JPH03111546A - メッキ密着性に優れた高耐蝕性アルミメッキＣｒ含有鋼板の製造方法 - 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、メッキ密着性の優れた高耐蝕性アルミメッキ
Ｃｒ含有鋼板の製造方法に関するものである。

従来の技術 加工用冷延鋼板にアルミメッキを施したアルミメッキ鋼
板は、高温域で耐熱性・耐酸化性に優れ、常温では耐蝕
性に優れていることから、防火壁建築材料、エキゾース
トパイプやマフラー等の排気系自動車用部品材料、スト
ーブやパン焼き器等の家庭用器具・耐熱部品材料等巾広
い分野に亘って使用されている。

さらに高い５００℃以上の温度で強度と共に耐熱性と耐
酸化性に優れ、北米等諸国で実施されている凍結防止用
岩塩散布に対する塩害耐蝕性にも優れた、アルミメッキ
Ｏｒ含有鋼板が開発されている。

例えば特開昭Ｅ１０−２８２９５０号公報のように「鋼
板の加工性を付与するために、〒ｉと耐蝕性の向上を図
るＣｒを含有する鋼板のＣｒ酸化物の生成を防止してノ
ー２キ濡れ性を向上するＮｉメッキを施した溶融アルミ
メッキ鋼板」、また特開昭Ｅｔｌ−１４７８６５号公報
や特開昭６ｌ−１４７８Ｈ号公報のようにｒＣｒ含有鋼
板に、　５ｉ−Ｎｉ−Ａｉ系溶融メッキを施した耐高温
酸化性、耐高湿ガス腐食性及び耐塩害腐食性に優れた、
溶融アルミメッキ鋼板」等、多くの種類のアルミメッキ
Ｃｒ含有鋼板が開発され、その鋼板の緒特性は優れたも
のである。

発明が解決しようとする課題 ところが最近、自動車排気系材料は、車体防錆の表面錆
５年−孔明き１０年の対応に呼応して、より長寿命化が
要求され、また家電材料や建築材料の高機能化材料への
要求と共に長期間耐蝕性を保証したアルミメッキ鋼板が
要求されている。

しかしながら、このような要求に対して未だ満足すべき
溶融メッキＣｒ含有鋼板が提供されていない、これには
２つの問題があった。

その１つが溶融アルミメッキ鋼板に発生する不メッキで
ある。これはＣｒ含有鋼板に溶融アルミメッキを施す場
合、加熱炉内で鋼板表面にＣｒ系の難還元性酸化皮膜が
生成し、メッキ濡れ性を著しく低下させる為である。

もう１つの問題は、メッキ密着性である。鋼板中のＣｒ
含有量がｌＯ％程度以上になると、通常のアルミメッキ
鋼板のようなＡｌ１−Ｆｅ−５ｉ系合金層が生成されに
くくなり、加工時にメッキ層ガ剥離するという問題があ
った。

このような問題から、今日までメッキ密着性の良好な溶
融アルミメッキＣｒ含有鋼板の製造は極めて困難とされ
ていた０本発明はこのような課題を解決するものである
。

課題を解決するための手段 本発明者らは、このような問題から、メッキ密着性の優
れたアルミメッキＣｒ含有鋼板を安定して製造すること
を目的に多くの実験を試みた結果、Ｃｒ含有鋼板を事前
に脱脂・焼鈍・酸洗・研磨した後、空気比が０．９〜１
．５の酸化性または弱酸化性雰囲気中で、４００℃〜８
００℃に加熱して、鋼中のＦｅを選択的に酸化させ、続
いて還元性雰囲気炉で７００℃〜１０００℃に加熱しな
がら還元し、その後アルミメッキすることにより、メッ
キされる鋼板の表面に健全な合金層が均一に生成される
界面に改質され、アルミメッキ層のメッキ密着性が飛躍
的に向上することを見出した０本発明はこの知見に基づ
いて構成したものである。その要旨は、Ｃｒを１０〜２
５％含有する焼鈍された鋼板を、加熱バーナーの空気比
が０．９〜１．５の酸化性又は弱酸化性雰囲気中で、４
００〜Ｂ００℃に加熱して、鋼板表面にＦｅを主体とし
た酸化膜を生成させ、その後還元性雰囲気炉において７
００〜９５０℃で表面を還元した後、冷却しながら、連
続溶融アルミメッキするメッキ密着性の優れた高耐蝕性
アルミメッキＣｒ含有鋼板の製造方法である。

作用 以下１本発明について詳細に説明する。

転炉、電気炉など通常の溶解炉で溶製された溶鋼を、造
塊または連続鋳造を経て製造された鋼片を、さらに熱間
圧延と冷間圧延を経てＣｒ：１０〜２５％を含有するＯ
ｒ含有焼鈍鋼板を製造する。

Ｃｒは鋼中に含有されて鋼板自体の耐蝕性を向上させる
だけでなく、アルミメッキ後は自動車排ガス凝縮液中の
腐食環境下では、メッキされたアルミニウムの犠牲防食
作用を発揮させる有効な成分である。しかしながら１０
％未満の少ないＣｒ含有量では、そのような効果を得る
には不十分で、また２５％を越える過剰な含有量は耐熱
性、耐蝕性の効果が過飽和となり、鋼板の加工性も劣化
し、各種の用途の製品に使用することができない。

またＣｒ含有量が１０％以下の低い鋼板は再結晶温度が
普通炭素鋼の場合と大差゛がないため、連続溶融メッキ
ラインのインライン焼鈍が容易であるが、Ｃｒ含有量が
１０％以上になると、再結晶温度が９００℃以上になり
加工性を改善するための焼鈍は、高温度でかつ長時間加
熱となる。このように高温度で焼鈍することは加熱炉の
損耗を著しく速める。またインラインで長時間加熱する
ことは、ライン速度を低速にすることがら溶着溶融アル
ミメッキ金属が凝固する際にタレ模様となり、外観性を
著しく損う問題がある。したがって本発明においては、
１０〜２５％のＣｒを含有し、冷間圧延後、予め再結晶
温度以上で焼鈍された鋼板を使用する。

また本発明で使用する焼鈍鋼板は、さらに耐蝕性を向上
させるため、Ｘｉを１〜１５％含有させてもよい、また
Ｔｉ、　Ｗｂ、　Ｎｏなど強化元素、加工性向上元素の
少量を含有させてもよい。

このようにして製造されたＯｒ含有焼鈍鋼板は、脱脂し
表面清浄化処理後、必要によっては、Ｘｉプレメッキや
Ｆｅプレメッキを施した後、加熱バーナーの空気比０．
９〜１．５の酸化性または弱酸化性雰囲気で鋼板の温度
が４００℃〜８００℃になるように加熱する。この加熱
は、鋼板またはＸｉ等プレメッキ表面のアルミメッキ金
属との密着性を改善するものである。

本発明が対象とする鋼板は、Ｏｒ含有量が高いので、板
温が高くなるとＯｒが表面に濃化しやすく、アルミメッ
キした場合、加工性に優れたＦｅ−Ａ１−５ｒ系合金が
生成しにくく、普通鋼のアルミメッキ鋼板に比べ著しく
密着性が低下する。そこで加熱バーナーの空気比を０．
９〜１．５にし、Ｆｅ系の酸化膜を生成しやすくし、か
つ板温を８００℃以下にしてＣｒ系の酸化膜の生成を極
力防止する。

第１図は、加熱前の焼鈍板と酸化性雰囲気炉で加熱バー
ナーの空気比１０で４５０℃に加熱し、そのまま冷却し
炉内から取り出した加熱後の焼鈍板のサンプルをグロー
放電発光分光分析（ＧＤＳ）にて分析した結果の一例を
示す、縦軸は各元素の強度で、横軸はスパッタリング深
さである。

この結果加熱前の焼鈍板の最表面にはＣｒの酸化膜が確
認されるが、４５０℃に加熱すると、酸化膜自体の厚み
は増えるが、表層のＣｒの強度が小さくなり、Ｆｅ系の
酸化膜が生成していることがわかる。

このようにして生成したＦｅ系の酸化膜は還元炉にて容
易に還元され、鋼板表面が活性化され、アルミメッキし
た場合の合金層が均一に生成し、良好な密着性を確保で
きる。

このような効果は所定の空気比と板温により得られるも
のであって、０．９未満の空気比では、鉄系酸化膜を緻
密に生成させるには、ｒＯＪ量が不足しているため、鉄
系酸化膜が緻密に生成する前に鋼中Ｏｒの酸化も起こり
、Ｃｒ系酸化膜も生成するため、不メッキが発生し易く
なる。逆に、　１．５を越える高空気比では、加熱バー
ナーが安定して燃焼出来なくなり、連続操業が困難とな
る。

また板温か８００℃を越えるとＣｒの表面濃化が始まり
、表面にＣｒ酸化膜が生成し、この酸化膜を透過し、Ｆ
ｅ系の酸化膜ができる。この酸化膜は還元性雰囲気炉に
て、最表層のＦｅ系の酸化膜のみ還元されるので、メッ
キ濡れ性は確保できるが、Ｃｒ系の酸化膜が還元されな
いので、これがバリヤー層となって、合金層の発達が阻
害され、良好なメッキ密着性を確保することが困難とな
る。すなわち上記のような空気比と加熱温度の調和のと
れた範囲で加熱することにより、易還元性のＦｅ系酸化
膜を緻密に生成し、Ｃｒの濃化と酸化を極力抑制した界
面になっている。

このようにして鋼板表面にＦｅの酸化膜を生成したＣｒ
含有鋼板は、還元性雰囲気炉で、７００℃以上９５０℃
以下に昇温して、鋼板表面に生成したＦｅ系酸化膜を還
元し、表面を活性化する。この場合、板温が７００℃未
満の低い温度では、冷却帯で板が冷え過ぎ、アルミ浴浸
入時の板温か確保できず、メッキ濡れ性が悪くなり、外
観不良を引き起こす。

逆に９５０℃を超えると材質劣化の危険性が生じる。

しかして上記の熱処理を受けたＣｒ含有鋼板は、ただち
に冷却を開始しながら溶融アルミメッキ浴を通過して所
定のメッキ付着量に調整されて製品化される。この場合
の冷却速度は冷却中に生成るクロムカーバイトの析出を
防止するために速い程好ましく、またはアルミメッキ浴
についても、アルミ、アルミシリコン合金など各種のア
ルミ系メッキ浴が使用される。しかして製造されたアル
ミメッキＣｒ含有鋼板は、メッキ密着性の優れた鋼板と
なる。

第２図の写真は、本発明の条件（酸化または弱酸化性雰
囲気炉で加熱バーナーの空気比１．０で板温４５０℃に
加熱し、還元雰囲気炉にて８００℃まで加熱後、冷却し
ながら溶融アルミメッキ実施）で製造した場合と、第２
図（２）は比較用に本発明から逸脱した条件（酸化また
は弱酸化性雰囲気炉の加熱バーナーの空気比１．０で板
温７００℃に加熱し、還元雰囲気炉にて８５０℃まで加
熱後、冷却しながら溶融アルミメッキ実施）で製造した
アルミメッキ鋼板の断面をｌ１１ｍ鏡にて見た写真を一
例として示す、これによると、本発明の条件で製造した
アルミメッキＯｒ含有鋼板第２図（１）は合金層２が健
全に生成しているが、本発明から逸脱した比較材第２図
（２）は殆ど合金Ｒ２が生成していない。

この為良好な密着性が得られないものと思われる。なお
、ｌはメッキ層、２は合金層、３は地金である。

実施例 次に本発明の実施例について説明する。

第１表は各種成分含有量の異なるＣｒ含有焼鈍板を、温
度、空気比を変化させて、溶融アルミメッキした時のメ
ッキ特性を示した実験結果である。

その結果、本発明法でアルミメッキしたＣｒ含有鋼板は
、ノー２キ密着性が優れており、本発明から逸脱した比
較材は良好なメッキ密着性を得ることができなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣｒ含有鋼板の焼鈍板と該焼鈍板を弱酸化性雰
囲気中の温度４５０℃に加熱した時のグロー放電発光分
光分析結果を示した図、第２図（１）、（２）はアルミ
メッキＣｒ含有鋼板の本発明材と比較材の断面を示す金
属組織の顕微鏡写真（４００倍）である・ ｌ・・・メッキ層、２・・０合金層、３・・・地金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃｒを１０〜２５％含有する焼鈍された鋼板を、加熱
   バーナーの空気比が０．９〜１．５の酸化性又は弱酸化
   性雰囲気中で、４００〜８００℃に加熱して、鋼板表面
   にＦｅを主体とした酸化膜を生成させ、その後還元性雰
   囲気炉において７００〜９５０℃で表面を還元した後、
   冷却しながら、連続溶融アルミメッキすることを特徴と
   するメッキ密着性の優れた高耐蝕性アルミメッキＣｒ含
   有鋼板の製造方法。