JPH02145757A - 合金化亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加工時のめフき剥離性を改善した合金化亜鉛
めりｔｔｉ板に関するものである。

［従来の技術］ 亜鉛めっき鋼板は、防錆効果が優れているところから、
建材用その他の用途で広く使用されている。特にめっぎ
皮膜中のＦｅ含有量を高めて合金化した合金化亜鉛めっ
き鋼板は、耐食性、溶接性、塗装性等が優れている為、
自動車や家電製品等への用途拡大が図られている。尚本
願発明における合金化亜鉛めっき鋼板とは、溶融亜鉛め
っき合金化処理鋼板は勿論のこと、電気亜鉛めっきを施
した後の熱処理によってめっき層を合金化処理した鋼板
をも含む趣旨である。

しかしながら上記合金化亜鉛めっき鋼板は、合金めっき
層目体の強度が低く脆いものである為、プレス加工に際
して該合金めっき層が粉末状に剥離する現象（以下パウ
ダリングと呼ぶことがある）が発生し易いという欠点が
ある。特に近年では防錆力強化の為にめっき層の厚目付
化が指向されており、目付量の増大とともにパウダリン
グ現象が顕著になるので、パウダリングそのものを抑制
する技術の開発が望まれている。

上記パウダリングを抑制する技術の一環として、例えば
特開昭５９−１７３２５５号公報、同６１−２２３１７
４号公報等に見られる様に、合金化の過程を制御して合
金化所要時間を比較的長くする方法が提案されている。

しかしながら合金化に要する時間を長くするには、ライ
ンスピードを低下させる必要があり、生産性の低下は避
けられず、これらの方ン去は実操業に通したものとは言
えない７またこれらの技術から生じる生産性低下の対応
策どして、例えば合金化炉の炉長を延長士ることも考え
られるが、膨大な改良設備費が要求されることにな・る
ので根本的な解決策とはなり得ない。

方めっき層中のＦ’　ｅ濃度を高めることによってパウ
ダリング特性本・改苦する技術も提案されている（例え
ば特開昭５９−２００７４９号公報。

同５８−ｔ３ｏ２ｓ４−Ｑ公報等）。しかしながらこう
１５・た技術では、良好な耐パウダリング性を得ること
のできるＦｅ濃度範囲がオシめて狭い領域に限らね、操
業条件の変動やめっぎイ」シ量の不均一等に原因して良
好な抗ベウダリング性を安定１ノで維持することは困難
である。またＦｅ濃度を高くすれば、合金化反応を通常
よりも過剰に進行させる必要があることから、高温合金
化処理や低速通板を実施することが不可欠となり、これ
ら９実施はコストアップを惹起することにもなる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこうした技術背景のもとでなされたもので払っ
て、その目的は、上述の様な操業時の問題を発ノ↓−さ
せることなく、耐パウダリング性の良好な合金化亜鉛め
っき鋼板を提供することにある。

［課題を解決する為の手段〕 上記目的を達成し得た本発明とは、略円型の台地部と該
台地部裾野を取り囲む谷部からなる凹凸部が無数に形成
され、且つ該凹凸部を除く部分を平地部とする素地鋼板
表面に、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき層が被覆されたものであ
り、前記谷部の深さｄが２〜１０μｍであると共に、谷
部の溝幅Ｗと前記深さｄが下記（１）式の関係を満たす
点に要旨を有する合金化亜鉛めっき鋼板である。

２　＜　−＜　１０　　　　　　・・・（１）［作用］ 本発明考らは、上述した技術的課題を解決すべく、耐パ
ウダリング特性に及ぼす合金化めっき処理条件全般につ
いて、素地鋼板の表面性状との関係を含めて検討を進め
た。その結果素地鋼板の表面性状が耐パウダリング特性
に重大な影響を与えるとの知見が得られ、この知見に基
づき素地鋼板の表面性状について更に研究を重ね、本発
明を完成した。

例えば連続溶融亜鉛めっきラインでは、冷延鋼板を素地
鋼板としてそのまま溶融亜鉛めっきラインに送入される
か、場合によっては（要求材質等の観点から）焼鈍およ
び調質圧延を経た後溶融亜鉛めっきラインに送入される
。こうした冷延圧延および調質圧延においては、成形加
工時に生じるをかじり（素地鋼板の金型への焼付きをと
もなったむしれ状の損傷）を防止するため、ダル仕上げ
ロールで圧延して表面粗さを調整するのが通例であり、
このダル仕上げには従来よりショツトブラスト法や放電
加工法が採用されてきた。しかしながらこれらの方法で
仕上げたダル仕上げロールを用いて圧延した鋼板では型
かじり性と塗装鮮映性（塗膜表面に物体を写した時の像
の鮮明度）を両立させることが困難であり、この両者を
両立させるという観点から、レーザビームの如き高密度
エネルギービームでダル仕上げされた圧延ロールを使用
して素地鋼板表面に特異な形状の凹凸を形成する技術が
開発されるに￥った。その概要は下記の通りである。

即ちロールを回転させながら該ロール表面に向けてたと
えばパルスレーザを照射すると、第２図（Ａ）　、　（
Ｂ）に示す様にレーザ照射部の金属が溶融してフレ〜り
１が形成され、その周りには溶融した金属が盛り上って
環状の凸部２が形成される。該クレータ１や凸部２のロ
ール円周方向形成ピッチは、ダル仕上げ時におけるロー
ルの回転速度とパルスレーザの照射周期を変えることに
よって任意に調整することができ、またロール軸方向の
形成ピッチはロール１回転毎のレーザ照射装置の移動距
離によって自由に調整することができる。またクレータ
１の直径や深さ、凸部２の幅や高さは、パルスレーザの
エネルギーや照射時間によって変えることができる。そ
してこの様な方法で表面にクレータ１や凸部２を無数に
形成したダル仕上げロールによって鋼板を圧延すると、
第３図（Ａ）。

（Ｂ）に示す如くロールＲの凸部２は鋼板Ｐの表面に食
い込んで環状凹部（谷部）２ａが形成されると共に、こ
の部分の金属はクレータ１方向へ盛り上がる様に流れ込
み、略円形状の台地部１ａが形成され、凸部２より外側
における未加工（即ちレーザエネルギ・−が与えられな
かった部分）の平坦面３で押し付けられた鋼板Ｐの面は
平坦な平地部３ａとなる。かくして得られる鋼板の表面
は、略円形の台地ｍｌａとこれをとり囲む谷部２ａ、お
よび台地部１ａより若干低めの平地部３ａを有するもの
となる。

そしてこの様な表面形状の鋼板においては、環状谷部２
ａが成形加工時の潤滑油溜めおよび切削粉捕捉部として
の機能を果たして型かじり防止効果を発揮し、且つ従来
のショツトブラスト粗面化鋼板に比べて平坦面が多く乱
反射も抑えられるので鮮映性も非常に優れたものとなる
。

本発明者らは、レーザダル仕上げロールおよびショツト
ブラストダル仕上げロールの夫々を用いて圧延した鋼板
をめっき原板として用い、該鋼板に合金化溶融亜鉛めっ
きを施した後のパウダリング特性について調査した。即
ち上記各鋼板に溶融亜鉛めっきを施した後直ちに合金化
熱処理を施した合金化溶融めっき鋼板について、角度６
０゛の■字曲げ試験を行ない、そのときのめつき剥離ユ
を比較した。その結果を第４図に示すが、この結果から
明らかな様にレーザダル仕上げロールで圧延した鋼板（
以下レーザ材と呼ぶ）を用いたものはシ、１ｌ−）ドプ
ラストダル仕上げロールで圧延した鋼板（以下ショツト
材と呼ぶ）を用いたものに比べてめっき！ＩＩＭが低減
しており、バクダリング抑制効果が認められる。

こうした理由について本発明者らは完全に解明し得た訳
ではないが次の様に考えることができる。

第５図はレーザ材とショツト材の合金化処理後のめっ鰺
層断面を模式的に示す図である。第５図に示す如くショ
ツト材ではδ１相が全面均一に生成しているのに対し、
レーザ材ではδ１相にζ相が分散して存在している。即
ちショツト材では表面はその凹凸が小さく比較的平滑で
あるところから、めっき層はほぼ均一となり合金化反応
の進行も均一に起こるためδ１相単相が生成する。一方
本発明材であるレーザ材では、表面の谷部２ａにおいて
ぬつぎ層が局部的に厚くなり、そこでは合金化反応の進
行が遅くなるため谷部２ａに対応しためりき層部分に６
１相に比べてＦｅ濃度の低いζ相が６．相に混在するこ
とになる。そしてδｌ相の硬さは約３００　（Ｈｖ）で
あるのに対し、ζ相は約２００　（Ｈｖ）と軟質である
ことから、Ｖ字曲げ加工の際に６１相中に分散している
ζ相の部分が優先的に変形して加工歪を１３．和する。

こうしたことが、δ１相が均一に生成しているショツト
材に比べてζ相の混在しているレーザ材の方が耐パウダ
リング特性に優れたものとなる原因と考えられる。

本発明は、レーザダル仕上げロールで圧延した素地鋼板
を用いるだけで、その目的が達成されるものではなく、
本発明で用いる素地鋼板表面の性状は下記の様に規定す
る必要がある。

まず前記谷部２ａの深さｄ（前記第３図参照）は２〜１
０μｌとする必要がある。該深さｄが２μｍ未満である
と谷部２ａと平地部３ａにおけるめっき付着量に大きな
差異がなくなり、合金化の不均一反応が起こりにくくな
ってζ相の存在が極端に低下し耐パウダリング特性向上
効果が小さくなる。これに対し深さｄが１０μｌより大
きくなると谷部２ａでのめっき付着量が大幅に増大し過
ぎてしまい平地部３８がめつき層表面まで合金化しても
谷部２ａでは表面に金属亜鉛が残存し、塗装性、溶接性
を損なうことになる。尚谷部２ａの深さｄの好ましい範
囲は３〜８μｍであり、この範囲内であれば本発明の効
果が最も顕著に現われる。

一方谷部２ａの溝幅Ｗ（前記第３図参照）と前記深さｄ
との関係も重要であり、溝幅Ｗと深さｄの比（Ｗ／ｄ）
は下記（１）式を満足する必要がある。

２　＜　−＜　！　　Ｏ・・・（１） 同−深さで比較するとｗ　／　ｄの値が小さくなるほど
谷部２ａの形状はシャープになり、合金化の不均一反応
が生成しにくくなってζ相の存在が低下して耐パウダリ
ング特性の向上効果は小さくなる。この様な不都合を回
避するにはｗ／ｄの値は２を超える必要がある。これに
対し、ｗ／ｄの値が１０以上となると、平地部３ａがめ
つき表面まで合金化しても谷部２ａでは表面に金属亜鉛
が残存し、塗装性、溶接性を損なうことになる。尚Ｗ／
ｄの値の好ましい範囲は３〜８程度である。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更すること、例えば溶融亜鉛
めっきの代りに電気亜鉛めフきを施すこと等はいずれも
本発明の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例コ レーザ材および従来のショツト材の夫々を用いて、溶融
亜鉛めっき処理および合金化処理を下記の条件で実施し
、合金化亜鉛めっき層の耐パウダリング特性を７字曲げ
試験にて評価した。

くめつき条件および合金化処理条件〉 め）き素地鋼板　　：■レーザ材（深さｄ、　　５μｍ
、溝幅３５μｍ） ■ショット材 ストリップサイズ　：　０．８ｔＸ　１２１９’　（ｍ
ｍ）めっき浴中Ａ１濃度：　０．１３％ めフき浴温度　　　：４６０℃ 合金化温度　　　　＝４００〜７００℃ラインスピード
　　：１００，１５０ｍ／分めっき層Ｆｅ濃度　：１１
％ 結果は第１図に示す通りであり、下記の様に判断できる
。即ちレーザ材およびショツト材のいずれを用いる場合
でも、ラインスピードを遅くして合金化に要する時間を
長くすれば耐パウダリング特性は向上するが、ショツト
材を用いた場合のラインスピード１００ｉ／分における
めっき剥離量は、本発明のレーザ材を用いた場合のライ
ンスピード１５０ｍ／分におけるめっき剥離量とほぼ同
程度であり、同一の耐パウダリング特性で比較すると本
発明に係る鋼板の方が生産性が向上している。まためっ
き付着量が６０ｇ／ＩＩ＋２と多くなった場合にも本発
明効果は明確に現われている。

次に各種の本発明材と従来材の平均歩留りを調査したと
ころ、第１表に示す結果が得られた。この結果から明ら
かな様に、本発明材では耐パウダリング特性そのものが
大幅に向上することによって、めっき素地鋼板の板厚や
鋼種等の変更によるパウダリング不良を著しく低減する
ことが可能となり、歩留りは飛躍的に向上している。

第　　　１　　　表 ［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、従来技術で述べた様な
生産性低下環の不都合を発生させることなく、耐パウダ
リング特性の良好な合金化亜鉛めっき鋼板が実現できた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例においてレーザ材とショツト材のめっき
剥離量を比較して示したグラフ、第２図は高密度エネル
ギービームを用いたダル仕上げロールの表面形状を示す
説明図、第３図は第２図のダル仕上げロールを用いて粗
面化した鋼板の表面形状を示す説明図、第４図はレーザ
材とショツト材のめっき剥離を比較した示すグラフ、第
５図はレーザ材とショツト材の合金化処理後のめっき層
断面を模式的に示す図である。 １・・・クレータ ２・・・環状凸部 ３・・・平坦部 （非加工部） １ａ・・・台地部 ２ａ・・・環状凹部 （谷部） ３ａ・・・平地部 出血人 株式会社神戸製鋼所 第 ＋−４ 凶 第３図 第 図 第 図 第 図 レーザ材 ショット材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 略円型の台地部と該台地部裾野を取り囲む谷部からなる
   凹凸部が無数に形成され、且つ該凹凸部を除く部分を平
   地部とする素地鋼板表面に、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき層が
   被覆されたものであり、前記谷部の深さｄが２〜１０μ
   ｍであると共に、谷部の溝幅ｗと前記深さｄが下記（１
   ）式の関係を満たすことを特徴とする合金化亜鉛めっき
   鋼板。 ２＜ｗ／ｄ＜１０・・・（１）