JPH0320460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐食性および化成処理性に優れるZn
−Al合金洋融めつき鋼板およびその製造方法に
係り、詳しくは、例えば、塗膜密着性向上のため
に行なわれるリン酸塩処理等の化成処理に支障が
なく、併せて、きわめて耐食性に優れる構造を持
つZn−Al合金溶融のめつき鋼板およびその製造
方法に係る。 鋼板の耐食性を向上する方法の一つに溶融Zn
めつき法があり、その製品である溶融Znめつき
鋼板は建材、自動車、家電など種々の用途に広く
使用されている。 近年、これらの分野で耐食性を主とした品質向
上がさかんに試みられており、そのうちのいくつ
かは既に製品化されている。ここで品質向上のた
めに採用されている方法はZn中へAlを主とする
金属元素を添加する方法がほとんどであり、添加
量の大小によりその製品の品質上の特徴はかなり
異なつたものになつている。 それらの中で従来のZnめつき鋼板に近い品質
をもつものとして約５％程度のAlと第３元素を
添加したZn−Al合金溶融めつき鋼板が開発され
ており、これらの鋼板は従来のZnめつき鋼板に
比べ耐清性が格段に向上したといわれる。 本発明はこのZn−Al合金溶融めつき鋼板を対
象とするもので、この鋼板は未塗装でも使用され
るが、塗装して使用する場合が多い。塗装の際に
は塗膜密着性の向上のためにリン酸塩処理をまず
施こす必要があるが、この処理の際にめつき層の
一部が溶解し、めつき層中に含まれていたAlが
リン酸塩処理液中に徐々に蓄積し、次第にリン酸
塩処理が困難になる欠点がある。 そこで、本発明者等はこのリン酸処理が困難に
なることについて種々検討を重ねた結果、めつき
層中のAl含有量を７重量％（以下、単に％とす
る）以下とし、めつき層の構造を改善したとこ
ろ、この点を著しく改善できることを見い出し
た。更に、このようにすると、併せて耐食性も著
しく向上できることも確認された。 本発明はこれらの知見事実にもとずいて成立し
たものであつて、具体的には、鋼板表面のZn−
Al溶融めつき層中にはAl％以下を含み、このめ
つき層の表面にはZnリツチ相内部に連続した共
晶相が存在するZn−Al溶融めつき鋼板ならびに
その製造方法を提案する。 以下、本発明について詳しく説明する。 まず、冷延鋼板の表面を常法により脱脂してか
ら、この鋼板に溶融めつきを行ない、表面にZn
−Al溶融めつき層を形成する。このめつき層中
におけるAl含有量は７％以下とする。めつき浴
から取り出した後は、冷却速度５〜40℃／秒で冷
却し、めつき層の表面にZnリツチ相、内部に連
続した共晶相を析出させる。 すなわち、本発明ではめつき層中のAl含有量
を７％以下に限定する。この理由はAl含有量を
７％以下にした場合のみのめつき層中にZnリツ
チ相が析出するとの知見に基づくからである。更
に詳しく説明すると、Zn−Al合金の平衡状態図
において、５％Alの組成は共晶組成であり、こ
れよりAl含有量が少なければ溶融Zn−Al合金の
冷却過程でβ相、つまり、Znリツチ相が析出す
る。従つて、Al含有量が５％より多ければ冷却
過程で共晶組成よりAl含有量の多いα相が析出
する。この意味で、本発明の如く、めつき層の表
面にZnリツチ相の析出を達成する場合には、め
つき相中のAl含有量を共晶組成以下にする必要
がある。しかしながら、Zn−Al平衡状態図から
はその値は５％となるが、本発明のように冷却速
度５〜40℃／秒で冷却凝固させる場合には、Al
含有量が約７％までであつても、Znリツチ相の
優先析出が認められるのである。 次に、めつき浴から取り出した後の冷却速度を
５〜40℃／秒にするが、この理由は次の通りであ
る。 前述のようにめつき層のAl含有量を７％以下
にした場合に、冷却の過程でZnリツチ相が析出
するが、本発明者等は冷却速度を５〜40℃／秒に
した場合にはこのリツチ相がめつき相の表面に局
在するようになることを見い出した。すなわち、
めつき層の冷却時に、めつき層表面から内部に向
つて温度勾配が生じ、もつとも温度の低い表面に
共晶相より凝固点の高いZnリツチ相が優先的に
析出する。このため、冷却速度が小さすぎると、
十分な温度勾配がとれなくなり、めつき層表面に
Znリツチ相を優先的に析出させることができな
い。この点から、本発明では５℃／秒以上の冷却
温度を確保する。また、冷却速度の上限は40℃／
秒にするが、その理由は鋼板表面各部の冷却のむ
らにあり、現状の冷却技術では40℃／秒を越える
冷却速度では冷却のむらが生じ、かえつてZnリ
ツチ相をめつき層表面に均一に局在させることが
困難になるからである。更に、冷却速度が40℃／
秒を越えると、Znリツチ相がめつき層の表面か
ら内部に向つて柱状に発達する傾向がみられ好ま
しくない。 以上の通りに、本発明では鋼板表面のめつき層
は表面にZnリツチ相を析出させ、内部に連続し
た共晶相を析出させて成るものであつて、しか
も、このめつき層を得るのには、上記の如き、冷
却速度で冷却してめつき鋼板を製造するところに
特徴がある。 このめつき鋼板であると、第１に、リン酸塩処
理に際して、処理液中のAlの蓄積を大いに低減
でき、液寿命の延長を図ることができる。一般
に、リン酸塩処理においてめつき層の一部が溶解
する。Zn−Al合金溶融めつき鋼板においてはめ
つき層中のAl濃度が高いので、溶け出したAlが
処理液中に蓄積することになり、その濃度が高く
なればついにリン酸塩処理を施こすことができな
くなる。この点、本発明に係るめつき鋼板はその
めつき層の方面にZnリツチ相を有するので処理
液中へ溶け出すAlの量は少なく、処理液の寿命
は長くなる。 第２に、本発明に係るめつき鋼板は耐食性に優
れる。このめつき鋼板のめつき層は表面のZnリ
ツチ相と内部の連続した共晶相とを具えるため、
これにより耐食性に優れる。すなわち、共晶相は
耐食性に優れる相であり、本発明に係るめつき鋼
板のめつき層の内部に単に共晶層を具えるのでな
く、それは連続した共晶相であるので耐食性に優
れる。換言すると、内部に共晶相を析出させて
も、その共晶相がZnリツチ相によつて分断され
ると、耐食性が劣化する。 以下、実施例について具体的に説明する。 まず、厚さ0.5mmの冷延鋼板を常法で脱脂し、
AXガス雰囲気中で浴融めつきを行なつた。この
際、めつき浴の組成はめつき層中のAl含有量が
0.5％、1.0％、5.0％、7.0％、10.0％になるよう調
整した。 次に、鋼板をめつき浴から取り出し、その後の
冷却速度を２℃／秒、５℃／秒、10℃／秒、20
℃／秒、40℃／秒、100℃／秒として冷却し、各
種のめつき鋼板（めつき層厚さ20μｍ）を得た。
その後、得られためつき層20μｍのめつき鋼板に
ついて常法のリン酸塩処理を行ない、処理液中の
Al量の増加を求めると共に、塩水噴霧試験（JIS
Ｚ 2371に準じて行なわれるものである。）を行
なつて赤錆発生時間を求めたところ、第１表の通
りの結果が得られた。

【表】 第１表から明らかなようにめつき層のAl含有
量が７％以下かつ冷却速度が５〜40℃／秒の範囲
内であれば、各組成において従来法である冷却速
度２℃／秒のものより優れることがわかる。 更に、本発明に係るめつき鋼板の一例として、
めつき層中のAl含有量が5.0％であつて、めつき
浴浸漬後の冷却速度を20℃／秒としたものの断面
顕微鏡写真を示すと、第１図ａに示す通りであつ
て、これからめつき層の表面に存在する白い粒状
部分のZnリツチ相が存在し、内部の共晶相が連
続していることがわかる。これに対し、従来例の
めつき鋼板は第１図ｂに示す通りでめつき層表面
にZnリツチ層が局在していないほか、内部の共
晶相はZnリツチ層によつて分断されている。 なお、上記のところで、化成処理の中で主とし
てリン酸塩処理を中心として説明したが、本発明
に係るめつき鋼板はこれ以外の化成処理、例え
ば、陽極酸化処理、黒色酸化処理、クロム酸塩処
理等の如く、リン酸塩処理と同様に、溶液浴中に
浸漬して化学反応や電気化学反応によつて表面に
保護性の酸化物、反応生成物を作る処理一般に適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａならびにｂは本発明の一つの実施例に
係るめつき鋼板と従来例のめつき鋼板の各断面を
示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板表面上にZn−Al合金溶融めつき層を具
   え、このめつき層中にAl7重量％以下を含み、し
   かも、めつき層の表面にZnリツチ相が存在する
   と共に、めつき層の内部に連続した共晶相が存在
   して成ることを特徴とする耐食性および化成処理
   性に優れるZn−Al合金溶融めつき鋼板。 ２ Zn−Al合金溶融めつき鋼板を製造する際に、
   めつき層中のAl含有量が７％重量％以下になる
   よう成分調整したZn−Al合金めつき浴からめつ
   き鋼板を取り出し、その後、冷却速度５〜40℃／
   秒で冷却させて、めつき層の表面にZnリツチ相
   を存在させかつ内部に連続共晶相を存在させるこ
   とを特徴とする耐食性および化成処理性に優れる
   Zn−Al合金溶融めつき鋼板の製造方法。