JP6744413B2 - 合金コーティング鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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鋼板の腐食を防止するための方法として代表的なのが、鋼板の表面に他の金属をメッキすることである。メッキ被膜の種類は、犠牲防食型被膜と遮断防食型被膜とに分けられる。犠牲防食型被膜には、亜鉛やマグネシウム、アルミニウムなどのように鉄より酸化が容易で、サビが発生しやすい金属を被覆することで、被覆した金属が優先的に腐食して鋼板を保護する。遮断防食型被膜は、鉛やスズなど鋼板より腐食しにくい金属で被覆して、水と酸素が鉄に到達しないように遮断するものである。
冷延鋼板上にSi9重量%、Al88重量%、および残部としてFeを含むAlメッキ層が片面メッキ量15g/m2形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Alメッキ層の厚さは約6umであった。
前記実施例1と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
前記実施例1と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
Alメッキ層上にMgを1.5umの厚さに真空コーティングした点を除けば、前記実施例1と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
鋼板上にSi9重量%、Al88重量%、および残部としてFeを含むAlメッキ層が片面メッキ量15g/m2形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
片面メッキ量40g/m2の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
片面メッキ量137.5g/m2の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
図6は、実施例2のMgをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
図8は、実施例2で製造された合金コーティング鋼板に対するTEM写真である。図8において、Al−Mg−Si合金層は、Al3Mg2相を含む合金層内に、Mg2Si合金粒子が存在する形態であることを確認することができる。
前記実施例1および実施例2で製造された合金コーティング鋼板について、X−Ray回折装置(装置名:D/MAX−2500V−PC、製造会社:Rigaku)を用いてXRD分析を行った。
前記実施例3で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器(装置名:GDS850A、製造会社:NECO)を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
前記実施例1〜4、および比較例1〜3の鋼板試験片について、塩水噴霧試験(ASTM B−117)方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表2に示した。
冷延鋼板上にSi9重量%、Al88重量%、および残部としてFeを含むAlメッキ層が片面メッキ量15g/m2形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Alメッキ層の厚さは約6umであった。
Mgを1umの厚さに真空コーティングし、熱処理を300℃で行った点を除けば、前記実施例5と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
Mgを1umの厚さに真空コーティングし、熱処理を375℃で行った点を除けば、前記実施例5と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
Mgを1.5umの厚さに真空コーティングし、熱処理を375℃で行った点を除けば、前記実施例5と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
鋼板上にSi9重量%、Al88重量%、および残部としてFeを含むAlメッキ層が片面メッキ量15g/m2形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
片面メッキ量40g/m2の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
片面メッキ量137.5g/m2の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
前記実施例5〜8、および比較例4〜6で製造された試験片に関する情報を下記表3にまとめた。
前記実施例6および実施例7で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器(装置名:GDS850A、製造会社:NECO)を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
前記実施例6および実施例7で製造された合金コーティング鋼板について、X−Ray回折装置(装置名:D/MAX−2500V−PC、製造会社:Rigaku)を用いてXRD分析を行った。
図17は、1umのMgをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
前記実施例5〜8、および比較例4〜6の鋼板試験片について、塩水噴霧試験(ASTM B−117)方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表4に示した。
グロー放電分光器でコーティング層を分析すると、コーティング層の表面からコーティング層と鋼板との界面方向にMg含有量を数値的に確認することができる。図15に示すコーティング層のグロー放電分光結果をみると、Al−Fe−Si層を除いて3層構造を有するコーティング層は、純粋なMg層とAl−Mg層に大部分のMgが分布している。Al−Fe−Si層を除けば全体厚さの約20%を占めるコーティング層の表面に90重量%のMgが分布している。
12:逆マグネトロンスパッタリングソース
13:物理気相蒸着装置
14:誘導加熱装置
15:鋼板排出装置
16:真空容器
17:溶融アルミニウムメッキ鋼板
21:鋼板
22:Al−Si−Fe合金層
23:Al−Mg−Si合金層
24:Al−Mg合金相
25:Mg−Si合金相
26:Al−Si合金層
41:アルミニウム(Al)
42:マグネシウム(Mg)
43:シリコン(Si)
44:鉄(Fe)
51:冷延鋼板
52:Al−Fe−Si合金層
53:Al−Si合金層
54:Mg層
55:Al−Mg−Si合金層
111:鋼板供給装置
112:逆マグネトロンスパッタリングソース
113:物理気相蒸着装置
114:誘導加熱装置
115:鋼板排出装置
116:真空容器
117:溶融アルミニウムメッキ鋼板
120:冷延鋼板
121:Al−Si−Fe合金層
122:Al−Si合金層
123:Al−Mg−Si合金層
124:Mgコーティング層
125:溶融アルミニウムメッキ鋼板
126:コーティング層
131:マグネシウム(Mg)
132:アルミニウム(Al)
133:シリコン(Si)
134:鉄(Fe)
151:冷延鋼板
152:Al−Fe−Si合金層
153:Al−Si合金層
154:Mgコーティング層
155:Al−Mg−Si合金層
Claims (17)
- 鋼板;および
前記鋼板上に位置するAl−Mg−Si合金層;を含み、
前記Al−Mg−Si合金層は、Al−Mg合金相からなる合金層内に、Mg−Si合金粒子が含まれている形態であり、
前記Al−Mg合金相は、Al3Mg2を含むものであり、
前記Mg−Si合金粒子は、Mg2Siを含むものであり、
前記Al−Mg−Si合金層内のMg−Si合金粒子の含有量は、前記Al−Mg−Si合金層の総量100重量%に対して、1重量%以上、70重量%以下である、
合金コーティング鋼板。 - 前記Mg−Si合金粒子は、
不定形である、請求項1に記載の合金コーティング鋼板。 - 前記鋼板と、前記Al−Mg−Si合金層との間に位置する
Al−Fe−Si合金層をさらに含むものである、請求項1または2に記載の合金コーティング鋼板。 - 前記Al−Mg−Si合金層上に位置する
Mg層またはAl−Mg合金層をさらに含むものである、請求項1〜3のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。 - 鋼板上に位置するAl、およびSiを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階;
前記アルミニウムメッキ鋼板上にMgをコーティングしてMgコーティング層を形成する段階;および
前記Mgがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してMgを前記メッキ層に拡散させる段階;を含む合金コーティング鋼板の製造方法であるが、
前記合金コーティング鋼板は、
鋼板;および前記鋼板上に位置するAl−Mg−Si合金層;を含み、
前記Al−Mg−Si合金層は、Al−Mg合金相からなる合金層内に、Mg−Si合金粒子が含まれている形態であり、
前記Al−Mg合金相は、Al3Mg2を含むものであり、
前記Mg−Si合金粒子は、Mg2Siを含むものであり、
前記Al−Mg−Si合金層内のMg−Si合金粒子の含有量は、前記Al−Mg−Si合金層の総量100重量%に対して、1重量%以上、70重量%以下である、
合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記Mg−Si合金粒子は、
不定形である、請求項5に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記合金コーティング鋼板は、
前記鋼板と、前記Al−Mg−Si合金層との間に位置する
Al−Si−Fe合金層をさらに含むものである、請求項5または6に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記合金コーティング鋼板は、
前記Al−Mg−Si合金層上に位置する
Mg層またはAl−Mg合金層をさらに含むものである、請求項5〜7のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記アルミニウムメッキ鋼板上にMgをコーティングしてMgコーティング層を形成する段階;のコーティングは、
物理気相蒸着(PVD)で行われるものである、請求項5〜8のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記アルミニウムメッキ鋼板は、
溶融アルミニウムメッキ鋼板である、請求項5〜9のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 鋼板;
前記鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層;および
前記メッキ層上に位置するコーティング層;を含む合金コーティング鋼板であるが、
前記コーティング層は、3つの層に区分され、
前記3つの層は、
前記メッキ層上に位置するAl−Si合金層;
前記Al−Si合金層上に位置するAl−Mg−Si合金層;および
前記Al−Mg−Si合金層上に位置するMg層;を含むものである、
合金コーティング鋼板。 - 鋼板;
前記鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層;および
前記メッキ層上に位置するコーティング層;を含む合金コーティング鋼板であるが、
前記コーティング層は、3つの層に区分され、
前記3つの層は、
前記メッキ層上に位置するAl−Si合金層;
前記Al−Si合金層上に位置するAl−Mg−Si合金層;および
前記Al−Mg−Si合金層上に位置するAl−Mg層;を含むものである、
合金コーティング鋼板。 - 前記鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層;は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するAl−Fe−Si合金層;および前記Al−Fe−Si合金層上に位置するAl−Si合金層;を含むものである、
請求項11または12に記載の合金コーティング鋼板。 - 鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階;
前記アルミニウムメッキ鋼板上にMgをコーティングしてMgコーティング層を形成する段階;および
前記Mgがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してMgを前記メッキ層に拡散させる段階;を含むものであり、ここで、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層上に形成された、3つの層に区分されるコーティング層となり、
前記メッキ層上に形成される、3つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するAl−Si合金層;
前記Al−Si合金層上に位置するAl−Mg−Si合金層;および
前記Al−Mg−Si合金層上に位置するMg層を含むものである、
合金コーティング鋼板の製造方法。 - 鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階;
前記アルミニウムメッキ鋼板上にMgをコーティングしてMgコーティング層を形成する段階;および
前記Mgがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してMgを前記メッキ層に拡散させる段階;を含むものであり、ここで、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するAlを含むメッキ層上に形成された、3つの層に区分されるコーティング層となり、
前記メッキ層上に形成される、3つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するAl−Si合金層;
前記Al−Si合金層上に位置するAl−Mg−Si合金層;および
前記Al−Mg−Si合金層上に位置するAl−Mg合金層;を含むものである、
合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記アルミニウムメッキ鋼板上にMgをコーティングする段階;のコーティングは、
物理気相蒸着(PVD)で行われるものである、請求項14または15に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。 - 前記鋼板の一面または両面上にAlを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階;において、
前記鋼板の一面または両面上にAlを含むメッキ層は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するAl−Fe−Si合金層;および前記Al−Fe−Si合金層上に位置するAl−Si合金層;を含むものである、
請求項14〜16のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
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