JPH08176778A

JPH08176778A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH08176778A
Application number: JP31683294A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kashiwagi; 宏之柏木; Yoshihiro Kawanishi; 義博川西
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】耐低温チッピング性を改善した合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の安価、かつ簡便な製造方法を提供す
る。【構成】溶融亜鉛めっき皮膜が、Fe:7.5〜12.0wt
％、Al:0.24 〜0.50wt％となるようにし、次いで合金化
処理に際して下記条件で加熱処理する。 460≦y ≦560 、かつ、 y≧18.5x ＋330 ただし、x:合金化後の皮膜中Fe％ y:合金化温度

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板、特に、自動車車体の外面防錆鋼板として用いられ
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関し、化成処
理、塗装後の耐低温チッピング性の向上を図ったもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用防錆鋼板に対して耐食性
向上が強く要望されている。合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、塗装後の耐食性が優れており、溶接性においても優
れているため、自動車用鋼板として広く使用されてい
る。

【０００３】しかし、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、合
金化の際に素地鋼板からめっき層表面への鉄の拡散があ
り、そのため素地鋼板とめっき層界面に鉄含有量が高く
脆い層が形成され、めっき密着力が著しく低下する問題
がある。このため、自動車の走行中に小石等が車体に当
たり、その衝撃によりめっき層等が剥離し、素地鋼板が
露出するいわゆるチッピング現象が生ずるが、このチッ
ピング現象により鋼板の耐食性は著しく劣化する。この
現象は特に低温時に顕著に発生する。このため、耐低温
チッピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法の確立が要望されている。

【０００４】従来にあっても、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の耐低温チッピング性を改善する方法としては、亜
鉛系合金めっき鋼板上にクロメート皮膜を塗布する方法
（特開平３−100180号公報）、さらにその上に有機樹
脂皮膜を形成させる方法（特開昭64−78832 号公報、同
４−154976号公報）、表面粗度を規定する方法（特開
平１−123090号公報、特開平１−149991号公報）、め
っき皮膜中Fe％および合金化温度を規定した方法（特開
平6-57391 号公報）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
、の方法では、製造工程が増す不利があり、また、
母材−めっき層界面の密着性の改善については言及され
ていない。の方法には、粗度を制御するのは困難であ
るという問題がある。またには、めっき皮膜中Fe％、
合金化温度を規定しているが、耐低温チッピング性に及
ぼすそれらの間の相関関係について述べられておらず、
また前処理として鋼板表面の研削を行うという工程が必
要となるという問題がある。

【０００６】ここに、本発明の目的は、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造に際して、製造工程が簡単であって、
したがって安価な手段でもって上述のような従来技術の
問題を解消できる方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、合金化溶
融亜鉛めっきの合金化処理において、合金化温度、及び
めっき皮膜中Fe％の関係が一定範囲に存在する場合に前
処理を必要とせずに良好なチッピング性を示すことを見
い出し、本発明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨とするところは、
溶融亜鉛めっきを行い、次いで加熱処理により亜鉛めっ
き皮膜の合金化を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法において、合金化処理に際して合金化めっき皮膜が
Fe：7.5 〜12.0wt％およびAl：0.24〜0.50wt％であっ
て、合金化のためにめっき鋼板を保持する合金化温度と
合金化後の皮膜中Fe％との関係が下記条件を満たすよう
にして合金化処理を行うことを特徴とする、耐低温チッ
ピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。

【０００９】460≦ｙ≦560 、かつ、ｙ≧18.5ｘ＋330 ただし、ｘ：合金化後の皮膜中Fe％ｙ：合金化温度このように本発明では合金化後のFe％と合金化温度とを
相関させ、目的とする耐低温ピッチング性を満足する製
造条件を規定している。従来にあっては、Fe％、温度が
それぞれ独立した変数として扱われており、各Fe％にお
ける最適の合金化温度 (または合金化温度に対する最適
Fe％) を規定するとの考えはみられなかった。

【００１０】

【作用】次に、本発明において上述のように製造条件を
規定した理由についてその作用とともに示す。なお、本
明細書において「％」は特にことわりがない限り、「重
量％」を示す。

【００１１】まず、本発明にかかる合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の全般的な製造方法は、鋼板の予備処理などの表
面活性化処理、溶融亜鉛めっき処理を行う。これらはい
ずれも慣用の手段を用いればよく、それ自体特に制限は
されない。溶融亜鉛めっき処理された鋼板は、必要によ
り所要めっき付着量のコントロールを行ってから、本発
明にしたがって加熱処理を行い合金化処理を行う。

【００１２】合金化温度が高くなるにつれて、母材−め
っき層界面の凹凸が大きくなることを走査型電子顕微鏡
にて観察した。母材−めっき層界面間の密着力は、凹凸
が大きいほど増大するため、合金化温度が高いほど衝撃
によるめっき剥離が生じ難くなり、耐チッピング性が向
上する。

【００１３】本発明によれば、溶融亜鉛めっき処理後に
合金化処理して得られる合金化めっき皮膜中のFe％が、
12.0％より大きい場合、合金化加熱処理に際してめっき
皮膜中の母材−めっき層界面の凹凸が小さくなる傾向が
あることを電子顕微鏡観察により確認した。また、その
傾向は、Fe含有率が高くなるほど顕著になる。母材−め
っき層界面間の密着性は、界面の凹凸が大きいほど増大
する。そのため、衝撃によるめっき層剥離に対する抵抗
力は、母材−めっき層界面の凹凸が大きいほど大きくな
り、耐低温チッピング性の向上のためには、めっき皮膜
中Fe％を12％以下にする必要がある。

【００１４】一方、合金化めっき皮膜中のFe％が7.5 ％
未満の場合、耐チッピング性は良好となる場合がある
が、合金化処理が十分に行えない場合があり、合金化ム
ラを起こす場合がある。以上の理由により合金化めっき
皮膜中Fe％の範囲を7.5 〜12.0％と規定した。好ましく
は 8.5〜11％である。

【００１５】また、高Al濃度ではめっき表面にAl酸化物
を生成し、これが塗装の前処理であるリン酸亜鉛系化成
処理において、化成結晶の成長を阻害するために良好な
合金化亜鉛めっき皮膜が得られなくなる。このため、合
金化めっき皮膜中Al濃度を0.24〜0.50wt％に制限する。

【００１６】ここに、合金化皮膜中のFe含有量は、めっ
き皮膜と母材との境界線で区画されるめっき皮膜の平均
濃度である。Alについても同様である。したがって、境
界領域ではFe含有量はこれよりかなり高くなる。

【００１７】ところで、前述のように、高めっき皮膜中
Fe％側では母材−めっき皮膜界面の凹凸の影響のため、
耐低温チッピング性は後述する式(1) 、(2) で示す範囲
の高合金化温度で良好となる。

【００１８】但し、560 ℃を超えると合金化速度が非常
に大きいため、めっき皮膜中Fe％の制御が困難となるた
め、合金化温度範囲として不適切である。また、合金化
温度が460 ℃未満では、合金化の進行が著しく遅いた
め、実際の合金化条件としては不適切である。

【００１９】以上に述べた合金化温度、めっき皮膜中Fe
％の影響を併せた結果、下式(1) 、(2) に示す範囲にお
いて、良好な耐低温チッピング性を示す合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造が可能であることが分かった。

【００２０】460 ≦ｙ≦560(℃) ・・・(1) ｙ≧18.5ｘ＋330 ・・・(2) 以上の範囲を満たす場合においても、めっき皮膜中Al濃
度が小さい場合には、母材−めっき界面の凹凸が小さ
く、耐チッピング性の向上が見られなくなる。

【００２１】したがって、本発明は、別の面からは、合
金化めっき皮膜が、Fe：7.5 〜12.0wt％、Al：0.24〜0.
50wt％を満足するか否か、そして上述の式(1) 、(2) を
満足するかでもって判断する耐低温ピッチング性の評価
方である。

【００２２】

【実施例】合金化処理を行っていない溶融亜鉛めっき鋼
板を用意し、誘導加熱炉にて種々条件にて加熱し合金化
を行った。使用した鋼板の詳細、および試験条件は以下
に示すとおりであった。材質（wt％）：Ｃ：0.002 、Si:0.006、Mn:0.15 Ｐ：0.47、Ｓ：0.004 、Al:0.019 板厚：0.80mm 亜鉛目付量：45±5g／ m² 皮膜中Al ：0.20〜0.55wt％合金化温度：460 〜560 ℃(20 ℃/ sec にて昇温) 。

【００２３】めっき皮膜成分は、インヒビター入り塩酸
でめっき皮膜を溶解し、原子吸光法にて測定した。以上
の条件により、皮膜中Fe％＝7.5 〜15.9％の合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を製造し、塗装を行った後、チッピング
試験を行った。

【００２４】塗装は、めっき鋼板表面に、りん酸亜鉛系
の化成皮膜形成したのち、カチオン電着：膜厚20μm を
形成し、さらにこの電着板に中塗り塗料：膜厚35μm 、
上塗り塗料：膜厚35μm 塗装を行った。

【００２５】（チッピング条件）サンプル温度：−20℃ ショット：玄武岩（100g、粒径 2.4〜4.8 mm) ショット圧：3.0 kg/cm ² 評価方法：テープにて塗膜を剥離し、めっき剥離を
起こした部位について最大径の10点の平均径を測定し、
めっき剥離径によって次の３段階評価を行った。

【００２６】3.3mm 未満 : ○ 3.3 〜4.6mm : △ 4.6mm 以上 : × 上述の○が現行量産材レベルであり、十分な耐チッピン
グ性能を有すると判断した。

【００２７】チッピング試験の結果、めっき皮膜中Fe％
が7.5 〜12.0％の範囲にありかつ、めっき皮膜中Fe％、
合金化温度の間に y≧18.5x ＋330 (x: めっき皮膜中Fe％、y:合金化温度）がある範囲において良好な結果を示したことが分かっ
た。

【００２８】また、上記範囲内の条件にあってもめっき
皮膜中Al濃度が0.24％未満では母材−めっき層界面の凹
凸が小さくなり、また、0.50wt％以上では、化成処理に
おける化成結晶成長不良のため、耐低温チッピング性は
向上しなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、自動車車体外面
用防錆鋼板として耐食性に優れ、耐低温チッピング性が
良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を容易に製造すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各めっき皮膜中Fe％、合金化温度での
耐低温チッピング性の試験結果を示す図である（皮膜中
Al濃度：0.30〜0.33wt％）。

【図２】各めっき皮膜中Fe％、皮膜中Al％での耐低温チ
ッピング性の試験結果を示す図である。

【図３】各めっき皮膜中Al％での耐低温チッピング性の
試験結果を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融亜鉛めっきを行い、次いで加熱処理
により亜鉛めっき皮膜の合金化を行う合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法において、合金化処理に際して合金
化めっき皮膜がFe：7.5 〜12.0wt％およびAl：0.24〜0.
50wt％であって、合金化のためにめっき鋼板を保持する
合金化温度と合金化後の皮膜中Fe％との関係が下記条件
を満たすようにして合金化処理を行うことを特徴とす
る、耐低温チッピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法。 460≦ｙ≦560 、かつ、ｙ≧18.5ｘ＋330 ただし、ｘ：合金化後の皮膜中Fe％ｙ：合金化温度