JP7127750B2 - 溶融めっき鋼板、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、溶融めっき鋼板、及びその製造方法に関する。
本願は、２０２０年４月２１日に、日本に出願された特願２０２０－０７５４９５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、２０２０年４月２１日に、日本に出願された特願２０２０－０７５４９５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－Ａｌ－Ｍｇ系溶融めっき鋼板は、高い耐食性を有する。また、これに微量のＳｉをさらに含有させたＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系溶融めっき鋼板は、その耐食性及び加工性の両方が優れている。そのため、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系溶融めっき鋼板、及びＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系溶融めっき鋼板は、建材分野、家電分野、及び自動車分野等の、種々の技術分野において使用されている。
特許文献１は、鋼板の表面に、Ａｌ：４～２２質量％、Ｍｇ：１～６質量％、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき層を有し、めっき原板表層の未再結晶率が３０％以上である鋼板であって、めっき層の構成相のうち、Ａｌ／ＭｇＺｎ２／Ｚｎの３元共晶相の平均径が１０～１００μｍであることを特徴とする、外観均一性に優れた高耐食性溶融亜鉛めっき鋼板を開示している。
特許文献２は、Ａｌ：４～２２質量％、Ｍｇ：１～６質量％、Ｓｉ：０．００１～１質量％を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなるめっき層が表面に形成された、外観均一性に優れた高耐食性溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記めっき層と母材鋼板との界面に、Ｍｇ２Ｓｉ相と、ＣａもしくはＣａ化合物を主成分とするＣａ相が存在し、前記Ｍｇ２Ｓｉ相の少なくとも一部は、前記Ｃａ相を核として析出している鋼板を開示している。
特許文献３は、鋼板の少なくとも片面に、質量％で、Ｓｉ：２％以上１１％以下、Ｍｇ：３％以上９％以下、Ｃａ：０．１％以上５％以下、Ｔｉ：０．００５％以上０．０５％以下で、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるめっき層を有し、当該めっき層中に長径が１０μｍ以下であり、かつ長径と短径の比であるアスペクト比が１以上３以下であるＭｇ２Ｓｉ粒子が存在することを特徴とする耐食性および外観に優れたアルミめっき鋼板を開示している。
本発明者らは、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系溶融めっき鋼板に塗装を施して得られた塗装鋼板において、塗膜剥離が生じやすいことを知見した。塗膜剥離が生じた塗装鋼板を詳細に調査したところ、塗膜剥離は、めっきと母材鋼板との界面において生じる傾向にあることが明らかとなった。この結果は、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系溶融めっき鋼板の加工部めっき密着性に懸念があることを示している。なお、加工部めっき密着性とは、曲げ加工、絞り加工などの機械加工が加えられた箇所におけるめっきの密着性を意味する。
Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系溶融めっき鋼板、又はＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系溶融めっき鋼板の先行技術において、加工部めっき密着性に着目した例は少ない。上述した先行技術文献のうち、特許文献３では、球形状のＭｇ２Ｓｉ粒子は高い応力成形加工において圧力集中を軽減し、潜在的なクラックの開始や伝達を小さくする旨が開示されている。しかしながら、めっきの剥離に関して、特許文献３では何ら検討されていない。
上述の事情に鑑みて、本発明は、優れた加工部めっき密着性を有する高耐食性溶融めっき鋼板、及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係る溶融めっき鋼板は、母材鋼板と、溶融めっき層とを備え、前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０６０～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ２であり、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ２以下である。
（２）上記（１）に記載の溶融めっき鋼板では、前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の前記界面接触長さの最大値が５０μｍ以下であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の溶融めっき鋼板では、前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａが、前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において、０．１以上、１０以下であってもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板では、前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板では、前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（６）本発明の別の態様に係る溶融めっき鋼板の製造方法は、母材鋼板と、溶融めっき層とを備え、前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ ２ であり、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ ２ 以下である溶融めっき鋼板の製造方法であって、界面活性剤を０．５～５．０質量％含有したアルカリ脱脂液を用いて、母材鋼板をアルカリ脱脂する工程と、前記アルカリ脱脂後の前記母材鋼板を水洗する工程と、前記水洗後の前記母材鋼板を、焼鈍する工程と、前記焼鈍後の前記母材鋼板を、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、Ｓｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなる溶融めっき浴に浸漬して、溶融めっき層を形成する工程と、を備え、前記水洗において、常に洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする。
（７）上記（６）に記載の溶融めっき鋼板の製造方法では、前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（８）上記（６）又は（７）に記載の溶融めっき鋼板の製造方法では、前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（１）本発明の一態様に係る溶融めっき鋼板は、母材鋼板と、溶融めっき層とを備え、前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０６０～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ２であり、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ２以下である。
（２）上記（１）に記載の溶融めっき鋼板では、前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の前記界面接触長さの最大値が５０μｍ以下であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の溶融めっき鋼板では、前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａが、前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において、０．１以上、１０以下であってもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板では、前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板では、前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（６）本発明の別の態様に係る溶融めっき鋼板の製造方法は、母材鋼板と、溶融めっき層とを備え、前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ ２ であり、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ ２ 以下である溶融めっき鋼板の製造方法であって、界面活性剤を０．５～５．０質量％含有したアルカリ脱脂液を用いて、母材鋼板をアルカリ脱脂する工程と、前記アルカリ脱脂後の前記母材鋼板を水洗する工程と、前記水洗後の前記母材鋼板を、焼鈍する工程と、前記焼鈍後の前記母材鋼板を、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、Ｓｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなる溶融めっき浴に浸漬して、溶融めっき層を形成する工程と、を備え、前記水洗において、常に洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする。
（７）上記（６）に記載の溶融めっき鋼板の製造方法では、前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
（８）上記（６）又は（７）に記載の溶融めっき鋼板の製造方法では、前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
本発明によれば、優れた加工部めっき密着性を有する高耐食性溶融めっき鋼板、及びその製造方法を提供することができる。
１８０°曲げ試験等の応力成形加工を模擬した試験にめっき鋼板を供した際に、加工部で生じるめっき剥離を、本発明者らは詳細に構造解析した。その結果、母材鋼板とめっきとの界面における、Ｍｇ２Ｓｉ相の晶出形態が、加工部めっき密着性に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。
通常のめっき鋼板において、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在するＭｇ２Ｓｉ相（以下「界面Ｍｇ２Ｓｉ相」と称する）を断面観察すると、界面Ｍｇ２Ｓｉ相が界面に沿って存在している。この界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、界面に沿った長さ（界面接触長さ）を減少させることにより、加工部めっき密着性が向上することを本発明者らは知見した。さらに、めっき鋼板のめっきを除去してから母材鋼板の表面をＳＥＭ観察すると、界面Ｍｇ２Ｓｉ相が母材鋼板に付着している様相を確認することができる。この界面Ｍｇ２Ｓｉ相のうち、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相）の個数密度を減少させることにより、加工部めっき密着性が一層向上することを本発明者らは知見した。
さらに本発明者らは、断面で測定される界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さ、及び平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度と、母材鋼板のめっき前洗浄条件との間に密接な関連性があることを知見した。そして本発明者らは、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の状態を望ましい範囲内にする洗浄条件を明らかにした。
以上の知見により得られた、本発明の一態様に係るめっき密着性に優れた高耐食性溶融めっき鋼板１（本実施形態に係る溶融めっき鋼板１）は、例えば図１に示されるように、母材鋼板１１と、溶融めっき層１２とを備え、溶融めっき層１２の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、溶融めっき層１２の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ２であり、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計が、視野の２０％以下であり、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ２以下である。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１は、母材鋼板１１を有する。母材鋼板１１の種類は特に限定されない。溶融めっき鋼板１の用途に応じて種々の成分、厚さ、金属組織、及び機械特性等を、母材鋼板１１に適用することができる。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１は、母材鋼板１１の表面に配された溶融めっき層１２を有する。溶融めっき層１２は、母材鋼板１１の片面に設けられても、両面に設けられてもよい。まず、この溶融めっき層１２の化学成分について、以下に説明する。以下、特に断りがない限り、各元素の含有量の単位「％」は、質量％を意味する。
（Ａｌ：４．０～２２質量％）
溶融めっき層１２において、Ａｌの含有量を４．０質量％以上２２質量％以下にする。Ａｌ含有量が４．０質量％未満である場合、耐食性を向上させる効果が十分に得られないと考えられる。Ａｌ含有量が２２質量％以上である場合、耐食性を向上させる効果が飽和すると考えられる。耐食性を一層向上させるために、Ａｌの含有量が５質量％以上、又は１０質量％以上であってもよい。また、めっき浴の融点を低下させたり、めっき密着性を高めたりするために、Ａｌの含有量を２０質量％以下、又は１５質量％以下としてもよい。
溶融めっき層１２において、Ａｌの含有量を４．０質量％以上２２質量％以下にする。Ａｌ含有量が４．０質量％未満である場合、耐食性を向上させる効果が十分に得られないと考えられる。Ａｌ含有量が２２質量％以上である場合、耐食性を向上させる効果が飽和すると考えられる。耐食性を一層向上させるために、Ａｌの含有量が５質量％以上、又は１０質量％以上であってもよい。また、めっき浴の融点を低下させたり、めっき密着性を高めたりするために、Ａｌの含有量を２０質量％以下、又は１５質量％以下としてもよい。
（Ｍｇ：１～１０質量％）
溶融めっき層１２において、Ｍｇの含有量を１質量％以上１０質量％以下にする。Ｍｇの含有量が１質量％未満である場合、耐食性を向上させる効果が十分に得られないと考えられる。また、Ｍｇの含有量が１０質量％を超える場合、めっき層が脆くなって、めっきの密着性が低下すると考えられる。耐食性を一層向上させるために、Ｍｇの含有量は、２質量％以上、又は３質量％以上としてもよい。めっき層の密着性を一層高めるために、Ｍｇ含有量は、９質量％以下、７質量％以下、５質量％以下、４．５質量％以下、又は４質量％以下であってもよい。
溶融めっき層１２において、Ｍｇの含有量を１質量％以上１０質量％以下にする。Ｍｇの含有量が１質量％未満である場合、耐食性を向上させる効果が十分に得られないと考えられる。また、Ｍｇの含有量が１０質量％を超える場合、めっき層が脆くなって、めっきの密着性が低下すると考えられる。耐食性を一層向上させるために、Ｍｇの含有量は、２質量％以上、又は３質量％以上としてもよい。めっき層の密着性を一層高めるために、Ｍｇ含有量は、９質量％以下、７質量％以下、５質量％以下、４．５質量％以下、又は４質量％以下であってもよい。
（Ｓｉ：０．０００１～２質量％）
溶融めっき層１２において、Ｓｉの含有量を０．０００１質量％以上２質量％以下にする。Ｓｉは溶融めっき層１２の耐食性を高める効果を有するが、その含有量を０．０００１質量％未満に制御することは工業的に難しいと考えられる。また、Ｓｉ含有量が２質量％以上である場合、耐食性を向上させる効果が飽和すると考えられる。Ｓｉ含有量を０．００１質量％以上、又は０．０１質量％以上としてもよい。Ｓｉ含有量を１．５質量％以下、又は１．０質量％以下としてもよい。
溶融めっき層１２において、Ｓｉの含有量を０．０００１質量％以上２質量％以下にする。Ｓｉは溶融めっき層１２の耐食性を高める効果を有するが、その含有量を０．０００１質量％未満に制御することは工業的に難しいと考えられる。また、Ｓｉ含有量が２質量％以上である場合、耐食性を向上させる効果が飽和すると考えられる。Ｓｉ含有量を０．００１質量％以上、又は０．０１質量％以上としてもよい。Ｓｉ含有量を１．５質量％以下、又は１．０質量％以下としてもよい。
（残部：Ｚｎ及び不純物）
溶融めっき層１２の化学成分の残部は、Ｚｎ及び不純物である。不純物とは、例えば溶融亜鉛めっきの原料、又は製造工程の種々の要因に起因して溶融めっき層１２に混入する成分であって、本実施形態に係る溶融めっき鋼板１に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
溶融めっき層１２の化学成分の残部は、Ｚｎ及び不純物である。不純物とは、例えば溶融亜鉛めっきの原料、又は製造工程の種々の要因に起因して溶融めっき層１２に混入する成分であって、本実施形態に係る溶融めっき鋼板１に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
溶融めっき層１２の化学成分において、残部を構成するＺｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素（例えばＳｃなど）、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上が、合計で０．００１～２質量％含まれてもよい。これら元素の含有量が２質量％以下である場合、溶融めっき層１２の耐食性等の諸特性は損なわれない。また、溶融めっき層１２の耐食性が、これらの元素によって向上する可能性もある。Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上の合計量が、０．００２質量％以上、０．０１質量％以上、又は０．１質量％以上であってもよい。Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上の合計量が、１．５質量％以下、１．０質量％以下、又は０．５質量％以下であってもよい。
また、溶融めっき層１２の化学成分において、残部を構成するＺｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上が、合計で０．００１～２質量％含まれてもよい。これらの元素の含有量が合計で０．００１質量%以上である場合、これらの元素とＡｌとの金属間化合物が晶出し、表面平滑性が向上する。しかしながら、これら元素の合計含有量が２質量％を超える場合、めっきの外観が粗雑となり、外観不良が生じるおそれがある。Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上の合計量が、０．００２質量％以上、０．０１質量％以上、又は０．１質量％以上であってもよい。Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上の合計量が、１．５質量％以下、１．０質量％以下、又は０．５質量％以下であってもよい。
次に、溶融めっき層１２の付着量について説明する。溶融めっき層１２の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ２の範囲内とされる。溶融めっき層１２の付着量を４０ｇ／ｍ２以上にすることにより、溶融めっき鋼板１に高い耐食性を付与することができる。一方、溶融めっき層１２の付着量を６００ｇ／ｍ２以下にすることにより、めっき密着性（例えば加工部めっき密着性）を確保することができる。溶融めっき層１２の付着量を、両面の合計で、５０ｇ／ｍ２以上、１００ｇ／ｍ２以上、又は２００ｇ／ｍ２以上としてもよい。溶融めっき層１２の付着量を、両面の合計で、５５０ｇ／ｍ２以下、５００ｇ／ｍ２以下、又は３００ｇ／ｍ２以下としてもよい。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１においては、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面に、Ｍｇ２Ｓｉ相が存在しうる。以下、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面に存在するＭｇ２Ｓｉ相を、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３と称する。なお、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面に、厚さ数百ｎｍ程度の合金層が形成される場合がある。この場合、母材鋼板１１と合金層との界面に接するＭｇ２Ｓｉ相、及び合金層と溶融めっき層１２との界面に接するＭｇ２Ｓｉ相、並びにこれら界面の両方に接するＭｇ２Ｓｉ相のいずれも、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３とみなされる。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１では、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計が、視野の２０％以下である。
ここで、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さとは、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面のうち、界面Ｍｇ２Ｓｉ相に含まれる部分の長さである。図１を例に挙げて説明すると、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面は、各界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３と、２点で接触している。この２点の間の距離が、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さである。
垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計とは、溶融めっき鋼板１の表面に垂直な切断面の任意の視野に含まれる、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計値である。ここで、視野数は５視野とし、各視野における界面接触長さの合計値の平均値を算出する。また、視野の形状は１０ｍｍ四方であり、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面が、視野の横辺と略平行にされる。図１を例に挙げて説明すると、図１の視野には３つの界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３が含まれており、これらの界面接触長さはＬ１～Ｌ３である。垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計は、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１では、界面接触長さの合計が、視野の幅（１０ｍｍ）に占める割合に基づいて、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の状態を規定する。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計（５視野の平均値）を、視野の２０％以下とした場合、めっき剥離が生じやすい領域の面積が減少し、高い加工部めっき密着性が得られる。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計を、視野の１８％以下、１５％以下、又は１０％以下としてもよい。
界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計の下限値は、加工部めっき密着性を確保する観点からは、特に限定されない。従って、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計が、視野の０％であってもよい。しかしながら、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計を、視野の０．５％以上としてもよい。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計を、視野の１．０％以上、２．０％以上、又は５．０％以上としてもよい。
界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計の下限値は、加工部めっき密着性を確保する観点からは、特に限定されない。従って、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計が、視野の０％であってもよい。しかしながら、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計を、視野の０．５％以上としてもよい。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計を、視野の１．０％以上、２．０％以上、又は５．０％以上としてもよい。
また、本実施形態に係る溶融めっき鋼板１では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相（以下、「粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相」と記載する）の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ２以下である。なお「平面視」とは、界面や母材鋼板に対し垂直な方向から見た場合の視野である。ここで注意すべき点は、上述した界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さが、溶融めっき鋼板１の断面で測定されることとは対照的に、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、母材鋼板の表面で、平面視で測定される点にある。具体的には、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、以下の手順で測定される。
１．インヒビタ入りの０．５％塩酸に溶融めっき鋼板を浸漬する。これにより、溶融めっき層を溶解させ、溶融めっき鋼板から除去することができる。一方、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相は、母材鋼板の表面に残存する。
２．母材鋼板の表面における任意の１ｍｍ四方の領域に含まれる、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相）の数を、ＳＥＭ観察によってカウントする。ここで、観察する任意の１ｍｍ四方の領域の数は５箇所とし、各領域における粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の数の平均値を算出する。この平均値を界面Ｍｇ２Ｓｉ相（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相）の個数密度とする。ここで、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の円相当径とは、母材鋼板を平面視したときの円相当径である。
粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相は、上述した断面観察では捉えきれないおそれがある。たとえ断面観察によって測定される界面接触長さが上述の範囲内であったとしても、断面に現れなかった粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相が存在する可能性がある。そしてそのような粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相が存在すると、溶融めっき鋼板の加工部めっき密着性を損なうおそれがある。現に、本発明者らが種々の溶融めっき鋼板の評価を行ったところ、断面において界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さが小さい溶融めっき鋼板においても、平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が大きくなる場合があることが確認された。
以上の理由により、本実施形態に係る溶融めっき鋼板においては、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が上述の範囲内とされることに加えて、平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が１０個／ｍｍ２以下とされる。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が１０個／ｍｍ２超である場合、十分な加工部めっき密着性が確保できない。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、９個／ｍｍ２以下、８個／ｍｍ２以下、又は７個／ｍｍ２以下であってもよい。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は少ないほど好ましいので、下限は特に限定されない。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、例えば０個／ｍｍ２以上、１個／ｍｍ２以上、又は２個／ｍｍ２以上であってもよい。
１．インヒビタ入りの０．５％塩酸に溶融めっき鋼板を浸漬する。これにより、溶融めっき層を溶解させ、溶融めっき鋼板から除去することができる。一方、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相は、母材鋼板の表面に残存する。
２．母材鋼板の表面における任意の１ｍｍ四方の領域に含まれる、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相）の数を、ＳＥＭ観察によってカウントする。ここで、観察する任意の１ｍｍ四方の領域の数は５箇所とし、各領域における粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の数の平均値を算出する。この平均値を界面Ｍｇ２Ｓｉ相（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相）の個数密度とする。ここで、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の円相当径とは、母材鋼板を平面視したときの円相当径である。
粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相は、上述した断面観察では捉えきれないおそれがある。たとえ断面観察によって測定される界面接触長さが上述の範囲内であったとしても、断面に現れなかった粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相が存在する可能性がある。そしてそのような粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相が存在すると、溶融めっき鋼板の加工部めっき密着性を損なうおそれがある。現に、本発明者らが種々の溶融めっき鋼板の評価を行ったところ、断面において界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さが小さい溶融めっき鋼板においても、平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が大きくなる場合があることが確認された。
以上の理由により、本実施形態に係る溶融めっき鋼板においては、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が上述の範囲内とされることに加えて、平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が１０個／ｍｍ２以下とされる。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が１０個／ｍｍ２超である場合、十分な加工部めっき密着性が確保できない。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、９個／ｍｍ２以下、８個／ｍｍ２以下、又は７個／ｍｍ２以下であってもよい。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は少ないほど好ましいので、下限は特に限定されない。平面視で測定される粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度は、例えば０個／ｍｍ２以上、１個／ｍｍ２以上、又は２個／ｍｍ２以上であってもよい。
さらに、本実施形態に係る溶融めっき鋼板１では、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値が、５０μｍ以下であることが好ましい。垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値とは、溶融めっき鋼板１の表面に垂直な切断面の任意の視野に含まれる、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３それぞれの界面接触長さの最大値である。なお、視野数は５視野とし、各視野における界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値の平均値を算出する。図１を例に挙げて説明すると、図１の視野に含まれる３つの界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さＬ１～Ｌ３のうち、最大値はＬ３である。従って、図１の視野において測定される界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値はＬ３である。
界面接触長さが大きい界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３ほど、めっき剥離を生じさせやすいと推定される。従って、視野に含まれる界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの合計値が視野に占める割合のみならず、個々の界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さをも減少させることによって、めっき剥離を一層効果的に抑制可能であると考えられる。以上の理由により、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値が、５０μｍ以下であることが好ましい。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値が、４５μｍ以下、４０μｍ以下、又は３０μｍ以下であってもよい。
界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値の下限値は、加工部めっき密着性を確保する観点からは、特に限定されない。従って、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値が、０μｍであってもよい。測定視野に界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３が全く含まれない場合、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値が０μｍとなる。しかしながら、製造設備の能力を考慮して、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の界面接触長さの最大値を、１μｍ以上、２μｍ以上、又は５μｍ以上としてもよい。
さらに、本実施形態に係る溶融めっき鋼板１では、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａが、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において、０．１以上、１０以下であってもよい。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、めっき深さ方向の長さａとは、図２に示されるように、めっき深さ方向に沿って測定される界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のサイズである。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、界面水平方向の長さｂとは、図２に示されるように、界面に沿った水平方向（即ち、めっき深さ方向に垂直な方向）に沿って測定される界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のサイズである。以下、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａを、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比と称する場合がある。なお、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比の評価は、５視野において行われる。５視野中に２以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３が含まれる場合、「界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａが、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において、０．１以上、１０以下である」とは、５視野中の全ての界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比が、０．１以上、１０以下の範囲内であることを意味する。
アスペクト比が大きい界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３は、母材鋼板１１と溶融めっき層１２との界面に沿って延在した形状を有する。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比を１０以下にすることにより、めっき剥離を一層効果的に抑制することができる。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比を９以下、８以下、又は５以下としてもよい。
また、アスペクト比が小さい界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３は、溶融めっき鋼板１を加工する際に、めっき層のき裂伝播経路となり、めっき割れ及び耐食性低下を生じさせるおそれがある。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比を０．１以上にすることにより、溶融めっき層１２の耐食性などを一層向上させることができる。界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３のアスペクト比を０．２以上、０．５以上、又は１．０以上としてもよい。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板１は、例えば意匠性及び耐食性等の向上を目的として、溶融めっき層１２の表面に化成処理皮膜層及び塗膜層等を有してもよい。ここで、化成処理皮膜層及び塗膜層の種類は特に限定されず、公知の化成処理皮膜層や塗膜層を適用することができる。この場合も、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度の測定は、溶融めっき層を溶解させる前に化成処理皮膜層及び塗膜層等を公知の方法で適宜除去することによって、容易に実施することができる。
次に、本発明の別の態様に係る、めっき密着性に優れた高耐食性溶融めっき鋼板の製造方法について説明する。本実施形態に係る、めっき密着性に優れた高耐食性溶融めっき鋼板の製造方法（以下、本実施形態に係る溶融めっき鋼板の製造方法、と略す場合がある）は、母材鋼板１１をアルカリ脱脂する工程と、アルカリ脱脂後の母材鋼板１１を水洗する工程と、水洗後の母材鋼板１１を、焼鈍する工程と、焼鈍後の母材鋼板１１を、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、Ｓｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなる溶融めっき浴に浸漬して、溶融めっき層１２を形成する工程と、を備え、水洗において、常に洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板の製造方法では、まず、母材鋼板１１をアルカリ脱脂する。アルカリ脱脂は、界面活性剤を０．５～５．０質量％含有したアルカリ脱脂液を用いて行う。界面活性剤の濃度を０．５質量％以上とすることにより、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる物質を、母材鋼板１１の表面からよく取り除くことができる。ただし、界面活性剤の濃度が５．０質量％を超えると、母材鋼板１１の表面に付着した界面活性剤を構成する炭素が、後述する母材鋼板１１の焼鈍後にも母材鋼板１１の表面に残存するおそれがある。この炭素が、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核として働き、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さを増大させるおそれがある。以上の理由から、アルカリ脱脂のために用いられるアルカリ脱脂液の、界面活性剤濃度は、０．５～５．０質量％とする。
次に、アルカリ脱脂後の母材鋼板１１を水洗する。水洗は、アルカリ脱脂液を母材鋼板１１の表面から除去するために行われる。この水洗のための液体を、ｐＨ８．７以上、１２以下とする。これにより、水洗のための液体に起因する、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる成分が、母材鋼板１１に付着することを防止することができる。
ここで留意すべき点は、水洗の間は常に、洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下にすることである。通常のカスケード方式の水洗では、ｐＨが７程度の中性水を用いて仕上げ洗浄をする。しかしながら本実施形態に係る溶融めっき鋼板の製造方法では、水洗の際に中性水を用いない。例えば、水洗槽を用いてアルカリ脱脂後の母材鋼板１１を水洗する場合は、水洗槽の入側から出側までの全領域において、母材鋼板１１と接触する洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする。水洗槽の一部または全部において洗浄水のｐＨが不適切、すなわちｐＨ８．７未満であった場合、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる成分が、母材鋼板１１に付着することを、十分に防ぐことができない。一方、洗浄水がｐＨ１２超であると母材鋼板１１の表面の溶解が不均一になり、溶融めっきの付着にむらが生じる恐れがあるため好ましくない。
このように、水洗槽の入側から出側までの全領域において、母材鋼板１１と接触する洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とすることにより、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる成分が、母材鋼板１１に付着することを防止することができる。このため、こののちの工程において界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核の生成が抑えられる。それに伴い、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の生成、更には集積などによる粗大化を抑えることができる。
ここで留意すべき点は、水洗の間は常に、洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下にすることである。通常のカスケード方式の水洗では、ｐＨが７程度の中性水を用いて仕上げ洗浄をする。しかしながら本実施形態に係る溶融めっき鋼板の製造方法では、水洗の際に中性水を用いない。例えば、水洗槽を用いてアルカリ脱脂後の母材鋼板１１を水洗する場合は、水洗槽の入側から出側までの全領域において、母材鋼板１１と接触する洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする。水洗槽の一部または全部において洗浄水のｐＨが不適切、すなわちｐＨ８．７未満であった場合、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる成分が、母材鋼板１１に付着することを、十分に防ぐことができない。一方、洗浄水がｐＨ１２超であると母材鋼板１１の表面の溶解が不均一になり、溶融めっきの付着にむらが生じる恐れがあるため好ましくない。
このように、水洗槽の入側から出側までの全領域において、母材鋼板１１と接触する洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とすることにより、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核となりうる成分が、母材鋼板１１に付着することを防止することができる。このため、こののちの工程において界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の晶出核の生成が抑えられる。それに伴い、界面Ｍｇ２Ｓｉ相１３の生成、更には集積などによる粗大化を抑えることができる。
そして、水洗後の母材鋼板１１を焼鈍する。さらに、焼鈍後の母材鋼板１１を溶融めっき浴に浸漬して、その表面に溶融めっき層１２を形成する。焼鈍条件は特に限定されず、母材鋼板１１の成分、用途、厚さ、金属組織、及び機械特性等に応じて種々の条件を採用することができる。溶融めっき浴の成分は、本実施形態に係る溶融めっき鋼板の溶融めっき層１２と同じ成分、即ちＡｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、Ｓｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなるものとすればよい。溶融めっき浴における各元素の含有量の好ましい上下限値は、溶融めっき層１２における各元素の含有量の好ましい上下限値に準じる。溶融めっき浴が、Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。溶融めっき浴の化学成分が、Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含んでもよい。
溶融めっき層１２の表面に化成処理層を形成する場合には、溶融めっき層が形成された溶融めっき鋼板に対して、化成処理を行う。化成処理の種類は特に限定されず、公知の化成処理を適用することができる。また、溶融めっき層１２の表面、及び化成処理層の表面等に塗膜層を形成する場合には、溶融めっき層又は化成処理層が形成された溶融めっき鋼板に対して、塗装処理を行う。塗装処理の種類は特に限定されず、公知の塗装処理を適用することができる。
実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、実施例での条件は、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に過ぎない。本発明は、この一条件例に限定されない。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、種々の条件を採用し得る。
母材鋼板をアルカリ脱脂する工程と、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗する工程と、水洗後の母材鋼板を、焼鈍する工程と、焼鈍後の母材鋼板を溶融めっき浴に浸漬して、溶融めっき層を形成する工程と、を経て、種々の溶融めっき鋼板を製造した。
母材鋼板は、冷間圧延油が付着した状態の厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板とした。 母材鋼板をアルカリ脱脂する際、アルカリ脱脂液に含まれる界面活性剤の濃度は、表１に記載の通りとした。
母材鋼板を水洗する際の、洗浄水のｐＨは以下の３通りとした。各実施例の製造において用いられた洗浄水を、表１に記載した。
Ａ：水洗中常にｐＨ８．７以上、１２以下
Ｂ：水洗中常にｐＨ８．７未満
Ｃ：水洗中主にｐＨ８．７以上、１２以下、一部ｐＨ８．７未満
水洗後の母材鋼板を焼鈍した後、溶融めっき浴に浸漬し、溶融めっき層を母材鋼板の表面に形成した。溶融めっき浴の成分は、表１に記載の通りとした。これにより得られためっきの組成は、めっき浴の成分と実質的に同一であったので、表１又は表２において記載を省略した。
溶融めっき層の付着量は、めっき後のガスワイピングで調整した。
なお、表１において、発明範囲外の値には下線を付した。また、めっき浴（及びめっき）に意図的に添加しなかった元素の含有量は、表１において空欄とした。
母材鋼板は、冷間圧延油が付着した状態の厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板とした。 母材鋼板をアルカリ脱脂する際、アルカリ脱脂液に含まれる界面活性剤の濃度は、表１に記載の通りとした。
母材鋼板を水洗する際の、洗浄水のｐＨは以下の３通りとした。各実施例の製造において用いられた洗浄水を、表１に記載した。
Ａ：水洗中常にｐＨ８．７以上、１２以下
Ｂ：水洗中常にｐＨ８．７未満
Ｃ：水洗中主にｐＨ８．７以上、１２以下、一部ｐＨ８．７未満
水洗後の母材鋼板を焼鈍した後、溶融めっき浴に浸漬し、溶融めっき層を母材鋼板の表面に形成した。溶融めっき浴の成分は、表１に記載の通りとした。これにより得られためっきの組成は、めっき浴の成分と実質的に同一であったので、表１又は表２において記載を省略した。
溶融めっき層の付着量は、めっき後のガスワイピングで調整した。
なお、表１において、発明範囲外の値には下線を付した。また、めっき浴（及びめっき）に意図的に添加しなかった元素の含有量は、表１において空欄とした。
上述の手順で得られた種々の溶融めっき鋼板における、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度、及び、界面Ｍｇ２Ｓｉ相の前記界面接触長さの最大値を、上述の方法によって測定した。測定結果を表２に記載した。また、上述の手順で得られた種々の溶融めっき鋼板の耐食性及び加工性も評価した。
耐食性は、溶融めっき鋼板を縦１５０ｍｍ及び横７０ｍｍの形状に切断し、これにＪＡＳＯ－Ｍ６０９に準拠した腐食促進試験ＣＣＴを３０サイクル試験した後、腐食減量を測定することによって評価した。判定基準は下記の通りとし、判定結果を表２に記載した。判定が「Ｂ」又は「Ａ」である溶融めっき鋼板を、高耐食性溶融めっき鋼板と判断した。
Ａ：腐食減量が３０ｇ／ｍ２未満である。
Ｂ：腐食減量が３０ｇ／ｍ２以上、５０ｇ／ｍ２未満である。
Ｃ：腐食減量が５０ｇ／ｍ２以上、７０ｇ／ｍ２未満である。
Ｄ：腐食減量が７０ｇ／ｍ２以上である。
Ａ：腐食減量が３０ｇ／ｍ２未満である。
Ｂ：腐食減量が３０ｇ／ｍ２以上、５０ｇ／ｍ２未満である。
Ｃ：腐食減量が５０ｇ／ｍ２以上、７０ｇ／ｍ２未満である。
Ｄ：腐食減量が７０ｇ／ｍ２以上である。
加工性は、曲げ角度１８０°となるように溶融めっき鋼板を曲げる曲げ試験を行い、曲げ部にテープ剥離試験を行うことによって評価した。テープ剥離試験は、ＪＩＳ Ｈ ８５０４：１９９９「めっきの密着性試験方法」に規定されたテープ試験方法に準拠したものとした。なお、溶融めっき鋼板を曲げる際、曲げの内側の間隔を、板１枚分（即ち約０．８ｍｍ）とした。判定基準は下記の通りとし、判定結果を表２に記載した。判定が「Ｂ」又は「Ａ」である溶融めっき鋼板を、めっき密着性に優れた溶融めっき鋼板と判断した。
Ａ：めっき剥離なし。
Ｂ：めっき剥離面積率が１％未満である。
Ｃ：めっき剥離面積率が１％以上、１０％未満である。
Ｄ：めっき剥離面積率が１０％以上である。
表２において、発明範囲外の値には下線を付した。
Ａ：めっき剥離なし。
Ｂ：めっき剥離面積率が１％未満である。
Ｃ：めっき剥離面積率が１％以上、１０％未満である。
Ｄ：めっき剥離面積率が１０％以上である。
表２において、発明範囲外の値には下線を付した。
比較例１６では、アルカリ脱脂液の界面活性剤濃度が不足していた。この比較例１６では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、さらに、母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度（粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度）が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１７では、アルカリ脱脂液の界面活性剤濃度が過剰であった。この比較例１７では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１８では、アルカリ脱脂液の界面活性剤濃度が過剰であり、且つ、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが不足した。この比較例１８では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、さらに粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１９では、めっきに含まれるＡｌ及びＭｎの量が不足していた。この比較例１９では、耐食性及び加工性の両方が損なわれた。
比較例２０では、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが不足した。この比較例２０では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、さらに粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例２１では、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが、洗浄工程の一部において不足した。この比較例２１では、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１７では、アルカリ脱脂液の界面活性剤濃度が過剰であった。この比較例１７では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１８では、アルカリ脱脂液の界面活性剤濃度が過剰であり、且つ、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが不足した。この比較例１８では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、さらに粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例１９では、めっきに含まれるＡｌ及びＭｎの量が不足していた。この比較例１９では、耐食性及び加工性の両方が損なわれた。
比較例２０では、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが不足した。この比較例２０では、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が視野に占める割合が過剰となり、さらに粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
比較例２１では、アルカリ脱脂後の母材鋼板を水洗するための洗浄水のｐＨが、洗浄工程の一部において不足した。この比較例２１では、粗大界面Ｍｇ２Ｓｉ相の個数密度が過剰となり、加工性が損なわれた。
一方、番号１～１５の本発明例は、適切な条件で脱脂及び水洗が行われたので、垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、視野の２０％以下とされ、母材鋼板と溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が、１０個／ｍｍ２以下とされた。そして、番号１～１５の本発明例は、耐食性及び加工部めっき密着性の両方に優れていた。
本発明によれば、優れた加工部めっき密着性を有する高耐食性溶融めっき鋼板、及びその製造方法を提供することができる。従って、本発明は高い産業上の理由可能性を有する。
１ 溶融めっき鋼板
１１ 母材鋼板
１２ 溶融めっき層
１３ 界面Ｍｇ２Ｓｉ相
ａ めっき深さ方向の界面Ｍｇ２Ｓｉ相の最大長さ
ｂ 界面水平方向の界面Ｍｇ２Ｓｉ相の最大長さ
Ｌ１～Ｌ３ 界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さ
１１ 母材鋼板
１２ 溶融めっき層
１３ 界面Ｍｇ２Ｓｉ相
ａ めっき深さ方向の界面Ｍｇ２Ｓｉ相の最大長さ
ｂ 界面水平方向の界面Ｍｇ２Ｓｉ相の最大長さ
Ｌ１～Ｌ３ 界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さ
Claims (8)
- 母材鋼板と、
溶融めっき層と
を備え、
前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０６０～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、
前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ２であり、
垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ２Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、
前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ２以下である
溶融めっき鋼板。 - 前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の前記界面接触長さの最大値が５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の溶融めっき鋼板。 - 前記界面Ｍｇ２Ｓｉ相の、めっき深さ方向の長さａと、界面水平方向の長さｂとの比ｂ／ａが、前記垂直断面１０ｍｍ長さ視野において、０．１以上、１０以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融めっき鋼板。 - 前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含む
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板。 - 前記溶融めっき層の前記化学成分が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含む
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の溶融めっき鋼板。 - 母材鋼板と、
溶融めっき層と
を備え、
前記溶融めっき層の化学成分は、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、及びＳｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなり、
前記溶融めっき層の付着量は、両面の合計で４０～６００ｇ／ｍ ２ であり、
垂直断面１０ｍｍ長さ視野において測定される、前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の界面接触長さの合計が、前記視野の２０％以下であり、
前記母材鋼板と前記溶融めっき層との界面に存在する、円相当径３０μｍ以上の前記界面Ｍｇ ２ Ｓｉ相の、平面視で測定される個数密度が１０個／ｍｍ ２ 以下である溶融めっき鋼板の製造方法であって、
界面活性剤を０．５～５．０質量％含有したアルカリ脱脂液を用いて、母材鋼板をアルカリ脱脂する工程と、
前記アルカリ脱脂後の前記母材鋼板を水洗する工程と、
前記水洗後の前記母材鋼板を、焼鈍する工程と、
前記焼鈍後の前記母材鋼板を、Ａｌ：４．０～２２質量％、Ｍｇ：１～１０質量％、Ｓｉ：０．０００１～２質量％を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなる溶融めっき浴に浸漬して、溶融めっき層を形成する工程と、
を備え、
前記水洗において、常に洗浄水をｐＨ８．７以上、１２以下とする
溶融めっき鋼板の製造方法。 - 前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、３族元素、ＲＥＭ、及びＨｆからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含む
ことを特徴とする請求項６に記載の溶融めっき鋼板の製造方法。 - 前記溶融めっき浴が、前記Ｚｎの一部に代えて、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＳｒからなる群から選択される１種以上を、合計で０．００１～２質量％含む
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の溶融めっき鋼板の製造方法。
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