JPH083728A - 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 - Google Patents
耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 初期赤錆発生や白錆発生に対し優れた抵抗性
を示すＺｎ−Ｍｇめっき鋼板を得る。 【構成】 このめっき鋼板は、Ｍｇ濃度７％以上のＺｎ
−Ｍｇ合金層の上にＭｇ濃度１重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層が設けられている２層構造（ａ），或いは両者の
間にＭｇ濃度２〜７％の中間層がある３層構造（ｂ）の
めっき層をもっている。めっき層の表面に、表面酸化し
たＭｇ濃化層がある。Ｍｇ濃化層は、蒸着めっき後の加
熱拡散により生成され、加熱雰囲気又は大気に含まれて
いる酸素と反応しＭｇの酸化物層又はＭｇ−Ｚｎの複合
酸化物層を表面に生成する。 【効果】 表面にあるＭｇ濃化層は耐白錆性を向上さ
せ、下層の高Ｍｇ合金層は耐赤錆性や長期耐食性を向上
させる。
を示すＺｎ−Ｍｇめっき鋼板を得る。 【構成】 このめっき鋼板は、Ｍｇ濃度７％以上のＺｎ
−Ｍｇ合金層の上にＭｇ濃度１重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層が設けられている２層構造（ａ），或いは両者の
間にＭｇ濃度２〜７％の中間層がある３層構造（ｂ）の
めっき層をもっている。めっき層の表面に、表面酸化し
たＭｇ濃化層がある。Ｍｇ濃化層は、蒸着めっき後の加
熱拡散により生成され、加熱雰囲気又は大気に含まれて
いる酸素と反応しＭｇの酸化物層又はＭｇ−Ｚｎの複合
酸化物層を表面に生成する。 【効果】 表面にあるＭｇ濃化層は耐白錆性を向上さ
せ、下層の高Ｍｇ合金層は耐赤錆性や長期耐食性を向上
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐白錆発生性，鋼板露
出部の耐初期赤錆発生性，長期耐食性等の種々の面で評
価が高く、自動車用の構造材や部品，家電製品の構造
材，建材等として使用されるＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板に
関する。
出部の耐初期赤錆発生性，長期耐食性等の種々の面で評
価が高く、自動車用の構造材や部品，家電製品の構造
材，建材等として使用されるＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板に
関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板の耐食性を向上させるため、従来か
ら各種の表面処理が施されており、代表的なものにＺｎ
めっき鋼板がある。Ｚｎめっき鋼板は、主として溶融Ｚ
ｎめっき，電気Ｚｎめっき等によって製造されている
が、一部では蒸着法による製造も採用されている。耐食
性の向上に対する要求は、年々高まる傾向にある。これ
に伴って、溶融めっき法，電気めっき法等において種々
の改良が提案されている。溶融めっき法でＺｎめっき鋼
板の耐食性を向上させようとすると、Ｚｎめっきの付着
量を増加させることが先ず考えられる。しかし、Ｚｎめ
っきの付着量は、製造面から上限に制約を受ける。その
ため、付着量の増加によってＺｎめっき鋼板の耐食性を
向上させることには限界がある。また、付着量の増加、
すなわちめっき層の厚膜化は、めっき鋼板をプレス成形
するときにカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させる
原因になりやすい。
ら各種の表面処理が施されており、代表的なものにＺｎ
めっき鋼板がある。Ｚｎめっき鋼板は、主として溶融Ｚ
ｎめっき，電気Ｚｎめっき等によって製造されている
が、一部では蒸着法による製造も採用されている。耐食
性の向上に対する要求は、年々高まる傾向にある。これ
に伴って、溶融めっき法，電気めっき法等において種々
の改良が提案されている。溶融めっき法でＺｎめっき鋼
板の耐食性を向上させようとすると、Ｚｎめっきの付着
量を増加させることが先ず考えられる。しかし、Ｚｎめ
っきの付着量は、製造面から上限に制約を受ける。その
ため、付着量の増加によってＺｎめっき鋼板の耐食性を
向上させることには限界がある。また、付着量の増加、
すなわちめっき層の厚膜化は、めっき鋼板をプレス成形
するときにカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させる
原因になりやすい。
【０００３】電気めっき法で同様に厚膜のめっき層を形
成しようとすると、ラインスピードを遅くすることが余
儀なくされ、生産性が著しく損なわれる。そのため、電
気めっき法ではＺｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施す
ことにより、耐食性の向上を図っている。しかし、Ｚｎ
−Ｎｉ合金めっき層は、硬質で脆いことから、成形時に
割れや欠け等の欠陥を発生しやすい。欠陥部を介して下
地鋼が露出すると、めっき層本来の性能が発揮されず、
欠陥部を起点として腐食が進行する。従来の溶融めっき
及び電気めっきに代わる方法として、高耐食性のＺｎ系
合金めっき鋼板を蒸着法で製造することが検討されてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ系合金めっきは、優れた防食
作用を呈するものとして展開が期待されている。
成しようとすると、ラインスピードを遅くすることが余
儀なくされ、生産性が著しく損なわれる。そのため、電
気めっき法ではＺｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施す
ことにより、耐食性の向上を図っている。しかし、Ｚｎ
−Ｎｉ合金めっき層は、硬質で脆いことから、成形時に
割れや欠け等の欠陥を発生しやすい。欠陥部を介して下
地鋼が露出すると、めっき層本来の性能が発揮されず、
欠陥部を起点として腐食が進行する。従来の溶融めっき
及び電気めっきに代わる方法として、高耐食性のＺｎ系
合金めっき鋼板を蒸着法で製造することが検討されてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ系合金めっきは、優れた防食
作用を呈するものとして展開が期待されている。
【０００４】この種の合金めっきとして、０．５〜４０
重量％のＭｇを含有するＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成
することが特開昭６４−１７８５３号公報で紹介されて
いる。更に、Ｍｇ相を含まないＺｎ−Ｍｇ系金属間化合
物でＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を主として構成するとき、
塗装後の耐塗膜剥離性が向上することも開示されてい
る。また、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺ
ｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の中
間層を介在させるとき、めっき層の密着性及び加工性が
向上することが特開平２−１４１５８８号公報で紹介さ
れている。特開昭６４−２５９９０号公報では、Ｚｎ−
Ｍｇ合金めっき層の上にＺｎ−Ｔｉ合金めっき層を設け
ることにより、塗装後の耐食性を向上させている。
重量％のＭｇを含有するＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成
することが特開昭６４−１７８５３号公報で紹介されて
いる。更に、Ｍｇ相を含まないＺｎ−Ｍｇ系金属間化合
物でＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を主として構成するとき、
塗装後の耐塗膜剥離性が向上することも開示されてい
る。また、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺ
ｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の中
間層を介在させるとき、めっき層の密着性及び加工性が
向上することが特開平２−１４１５８８号公報で紹介さ
れている。特開昭６４−２５９９０号公報では、Ｚｎ−
Ｍｇ合金めっき層の上にＺｎ−Ｔｉ合金めっき層を設け
ることにより、塗装後の耐食性を向上させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】めっき鋼板には、長期
的な耐食性だけでなく、成形に先立つ保管時における鋼
板表面の白錆発生や製品使用初期における赤錆発生等が
抑制されていることも要求される。白錆は、めっき鋼板
の表面にＺｎの酸化物や水酸化物が生成することに起因
し、外観の悪化によって製品価値を低下させるばかりで
なく、鋼板から剥離した白錆が他の鋼板を汚染し或いは
塗装を困難にする原因ともなる。白錆の発生は、表面に
薄い皮膜を形成するクロメート処理をめっき後の鋼板に
施すことによって抑制している。しかし、クロメート処
理皮膜には、有害な六価クロムが含まれている。クロメ
ート処理しためっき鋼板は、雰囲気条件によっては六価
クロムの溶出があり、環境に悪影響を与える。
的な耐食性だけでなく、成形に先立つ保管時における鋼
板表面の白錆発生や製品使用初期における赤錆発生等が
抑制されていることも要求される。白錆は、めっき鋼板
の表面にＺｎの酸化物や水酸化物が生成することに起因
し、外観の悪化によって製品価値を低下させるばかりで
なく、鋼板から剥離した白錆が他の鋼板を汚染し或いは
塗装を困難にする原因ともなる。白錆の発生は、表面に
薄い皮膜を形成するクロメート処理をめっき後の鋼板に
施すことによって抑制している。しかし、クロメート処
理皮膜には、有害な六価クロムが含まれている。クロメ
ート処理しためっき鋼板は、雰囲気条件によっては六価
クロムの溶出があり、環境に悪影響を与える。
【０００６】また、めっき鋼板から目標形状の製品を得
る際、めっき鋼板が所定サイズに裁断され、プレス成形
等によって成形される。このとき、めっき層に付けられ
た疵や切断端面等で下地鋼が露出し、使用初期に赤錆が
発生しやすくなる。赤錆によって製品の外観が著しく損
なわれるため、赤錆の発生しやすい製品は商品価値の低
いものとなる。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、蒸着めっきによって形成される
めっき層の最表層を酸化したＭｇ濃化層にすると共に、
Ｍｇリッチの下層を設けることにより、白錆や赤錆の発
生に対しても優れた抵抗力を呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき
鋼板を提供することを目的とする。
る際、めっき鋼板が所定サイズに裁断され、プレス成形
等によって成形される。このとき、めっき層に付けられ
た疵や切断端面等で下地鋼が露出し、使用初期に赤錆が
発生しやすくなる。赤錆によって製品の外観が著しく損
なわれるため、赤錆の発生しやすい製品は商品価値の低
いものとなる。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、蒸着めっきによって形成される
めっき層の最表層を酸化したＭｇ濃化層にすると共に、
Ｍｇリッチの下層を設けることにより、白錆や赤錆の発
生に対しても優れた抵抗力を呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき
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Ｚｎ−Ｍｇ系め
っき鋼板は、その目的を達成するため、めっき層の最表
面にＭｇを濃化・偏析させた薄層をめっき層の最表面に
形成している。最表層のＭｇは酸素と反応し、Ｍｇの酸
化物層又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物層をめっき層表面に
形成する。蒸着めっき後の鋼板を加熱するとＭｇが最表
層に拡散し、Ｍｇ濃化層が形成される。このときの加熱
雰囲気に酸素が含まれていると、加熱処理中に酸化物膜
が最表面に形成される。酸素を含まない雰囲気中で加熱
しても良く、この場合には加熱されためっき鋼板を大気
に取り出したときＭｇ濃化層が酸化され、酸化物膜が最
表面に形成される。
っき鋼板は、その目的を達成するため、めっき層の最表
面にＭｇを濃化・偏析させた薄層をめっき層の最表面に
形成している。最表層のＭｇは酸素と反応し、Ｍｇの酸
化物層又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物層をめっき層表面に
形成する。蒸着めっき後の鋼板を加熱するとＭｇが最表
層に拡散し、Ｍｇ濃化層が形成される。このときの加熱
雰囲気に酸素が含まれていると、加熱処理中に酸化物膜
が最表面に形成される。酸素を含まない雰囲気中で加熱
しても良く、この場合には加熱されためっき鋼板を大気
に取り出したときＭｇ濃化層が酸化され、酸化物膜が最
表面に形成される。
【０００８】表面が酸化物層となっているＭｇ濃化層の
下は、図１（ａ）に示す２層構造又は図１（ｂ）に示す
３層構造のめっき層の何れであっても良い。２層構造の
場合には、Ｍｇ濃度が７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金層
を下層として下地鋼の表面に設け、その上にＭｇ濃度１
重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層を上層として積層してい
る。３層構造のめっき層では、図１（ｂ）に示すよう
に、Ｍｇ濃度が２〜７重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層を中間
層として下層と上層との間に介在させる。
下は、図１（ａ）に示す２層構造又は図１（ｂ）に示す
３層構造のめっき層の何れであっても良い。２層構造の
場合には、Ｍｇ濃度が７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金層
を下層として下地鋼の表面に設け、その上にＭｇ濃度１
重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層を上層として積層してい
る。３層構造のめっき層では、図１（ｂ）に示すよう
に、Ｍｇ濃度が２〜７重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層を中間
層として下層と上層との間に介在させる。
【０００９】
【作用】本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板は、Ｍ
ｇが濃化した最表層を持っている。最表層のＭｇは、雰
囲気中の酸素と反応し、耐食性の高いＭｇの酸化物又は
Ｍｇ−Ｚｎの複合酸化物となっている。酸化物又は複合
酸化物の薄膜は、クロメート処理皮膜と同様な作用を呈
し、白錆の発生を防止する。また、絶縁性が高いため、
下層にあるＺｎ−Ｍｇ合金層の溶出を遅延させ、長期間
に渡ってＺｎの犠牲防食作用を維持する。表面が酸化さ
れているＭｇ濃化層の下にある上層の合金層は、初期の
赤錆発生を防止する上で有効である。上層は、犠牲防食
作用に必要な溶出速度を確保する上から、Ｚｎ−Ｍｇ合
金層のＭｇ濃度を１重量％以下に規制する。Ｍｇ濃度が
１重量％を超えると、Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの
複合酸化物膜が表面にあることと相俟つて溶出速度が低
下する。その結果、犠牲防食作用が弱くなり、赤錆が発
生しやすくなる。
ｇが濃化した最表層を持っている。最表層のＭｇは、雰
囲気中の酸素と反応し、耐食性の高いＭｇの酸化物又は
Ｍｇ−Ｚｎの複合酸化物となっている。酸化物又は複合
酸化物の薄膜は、クロメート処理皮膜と同様な作用を呈
し、白錆の発生を防止する。また、絶縁性が高いため、
下層にあるＺｎ−Ｍｇ合金層の溶出を遅延させ、長期間
に渡ってＺｎの犠牲防食作用を維持する。表面が酸化さ
れているＭｇ濃化層の下にある上層の合金層は、初期の
赤錆発生を防止する上で有効である。上層は、犠牲防食
作用に必要な溶出速度を確保する上から、Ｚｎ−Ｍｇ合
金層のＭｇ濃度を１重量％以下に規制する。Ｍｇ濃度が
１重量％を超えると、Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの
複合酸化物膜が表面にあることと相俟つて溶出速度が低
下する。その結果、犠牲防食作用が弱くなり、赤錆が発
生しやすくなる。
【００１０】Ｚｎ−Ｍｇ合金層の溶出反応に与えるＭｇ
濃度の影響は、図１に示した層構造をもつめっき層にみ
られる特有の現象である。すなわち、Ｚｎ−Ｍｇ合金層
のＭｇ濃度に応じ、絶縁性の高いＺｎＣｌ2・４Ｚｎ（Ｏ
Ｈ)2，Ｚｎ（ＯＨ)2等の腐食生成物が生じやすくなる。
絶縁性腐食生成物は、Ｍｇ濃度が１重量％を超えると顕
著に発生し、その量が少量であっても最表面にあるＭｇ
の酸化物又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物と共同して表面の
絶縁性を高める。そのため、犠牲防食作用が低下し、赤
錆が発生しやすくなる。
濃度の影響は、図１に示した層構造をもつめっき層にみ
られる特有の現象である。すなわち、Ｚｎ−Ｍｇ合金層
のＭｇ濃度に応じ、絶縁性の高いＺｎＣｌ2・４Ｚｎ（Ｏ
Ｈ)2，Ｚｎ（ＯＨ)2等の腐食生成物が生じやすくなる。
絶縁性腐食生成物は、Ｍｇ濃度が１重量％を超えると顕
著に発生し、その量が少量であっても最表面にあるＭｇ
の酸化物又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物と共同して表面の
絶縁性を高める。そのため、犠牲防食作用が低下し、赤
錆が発生しやすくなる。
【００１１】下層の合金層は、Ｍｇ濃度が低い上層の防
食性を補完する作用を呈する。すなわち、Ｍｇ濃化層及
び上層が腐食反応によって消失した後、下層の合金層に
より鋼板を防食する。このとき、長期的な耐食性を維持
する上から、Ｍｇ濃度を７重量％以上とすることが重要
である。Ｍｇ濃度が図１（ａ）に示すように不連続的に
異なる層構成にすると、上層と下層との間に、腐食反応
を促進させる大きな電位差が生じることがある。この
点、図１（ｂ）に示すように、中Ｍｇ濃度の合金層を中
間層として介在させることにより、自然電位の差が小さ
くなり、耐食性が向上する。中Ｍｇ濃度の合金層は、下
層から上層にかけてＭｇの濃度勾配を緩和するため、Ｍ
ｇ濃度を２〜７重量％の範囲に設定することが好まし
い。
食性を補完する作用を呈する。すなわち、Ｍｇ濃化層及
び上層が腐食反応によって消失した後、下層の合金層に
より鋼板を防食する。このとき、長期的な耐食性を維持
する上から、Ｍｇ濃度を７重量％以上とすることが重要
である。Ｍｇ濃度が図１（ａ）に示すように不連続的に
異なる層構成にすると、上層と下層との間に、腐食反応
を促進させる大きな電位差が生じることがある。この
点、図１（ｂ）に示すように、中Ｍｇ濃度の合金層を中
間層として介在させることにより、自然電位の差が小さ
くなり、耐食性が向上する。中Ｍｇ濃度の合金層は、下
層から上層にかけてＭｇの濃度勾配を緩和するため、Ｍ
ｇ濃度を２〜７重量％の範囲に設定することが好まし
い。
【００１２】
【実施例】めっき原板として、Ｃ：０．０３１重量％，
Ｓｉ：０．０２１重量％，Ｍｎ：０．１９重量％，Ｐ：
０．０１３重量％，Ｓ：０．００８重量％及びＡｌ：
０．０１９重量％を含む板厚０．７ｍｍの冷延鋼板を使
用した。冷延鋼板から２００ｍｍ×２００ｍｍの試験片
を切り出し、有機溶剤中での超音波洗浄により表面を清
浄化した後、真空蒸着装置にセットした。真空蒸着装置
の内部を５×１０-5トールに排気した後、Ａｒグロー放
電によるスパッタエッチングで表面酸化膜を除去し、鋼
板表面を活性化した。活性化された鋼板表面にＭｇを蒸
着し、次いでＺｎを蒸着した。蒸着条件は、付着量が片
面当り２０ｇ／ｍ2 となるように設定した。蒸着中、鋼
板温度が２００℃に維持されるように加熱ヒータで温度
管理した。また、Ｍｇ及びＺｎの蒸着が鋼板表面に対し
均一になるように、試験片を回転させながら蒸着した。
Ｓｉ：０．０２１重量％，Ｍｎ：０．１９重量％，Ｐ：
０．０１３重量％，Ｓ：０．００８重量％及びＡｌ：
０．０１９重量％を含む板厚０．７ｍｍの冷延鋼板を使
用した。冷延鋼板から２００ｍｍ×２００ｍｍの試験片
を切り出し、有機溶剤中での超音波洗浄により表面を清
浄化した後、真空蒸着装置にセットした。真空蒸着装置
の内部を５×１０-5トールに排気した後、Ａｒグロー放
電によるスパッタエッチングで表面酸化膜を除去し、鋼
板表面を活性化した。活性化された鋼板表面にＭｇを蒸
着し、次いでＺｎを蒸着した。蒸着条件は、付着量が片
面当り２０ｇ／ｍ2 となるように設定した。蒸着中、鋼
板温度が２００℃に維持されるように加熱ヒータで温度
管理した。また、Ｍｇ及びＺｎの蒸着が鋼板表面に対し
均一になるように、試験片を回転させながら蒸着した。
【００１３】Ｚｎ蒸着後、真空蒸着装置の内部をＮ2 ガ
スで７００トールにし、２７０〜３５０℃で１〜８秒間
加熱した。この加熱によりＺｎ層中にＭｇが一部拡散
し、Ｍｇ濃度が異なる２層又は３層構成のＺｎ−Ｍｇ系
めっき層が鋼板表面に形成された。各層のＭｇ濃度は、
加熱温度，加熱時間，加熱パターン等を変化させること
によって調整した。加熱処理されためっき鋼板は、その
ままのＮ2 ガス雰囲気中で１２０℃まで冷却された後、
真空蒸着装置を大気に開放することにより系外に取り出
した。加熱処理された表面を観察すると、Ｍｇが表面に
濃化・偏析しており、しかもＮ2 ガスに含まれていた数
十ｐｐｍのＯ2 及びＨ2 Ｏによって酸化され、Ｍｇの酸
化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物膜が表面に形成され
ていた。Ｍｇ濃化層の下には、Ｍｇ濃度が７．７重量％
のＭｇリッチの合金層が下層として、Ｍｇ濃度が０．４
重量％の低Ｍｇ濃度の合金層が上層として下地鋼の表面
に順次形成されていた。
スで７００トールにし、２７０〜３５０℃で１〜８秒間
加熱した。この加熱によりＺｎ層中にＭｇが一部拡散
し、Ｍｇ濃度が異なる２層又は３層構成のＺｎ−Ｍｇ系
めっき層が鋼板表面に形成された。各層のＭｇ濃度は、
加熱温度，加熱時間，加熱パターン等を変化させること
によって調整した。加熱処理されためっき鋼板は、その
ままのＮ2 ガス雰囲気中で１２０℃まで冷却された後、
真空蒸着装置を大気に開放することにより系外に取り出
した。加熱処理された表面を観察すると、Ｍｇが表面に
濃化・偏析しており、しかもＮ2 ガスに含まれていた数
十ｐｐｍのＯ2 及びＨ2 Ｏによって酸化され、Ｍｇの酸
化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物膜が表面に形成され
ていた。Ｍｇ濃化層の下には、Ｍｇ濃度が７．７重量％
のＭｇリッチの合金層が下層として、Ｍｇ濃度が０．４
重量％の低Ｍｇ濃度の合金層が上層として下地鋼の表面
に順次形成されていた。
【００１４】得られためっき鋼板の表層部は、ＡＥＳに
よる分析結果を示す図２にみられるように、下層部，上
層部及び表層部でＭｇ濃度が明らかに異なっていた。Ｍ
ｇ及びＺｎを順次蒸着し、８秒以内で加熱拡散させると
き、Ｚｎ−Ｍｇ合金層は、下側から押し進むように成長
する。そのため、低Ｍｇ濃度の上層は、下層及び中間層
のＺｎ−Ｍｇ合金層と明確に分離され、２層又は３層構
造のめっき層となる。めっき層が２層又は３層の積層状
態にあることは、ＳＥＭで容易に観察された。
よる分析結果を示す図２にみられるように、下層部，上
層部及び表層部でＭｇ濃度が明らかに異なっていた。Ｍ
ｇ及びＺｎを順次蒸着し、８秒以内で加熱拡散させると
き、Ｚｎ−Ｍｇ合金層は、下側から押し進むように成長
する。そのため、低Ｍｇ濃度の上層は、下層及び中間層
のＺｎ−Ｍｇ合金層と明確に分離され、２層又は３層構
造のめっき層となる。めっき層が２層又は３層の積層状
態にあることは、ＳＥＭで容易に観察された。
【００１５】［腐食試験１］付着量が片面当り２０ｇ／
ｍ2 のＺｎ−Ｍｇ系めっき層を設けためっき鋼板を裁断
し、試験片を作成した。このめっき鋼板は、下層のＭｇ
リッチ合金層及び上層の低Ｍｇ濃度合金層が共に１０ｇ
／ｍ2 の割合で図１（ａ）に示す２層構造をもち、Ｍｇ
濃化層が最表層に形成されていた。温度５０℃及び湿度
９８％の湿潤雰囲気に試験片を２４時間放置した後、切
断端面の赤錆発生状況を調査した。調査結果を示す表１
から明らかなように、上層のＭｇ濃度が１重量％以下に
規制されている本発明例のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板で
は、下層のＭｇ濃度に関係なく、何れの試験片において
も切断端面に赤錆の発生が検出されなかった。これに対
し、上層のＭｇ濃度が１重量％を超えている比較例で
は、切断端面に赤錆が発生していた。
ｍ2 のＺｎ−Ｍｇ系めっき層を設けためっき鋼板を裁断
し、試験片を作成した。このめっき鋼板は、下層のＭｇ
リッチ合金層及び上層の低Ｍｇ濃度合金層が共に１０ｇ
／ｍ2 の割合で図１（ａ）に示す２層構造をもち、Ｍｇ
濃化層が最表層に形成されていた。温度５０℃及び湿度
９８％の湿潤雰囲気に試験片を２４時間放置した後、切
断端面の赤錆発生状況を調査した。調査結果を示す表１
から明らかなように、上層のＭｇ濃度が１重量％以下に
規制されている本発明例のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板で
は、下層のＭｇ濃度に関係なく、何れの試験片において
も切断端面に赤錆の発生が検出されなかった。これに対
し、上層のＭｇ濃度が１重量％を超えている比較例で
は、切断端面に赤錆が発生していた。
【００１６】
【表１】
【００１７】［腐食試験２］腐食試験１と同様な２層構
造のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を塩水噴霧試験に供し、表
面Ｍｇ濃化層の有無及び下層Ｍｇ濃度が腐食に及ぼす影
響を調査した。塩水噴霧試験の条件は、ＪＩＳ Ｚ２３
７１に準拠した。なお、比較例として、蒸着法で製造し
たＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を１％塩酸溶液に数秒間浸漬
することによって、表面Ｍｇ濃化層のない試験片を用意
した。調査結果を示す表２から明らかなように、表面に
Ｍｇが濃化し、酸化物層が形成されているＺｎ−Ｍｇ系
めっき鋼板では、塩水噴霧を６０時間行った後でも白錆
の発生が検出されなかった。これに対し、Ｍｇ濃化層の
ない比較例では、６０時間の塩水噴霧後に白錆が発生し
ていた。また、Ｍｇ濃化層のある試験片でも、下層のＭ
ｇ濃度が７重量％未満の比較例では、２００時間の塩水
噴霧試験後に赤錆の発生が見られた。
造のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を塩水噴霧試験に供し、表
面Ｍｇ濃化層の有無及び下層Ｍｇ濃度が腐食に及ぼす影
響を調査した。塩水噴霧試験の条件は、ＪＩＳ Ｚ２３
７１に準拠した。なお、比較例として、蒸着法で製造し
たＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を１％塩酸溶液に数秒間浸漬
することによって、表面Ｍｇ濃化層のない試験片を用意
した。調査結果を示す表２から明らかなように、表面に
Ｍｇが濃化し、酸化物層が形成されているＺｎ−Ｍｇ系
めっき鋼板では、塩水噴霧を６０時間行った後でも白錆
の発生が検出されなかった。これに対し、Ｍｇ濃化層の
ない比較例では、６０時間の塩水噴霧後に白錆が発生し
ていた。また、Ｍｇ濃化層のある試験片でも、下層のＭ
ｇ濃度が７重量％未満の比較例では、２００時間の塩水
噴霧試験後に赤錆の発生が見られた。
【００１８】
【表２】
【００１９】［腐食試験３］Ｍｇリッチの下層と低Ｍｇ
濃度の下層との間にＭｇ濃度２〜７重量％の中間層を設
けた３層構造のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板について、腐食
試験１と同じ条件下で切断端面の赤錆発生状況を調査し
た。使用しためっき鋼板の付着量を各層ごとに換算する
と、下層が８ｇ／ｍ2 ，中間層が５ｇ／ｍ2 ，上層が７
ｇ／ｍ2 であった。調査結果を示す表３から明らかなよ
うに、この場合にも上層のＭｇ濃度が１重量％以下とな
っている本発明例では、２４時間の湿潤試験後に何ら赤
錆の発生が検出されなかった。
濃度の下層との間にＭｇ濃度２〜７重量％の中間層を設
けた３層構造のＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板について、腐食
試験１と同じ条件下で切断端面の赤錆発生状況を調査し
た。使用しためっき鋼板の付着量を各層ごとに換算する
と、下層が８ｇ／ｍ2 ，中間層が５ｇ／ｍ2 ，上層が７
ｇ／ｍ2 であった。調査結果を示す表３から明らかなよ
うに、この場合にも上層のＭｇ濃度が１重量％以下とな
っている本発明例では、２４時間の湿潤試験後に何ら赤
錆の発生が検出されなかった。
【００２０】
【表３】
【００２１】［腐食試験４］腐食試験３に使用した３層
構造と同じめっき層をもつめっき鋼板に、ＪＩＳＺ２３
７１で規定する塩水噴霧試験を行った。試験結果を示す
表４から明らかなように、表面にＭｇ濃化層がある本発
明例では、何れの試験片でも白錆の発生が検出されなか
った。耐赤錆性も、下層のＭｇ濃度を７重量％以上に維
持することによって、良好な結果を示した。また、耐食
性の総合評価は、２層構造のめっき鋼板よりも優れてい
た。
構造と同じめっき層をもつめっき鋼板に、ＪＩＳＺ２３
７１で規定する塩水噴霧試験を行った。試験結果を示す
表４から明らかなように、表面にＭｇ濃化層がある本発
明例では、何れの試験片でも白錆の発生が検出されなか
った。耐赤錆性も、下層のＭｇ濃度を７重量％以上に維
持することによって、良好な結果を示した。また、耐食
性の総合評価は、２層構造のめっき鋼板よりも優れてい
た。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＺｎ−
Ｍｇ系めっき鋼板は、最外層のＭｇ濃化層が酸化され、
Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物膜がめっき
層表面を覆っている。Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの
複合酸化物膜は、クロメート処理皮膜と同様な白錆発生
防止作用を呈し、めっき鋼板に優れた耐食性を付与す
る。また、下層にあるＭｇリッチの層は長期間にわたり
鋼板を防食し、上層の低Ｍｇ層は良好な犠牲防食作用を
維持する。しかも、Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複
合酸化物膜は、雰囲気中の酸素とＭｇ濃化層との反応に
よって生じたものであり、特別な処理工程を必要としな
い。このようにして、本発明に従っためっき鋼板は、各
種構造材料や部品，建材等として広範な分野で優れた耐
食材料として使用される。
Ｍｇ系めっき鋼板は、最外層のＭｇ濃化層が酸化され、
Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複合酸化物膜がめっき
層表面を覆っている。Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの
複合酸化物膜は、クロメート処理皮膜と同様な白錆発生
防止作用を呈し、めっき鋼板に優れた耐食性を付与す
る。また、下層にあるＭｇリッチの層は長期間にわたり
鋼板を防食し、上層の低Ｍｇ層は良好な犠牲防食作用を
維持する。しかも、Ｍｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎの複
合酸化物膜は、雰囲気中の酸素とＭｇ濃化層との反応に
よって生じたものであり、特別な処理工程を必要としな
い。このようにして、本発明に従っためっき鋼板は、各
種構造材料や部品，建材等として広範な分野で優れた耐
食材料として使用される。
【図１】 本発明に従った２層構造（ａ）及び３層構造
（ｂ）のめっき層をもつＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板
（ｂ）のめっき層をもつＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板
【図２】 ＡＥＳで分析した２層構造のＺｎ−Ｍｇ系め
っき鋼板の深さ方向に関する元素分布
っき鋼板の深さ方向に関する元素分布
フロントページの続き (72)発明者 斎藤 実 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｍｇ濃度７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金
層及びＭｇ濃度１重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層が順次
積層された２層構造のめっき層をもち、表面酸化したＭ
ｇ濃化層が前記めっき層の上に設けられている耐食性に
優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板。 - 【請求項２】 Ｍｇ濃度７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金
層，Ｍｇ濃度２〜７重量％のＺｎ−Ｍｇ系中間層及びＭ
ｇ濃度１重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層が順次積層され
た３層構造のめっき層をもち、表面酸化したＭｇ濃化層
が前記めっき層の上に設けられている耐食性に優れたＺ
ｎ−Ｍｇ系めっき鋼板。 - 【請求項３】 Ｍｇ及びＺｎを順次蒸着めっきした鋼板
に２７０〜３５０℃で８秒以内の短時間加熱を施し、Ｍ
ｇの拡散によって最表面にＭｇが偏析したＭｇ濃化層を
形成し、該Ｍｇ濃化層の表面を加熱雰囲気又は大気に含
まれる酸素と反応させてＭｇの酸化物膜又はＭｇ−Ｚｎ
の複合酸化物膜を生成させる耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ
系めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15516694A JP3545051B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15516694A JP3545051B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083728A true JPH083728A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3545051B2 JP3545051B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=15599960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15516694A Expired - Fee Related JP3545051B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3545051B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607844B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-08-19 | Kobe Steel, Ltd. | Zn-Mg electroplated metal sheet and fabrication process therefor |
| KR100453508B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-10-20 | 박형진 | 무광택 금속피막을 도금하는 방법 및 이에 의해 도금된 제품 |
| WO2013100616A1 (ko) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 주식회사 포스코 | 내흑변성 및 밀착력이 우수한 Ｚｎ-Ｍｇ 합금 코팅강판 및 그 제조방법 |
| US9744743B2 (en) | 2012-12-26 | 2017-08-29 | Posco | Zn—Mg alloy plated steel sheet, and method for manufacturing same |
| JP2017190489A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼材 |
| WO2018124649A1 (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 주식회사 포스코 | 점용접성 및 내식성이 우수한 다층 아연합금도금강재 |
| WO2019132339A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 점용접성 및 내식성이 우수한 다층 아연합금도금강재 |
| WO2019132305A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 내식성, 용접성 및 윤활성이 우수한 아연합금도금강판 및 그 제조방법 |
| JP2020509218A (ja) * | 2016-12-26 | 2020-03-26 | ポスコＰｏｓｃｏ | スポット溶接性及び耐食性に優れた亜鉛合金めっき鋼材 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP15516694A patent/JP3545051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607844B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-08-19 | Kobe Steel, Ltd. | Zn-Mg electroplated metal sheet and fabrication process therefor |
| KR100453508B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-10-20 | 박형진 | 무광택 금속피막을 도금하는 방법 및 이에 의해 도금된 제품 |
| US9982342B2 (en) | 2011-12-27 | 2018-05-29 | Posco | Zn—Mg alloy-coated steel sheet with excellent blackening resistance and excellent adhesion |
| WO2013100616A1 (ko) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 주식회사 포스코 | 내흑변성 및 밀착력이 우수한 Ｚｎ-Ｍｇ 합금 코팅강판 및 그 제조방법 |
| KR101359259B1 (ko) * | 2011-12-27 | 2014-02-06 | 주식회사 포스코 | 내흑변성 및 밀착력이 우수한 Ｚｎ-Ｍｇ 합금 코팅강판 및 그 제조방법 |
| CN104024468A (zh) * | 2011-12-27 | 2014-09-03 | Posco公司 | 具有优异抗变黑性和优异粘附性的Zn-Mg合金涂覆钢板及其制造方法 |
| JP2015510033A (ja) * | 2011-12-27 | 2015-04-02 | ポスコ | 耐黒変性及び密着力に優れたＺｎ‐Ｍｇ合金コーティング鋼板及びその製造方法 |
| JP2016040413A (ja) * | 2011-12-27 | 2016-03-24 | ポスコ | 耐黒変性及び密着力に優れたＺｎ‐Ｍｇ合金コーティング鋼板及びその製造方法 |
| US9441302B2 (en) | 2011-12-27 | 2016-09-13 | Posco | Method for manufacturing Zn—Mg alloy-coated steel sheet having high blackening resistance and coating adhesion |
| US9744743B2 (en) | 2012-12-26 | 2017-08-29 | Posco | Zn—Mg alloy plated steel sheet, and method for manufacturing same |
| JP2017190489A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼材 |
| WO2018124649A1 (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 주식회사 포스코 | 점용접성 및 내식성이 우수한 다층 아연합금도금강재 |
| JP2020504781A (ja) * | 2016-12-26 | 2020-02-13 | ポスコＰｏｓｃｏ | スポット溶接性及び耐食性に優れた多層亜鉛合金めっき鋼材 |
| JP2020509218A (ja) * | 2016-12-26 | 2020-03-26 | ポスコＰｏｓｃｏ | スポット溶接性及び耐食性に優れた亜鉛合金めっき鋼材 |
| US11208716B2 (en) | 2016-12-26 | 2021-12-28 | Posco | Multi-layered zinc alloy plated steel having excellent spot weldability and corrosion resistance |
| US11649542B2 (en) | 2016-12-26 | 2023-05-16 | Posco Co., Ltd | Multi-layered zinc alloy plated steel having excellent spot weldability and corrosion resistance |
| WO2019132339A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 점용접성 및 내식성이 우수한 다층 아연합금도금강재 |
| WO2019132305A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 내식성, 용접성 및 윤활성이 우수한 아연합금도금강판 및 그 제조방법 |
| US11414743B2 (en) | 2017-12-26 | 2022-08-16 | Posco | Multilayered zinc alloy plated steel material having excellent spot weldability and corrosion resistance |
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