JPH06240432A - Production of ti-containing hot dipped steel sheet - Google Patents

Production of ti-containing hot dipped steel sheet

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JPH06240432A
JPH06240432A JP5048574A JP4857493A JPH06240432A JP H06240432 A JPH06240432 A JP H06240432A JP 5048574 A JP5048574 A JP 5048574A JP 4857493 A JP4857493 A JP 4857493A JP H06240432 A JPH06240432 A JP H06240432A
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JP
Japan
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layer
plating
steel sheet
corrosion resistance
steel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5048574A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Fukui
康 福居
Tadaaki Miono
忠昭 三尾野
Minoru Saito
実 斎藤
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06240432A publication Critical patent/JPH06240432A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the corrosion resistance and heat resistance of a plated steel sheet by forming a multilayer plating layer containing relatively large amounts of Ti in a second layer. CONSTITUTION:A course of stages, consisting of activation treatment by plasma etching or ion beam etching, vacuum deposition of Ti, and hot dip Al-Si alloy coating, is done in the same vacuum tank. On a substrate steel S, a second layer L2 of Al-Ti-Si-Fe type, excellent in corrosion resistance, is formed between a first layer L1 of Al-Si-Fe-Ti type and a third layer L3 of Al-Si-Ti type. It is preferable to regulate Ti concentration in the second layer L to >=0.5wt.%. Further, Ti in the second layer L2 is supplied from a Ti coating layer formed by means of vacuum deposition on a starting sheet for plating prior to immersion in a hot dipping bath. By this method, the corrosion resistance and heat resistance of the plated steel sheet can remarkably be improved by means of the second layer L2 and the third layer L3, and corrosion resistance equal to that of stainless steel can be obtained at a low cost even in the case where inexpensive plain steel is used as a starting sheet for plating.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Tiの含有によりめっ
き層の防食作用を向上させた溶融めっき鋼板を製造する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a hot dip plated steel sheet in which the corrosion resistance of a plated layer is improved by containing Ti.

【0002】[0002]

【従来の技術】Al−Si系の合金めっき鋼板は、Al
及びSiを含有する溶融めっき浴に鋼板を浸漬する溶融
めっき法によって製造されている。鋼板表面に形成され
たAl−Si合金めっき層は、耐食性,耐熱性等に優
れ、しかも美麗な表面外観を呈することから、自動車の
排気系材料、建築用材料等として広範な分野で使用され
ている。Al−Si合金めっき鋼板の耐食性,耐熱性等
を更に高め、過酷な雰囲気においても十分な耐久性を呈
する構造材料を得るため、0.01〜2重量%のCrを
含有するAl−Si合金めっき鋼板が特開平2−887
54号公報で紹介されている。Al−Si合金めっきが
施されるめっき原板としては、普通鋼だけでなく、それ
自体で耐食性の優れたCr含有低合金鋼,ステンレス鋼
等も使用されるようになってきている。
2. Description of the Related Art Al-Si alloy plated steel sheets are
It is manufactured by a hot dip plating method in which a steel sheet is immersed in a hot dip bath containing Si and Si. The Al-Si alloy plating layer formed on the surface of the steel sheet is excellent in corrosion resistance, heat resistance, etc., and has a beautiful surface appearance, so that it is used in a wide range of fields as automobile exhaust system materials, building materials, etc. There is. In order to further improve the corrosion resistance and heat resistance of the Al-Si alloy plated steel sheet and to obtain a structural material that exhibits sufficient durability even in a harsh atmosphere, an Al-Si alloy plating containing 0.01 to 2% by weight of Cr Steel plate is Japanese Patent Laid-Open No. 2-887
No. 54 publication. As a plating original plate on which Al-Si alloy plating is applied, not only ordinary steel but also Cr-containing low alloy steel, stainless steel, and the like, which have excellent corrosion resistance by themselves, have come to be used.

【0003】溶融Al−Si合金めっき鋼板は、前処理
帯において還元性雰囲気の下でめっき原板を焼鈍するこ
とにより、鋼板表面にある酸化皮膜を還元除去し且つ鋼
板表面を活性化した後、溶融めっきを行うライン内還元
焼鈍方式の連続溶融めっき設備を使用して通常製造され
ている。しかし、低合金鋼,ステンレス鋼等のようにC
r,Si,Al等の易酸化製元素を含有する鋼板をめっ
き原板とするとき、還元性ガスによって鋼板表面にある
酸化皮膜を除去することが困難である。そこで、下地鋼
に対するAl−Si合金めっき層の密着性を改善するた
め、鋼板に予めFe,Fe−B等を電気めっきした後、
通常のライン内還元焼鈍方式の連続溶融めっき設備に通
板することにより、溶融Al−Si合金めっき層を形成
している。また、特開昭63−176482号公報で
は、Co,Ni,Mn,Mo,Cu,Cr,W等をめっ
きし、更にFeめっき層を形成することにより、下地鋼
とAlめっき層との密着性を改良することが提案されて
いる。
The molten Al-Si alloy-plated steel sheet is annealed in a pretreatment zone under a reducing atmosphere to reduce and remove an oxide film on the surface of the steel sheet and activate the surface of the steel sheet. It is usually manufactured using in-line reduction annealing continuous hot dip plating equipment. However, like low alloy steel and stainless steel, C
When a steel sheet containing an easily oxidizable element such as r, Si, or Al is used as a plating base sheet, it is difficult to remove the oxide film on the surface of the steel sheet with a reducing gas. Then, in order to improve the adhesion of the Al-Si alloy plating layer to the base steel, after the steel plate is electroplated with Fe, Fe-B, etc. in advance,
A hot-dip Al-Si alloy plating layer is formed by passing through a continuous hot-dip galvanizing equipment of a normal in-line reduction annealing system. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-176482, the adhesion between the base steel and the Al plating layer is obtained by plating Co, Ni, Mn, Mo, Cu, Cr, W, etc. and further forming an Fe plating layer. Is proposed to be improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】低合金鋼やステンレス
鋼をめっき原板として使用するとき、Al−Si合金め
っき鋼板の耐食性が向上する。しかし、めっき原板の原
材料費や製造コストが高くなるため、Al−Si合金め
っき鋼板全体としての製品コストが高騰する。たとえ
ば、16重量%以上のCrを含有するステンレス鋼をめ
っき原板として使用したものにあっては、Alキルド鋼
等の普通鋼,低炭素鋼板をめっき原板として使用した場
合に比較して、製品価格が2倍以上になる。そこで、前
掲した特公平2−88754号公報にみられるように、
Crを添加した溶融Al−Siめっき浴を使用すること
により、めっき層にCrが添加されたAl−Si合金め
っき鋼板を製造することが考えられる。しかし、めっき
浴にCrを添加するとき、めっき浴を形成するAl−S
i系合金の融点が上昇する。その結果、めっき浴を高温
に保持することが必要となり、めっき浴のポットが溶融
Al−Si合金で激しく侵食され、ポットの寿命が著し
く低下する。
When low alloy steel or stainless steel is used as a plating base plate, the corrosion resistance of the Al-Si alloy plated steel plate is improved. However, since the raw material cost and the manufacturing cost of the plated original plate are increased, the product cost of the entire Al-Si alloy plated steel sheet is increased. For example, in the case where stainless steel containing 16% by weight or more of Cr is used as a plating base plate, the product price is lower than that when ordinary steel such as Al killed steel or low carbon steel plate is used as a plating base plate. Is more than doubled. Therefore, as can be seen in Japanese Patent Publication No. 2-88754 mentioned above,
It is conceivable to produce an Al-Si alloy-plated steel sheet with Cr added to the plating layer by using a molten Al-Si plating bath containing Cr. However, when Cr is added to the plating bath, Al-S that forms the plating bath
The melting point of the i-based alloy increases. As a result, it is necessary to keep the plating bath at a high temperature, the pot of the plating bath is severely eroded by the molten Al-Si alloy, and the life of the pot is significantly reduced.

【0005】この点で、添加可能なCrの量に制約が加
わる。たとえば、通常の生産で使用されている浴温68
0℃以下のAl−Siめっき浴(Si濃度<18重量
%)では、Cr添加量の上限は0.5重量%である。そ
の結果、Crを含有するAl−Siめっき浴を使用する
方法では、得られたAl−Si合金めっき鋼板の耐食性
を大きく向上させることができない。他方、酸化され易
く且つ容易に酸化膜が表面に形成するTiで被覆された
鋼板は、普通鋼を溶融めっきする通常のライン内還元焼
鈍方式で溶融めっきすることができない。すなわち、表
面に形成されているCrの酸化皮膜が強固であり、表面
を還元性ガス中で加熱し活性化する通常の条件下では酸
化皮膜の還元除去反応が生じない。
At this point, the amount of Cr that can be added is restricted. For example, a bath temperature of 68 used in normal production
In an Al-Si plating bath (Si concentration <18% by weight) at 0 ° C or lower, the upper limit of the Cr addition amount is 0.5% by weight. As a result, the method using the Al-Si plating bath containing Cr cannot significantly improve the corrosion resistance of the obtained Al-Si alloy-plated steel sheet. On the other hand, a steel sheet coated with Ti, which is easily oxidized and easily forms an oxide film on its surface, cannot be hot-dipped by a normal in-line reduction annealing method for hot-diping ordinary steel. That is, the Cr oxide film formed on the surface is strong, and the reduction removal reaction of the oxide film does not occur under normal conditions in which the surface is heated in a reducing gas and activated.

【0006】この点、前掲した特開昭63−17648
2号公報で紹介されているようなFe,Fe合金等のプ
レめっきは、良好な密着性でTi表面に形成できない。
これは、Ti酸化皮膜の除去が困難なことに原因があ
る。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、真空雰囲気中でプラズマ又はイオンビーム
を使用するエッチング,Tiの蒸着及び溶融Al−Si
めっきを一連の工程として行うことにより、所定量のT
iを含有するAl−Si合金めっき層の密着性を向上さ
せると共に、耐食性に優れた安価な溶融めっき鋼板を提
供することを目的とする。
In this regard, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-17648.
Pre-plating of Fe, Fe alloys, etc. as introduced in Japanese Patent No. 2 cannot be formed on the Ti surface with good adhesion.
This is because it is difficult to remove the Ti oxide film. The present invention has been devised to solve such a problem, and etching using a plasma or an ion beam in a vacuum atmosphere, vapor deposition of Ti, and molten Al-Si.
By performing plating as a series of steps, a predetermined amount of T
It is an object of the present invention to improve the adhesion of an Al-Si alloy plating layer containing i and to provide an inexpensive hot-dip galvanized steel sheet excellent in corrosion resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の溶融めっき鋼板
の製造方法は、その目的を達成するため、真空槽内に導
入しためっき原板にプラズマエッチング又はイオンビー
ムエッチングを施して前記めっき原板の表面を活性化し
た後、真空蒸着によってTi被覆を形成し、次いで溶融
Al−Siめっき浴に導入することを特徴とする。
In order to achieve the object, the method for producing a hot-dip plated steel sheet according to the present invention is such that the plating original plate introduced into a vacuum chamber is subjected to plasma etching or ion beam etching to obtain a surface of the plating original plate. Is activated, then a Ti coating is formed by vacuum vapor deposition, and then introduced into a molten Al-Si plating bath.

【0008】以下、図面を参照しながら、本発明を具体
的に説明する。本発明に従って製造された溶融めっき鋼
板は、図1に示すように、下地鋼Sの上に第1層L1
第2層L2 及び第3層L3 を積層した構造を持ってい
る。下地鋼Sとなるめっき原板は、特にその材質が限定
されるものではないが、製品コストを下げる上で普通鋼
を使用することが好ましい。第1層L1 は、Al−Si
−Fe−Ti合金層であり、その上にAl−Ti−Si
−Fe合金層の第2層L2が形成されている。そして、
最外層に、Al−Si−Ti系の第3層L3 が形成され
る。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the hot dip plated steel sheet produced according to the present invention has a first layer L 1 ,
It has a structure in which the second layer L 2 and the third layer L 3 are laminated. The material of the plating base plate to be the base steel S is not particularly limited, but it is preferable to use ordinary steel in order to reduce the product cost. The first layer L 1 is Al-Si
-Fe-Ti alloy layer on which Al-Ti-Si
The second layer L 2 of the —Fe alloy layer is formed. And
An Al—Si—Ti-based third layer L 3 is formed on the outermost layer.

【0009】第2層L2 中のTi濃度は、多層Al系合
金めっき鋼板の耐食性を確保する上から、0.5重量%
以上にすることが好ましい。第2層L2 は、Tiを被覆
した後の鋼板を溶融Al−Siめっき浴に浸漬すること
によって形成される。このとき、鋼板に対するTiの付
着量に応じて、第2層L2 のTi濃度を調整することが
できる。他方、第1層及び第3層には、固溶範囲のTi
が含有される。また、めっき原板にステンレス鋼等の合
金鋼を使用するとき、めっき層の第1〜3層に原板から
Cr,Ni等の合金成分が拡散する。しかし、第1〜3
層の何れにもTiが存在するため、耐食性の悪化はほと
んど生じない。フェライト系ステンレス鋼等をめっき原
板として使用した場合には、各層にCrが含有されるこ
とから、却って耐食性の向上がみられる。
The Ti concentration in the second layer L 2 is 0.5% by weight in order to secure the corrosion resistance of the multi-layer Al-based alloy plated steel sheet.
The above is preferable. The second layer L 2 is formed by immersing the steel plate coated with Ti in a molten Al-Si plating bath. At this time, the Ti concentration of the second layer L 2 can be adjusted according to the amount of Ti deposited on the steel sheet. On the other hand, the first and third layers contain Ti in the solid solution range.
Is contained. Further, when an alloy steel such as stainless steel is used for the plating original plate, alloy components such as Cr and Ni diffuse from the original plate to the first to third layers of the plating layer. However, the first to third
Since Ti is present in any of the layers, the corrosion resistance hardly deteriorates. When ferritic stainless steel or the like is used as a plating original plate, since Cr is contained in each layer, the corrosion resistance is rather improved.

【0010】溶融Al−Siめっき浴の組成及び温度
は、特に限定されるものではないが、めっき浴ポットの
寿命を延長し、良好な表面外観を溶融めっき鋼板に付与
すること等から、Si濃度を1〜13重量%の範囲に、
浴温を680℃以下の温度に維持することが好ましい。
特に、薄いAl−Si−Fe−Ti合金層を形成する場
合、めっき浴をSi濃度を6〜13重量%及び浴温67
0℃以下にすることが望ましい。溶融Al−Siめっき
浴には、めっき浴ポットの耐熱鋼から溶け出した成分元
素が不純物として存在する。不純物の中では、Feが最
も多量に含まれる元素であるが、Fe濃度は通常3重量
%以下に規制される。溶融Al−Siめっき浴からFe
がめっき層に移行するため、Fe等の不純物がめっき層
の第3層L3 に不可避的に混入する。
The composition and temperature of the hot-dip Al-Si plating bath are not particularly limited, but the Si concentration is determined in order to prolong the life of the hot-dip pot and impart a good surface appearance to the hot-dipped steel sheet. In the range of 1 to 13% by weight,
It is preferable to maintain the bath temperature at a temperature of 680 ° C. or lower.
In particular, when forming a thin Al-Si-Fe-Ti alloy layer, the plating bath has a Si concentration of 6 to 13% by weight and a bath temperature of 67.
It is desirable to set it to 0 ° C or lower. In the molten Al-Si plating bath, the constituent elements dissolved from the heat resistant steel in the plating bath pot are present as impurities. Among the impurities, Fe is the element containing the largest amount, but the Fe concentration is usually regulated to 3% by weight or less. Fe from molten Al-Si plating bath
Is transferred to the plating layer, so that impurities such as Fe are inevitably mixed in the third layer L 3 of the plating layer.

【0011】Ti被覆は、プラズマエッチング又はイオ
ンビームエッチングによって酸化皮膜が除去された活性
なめっき原板に施され、Ti被覆層が安価に高い生産性
で形成される。Ti被覆層が形成された後、溶融Al−
Siめっき浴に鋼板を浸漬することによってめっき層を
形成する。プラズマエッチングやイオンビームエッチン
グで表面を活性化した鋼板を連続的に溶融めっきする装
置は、たとえば特開平3−86170号公報で紹介され
ている。
The Ti coating is applied to the active plating original plate from which the oxide film has been removed by plasma etching or ion beam etching, and the Ti coating layer is formed at low cost and with high productivity. After the Ti coating layer is formed, molten Al-
A plating layer is formed by immersing a steel plate in a Si plating bath. An apparatus for continuously hot-diping a steel sheet whose surface has been activated by plasma etching or ion beam etching is introduced, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-86170.

【0012】プラズマエッチング活性化溶融めっき装置
やイオンビームエッチング活性化溶融めっき装置等は、
内部が真空雰囲気に保たれている。そこで、その真空を
利用し、プラズマエッチング活性化処理又はイオンビー
ムエッチング活性化処理が施されためっき原板にTiを
蒸着するとき、より安価にAl−Ti−Si系の溶融め
っき鋼板を製造することができる。この場合、酸洗等に
よって鋼板の表面を清浄にし、真空中で600℃以上に
加熱すると、プラズマエッチング,イオンビームエッチ
ング等による表面活性化反応が迅速に進行する。
Plasma etching activated hot dip coating equipment, ion beam etching activated hot dipping equipment, etc.
The inside is kept in a vacuum atmosphere. Therefore, when the vacuum is used to deposit Ti on a plating original plate that has been subjected to plasma etching activation treatment or ion beam etching activation treatment, it is possible to produce an Al-Ti-Si-based hot-dip steel sheet at a lower cost. You can In this case, if the surface of the steel sheet is cleaned by pickling or the like and heated to 600 ° C. or higher in vacuum, the surface activation reaction due to plasma etching, ion beam etching or the like will proceed rapidly.

【0013】[0013]

【作用】第2層L2 は、多量のTiを含有していること
から、耐食性に優れている。第2層L2 のAl−Ti−
Si−Fe層は、Tiを固溶している第3層L3 のAl
−Si−Ti層及び第1層L1 のAl−Si−Fe−T
i層と相俟つて、下地鋼Sの腐食を抑制する。これに比
較して、通常の溶融Al−Si合金めっき鋼板では、第
2層L2 がないことは勿論、各層にTiが含まれていな
いため、下地鋼に対する防食を表層部のAl−Si層に
依存し、耐食性が不十分である。また、Tiを被覆した
後の鋼板に溶融Al−Siめっきが施されるため、めっ
き浴のTi溶解量に制限されて第2層L2 のTi濃度が
少なくなることがない。換言すれば、Ti付着量によっ
て第2層L2 のTi濃度を高めることができ、耐食性,
耐熱性を大幅に向上することが可能となる。しかも、下
地鋼に対する各層の密着性が良好であり、フレーキン
グ,パウダリング等のない加工性にも優れためっき鋼板
が得られる。
Since the second layer L 2 contains a large amount of Ti, it has excellent corrosion resistance. The second layer L 2 Al-Ti-
Si-Fe layer, Al of the third layer L 3 that solid solution of Ti
-Si-Ti layer and the first layer L 1 Al-Si-Fe- T
In combination with the i layer, it suppresses corrosion of the base steel S. In comparison, in the conventional melt Al-Si alloy-plated steel sheet, that no second layer L 2 is, of course, because it does not contain Ti in layers, Al-Si layer of the surface layer portion of the corrosion protection for the substrate steel Corrosion resistance is insufficient. In addition, since the hot-dip Al-Si plating is applied to the steel sheet after being coated with Ti, the Ti concentration of the second layer L 2 does not decrease due to the limited amount of dissolved Ti in the plating bath. In other words, the Ti concentration of the second layer L 2 can be increased by the Ti adhesion amount, and the corrosion resistance,
It is possible to greatly improve the heat resistance. Moreover, the adhesion of each layer to the base steel is good, and a plated steel sheet having excellent workability without flaking or powdering can be obtained.

【0014】得られた溶融めっき鋼板は、安価な普通鋼
をめっき原板とした場合でも、前述した層構成に由来し
ステンレス鋼等の高級鋼板に匹敵する耐食性を呈する。
また、原材料費が高くなるものの、低合金鋼,ステンレ
ス鋼等をめっき原板とした場合、更に耐食性,耐熱性が
向上し、高Cr高Niステンレス鋼を凌駕する耐食性,
耐熱性も得られる。プラズマエッチング,イオンビーム
エッチング等により活性化されためっき原板にTiが真
空蒸着されるため、形成された蒸着Ti皮膜のめっき原
板に対する密着性は良好である。また、活性化処理によ
り、めっき原板の表面に多数の活性点が形成されてい
る。活性点を起点として成長した蒸着Ti皮膜は、めっ
き原板の前面にわたり均一な厚みを持っている。このよ
うにして形成された蒸着Ti皮膜が第2層L2 のTi供
給源となるため、所期目標濃度に精度良く対応した第2
層L2 、ひいては多層めっき層を形成することができ
る。
The obtained hot-dip galvanized steel sheet exhibits corrosion resistance comparable to that of a high-grade steel sheet such as stainless steel due to the above-mentioned layer structure even when an inexpensive ordinary steel is used as a plating base sheet.
In addition, although the raw material cost is high, when low alloy steel, stainless steel, etc. are used as the plating base plate, the corrosion resistance and heat resistance are further improved, and the corrosion resistance is superior to that of high Cr high Ni stainless steel.
It also has heat resistance. Since Ti is vacuum-deposited on the plating original plate activated by plasma etching, ion beam etching, or the like, the adhesion of the formed vapor-deposited Ti film to the plating original plate is good. In addition, a large number of active points are formed on the surface of the original plating plate by the activation treatment. The vapor-deposited Ti film grown starting from the active point has a uniform thickness over the front surface of the original plating plate. The vapor-deposited Ti film formed in this manner serves as a Ti supply source for the second layer L 2 , and thus the second Ti layer accurately corresponding to the desired target concentration can be obtained.
Layer L 2 , and thus a multi-layer plating layer, can be formed.

【0015】また、エッチングによる活性化処理,Ti
の真空蒸着及び溶融Al−Siめっきの各工程を一連と
して真空槽内で行っている。そのため、溶融Al−Si
めっき層の密着性低下や不めっき等の欠陥発生の原因と
なる酸化皮膜が蒸着Ti皮膜の表面に形成されることが
抑制される。なお、酸化皮膜の形成を完全に抑える上か
ら、Tiの真空蒸着から溶融Al−Siめっき浴への導
入までの間でめっき原板が晒される雰囲気は、酸素分圧
5×10-4Pa以下,真空度2×10-3Pa以下の真空
雰囲気に維持することが好ましい。めっき原板は、実質
的に酸化皮膜のない蒸着Ti皮膜が形成された状態で、
溶融Al−Siめっき浴に導入される。そのため、酸化
皮膜に起因する濡れ性低下を生じることなく、めっき原
板と溶融Al−Siめっき合金との界面で接合反応が進
行する。したがって、形成された溶融めっき層には、密
着不良,不めっき等の欠陥が発生しない。しかも、接合
反応がめっき原板の表面全体で均一に行われるため、溶
融めっき層の厚み及びTi濃度も均一なものとなる。
Further, activation treatment by etching, Ti
The vacuum evaporation and the molten Al-Si plating are sequentially performed in a vacuum chamber. Therefore, molten Al-Si
It is possible to suppress the formation of an oxide film on the surface of the vapor-deposited Ti film, which causes a decrease in the adhesion of the plating layer and the occurrence of defects such as non-plating. From the viewpoint of completely suppressing the formation of an oxide film, the atmosphere to which the original plating plate is exposed during the period from the vacuum deposition of Ti to the introduction into the molten Al-Si plating bath has an oxygen partial pressure of 5 × 10 −4 Pa or less, It is preferable to maintain a vacuum atmosphere having a degree of vacuum of 2 × 10 −3 Pa or less. The original plating plate has a vapor-deposited Ti film with substantially no oxide film,
It is introduced into a molten Al-Si plating bath. Therefore, the bonding reaction proceeds at the interface between the plated original plate and the molten Al-Si plated alloy without causing a decrease in wettability due to the oxide film. Therefore, defects such as poor adhesion and non-plating do not occur in the formed hot-dip plated layer. Moreover, since the bonding reaction is carried out uniformly over the entire surface of the plated original plate, the thickness of the hot-dip layer and the Ti concentration are also made uniform.

【0016】[0016]

【実施例】めっき原板として、C:0.02重量%,S
i:0.04重量%,Mn:0.19重量%,P:0.
011重量%,S:0.011重量%,Al:0.04
5重量%,残部:Fe及び不純物の組成を持ち、板厚
0.5mm,板幅100mmのAlキルド鋼板を使用し
た。めっき原板を脱脂及び酸洗した後、図2及び図3に
示した溶融めっき装置を使用して溶融Al−Siめっき
を行った。図2は、プラズマエッチング装置を組み込ん
だ溶融めっき設備であり、めっき原板10は、ペイオフ
リール11から繰り出され、デフレクターロール12,
13で案内されて真空槽20に送り込まれる。真空槽2
0の入側には真空シール装置21が設けられており、め
っき原板の走行方向に沿って高周波加熱装置30,プラ
ズマエッチング装置40及びTi蒸着装置50が配列さ
れている。
[Example] As a plating original plate, C: 0.02% by weight, S
i: 0.04% by weight, Mn: 0.19% by weight, P: 0.
011% by weight, S: 0.011% by weight, Al: 0.04
An Al-killed steel plate having a composition of 5% by weight and the balance of Fe and impurities and having a plate thickness of 0.5 mm and a plate width of 100 mm was used. After degreasing and pickling the original plating plate, hot dip Al-Si plating was performed using the hot dipping apparatus shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a hot-dip plating facility in which a plasma etching device is incorporated, in which a plating base plate 10 is fed from a payoff reel 11, deflector rolls 12,
It is guided by 13 and sent to the vacuum chamber 20. Vacuum tank 2
A vacuum seal device 21 is provided on the entry side of 0, and a high-frequency heating device 30, a plasma etching device 40, and a Ti vapor deposition device 50 are arranged along the running direction of the original plating plate.

【0017】真空槽20の出側は、溶融めっき装置60
の溶融めっき浴61に浸漬されることによって、真空シ
ールされている。このとき、真空槽20内の真空度に応
じてめっき浴ポット62から溶融めっき浴61が吸い上
げられてスナウト部63を形成するため、溶融めっき浴
61による真空シールは完全なものとなる。真空槽20
は、真空ポンプ22,23で真空排気される。真空槽2
0内に導入されためっき原板10は、高周波加熱装置3
0により所定温度に加熱された後、プラズマエッチング
装置40で表面が活性化され、Ti蒸着装置50によっ
てTi被覆される。
The outlet side of the vacuum chamber 20 is a hot dip coating device 60.
It is vacuum-sealed by being immersed in the hot dip plating bath 61. At this time, the hot-dip galvanizing bath 61 is sucked up from the hot-dip galvanizing bath 62 to form the snout portion 63 according to the degree of vacuum in the vacuum tank 20, so that the hot-dip galvanizing bath 61 completes the vacuum seal. Vacuum tank 20
Is evacuated by the vacuum pumps 22 and 23. Vacuum tank 2
The plating base plate 10 introduced into the 0 is a high frequency heating device 3
After being heated to a predetermined temperature by 0, the surface is activated by the plasma etching device 40, and Ti is coated by the Ti vapor deposition device 50.

【0018】次いで、めっき原板10は、スナウト部6
3を経てめっき浴61に浸漬される。めっき原板10
は、めっき浴61内でシンクロール64,65を経て搬
送され、めっき浴61から引き上げられ、ガスワイピン
グ装置66によりめっき付着量が調整される。めっきさ
れた鋼板は、デフレクターロール14〜16を経て巻取
りリール17に巻き取られる。図3は、イオンビームエ
ッチング装置を組み込んだ溶融めっき設備であり、図2
のプラズマエッチング装置40に替えて、真空槽20内
を走行するめっき原板10の両面に対向して一対のイオ
ンビームエッチング装置70,70を配置している。イ
オンビームエッチング装置70,70から出射されたイ
オンビーム71,71は、めっき原板10の表面に衝突
し、表面にある酸化皮膜や表面変質層等をエッチング除
去する。表面活性化されためっき原板10に対して、T
i蒸着装置50によりTi被覆層が形成される。
Next, the plating base plate 10 is provided with a snout portion 6
It is immersed in the plating bath 61 after passing through 3. Plate 10
Is transported through the sink rolls 64 and 65 in the plating bath 61, pulled up from the plating bath 61, and the coating amount of the plating is adjusted by the gas wiping device 66. The plated steel sheet is taken up by the take-up reel 17 via the deflector rolls 14 to 16. FIG. 3 shows a hot dip plating facility incorporating an ion beam etching apparatus.
In place of the plasma etching apparatus 40, the pair of ion beam etching apparatuses 70, 70 are arranged so as to face both sides of the original plating plate 10 running in the vacuum chamber 20. The ion beams 71, 71 emitted from the ion beam etching devices 70, 70 collide with the surface of the plating original plate 10 to etch away the oxide film, surface-altered layer, etc. on the surface. For the surface-activated plating original plate 10, T
A Ti coating layer is formed by the i vapor deposition device 50.

【0019】真空槽20は、真空ポンプ22,23によ
り1×10-3Paまで排気した。真空槽20の内部が所
定真空度に達した後、高周波加熱装置30及びプラズマ
エッチング装置40又はイオンビームエッチング装置7
0を稼動させて、めっき原板10の表面を活性化した。
このときの原料ガスの導入により、真空槽20の真空度
が0.05〜5Paまで低下した。Ti蒸着装置50に
よってめっき原板10にTi被覆を施すとき、蒸着に先
立って高周波加熱装置30でめっき原板10を加熱し、
且つプラズマエッチング装置40又はイオンビームエッ
チング装置70により表面活性化しているので、めっき
原板10の表面に均一な厚みを持ち密着性に優れたTi
蒸着層が形成された。なお、プラズマエッチングは表1
に示す条件で、イオンビームエッチングは表2に示す条
件で行った。
The vacuum chamber 20 was evacuated to 1 × 10 -3 Pa by vacuum pumps 22 and 23. After the inside of the vacuum chamber 20 reaches a predetermined degree of vacuum, the high frequency heating device 30 and the plasma etching device 40 or the ion beam etching device 7
0 was activated to activate the surface of the original plating plate 10.
By introducing the source gas at this time, the vacuum degree of the vacuum chamber 20 was lowered to 0.05 to 5 Pa. When the original Ti plate 10 is coated with Ti by the Ti vapor deposition device 50, the original plating plate 10 is heated by the high-frequency heating device 30 prior to vapor deposition,
Moreover, since the surface is activated by the plasma etching device 40 or the ion beam etching device 70, Ti having a uniform thickness on the surface of the original plating plate 10 and excellent in adhesion is formed.
A vapor deposition layer was formed. The plasma etching is shown in Table 1.
Ion beam etching was performed under the conditions shown in Table 2 under the conditions shown in Table 2.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【0020】Ti被覆が形成されためっき原板に対し、
表3に示す条件で溶融Al−Si合金めっきを施した。
For the plating original plate on which the Ti coating is formed,
Hot dip Al-Si alloy plating was performed under the conditions shown in Table 3.

【表3】 [Table 3]

【0021】得られた溶融めっき鋼板は、Al含有量が
多いAl−Si−Ti合金と共晶で析出したSi含有量
が多いAl−Si−Ti合金の混合層で第3層L3 が形
成されていた。また、第3層L3 の下には、Al−Ti
−Si−Fe系の第2層L2及びAl−Si−Fe−T
i系の第1層L1 が形成されていた。蒸着によって設け
られるTi被覆層の厚みを調節することによって、第2
層L2 のTi濃度を変化させた。そして、Ti濃度と耐
食性の関係を調査した。調査結果を図4に示す。なお、
耐食性は、JISに規定されている塩水噴霧試験を行
い、面積率で5%の赤錆が試験片表面に発生するまでの
時間で評価した。図4から明らかなように、蒸着Ti皮
膜の厚みを0.02μm以上とするとき、第2層L2
Ti濃度が0.5重量%以上となり、耐食性が大幅に向
上していることが判る。
In the obtained hot dip plated steel sheet, the third layer L 3 is formed by a mixed layer of an Al-Si-Ti alloy having a high Al content and an Al-Si-Ti alloy having a high Si content precipitated by eutectic. It had been. Also, under the third layer L 3 , Al-Ti
-Si-Fe-based second layer L 2 and Al-Si-Fe-T of
The i-type first layer L 1 was formed. By adjusting the thickness of the Ti coating layer provided by vapor deposition, the second
The Ti concentration of the layer L 2 was changed. Then, the relationship between the Ti concentration and the corrosion resistance was investigated. The survey results are shown in FIG. In addition,
The corrosion resistance was evaluated by performing a salt spray test specified in JIS and measuring the time until red rust of 5% in area ratio was generated on the surface of the test piece. As is clear from FIG. 4, when the thickness of the vapor-deposited Ti coating is 0.02 μm or more, the Ti concentration of the second layer L 2 is 0.5% by weight or more, and the corrosion resistance is significantly improved. .

【0022】これに対し、Tiを蒸着しただけの参考例
では、蒸着Ti皮膜の厚みを1.5μmと大きくした場
合にあっても、5%赤錆発生時間が50時間以下と短
く、耐食性に劣っていた。また、蒸着Ti被覆を施した
後で溶融Al−Si合金めっきを行った比較例において
も、蒸着Ti皮膜の厚みが0.02μm未満の場合に
は、第2層L2 のTi濃度が不足し、十分な耐食性が得
られなかった。第2層L2 のTi濃度を確保することに
よって優れた耐食性が確保されることは、イオンビーム
エッチングで活性化してめっき原板にTiを真空蒸着し
て溶融めっきを施した場合も同様であった。たとえば、
イオンビームエッチング後のめっき原板に厚み0.3μ
mの蒸着Ti皮膜を形成しためっき原板を溶融Al−S
i合金めっきしたものでは、5%赤錆発生時間が390
0時間であった。これに対し、厚み0.01μmの蒸着
Ti皮膜を形成しためっき原板を同様に溶融Al−Si
合金めっきしたものでは、5%赤錆発生時間が400時
間と短いものであった。
On the other hand, in the reference example in which only Ti was vapor-deposited, even when the thickness of the vapor-deposited Ti coating was increased to 1.5 μm, the 5% red rust generation time was as short as 50 hours or less and the corrosion resistance was poor. Was there. Further, also in the comparative example in which the molten Al—Si alloy plating was performed after the vapor deposition Ti coating was applied, when the thickness of the vapor deposition Ti coating was less than 0.02 μm, the Ti concentration of the second layer L 2 was insufficient. However, sufficient corrosion resistance was not obtained. The fact that excellent corrosion resistance is ensured by ensuring the Ti concentration of the second layer L 2 is the same as when hot activation is performed by ion beam etching and vacuum vapor deposition of Ti is performed on the original plating plate to perform hot dipping. . For example,
0.3μ thickness on the original plating after ion beam etching
Al-S is used to melt the original plating plate on which the m vapor-deposited Ti film is formed.
With i alloy plating, 5% red rust generation time is 390
It was 0 hours. On the other hand, a plated original plate on which a vapor-deposited Ti film having a thickness of 0.01 μm was formed was similarly melted with Al—Si
The alloy-plated product had a short 5% red rust generation time of 400 hours.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明により製
造された溶融めっき鋼板は、下地鋼の上にAl−Si−
Fe−Ti系の中間層を第1層として、その上に耐食性
に優れたAl−Ti−Si−Fe系の第2層及びAl−
Si−Ti系の第3層が積層された多層構造を持ってい
る。この多層構造のめっき層により、たとえ安価な普通
鋼等のめっき原板を使用した場合にあっても、耐食性,
耐熱性に優れ自動車用排気系の部材,建築用材料等とし
て好適な材料が得られる。また、プラズマエッチング又
はイオンビームエッチング,Tiの真空蒸着及び溶融め
っきの一連の工程を同一の真空槽で行っているので、め
っき工程及びめっき設備自体も簡略化され、低コストで
高耐食性の製品が得られる。
As described above, the hot dip plated steel sheet produced according to the present invention has Al-Si-on the base steel.
The Fe-Ti-based intermediate layer is used as the first layer, and the Al-Ti-Si-Fe-based second layer and Al- having excellent corrosion resistance are formed on the first layer.
It has a multilayer structure in which a third layer of Si-Ti system is laminated. With this multi-layered plating layer, corrosion resistance, even when using an inexpensive original plate such as ordinary steel,
It has excellent heat resistance and can be used as a material suitable for automobile exhaust system components and building materials. Further, since a series of processes of plasma etching or ion beam etching, vacuum deposition of Ti and hot dip plating are performed in the same vacuum tank, the plating process and the plating equipment itself are simplified, and a low cost and highly corrosion resistant product is obtained. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に従って製造された溶融めっき鋼板の
層構成を示す。
FIG. 1 shows a layer structure of a hot dip plated steel sheet manufactured according to the present invention.

【図2】 プラズマエッチングを組み込んだ溶融めっき
設備
[Fig. 2] Hot dip plating facility with plasma etching

【図3】 イオンビームエッチングを組み込んだ溶融め
っき設備
[Fig. 3] Hot dip plating facility with ion beam etching

【図4】 本発明実施例で得られた溶融めっき鋼板の耐
食性を、参考例及び比較例と対比して表したグラフ
FIG. 4 is a graph showing the corrosion resistance of the hot dip plated steel sheets obtained in the examples of the present invention, in comparison with the reference examples and the comparative examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:めっき原板 20:真空槽 30:高周波加
熱装置 40:プラズマエッチング装置 50:T
i蒸着装置 60:溶融めっき装置 70:イオン
ビームエッチング装置
10: Original plating plate 20: Vacuum tank 30: High frequency heating device 40: Plasma etching device 50: T
i Vapor deposition apparatus 60: Hot dip plating apparatus 70: Ion beam etching apparatus

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23F 4/00 C 8414−4K Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C23F 4/00 C 8414-4K

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽内に導入しためっき原板にプラズ
マエッチング又はイオンビームエッチングを施して前記
めっき原板の表面を活性化した後、真空蒸着によってT
i被覆を形成し、次いで溶融Al−Siめっき浴に導入
することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法。
1. A plating base plate introduced into a vacuum chamber is subjected to plasma etching or ion beam etching to activate the surface of the plating base plate, and then T is deposited by vacuum deposition.
A method for producing a hot dip plated steel sheet, which comprises forming an i coating and then introducing it into a hot dip Al-Si plating bath.
【請求項2】 請求項1記載のTi被覆は、溶融めっき
後に形成されるAl−Ti−Si−Fe系合金層のTi
濃度が0.5重量%以上となるように調整されているこ
とを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法。
2. The Ti coating according to claim 1, the Ti of the Al—Ti—Si—Fe based alloy layer formed after hot dip plating.
A method for producing a hot dip plated steel sheet, wherein the concentration is adjusted to 0.5% by weight or more.
JP5048574A 1993-02-15 1993-02-15 Production of ti-containing hot dipped steel sheet Withdrawn JPH06240432A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100503144B1 (en) * 1997-08-27 2005-12-30 주식회사 포스코 Manufacturing method of molten galvanized steel sheet by two pot system
CN113614272A (en) * 2019-03-19 2021-11-05 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 Component comprising a steel substrate, an intermediate layer and an anti-corrosion protective coating, corresponding hardened component, and corresponding method and use

Cited By (3)

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