JPH0860342A - 密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 - Google Patents
密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法Info
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- JPH0860342A JPH0860342A JP21426094A JP21426094A JPH0860342A JP H0860342 A JPH0860342 A JP H0860342A JP 21426094 A JP21426094 A JP 21426094A JP 21426094 A JP21426094 A JP 21426094A JP H0860342 A JPH0860342 A JP H0860342A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層の密着性を改善し、
高耐食性のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得る。 【構成】 Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との界面
に、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層を形
成する。Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層
は、下地鋼の表面に先ずＺｎ蒸着した後、Ｍｇ蒸着、次
いでＺｎ蒸着することにより形成される。Ｚｎ−Ｍｇ合
金めっき層は、蒸着後の加熱処理でＺｎとＭｇとを相互
拡散させることにより生成する。 【効果】 Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層によりＺｎ−Ｍｇ合金めっき層の密着性が高められ、
加工性，耐パウダリング性に優れた高耐食性めっき鋼板
が製造される。
高耐食性のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得る。 【構成】 Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との界面
に、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層を形
成する。Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層
は、下地鋼の表面に先ずＺｎ蒸着した後、Ｍｇ蒸着、次
いでＺｎ蒸着することにより形成される。Ｚｎ−Ｍｇ合
金めっき層は、蒸着後の加熱処理でＺｎとＭｇとを相互
拡散させることにより生成する。 【効果】 Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層によりＺｎ−Ｍｇ合金めっき層の密着性が高められ、
加工性，耐パウダリング性に優れた高耐食性めっき鋼板
が製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建材，家庭電気製品，
自動車等の広範な分野において使用される密着性に優れ
た蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法に関
する。
自動車等の広範な分野において使用される密着性に優れ
た蒸着Ｚｎ−Ｍｇ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】鋼板の耐食性を向上させるため、従来か
ら種々の表面処理が採用されている。代表的な方法に、
溶融めっき，電気めっき等がある。また、一部では、蒸
着めっきによってＺｎめっき鋼板を製造している。使用
環境の苛酷化や酸性雨等の環境悪化に応じ、耐食性の向
上に対する要求が年々高まる傾向にある。この要求に応
えるべく、溶融めっき，電気めっき等のそれぞれにおい
て検討・改良が試みられている。
ら種々の表面処理が採用されている。代表的な方法に、
溶融めっき，電気めっき等がある。また、一部では、蒸
着めっきによってＺｎめっき鋼板を製造している。使用
環境の苛酷化や酸性雨等の環境悪化に応じ、耐食性の向
上に対する要求が年々高まる傾向にある。この要求に応
えるべく、溶融めっき，電気めっき等のそれぞれにおい
て検討・改良が試みられている。
【０００３】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、大きな目付け量のＺｎめっき層
を形成することが先ず考えられる。しかし、付着量は製
造面から上限が制約され、付着量の増加によって耐食性
の向上を図ることには限界がある。しかも、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
成形する際にカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させ
る原因となり、加工性を低下させる。電気めっき法で厚
膜のめっき層を形成しようとすると、ラインスピードを
遅くする必要が生じ、生産性が損なわれる。この点、電
気めっきでは、Ｚｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施す
ことにより耐食性を向上させている。しかし、Ｚｎ−Ｎ
ｉ合金めっき層は、硬質で脆いことから、成形時にめっ
き層に割れ，欠け等の欠陥を発生し易い。めっき層に欠
陥があると、下地鋼が欠陥部を介して雰囲気に露出する
ため、めっき層本来の性能が発揮されず、欠陥部を起点
とする腐食が進行する。
向上させようとすると、大きな目付け量のＺｎめっき層
を形成することが先ず考えられる。しかし、付着量は製
造面から上限が制約され、付着量の増加によって耐食性
の向上を図ることには限界がある。しかも、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
成形する際にカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させ
る原因となり、加工性を低下させる。電気めっき法で厚
膜のめっき層を形成しようとすると、ラインスピードを
遅くする必要が生じ、生産性が損なわれる。この点、電
気めっきでは、Ｚｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施す
ことにより耐食性を向上させている。しかし、Ｚｎ−Ｎ
ｉ合金めっき層は、硬質で脆いことから、成形時にめっ
き層に割れ，欠け等の欠陥を発生し易い。めっき層に欠
陥があると、下地鋼が欠陥部を介して雰囲気に露出する
ため、めっき層本来の性能が発揮されず、欠陥部を起点
とする腐食が進行する。
【０００４】そこで、溶融めっき法や電気めっき法に代
わるものとして、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注目されている。なかでも、Ｚｎ
−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作用を呈する。蒸着め
っきに関し、たとえば特開昭６４−１７８５３号公報
は、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を紹介している。形成された
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を主としてＭｇ相を含んでいな
いＺｎ−Ｍｇ系金属間化合物で構成するとき、塗装後の
耐塗膜剥離性が向上するとされている。特開平２−１４
１５８８号公報では、めっき層の密着性及び加工性が改
善するため、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間に
Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の
中間層を介在させている。また、特開昭６４−２５９９
０号公報では、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層の上にＺｎ−Ｔ
ｉ合金めっき層を設けることによって、塗装後の耐食性
を向上させている。
わるものとして、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注目されている。なかでも、Ｚｎ
−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作用を呈する。蒸着め
っきに関し、たとえば特開昭６４−１７８５３号公報
は、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を紹介している。形成された
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を主としてＭｇ相を含んでいな
いＺｎ−Ｍｇ系金属間化合物で構成するとき、塗装後の
耐塗膜剥離性が向上するとされている。特開平２−１４
１５８８号公報では、めっき層の密着性及び加工性が改
善するため、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間に
Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の
中間層を介在させている。また、特開昭６４−２５９９
０号公報では、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層の上にＺｎ−Ｔ
ｉ合金めっき層を設けることによって、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】連続化された蒸着めっ
きラインにおいて、めっき原板である鋼板は、ガス還元
炉等で鋼板表面から酸化膜が除去された後、蒸着室に搬
入される。このとき、蒸着室に入るまで、或いは真空シ
ール装置を通過するとき、鋼板表面は、Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏ等
が残留している雰囲気に曝され、酸化する。真空中でイ
オンビームやプラズマによるエッチングで酸化膜を除去
した場合でも、真空中を鋼板が蒸着室まで搬送されると
きに真空に残留しているＯ2 ，Ｈ2 Ｏ等によって鋼板表
面が酸化される。この傾向は、特にＣｒ等の易酸化性元
素を含むステンレス鋼，低合金鋼等において顕著に現れ
る。
きラインにおいて、めっき原板である鋼板は、ガス還元
炉等で鋼板表面から酸化膜が除去された後、蒸着室に搬
入される。このとき、蒸着室に入るまで、或いは真空シ
ール装置を通過するとき、鋼板表面は、Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏ等
が残留している雰囲気に曝され、酸化する。真空中でイ
オンビームやプラズマによるエッチングで酸化膜を除去
した場合でも、真空中を鋼板が蒸着室まで搬送されると
きに真空に残留しているＯ2 ，Ｈ2 Ｏ等によって鋼板表
面が酸化される。この傾向は、特にＣｒ等の易酸化性元
素を含むステンレス鋼，低合金鋼等において顕著に現れ
る。
【０００６】生成した酸化膜が極めて薄い場合、めっき
層の密着性に与える影響を無視できる。しかし、酸化膜
が厚くなるに従って、めっき層の密着性が低下する。ま
た、鋼板表面にＭｇを蒸着した後でＺｎを蒸着し、次い
で鋼板温度を高めてＺｎとＭｇとの相互拡散によりＺｎ
−Ｍｇ合金めっき層を形成するとき、鋼板表面の酸化膜
が比較的薄い場合であっても密着性の低下が生じる。た
とえば、鋼板表面の酸化膜をイオンビームで完全に除去
した後、１×１０-3トールの空気が存在する雰囲気で温
度１００〜２００℃に１０秒間鋼板を曝すことにより薄
い酸化膜を生じさたとき、Ａｌ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｃｕ等を
蒸着する場合に良好な密着性が維持されるものの、Ｍｇ
蒸着→Ｚｎ蒸着→拡散処理のプロセスでＺｎ−Ｍｇ合金
めっき層を形成する場合には密着性の低下が問題とな
る。このとき得られためっき鋼板を１８０度密着曲げテ
ープ剥離試験に供すると、めっき層が剥離する。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、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との界面にＺｎ−
Ｆｅ系又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ系の中間層を介在させるこ
とにより、蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の密着性及び
加工性を向上させることを目的とする。
層の密着性に与える影響を無視できる。しかし、酸化膜
が厚くなるに従って、めっき層の密着性が低下する。ま
た、鋼板表面にＭｇを蒸着した後でＺｎを蒸着し、次い
で鋼板温度を高めてＺｎとＭｇとの相互拡散によりＺｎ
−Ｍｇ合金めっき層を形成するとき、鋼板表面の酸化膜
が比較的薄い場合であっても密着性の低下が生じる。た
とえば、鋼板表面の酸化膜をイオンビームで完全に除去
した後、１×１０-3トールの空気が存在する雰囲気で温
度１００〜２００℃に１０秒間鋼板を曝すことにより薄
い酸化膜を生じさたとき、Ａｌ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｃｕ等を
蒸着する場合に良好な密着性が維持されるものの、Ｍｇ
蒸着→Ｚｎ蒸着→拡散処理のプロセスでＺｎ−Ｍｇ合金
めっき層を形成する場合には密着性の低下が問題とな
る。このとき得られためっき鋼板を１８０度密着曲げテ
ープ剥離試験に供すると、めっき層が剥離する。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、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との界面にＺｎ−
Ｆｅ系又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ系の中間層を介在させるこ
とにより、蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の密着性及び
加工性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の蒸着Ｚｎ−Ｍｇ
合金めっき鋼板は、その目的を達成するため、Ｆｅ濃度
６重量％以上のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ
合金層を中間層として下地鋼の表面にＺｎ−Ｍｇ合金め
っき層が形成されていることを特徴とする。この蒸着Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、連続走行する鋼板に先ず付
着量０．０３ｇ／ｍ2 以上でＺｎを蒸着し、次いでＭｇ
蒸着及びＺｎ蒸着を順次行うことにより製造される。最
初に形成される蒸着Ｚｎ層は、Ｚｎ−Ｆｅ層又はＺｎ−
Ｆｅ−Ｍｇ層となって密着性を向上させる上から、０．
０３ｇ／ｍ2 以上の付着量が必要である。このＺｎの付
着量は、特に上限が規定されるものではなく、Ｚｎ−Ｆ
ｅ層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ層の生成に消費されなかった
分は、その上に蒸着されるＭｇ及びＺｎと共にＺｎ−Ｍ
ｇ合金層を形成する。
合金めっき鋼板は、その目的を達成するため、Ｆｅ濃度
６重量％以上のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ
合金層を中間層として下地鋼の表面にＺｎ−Ｍｇ合金め
っき層が形成されていることを特徴とする。この蒸着Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、連続走行する鋼板に先ず付
着量０．０３ｇ／ｍ2 以上でＺｎを蒸着し、次いでＭｇ
蒸着及びＺｎ蒸着を順次行うことにより製造される。最
初に形成される蒸着Ｚｎ層は、Ｚｎ−Ｆｅ層又はＺｎ−
Ｆｅ−Ｍｇ層となって密着性を向上させる上から、０．
０３ｇ／ｍ2 以上の付着量が必要である。このＺｎの付
着量は、特に上限が規定されるものではなく、Ｚｎ−Ｆ
ｅ層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ層の生成に消費されなかった
分は、その上に蒸着されるＭｇ及びＺｎと共にＺｎ−Ｍ
ｇ合金層を形成する。
【０００８】蒸着工程を経た鋼板は、次いで２７０〜３
７０℃の加熱処理を施すことにより、或いは蒸着装置か
ら独立した加熱炉で１５０〜２５０℃に１時間以上加熱
することにより合金化される。加熱に代え蒸着後の鋼板
温度が２７０〜３７０℃の範囲になるように温度管理す
ることによっても、鋼板の顕熱でＺｎとＭｇとの合金化
反応が進行する。本発明に従って形成されるめっき層
は、図１に示す構造をもっている。Ｚｎ−Ｆｅ合金層又
はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層は、好ましくは０．０１〜
０．５μｍの厚みになっている。Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層がこの厚み範囲にあるとき、［下地鋼］〜［Ｚｎ−Ｆ
ｅ合金層］〜［Ｚｎ−Ｍｇ合金層］又は［下地鋼］〜
［Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層］〜［Ｚｎ−Ｍｇ合金層］間
に層間剥離が生じず、良好な密着性が得られる。Ｚｎ−
Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層の厚みが０．０
１μｍに満たないと、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ
−Ｍｇ合金層による密着性向上効果が期待できない。逆
に０．５μｍを超える厚いＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−
Ｆｅ−Ｍｇ合金層では、プレス成形時にパウダリングや
フレーキング等の欠陥が発生し易くなる。
７０℃の加熱処理を施すことにより、或いは蒸着装置か
ら独立した加熱炉で１５０〜２５０℃に１時間以上加熱
することにより合金化される。加熱に代え蒸着後の鋼板
温度が２７０〜３７０℃の範囲になるように温度管理す
ることによっても、鋼板の顕熱でＺｎとＭｇとの合金化
反応が進行する。本発明に従って形成されるめっき層
は、図１に示す構造をもっている。Ｚｎ−Ｆｅ合金層又
はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層は、好ましくは０．０１〜
０．５μｍの厚みになっている。Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層がこの厚み範囲にあるとき、［下地鋼］〜［Ｚｎ−Ｆ
ｅ合金層］〜［Ｚｎ−Ｍｇ合金層］又は［下地鋼］〜
［Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層］〜［Ｚｎ−Ｍｇ合金層］間
に層間剥離が生じず、良好な密着性が得られる。Ｚｎ−
Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層の厚みが０．０
１μｍに満たないと、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ
−Ｍｇ合金層による密着性向上効果が期待できない。逆
に０．５μｍを超える厚いＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−
Ｆｅ−Ｍｇ合金層では、プレス成形時にパウダリングや
フレーキング等の欠陥が発生し易くなる。
【０００９】合金化時の加熱温度が下回ると、Ｚｎ−Ｆ
ｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が形成されず、密
着性向上効果が得られない。逆に加熱温度が上回ると、
Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が０．５
μｍを超えて厚くなる。本発明に従っためっき鋼板は、
たとえば図２に示すめっき設備で製造される。めっき原
板１０は、ペイオフリール１１から巻き戻され、前処理
ゾーン２０を経て真空室３０に導かれる。前処理ゾーン
２０は、無酸化炉２１，還元焼鈍炉２２及び窒素置換室
２３を備え、連結ダクト２４で真空室３０に接続されて
いる。還元焼鈍炉２２では、たとえば５０Ｈ2 −Ｎ2 組
成の還元性雰囲気中でめっき原板１０を加熱することに
より、表面の酸化膜を除去すると共にめっき原板１０を
焼鈍する。
ｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が形成されず、密
着性向上効果が得られない。逆に加熱温度が上回ると、
Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が０．５
μｍを超えて厚くなる。本発明に従っためっき鋼板は、
たとえば図２に示すめっき設備で製造される。めっき原
板１０は、ペイオフリール１１から巻き戻され、前処理
ゾーン２０を経て真空室３０に導かれる。前処理ゾーン
２０は、無酸化炉２１，還元焼鈍炉２２及び窒素置換室
２３を備え、連結ダクト２４で真空室３０に接続されて
いる。還元焼鈍炉２２では、たとえば５０Ｈ2 −Ｎ2 組
成の還元性雰囲気中でめっき原板１０を加熱することに
より、表面の酸化膜を除去すると共にめっき原板１０を
焼鈍する。
【００１０】真空室３０は、入側真空ロール３１及び出
側真空ロール３２によって内部が気密状態に維持され、
真空ポンプ（図示せず）により１×１０-1トール程度ま
で減圧される。真空室３０の内部には、めっき原板１０
の搬送経路に沿って第１Ｚｎ蒸着室４０，Ｍｇ蒸着室５
０，第２Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０が配列
されている。更に、第２Ｚｎ蒸着室６０と第３Ｚｎ蒸着
室７０との間に、補助的な蒸着室６５を設けても良い。
Ｍｇ蒸着室５０は、入側真空ロール３３及び出側真空ロ
ール３４で気密になっており、別個の真空ポンプ（図示
せず）により更に高真空度に維持される。Ｍｇの蒸着に
は、電気抵抗加熱蒸発，高周波加熱蒸発，電子ビーム加
熱蒸発，アーク蒸発等を採用できる。図示の設備では、
Ｍｇ蒸発源４１及びＭｇ蒸気案内フード４２を、めっき
原板１０の両側に対向配置している。
側真空ロール３２によって内部が気密状態に維持され、
真空ポンプ（図示せず）により１×１０-1トール程度ま
で減圧される。真空室３０の内部には、めっき原板１０
の搬送経路に沿って第１Ｚｎ蒸着室４０，Ｍｇ蒸着室５
０，第２Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０が配列
されている。更に、第２Ｚｎ蒸着室６０と第３Ｚｎ蒸着
室７０との間に、補助的な蒸着室６５を設けても良い。
Ｍｇ蒸着室５０は、入側真空ロール３３及び出側真空ロ
ール３４で気密になっており、別個の真空ポンプ（図示
せず）により更に高真空度に維持される。Ｍｇの蒸着に
は、電気抵抗加熱蒸発，高周波加熱蒸発，電子ビーム加
熱蒸発，アーク蒸発等を採用できる。図示の設備では、
Ｍｇ蒸発源４１及びＭｇ蒸気案内フード４２を、めっき
原板１０の両側に対向配置している。
【００１１】Ｚｎ蒸着室４０，６０，７０は、Ｚｎ蒸気
発生器４１，６１，７１及び蒸気案内フード４２，６
２，７２をめっき原板１０又はＭｇ蒸着されためっき原
板１２に対向させている。第１Ｚｎ蒸着室４０では、蒸
気案内フード４２をめっき原板１０の両側に対向させ、
めっき原板１０の両面が同時にＺｎ蒸着できるようにな
っている。第２蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０で
は、巻付けロール６３，７３に巻き付けられた状態のめ
っき原板１２の片面づつにＺｎが蒸着される。Ｚｎ蒸着
後のめっき鋼帯１３は、出側真空ロール３２を経て加熱
炉８０に導かれる。加熱炉８０では、高周波加熱等の手
段によってめっき鋼帯１３が必要に応じて加熱され、合
金めっき鋼帯１４となる。合金めっき鋼帯１４に対し、
後処理ゾーン９０で必要な後処理が施される。そして、
最終的にめっき鋼帯１５として巻取りリール１６に巻き
取られる。加熱炉８０で加熱処理を施さない場合、蒸着
ラインから独立した別個の加熱炉でめっき鋼帯１３をバ
ッチ加熱することも可能である。
発生器４１，６１，７１及び蒸気案内フード４２，６
２，７２をめっき原板１０又はＭｇ蒸着されためっき原
板１２に対向させている。第１Ｚｎ蒸着室４０では、蒸
気案内フード４２をめっき原板１０の両側に対向させ、
めっき原板１０の両面が同時にＺｎ蒸着できるようにな
っている。第２蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０で
は、巻付けロール６３，７３に巻き付けられた状態のめ
っき原板１２の片面づつにＺｎが蒸着される。Ｚｎ蒸着
後のめっき鋼帯１３は、出側真空ロール３２を経て加熱
炉８０に導かれる。加熱炉８０では、高周波加熱等の手
段によってめっき鋼帯１３が必要に応じて加熱され、合
金めっき鋼帯１４となる。合金めっき鋼帯１４に対し、
後処理ゾーン９０で必要な後処理が施される。そして、
最終的にめっき鋼帯１５として巻取りリール１６に巻き
取られる。加熱炉８０で加熱処理を施さない場合、蒸着
ラインから独立した別個の加熱炉でめっき鋼帯１３をバ
ッチ加熱することも可能である。
【００１２】
【作用】本発明においては、めっき原板１０の表面に先
ずＺｎ蒸着が施される。Ｚｎは、鋼板表面に薄い酸化膜
が存在していても、酸化膜を拡散し、強固な結合力をも
ったＺｎ−Ｆｅ等の合金層を下地鋼との間に生成する。
この合金層は、その上に形成されるＺｎ−Ｍｇ合金層の
下地鋼に対する密着性を向上させる。下地鋼とＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層との界面に形成される合金層は、加熱温
度が低い場合や加熱時間が短い場合にはＺｎ−Ｆｅ合金
層となる。また、高い加熱温度や長い加熱時間により、
少量のＭｇが界面に拡散し、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層と
なる。何れの合金層であっても、下地鋼に対するＺｎ−
Ｍｇ合金めっき層の密着性を大幅に向上させ、めっき鋼
板の加工性を改善する。
ずＺｎ蒸着が施される。Ｚｎは、鋼板表面に薄い酸化膜
が存在していても、酸化膜を拡散し、強固な結合力をも
ったＺｎ−Ｆｅ等の合金層を下地鋼との間に生成する。
この合金層は、その上に形成されるＺｎ−Ｍｇ合金層の
下地鋼に対する密着性を向上させる。下地鋼とＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層との界面に形成される合金層は、加熱温
度が低い場合や加熱時間が短い場合にはＺｎ−Ｆｅ合金
層となる。また、高い加熱温度や長い加熱時間により、
少量のＭｇが界面に拡散し、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層と
なる。何れの合金層であっても、下地鋼に対するＺｎ−
Ｍｇ合金めっき層の密着性を大幅に向上させ、めっき鋼
板の加工性を改善する。
【００１３】
実施例１：めっき原板として、表１に示す組成をもち、
板厚０．７ｍｍ及び板幅７００ｍｍの未焼鈍冷延鋼板を
使用し、図２に示すめっき設備に通板して蒸着めっき鋼
板を製造した。
板厚０．７ｍｍ及び板幅７００ｍｍの未焼鈍冷延鋼板を
使用し、図２に示すめっき設備に通板して蒸着めっき鋼
板を製造した。
【００１４】
【表１】
【００１５】Ｍｇの蒸着量を片面当り３ｇ／ｍ2 ，第２
Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０で蒸着するＺｎ
の付着量を片面当り３０ｇ／ｍ2 に設定した。そして、
鋼板表面に薄い酸化膜が生成するように、連結ダクト２
４内をＯ2 濃度３０ｐｐｍ及び露点−３０℃のＮ2 雰囲
気に維持し、連結ダクト２４内を通過するめっき原板１
０の通過時間を１１０秒に設定した。更に、蒸着めっき
後、Ｎ2 雰囲気に維持された高周波加熱炉８０でめっき
鋼帯１３を３３０℃に３秒加熱した。この条件下で第１
Ｚｎ蒸着室４０で蒸着するＺｎの付着量を変化させ、密
着性に与える影響を調査した。なお、第１Ｚｎ蒸着室４
０にめっき原板が入るときの鋼板温度を１２０℃とし
た。密着性は、１８０度密着折曲げテープ剥離試験を行
い、剥離の有無によって判定し、剥離なしを○，剥離し
たものを×として評価した。
Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸着室７０で蒸着するＺｎ
の付着量を片面当り３０ｇ／ｍ2 に設定した。そして、
鋼板表面に薄い酸化膜が生成するように、連結ダクト２
４内をＯ2 濃度３０ｐｐｍ及び露点−３０℃のＮ2 雰囲
気に維持し、連結ダクト２４内を通過するめっき原板１
０の通過時間を１１０秒に設定した。更に、蒸着めっき
後、Ｎ2 雰囲気に維持された高周波加熱炉８０でめっき
鋼帯１３を３３０℃に３秒加熱した。この条件下で第１
Ｚｎ蒸着室４０で蒸着するＺｎの付着量を変化させ、密
着性に与える影響を調査した。なお、第１Ｚｎ蒸着室４
０にめっき原板が入るときの鋼板温度を１２０℃とし
た。密着性は、１８０度密着折曲げテープ剥離試験を行
い、剥離の有無によって判定し、剥離なしを○，剥離し
たものを×として評価した。
【００１６】
【表２】
【００１７】調査結果を示す表２にみられるように、第
１Ｚｎ蒸着室４０でのＺｎ付着量が０．０３ｇ／ｍ2 以
上になると良好な密着性が得られることが判った。この
ときのめっき層の断面を観察すると、下地鋼とＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層との界面に、厚み０．１〜０．３μｍの
Ｚｎ−Ｆｅ合金層が生成していた。これに対し、Ｚｎ付
着量が０．０３ｇ／ｍ2 より少ないと、密着性が低下
し、形成されたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が下地鋼から剥
離した。このときのめっき層の断面を観察すると、めっ
き層が下地鋼から浮き上がっている部分が多く存在して
いた。
１Ｚｎ蒸着室４０でのＺｎ付着量が０．０３ｇ／ｍ2 以
上になると良好な密着性が得られることが判った。この
ときのめっき層の断面を観察すると、下地鋼とＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層との界面に、厚み０．１〜０．３μｍの
Ｚｎ−Ｆｅ合金層が生成していた。これに対し、Ｚｎ付
着量が０．０３ｇ／ｍ2 より少ないと、密着性が低下
し、形成されたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が下地鋼から剥
離した。このときのめっき層の断面を観察すると、めっ
き層が下地鋼から浮き上がっている部分が多く存在して
いた。
【００１８】実施例２：第１蒸着室４０でＺｎを２ｇ／
ｍ2 蒸着し、蒸着後の加熱温度が密着性及び耐パウダリ
ング性に与える影響を調査した。このとき、連結ダクト
２４内をＯ2 濃度２００ｐｐｍ及び露点−２０℃のＮ2
雰囲気に維持し、実施例１と同じめっき原板１０を１１
０秒で通過させた。蒸着後に施す加熱処理には、高周波
加熱炉８０で３秒間加熱するインライン加熱及び蒸着設
備から独立したバッチ式の加熱装置で５時間加熱する方
式を採用した。加熱雰囲気には、何れもＮ2 を使用し
た。また、第１蒸着室４０にめっき原板１０が入るとき
の鋼板温度を１７０℃に設定し、Ｍｇ蒸着量を片面当り
１．４ｇ／ｍ2 に、第２Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸
着室７０で蒸着されるＺｎの蒸着量を片面当り２０ｇ／
ｍ2 に設定した。
ｍ2 蒸着し、蒸着後の加熱温度が密着性及び耐パウダリ
ング性に与える影響を調査した。このとき、連結ダクト
２４内をＯ2 濃度２００ｐｐｍ及び露点−２０℃のＮ2
雰囲気に維持し、実施例１と同じめっき原板１０を１１
０秒で通過させた。蒸着後に施す加熱処理には、高周波
加熱炉８０で３秒間加熱するインライン加熱及び蒸着設
備から独立したバッチ式の加熱装置で５時間加熱する方
式を採用した。加熱雰囲気には、何れもＮ2 を使用し
た。また、第１蒸着室４０にめっき原板１０が入るとき
の鋼板温度を１７０℃に設定し、Ｍｇ蒸着量を片面当り
１．４ｇ／ｍ2 に、第２Ｚｎ蒸着室６０及び第３Ｚｎ蒸
着室７０で蒸着されるＺｎの蒸着量を片面当り２０ｇ／
ｍ2 に設定した。
【００１９】得られためっき鋼板を実施例１と同じ１８
０度密着折曲げテープ剥離試験に供し、めっき層の密着
性を調査した。また、各めっき鋼板から切り出された試
験片を６ｔ曲げし、次いで曲げ戻した後、粘着テープ剥
離試験によって耐パウダリング性を調査した。そして、
粘着テープにめっき層が全く転写されなかったものを
「パウダリングなし」、少しでもめっき層の転写が検出
されたものを「パウダリングあり」として評価した。
０度密着折曲げテープ剥離試験に供し、めっき層の密着
性を調査した。また、各めっき鋼板から切り出された試
験片を６ｔ曲げし、次いで曲げ戻した後、粘着テープ剥
離試験によって耐パウダリング性を調査した。そして、
粘着テープにめっき層が全く転写されなかったものを
「パウダリングなし」、少しでもめっき層の転写が検出
されたものを「パウダリングあり」として評価した。
【００２０】
【表３】
【００２１】密着性及び耐パウダリング性に加熱温度が
与える影響は、表３に示した調査結果から明らかなよう
にインライン連続加熱とオフラインバッチ加熱とでは異
なっていた。インライン連続加熱によるとき、加熱温度
が２７０〜３７０℃では０．０３〜０．５μｍの薄いＺ
ｎ−Ｆｅ合金層が生成し、密着性及び耐パウダリング性
に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成された。しか
し、２７０℃より低い加熱温度では、Ｚｎ−Ｆｅ合金層
が生成せず、密着性試験でめっき層の剥離が検出され
た。また、加熱温度が３７０℃を超えるものでは、Ｚｎ
−Ｆｅ合金層が厚く成長し、パウダリングが発生した。
与える影響は、表３に示した調査結果から明らかなよう
にインライン連続加熱とオフラインバッチ加熱とでは異
なっていた。インライン連続加熱によるとき、加熱温度
が２７０〜３７０℃では０．０３〜０．５μｍの薄いＺ
ｎ−Ｆｅ合金層が生成し、密着性及び耐パウダリング性
に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成された。しか
し、２７０℃より低い加熱温度では、Ｚｎ−Ｆｅ合金層
が生成せず、密着性試験でめっき層の剥離が検出され
た。また、加熱温度が３７０℃を超えるものでは、Ｚｎ
−Ｆｅ合金層が厚く成長し、パウダリングが発生した。
【００２２】オフラインバッチ加熱によるとき、加熱温
度が１５０〜２５０℃では０．０４〜０．５μｍの薄い
Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が生成し、密着性及び耐パウダ
リング性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成され
た。しかし、１５０℃より低い加熱温度では、Ｚｎ−Ｆ
ｅ合金層が生成せず、密着性試験でめっき層の剥離が検
出された。また、加熱温度が２５０℃を超えるもので
は、Ｚｎ−Ｆｅ合金層が厚く成長し、パウダリングが発
生した。
度が１５０〜２５０℃では０．０４〜０．５μｍの薄い
Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が生成し、密着性及び耐パウダ
リング性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成され
た。しかし、１５０℃より低い加熱温度では、Ｚｎ−Ｆ
ｅ合金層が生成せず、密着性試験でめっき層の剥離が検
出された。また、加熱温度が２５０℃を超えるもので
は、Ｚｎ−Ｆｅ合金層が厚く成長し、パウダリングが発
生した。
【００２３】実施例３：第３蒸着室７０でＺｎ蒸着した
後でめっき鋼帯１３の鋼板温度が２７０〜３７０℃とな
るように、第１蒸着室４０にめっき原板１０が入るとき
の鋼板温度及び巻付けロール６３，７３の温度を制御す
ることにより、鋼板温度を調節した。そして、特に加熱
処理を施すことなくめっき鋼帯１３の顕熱でＺｎとＭｇ
とを相互拡散させる条件下でＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板
を製造した。なお、第１蒸着室４０でのＺｎ付着量を１
ｇ／ｍ2 に、Ｍｇ蒸着量を０．６ｇ／ｍ2 に、第２蒸着
室６０及び第３蒸着室７０でのＺｎ付着量を１０ｇ／ｍ
2 に設定した。
後でめっき鋼帯１３の鋼板温度が２７０〜３７０℃とな
るように、第１蒸着室４０にめっき原板１０が入るとき
の鋼板温度及び巻付けロール６３，７３の温度を制御す
ることにより、鋼板温度を調節した。そして、特に加熱
処理を施すことなくめっき鋼帯１３の顕熱でＺｎとＭｇ
とを相互拡散させる条件下でＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板
を製造した。なお、第１蒸着室４０でのＺｎ付着量を１
ｇ／ｍ2 に、Ｍｇ蒸着量を０．６ｇ／ｍ2 に、第２蒸着
室６０及び第３蒸着室７０でのＺｎ付着量を１０ｇ／ｍ
2 に設定した。
【００２４】この条件下で製造されためっき鋼板につ
き、第３蒸着室７０で蒸着が終了した時点の鋼板温度と
めっき層の密着性及び耐パウダリング性との関係を調査
した。調査結果を示す表４に見られるように、第３蒸着
室７０で蒸着が終了した時点の鋼板温度が２７０〜３７
０℃の範囲にあるとき、密着性及び耐パウダリング性に
優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成されていた。これ
に対し、２７０℃より低い鋼板温度では、Ｚｎ−Ｆｅ合
金層が生成せず、密着性試験ではめっき層の剥離が検出
された。また、３７０℃より高い鋼板温度では、Ｚｎ−
Ｆｅ系の合金層が厚く成長し、パウダリングが発生し
た。
き、第３蒸着室７０で蒸着が終了した時点の鋼板温度と
めっき層の密着性及び耐パウダリング性との関係を調査
した。調査結果を示す表４に見られるように、第３蒸着
室７０で蒸着が終了した時点の鋼板温度が２７０〜３７
０℃の範囲にあるとき、密着性及び耐パウダリング性に
優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成されていた。これ
に対し、２７０℃より低い鋼板温度では、Ｚｎ−Ｆｅ合
金層が生成せず、密着性試験ではめっき層の剥離が検出
された。また、３７０℃より高い鋼板温度では、Ｚｎ−
Ｆｅ系の合金層が厚く成長し、パウダリングが発生し
た。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＺｎ−
Ｍｇ合金めっき鋼板は、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆ
ｅ−Ｍｇ合金層を中間層としてＺｎ−Ｍｇ合金めっき層
を形成している。界面に存在するＺｎ−Ｆｅ合金層又は
Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層は、下地鋼に対するめっき層の
密着性を改善し、加工性及び耐パウダリング性に優れた
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を生成する。そのため、Ｚｎ−
Ｍｇ合金めっき層が本来有する特性が十分に活用され、
高耐食性のめっき鋼板が得られる。
Ｍｇ合金めっき鋼板は、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆ
ｅ−Ｍｇ合金層を中間層としてＺｎ−Ｍｇ合金めっき層
を形成している。界面に存在するＺｎ−Ｆｅ合金層又は
Ｚｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層は、下地鋼に対するめっき層の
密着性を改善し、加工性及び耐パウダリング性に優れた
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を生成する。そのため、Ｚｎ−
Ｍｇ合金めっき層が本来有する特性が十分に活用され、
高耐食性のめっき鋼板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合金めっき層の層
構成
構成
【図２】 本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を
製造する設備
製造する設備
１０：めっき原板 １２：Ｍｇ蒸着されためっき原板
１３：Ｚｎ蒸着されためっき鋼帯 １４：加熱処
理された合金めっき鋼帯 ２０：前処理ゾーン ３０：真空室 ４０：第１Ｚ
ｎ蒸着室 ５０：Ｍｇ蒸着室 ６０：第２Ｚｎ蒸着
室 ７０：第３Ｚｎ蒸着室 ８０：加熱炉
１３：Ｚｎ蒸着されためっき鋼帯 １４：加熱処
理された合金めっき鋼帯 ２０：前処理ゾーン ３０：真空室 ４０：第１Ｚ
ｎ蒸着室 ５０：Ｍｇ蒸着室 ６０：第２Ｚｎ蒸着
室 ７０：第３Ｚｎ蒸着室 ８０：加熱炉
───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)
- 【請求項１】 下地鋼とＺｎ−Ｍｇ合金めっき層との界
面にＦｅ濃度６重量％以上のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ
−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が形成されている密着性に優れた蒸
着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板。 - 【請求項２】 連続走行する鋼板上に付着量０．０３ｇ
／ｍ2 以上でＺｎを蒸着し、Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着を独
立して順次行い、次いで２７０〜３７０℃の加熱処理を
施す蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 連続走行する鋼板上に付着量０．０３ｇ
／ｍ2 以上でＺｎを蒸着し、Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着を独
立して順次行い、蒸着装置から独立した加熱炉で１５０
〜２５０℃に１時間以上加熱する加熱処理を施す蒸着Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 連続走行する鋼板上に付着量０．０３ｇ
／ｍ2 以上でＺｎを蒸着し、Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着を独
立して順次行い、蒸着終了後の鋼板温度が２７０〜３７
０℃となるように温度管理し、鋼板の顕熱によって拡散
反応させる蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21426094A JPH0860342A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21426094A JPH0860342A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860342A true JPH0860342A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16652810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21426094A Withdrawn JPH0860342A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 密着性に優れた蒸着Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0860342A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2085492A1 (en) | 2007-12-28 | 2009-08-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| WO2014146638A3 (de) * | 2013-03-21 | 2015-03-12 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DER SCHWEIßBARKEIT VON HOCHMANGANHALTIGEN STAHLBÄNDERN UND BESCHICHTETES STAHLBAND |
-
1994
- 1994-08-16 JP JP21426094A patent/JPH0860342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2085492A1 (en) | 2007-12-28 | 2009-08-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| US9382630B2 (en) | 2007-12-28 | 2016-07-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| WO2014146638A3 (de) * | 2013-03-21 | 2015-03-12 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DER SCHWEIßBARKEIT VON HOCHMANGANHALTIGEN STAHLBÄNDERN UND BESCHICHTETES STAHLBAND |
| KR20150132182A (ko) * | 2013-03-21 | 2015-11-25 | 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 | 높은 망가니즈 함유량의 강 스트립의 용접성을 개선하기 위한 방법 및 코팅된 강 스트립 |
| US20160281252A1 (en) * | 2013-03-21 | 2016-09-29 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Method for improving the weldability of high manganese content steel strips and coated steel strip |
| US10519559B2 (en) | 2013-03-21 | 2019-12-31 | Salzgetter Flachstahl Gmbh | Method for improving the weldability of high manganese content steel strips |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |