JPH02166263A - 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH02166263A JPH02166263A JP32149988A JP32149988A JPH02166263A JP H02166263 A JPH02166263 A JP H02166263A JP 32149988 A JP32149988 A JP 32149988A JP 32149988 A JP32149988 A JP 32149988A JP H02166263 A JPH02166263 A JP H02166263A
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Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
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。
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]
この発明は、自動車や家電機器或は建材等に使用される
F e−7,n合金めっき銅板に関するものである。
F e−7,n合金めっき銅板に関するものである。
[従来技術]
亜鉛めっき鋼板は安価で耐食性や強度に優れた材料とし
て広く使われており、なかても自動車の内外板には耐食
性に加えて、加工性や塗装性を考慮したものが多量に使
われている。亜鉛めっき鋼板の量産法には、一般に電気
めっき法と溶融めっき法とがあるが、電気めっき法ては
、低温て処理するので熱影響による相変化が無くめっき
皮膜の成分コン1〜ロールも容易であるか、めっき付着
量を多くするには処理時間を増さねばならない。これに
対して、溶融めっき法では処理時間を増すことなく簡単
に付着量を増すことが出来、めっき後熱処理を施すこと
により容易にFe−’Z’n合金を作ることが出来る。
て広く使われており、なかても自動車の内外板には耐食
性に加えて、加工性や塗装性を考慮したものが多量に使
われている。亜鉛めっき鋼板の量産法には、一般に電気
めっき法と溶融めっき法とがあるが、電気めっき法ては
、低温て処理するので熱影響による相変化が無くめっき
皮膜の成分コン1〜ロールも容易であるか、めっき付着
量を多くするには処理時間を増さねばならない。これに
対して、溶融めっき法では処理時間を増すことなく簡単
に付着量を増すことが出来、めっき後熱処理を施すこと
により容易にFe−’Z’n合金を作ることが出来る。
しかし、めっき皮膜組成と生成される相のコントロール
とに工夫を要する。近年自動車用の鋼板では、塩害への
対処等もあってより高度の耐食性が要求され、これに呼
応して、付着量が容易に確保出来且つ経済的な溶融亜鉛
めっきを主体に、めっき組成や相をコントロールし、高
い耐食性を確保しながらその上で加工性や塗装性を合わ
せ持たせることが試みられている。
とに工夫を要する。近年自動車用の鋼板では、塩害への
対処等もあってより高度の耐食性が要求され、これに呼
応して、付着量が容易に確保出来且つ経済的な溶融亜鉛
めっきを主体に、めっき組成や相をコントロールし、高
い耐食性を確保しながらその上で加工性や塗装性を合わ
せ持たせることが試みられている。
加工性で最も問題になるのが耐パウダリング性であり、
塗装性で問題になるのが耐クレータリング性である。パ
ウダリングとは、プレス成形の際にめっき皮膜が粉状に
なって脱落する現象であり、クレータリングとは、めっ
き皮膜に化成処理を施した後に行う電着塗装処理におい
て塗膜に目視できる凹凸(クレータ)が発生する現象で
ある。前者はめっき皮膜中に鉄含有率の高い「相(Pe
g Zn1o、Fe2O〜28wt%)が生成され、こ
れが硬くて脆いために起こり、後者はめっき皮膜表面の
不均一さく表面形状、酸化膜、めっき皮膜相構造等)に
起因して発生すると考えられている。
塗装性で問題になるのが耐クレータリング性である。パ
ウダリングとは、プレス成形の際にめっき皮膜が粉状に
なって脱落する現象であり、クレータリングとは、めっ
き皮膜に化成処理を施した後に行う電着塗装処理におい
て塗膜に目視できる凹凸(クレータ)が発生する現象で
ある。前者はめっき皮膜中に鉄含有率の高い「相(Pe
g Zn1o、Fe2O〜28wt%)が生成され、こ
れが硬くて脆いために起こり、後者はめっき皮膜表面の
不均一さく表面形状、酸化膜、めっき皮膜相構造等)に
起因して発生すると考えられている。
従来、自動車用に使用されている合金化溶融亜鉛めっき
鋼板は、溶融めっき後金めっき皮膜平均の鉄含有率が1
0wt%前後に達するまで合金化処理を施し、めっき表
面まてFeを拡散させて耐食性、特に塗装後耐食性を向
上させたものである。
鋼板は、溶融めっき後金めっき皮膜平均の鉄含有率が1
0wt%前後に達するまで合金化処理を施し、めっき表
面まてFeを拡散させて耐食性、特に塗装後耐食性を向
上させたものである。
即ち、鋼板に連続的に前処理(熱処理を含む)を施して
素旦を調整した後、亜鉛を溶融しためっき浴に浸漬して
めっきし、後続してこのめっき鋼板を合金化炉内で50
0℃から700℃の温度に急速に昇温させ短時間(10
〜30秒)保持して、めっき皮膜の鉄含有率を10%前
後に合金化させなものである。しかし、このようにして
作られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は急速な昇温によっ
て高温に加熱されるので、皮膜と鋼素地との境界に「相
が生成成長し、又急速に冷却されるのてめっき皮膜に熱
歪が発生し、加工に際してパウダリングが発生し易くな
っている。
素旦を調整した後、亜鉛を溶融しためっき浴に浸漬して
めっきし、後続してこのめっき鋼板を合金化炉内で50
0℃から700℃の温度に急速に昇温させ短時間(10
〜30秒)保持して、めっき皮膜の鉄含有率を10%前
後に合金化させなものである。しかし、このようにして
作られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は急速な昇温によっ
て高温に加熱されるので、皮膜と鋼素地との境界に「相
が生成成長し、又急速に冷却されるのてめっき皮膜に熱
歪が発生し、加工に際してパウダリングが発生し易くな
っている。
「相に関しては、FeとZnとの合金化をめっき浴成分
によって抑制しようとの試みがあり、例えば、特開昭6
2 =1..9−6.364号では、溶融亜鉛めっき浴
に少量のA(を添加しpbの含有量を制限することによ
って、熱処理時に過剰に合金化が進むことを抑制してい
る。
によって抑制しようとの試みがあり、例えば、特開昭6
2 =1..9−6.364号では、溶融亜鉛めっき浴
に少量のA(を添加しpbの含有量を制限することによ
って、熱処理時に過剰に合金化が進むことを抑制してい
る。
方、合金化処理を一次二次の二工程に分けて処理する方
法が提案されている。例えば、特公昭59−14541
号では、−次加熱において、めっき皮膜の平滑性を得る
ためにZnめっき皮膜を再溶融させる急速昇温高温加熱
を行う。この加熱では鉄含有率を2.2〜5.5wt、
%の低い範囲にとどめるので、この−次加熱の結果に応
じて、二次加熱を亜鉛の融点以下の低温で時間をかけて
行い、鉄含有率を6〜13wt、%の範囲に納めるもの
である。そしてこの方法によって、表面が平滑で外観が
優れ、且つ加工の際に剥離やパウダリンクのない合金化
溶融亜鉛めっき皮膜が得られることを開示している。
法が提案されている。例えば、特公昭59−14541
号では、−次加熱において、めっき皮膜の平滑性を得る
ためにZnめっき皮膜を再溶融させる急速昇温高温加熱
を行う。この加熱では鉄含有率を2.2〜5.5wt、
%の低い範囲にとどめるので、この−次加熱の結果に応
じて、二次加熱を亜鉛の融点以下の低温で時間をかけて
行い、鉄含有率を6〜13wt、%の範囲に納めるもの
である。そしてこの方法によって、表面が平滑で外観が
優れ、且つ加工の際に剥離やパウダリンクのない合金化
溶融亜鉛めっき皮膜が得られることを開示している。
他方、めっき皮膜表層のみの鉄含有率を高めて耐クレー
タリング性を改善したものも提案されている。例えば、
特公昭58−15554号の提案は、耐食性金属層を内
層とし、その上に鉄含有率の高いFe−Zn合金被覆層
(鉄含有率60wt%以上)を付してカチオン電着塗装
性を向上させためっき鋼板である。この提案では、内層
である前記耐食性金属層として溶融亜鉛めっき後に熱処
理によりFe−Zn合金化した合金化溶融亜鉛めっき層
が開示されている。
タリング性を改善したものも提案されている。例えば、
特公昭58−15554号の提案は、耐食性金属層を内
層とし、その上に鉄含有率の高いFe−Zn合金被覆層
(鉄含有率60wt%以上)を付してカチオン電着塗装
性を向上させためっき鋼板である。この提案では、内層
である前記耐食性金属層として溶融亜鉛めっき後に熱処
理によりFe−Zn合金化した合金化溶融亜鉛めっき層
が開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら上述した特開昭61−196364号では
、「相は減少し耐パウダリング性の改善は見られるが末
な十分てはなく、又耐クレータリング性を改善するもの
てはない。
、「相は減少し耐パウダリング性の改善は見られるが末
な十分てはなく、又耐クレータリング性を改善するもの
てはない。
特公昭59−14541号もまた耐クレータリンク性を
満足するものではない。即ち、めっき表面のFe含有率
は10wt%前後であり、耐パウダリング性に関しては
、表面の鉄含有率が不十分である。又、耐パウダリング
性に関しても、溶融亜鉛めっき後急速昇温高温加熱によ
って合金化処理を行うが、鉄含有率が5.5wt%以下
では、合金化されない部分(η相)が残り、この部分と
合金化の進んだ部分とが混在して、場合によっては、い
わゆる焼けむらの現象を呈したりする。このように、−
次加熱が不均一になり易いので、次加熱の結果を基にし
た二次加熱条件が極めて複雑になり実操業ではその実施
に大きな困難を伴う。
満足するものではない。即ち、めっき表面のFe含有率
は10wt%前後であり、耐パウダリング性に関しては
、表面の鉄含有率が不十分である。又、耐パウダリング
性に関しても、溶融亜鉛めっき後急速昇温高温加熱によ
って合金化処理を行うが、鉄含有率が5.5wt%以下
では、合金化されない部分(η相)が残り、この部分と
合金化の進んだ部分とが混在して、場合によっては、い
わゆる焼けむらの現象を呈したりする。このように、−
次加熱が不均一になり易いので、次加熱の結果を基にし
た二次加熱条件が極めて複雑になり実操業ではその実施
に大きな困難を伴う。
特公昭58−15554号では、めっき表面の鉄濃度を
60wt%以上に高めるので、耐クレータリング性は改
善されるが、内層は従来の合金化溶融亜鉛めっき層で、
前述したように、熱歪を有しているのでパウダリングを
起こし易い。
60wt%以上に高めるので、耐クレータリング性は改
善されるが、内層は従来の合金化溶融亜鉛めっき層で、
前述したように、熱歪を有しているのでパウダリングを
起こし易い。
このように、耐パウダリング性、耐クレータリング性を
満たすべく工夫がなされてきたが、未だ両特性を共に満
足させる溶融亜鉛めっき鋼板は得られていない。
満たすべく工夫がなされてきたが、未だ両特性を共に満
足させる溶融亜鉛めっき鋼板は得られていない。
この問題を解決するために、この発明はなされたもので
、耐食性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング
性とを共に満たすめっき鋼板の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
、耐食性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング
性とを共に満たすめっき鋼板の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
[課題を解決するための手段及び作用]この目的を達成
するための手段は、次の二つの合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法である。
するための手段は、次の二つの合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造方法である。
(1)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(イ)通常の前処理を施した鋼板を、l’o、 05w
t%以上0.3wt%以下、且っPt+0.2wt%以
下を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30
g/m”以上120 g/m”以下のめっきを施す工程
、 (ロ)前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜表面までF
eが拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面にPを0.01wt%以上3wt%以下含有す
るFeめっきを0.5g/lr?以上Log/m”以下
の付着量で施す工程、 そして(ニ)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性
又は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の
融点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工
程。
t%以上0.3wt%以下、且っPt+0.2wt%以
下を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30
g/m”以上120 g/m”以下のめっきを施す工程
、 (ロ)前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜表面までF
eが拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面にPを0.01wt%以上3wt%以下含有す
るFeめっきを0.5g/lr?以上Log/m”以下
の付着量で施す工程、 そして(ニ)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性
又は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の
融点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工
程。
(2)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
(イ)通常の前処理を施した鋼板をAl0.05wt%
以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量3017m2
以上120 g/m”以下の下層めっきを施す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にPを0101wt%以上3wt%以下
を含有するFeパウダーを吹き付けて付着量0.5g/
m”以上Log/m”以下の上層めっきを施す工程、 (ハ)上層めっき工程に連続して合金化処理炉に下層及
び上層めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜中にη相
が残らない時点まで合釡化処理を行う工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして(ホ)前記工程で平滑化しためっき皮膜を有する
鋼板を非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で25
0 ’C以上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒以上5
時間以下加熱する工程。
以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量3017m2
以上120 g/m”以下の下層めっきを施す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にPを0101wt%以上3wt%以下
を含有するFeパウダーを吹き付けて付着量0.5g/
m”以上Log/m”以下の上層めっきを施す工程、 (ハ)上層めっき工程に連続して合金化処理炉に下層及
び上層めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜中にη相
が残らない時点まで合釡化処理を行う工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして(ホ)前記工程で平滑化しためっき皮膜を有する
鋼板を非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で25
0 ’C以上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒以上5
時間以下加熱する工程。
以上の手段について、以下にその作用も含め、詳しく述
べる。
べる。
先ず、めっき用の鋼板は冷延鋼板でも熱延鋼板でもよく
、通常の前処理として表面調整とともに焼鈍処理を施し
てもよい。
、通常の前処理として表面調整とともに焼鈍処理を施し
てもよい。
溶融亜鉛めっき浴には通常、Fe−Zn合金反応の抑制
やめっき面の平滑化等のためAlが02%前後添加され
ており、スパングル調整のためpbが含まれている。こ
のうちAfflは合金化抑制効果を持つので、0.05
wt%以上添加し、溶融亜鉛めっき浴浸漬後のFe−Z
n合金が部分的且つ不均一に生成することを防ぐ。この
工程で不均一にFe−Zn合金を生成させないことは重
要なことであり、−旦不均−化すると後の工程て修正す
ることが出来ない。A(の添加量が多過ぎて0.3wt
%を超えると合金化の抑制効果が過剰となり、必要な塗
装後耐食性を確保するための合金化処理に際して不適切
になる。pbは合金化反応には直接関与しないが、多量
のpbは耐パウダリング性を低下させるので、0.2w
t%以下に制限しなければならない。
やめっき面の平滑化等のためAlが02%前後添加され
ており、スパングル調整のためpbが含まれている。こ
のうちAfflは合金化抑制効果を持つので、0.05
wt%以上添加し、溶融亜鉛めっき浴浸漬後のFe−Z
n合金が部分的且つ不均一に生成することを防ぐ。この
工程で不均一にFe−Zn合金を生成させないことは重
要なことであり、−旦不均−化すると後の工程て修正す
ることが出来ない。A(の添加量が多過ぎて0.3wt
%を超えると合金化の抑制効果が過剰となり、必要な塗
装後耐食性を確保するための合金化処理に際して不適切
になる。pbは合金化反応には直接関与しないが、多量
のpbは耐パウダリング性を低下させるので、0.2w
t%以下に制限しなければならない。
ここで付着される下層めっき層は、後に付着される薄い
上層めっき層と一体構造となったときめっき皮膜の大半
を占める皮膜内層となるが、耐食性と耐パウダリング性
の殆どがこの層によって決まってしまう。下層めっき層
の付着量は、高耐食性を発揮するために30 g/m″
以上が必要である。しかし、120 g/rr?を超え
て付着させても過剰品質となるばかりか、後の工程の低
温で行う再加熱処理において長時間を要し生産性を低下
させる。又、一般にめっき皮膜が厚くなると加工時に皮
膜の破壊や剥離が起こることがあり、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の場合ではパウダリングが起こり易くなる。
上層めっき層と一体構造となったときめっき皮膜の大半
を占める皮膜内層となるが、耐食性と耐パウダリング性
の殆どがこの層によって決まってしまう。下層めっき層
の付着量は、高耐食性を発揮するために30 g/m″
以上が必要である。しかし、120 g/rr?を超え
て付着させても過剰品質となるばかりか、後の工程の低
温で行う再加熱処理において長時間を要し生産性を低下
させる。又、一般にめっき皮膜が厚くなると加工時に皮
膜の破壊や剥離が起こることがあり、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の場合ではパウダリングが起こり易くなる。
Fe−Zn合金めっき鋼板の場合こめつき付着量の他に
皮膜中の鉄含有率が耐食性特に塗装後耐食性に大きく影
響する。このため、めっき付着工程に連続して合金化処
理を行う。この処理は炉内にめっき付着鋼板を通ずこと
によって鋼板を昇温し、鋼素地から亜鉛めっき層中にF
eを拡散させることによって行うが、この際、合金化は
めっき皮膜赤面までFeが拡散した時点まで行う。即を
、塗装後耐食性を確保するため、この下層めっき層をδ
1相(、、F e Z n7)或はζ相(FeZn13
)に合金化する必要がある。このときη相(純Zn)を
残すと合金化が不均一になり、焼けむらを生したりする
こともあるので、η相が消滅するまで合金化するが、め
っき層表面までl’i”eを拡散させればη相は消滅す
る。一方、合金化が進行し過ぎると脆いP相が発生し成
長するおそれもあるので、合金化過剰にならぬよう、F
eが表面まで拡散した時点までとする。
皮膜中の鉄含有率が耐食性特に塗装後耐食性に大きく影
響する。このため、めっき付着工程に連続して合金化処
理を行う。この処理は炉内にめっき付着鋼板を通ずこと
によって鋼板を昇温し、鋼素地から亜鉛めっき層中にF
eを拡散させることによって行うが、この際、合金化は
めっき皮膜赤面までFeが拡散した時点まで行う。即を
、塗装後耐食性を確保するため、この下層めっき層をδ
1相(、、F e Z n7)或はζ相(FeZn13
)に合金化する必要がある。このときη相(純Zn)を
残すと合金化が不均一になり、焼けむらを生したりする
こともあるので、η相が消滅するまで合金化するが、め
っき層表面までl’i”eを拡散させればη相は消滅す
る。一方、合金化が進行し過ぎると脆いP相が発生し成
長するおそれもあるので、合金化過剰にならぬよう、F
eが表面まで拡散した時点までとする。
この合金化処理後にスキンパスを行いめっき皮膜表面を
平滑化することは、上層めっき皮膜の被覆率や鮮映性を
効率的に向上させるので、必要な場合には施すとよい。
平滑化することは、上層めっき皮膜の被覆率や鮮映性を
効率的に向上させるので、必要な場合には施すとよい。
このように合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の上に
Pを0.01ないし3wt%含有するFeめっきを上層
めっきとして施すが、これはめっき皮膜表層に耐クレー
タリング性を付与するなめである。自動車用には、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき面に燐酸塩処理を施し
た後カチオン電着塗装が施されるが、この化成処理によ
って生成される燐酸塩結晶に、Feを含むホスホフィラ
イト[Zn2 Fe (PO4)24Hz○]と称する
粒状で緻密な結晶とFeを含まないホバイト[Z n
3 (P O4,)24H20]と称する粗大な針状
結晶とかある。そしてクレータ発生原因の一つに化成処
理皮膜欠陥部への局所的な電流集中が考えられるが、ホ
スホフィライトで形成される皮膜はホパイトのそれより
緻密で欠陥部が少ない。したがって、ホスホフィライト
が生成し易いようにめっき面上て十分なFeを供給して
やれば、クレータは生じにくくなる。更にこのときPが
少量てあっても存在するとFeのめつき面からの溶出を
促進し、Feの供給を容易にする。このPの効果はPの
含有率かO,O]、wt%程度て得られ、燐酸塩処理液
や処理条件のバラツキを考慮しても3wt%を超えては
必要ない。
Pを0.01ないし3wt%含有するFeめっきを上層
めっきとして施すが、これはめっき皮膜表層に耐クレー
タリング性を付与するなめである。自動車用には、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき面に燐酸塩処理を施し
た後カチオン電着塗装が施されるが、この化成処理によ
って生成される燐酸塩結晶に、Feを含むホスホフィラ
イト[Zn2 Fe (PO4)24Hz○]と称する
粒状で緻密な結晶とFeを含まないホバイト[Z n
3 (P O4,)24H20]と称する粗大な針状
結晶とかある。そしてクレータ発生原因の一つに化成処
理皮膜欠陥部への局所的な電流集中が考えられるが、ホ
スホフィライトで形成される皮膜はホパイトのそれより
緻密で欠陥部が少ない。したがって、ホスホフィライト
が生成し易いようにめっき面上て十分なFeを供給して
やれば、クレータは生じにくくなる。更にこのときPが
少量てあっても存在するとFeのめつき面からの溶出を
促進し、Feの供給を容易にする。このPの効果はPの
含有率かO,O]、wt%程度て得られ、燐酸塩処理液
や処理条件のバラツキを考慮しても3wt%を超えては
必要ない。
この上層めっきの付着量は0.5g/+n2から10g
/ Ill”であることが必要である。0.5g/l
n2未満ではめっき面全体にわたって十分にFeを供給
することが出来ないし、又、10g7m”を超えてイづ
着した場合にはその効果が飽和し、コスト的に不利にな
るばかりでなく、塗装後耐食性においても赤錆が発生し
易くなる。
/ Ill”であることが必要である。0.5g/l
n2未満ではめっき面全体にわたって十分にFeを供給
することが出来ないし、又、10g7m”を超えてイづ
着した場合にはその効果が飽和し、コスト的に不利にな
るばかりでなく、塗装後耐食性においても赤錆が発生し
易くなる。
上記上層めっきの処理方法は、亜鉛の融点より低い温度
で処理する方法であれば、電気めっき、蒸着めっき、溶
射等とのような方法てもよい。この上層めっき処理を合
金パウダー吹き付けて行うときは、先の溶融亜鉛めっき
層が溶融状態のうちに行う。しかし、この場合上層めっ
き後表面の平滑性は十分でない場合もあるので、スキン
パス処理によって平滑化する必要がある。このスキンパ
ス処理は伸長率03%以上で行うとめつき面は平滑とな
るが、伸長率が大き過ぎて5%を超えると、一般の薄板
用鋼板では加工性に影響するおそれがある。
で処理する方法であれば、電気めっき、蒸着めっき、溶
射等とのような方法てもよい。この上層めっき処理を合
金パウダー吹き付けて行うときは、先の溶融亜鉛めっき
層が溶融状態のうちに行う。しかし、この場合上層めっ
き後表面の平滑性は十分でない場合もあるので、スキン
パス処理によって平滑化する必要がある。このスキンパ
ス処理は伸長率03%以上で行うとめつき面は平滑とな
るが、伸長率が大き過ぎて5%を超えると、一般の薄板
用鋼板では加工性に影響するおそれがある。
又、用途によっては片面はクレータを問題にしないこと
もあり、このような場合片面にはこの上層めっき皮膜が
なくてもよく、又他のめつき皮膜を付してもよい。
もあり、このような場合片面にはこの上層めっき皮膜が
なくてもよく、又他のめつき皮膜を付してもよい。
最後の工程ではめつき鋼板を再度加熱し、合金化処理の
際に生じた熱歪みを除去する。この再加熱処理の条件は
、2.50″C以上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒
から5時間である。250 ’C未満では熱歪を除くの
に時間が掛かり過ぎ工業的でない。加熱温度を亜鉛の融
点(419,5℃)よりも高くすると、Fe原子の拡散
が部分的に促されることがあり、合金化が急速に進む箇
所が現れ却って不均一さや熱歪みを助長しかねなく又「
相生成のおそれもある。第1図は上記の温度範囲て5パ
ウダリングとクレータリングの両者が共に発生しない条
件を調べたもので、横軸は加熱時間縦軸は加熱温度であ
る。図で、点a、b、c、dを結ぶ線で囲まれた範囲が
、パウダリング及びクレータリングを発生させない実操
業上好ましい条件範囲で、加熱時間については、a点の
時間座標からC点の時間座標まで、即ち20秒以上5時
間以下となる。以上の加熱条件で熱処理を行うと、めっ
き層中の原子はより安定した状態に徐々に移行し、めっ
き層に内在していた歪が除かれ、上層と下層との間も各
成分原子の拡散によって組成が連続し、一体構造化した
極めて安定なめっき皮膜が得られる。これによってめっ
き皮膜は機械的性質や化学的性質が隣接した部分で極端
に異なることが無くなるので、表層と内層との密着も完
全となり同時に加工性及び耐食性においても優れたもの
となる。又、この条件で処理されためつき皮膜では、た
とえ−次加熱で僅かな「相が生成してもそれ以上発達ぜ
す、δ1相とζ相とを主体とする皮膜となり、鉄含有率
も5wt%から20wし%の範囲に収まる。しかし、実
操業時に起こりがちな条件のバラツキ等を考えると特に
好ましいのは、加熱温度が250℃から400℃まで、
加熱時間が1分から3時間までであり、この場合めっき
皮膜内層の鉄含有率は8wt、%から13wt%の範囲
に収まる。この加熱処理は、非酸化性又は還元性雰囲気
に維持した炉内で行うが、非酸化性又は還元性雰囲気で
行うのは表面の酸化を防ぎ、塗装前の化成処理において
化成皮膜結晶が不均一になることを避けるためである。
際に生じた熱歪みを除去する。この再加熱処理の条件は
、2.50″C以上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒
から5時間である。250 ’C未満では熱歪を除くの
に時間が掛かり過ぎ工業的でない。加熱温度を亜鉛の融
点(419,5℃)よりも高くすると、Fe原子の拡散
が部分的に促されることがあり、合金化が急速に進む箇
所が現れ却って不均一さや熱歪みを助長しかねなく又「
相生成のおそれもある。第1図は上記の温度範囲て5パ
ウダリングとクレータリングの両者が共に発生しない条
件を調べたもので、横軸は加熱時間縦軸は加熱温度であ
る。図で、点a、b、c、dを結ぶ線で囲まれた範囲が
、パウダリング及びクレータリングを発生させない実操
業上好ましい条件範囲で、加熱時間については、a点の
時間座標からC点の時間座標まで、即ち20秒以上5時
間以下となる。以上の加熱条件で熱処理を行うと、めっ
き層中の原子はより安定した状態に徐々に移行し、めっ
き層に内在していた歪が除かれ、上層と下層との間も各
成分原子の拡散によって組成が連続し、一体構造化した
極めて安定なめっき皮膜が得られる。これによってめっ
き皮膜は機械的性質や化学的性質が隣接した部分で極端
に異なることが無くなるので、表層と内層との密着も完
全となり同時に加工性及び耐食性においても優れたもの
となる。又、この条件で処理されためつき皮膜では、た
とえ−次加熱で僅かな「相が生成してもそれ以上発達ぜ
す、δ1相とζ相とを主体とする皮膜となり、鉄含有率
も5wt%から20wし%の範囲に収まる。しかし、実
操業時に起こりがちな条件のバラツキ等を考えると特に
好ましいのは、加熱温度が250℃から400℃まで、
加熱時間が1分から3時間までであり、この場合めっき
皮膜内層の鉄含有率は8wt、%から13wt%の範囲
に収まる。この加熱処理は、非酸化性又は還元性雰囲気
に維持した炉内で行うが、非酸化性又は還元性雰囲気で
行うのは表面の酸化を防ぎ、塗装前の化成処理において
化成皮膜結晶が不均一になることを避けるためである。
又、処理炉については、短時間で処理する場合は連続炉
を用い、長時間掛けて処理する場合はバッチ式焼鈍炉を
用いるとよい。
を用い、長時間掛けて処理する場合はバッチ式焼鈍炉を
用いるとよい。
[実施例]
二種類の鋼板を使用し、下層の溶融亜鉛めっき条件及び
上層めっき条件を変えて処理した17例(実施例)の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板について、めっき皮膜内層のF
e含有率及び表層のFe及びP含有率を調べ、パウダリ
ンク試験及びクレータリング試験を行って評価した。な
お比較のために、この発明の範囲外の条件で処理した7
例(比較例)及び従来技術による3例(従来例〉につい
ても同様に調べた。条件の詳細は以下の通りである。
用いた鋼板は板厚0.8mmの冷延鋼板で、汎用されて
いる薄板用低炭素Alキルド(素材A)及び高加工用で
パウダリングを起こし易いと言われている超低炭チタン
含有#4(素材B)とである。各々の成分を第1表に示
す。
上層めっき条件を変えて処理した17例(実施例)の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板について、めっき皮膜内層のF
e含有率及び表層のFe及びP含有率を調べ、パウダリ
ンク試験及びクレータリング試験を行って評価した。な
お比較のために、この発明の範囲外の条件で処理した7
例(比較例)及び従来技術による3例(従来例〉につい
ても同様に調べた。条件の詳細は以下の通りである。
用いた鋼板は板厚0.8mmの冷延鋼板で、汎用されて
いる薄板用低炭素Alキルド(素材A)及び高加工用で
パウダリングを起こし易いと言われている超低炭チタン
含有#4(素材B)とである。各々の成分を第1表に示
す。
第 1 表 (重量%)下層の溶融亜鉛
めっきは、無酸化炉、還元加熱炉を備えた連続式めっき
設備で行い、めつき浴底後に設りられな気体絞り装置に
よって付着量の調整を行った後、実施例N0.10を除
き、連続して合金化処理を行った。めっき層が冷却後伸
長率15%てスキンパスを行い表面を平滑にし、この上
にPを含むFeの上層めっきを付した。実施例NO41
0では、亜鉛めっき直後にPを含むFeパウダーをスプ
レィすることにより上層めっきを施しその後合金化処理
し冷却後スンパス処理を行った。再加熱処理は、実施例
Na 16及び比較例No、’ 6では連続炉を用い、
他の例ではバッチ炉を用いた。上層めっきには、電気め
っき、プラズマ溶射又はパウダースプレィの方法を用い
たが、これらは各々次の条件で処理した。
めっきは、無酸化炉、還元加熱炉を備えた連続式めっき
設備で行い、めつき浴底後に設りられな気体絞り装置に
よって付着量の調整を行った後、実施例N0.10を除
き、連続して合金化処理を行った。めっき層が冷却後伸
長率15%てスキンパスを行い表面を平滑にし、この上
にPを含むFeの上層めっきを付した。実施例NO41
0では、亜鉛めっき直後にPを含むFeパウダーをスプ
レィすることにより上層めっきを施しその後合金化処理
し冷却後スンパス処理を行った。再加熱処理は、実施例
Na 16及び比較例No、’ 6では連続炉を用い、
他の例ではバッチ炉を用いた。上層めっきには、電気め
っき、プラズマ溶射又はパウダースプレィの方法を用い
たが、これらは各々次の条件で処理した。
(1)電気めっき
FeSO47H20380g/4
N a H2P 02 ・H2C0,1〜10g/f8
3 BO32、5g/ff1 NaC110g/ff1 p8 2.2浴 j晶
50 ℃陰極電流密度
3’OA/dm2(2)プラズマ溶
射 プラズマカス Ar溶射入熱
20 K W溶射距離
100 mm平均粉末粒径
約5μm粉末供給速度
5 g/min −dm2(3)パウダースプレィ 平均粉末粒径 約5μm粉末供給速
度 3g/m1nd+n”めっき皮膜中
のFe或はPの含有率は、オジェ電子分光分析及びクリ
ムダロー放電発光分光分析によって、めっき皮膜表層及
び内層とについて調べた。
3 BO32、5g/ff1 NaC110g/ff1 p8 2.2浴 j晶
50 ℃陰極電流密度
3’OA/dm2(2)プラズマ溶
射 プラズマカス Ar溶射入熱
20 K W溶射距離
100 mm平均粉末粒径
約5μm粉末供給速度
5 g/min −dm2(3)パウダースプレィ 平均粉末粒径 約5μm粉末供給速
度 3g/m1nd+n”めっき皮膜中
のFe或はPの含有率は、オジェ電子分光分析及びクリ
ムダロー放電発光分光分析によって、めっき皮膜表層及
び内層とについて調べた。
耐パウダリング性は、曲率半径211111で90度曲
げた後、曲げの内側に粘着テープを貼り付け、これを剥
して、パウダーがこの粘着テープに付着した状況を目視
観察し、点数を付けて評価した。評点の基準は、1;全
く付着無し、2;極くわずかに付着、3:わずかに付着
、4;少し付着、5かなり付着、の五段階である。
げた後、曲げの内側に粘着テープを貼り付け、これを剥
して、パウダーがこの粘着テープに付着した状況を目視
観察し、点数を付けて評価した。評点の基準は、1;全
く付着無し、2;極くわずかに付着、3:わずかに付着
、4;少し付着、5かなり付着、の五段階である。
耐クレータリング性は、めっき面に化成処理を施し、次
いで電着塗装を行い、このとき発生したクレータの数で
評価した。化成処理には市販されている浸漬型の燐酸塩
系処理剤を用いた。電着塗装にはやはり市販されている
カチオン電着塗料を用いたが、調合後−週間攪拌し、極
間距離4 cmで電着電圧300■を瞬時に印加して電
着した。
いで電着塗装を行い、このとき発生したクレータの数で
評価した。化成処理には市販されている浸漬型の燐酸塩
系処理剤を用いた。電着塗装にはやはり市販されている
カチオン電着塗料を用いたが、調合後−週間攪拌し、極
間距離4 cmで電着電圧300■を瞬時に印加して電
着した。
これらの例の各々の処理条件と調査結果を第2表に示す
。
。
実施例では、素材Bでも耐パウダリング性に劣るものは
なく、パウダーが極くわずかに認められたか或は全く認
められないものばかりであり、非常に良い成績であった
。耐クレータリング性では、上層めっきの下限付着量で
あるN[L13で1個乃至2個の小さなりレータが発見
されたが、実用上は問題ない。このように、実施例では
全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板が耐パウダリング性と
耐クレータリング性とを兼ね備えている。又、内層の鉄
含有率も8wt%から13vt%の範囲内にあり、塗装
後耐食性を十分に確保するものである。
なく、パウダーが極くわずかに認められたか或は全く認
められないものばかりであり、非常に良い成績であった
。耐クレータリング性では、上層めっきの下限付着量で
あるN[L13で1個乃至2個の小さなりレータが発見
されたが、実用上は問題ない。このように、実施例では
全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板が耐パウダリング性と
耐クレータリング性とを兼ね備えている。又、内層の鉄
含有率も8wt%から13vt%の範囲内にあり、塗装
後耐食性を十分に確保するものである。
比較例は、各々、No、 1は溶融亜鉛めっき洛中にA
fflが添加されていないためインライン加熱処理で合
金化が不均一になったもので、耐パウダリング性に問題
がある。NO,2はAlの添加量が過剰でインライン合
金化処理温度を高めさるを得なくこのため熱歪の大きか
ったもので、同しく耐パウダリング性に問題がある。N
o、 3は洛中pbの多すぎたもの、No、 4はめっ
き付着量の多ずぎたもので、共に耐パウダリング性に問
題があり。N[L 5は、再加熱処理によって熱歪は除
かれているので耐パウダリング性は良いが、上層めっき
を施してないので耐クレータリング性に劣っている。N
IL6は再加熱温度が高過ぎたもの、及びNa 7は再
加熱処理を施さなかったものて、耐パウダリング性に劣
る。
fflが添加されていないためインライン加熱処理で合
金化が不均一になったもので、耐パウダリング性に問題
がある。NO,2はAlの添加量が過剰でインライン合
金化処理温度を高めさるを得なくこのため熱歪の大きか
ったもので、同しく耐パウダリング性に問題がある。N
o、 3は洛中pbの多すぎたもの、No、 4はめっ
き付着量の多ずぎたもので、共に耐パウダリング性に問
題があり。N[L 5は、再加熱処理によって熱歪は除
かれているので耐パウダリング性は良いが、上層めっき
を施してないので耐クレータリング性に劣っている。N
IL6は再加熱温度が高過ぎたもの、及びNa 7は再
加熱処理を施さなかったものて、耐パウダリング性に劣
る。
従来例では、NO,1は急速昇温高温加熱のみにより合
金化したもので両特性に問題があり、 No、 2は急
速昇温高温加熱の後低温で合金化調整したもので耐クレ
ータリング性が劣り、Na3は急速昇温高温加熱によっ
て合金化しその上に鉄含有率の高いめっき層を付しなも
のて、耐パウダリング性に劣る。
金化したもので両特性に問題があり、 No、 2は急
速昇温高温加熱の後低温で合金化調整したもので耐クレ
ータリング性が劣り、Na3は急速昇温高温加熱によっ
て合金化しその上に鉄含有率の高いめっき層を付しなも
のて、耐パウダリング性に劣る。
このように、比較例及び従来例では両特性が同時には満
足されていない。
足されていない。
[発明の効果]
この発明によれば、下層に高耐食性をもつ合金化亜鉛め
っき層を、上層に化成処理性の良いPを少量含んだ鉄め
っきを付し、低温での再加熱処理によって熱歪を除去し
ながら、これら両層を一体構造としているので、高耐食
性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング性とを
兼ね備えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。こ
のような優れた製品を簡明な工程で容易に製造し得るこ
の発明の産業上の効果は大きい。
っき層を、上層に化成処理性の良いPを少量含んだ鉄め
っきを付し、低温での再加熱処理によって熱歪を除去し
ながら、これら両層を一体構造としているので、高耐食
性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング性とを
兼ね備えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。こ
のような優れた製品を簡明な工程で容易に製造し得るこ
の発明の産業上の効果は大きい。
第1図はこの発明の詳細な説明するための熱処理条件と
特性適正との関係を示す図である。
特性適正との関係を示す図である。
Claims (2)
- (1)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 (イ)通常の前処理を施した鋼板をAl0.05wt%
以上0.3wt%以下、且つPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30g/m^
2以上120g/m^2以下のめっきを施す工程、 (ロ)前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜表面までF
eが拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面にPを0.01wt%以上3wt%以下を含有
するFeめっきを0.5g/m^2以上10g/m^2
以下の付着量で施す工程、 そして (ニ)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性又は還
元性雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の融点以
下の温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工程。 - (2)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 (イ)通常の前処理を施した鋼板をAl0.05wt%
以上0.3wt%以下、且つPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30g/m^
2以上120g/m^2以下の下層めっきを施す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にPを0.01wt%以上3wt%以下
含有するFeパウダーを吹き付けて付着量0.5g/m
^2以上10g/m^2以下の上層めっきを施す工程、 (ハ)上層めっき工程に連続して合金化処理炉に下層及
び上層めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜中にη相
が残らない時点まで合金化処理を行う工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして (ホ)前記工程で平滑化しためっき皮膜を有する鋼板を
非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以
上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加
熱する工程。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32149988A JPH02166263A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32149988A JPH02166263A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02166263A true JPH02166263A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18133244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32149988A Pending JPH02166263A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02166263A (ja) |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32149988A patent/JPH02166263A/ja active Pending
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