JP6052430B2 - 表面処理鋼板 - Google Patents
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Description
本発明は、表面処理鋼板に関する。
本願は、2014年1月28日に、日本に出願された特願2014−13525号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2014年1月28日に、日本に出願された特願2014−13525号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
Znめっき鋼板は、母材となる鋼板(以下、母材鋼板と呼称する)と、母材鋼板の表面に形成されたZnめっき層とを有する。Znめっきの付着量が多いほど、Znめっき鋼板の耐食性は高くなる。
Znめっき鋼板では、耐食性の向上及び光沢性の向上などを目的として、Znめっき層の表面に化成処理が施されることが多い。
Znめっき鋼板では、耐食性の向上及び光沢性の向上などを目的として、Znめっき層の表面に化成処理が施されることが多い。
化成処理が施されたZnめっき鋼板の腐食には以下の第1段階〜第4段階がある。
第1段階では、Znの腐食生成物である白錆が発生する。
第2段階では、腐食した部位の周辺のZnが、母材鋼板中のFeよりも先に溶け出すことにより、母材鋼板を電気化学的に保護(犠牲防食)する。
第1段階では、Znの腐食生成物である白錆が発生する。
第2段階では、腐食した部位の周辺のZnが、母材鋼板中のFeよりも先に溶け出すことにより、母材鋼板を電気化学的に保護(犠牲防食)する。
第3段階では、白錆が母材鋼板を覆うことにより、母材鋼板の腐食を抑制する。
第4段階では、白錆が母材鋼板の表面から消失することにより、母材鋼板が露出する。これにより、母材鋼板中のFeが腐食し、Feの腐食生成物である赤錆が発生する。
実際には、上記の各段階の現象が並行して起こることにより、腐食が進行する。Znめっきの付着量が多いほど、上記の第2段階と第3段階における腐食の進行は抑制される。
第4段階では、白錆が母材鋼板の表面から消失することにより、母材鋼板が露出する。これにより、母材鋼板中のFeが腐食し、Feの腐食生成物である赤錆が発生する。
実際には、上記の各段階の現象が並行して起こることにより、腐食が進行する。Znめっきの付着量が多いほど、上記の第2段階と第3段階における腐食の進行は抑制される。
Znめっき鋼板の種類及び用途に応じて、白錆の発生の防止に重点を置く場合と、赤錆の発生の防止に重点を置く場合とがある。
下記の特許文献1及び非特許文献1には、電気めっき法によりZnが母材鋼板表面にめっきされた電気Znめっき鋼板が開示されている。
電気Znめっき鋼板では、特許文献1及び非特許文献1のように白錆の発生の防止に重点を置くことが多い。
電気Znめっき鋼板では、特許文献1及び非特許文献1のように白錆の発生の防止に重点を置くことが多い。
下記の特許文献2には、電子機器部品用表面処理鋼板が開示されている。特許文献2の電子機器部品用表面処理鋼板では、母材鋼板の片面にNi及びZnがめっきされ、他面にNi、Sn、及びZnがめっきされている。特許文献2の電子機器部品用表面処理鋼板では、母材鋼板を上記金属によりめっきした後に、加熱による合金化処理を行うことにより、耐食性を向上させている。
株式会社神戸製鋼所 クロメートフリー電気亜鉛めっき鋼板カタログ コーベジンク グリーンコートGXシリーズの特性比較 2005.07
原理的には、Znめっき層の表面に化成処理が施されたZnめっき鋼板における白錆の発生は、Znと化成処理された化学物質との相互作用により決まる。そのため、化成処理が施されたZnめっき鋼板ににおいて、白錆の発生と、Znめっきの付着量との間に関連性はないと考えられる。
しかしながら、実際には、Znめっきの付着量が少ない場合には、Znめっきの付着量が多い場合と比べて、白錆が早く発生する。
しかしながら、実際には、Znめっきの付着量が少ない場合には、Znめっきの付着量が多い場合と比べて、白錆が早く発生する。
Znめっきの付着量が2g/m2以下の場合には、母材鋼板上にZnが粒状に析出するため、母材鋼板の表面には、Znにより覆われていない部分が生じる。母材鋼板の表面におけるZnにより覆われていない部分では、母材鋼板と化成処理層とが密着している。そのため、母材鋼板と化成処理層との相互作用で腐食が進行し、化成処理層が破壊される。これにより、Znめっき層が化成処理層に覆われなくなるので、白錆が形成される。
Znめっきの付着量が2g/m2超の場合には、必ずしもこれらの課題は生じない。しかしながら、Znめっきの付着量を増やすことは、コストの上昇、めっき整流器の性能に起因する生産性の低下、及び資源保護の観点から好ましいとは限らない。
上記の特許文献1及び非特許文献1に記載されている電気Znめっき鋼板では、母材鋼板にZnめっき層のみが形成されているため、十分な耐食性を得るためには、Znめっきの付着量を増やす必要がある。
上記の特許文献2に記載されている電子機器部品用表面処理鋼板では、NiとZnとの合金化処理が十分ではないため、好ましい耐食性を得られない場合がある。
上記の特許文献2に記載されている電子機器部品用表面処理鋼板では、NiとZnとの合金化処理が十分ではないため、好ましい耐食性を得られない場合がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐食性、経済性、生産性及び環境性に優れた表面処理鋼板を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決して、係る目的を達成するために以下の態様を採用する。
(1)本発明の一態様に係る表面処理鋼板は、母材鋼板(ただし、Siを0.5〜3.0質量%含有する場合を除く)と、前記母材鋼板の少なくとも片面に形成され、且つ酸化物層及び金属層を有する表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された化成処理層(ただし、Znを含有する場合を除く)と、を備えている。前記表面処理層は、付着量が0.30〜2.00g/m2のZnと、付着量が0.03〜2.00g/m2で且つ前記Znの付着量以下であるNiと、前記Znの付着量の0〜10%(0%を含む)のSnとを含有し、前記化成処理層の表面を測定開始位置とし、前記表面処理層の表面から深さ方向に1μmの位置を測定終了位置とする範囲に対してグロー放電発光分析を行うことにより、Fe原子、Zn原子、Ni原子及びO原子の発光強度の分布曲線をそれぞれ得た場合に、O原子の最大発光強度が、前記化成処理層と前記表面処理層との界面である第1の界面よりも前記母材鋼板側で観測され、前記酸化物層と前記金属層との界面である第2の界面において、前記Fe原子の発光強度が前記Fe原子の最大発光強度の20%以下である。また、前記第2の界面において、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の20%以下である。また、前記深さ方向に関して、前記Zn原子の発光強度が前記Zn原子の最大発光強度の60%以上である第1の範囲と、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の60%以上である第2の範囲とが、重なりを有する。さらに、前記第1の界面におけるZn原子の発光強度Zが、前記範囲におけるZn原子の前記最大発光強度をX、前記範囲におけるZn原子の最小発光強度をYとしたとき、下記(1)式を充足し、前記第2の界面におけるO原子の発光強度Nが、前記範囲におけるO原子の前記最大発光強度をL、前記範囲におけるO原子の最小発光強度をMとしたとき、下記(2)式を充足する。
Z=(X−Y)×0.25+Y・・・(1)
N=(L−M)×0.5+M・・・(2)
(1)本発明の一態様に係る表面処理鋼板は、母材鋼板(ただし、Siを0.5〜3.0質量%含有する場合を除く)と、前記母材鋼板の少なくとも片面に形成され、且つ酸化物層及び金属層を有する表面処理層と、前記表面処理層の表面に形成された化成処理層(ただし、Znを含有する場合を除く)と、を備えている。前記表面処理層は、付着量が0.30〜2.00g/m2のZnと、付着量が0.03〜2.00g/m2で且つ前記Znの付着量以下であるNiと、前記Znの付着量の0〜10%(0%を含む)のSnとを含有し、前記化成処理層の表面を測定開始位置とし、前記表面処理層の表面から深さ方向に1μmの位置を測定終了位置とする範囲に対してグロー放電発光分析を行うことにより、Fe原子、Zn原子、Ni原子及びO原子の発光強度の分布曲線をそれぞれ得た場合に、O原子の最大発光強度が、前記化成処理層と前記表面処理層との界面である第1の界面よりも前記母材鋼板側で観測され、前記酸化物層と前記金属層との界面である第2の界面において、前記Fe原子の発光強度が前記Fe原子の最大発光強度の20%以下である。また、前記第2の界面において、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の20%以下である。また、前記深さ方向に関して、前記Zn原子の発光強度が前記Zn原子の最大発光強度の60%以上である第1の範囲と、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の60%以上である第2の範囲とが、重なりを有する。さらに、前記第1の界面におけるZn原子の発光強度Zが、前記範囲におけるZn原子の前記最大発光強度をX、前記範囲におけるZn原子の最小発光強度をYとしたとき、下記(1)式を充足し、前記第2の界面におけるO原子の発光強度Nが、前記範囲におけるO原子の前記最大発光強度をL、前記範囲におけるO原子の最小発光強度をMとしたとき、下記(2)式を充足する。
Z=(X−Y)×0.25+Y・・・(1)
N=(L−M)×0.5+M・・・(2)
(2)上記(1)に記載の表面処理鋼板において、前記表面処理層に対してX線回折分析を行うことにより、回折X線強度と回折角2θとの対応関係を示す測定データを得た場合に、前記回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と前記回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に前記回折X線強度のピークが現れてもよい。
(3)上記(1)に記載の表面処理鋼板において、前記表面処理層中のZnの付着量が0.80〜1.20g/m2であり、前記表面処理層中のNiの付着量が0.07g/m2以上でかつ前記Znの付着量の半分以下であってもよい。
(4)上記(1)に記載の表面処理鋼板において、前記表面処理層の平均厚みが0.30μm以下であってもよい。
上記態様によれば、耐食性、経済性、生産性及び環境性に優れた表面処理鋼板を提供することができる。
以下に本実施形態における表面処理鋼板の構成とその製造方法について説明する。本実施形態の表面処理鋼板は、白錆を発生しないことが要求される用途に用いることができる。例えば、家電製品の裏板、家電製品の部品、ベアリングカバーなどに用いることができる。
図1に示すように、本実施形態の表面処理鋼板1は、母材鋼板2と、母材鋼板2の少なくとも片面に形成された表面処理層3と、表面処理層3の表面に形成された化成処理層4とを有する。
表面処理層3は、ZnとNiとを含むめっき層である。表面処理層3におけるZnの付着量は、0.30〜2.00g/m2であり、Niの付着量は、0.03〜2.00g/m2である。
また、本実施形態の表面処理鋼板1では、Niの付着量は、Znの付着量以下である。
表面処理層3は、ZnとNiとを含むめっき層である。表面処理層3におけるZnの付着量は、0.30〜2.00g/m2であり、Niの付着量は、0.03〜2.00g/m2である。
また、本実施形態の表面処理鋼板1では、Niの付着量は、Znの付着量以下である。
表面処理層3は、表面側に酸化物層を有し、母材鋼板2側に金属層を有している。後述する合金化処理により、ZnとNiとは合金化されており、表面処理層3の金属層では、Zn−Ni合金層が形成されている。
なお、表面処理層3において、Znの濃度は、表面処理層3の表面からの深さに依存して変化する。表面処理層3の金属層において、Znの濃度は最大となる。
なお、表面処理層3において、Znの濃度は、表面処理層3の表面からの深さに依存して変化する。表面処理層3の金属層において、Znの濃度は最大となる。
Znめっきの付着量が3g/m2の場合には、表面処理鋼板の耐食性のばらつきが大きい。そのため、Znめっきの付着量が3g/m2の場合であっても、本実施形態の効果を確認することができる。しかしながら、本実施形態の効果が顕著に発揮されるのは、Znめっきの付着量が2g/m2以下の範囲である。
特に、Znめっきの付着量が1.2g/m2以下の場合には、母材鋼板2の表面にZnのみをめっきした場合と比べて、優れた耐食性を得ることができる。
特に、Znめっきの付着量が1.2g/m2以下の場合には、母材鋼板2の表面にZnのみをめっきした場合と比べて、優れた耐食性を得ることができる。
Znめっきの付着量が0.30g/m2より少ない場合には、表面処理層3による母材鋼板2の均一な被覆が難しいため、好ましい耐食性を得ることが難しい。
より安定的に耐食性を得る観点から、Znめっきの付着量は0.5g/m2以上が好ましく、0.8g/m2以上がより好ましい。
より安定的に耐食性を得る観点から、Znめっきの付着量は0.5g/m2以上が好ましく、0.8g/m2以上がより好ましい。
表面処理層3に含まれるNiには、表面処理層3の腐食を抑制する効果がある。そのため、表面処理層3がNiを含有することにより、表面処理層3がZnのみからなる場合及び表面処理層3がFe−Zn合金のみからなる場合と比べて、表面処理鋼板1の耐食性が向上する。
しかしながら、Niめっきの付着量が多すぎる場合には、表面処理層3のイオン化傾向がFeよりも低くなるため、Znの犠牲防食効果が失われる。
一方、Niめっきの付着量が少なすぎる場合には、表面処理層3による腐食抑制効果が低減し、母材鋼板2中のFeが過剰に拡散してしまう。
しかしながら、Niめっきの付着量が多すぎる場合には、表面処理層3のイオン化傾向がFeよりも低くなるため、Znの犠牲防食効果が失われる。
一方、Niめっきの付着量が少なすぎる場合には、表面処理層3による腐食抑制効果が低減し、母材鋼板2中のFeが過剰に拡散してしまう。
上述の理由から、Niめっきの付着量は、0.03〜2.00g/m2とする。
より安定的に耐食性を得る観点から、Niめっきの付着量は0.05g/m2以上が好ましく、0.07g/m2以上がより好ましい。
より安定的に耐食性を得る観点から、Niめっきの付着量は0.05g/m2以上が好ましく、0.07g/m2以上がより好ましい。
また、後述するように、表面処理層3に含まれるZn及びNiは、加熱処理により合金化される。加熱処理の際に、表面処理層3のNiめっきの付着量が多い場合には、Znと合金化しない可能性がある。ZnとNiとが合金化した場合であっても、表面処理層3に占めるNiの割合が高くなる。このような場合には、表面処理層3のイオン化傾向が母材鋼板2のイオン化傾向よりも低くなるため、Znの犠牲防食効果が得られない。そのため、母材鋼板2が腐食し、耐食性が低下する。
上述の理由から、表面処理層3におけるNiめっきの付着量は、Znめっきの付着量以下とする。
特に安定した耐食性が得られるのは、Niめっきの付着量が、Znめっきの付着量の半分以下の場合である。
上述の理由から、表面処理層3におけるNiめっきの付着量は、Znめっきの付着量以下とする。
特に安定した耐食性が得られるのは、Niめっきの付着量が、Znめっきの付着量の半分以下の場合である。
ただし、Niが単体で存在する場合には、表面処理層3の腐食を促進してしまうことがあるため、Niは表面処理層3中に合金として含まれる必要がある。
表面処理層3は、Ni及びZnの他に、Snを含んでいてもよい。Snは、表面処理層3の腐食を抑制する効果がある。
ただし、Snが単体で存在すると、腐食を促進してしまうことがある。また、SnがZnとの合金として表面処理層3に含まれる場合は、Zn−Sn合金の結晶はZnの結晶よりも成長しにくいため、母材鋼板2の被覆性が高まる。また、Zn−Sn合金はZnよりも融点が低いため、Niと合金化し易くなる。
上述の理由から、Snは表面処理層3中に他の金属との合金として含まれる必要がある。
ただし、Snが単体で存在すると、腐食を促進してしまうことがある。また、SnがZnとの合金として表面処理層3に含まれる場合は、Zn−Sn合金の結晶はZnの結晶よりも成長しにくいため、母材鋼板2の被覆性が高まる。また、Zn−Sn合金はZnよりも融点が低いため、Niと合金化し易くなる。
上述の理由から、Snは表面処理層3中に他の金属との合金として含まれる必要がある。
表面処理層3に含まれるSnめっきの付着量が多い場合には、表面処理層3のイオン化傾向がFeよりも低くなるため、Znの犠牲防食効果が失われる。そのため、表面処理層3にSnが含まれる場合には、Snめっきの付着量は、Znめっきの付着量の10%以下にする。
より好ましいSnめっきの付着量は、0.05g/m2以下である。さらに好ましいSnめっきの付着量は、0.04g/m2以下である。よりさらに好ましいSnめっきの付着量は、0.03g/m2以下である。
より好ましいSnめっきの付着量は、0.05g/m2以下である。さらに好ましいSnめっきの付着量は、0.04g/m2以下である。よりさらに好ましいSnめっきの付着量は、0.03g/m2以下である。
本実施形態の表面処理鋼板1では、Zn−Ni合金層の形成が不十分である場合には、表面処理層3が母材鋼板2を十分に被覆できないため、十分な耐食性が得られない。
一方、合金化が過剰に行われた場合には、表面処理層3の表面近傍におけるFe及びNiの濃度が高くなってしまう。このような場合には、Znの犠牲防食効果が得られないため、十分な耐食性が得られない。
一方、合金化が過剰に行われた場合には、表面処理層3の表面近傍におけるFe及びNiの濃度が高くなってしまう。このような場合には、Znの犠牲防食効果が得られないため、十分な耐食性が得られない。
化成処理層4としては、特に限定されないが、公知のZnめっき用の化成処理層4を利用することができる。
例えば、化成処理層4による母材鋼板2及び表面処理層3の被覆性を高めるため、化成処理層4は、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ、フェノール及び変性ポリオレフィンなどの樹脂を含むことができる。表面処理鋼板1の防錆性を高めるために、化成処理層4は、シリカ、シランオリゴマー、有機チタネート、タンニン酸塩、リン酸塩、バナジル化合物及びグアニジル化合物などを含むことができる。
化成処理層4を着色するために、化成処理層4は、顔料及び染料を含むことができる。
表面処理鋼板1の摺動性を向上するために、化成処理層4はワックスなどを含むことができる。
例えば、化成処理層4による母材鋼板2及び表面処理層3の被覆性を高めるため、化成処理層4は、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ、フェノール及び変性ポリオレフィンなどの樹脂を含むことができる。表面処理鋼板1の防錆性を高めるために、化成処理層4は、シリカ、シランオリゴマー、有機チタネート、タンニン酸塩、リン酸塩、バナジル化合物及びグアニジル化合物などを含むことができる。
化成処理層4を着色するために、化成処理層4は、顔料及び染料を含むことができる。
表面処理鋼板1の摺動性を向上するために、化成処理層4はワックスなどを含むことができる。
表面処理層3におけるZnとNiとの合金化状態は、グロー放電発光分析(GDS)で確認することができる。具体的には、化成処理層4の表面からGDSで母材鋼板2の内部に向かって測定し、表面処理層3の表面(表面処理層3と化成処理層4との界面)から1μmの深さ位置まで分析する。
表面処理層3と化成処理層4との界面および表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面は、GDSの測定結果に基づいて、それぞれ以下のように決定する。
<表面処理層3と化成処理層4との界面>
図2に、GDSによるZn原子の発光強度の測定結果5を示す。図2の横軸は、化成処理層4の表面からの測定深度(深さ)である。図2の縦軸は、グロー放電環境下で、試料をスパッタリングすることで、試料から放出されるZn原子の発光強度である。
測定範囲におけるZn原子の最大発光強度をX、測定範囲におけるZn原子の最小発光強度をYとしたとき、Zn原子の発光強度(Z)が以下の(1)式で表される深さ位置を、表面処理層3と化成処理層4との界面6とする。
Z=(X−Y)×0.25+Y・・・(1)
図2に、GDSによるZn原子の発光強度の測定結果5を示す。図2の横軸は、化成処理層4の表面からの測定深度(深さ)である。図2の縦軸は、グロー放電環境下で、試料をスパッタリングすることで、試料から放出されるZn原子の発光強度である。
測定範囲におけるZn原子の最大発光強度をX、測定範囲におけるZn原子の最小発光強度をYとしたとき、Zn原子の発光強度(Z)が以下の(1)式で表される深さ位置を、表面処理層3と化成処理層4との界面6とする。
Z=(X−Y)×0.25+Y・・・(1)
<表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面>
表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面は、GDSを用いた、酸素原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面の決定方法は、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度と表面処理層3における酸素原子の最大発光強度とのいずれが高いかによって異なる。
表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面は、GDSを用いた、酸素原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面の決定方法は、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度と表面処理層3における酸素原子の最大発光強度とのいずれが高いかによって異なる。
<表面処理層3における酸素原子の最大発光強度が化成処理層4における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面の決定方法>
図3に、表面処理層3における酸素原子の最大発光強度が、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、GDSによる酸素原子の発光強度の測定結果7を示す。
測定範囲における最大発光強度をL、測定範囲における最小発光強度をMとしたとき、酸素原子の発光強度(N)が以下の(2)式で表される深さ位置を、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面6とする。
N=(L−M)×0.5+M・・・(2)
図3に、表面処理層3における酸素原子の最大発光強度が、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、GDSによる酸素原子の発光強度の測定結果7を示す。
測定範囲における最大発光強度をL、測定範囲における最小発光強度をMとしたとき、酸素原子の発光強度(N)が以下の(2)式で表される深さ位置を、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面6とする。
N=(L−M)×0.5+M・・・(2)
<化成処理層4における酸素原子の最大発光強度が表面処理層3における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面の決定方法>
図4に、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度が表面処理層3の酸化物層における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、GDSによる酸素原子の発光強度の測定結果9及びZn原子の発光強度の測定結果10を示す。
測定範囲における最大発光強度をL’、測定範囲における最小発光強度をM’としたとき、酸素原子の発光強度(N’)が以下の(3)式で表される深さ位置を、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面11とする。
N’=(L’−M’)×0.25+M’・・・(3)
図4に、化成処理層4における酸素原子の最大発光強度が表面処理層3の酸化物層における酸素原子の最大発光強度よりも高い場合における、GDSによる酸素原子の発光強度の測定結果9及びZn原子の発光強度の測定結果10を示す。
測定範囲における最大発光強度をL’、測定範囲における最小発光強度をM’としたとき、酸素原子の発光強度(N’)が以下の(3)式で表される深さ位置を、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面11とする。
N’=(L’−M’)×0.25+M’・・・(3)
<表面処理層3の表面近傍におけるFe及びNiの拡散状態>
表面処理層3の表面近傍におけるFe及びNiの拡散状態は、GDSを用いた、Fe原子およびNi原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。
合金化が好適に行われていた場合には、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%以下である。
NiについてもFeと同様であり、合金化が好適に行われていた場合には、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%以下である。
表面処理層3の表面近傍におけるFe及びNiの拡散状態は、GDSを用いた、Fe原子およびNi原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。
合金化が好適に行われていた場合には、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%以下である。
NiについてもFeと同様であり、合金化が好適に行われていた場合には、表面処理層3の酸化物層と表面処理層3の金属層との界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%以下である。
<ZnとNiとの合金化の進行状態>
図5及び図6を参照して、ZnとNiとの合金化の進行状態を、GDSを用いたZn原子及びNi原子の発光強度の測定結果に基づき決定する方法について説明する。
図5は、ZnとNiとの合金化が十分に行われた場合の本発明の表面処理鋼板を表面からGDSで分析した際のZn原子の発光強度の測定結果12及びNi原子の発光強度の測定結果13を示した模式図である。図6は、ZnとNiとの合金化が不十分である場合の本発明の表面処理鋼板を表面からGDSで分析した際のZn原子の発光強度の測定結果14及びNi原子の発光強度の測定結果15を示した模式図である。
図5及び図6を参照して、ZnとNiとの合金化の進行状態を、GDSを用いたZn原子及びNi原子の発光強度の測定結果に基づき決定する方法について説明する。
図5は、ZnとNiとの合金化が十分に行われた場合の本発明の表面処理鋼板を表面からGDSで分析した際のZn原子の発光強度の測定結果12及びNi原子の発光強度の測定結果13を示した模式図である。図6は、ZnとNiとの合金化が不十分である場合の本発明の表面処理鋼板を表面からGDSで分析した際のZn原子の発光強度の測定結果14及びNi原子の発光強度の測定結果15を示した模式図である。
ZnとNiの合金化が十分に進行しているかどうかは、Zn原子の発光強度とNi原子の発光強度とが、最大値の60%以上の部分で重なりを有していることで確認できる。図5に示すように、Zn原子の発光強度とNi原子の発光強度が最大値の60%以上の部分で重なりを有するということは、熱拡散によりZn−Ni合金層が形成されていることを意味する。
図5では、深さ位置がx1からx3の範囲において、Zn原子の発光強度の測定結果12が最大値の60%以上である。深さ位置がx2からx4の範囲において、Ni原子の発光強度の測定結果13が最大値の60%以上である。つまり、図5の場合には、深さ位置がx2からx3の範囲において、Zn原子及びNi原子の発光強度の測定結果は、共にそれぞれの最大値の60%以上である。
図5では、深さ位置がx1からx3の範囲において、Zn原子の発光強度の測定結果12が最大値の60%以上である。深さ位置がx2からx4の範囲において、Ni原子の発光強度の測定結果13が最大値の60%以上である。つまり、図5の場合には、深さ位置がx2からx3の範囲において、Zn原子及びNi原子の発光強度の測定結果は、共にそれぞれの最大値の60%以上である。
一方、ZnとNiとが合金化されていない場合には、図6に示すように、最大値のそれぞれ約50%の位置が一致する。
図6では、深さ位置がx5からx6の範囲において、Zn原子の発光強度の測定結果14が最大値の60%以上である。深さ位置がx7からx8の範囲において、Ni原子の発光強度の測定結果15が最大値の60%以上である。つまり、図6の場合には、Zn原子の発光強度の測定結果14が最大値の60%以上である深さ位置と、Ni原子の発光強度の測定結果15が最大値の60%以上である深さ位置とは重複しない。
図6では、深さ位置がx5からx6の範囲において、Zn原子の発光強度の測定結果14が最大値の60%以上である。深さ位置がx7からx8の範囲において、Ni原子の発光強度の測定結果15が最大値の60%以上である。つまり、図6の場合には、Zn原子の発光強度の測定結果14が最大値の60%以上である深さ位置と、Ni原子の発光強度の測定結果15が最大値の60%以上である深さ位置とは重複しない。
<Snと他の金属との合金状態>
Snと他の金属との合金状態は、GDSを用いたSn原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。Sn原子の発光強度の測定結果において、Snと共にZn、Ni、Feのいずれか一つ以上が検出されれば、Snが、Snと共に検出された金属との合金状態で存在していると判断することができる。
Snと他の金属との合金状態は、GDSを用いたSn原子の発光強度の測定結果に基づき決定する。Sn原子の発光強度の測定結果において、Snと共にZn、Ni、Feのいずれか一つ以上が検出されれば、Snが、Snと共に検出された金属との合金状態で存在していると判断することができる。
本実施形態の表面処理層3では、上述したように、ZnとNiとが合金化されている。ZnとNiとが合金化することにより、ZnとNiとからなる様々な金属間化合物が生成される。それらの金属間化合物のうち、本実施形態の表面処理層3は、Ni2Zn11を含有している。
本実施形態の表面処理層3に対してX線回折分析を行った場合には、X線を試料に照射して得られる、回折X線強度と回折角2θとの対応関係を示すデータから、表面処理層3にNi2Zn11が存在しているかを同定することができる。Ni2Zn11に起因する回折X線強度のピークは、回折角2θが34.5°〜35.2°の範囲、39.6°〜40.3°の範囲、49.7°〜50.1°の範囲、78.0°〜78.6°の範囲または78.7°〜79.2°の範囲などにおいて検出される。
本実施形態の表面処理層3に対してX線回折分析を行った場合には、上記のNi2Zn11に起因する回折X線強度のピークのうち、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に、回折X線強度のピークを有することが好ましい。表面処理層3に対してX線回折分析を行った場合に、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に回折X線強度のピークを有することにより、本実施形態の表面処理鋼板1は、より優れた耐食性を有する。
なお、NiとZnとを同時に溶融状態にしためっき浴で溶融めっきした試験材、Niをプレめっきして、その後溶融Znめっきを施した試験材及びNiとZnとを電気めっきした試験材では、Znめっきの付着量及びNiめっきの付着量が本実施形態の範囲内であっても、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲及び回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲に回折X線強度のピークは得られなかった。また、これらの試験材では、本実施形態の表面処理鋼板1と比べて耐食性が劣っていた。
本実施形態の表面処理層3に対してX線回折分析を行った場合には、上記のNi2Zn11に起因する回折X線強度のピークのうち、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に、回折X線強度のピークを有することが好ましい。表面処理層3に対してX線回折分析を行った場合に、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に回折X線強度のピークを有することにより、本実施形態の表面処理鋼板1は、より優れた耐食性を有する。
なお、NiとZnとを同時に溶融状態にしためっき浴で溶融めっきした試験材、Niをプレめっきして、その後溶融Znめっきを施した試験材及びNiとZnとを電気めっきした試験材では、Znめっきの付着量及びNiめっきの付着量が本実施形態の範囲内であっても、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲及び回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲に回折X線強度のピークは得られなかった。また、これらの試験材では、本実施形態の表面処理鋼板1と比べて耐食性が劣っていた。
表面処理層3の平均厚みは、0.30μm以下であることが好ましい。表面処理層の平均厚みが0.30μm以下であることにより、加工した際に、応力が蓄積されず、クラックが発生しにくいためである。
本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法について説明する。
母材鋼板2として用いられる鋼板は特に限定されないが、一般的な冷延鋼板または熱延鋼板を用いることができる。ただし、本実施形態の表面処理鋼板1の表面処理層3は、単位面積当たりのめっき付着量が極めて少ないため、表面処理層3が母材鋼板2を均一に被覆するには、粗度の低い母材鋼板2を使用することが好ましい。母材鋼板2の粗度Raが0.4μm未満であれば、特に安定した耐食性を得ることができる。
本実施形態の表面処理層3は、単位面積当たりのめっき付着量が極めて少ないため、表面処理層3の形成前後で表面粗度はほぼ同じである。
本実施形態の表面処理層3は、単位面積当たりのめっき付着量が極めて少ないため、表面処理層3の形成前後で表面粗度はほぼ同じである。
母材鋼板2にNiをめっきする方法としては、電気めっき法が用いられる。Niをめっきするためのめっき浴(Niめっき浴)は、特に限定されないが、公知のめっき浴を用いることができる。例えば、ワット浴、ホウフッ化浴、スルファミン酸浴、硫酸ニッケル浴、及び塩化ニッケル浴を用いることができる。
Niめっき浴の浴温度は、55〜65℃であることが好ましい。
Niめっき浴に、光沢添加剤などを添加してもよい。光沢添加剤は、特に限定されないが、1−4ブチンジオール、ホルムアルデヒド、クマリン及びプロパルギルアルコールなど、市販されている二次光沢添加剤(平滑化剤)を用いることができる。
Niめっき浴の浴温度は、55〜65℃であることが好ましい。
Niめっき浴に、光沢添加剤などを添加してもよい。光沢添加剤は、特に限定されないが、1−4ブチンジオール、ホルムアルデヒド、クマリン及びプロパルギルアルコールなど、市販されている二次光沢添加剤(平滑化剤)を用いることができる。
サッカリン及びスルホン酸に代表される一次光沢添加剤(微粒化剤)をNiめっき浴に用いた場合には、NiめっきにSが共析することにより、耐食性が低下する可能性がある。また、上記の一次光沢添加剤をNiめっき浴に用いた場合には、Fe−Ni拡散合金層が形成される際に、Niめっきの脆化を引き起こす可能性がある。そのため、上記の一次光沢添加剤をNiめっき浴に添加する場合は、添加する一次光沢添加剤の種類及び濃度を適切に選択する必要がある。
Snをめっきする方法としては、電気めっき法が用いられる。Snをめっきするためのめっき浴(Snめっき浴)は、特に限定されないが、公知のめっき浴を用いることができる。例えば、フェロスタン浴、ハロゲン浴、硼ふっ化浴及び硫酸浴を用いることができる。
Snめっき浴の浴温度は、55〜65℃であることが好ましい。
本実施形態のSnめっき浴は、光沢添加剤などを含有してもよい。光沢添加剤は、特に限定されないが、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、β-ナフトール、ジヒドロキシジフェニルスルホン、エトキシ化-ナフトール、メトキシベンズアルデヒド、ポリアルキレンオキシド、ゼラチン及びポリアルキレングリコールなど、市販の光沢添加剤を用いることができる。
Snめっき浴の浴温度は、55〜65℃であることが好ましい。
本実施形態のSnめっき浴は、光沢添加剤などを含有してもよい。光沢添加剤は、特に限定されないが、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、β-ナフトール、ジヒドロキシジフェニルスルホン、エトキシ化-ナフトール、メトキシベンズアルデヒド、ポリアルキレンオキシド、ゼラチン及びポリアルキレングリコールなど、市販の光沢添加剤を用いることができる。
Znをめっきする方法としては、電気めっき法が用いられる。Znをめっきするためのめっき浴(Znめっき浴)は、特に限定されないが、公知のめっき浴を用いることができる。例えば、硫酸浴、塩化物浴、酸性アンモニア浴、ジンケート浴及びシアン浴などを用いることができる。
本実施形態のZnめっき浴は、有機添加剤を含有することが好ましい。有機添加剤を含有することにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するためである。Znめっき浴に添加する有機添加剤としては、フェノールスルホン酸、エトキシ化ナフトール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、スルホン酸系化合物、コハク酸、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、ベンズアルデヒド、くえん酸、くえん酸の塩及び芳香族アルデヒドが挙げられる。Znめっき浴に添加する有機添加剤としては、これらの中でも、特にフェノールスルホン酸及びエトキシ化ナフトールが好ましい。
本実施形態のZnめっき浴は、有機添加剤を含有することが好ましい。有機添加剤を含有することにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するためである。Znめっき浴に添加する有機添加剤としては、フェノールスルホン酸、エトキシ化ナフトール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、スルホン酸系化合物、コハク酸、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、ベンズアルデヒド、くえん酸、くえん酸の塩及び芳香族アルデヒドが挙げられる。Znめっき浴に添加する有機添加剤としては、これらの中でも、特にフェノールスルホン酸及びエトキシ化ナフトールが好ましい。
本実施形態のZnめっき浴は、表面処理鋼板1の外観をより良好にするため、微量の金属元素を含有してもよい。金属元素としては、Cr、Co、Ni、Sn、Pb、Cu及びAgなどが挙げられる。添加した金属元素を、加熱により表面処理層3に含まれるNi,ZnまたはSnと合金化した際に、表面処理層3のイオン化傾向が鋼板より低くならないように、添加する金属元素の種類及び量を選択する必要がある。
特に、上記の金属元素の中でも、Znめっき浴が微量のSnを含有することにより、表面処理層3にSnが共析する。これにより、表面処理層3の耐食性が向上し、表面処理層3による母材鋼板2の被覆性が向上するので、特に好ましい。
特に、上記の金属元素の中でも、Znめっき浴が微量のSnを含有することにより、表面処理層3にSnが共析する。これにより、表面処理層3の耐食性が向上し、表面処理層3による母材鋼板2の被覆性が向上するので、特に好ましい。
本実施形態のZnめっき浴は、浴温度が55〜65℃であることが好ましい。Znめっき浴の浴温度を55〜65℃に制限することにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するためである。
Znめっき浴の浴温度を55℃未満及び65℃超にした場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じないため好ましくない。
Znめっき浴の浴温度を55℃未満及び65℃超にした場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じないため好ましくない。
本実施形態では、上記のZnめっき浴の代わりにZn−Sn合金めっき浴を用いてもよい。
Zn−Sn合金めっき浴も、Znめっき浴と同様に有機添加剤を含有することが好ましい。なお、Zn−Sn合金めっき浴に添加することのできる有機添加剤は、Znめっき浴の場合と同様である。
Zn−Sn合金めっき浴の浴温度は55〜65℃であることが好ましい。
Zn−Sn合金めっき浴も、Znめっき浴と同様に有機添加剤を含有することが好ましい。なお、Zn−Sn合金めっき浴に添加することのできる有機添加剤は、Znめっき浴の場合と同様である。
Zn−Sn合金めっき浴の浴温度は55〜65℃であることが好ましい。
本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法では、上記のZnめっき又はZn−Sn合金めっきを行った後に、合金化処理を行う。合金化処理の加熱温度は、320℃〜400℃である。
この温度範囲で合金化処理を行うことにより、本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法により製造された表面処理鋼板1は、優れた耐食性を有する。その理由は定かではないが、この温度範囲で合金化処理を行うことにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するため、優れた耐食性を有すると考えられる。
この温度範囲で合金化処理を行うことにより、本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法により製造された表面処理鋼板1は、優れた耐食性を有する。その理由は定かではないが、この温度範囲で合金化処理を行うことにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するため、優れた耐食性を有すると考えられる。
合金化処理を320℃未満で行った場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じない。合金化処理を400℃超で行った場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じるが、Zn及びNiが過度に拡散してしまう。
上記の理由から、合金化処理に係る加熱温度は320〜400℃の範囲とする。
なお、上記の加熱温度とは、合金化処理時における、表面処理鋼板1の最高到達温度を意味する。
上記の理由から、合金化処理に係る加熱温度は320〜400℃の範囲とする。
なお、上記の加熱温度とは、合金化処理時における、表面処理鋼板1の最高到達温度を意味する。
本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法における合金化処理では、320℃以上の温度を0.2〜2秒保持することが好ましい。320℃以上の温度を0.2〜2秒保持することにより、Ni2Zn11の配向性が適切に変化するためである。
320℃以上の温度の保持時間が0.2秒未満の場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じないため好ましくない。320℃以上の温度の保持時間が2秒を越える場合には、Feが過度に拡散することにより、耐食性が劣化するため好ましくない。
320℃以上の温度の保持時間が0.2秒未満の場合には、Ni2Zn11の配向性に変化が生じないため好ましくない。320℃以上の温度の保持時間が2秒を越える場合には、Feが過度に拡散することにより、耐食性が劣化するため好ましくない。
本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法では、合金化処理を行った後、表面処理鋼板1を水に浸漬することによる冷却処理を行うことが好ましい。冷却処理を行わない場合には、表面処理鋼板1の部位における冷却速度のばらつきが生じやすい。本実施形態の表面処理鋼板1の製造方法における冷却処理では、表面処理鋼板1の温度が320℃以上の状態で、水に浸漬して冷却する。
本実施形態の冷却処理によれば、表面処理鋼板1を大気中で冷却する方法及び表面処理鋼板1にミストを吹きかけて冷却する方法に比べて、表面処理鋼板1の温度をより速く100℃以下の温度に冷却することができる。表面処理鋼板1の温度が100℃以下の場合には、表面処理層3において、結晶核生成及び結晶成長が進行しない。そのため、本実施形態の冷却処理によれば、表面処理層3中の結晶の方位を一定方向に揃えやすい。
本実施形態の冷却処理において、表面処理鋼板1を浸漬する水の温度は、45〜95℃であることが好ましい。表面処理鋼板1を浸漬する水の温度を上述の範囲に限定することにより、Ni2Zn11の配向性が、耐食性を発揮するのに適した配向性となる。
本実施形態の冷却処理によれば、表面処理鋼板1を大気中で冷却する方法及び表面処理鋼板1にミストを吹きかけて冷却する方法に比べて、表面処理鋼板1の温度をより速く100℃以下の温度に冷却することができる。表面処理鋼板1の温度が100℃以下の場合には、表面処理層3において、結晶核生成及び結晶成長が進行しない。そのため、本実施形態の冷却処理によれば、表面処理層3中の結晶の方位を一定方向に揃えやすい。
本実施形態の冷却処理において、表面処理鋼板1を浸漬する水の温度は、45〜95℃であることが好ましい。表面処理鋼板1を浸漬する水の温度を上述の範囲に限定することにより、Ni2Zn11の配向性が、耐食性を発揮するのに適した配向性となる。
合金化処理を行った後、冷却処理を行うまでの時間は、0〜3秒とする。合金化処理を行った後、冷却処理を行うまでの時間が3秒超であると、Ni2Zn11の配向性が適切に変化しないため好ましくない。
なお、合金化処理を行った後に冷却処理を行うことにより、Ni2Zn11の配向性が変化することは、本発明によって初めて明らかになった知見である。
なお、合金化処理を行った後に冷却処理を行うことにより、Ni2Zn11の配向性が変化することは、本発明によって初めて明らかになった知見である。
次に、実施例を用いて本発明を非限定的に説明する。
<原板>
表1に成分を示す極低炭素鋼の冷延焼鈍鋼板(原板1及び原板2)を母材鋼板として用いた。この冷延焼鈍鋼板の板厚は0.5mmである。
表1に成分を示す極低炭素鋼の冷延焼鈍鋼板(原板1及び原板2)を母材鋼板として用いた。この冷延焼鈍鋼板の板厚は0.5mmである。
<表面処理層の形成>
表2に記載のめっき浴を用いて、母材鋼板の表面に表面処理層を形成した。表面処理層を形成した後、通電加熱により、加熱温度に到達するまでの時間を10秒間として加熱した。加熱した直後、3秒以内に水に浸漬して冷却した。水温は45〜95℃の範囲とした。なお、水温が45℃未満の場合には、Ni2Zn11の配向性が適切に変化しなかった。
表2に記載のめっき浴を用いて、母材鋼板の表面に表面処理層を形成した。表面処理層を形成した後、通電加熱により、加熱温度に到達するまでの時間を10秒間として加熱した。加熱した直後、3秒以内に水に浸漬して冷却した。水温は45〜95℃の範囲とした。なお、水温が45℃未満の場合には、Ni2Zn11の配向性が適切に変化しなかった。
<化成処理層の形成>
化成処理層の形成には処理剤1及び処理剤2を用いた。処理剤1の組成を表3に示す。なお、処理剤1は特許4776458号公報に実施例22として記載されている薬剤である。
処理剤2は処理剤1に固形分で同質量となる水系ウレタン樹脂タケラック(登録商標)W5100(三井化学株式会社製)を混合し、さらに顔料として全固形分の2%となるようにチタンニッケルアンチモン黄を混合した薬剤である。
処理剤1及び処理材2を、表4〜表6に示す付着量で表面処理層の上に付着させた。加熱温度を150℃とし、150℃までの到達時間を10秒間として加熱した。その後、放冷し、化成処理層を形成した。
化成処理層の形成には処理剤1及び処理剤2を用いた。処理剤1の組成を表3に示す。なお、処理剤1は特許4776458号公報に実施例22として記載されている薬剤である。
処理剤2は処理剤1に固形分で同質量となる水系ウレタン樹脂タケラック(登録商標)W5100(三井化学株式会社製)を混合し、さらに顔料として全固形分の2%となるようにチタンニッケルアンチモン黄を混合した薬剤である。
処理剤1及び処理材2を、表4〜表6に示す付着量で表面処理層の上に付着させた。加熱温度を150℃とし、150℃までの到達時間を10秒間として加熱した。その後、放冷し、化成処理層を形成した。
<めっきの付着量の測定>
表面処理層を塩酸で溶解し、その溶解液中に含まれる Ni、Zn及びSnを高周波誘導結合プラズマ発光分光装置(ICP)で定量し、単位面積当たりのNiめっき、Znめっき及びSnめっきの付着量を算出することにより、Niめっき、Znめっき、及びSnめっきの付着量を測定した。
表面処理層を塩酸で溶解し、その溶解液中に含まれる Ni、Zn及びSnを高周波誘導結合プラズマ発光分光装置(ICP)で定量し、単位面積当たりのNiめっき、Znめっき及びSnめっきの付着量を算出することにより、Niめっき、Znめっき、及びSnめっきの付着量を測定した。
<表面処理層の平均厚みの測定>
ICPにより定量したNiめっき、Znめっき及びSnめっきの付着量を、各金属の密度で割り、それらを足し合わせることにより、表面処理層の平均厚みを算出した。
ICPにより定量したNiめっき、Znめっき及びSnめっきの付着量を、各金属の密度で割り、それらを足し合わせることにより、表面処理層の平均厚みを算出した。
<グロー放電発光分析(GDS)>
表面処理鋼板の構造は、GDA750(株式会社リガク製)をGDS装置として用いて測定した。GDSでは、化成処理層の表面を測定開始位置とし、表面処理層の表面から母材鋼板に向かって深さ1μmの位置を測定終了位置とした。
表面処理鋼板の構造は、GDA750(株式会社リガク製)をGDS装置として用いて測定した。GDSでは、化成処理層の表面を測定開始位置とし、表面処理層の表面から母材鋼板に向かって深さ1μmの位置を測定終了位置とした。
<表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面の決定>
GDSを用いた酸素原子の測定結果から、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面を決定した。
GDSを用いた酸素原子の測定結果から、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面を決定した。
<表面処理層の表面近傍におけるFeの拡散状態>
表面処理層の表面近傍におけるFeの拡散状態は、GDSを用いた、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面におけるFe原子の測定結果に基づいて判断した。
上記界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%以下である場合には、表面処理層の表面近傍におけるFe原子の拡散状態が基準内であるとした。一方、上記界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%を越える場合には、表面処理層の表面近傍におけるFeの拡散状態が基準外であるとした。
表面処理層の表面近傍におけるFeの拡散状態は、GDSを用いた、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面におけるFe原子の測定結果に基づいて判断した。
上記界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%以下である場合には、表面処理層の表面近傍におけるFe原子の拡散状態が基準内であるとした。一方、上記界面におけるFe原子の発光強度が、測定範囲におけるFe原子の最大発光強度の20%を越える場合には、表面処理層の表面近傍におけるFeの拡散状態が基準外であるとした。
<表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態>
表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態は、GDSを用いた、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面におけるNi原子の発光強度に基づいて判断した。
上記界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%以下である場合には、表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態が基準内であるとした。一方、上記界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%を越える場合には、表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態が基準外であるとした。
表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態は、GDSを用いた、表面処理層の酸化物層と表面処理層の金属層との界面におけるNi原子の発光強度に基づいて判断した。
上記界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%以下である場合には、表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態が基準内であるとした。一方、上記界面におけるNi原子の発光強度が、測定範囲におけるNi原子の最大発光強度の20%を越える場合には、表面処理層の表面近傍におけるNiの拡散状態が基準外であるとした。
<ZnとNiとの合金状態>
ZnとNiとの合金状態は、GDSを用いたZn原子及びNi原子の測定結果に基づいて判断した。上記測定結果から、Zn原子の発光強度がZn原子の最大発光強度の60%以上である深さ範囲(第1の範囲)と、Ni原子の発光強度がNi原子の最大発光強度の60%以上である深さ範囲(第2の範囲)とを求めた。
第1の範囲と第2の範囲とが重なりを有している場合には、ZnとNiとの合金状態が基準内であるとした。一方、第1の範囲と第2の範囲とが重なりを有していない場合には、ZnとNiとの合金状態が基準外であるとした。
ZnとNiとの合金状態は、GDSを用いたZn原子及びNi原子の測定結果に基づいて判断した。上記測定結果から、Zn原子の発光強度がZn原子の最大発光強度の60%以上である深さ範囲(第1の範囲)と、Ni原子の発光強度がNi原子の最大発光強度の60%以上である深さ範囲(第2の範囲)とを求めた。
第1の範囲と第2の範囲とが重なりを有している場合には、ZnとNiとの合金状態が基準内であるとした。一方、第1の範囲と第2の範囲とが重なりを有していない場合には、ZnとNiとの合金状態が基準外であるとした。
<X線回折分析>
表面処理鋼板中のNi2Zn11の存在を調べるために、X線回折分析により、39.6°〜40.3°の回折線及び78.7°〜79.2°の回折線を調べた。
具体的には、管球にCu、検出器にXe比例検出器を用い、平行ビーム法によりX線回折分析を行った。測定条件としては、電圧:45kV、電流:40mA、測定角:10°〜90°、スリット:1/2°、ステップサイズ:0.1°、入射角:2°を用いた。
表面処理鋼板中のNi2Zn11の存在を調べるために、X線回折分析により、39.6°〜40.3°の回折線及び78.7°〜79.2°の回折線を調べた。
具体的には、管球にCu、検出器にXe比例検出器を用い、平行ビーム法によりX線回折分析を行った。測定条件としては、電圧:45kV、電流:40mA、測定角:10°〜90°、スリット:1/2°、ステップサイズ:0.1°、入射角:2°を用いた。
上記の測定条件によりX線回折分析を行い、回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲及び回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲において、ピークの有無を検出した。
ピークの検出に当たっては、まず、それぞれの範囲(回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲または回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲)において、回折角2θの下限マイナス0.5°から、回折角2θの上限プラス0.5°に向かって直線(ベースライン)を引いた。次に、測定範囲(回折角2θが10°〜90°の範囲)における、最大のX線回折強度を求めた。
ピークの検出に当たっては、まず、それぞれの範囲(回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲または回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲)において、回折角2θの下限マイナス0.5°から、回折角2θの上限プラス0.5°に向かって直線(ベースライン)を引いた。次に、測定範囲(回折角2θが10°〜90°の範囲)における、最大のX線回折強度を求めた。
それぞれの範囲(回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲または回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲)内に、測定範囲における最大のX線回折強度の1%以上の強度を有するピークが存在した場合には、その範囲内にピークが存在すると判断した。
例えば、39.6°〜40.3°の回折線においてピークの存在を調べる際には、まず、39.1°と40.8°との2点を結ぶベースラインを引いた。次に、測定範囲(回折角2θが10〜90°の範囲)における、最大のX線回折強度を求めた。そして、39.6°〜40.3°の範囲に、測定範囲における最大のX線回折強度の1%以上の強度を有するピークが存在した場合には、その範囲内にピークが存在すると判断した。
例えば、39.6°〜40.3°の回折線においてピークの存在を調べる際には、まず、39.1°と40.8°との2点を結ぶベースラインを引いた。次に、測定範囲(回折角2θが10〜90°の範囲)における、最大のX線回折強度を求めた。そして、39.6°〜40.3°の範囲に、測定範囲における最大のX線回折強度の1%以上の強度を有するピークが存在した場合には、その範囲内にピークが存在すると判断した。
<耐食性の評価>
耐食性は、JIS Z 2371で規格されている方法により評価した。この方法では、塩水を噴霧してから、白錆または赤錆が発生するまでの時間により耐食性を評価する。
耐食性の評価では、端面をシールした無加工の平板を試験片として用いた。
同じように処理した試験片を合計で5つ用意し、白錆または赤錆の発生を、塩水を噴霧してから3時間ごとに確認した。5つのうち少なくとも1つの試験片において、白錆または赤錆が発生した場合には、その時間を錆発生時間とした。
耐食性は、JIS Z 2371で規格されている方法により評価した。この方法では、塩水を噴霧してから、白錆または赤錆が発生するまでの時間により耐食性を評価する。
耐食性の評価では、端面をシールした無加工の平板を試験片として用いた。
同じように処理した試験片を合計で5つ用意し、白錆または赤錆の発生を、塩水を噴霧してから3時間ごとに確認した。5つのうち少なくとも1つの試験片において、白錆または赤錆が発生した場合には、その時間を錆発生時間とした。
白錆の発生防止が本発明の目的の一つであるため、耐食性の評価は白錆が発生するまでの時間に基づいて評価すればよい。しかしながら、本発明の表面処理鋼板は、Znめっきの付着量が極めて少ないため、白錆が発生してから赤錆が発生するまでの時間が短い場合がある。このような場合には、白錆の発生を確認しない状態で、赤錆の発生を確認する場合がある。そのため、耐食性の評価は、白錆または赤錆の発生までの時間に基づいて評価した。
耐食性の評価は、各試験片の白錆または赤錆発生までの時間と、Znめっきの付着量が20g/m2である場合(基準材)の白錆または赤錆発生までの時間と比較することにより行った。
つまり、表4に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材1と比較することにより耐食性を評価した。表5に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材2と比較することにより耐食性を評価した。表6に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材3と比較することにより耐食性を評価した。
つまり、表4に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材1と比較することにより耐食性を評価した。表5に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材2と比較することにより耐食性を評価した。表6に示されている実施例及び比較例の場合には、白錆または赤錆発生までの時間を、基準材3と比較することにより耐食性を評価した。
基準材における白錆または赤錆が発生するまでの時間をT1とし、それぞれの実施例または比較例における白錆または赤錆が発生するまでの時間をT2とする。それぞれの時間の差(T1−T2)が6時間以内である場合には、その実施例又は比較例は、Znめっきの付着量が20mg/m2である場合と同等の耐食性を有しているとして、Excellentと評価した。
上記の時間の差(T1−T2)が12時間以内である場合には、その実施例又は比較例は、Znめっきの付着量が20mg/m2である場合の耐食性よりは劣るが、実用上問題ない耐食性を有しているとして、Goodと評価した。
上記の時間の差(T1−T2)が12時間を越える場合には、その実施例又は比較例は、Znめっきの付着量が20mg/m2である場合よりも耐食性が劣るとして、Poorと評価した。
上記の時間の差(T1−T2)が12時間以内である場合には、その実施例又は比較例は、Znめっきの付着量が20mg/m2である場合の耐食性よりは劣るが、実用上問題ない耐食性を有しているとして、Goodと評価した。
上記の時間の差(T1−T2)が12時間を越える場合には、その実施例又は比較例は、Znめっきの付着量が20mg/m2である場合よりも耐食性が劣るとして、Poorと評価した。
表4〜表9に各表面処理鋼板の製造方法及び試験結果を示した。
基準材1及び基準材3は塩水を噴霧してから60時間後、基準材2は塩水を噴霧してから84時間後に錆が発生した。
表4に示した実施例1−1〜実施例1−18では、いずれも錆発生までの時間が、塩水を噴霧してから48時間以降であった。一方、比較例1−1〜1−13はいずれも塩水を噴霧してから45時間までに錆が発生した。理由は以下のためと考えられる。
比較例1−1は、Niめっきを有さないため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したと考えられる。
比較例1−2は、Niめっきの付着量が多かったため、母材鋼板よりイオン化傾向の高いNiが表面処理層内に残存し、錆が早く発生したと考えられる。
比較例1−1は、Niめっきを有さないため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したと考えられる。
比較例1−2は、Niめっきの付着量が多かったため、母材鋼板よりイオン化傾向の高いNiが表面処理層内に残存し、錆が早く発生したと考えられる。
比較例1−3は、Znめっきの付着量が少なかったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−4は、NiとZnとが合金化されていなかったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−5は、NiとZnとの合金化が不十分だったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−4は、NiとZnとが合金化されていなかったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−5は、NiとZnとの合金化が不十分だったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−6及び比較例1−7は、合金化処理に係る加熱温度が不十分であったため、Ni2Zn11の配向性が適切に変化しなかったと考えられる。
比較例1−8は、FeおよびNiが化成処理層の表面近傍まで拡散してしまっていたため、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−8は、FeおよびNiが化成処理層の表面近傍まで拡散してしまっていたため、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−9〜比較例1−11は、NiとZnとが合金として析出したままの状態であったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−12は、320℃以上の保持時間が0.1秒であったため、Ni2Zn11の配向性が適切に変化せず、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−13は、320℃以上の保持時間が5.0秒であったため、FeおよびNiが化成処理層表面近傍まで拡散していたものと考えられる。それにより、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低かったため、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例1−13は、320℃以上の保持時間が5.0秒であったため、FeおよびNiが化成処理層表面近傍まで拡散していたものと考えられる。それにより、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低かったため、錆が早く発生したものと考えられる。
表5に示した実施例2−1〜2−4では、いずれも錆発生までの時間が、塩水を噴霧してから72時間以降であった。一方、比較例2−1〜2−3は、いずれも塩水を噴霧してから72時間までに錆が発生した。理由は以下のためと考えられる。
比較例2−1は、Niめっきを有さないため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したと考えられる。
比較例2−2は、FeおよびNiが化成処理層の表面近傍まで拡散しており、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低かったため、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例2−1は、Niめっきを有さないため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したと考えられる。
比較例2−2は、FeおよびNiが化成処理層の表面近傍まで拡散しており、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低かったため、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例2−3は、NiとZnとが合金として析出したままの状態であったため、表面処理層による母材鋼板の被覆性が低く、錆が早く発生したものと考えられる。
表6に示した実施例3−1〜3−15では、いずれも錆発生までの時間が、塩水を噴霧してから48時間以降であった。一方、比較例3−1〜3−3は、塩水を噴霧してから45時間までに錆びが発生した。
なお、実施例3−5〜3−9及び比較例3−1では、NiめっきとZnめっきとの間に、Snめっき浴(1)によるSnめっきを行った。
また、実施例3−15及び比較例3−2では、Niめっきを行った後、表2に示したZn−Sn合金めっき浴(1)によるZn−Sn合金めっきを行った。
比較例3−1〜3−3において、45時間までに錆びが発生した理由は以下のためと考えられる。
なお、実施例3−5〜3−9及び比較例3−1では、NiめっきとZnめっきとの間に、Snめっき浴(1)によるSnめっきを行った。
また、実施例3−15及び比較例3−2では、Niめっきを行った後、表2に示したZn−Sn合金めっき浴(1)によるZn−Sn合金めっきを行った。
比較例3−1〜3−3において、45時間までに錆びが発生した理由は以下のためと考えられる。
比較例3−1は、合金化処理を行っていないため、母材鋼板よりイオン化傾向が低いSnが表面処理層内に残存し、錆が早く発したものと考えられる。
比較例3−2は、合金化処理に係る加熱温度が不十分であったため、Ni2Zn11の配向性が適切に変化せず、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例3−3は、Niめっきの付着量が少なく、Niの有する耐食性が十分に発揮されなかったため、錆が早く発生したものと考えられる。
なお、実施例3−11の耐食性が、実施例3−1及び実施例3−10の耐食性よりも劣っていたのは、母材鋼板の表面粗度が高いため、表面処理層及び化成処理層による母材鋼板の被覆性が低かったためと考えられる。
比較例3−2は、合金化処理に係る加熱温度が不十分であったため、Ni2Zn11の配向性が適切に変化せず、錆が早く発生したものと考えられる。
比較例3−3は、Niめっきの付着量が少なく、Niの有する耐食性が十分に発揮されなかったため、錆が早く発生したものと考えられる。
なお、実施例3−11の耐食性が、実施例3−1及び実施例3−10の耐食性よりも劣っていたのは、母材鋼板の表面粗度が高いため、表面処理層及び化成処理層による母材鋼板の被覆性が低かったためと考えられる。
上記一実施形態によれば、耐食性、経済性、生産性及び環境性に優れた表面処理鋼板を提供することができる。
1 表面処理鋼板
2 母材鋼板
3 表面処理層
4 化成処理層
5 Zn原子の発光強度の測定結果
6 表面処理層と化成処理層との界面
7 酸素原子の発光強度の測定結果
8 表面処理層中の酸化物層と金属層との界面
9 酸素原子の発光強度の測定結果
10 Zn原子の発光強度の測定結果
11 表面処理層中の酸化物層と金属層との界面
12 Zn原子の発光強度の測定結果
13 Ni原子の発光強度の測定結果
14 Zn原子の発光強度の測定結果
15 Ni原子の発光強度の測定結果
2 母材鋼板
3 表面処理層
4 化成処理層
5 Zn原子の発光強度の測定結果
6 表面処理層と化成処理層との界面
7 酸素原子の発光強度の測定結果
8 表面処理層中の酸化物層と金属層との界面
9 酸素原子の発光強度の測定結果
10 Zn原子の発光強度の測定結果
11 表面処理層中の酸化物層と金属層との界面
12 Zn原子の発光強度の測定結果
13 Ni原子の発光強度の測定結果
14 Zn原子の発光強度の測定結果
15 Ni原子の発光強度の測定結果
Claims (4)
- 母材鋼板(ただし、Siを0.5〜3.0質量%含有する場合を除く)と;
前記母材鋼板の少なくとも片面に形成され、且つ酸化物層及び金属層を有する表面処理層と;
前記表面処理層の表面に形成された化成処理層(ただし、Znを含有する場合を除く)と;
を備え、
前記表面処理層は、付着量が0.30〜2.00g/m2のZnと、付着量が0.03〜2.00g/m2で且つ前記Znの付着量以下であるNiと、前記Znの付着量の0〜10%(0%を含む)のSnとを含有し、
前記化成処理層の表面を測定開始位置とし、前記表面処理層の表面から深さ方向に1μmの位置を測定終了位置とする範囲に対してグロー放電発光分析を行うことにより、Fe原子、Zn原子、Ni原子及びO原子の発光強度の分布曲線をそれぞれ得た場合に、
O原子の最大発光強度が、前記化成処理層と前記表面処理層との界面である第1の界面よりも前記母材鋼板側で観測され、
前記酸化物層と前記金属層との界面である第2の界面において、前記Fe原子の発光強度が前記Fe原子の最大発光強度の20%以下であり、
前記第2の界面において、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の20%以下であり、且つ、
前記深さ方向に関して、前記Zn原子の発光強度が前記Zn原子の最大発光強度の60%以上である第1の範囲と、前記Ni原子の発光強度が前記Ni原子の最大発光強度の60%以上である第2の範囲とが、重なりを有し、
前記第1の界面におけるZn原子の発光強度Zが、前記範囲におけるZn原子の前記最大発光強度をX、前記範囲におけるZn原子の最小発光強度をYとしたとき、下記(1)式を充足し、
前記第2の界面におけるO原子の発光強度Nが、前記範囲におけるO原子の前記最大発光強度をL、前記範囲におけるO原子の最小発光強度をMとしたとき、下記(2)式を充足する
ことを特徴とする表面処理鋼板。
Z=(X−Y)×0.25+Y・・・(1)
N=(L−M)×0.5+M・・・(2) - 前記表面処理層に対してX線回折分析を行うことにより、回折X線強度と回折角2θとの対応関係を示す測定データを得た場合に、
前記回折角2θが39.6°〜40.3°の範囲と前記回折角2θが78.7°〜79.2°の範囲との少なくとも一方に前記回折X線強度のピークが現れる
ことを特徴とする請求項1記載の表面処理鋼板。 - 前記表面処理層中の前記Znの付着量が、0.80〜1.20g/m2であり;
前記表面処理層中の前記Niの付着量が、0.07g/m2以上でかつ前記Znの付着量の半分以下である;
ことを特徴とする請求項1記載の表面処理鋼板。 - 前記表面処理層の平均厚みが0.30μm以下である
ことを特徴とする請求項1記載の表面処理鋼板。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393888A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-25 | Kobe Steel Ltd | 塗装後の耐衝撃剥離性に優れた亜鉛系合金電気めつき鋼板 |
JPS63118078A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-23 | Nippon Denso Co Ltd | 常温リン酸亜鉛系化成皮膜及びその化成方法 |
JPH0226246A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Nippon Steel Corp | 鉄系プリント基板用鋼板の製造方法 |
JP2003226986A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-08-15 | Jfe Steel Kk | 表面処理金属板 |
JP2004211149A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Nippon Steel Corp | 外観の優れたSn系金属めっき鋼板及びその製造方法 |
JP2007239063A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nippon Steel Corp | Sn−Znメッキ鋼板の製造方法 |
JP2007247017A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Nippon Steel Corp | 外観品位に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼およびその製造方法 |
JP2011167891A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | 耐食性、導電性、耐指紋性に優れる表面処理金属材料 |
JP4776458B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2011-09-21 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性、耐熱性、耐指紋性、導電性、塗装性および加工時の耐黒カス性に優れたクロメートフリー表面処理金属材 |
JP2013076148A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 引張強度980MPa以上の成形性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 |
JP2013540207A (ja) * | 2010-10-21 | 2013-10-31 | ポスコ | 金属コーティング鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板及びこれらの製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH079074B2 (ja) | 1990-04-09 | 1995-02-01 | 新日本製鐵株式会社 | 電子機器部品用表面処理鋼板 |
DE69400509T2 (de) * | 1993-06-23 | 1997-04-10 | Sumitomo Metal Ind | Metallblech mit einem galvanisch erzeugten Zink oder Zinklegierungsdispersionsüberzug und Verfahren zur Herstellung desselben |
KR100666717B1 (ko) | 2002-09-10 | 2007-01-11 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 외관이 우수한 Sn계 금속 도금 강판 및 그 제조 방법 |
-
2015
- 2015-01-28 JP JP2015552697A patent/JP6052430B2/ja active Active
- 2015-01-28 CN CN201580005940.2A patent/CN105934536B/zh active Active
- 2015-01-28 TW TW104102851A patent/TWI547595B/zh active
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- 2015-01-28 US US15/110,920 patent/US10189229B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393888A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-25 | Kobe Steel Ltd | 塗装後の耐衝撃剥離性に優れた亜鉛系合金電気めつき鋼板 |
JPS63118078A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-23 | Nippon Denso Co Ltd | 常温リン酸亜鉛系化成皮膜及びその化成方法 |
JPH0226246A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Nippon Steel Corp | 鉄系プリント基板用鋼板の製造方法 |
JP2003226986A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-08-15 | Jfe Steel Kk | 表面処理金属板 |
JP2004211149A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Nippon Steel Corp | 外観の優れたSn系金属めっき鋼板及びその製造方法 |
JP4776458B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2011-09-21 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性、耐熱性、耐指紋性、導電性、塗装性および加工時の耐黒カス性に優れたクロメートフリー表面処理金属材 |
JP2007239063A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nippon Steel Corp | Sn−Znメッキ鋼板の製造方法 |
JP2007247017A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Nippon Steel Corp | 外観品位に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼およびその製造方法 |
JP2011167891A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | 耐食性、導電性、耐指紋性に優れる表面処理金属材料 |
JP2013540207A (ja) * | 2010-10-21 | 2013-10-31 | ポスコ | 金属コーティング鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板及びこれらの製造方法 |
JP2013076148A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 引張強度980MPa以上の成形性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN7015000987; J.PANEK, B.BIERSKA-PIECH, M.KAROLUS: '"The corrosion resistance of zinc-nickel composite coatings"' Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering VOLUME 45,ISSUE 2, 201104, p.157-162, International OCSCO world Press * |
Also Published As
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