JPH0441664A - Multilayer plated steel sheet and its manufacture - Google Patents

Multilayer plated steel sheet and its manufacture

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JPH0441664A
JPH0441664A JP14903990A JP14903990A JPH0441664A JP H0441664 A JPH0441664 A JP H0441664A JP 14903990 A JP14903990 A JP 14903990A JP 14903990 A JP14903990 A JP 14903990A JP H0441664 A JPH0441664 A JP H0441664A
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JP
Japan
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steel sheet
alloy
vacuum
layer
plating layer
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Application number
JP14903990A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Masaki
克彦 正木
Hideo Miyake
三宅 日出男
Masahiko Soda
惣田 正彦
Tsuguyasu Yoshii
吉井 紹泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
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Publication of JPH0441664A publication Critical patent/JPH0441664A/en
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Abstract

PURPOSE:To easily manufacture a multilayer plated steel sheet excellent in corrosion resistance, heat resistance and workability by carrying out Ti vacuum vapor deposition on the surface of a steel sheet in specified conditions for the ion current intensity ratio of H2O to gaseous H2 and the sheet temp., and then carrying out Al (alloy) vacuum vapor deposition. CONSTITUTION:First, Ti is vapor-deposited in vacuum on the surface of a steel sheet at >400 deg.C sheet temp. while the ion currents of H2O and gaseous H2 in the residual gas in the vapor deposition chamber are monitored with a gas analyzer so that the intensity ratio of ion currents is controlled to <=5. Thus, a Ti-plating layer having the crystal orientation (0002) of Ti grains parallel to the base steel sheet is formed to >=0.1mum thickness. Then, an Al (alloy)- plating layer is formed to >=1mum thickness as a second layer by the vapor deposition of Al (alloy) in vacuum. In the process of vapor deposition of Al (alloy), it is preferable to carry out in <=1X10<-2>Torr vacuum at >200 deg.C sheet temp.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐食性、耐熱性および加工性に優れた複層め
っき鋼板およびその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a multi-layer plated steel sheet with excellent corrosion resistance, heat resistance and workability, and a method for manufacturing the same.

(従来技術) 従来よりAlめっき鋼板や^1合金めっき鋼板が多量に
使用されているが、この−船釣なものは、鋼板に直接^
1や^1合金を溶融めっき法によりめっきした単層めっ
き鋼板である。
(Prior art) Al-plated steel plates and ^1 alloy-plated steel plates have been used in large quantities in the past, but in this type of boat fishing, the steel plates are directly coated.
This is a single-layer plated steel sheet plated with 1 or ^1 alloy using a hot-dip plating method.

この^1またはAl合金の単層めっき鋼板は、めっき層
の厚みが通常のものであれば、耐食性、耐熱性に優れて
いるので、従来より自動車の排ガス系部材、燃焼機器部
材、家庭用機器部材などに広く使用されている。しかし
、最近、用途によっては、部材の製造費を低減するため
、薄めつきのものが要求されたり、海水の影響を受ける
用途にまで使用の拡大が検討されたりしている。
This ^1 or Al alloy single-layer plated steel sheet has excellent corrosion resistance and heat resistance if the thickness of the plating layer is normal, so it has been used for automobile exhaust gas system parts, combustion equipment parts, and household equipment. Widely used for parts, etc. However, recently, depending on the application, in order to reduce the manufacturing cost of parts, thinner materials are required, and expansion of use to applications that are affected by seawater is being considered.

(発明が解決しようとする問題、α) しかしながら、薄めつきのAlまたはAl合金めっき鋼
板は、めっき層が犠牲防食作用をあまり発揮できない大
気中や湿潤環境に暴露した場合、比較的短時間に魚状の
赤錆[Fe(OH)alが発生してしまう。
(Problem to be solved by the invention, α) However, when a thin Al or Al alloy plated steel sheet is exposed to the atmosphere or a humid environment in which the plated layer cannot exhibit much sacrificial corrosion protection, it becomes fish-like in a relatively short period of time. Red rust [Fe(OH)al] is generated.

また、海水の影響を受けるような用途のようにハロゲン
イオンの存在する環境で使用すると、耐食性を有する表
面の酸化被膜が溶解されるため、^1(OH)3を主成
分とする白錆が表面に発生したり、鋼素地に達する孔食
が発生したりする。4Iに孔食は、発生すると、純^1
めっき鋼板で20時間当たり約1μm進行するので、短
時間に鋼素地に達し、赤錆を発生させる。
In addition, when used in an environment where halogen ions are present, such as in applications that are affected by seawater, the corrosion-resistant oxide film on the surface is dissolved, resulting in white rust mainly composed of ^1(OH)3. Pitting corrosion may occur on the surface or reach the steel base. When pitting corrosion occurs on 4I, it is pure^1
Since it progresses by about 1 μm per 20 hours on a plated steel plate, it reaches the steel base in a short time and causes red rust.

そこで、海水の影響を受ける用途に使用する場合は、め
っき厚を40μm程度と厚くして、孔食が短時間に達し
ないようにしていたが、このようにめっき厚を厚くする
と、高価になるという問題があった。
Therefore, when used in applications that are affected by seawater, the plating thickness is increased to approximately 40 μm to prevent pitting corrosion from occurring in a short period of time, but increasing the plating thickness in this way increases the cost. There was a problem.

また、AlまたはAl合金めっき鋼板の場合、後処理と
して、クロメート処理などの化成処理を施しているが、
この効果は一時的なものであり、耐食性を本質的に改善
するものではない。
In addition, in the case of Al or Al alloy plated steel sheets, chemical conversion treatments such as chromate treatment are applied as post-treatment.
This effect is temporary and does not essentially improve corrosion resistance.

^1めっき鋼板を溶融めっき法により製造する場合、素
地鋼板とめっ軽層との界面に加工性を低下させる^1−
Fe合金が生成するので、加工性が良好とはいえない。
^1 When producing coated steel sheets by hot-dip plating, workability is reduced at the interface between the base steel sheet and the plating layer ^1-
Since Fe alloy is produced, workability cannot be said to be good.

特に、薄めつき製品の場合、大部分が^1−Fe合金層
になってしまうので、加工性は者しく低下する。まため
っき層は、純^1に近いので、耐熱性も低い。
In particular, in the case of a thinned product, the majority of the product is a ^1-Fe alloy layer, so the workability is noticeably lowered. Furthermore, since the plating layer is close to pure^1, its heat resistance is also low.

このため、加工性、耐熱性を重要視する場合は、Slを
8〜12%添加したAl−5I合金めっきを施している
。しかし、この合金めっ訃鋼板も、素地鋼板とめっき層
との界面に^l−Fe合金が生成するため、厳しい加工
には耐えられない。また、この合金めっき鋼板の場合、
めっき原板に低炭素リムド鋼やAlキルド鋼を使用する
と、600℃以上に加熱した場合、めっき層と素地鋼板
との界面が優先酸化され、700℃以上に加熱すると、
めっき層が合金化して、剥離してしまうので、耐熱性は
必ずしも十分とはいえない。この耐熱性の問題は、めっ
き原板に低炭素−Ti添加鋼や極低炭素−0゜2Ti添
加鋼のような特殊キルド鋼を使用すれば改善され、65
0°C以上に繰り返し加熱してもめつき層が剥離しなく
なるが、このような特殊キルド鋼を使用すると、^1キ
ルド鋼などに比べてかなり製品価格が割高になり、好ま
しくない。
Therefore, when workability and heat resistance are important, Al-5I alloy plating with 8 to 12% of Sl added is applied. However, this alloy-plated steel sheet cannot withstand severe processing because ^l-Fe alloy is generated at the interface between the base steel sheet and the plating layer. In addition, in the case of this alloy plated steel sheet,
When low-carbon rimmed steel or Al-killed steel is used as the plated base plate, when heated above 600°C, the interface between the plating layer and the base steel sheet is preferentially oxidized, and when heated above 700°C,
Since the plating layer becomes alloyed and peels off, heat resistance is not necessarily sufficient. This heat resistance problem can be improved by using special killed steel such as low-carbon Ti-added steel or ultra-low carbon-0°2Ti-added steel for the plated base plate.
Although the plating layer does not peel off even if repeatedly heated to 0°C or higher, using such special killed steel makes the product considerably more expensive than ^1 killed steel, which is not desirable.

素地鋼板とめっき屑との界面に^1−Fe合金層の生成
しないAlめっき鋼板は、非水溶液による電気めっきや
真空蒸着によっても製造可能であるが、このような方法
でV造したものは、高温に加熱すると、めっき層の^1
が素地鋼板中に拡散し、素地鋼板が酸化されるので、耐
熱性が劣る。また、めっき層には素地鋼板にまで達する
ピンホールが存在するため、厳しい腐食環境のもとでは
耐食性【二問題がある。
Al-plated steel sheets that do not generate a ^1-Fe alloy layer at the interface between the base steel sheet and the plating scraps can be manufactured by electroplating using non-aqueous solutions or vacuum evaporation; When heated to high temperatures, the plating layer ^1
diffuses into the base steel plate and oxidizes the base steel plate, resulting in poor heat resistance. In addition, since there are pinholes in the plating layer that reach the base steel plate, there are two problems with corrosion resistance in a severe corrosive environment.

以上のように、従来のAlまたは^1合金めつき鋼板に
は問題、αがあったので、本発明は、これらの問題を解
決したAlまたはAl合金を表層とする複層めっき鋼板
およびその製造方法を提供するもので(問題点を解決す
るための手段) 本発明は、めっき鋼板を、鋼板表面に第1層として、T
i結晶粒の結晶配向(00021面が素地鋼板に対して
平行なT1めっき層を厚さ0.1μ輪以上形成し、千の
上に第2層として、AlまたはAl合金めつき層を厚さ
1μm以上形成した複層めつき鋼板とした。
As mentioned above, the conventional Al or ^1 alloy plated steel sheets had problems, α, and the present invention solves these problems by producing a multilayer plated steel sheet having a surface layer of Al or Al alloy, and its production. The present invention provides a method (means for solving problems) in which a plated steel plate is coated with T as a first layer on the surface of the steel plate.
Crystal orientation of crystal grains (form a T1 plating layer with a thickness of 0.1 μm or more with the 00021 plane parallel to the base steel plate, and add an Al or Al alloy plating layer as a second layer on top of the A multi-layer plated steel plate with a thickness of 1 μm or more was used.

また、かかる構造の複層めつト鋼板の製造を、蒸着室内
の残留ガス中に含まれているH2OとH2ガスのイオン
電流をガス分析計でモニターして、そのイオン電流強度
比を5以下にするとともに、鋼板温度を400℃以上に
して、鋼板表面にT1を真空蒸着して、Ti結晶粒の結
晶配向(0002)面が素地鋼板と平行なT1めっき層
を厚さ0.1μm以上施した後、鋼板温度200°C以
上、真空度1x10−2Torr以下で^1またはAl
合金を真空蒸着し、^1またはAl合金めっき層を形成
する方法で行うようにした。
In addition, during the production of multi-layered steel sheets with such a structure, the ionic currents of H2O and H2 gas contained in the residual gas in the deposition chamber are monitored using a gas analyzer, and the ionic current intensity ratio is 5 or less. At the same time, the steel plate temperature is set to 400°C or higher, and T1 is vacuum-deposited on the steel plate surface to form a T1 plating layer with a thickness of 0.1 μm or more in which the crystal orientation (0002) plane of the Ti crystal grains is parallel to the base steel plate. After that, ^1 or Al
The alloy was vacuum deposited to form a ^1 or Al alloy plating layer.

(作用) ある。(effect) be.

本発明者らは、AlまたはAl合金めっき鋼板の孔食発
生原因について追及した結果、めっき層に存在するピン
ホールが原因であることを見出だした。
The present inventors investigated the cause of pitting corrosion in Al or Al alloy plated steel sheets and found that the cause was pinholes present in the plating layer.

すなわち、めっき層に鋼素地に達するピンホールが存在
すると、鋼素地とめっき層との開に局部電池が形成され
、その間にガルバニック電流が流れ、めっき層が電位的
に卑になって溶解する。このがルパニック電流は、ピン
ホールに侵入する水が海水のように導電率の高いもので
あると、大きくなるため、めっき層の溶解が急速になる
ため、ピンホール部分は局部的に腐食され、孔食が発生
するのである。
That is, if a pinhole exists in the plating layer that reaches the steel base, a local battery is formed between the steel base and the plating layer, a galvanic current flows between them, and the plating layer becomes base in potential and melts. This lupanic current increases when the water that enters the pinhole has high conductivity, such as seawater, and the plating layer dissolves rapidly, causing local corrosion in the pinhole area. Pitting corrosion occurs.

しかし、鋼板の表面に第1層としてTiめっ外層を形成
し、その上に第2層としてAlまたはAl合金のめっき
層を形成しておくと、第1層のTiめっ外層が孔食のバ
リヤーとして働くため、第2層のAlまたはAl合金め
っき層のピンホールで孔食が開始されると、その孔食に
より生成したAl(OH)、などの腐食生成物が直ちに
ピンホールを封じ込めてしまう、、また、このようにピ
ンホール中に腐食生成物が生じると、第1層のT1めっ
き層は腐食生成物に覆われるため、Tiめっき層とAl
またはAl合金めっき層間のがルパニック電流が非常に
小さくなるため、素地鋼板の孔食が長期間防止される。
However, if a Ti-plated outer layer is formed as the first layer on the surface of the steel sheet and an Al or Al alloy plated layer is formed as a second layer on top of it, the first Ti-plated outer layer will suffer pitting corrosion. When pitting corrosion starts at a pinhole in the second Al or Al alloy plating layer, corrosion products such as Al(OH) generated by the pitting immediately seal the pinhole. In addition, when corrosion products occur in the pinhole, the first T1 plating layer is covered with the corrosion products, so the Ti plating layer and Al
Also, since the Lupanic current between the Al alloy plating layers becomes extremely small, pitting corrosion of the base steel sheet is prevented for a long period of time.

しかし、この上うなTiめっき層の作用は、Tiめっき
層にピンホールが存在しないのを前提にしたもので、通
常の電気めっき法や真空蒸着法でめっきしたTiめっき
には、ピンホールが多数存在し、高温に加熱した場合、
ピンホールを通じて^1が素地鋼板に急速に拡散したり
、CI−の存在する環境下では腐食生成物によるピンホ
ールの封じ込め作用がなくなったりして、耐熱性、耐食
性を発揮しないことが判明した。
However, this effect of the Ti plating layer is based on the assumption that there are no pinholes in the Ti plating layer, and Ti plating plated by normal electroplating or vacuum evaporation has many pinholes. If present and heated to high temperatures,
It was found that heat resistance and corrosion resistance were not exhibited because ^1 rapidly diffused into the base steel plate through pinholes, and in an environment where CI- existed, corrosion products no longer contained the pinholes.

そこで、本発明者らは、通常の電気めっき法や真空蒸着
法でめっきした場合にTiめっきにピンホールが発生す
る原因を調査したところ、これらの方法でめっきしたT
iめっき層は、結晶配向が比較的ランダムで、(011
0)面や(1120)面が鋼板表面と平行になるように
成長した結晶粒が存在し、このような結晶粒が存在する
と、めっき層の連続性が失われ、その近傍にピンホール
が発生することが判明した。一方、(0002)面が鋼
板表面と平行になるように成長したT1結晶粒の場合、
めっき層は連続した一様の膜となり、その優先配向が強
くなる程ピンホール数ら減少することが判明した。この
ため、本発明では、T1めっ外層の結晶粒を(0002
)面が鋼板表面と平行になるように成長させたものにし
たのである。
Therefore, the present inventors investigated the cause of pinholes occurring in Ti plating when plating is performed using ordinary electroplating or vacuum evaporation methods, and found that T plated using these methods
The crystal orientation of the i-plated layer is relatively random, and (011
There are crystal grains that have grown so that the 0) plane or (1120) plane is parallel to the steel sheet surface. If such crystal grains exist, the continuity of the plating layer will be lost and pinholes will occur in the vicinity. It turns out that it does. On the other hand, in the case of T1 crystal grains grown so that the (0002) plane is parallel to the steel sheet surface,
It was found that the plating layer becomes a continuous, uniform film, and the stronger the preferential orientation, the fewer the number of pinholes. Therefore, in the present invention, the crystal grains of the T1 outer layer are (0002
) plane was grown so that it was parallel to the surface of the steel plate.

本発明での第1/1lTiめっき層の厚さは、0.1μ
m以上にする。これは、約0.1μm未満であると、^
1−Fe合金層の生成抑制が不十分で、耐食性、耐熱性
および加工性の改善効果が不十分であるからである。し
かし、0.5μI以上にすると、可撓性が低下し、クラ
ックや剥離が生じ易くなるので、加工性を重要視する用
途に対しでは0.5μ艶以下にするのが好ましい。また
、第2層の^1またはへ合金めっき層の厚さは、1μm
以上、好ましくは30μI以下になるようにする。1μ
口未満ではめつぎ層が薄すぎるため、表面保護効果が有
効に発揮されず、耐食性、耐熱性が不十分となる。この
第2層のめっき厚は、用途により10μm以上にするこ
とも可能である。
The thickness of the 1st/1l Ti plating layer in the present invention is 0.1μ
m or more. This means that it is less than about 0.1 μm.
This is because the suppression of the formation of the 1-Fe alloy layer is insufficient, and the effects of improving corrosion resistance, heat resistance, and workability are insufficient. However, if the thickness is 0.5 μI or more, the flexibility decreases and cracks or peeling are likely to occur. Therefore, for applications where workability is important, it is preferable to set the gloss to 0.5 μI or less. In addition, the thickness of the second layer ^1 or the alloy plating layer is 1 μm.
Above, it is preferably set to 30 μI or less. 1μ
If the thickness is less than the opening, the mating layer is too thin, so the surface protection effect is not effectively exhibited, resulting in insufficient corrosion resistance and heat resistance. The plating thickness of this second layer can be set to 10 μm or more depending on the application.

$1層のTiめっき層を鋼板表面に形成するには、まず
、真空室にマスフィルターを配して、真空室内が高真空
領域になるまで排気し、その後真空室内の残留ガスをマ
スフィルターでモニターする。
To form a $1 layer of Ti plating on the surface of a steel plate, first place a mass filter in the vacuum chamber, evacuate the vacuum chamber until it reaches a high vacuum region, and then remove the residual gas in the vacuum chamber with the mass filter. Monitor.

そして、ルツボ中のTiを予備溶解して、所望のT蒸着
速度にした後、マスフィルターでのモニタ結果よりH2
OとH2yスのイオン電流強度比(IHzO/ 182
)が5以下になったことを確認し、確認できたなら素地
鋼板を加熱しで、400 ’CL″J]二になったとこ
ろでめっきを開始する。
After preliminarily melting the Ti in the crucible to achieve the desired T evaporation rate, the H2
Ionic current intensity ratio of O and H2ys (IHzO/182
) is 5 or less, and if confirmed, heat the base steel plate and start plating when it reaches 400'CL''J]2.

ここで、H7OとH2ffスのイオン電流強度比(IH
,o/ I 、、 )をモニターするのは、蒸着室は、
大気にした場合、蒸着室の材料や室内に付着した蒸着物
質が大気の)−1,0,02などのガスを吸収し、排気
時にそれらを放出する。これらのガスは、高真空にして
も完全に排気できず、蒸着室内に残留ガスとして存在し
、めっき層特性に影響を与える。
Here, the ion current intensity ratio (IH
,o/I,, ) is monitored in the deposition chamber.
When exposed to the atmosphere, the material of the evaporation chamber and the evaporation substances deposited inside the chamber absorb gases such as -1, 0, and 02 from the atmosphere, and release them during exhaust. These gases cannot be completely evacuated even under high vacuum conditions, and remain as residual gases in the deposition chamber, affecting the properties of the plating layer.

しかし、残留ガスの大部分を占めるH20〃スは、高真
空ではH2fスと027yスに分解し、めっき層に与え
る影響が小さくなる。そこで、H,0ガスの減少度合を
H20ガスとH2ガスのイオン電流強度比で管理するた
めである。
However, H20 gas, which accounts for most of the residual gas, decomposes into H2f gas and 027y gas in a high vacuum, and its influence on the plating layer is reduced. Therefore, the degree of decrease in H,0 gas is managed by the ionic current intensity ratio of H20 gas and H2 gas.

また、H20とH2ffスのイオン電流強度比(I、ユ
。/IHよ)を5以下にするのは、めっき層の成長過程
でH2C,fスの蒸着面上への吸着を抑制し、かつ、T
i原子が鋼板表面で十分拡散して、めっき層が緻密にな
り、ピンホールが発生しないようにするとともに、02
ガスの素地鋼板への吸着およびめっき層中への含有をも
抑制して、めっき密着性および加工性を向上させ、また
、素地鋼板の加熱温度を低くしても、良好なめっき密着
性が得られるようにし、さらに、これらと平行してTi
めっき層の(0002)面を優先配向させるためである
。なお、このイオン電流強度比(1,,4よ。/1..
12)を5以下にするには、T1などのように活性な金
属を蒸着室に装入しておいて、その金属に吸着させると
か、排気を続けて自然減少するのを待つとかの方法によ
ればよい。
In addition, setting the ion current intensity ratio (I, U./IH) of H20 and H2ff to 5 or less suppresses the adsorption of H2C, f on the evaporation surface during the growth process of the plating layer, and , T
I atoms are sufficiently diffused on the steel plate surface to make the plating layer dense and prevent pinholes from occurring.
It suppresses adsorption of gas to the base steel sheet and its inclusion in the plating layer, improving plating adhesion and workability, and also provides good plating adhesion even at a low heating temperature of the base steel sheet. Furthermore, in parallel with these, Ti
This is to preferentially orient the (0002) plane of the plating layer. Note that this ion current intensity ratio (1,,4./1..
12) In order to reduce the value to 5 or less, there are methods such as charging an active metal such as T1 into the vapor deposition chamber and allowing it to be adsorbed to the metal, or continuing to exhaust the air and waiting for it to naturally decrease. It's fine.

さらに、蒸着時に素地鋼板を400℃以上に加熱するの
は、蒸着面上に入射するTi原子の表面拡散を活発にし
て、めっき層を緻密にするとともに、めっき密着性を向
上させ、さらに、(0002)面を優先配向させるため
である。
Furthermore, heating the base steel plate to 400°C or higher during vapor deposition activates the surface diffusion of Ti atoms incident on the vapor deposition surface, making the plating layer denser and improving plating adhesion. This is to preferentially orient the 0002) plane.

H20とH2ガスのイオン電流強度比をモニターするマ
スフィルターには、現在一般に使用されている四重極型
質量分析計を使用すればよい。この分析計は、減圧下で
イオン化されたガス中の成分を質量類に測定して各成分
のイオン電流を測定できるようにしたものであるが、蒸
着室内の残留ガスイオン電流をモニターするには、蒸着
室に接続して、マスフィルター内を蒸着室の真空度と同
じか、やや減圧にした後、接続パルプを開いて残留ガス
をマスフィルター内に導入し、測定すればよ111 。
A currently commonly used quadrupole mass spectrometer may be used as a mass filter for monitoring the ion current intensity ratio of H20 and H2 gas. This analyzer is designed to measure the components in the ionized gas under reduced pressure into masses and measure the ion current of each component, but it is not possible to monitor the residual gas ion current in the deposition chamber. After connecting the mass filter to the vapor deposition chamber and bringing the pressure inside the mass filter to the same degree of vacuum as the vapor deposition chamber or slightly reduced pressure, open the connected pulp to introduce the residual gas into the mass filter and measure it.

マスフィルター内にガスが導入されると、四重極電極部
でガスがイオン化されて、質量類に分離され、イオンコ
レクターか二次電子倍増管を有する検出部でその分離さ
れたイオンが検知され、質量類のイオン電流が測定でき
るようになっている。
When gas is introduced into the mass filter, the gas is ionized at the quadrupole electrode section and separated into mass classes, and the separated ions are detected at the detection section with an ion collector or secondary electron multiplier. , it is now possible to measure the ion current of masses.

従って、イオン電流の強度を比較すれば、各〃ス成分の
相対値が確認できる。なお、測定後は、接続パルプを閉
じておく。
Therefore, by comparing the intensities of the ion currents, the relative values of each gas component can be confirmed. After measurement, close the connecting pulp.

T1めっき層の上へのAlまたはAl合金めつきは、薄
めつきもできるようにするため、真空蒸着により行う。
Al or Al alloy plating on the T1 plating layer is performed by vacuum evaporation in order to allow thinning.

めっき金属の蒸発方法は、電子ビーム蒸発、抵抗加熱蒸
発、高周波加熱蒸発のいずれでもよい。Al合金をめっ
きする場合は、2元もしくは多元同時蒸着法により行え
ばよい。
The plating metal may be evaporated by any of electron beam evaporation, resistance heating evaporation, and high frequency heating evaporation. When plating an Al alloy, a binary or multiple simultaneous vapor deposition method may be used.

真空室の真空度は、1. X 10−2Torr以下に
し、鋼板温度は、200℃以上加熱して行うのが好まし
い。真空度がI X 10 ””Torrより大きいと
、ピンホールの発生が多くなり、また、鋼板温度を20
0℃より低くすると、第1層のTiめっき層との密着性
が低下する傾向がある6 Al合金めっき層の組成は、とくに限定はないが、例え
ば、Mg、 Si、 Ti、■、Cr、 Hn、 Fe
、 Co、 Ni。
The vacuum degree of the vacuum chamber is 1. It is preferable to heat the steel plate to 200° C. or more at a temperature of 10 −2 Torr or less. If the degree of vacuum is greater than I x 10" Torr, pinholes will occur more often, and the steel plate temperature may be lowered to 20" Torr.
If the temperature is lower than 0°C, the adhesion with the first Ti plating layer tends to decrease.6 The composition of the Al alloy plating layer is not particularly limited, but includes, for example, Mg, Si, Ti, ■, Cr, Hn, Fe
, Co, Ni.

Cu、Zn、Y、Zr、 Nb、 No、Sn、 Ta
のうちの1種もしくは2#t1以上を総量で1〜50%
含有するものでもよい。
Cu, Zn, Y, Zr, Nb, No, Sn, Ta
1 to 50% of the total amount of one or more of 2#t1 or more
It may contain.

(実施例) Alキルド鋼板を脱脂して、真空室にセントした後、)
420とH2ttスのイオン電流強度比(■Hユ。/I
Hよ)と鋼板温度を第1表に示すように制御して、鋼板
に真空蒸着T1めっきを施し、Ti結晶粒の結晶配向、
ピンホール数を調査した。
(Example) After degreasing an Al-killed steel plate and placing it in a vacuum chamber,
Ion current intensity ratio of 420 and H2tt (■Hyu./I
The temperature of the steel plate was controlled as shown in Table 1, and the steel plate was subjected to vacuum evaporation T1 plating to improve the crystal orientation of Ti crystal grains.
The number of pinholes was investigated.

なお、真空蒸着Tiめっきは、水冷銅ノ1−スにJIS
1種に相当するTiを入れ、また、その真空室の上方に
鋼板を配置して、真空度lXl0−5〜I X 10 
””Torrにした後、電子ビームでTiの溶解、蒸発
させて、蒸着速度10μm/m i nで鋼板に11を
蒸着した。また、鋼板の加熱は、電子ビームにより行い
、温度を赤外線放射温度計で測定し、H2CとH2ガス
のイオン電流強度比は四重極型質量分析計でモニターし
た。
In addition, vacuum evaporated Ti plating is applied to water-cooled copper nozzle according to JIS standard.
Ti equivalent to type 1 is put in, and a steel plate is placed above the vacuum chamber to achieve a vacuum degree of lXl0-5 to Ix10.
After setting the temperature to 100 Torr, Ti was melted and evaporated using an electron beam, and 11 was deposited on the steel plate at a deposition rate of 10 μm/min. Further, the steel plate was heated with an electron beam, the temperature was measured with an infrared radiation thermometer, and the ionic current intensity ratio of H2C and H2 gas was monitored with a quadrupole mass spectrometer.

次に、T1めっき後真空室にAlまたは^1合金を入れ
たハースを装入して、真空度を1×10″□4にした状
態で11蒸着めっき鋼板を第1表のように加熱し、^1
めっきまたは種々の^1合金めっきを施した。
Next, after T1 plating, a hearth containing Al or ^1 alloy was placed in the vacuum chamber, and the 11 vapor deposition plated steel sheet was heated as shown in Table 1 while the degree of vacuum was 1 x 10''□4. , ^1
Plating or various ^1 alloy platings were applied.

以上のようにして製造した接層めっき鋼板に対して、耐
食性、耐熱性および加工性を調査した。
Corrosion resistance, heat resistance, and workability were investigated for the contact plated steel sheet manufactured as described above.

なお、Tiめっき層の調査、複層めつき鋼板の調査は次
のようにして行った。
In addition, the investigation of the Ti plating layer and the investigation of the multilayer plated steel sheet were conducted as follows.

(1)Tiめっ外層の結晶粒配向 XIIA回折より行い、回折ピークがTiの標準粉体に
近いものは結晶配向がランダムと判断した。
(1) Crystal grain orientation of Ti-plated outer layer It was determined by XIIA diffraction that the crystal orientation was random if the diffraction peak was close to that of standard Ti powder.

(2)ピンホール数 7エロキシル試験によりIC輸2当たりに発生している
ピンホール数を数えた。
(2) Number of pinholes 7 The number of pinholes occurring per IC transfer 2 was counted by the Eloxyl test.

(3)耐食性 JIS Z 2371に準じた塩水噴霧試験(SST)
で赤錆の発生するまでの時間を測定した。試験片には、
70X150瞳輸の寸法のものを用い、端面および裏面
はシールした。
(3) Corrosion resistance Salt spray test (SST) according to JIS Z 2371
The time required for red rust to appear was measured. The test piece contains
A piece with dimensions of 70 x 150 was used, and the end and back surfaces were sealed.

(4)11熱性 大気中で600℃で5時間加熱後19時間空冷する加熱
、冷却試験を1サイクルとするサイクル試験を3回実施
した後、サイクル試験前と試験後の^l  Fe合金層
の生成状態を顕微鏡観察により比較し、次の基準で評価
した。
(4) 11 After carrying out a cycle test three times in which one cycle is a heating and cooling test of heating at 600 °C for 5 hours and air cooling for 19 hours in a thermal atmosphere, the ^l Fe alloy layer before and after the cycle test was The state of production was compared by microscopic observation and evaluated based on the following criteria.

◎ ^1−Fe合金層の生成および成長抑制効果大○ 
^l−Fe合金層の生成および成長抑制効果大Δ ^1
−Fe合金層の生成および成長抑制効果やや劣る × ^l  Fe合金層の生成および成長抑制効果大る
(5)加工性 めっき面を外側にして180°密着折り曲げした後、折
り曲げ部にセロテープを貼付けて引き剥がし、テープに
付着しためっき金属の量によりめっき層の密着性を次の
4段階に分類した。
◎ ^1- Great effect in suppressing the formation and growth of Fe alloy layer ○
^L-Fe alloy layer formation and growth suppression effect Δ ^1
- Slightly inferior effect on suppressing the formation and growth of Fe alloy layer × ^l Great effect suppressing the formation and growth of Fe alloy layer (5) Workability After bending closely at 180° with the plated side facing outward, apply sellotape to the folded part. The adhesion of the plating layer was classified into the following four levels based on the amount of plating metal that adhered to the tape.

◎ めっき密着性優秀 ○ めっき密着性良好 Δ めっき密着性やや劣る × めっき密着性劣る 第1表にTiめっき層の結晶粒配向とピンホール数を、
第2表に複層めっき鋼板の耐食性、耐熱性および加工性
を示す。
◎ Excellent plating adhesion ○ Good plating adhesion Δ Slightly poor plating adhesion × Poor plating adhesion Table 1 shows the crystal grain orientation and number of pinholes in the Ti plating layer.
Table 2 shows the corrosion resistance, heat resistance, and workability of the multilayer plated steel sheets.

(発明の効果) 以上のように、本発明の複層めっき鋼板は、第1層のT
iめっき層にピンホールがなく、緻密であるので、耐食
性が優れている。また、^1−Fe合金層が存在しない
ので、耐熱性および加工性にも優れている。
(Effects of the Invention) As described above, the multilayer plated steel sheet of the present invention has T
The i-plated layer has no pinholes and is dense, so it has excellent corrosion resistance. Furthermore, since there is no ^1-Fe alloy layer, it has excellent heat resistance and workability.

さらに、本発明の複層めっき鋼板は、Ti蒸着めっきの
際にH2Oと82yスのイオン電流強度比および鋼板温
度を制御すればよいので、製造は容易である。
Further, the multilayer plated steel sheet of the present invention is easy to manufacture because it is sufficient to control the ion current intensity ratio of H2O and 82ys and the steel sheet temperature during Ti vapor deposition plating.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)鋼板表面に第1層として、Ti結晶粒の結晶配向
(0002)面が素地鋼板に対して平行なTiめっき層
を厚さ0.1μm以上形成し、その上に第2層として、
AlまたはAl合金めっき層を厚さ1μm以上形成した
ことを特徴とする複層めっき鋼板。
(1) Form a Ti plating layer with a thickness of 0.1 μm or more in which the crystal orientation (0002) plane of the Ti crystal grains is parallel to the base steel sheet as a first layer on the surface of the steel sheet, and on top of that as a second layer,
A multilayer plated steel sheet characterized by forming an Al or Al alloy plating layer with a thickness of 1 μm or more.
(2)蒸着室内の残留ガス中に含まれているH_2Oと
H_2ガスのイオン電流をガス分析計でモニターして、
そのイオン電流強度比を5以下にするとともに、鋼板温
度を400℃以上にして、鋼板表面にTiを真空蒸着し
て、Ti結晶粒の結晶配向(0002)面が素地鋼板と
平行なTiめっき層を厚さ0.1μm以上施した後、A
lまたはAl合金を真空蒸着し、AlまたはAl合金め
っき層を厚さ1μm以上形成することを特徴とする複層
めっき鋼板の製造方法。
(2) Monitor the ion current of H_2O and H_2 gas contained in the residual gas in the deposition chamber with a gas analyzer,
The ionic current intensity ratio is set to 5 or less, the steel plate temperature is set to 400°C or higher, and Ti is vacuum-deposited on the steel plate surface to form a Ti plating layer in which the crystal orientation (0002) plane of the Ti crystal grains is parallel to the base steel plate. After applying A to a thickness of 0.1 μm or more,
1. A method for producing a multilayer plated steel sheet, which comprises vacuum-depositing Al or an Al alloy to form an Al or Al alloy plating layer with a thickness of 1 μm or more.
(3)AlまたはAl合金を真空蒸着する際、真空度1
×10^−^2Torr以下、鋼板温度200℃以上で
蒸着することを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の複層めっき鋼板の製造方法。
(3) When vacuum depositing Al or Al alloy, the degree of vacuum is 1.
2. The method for producing a multilayer plated steel sheet according to claim 2, wherein the vapor deposition is carried out at a temperature of 10^-^2 Torr or less and a steel plate temperature of 200C or more.
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