JPH06240433A - 多層ａ１系合金めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents
多層ａ１系合金めっき鋼板及びその製造方法Info
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- JPH06240433A JPH06240433A JP5050047A JP5004793A JPH06240433A JP H06240433 A JPH06240433 A JP H06240433A JP 5050047 A JP5050047 A JP 5050047A JP 5004793 A JP5004793 A JP 5004793A JP H06240433 A JPH06240433 A JP H06240433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的多量のＴｉを第２層に含む複層合金め
っき層を形成することにより、めっき鋼板の耐食性，耐
熱性を改善する。 【構成】 溶融Ａｌ−Ｓｉ合金めっきで下地鋼Ｓの上に
形成されるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系の第１層Ｌ1 とＡ
ｌ−ＳｉーＴｉ系の第３層Ｌ3 との間に、耐食性に優れ
たＡｌ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｆｅ系の第２層Ｌ2 を設けること
によって、耐食性，耐熱性に優れた多層Ａｌ系合金めっ
き鋼板を得る。第２層Ｌ2 のＴｉ濃度は、０．５重量％
以上とすることが好ましい。第２層Ｌ2 のＴｉは、溶融
めっき浴に浸漬される前のめっき原板に真空蒸着等で形
成されたＴｉ被覆層から供給される。 【効果】 第１層Ｌ1 ，第２層Ｌ2 及び第３層Ｌ3 によ
りめっき鋼板の耐食性，耐熱性が大幅に改善され、安価
な普通鋼をめっき原板として使用した場合にあってもス
テンレス鋼に匹敵する耐食性が低コストで得られる。
っき層を形成することにより、めっき鋼板の耐食性，耐
熱性を改善する。 【構成】 溶融Ａｌ−Ｓｉ合金めっきで下地鋼Ｓの上に
形成されるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系の第１層Ｌ1 とＡ
ｌ−ＳｉーＴｉ系の第３層Ｌ3 との間に、耐食性に優れ
たＡｌ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｆｅ系の第２層Ｌ2 を設けること
によって、耐食性，耐熱性に優れた多層Ａｌ系合金めっ
き鋼板を得る。第２層Ｌ2 のＴｉ濃度は、０．５重量％
以上とすることが好ましい。第２層Ｌ2 のＴｉは、溶融
めっき浴に浸漬される前のめっき原板に真空蒸着等で形
成されたＴｉ被覆層から供給される。 【効果】 第１層Ｌ1 ，第２層Ｌ2 及び第３層Ｌ3 によ
りめっき鋼板の耐食性，耐熱性が大幅に改善され、安価
な普通鋼をめっき原板として使用した場合にあってもス
テンレス鋼に匹敵する耐食性が低コストで得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性に優れた安価な
多層Ａｌ系合金めっき鋼板及びその製造方法に関する。
多層Ａｌ系合金めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【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。
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。
【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等の易酸化性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。
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等の易酸化性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。
【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。
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。
【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Ｔｉ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。
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Ｔｉ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。
【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系合金等の
プレめっきは、良好な密着性でＴｉ表面に形成すること
ができない。これは、Ｔｉの酸化皮膜を除去することが
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、プラズマ又はイオン
ビームを使用するエッチングでＴｉ酸化物を除去するこ
とにより、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多層Ａｌ系合金めっき
鋼板を提供することを目的とする。
２号公報で紹介されているようなＦｅ，Ｆｅ系合金等の
プレめっきは、良好な密着性でＴｉ表面に形成すること
ができない。これは、Ｔｉの酸化皮膜を除去することが
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、プラズマ又はイオン
ビームを使用するエッチングでＴｉ酸化物を除去するこ
とにより、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多層Ａｌ系合金めっき
鋼板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の多層Ａｌ系合金
めっき鋼板は、その目的を達成するため、下地鋼の上に
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系合金の第１層，Ａｌ−Ｔｉ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金の第２層及びＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系合金
の第３層が順次積層されていることを特徴とする。ここ
で、第２層のＴｉ濃度は、第１層及び第３層のＴｉ濃度
よりも高くすることが好ましい。また、本発明の多層Ａ
ｌ系合金めっき鋼板は、鋼板をＴｉめっきした後、真空
雰囲気においてプラズマエッチング又はイオンビームエ
ッチングでＴｉめっき層の表面を活性化し、次いで溶融
Ａｌ−Ｓｉめっき浴に浸漬することにより製造される。
Ｔｉめっき層は、たとえば真空蒸着によって形成され
る。
めっき鋼板は、その目的を達成するため、下地鋼の上に
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系合金の第１層，Ａｌ−Ｔｉ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金の第２層及びＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系合金
の第３層が順次積層されていることを特徴とする。ここ
で、第２層のＴｉ濃度は、第１層及び第３層のＴｉ濃度
よりも高くすることが好ましい。また、本発明の多層Ａ
ｌ系合金めっき鋼板は、鋼板をＴｉめっきした後、真空
雰囲気においてプラズマエッチング又はイオンビームエ
ッチングでＴｉめっき層の表面を活性化し、次いで溶融
Ａｌ−Ｓｉめっき浴に浸漬することにより製造される。
Ｔｉめっき層は、たとえば真空蒸着によって形成され
る。
【０００８】Ｔｉめっきを真空雰囲気で行うとき、同じ
真空雰囲気の下でプラズマエッチング又はイオンビーム
エッチングを行うことも可能である。或いは、真空蒸着
等により予めＴｉめっき層が形成されためっき原板を保
管しておき、生産計画に応じて溶融Ａｌ−Ｓｉめっきを
施すこともできる。以下、図面を参照しながら、本発明
を具体的に説明する。本発明の多層Ａｌ系合金めっき鋼
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。
真空雰囲気の下でプラズマエッチング又はイオンビーム
エッチングを行うことも可能である。或いは、真空蒸着
等により予めＴｉめっき層が形成されためっき原板を保
管しておき、生産計画に応じて溶融Ａｌ−Ｓｉめっきを
施すこともできる。以下、図面を参照しながら、本発明
を具体的に説明する。本発明の多層Ａｌ系合金めっき鋼
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。
【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Ｔｉが含有されるこ
とから、却って耐食性の向上がみられる。
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Ｔｉが含有されるこ
とから、却って耐食性の向上がみられる。
【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、良好な表面外観を多層Ａｌ系合金めっき
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６７０℃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。
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、良好な表面外観を多層Ａｌ系合金めっき
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６７０℃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。
【００１１】Ｔｉ被覆は真空蒸着によって行うことがで
き、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、プラズマエッチングやイオンビ
ームエッチングで鋼板表面を活性化し、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。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に先立ってＴｉを蒸着するとき、よ
り安価にＡｌ−Ｔｉ−Ｓｉ系合金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、蒸着Ｔ
ｉの密着性がよくなる。
き、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、プラズマエッチングやイオンビ
ームエッチングで鋼板表面を活性化し、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。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に先立ってＴｉを蒸着するとき、よ
り安価にＡｌ−Ｔｉ−Ｓｉ系合金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、蒸着Ｔ
ｉの密着性がよくなる。
【００１２】
【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。この第２層Ｌ2 のＡｌ−Ｔ
ｉ−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
−Ｔｉ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−Ｓ
ｉ層に依存し、耐食性が不十分である。
から、耐食性に優れている。この第２層Ｌ2 のＡｌ−Ｔ
ｉ−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
−Ｔｉ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−Ｓ
ｉ層に依存し、耐食性が不十分である。
【００１３】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。得られた
多層Ａｌ系合金めっき鋼板は、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
Ｎｉ高Ｃｒステンレス鋼を凌駕する耐食性，耐熱性も得
られる。
−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。得られた
多層Ａｌ系合金めっき鋼板は、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
Ｎｉ高Ｃｒステンレス鋼を凌駕する耐食性，耐熱性も得
られる。
【００１４】真空蒸着によってＴｉで被覆した鋼板表面
は、Ｆｅ，Ｆｅ合金等のプレめっきを施す必要なく、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
性化される。プレめっきの省略によって、製造工程が簡
略化されると共に、製造コストも節減される。しかも、
真空中でプラズマエッチング，イオンビームエッチング
等による活性化の後で溶融めっきするラインにおいて、
同じ真空雰囲気でＴｉ蒸着を行うとき、多層Ａｌ系合金
めっき鋼板を連続的に製造することができ、製造コスト
を一層低減することが可能となる。
は、Ｆｅ，Ｆｅ合金等のプレめっきを施す必要なく、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
性化される。プレめっきの省略によって、製造工程が簡
略化されると共に、製造コストも節減される。しかも、
真空中でプラズマエッチング，イオンビームエッチング
等による活性化の後で溶融めっきするラインにおいて、
同じ真空雰囲気でＴｉ蒸着を行うとき、多層Ａｌ系合金
めっき鋼板を連続的に製造することができ、製造コスト
を一層低減することが可能となる。
【００１５】
【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，Ｔｉ
蒸着装置４０及びプラズマエッチング装置５０が配列さ
れている。
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，Ｔｉ
蒸着装置４０及びプラズマエッチング装置５０が配列さ
れている。
【００１６】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、Ｔｉ蒸着装置４０に
よってＴｉ被覆された後、プラズマエッチング装置５０
で表面が活性化される。
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、Ｔｉ蒸着装置４０に
よってＴｉ被覆された後、プラズマエッチング装置５０
で表面が活性化される。
【００１７】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５０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、Ｔｉ蒸着装置４０により形成されたＴｉ被覆層の表
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。
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５０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、Ｔｉ蒸着装置４０により形成されたＴｉ被覆層の表
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。
【００１８】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５０又はイオンビームエッチング装置７
０を稼動させた。このときの原料ガス導入により、真空
槽２０の真空度が０．０５〜５Ｐａまで低下した。Ｔｉ
蒸着装置４０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を加熱しているので、密着性に優れたＴｉ蒸着層が
形成された。また、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。
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５０又はイオンビームエッチング装置７
０を稼動させた。このときの原料ガス導入により、真空
槽２０の真空度が０．０５〜５Ｐａまで低下した。Ｔｉ
蒸着装置４０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を加熱しているので、密着性に優れたＴｉ蒸着層が
形成された。また、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。
【表１】
【表２】
【００１９】エッチング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。
に示す条件で溶融Ａｌ−Ｓｉ合金めっきを施した。
【表３】
【００２０】得られた多層Ａｌ系合金めっき鋼板は、Ｓ
ｉ含有量が少ない初晶のＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ合金と共晶の
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−Ｔｉ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 のＴｉ濃度
が０．７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。
ｉ含有量が少ない初晶のＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ合金と共晶の
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−Ｔｉ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 のＴｉ濃度
が０．７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。
【００２１】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Ｔｉ被覆後の試験片を活性化した場合も同様であ
った。
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Ｔｉ被覆後の試験片を活性化した場合も同様であ
った。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、下地鋼の上にＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系の中間層を
第１層Ｌ1 として、その上に耐食性に優れたＡｌ−Ｔｉ
−Ｓｉ−Ｆｅ系の第２層Ｌ2 及びＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系の
第３層Ｌ3 を形成している。このような多層構造を持つ
ため、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及
び溶融めっきを行う真空中でＴｉの真空蒸着を併せて行
うと、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。
は、下地鋼の上にＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系の中間層を
第１層Ｌ1 として、その上に耐食性に優れたＡｌ−Ｔｉ
−Ｓｉ−Ｆｅ系の第２層Ｌ2 及びＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系の
第３層Ｌ3 を形成している。このような多層構造を持つ
ため、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及
び溶融めっきを行う真空中でＴｉの真空蒸着を併せて行
うと、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。
【図１】 本発明多層Ａｌ系合金めっき鋼板の層構成を
示す。
示す。
【図２】 プラズマエッチングを組み込んだ溶融めっき
設備
設備
【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
っき設備
【図４】 本発明実施例で得られた多層Ａｌ系合金めっ
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
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
１０：めっき原板 ２０：真空槽 ３０：高周波加
熱装置 ４０：Ｔｉ蒸着装置 ５０：プラズマエッ
チング装置 ６０：溶融めっき装置 ７０：イオン
ビームエッチング装置
熱装置 ４０：Ｔｉ蒸着装置 ５０：プラズマエッ
チング装置 ６０：溶融めっき装置 ７０：イオン
ビームエッチング装置
Claims (4)
- 【請求項１】 下地鋼の上にＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｔｉ系
合金の第１層，Ａｌ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の第２層
及びＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系合金の第３層が順次積層されて
いることを特徴とする多層Ａｌ系合金めっき鋼板。 - 【請求項２】 鋼板をＴｉめっきした後、真空雰囲気に
おいてプラズマエッチング又はイオンビームエッチング
でＴｉめっき層の表面を活性化し、次いで溶融Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴に浸漬することを特徴とする多層Ａｌ系合金
めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のＴｉめっきが真空雰囲気
で行われ、且つ同じ真空雰囲気の下でプラズマエッチン
グ又はイオンビームエッチングが行われることを特徴と
する多層Ａｌ系合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 請求項２のＴｉめっき層は、真空蒸着に
よって形成されたものであることを特徴とする多層Ａｌ
系合金めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5050047A JPH06240433A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 多層ａ１系合金めっき鋼板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5050047A JPH06240433A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 多層ａ１系合金めっき鋼板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240433A true JPH06240433A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12848086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5050047A Withdrawn JPH06240433A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 多層ａ１系合金めっき鋼板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240433A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7171799B2 (en) | 2004-09-02 | 2007-02-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Lawn mower |
| JP2008297629A (ja) * | 2003-06-27 | 2008-12-11 | Kobe Steel Ltd | チタン材、その製造方法および排気管 |
-
1993
- 1993-02-16 JP JP5050047A patent/JPH06240433A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008297629A (ja) * | 2003-06-27 | 2008-12-11 | Kobe Steel Ltd | チタン材、その製造方法および排気管 |
| US7171799B2 (en) | 2004-09-02 | 2007-02-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Lawn mower |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |