした。)を基材として、表面処理鋼材を作製した。
Example 1
A cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.6 mm, a plated steel sheet having Ni pre-plated thereon, a steel sheet having Al-10 mass% Si plated for use in two-stage plating, and a meat plating bath having the composition shown in Tables 1 to 4 Surface treatment using an equilateral angle steel having a thickness of 10 mm and a side length of 10 cm and a hot-rolled steel sheet having a thickness of 10 mm (both equilateral angle steel and hot-rolled steel sheet were pre-plated with Ni) as a base material A steel material was produced.

Al、及び、その他必要な成分元素を所定の組成に調整した後、高周波誘導炉、又は、アーク溶解炉を使用して、Ar雰囲気で溶解し、Al系合金を得た。作製した合金より、切粉を採取して酸溶解した溶液をICP(誘導結合プラズマ発光)分光分析により定量し、作製した合金が、表1〜4に示す組成に、一致することを確認した。この合金をめっき浴として使用した。   After adjusting Al and other necessary component elements to a predetermined composition, they were melted in an Ar atmosphere using a high-frequency induction furnace or an arc melting furnace to obtain an Al-based alloy. From the prepared alloy, a solution obtained by collecting chips and dissolving the acid was quantified by ICP (inductively coupled plasma emission) spectroscopic analysis, and it was confirmed that the prepared alloy matched the compositions shown in Tables 1 to 4. This alloy was used as a plating bath.

冷延鋼板(板厚0.6mm)は、10cm×10cmに切断した後に、レスカ社のバッチ式溶融めっき試験装置でめっきした。N2ガスワイピングで目付け量を調節し、その後、窒素ガスで常温まで冷却した。 Cold-rolled steel sheets (thickness 0.6 mm) were cut into 10 cm × 10 cm, and then plated with a batch type hot-dip plating test apparatus manufactured by Reska. The basis weight was adjusted by N 2 gas wiping, and then cooled to room temperature with nitrogen gas.

等辺山形鋼は、長手方向に10cm、熱延鋼板は10cm×10cmの正方形に切断し、どぶ漬けめっきで本発明組成のAl系合金浴に浸漬して、自然空冷した。   The equilateral mountain-shaped steel was cut into a square of 10 cm in the longitudinal direction and the hot-rolled steel plate was cut into a square of 10 cm × 10 cm, immersed in an Al-based alloy bath of the present invention by soaking plating, and naturally cooled by air.

この実験においては、いずれのめっき鋼板も自然空冷を用いて作製したので、アモルファス相は得られていない。それらは、アモルファス相の体積分率は、5%以下で「×」と示した。めっき鋼板を作製できなかったものについては、「−」で示す。   In this experiment, since any plated steel sheet was produced using natural air cooling, an amorphous phase was not obtained. They indicated “x” when the volume fraction of the amorphous phase was 5% or less. Those for which plated steel sheets could not be produced are indicated by “−”.

めっき鋼板の耐食性は、自動車規格(JASO M 609−91、8時間/サイクル、濡れ/乾燥時間比 50%)に準拠した方法を21サイクル実施して評価した。ただし、塩水は、0.5%塩水を使用した。試験後の腐食減量とめっき層の密度から換算した腐食減厚で耐食性を評価した。   The corrosion resistance of the plated steel sheet was evaluated by carrying out 21 cycles of a method based on automobile standards (JASO M 609-91, 8 hours / cycle, 50% wet / dry time ratio). However, 0.5% salt water was used as the salt water. Corrosion resistance was evaluated by corrosion weight loss converted from corrosion weight loss after test and plating layer density.

腐食減厚が0.5μm未満を「◎」、0.5〜1μmを「○」、1μm以上を「×」とした。表1中で、耐食性評価を行わなかったものは、「−」で示した。   Corrosion thickness was less than 0.5 μm as “◎”, 0.5-1 μm as “◯”, and 1 μm or more as “x”. In Table 1, those not subjected to the corrosion resistance evaluation are indicated by “−”.

めっき層の耐疵つき性評価には、ビッカース試験を使用した。めっき層表面の硬度を荷重10gで測定した。ビッカース硬度は、めっき層の10点平均硬さとした。めっき層の硬度が300以上のものは「◎」、250〜300以上のものは「○」、200〜250以上のものは「◇」、150〜200以上のものは「□」、100〜150以上のものは「△」、100未満のものは「×」とした。表1中で、ビッカース試験を行わなかったものは、「−」で示した。   A Vickers test was used to evaluate the scratch resistance of the plating layer. The hardness of the plating layer surface was measured with a load of 10 g. The Vickers hardness was the 10-point average hardness of the plating layer. When the hardness of the plating layer is 300 or more, “◎”, 250-300 or more is “◯”, 200-250 or more is “◇”, 150-200 or more is “□”, 100-150 The above were marked with “Δ” and those less than 100 were marked with “x”. In Table 1, those not subjected to the Vickers test are indicated by “−”.

図6に、表2中のNo.59のめっき層のXRD結果を示す。AlにNi、Siを添加することで、金属間化合物が生成し、めっき層の硬度が増す。   In FIG. The XRD result of 59 plating layers is shown. By adding Ni and Si to Al, an intermetallic compound is generated, and the hardness of the plating layer is increased.

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(実施例2)
表5〜8に示すめっき組成の浴に、板厚0.6mmの冷延鋼板と、これに、Niプレめっきを施しためっき鋼板、2段めっき用としてAl−10mass%Siめっきした鋼板を基材として、表面処理鋼材を作製した。
(Example 2)
Based on a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.6 mm, a plated steel sheet having Ni pre-plated thereon, and a steel sheet having Al-10 mass% Si plated for use in two-stage plating, in a bath having a plating composition shown in Tables 5 to 8. As the material, a surface-treated steel material was produced.

Al、及び、その他必要な成分元素を所定の組成に調整した後、高周波誘導炉、又は、アーク溶解炉を使用して、Ar雰囲気で溶解し、Al系合金を得た。作製した合金より、切粉を採取して酸溶解した溶液をICP(誘導結合プラズマ発光)分光分析により定量し、作製した合金が、表5〜8示す組成に一致することを確認した。この合金をめっき浴として使用した。   After adjusting Al and other necessary component elements to a predetermined composition, they were melted in an Ar atmosphere using a high-frequency induction furnace or an arc melting furnace to obtain an Al-based alloy. From the prepared alloy, a solution obtained by collecting chips and dissolving the acid was quantified by ICP (inductively coupled plasma emission) spectroscopic analysis, and it was confirmed that the prepared alloy matched the composition shown in Tables 5-8. This alloy was used as a plating bath.

冷延鋼板(板厚0.6mm)を、10cm×10cmに切断した後に、レスカ社のバッチ式の溶融めっき試験装置でめっきした。エアワイピングで目付け量を調節し、その後、0℃の水で、水没して水冷するか、至近距離からの高圧ミスト冷却か、又は、Cuプレスを行い急冷した。   A cold-rolled steel sheet (plate thickness 0.6 mm) was cut into 10 cm × 10 cm, and plated with a batch type hot-dip plating test apparatus manufactured by Reska. The amount of basis weight was adjusted by air wiping, and then submerged in water at 0 ° C. and cooled with water, cooled with high pressure mist from a close range, or Cu pressed to quench.

めっき層表層のアモルファス形成は、CuのKα線を使用したX線回折装置により、回折図形を測定し、ハローパターンの有無により判定した。アモルファス相と結晶相が混在する場合で、アモルファス体積分率が低い場合は、示差熱分析装置を使用して、昇温中、アモルファス相から結晶化する際の発熱ピークを検出することによって、アモルファス相の有無を確認した。   Amorphous formation of the plating layer surface layer was determined by the presence or absence of a halo pattern by measuring the diffraction pattern with an X-ray diffractometer using Cu Kα rays. When the amorphous volume and the crystalline phase coexist and the amorphous volume fraction is low, a differential thermal analyzer is used to detect the exothermic peak during crystallization from the amorphous phase during the temperature rise. The presence or absence of a phase was confirmed.

あらかじめ、作製されたAl系合金を使用して、単ロール法でアモルファスリボン薄帯を作製して、DSCサンプルを採取し、このアモルファス相の結晶化の際に表れる発熱ピークの温度と、発熱量を記録しておき、Al系合金をめっきした鋼板から、DSCサンプルを採取し、同じように所定の温度での発熱量を計測し、めっき層中のアモルファス体積分率を見積った。   Using an Al-based alloy prepared in advance, an amorphous ribbon ribbon is produced by a single roll method, a DSC sample is taken, and the temperature of the exothermic peak that appears during crystallization of this amorphous phase, and the calorific value The DSC sample was taken from the steel sheet plated with the Al-based alloy, the calorific value at a predetermined temperature was measured in the same manner, and the amorphous volume fraction in the plating layer was estimated.

アモルファス体積分率で、めっき層中に占めるアモルファス相の割合が、50%以上を「◎」、35%以上、50%未満を「○」、25%以上、35%未満を「◇」、15%以上、25%未満を「□」、5%以上、15%未満を「△」、5%未満のものを「×」とした。   In the amorphous volume fraction, the proportion of the amorphous phase in the plating layer is 50% or more “以上”, 35% or more, less than 50% “◯”, 25% or more, less than 35% “◇”, 15 % Or more, less than 25% is “□”, 5% or more, less than 15% is “Δ”, and less than 5% is “x”.

めっき鋼板の耐食性は、自動車規格(JASO M 609−91、8時間/サイクル、濡れ/乾燥時間比 50%)に準拠した方法を21サイクル実施して評価した。ただし、塩水は、0.5%塩水を使用した。試験後の腐食減量とめっき層の密度から換算した腐食減厚で耐食性を評価した。   The corrosion resistance of the plated steel sheet was evaluated by carrying out 21 cycles of a method based on automobile standards (JASO M 609-91, 8 hours / cycle, 50% wet / dry time ratio). However, 0.5% salt water was used as the salt water. Corrosion resistance was evaluated by corrosion weight loss converted from corrosion weight loss after test and plating layer density.

腐食減厚が0.5μm未満を「◎」、0.5〜1μmを「○」、1μm以上を「×」とした。表2中で、耐食性評価を行わなかったものは、「−」で示した。   Corrosion thickness was less than 0.5 μm as “◎”, 0.5-1 μm as “◯”, and 1 μm or more as “x”. In Table 2, those not subjected to the corrosion resistance evaluation are indicated by “−”.

めっき層の耐疵つき性評価には、ビッカース試験を使用した。ビッカース硬度は、めっき層の10点平均硬さとした。めっき層の硬度が300以上のものは「◎」、250〜300以上のものは「○」、200〜250以上のものは「◇」、150〜200以上のものは「□」、100〜150以上のものは「△」、100未満のものは「×」とした。     A Vickers test was used to evaluate the scratch resistance of the plating layer. The Vickers hardness was the 10-point average hardness of the plating layer. When the hardness of the plating layer is 300 or more, “◎”, 250-300 or more is “◯”, 200-250 or more is “◇”, 150-200 or more is “□”, 100-150 The above were marked with “Δ” and those less than 100 were marked with “x”.

図7に、表5中のNo.32のめっき層の示差熱分析結果を示す。アモルファス相の存在を表す、結晶化ピークが250℃〜350℃にかけて現われている。   In FIG. The differential thermal analysis result of 32 plating layers is shown. A crystallization peak representing the presence of an amorphous phase appears between 250 ° C and 350 ° C.

図8に、表6中のNo.45のめっき層の示差熱分析結果を示す。アモルファス相の存在を表す、結晶化ピークが220℃〜300℃にかけて現われている。   In FIG. The differential thermal analysis result of 45 plating layers is shown. A crystallization peak representing the presence of an amorphous phase appears between 220 ° C and 300 ° C.

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Al−Ni状態図を示す図である。It is a figure which shows an Al-Ni phase diagram. Al−Y状態図を示す図である。It is a figure which shows an Al-Y phase diagram. Al−La状態図を示す図である。It is a figure which shows an Al-La phase diagram. Al−Ce状態図を示す図である。It is a figure which shows an Al-Ce phase diagram. Al−Ca状態図を示す図である。It is a figure which shows an Al-Ca phase diagram. 表1中のNo.59のめっき層のXRD結果を示す図である。No. in Table 1 It is a figure which shows the XRD result of 59 plating layers. 表2中のNo.32のめっき層の示差熱分析結果を示す図である。No. in Table 2 It is a figure which shows the differential thermal analysis result of 32 plating layers. 表2中のNo.45のめっき層の示差熱分析結果を示す図である。No. in Table 2 It is a figure which shows the differential thermal analysis result of 45 plating layers.

Claims (3)

元素群X{Ni、元素群A(ただし、元素群Aは、La、Ce、Yとする。)、Ca}とした時、元素群Xより選択される元素の1種又は2種以上を、合計で1原子%以上、30原子%以下(ただし、Niは、1原子%以上、15原子%以下を必須成分として含有し、元素群Aから選択される元素の合計は、0.5原子%以上、10原子%以下、Caは、0.5原子%以上、15原子%以下を満たす。また、元素群Aから選択される元素とCaを同時に添加する場合、それぞれの濃度は、5原子%を超えない。)含有し、さらに、0.1原子%以上、40原子%以下のSiを含有し、残部がAlと不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とする溶融Al合金めっき鋼材。 When element group X {Ni, element group A (where element group A is La, Ce, Y), Ca}, one or more elements selected from element group X are 1 atomic% or more and 30 atomic% or less in total (However, Ni contains 1 atomic% or more and 15 atomic% or less as an essential component, and the total of elements selected from element group A is 0.5 atomic%. As described above, 10 atomic% or less and Ca satisfy 0.5 atomic% or more and 15 atomic% or less, and when simultaneously adding an element selected from element group A and Ca, each concentration is 5 atomic%. A molten Al alloy-plated steel material, further comprising a Si layer containing 0.1 atomic% or more and 40 atomic% or less and the balance being Al and inevitable impurities. 前記めっき層が、さらに、元素群Bを、{Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Nb、及び、Mo}とした時、元素群Bより選択される元素の1種又は2種以上を、合計で0.1原子%以上、10原子%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の溶融Al合金めっき鋼材。   The plating layer is further selected from the element group B when the element group B is {Mg, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, and Mo}. 2. The molten Al alloy-plated steel material according to claim 1, comprising one or more elements in a total amount of 0.1 atomic% or more and 10 atomic% or less. 前記めっき層が、アモルファス相を、体積分率で5%以上含有することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の溶融Al合金めっき鋼材。   The molten Al alloy plated steel material according to any one of claims 1 to 2, wherein the plating layer contains an amorphous phase in a volume fraction of 5% or more.
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