JPH09111438A - 端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 - Google Patents
端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法Info
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- JPH09111438A JPH09111438A JP29473695A JP29473695A JPH09111438A JP H09111438 A JPH09111438 A JP H09111438A JP 29473695 A JP29473695 A JP 29473695A JP 29473695 A JP29473695 A JP 29473695A JP H09111438 A JPH09111438 A JP H09111438A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切断端面においても優れた耐食性を呈するＺ
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得る。 【解決手段】 Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第１層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第２層），Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第３層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第４層），Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ
−Ｍｇ合金層（第５層）が順次積層されており、第３層
がＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの混合組織をもっ
ている。第２層及び第４層は、必要に応じて形成される
層であり、Ｚｎ11Ｍｇ2 相及びＭｇが固溶したＺｎ相に
より形成されている。下地鋼との界面には、層厚０．５
μｍ以下のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層を形成することが好ましい。
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得る。 【解決手段】 Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第１層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第２層），Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第３層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第４層），Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ
−Ｍｇ合金層（第５層）が順次積層されており、第３層
がＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの混合組織をもっ
ている。第２層及び第４層は、必要に応じて形成される
層であり、Ｚｎ11Ｍｇ2 相及びＭｇが固溶したＺｎ相に
より形成されている。下地鋼との界面には、層厚０．５
μｍ以下のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金
層を形成することが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、切断端面においても耐
食性が優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方
法に関する。
食性が優れた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。たとえば、耐食材
料として代表的なＺｎめっき鋼板は、主として溶融めっ
き法，電気めっき法等で製造されている。しかし、使用
環境の苛酷化に伴って耐食材料に要求される特性がます
ます厳しくなってきている傾向に対応して、溶融めっき
法，電気めっき法等で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
する場合、Ｚｎめっき層の付着量増加が先ず考えられ
る。しかし、製造面から付着量の上限が制約されるた
め、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。また、付着量の増加、換言すればめっき層
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となり易
い。
ら種々の表面処理が採用されている。たとえば、耐食材
料として代表的なＺｎめっき鋼板は、主として溶融めっ
き法，電気めっき法等で製造されている。しかし、使用
環境の苛酷化に伴って耐食材料に要求される特性がます
ます厳しくなってきている傾向に対応して、溶融めっき
法，電気めっき法等で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
する場合、Ｚｎめっき層の付着量増加が先ず考えられ
る。しかし、製造面から付着量の上限が制約されるた
め、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。また、付着量の増加、換言すればめっき層
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となり易
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したり、セル
数を増加させることが必要となり、生産性が著しく損な
われる。そこで、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って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
いため、プレス成形等の成形加工時にめっき層に割れ，
欠け等の欠陥を発生させ易い。このような欠陥がめっき
層に発生すると、下地鋼が欠陥部を介して露出するた
め、めっき層本来の性能が発揮されず、欠陥部を起点と
した腐食が進行する。
成しようとすると、ラインスピードを遅くしたり、セル
数を増加させることが必要となり、生産性が著しく損な
われる。そこで、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って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
いため、プレス成形等の成形加工時にめっき層に割れ，
欠け等の欠陥を発生させ易い。このような欠陥がめっき
層に発生すると、下地鋼が欠陥部を介して露出するた
め、めっき層本来の性能が発揮されず、欠陥部を起点と
した腐食が進行する。
【０００４】このような背景から、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試みられてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作
用を呈するものとして注目されている。たとえば、特開
昭６４−１７８５３号公報では、０．５〜４０重量％の
Ｍｇを含むＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成することが紹
介されている。特開平２−１４１５８８号公報では、Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺｎ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，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
が報告されている。
金めっき鋼板を蒸着法で製造することが試みられてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作
用を呈するものとして注目されている。たとえば、特開
昭６４−１７８５３号公報では、０．５〜４０重量％の
Ｍｇを含むＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成することが紹
介されている。特開平２−１４１５８８号公報では、Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺｎ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，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
が報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき
層は、従来の溶融めっき又は電気めっきによって形成さ
れためっき層と異なり、その層構造によって大きく特性
が変化する。本発明者等は、特性変化に影響を与えるＺ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層の層構造について種々の観点から
調査検討した。その結果、めっき層の中央部に高Ｍｇ濃
度層を形成し、その上下に低Ｍｇ層を形成することによ
って耐パウダリング性，耐食性，スポット溶接性，密着
性，耐変色性等が改善されることを見い出し、特定され
た層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を特願平６−
２４３３５８号として出願した。本発明は、先願のＺｎ
−Ｍｇ合金めっき層の特性を更に改善すべく案出された
ものであり、高Ｍｇ濃度の層を特定組織とすることによ
り、切断端面においても赤錆の発生が抑制され、耐食性
が優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を提供することを目
的とする。
層は、従来の溶融めっき又は電気めっきによって形成さ
れためっき層と異なり、その層構造によって大きく特性
が変化する。本発明者等は、特性変化に影響を与えるＺ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層の層構造について種々の観点から
調査検討した。その結果、めっき層の中央部に高Ｍｇ濃
度層を形成し、その上下に低Ｍｇ層を形成することによ
って耐パウダリング性，耐食性，スポット溶接性，密着
性，耐変色性等が改善されることを見い出し、特定され
た層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を特願平６−
２４３３５８号として出願した。本発明は、先願のＺｎ
−Ｍｇ合金めっき層の特性を更に改善すべく案出された
ものであり、高Ｍｇ濃度の層を特定組織とすることによ
り、切断端面においても赤錆の発生が抑制され、耐食性
が優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＺｎ−Ｍｇ合金
めっき鋼板は、その目的を達成するため、３層又は５層
の多層構造となっためっき層をもっている。３層構造の
めっき層では、図１に示すようにＭｇ濃度０．５重量％
以下のＺｎ−Ｍｇ合金層（第１層），Ｍｇ濃度７〜２０
重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層（第２層），Ｍｇ濃度０．５
重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層（第３層）が下地鋼の表
面に順次積層されている。５層構造のめっき層では、図
２に示すようにＭｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第１層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第２層），Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第３層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第４層），Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ
−Ｍｇ合金層（第５層）が順次積層されている。
めっき鋼板は、その目的を達成するため、３層又は５層
の多層構造となっためっき層をもっている。３層構造の
めっき層では、図１に示すようにＭｇ濃度０．５重量％
以下のＺｎ−Ｍｇ合金層（第１層），Ｍｇ濃度７〜２０
重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層（第２層），Ｍｇ濃度０．５
重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層（第３層）が下地鋼の表
面に順次積層されている。５層構造のめっき層では、図
２に示すようにＭｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第１層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ
合金層（第２層），Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第３層），Ｍｇ濃度２〜６重量％のＺｎ−Ｍ
ｇ合金層（第４層），Ｍｇ濃度０．５重量％以下のＺｎ
−Ｍｇ合金層（第５層）が順次積層されている。
【０００７】Ｍｇ濃度が最も高い図１の第２層及び図２
の第３層は、図３に示すようにＺｎ 2 ＭｇとＭｇが固溶
したＺｎとの混合組織をもっている。図２の第２層及び
第４層は、Ｚｎ11Ｍｇ1 相とＭｇが固溶したＺｎ相との
混合組織にすることができる。また、下地鋼と第１層と
の界面には、層厚０．５μｍ以下のＺｎ−Ｆｅ合金層又
はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層を形成してもよい。このよう
な層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、鋼板にＺ
ｎ，Ｍｇ及びＺｎを独立して順次蒸着し、蒸着終了時点
の鋼板温度を２７０〜３７０℃に制御することにより製
造される。蒸着終了時点の鋼板温度は、鋼板自体の保有
熱で蒸着Ｚｎ層及び蒸着Ｍｇ層を相互拡散させる重要な
ファクターであり、蒸着前の鋼板温度を調節することに
よって管理できる。また、鋼板にＺｎ，Ｍｇ及びＺｎを
順次蒸着した後、１５０〜２４０℃に１時間以上加熱保
持することによっても、所定の層構造をもつＺｎ−Ｍｇ
合金めっき鋼板が製造される。この場合の加熱保持は、
めっき鋼板表面の酸化を防止するためＮ2 ，Ａｒ等の不
活性雰囲気中で行うことが好ましい。
の第３層は、図３に示すようにＺｎ 2 ＭｇとＭｇが固溶
したＺｎとの混合組織をもっている。図２の第２層及び
第４層は、Ｚｎ11Ｍｇ1 相とＭｇが固溶したＺｎ相との
混合組織にすることができる。また、下地鋼と第１層と
の界面には、層厚０．５μｍ以下のＺｎ−Ｆｅ合金層又
はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層を形成してもよい。このよう
な層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、鋼板にＺ
ｎ，Ｍｇ及びＺｎを独立して順次蒸着し、蒸着終了時点
の鋼板温度を２７０〜３７０℃に制御することにより製
造される。蒸着終了時点の鋼板温度は、鋼板自体の保有
熱で蒸着Ｚｎ層及び蒸着Ｍｇ層を相互拡散させる重要な
ファクターであり、蒸着前の鋼板温度を調節することに
よって管理できる。また、鋼板にＺｎ，Ｍｇ及びＺｎを
順次蒸着した後、１５０〜２４０℃に１時間以上加熱保
持することによっても、所定の層構造をもつＺｎ−Ｍｇ
合金めっき鋼板が製造される。この場合の加熱保持は、
めっき鋼板表面の酸化を防止するためＮ2 ，Ａｒ等の不
活性雰囲気中で行うことが好ましい。
【０００８】蒸着終了時の鋼板温度を２７０〜３７０℃
に設定するとき、鋼板自体の保有熱で拡散反応が進行
し、図１〜３に示した層構造及び組織をもつＺｎ−Ｍｇ
合金めっき層が形成される。このとき、鋼板温度が２７
０℃に達しないと、Ｍｇが拡散せずに残留し、耐食性が
劣化する。逆に３７０℃を超える鋼板温度では、めっき
層全体にＺｎ−Ｍｇ金属間化合物及びＭｇが固溶したＺ
ｎが分散した組織となり、塗装後の塗膜密着性が劣り、
表面が黒変し易くなる。また、３７０℃を超える鋼板温
度では、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層
が０．５μｍを超える層厚に成長し、プレス成形等の加
工時にめっき層に割れ，剥離等を発生させる原因とな
る。蒸着後に加熱処理を施す場合でも、同様な理由から
１５０〜２４０℃の範囲に加熱温度が設定される。
に設定するとき、鋼板自体の保有熱で拡散反応が進行
し、図１〜３に示した層構造及び組織をもつＺｎ−Ｍｇ
合金めっき層が形成される。このとき、鋼板温度が２７
０℃に達しないと、Ｍｇが拡散せずに残留し、耐食性が
劣化する。逆に３７０℃を超える鋼板温度では、めっき
層全体にＺｎ−Ｍｇ金属間化合物及びＭｇが固溶したＺ
ｎが分散した組織となり、塗装後の塗膜密着性が劣り、
表面が黒変し易くなる。また、３７０℃を超える鋼板温
度では、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層
が０．５μｍを超える層厚に成長し、プレス成形等の加
工時にめっき層に割れ，剥離等を発生させる原因とな
る。蒸着後に加熱処理を施す場合でも、同様な理由から
１５０〜２４０℃の範囲に加熱温度が設定される。
【０００９】
【作用】本発明に従って形成されたＺｎ−Ｍｇ合金めっ
き層は、Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層を
Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎの混合組織としてい
る。この混合組織は、切断端面等のようにめっき層及び
下地鋼の断面が露出している場合においても優れた耐食
性を確保する上で有効である。Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶
したＺｎとの混合組織は、次に説明するメカニズムによ
って耐食性の向上に寄与するものと推察される。すなわ
ち、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板が腐食環境に曝されたと
き、Ｍｇが固溶したＺｎ相とＺｎ2 Ｍｇ相との電気化学
的な作用によって電位が卑なＺｎ2 Ｍｇ相からＭｇが溶
出する。溶出したＭｇは、水と反応し、防食作用のある
水酸化物となって切断端面を覆う。その結果、切断端面
が防食される。
き層は、Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層を
Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎの混合組織としてい
る。この混合組織は、切断端面等のようにめっき層及び
下地鋼の断面が露出している場合においても優れた耐食
性を確保する上で有効である。Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶
したＺｎとの混合組織は、次に説明するメカニズムによ
って耐食性の向上に寄与するものと推察される。すなわ
ち、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板が腐食環境に曝されたと
き、Ｍｇが固溶したＺｎ相とＺｎ2 Ｍｇ相との電気化学
的な作用によって電位が卑なＺｎ2 Ｍｇ相からＭｇが溶
出する。溶出したＭｇは、水と反応し、防食作用のある
水酸化物となって切断端面を覆う。その結果、切断端面
が防食される。
【００１０】この点、特開平１−１３９７５５号で開示
されているようにＺｎ11Ｍｇ2 ，Ｚｎ2 Ｍｇ，ＺｎＭｇ
等の金属間化合物からなるめっき層では、たとえばＺｎ
11Ｍｇ2 とＺｎ2 Ｍｇとの間に大きな電位差が発生しな
い。そのため、電気化学的作用が弱く、Ｍｇの溶出も緩
慢であり、切断端面に対する防食作用も低い。すなわ
ち、本発明では、高Ｍｇ濃度の中間層（図１の第２層又
は図２の第３層）をＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎの
混合組織とし、Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの間
の電位差を防食に活用したものである。このようなめっ
き層の組織制御により耐食性の向上を図ることは、本発
明で初めて見い出されたものであり、それによって従来
にない高耐食性のめっき鋼板が得られる。
されているようにＺｎ11Ｍｇ2 ，Ｚｎ2 Ｍｇ，ＺｎＭｇ
等の金属間化合物からなるめっき層では、たとえばＺｎ
11Ｍｇ2 とＺｎ2 Ｍｇとの間に大きな電位差が発生しな
い。そのため、電気化学的作用が弱く、Ｍｇの溶出も緩
慢であり、切断端面に対する防食作用も低い。すなわ
ち、本発明では、高Ｍｇ濃度の中間層（図１の第２層又
は図２の第３層）をＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎの
混合組織とし、Ｚｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの間
の電位差を防食に活用したものである。このようなめっ
き層の組織制御により耐食性の向上を図ることは、本発
明で初めて見い出されたものであり、それによって従来
にない高耐食性のめっき鋼板が得られる。
【００１１】第２層及び第４層として設けられるＭｇ濃
度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層（図２）をＺｎ11Ｍ
ｇ2 及びＭｇが固溶したＺｎが混在する組織とすること
により、長期間にわたってＭｇを溶出させることが可能
になる。すなわち、Ｚｎ11Ｍｇ2 のＭｇ濃度がＺｎ2 Ｍ
ｇに比較して低く、Ｍｇが固溶したＺｎ相とＺｎ11Ｍｇ
2 相との間の電位差が小さくなるため、Ｍｇの溶出速度
が低下する。その結果、長期間にわたってＭｇの溶出が
継続する。このようにして、初期の切断端面は、Ｍｇの
溶出速度が大きな中間層である図２の第３層で防食さ
れ、Ｍｇの水酸化物で覆われる。初期の切断端面は、全
く何も覆われておらず大きな防食作用を必要とするもの
である。この切断端面に対しては、Ｍｇの溶出速度が大
きな中間層が呈する大きな防食作用が働く。溶出したＭ
ｇの水酸化物で覆われた切断端面は、大きな防食作用を
必要としない。この切断端面に対しては、Ｍｇの溶出速
度が小さい図２の第２，４層による防食作用が働く。こ
れにより、切断端面が長期間にわたって防食される。
度２〜６重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層（図２）をＺｎ11Ｍ
ｇ2 及びＭｇが固溶したＺｎが混在する組織とすること
により、長期間にわたってＭｇを溶出させることが可能
になる。すなわち、Ｚｎ11Ｍｇ2 のＭｇ濃度がＺｎ2 Ｍ
ｇに比較して低く、Ｍｇが固溶したＺｎ相とＺｎ11Ｍｇ
2 相との間の電位差が小さくなるため、Ｍｇの溶出速度
が低下する。その結果、長期間にわたってＭｇの溶出が
継続する。このようにして、初期の切断端面は、Ｍｇの
溶出速度が大きな中間層である図２の第３層で防食さ
れ、Ｍｇの水酸化物で覆われる。初期の切断端面は、全
く何も覆われておらず大きな防食作用を必要とするもの
である。この切断端面に対しては、Ｍｇの溶出速度が大
きな中間層が呈する大きな防食作用が働く。溶出したＭ
ｇの水酸化物で覆われた切断端面は、大きな防食作用を
必要としない。この切断端面に対しては、Ｍｇの溶出速
度が小さい図２の第２，４層による防食作用が働く。こ
れにより、切断端面が長期間にわたって防食される。
【００１２】蒸着法でＺｎ−Ｍｇ合金めっき法を形成す
るとき、蒸着雰囲気にＯ2 ，Ｈ2 Ｏ等が含まれていると
鋼板表面が酸化され、形成されためっき層の密着性が低
下する。このような場合、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
ると、良好なめっき密着性が得られる。Ｚｎ−Ｆｅ合金
層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層に含まれるＦｅ濃度は、
密着性確保のため、通常６重量％以上にすることが好ま
しい。しかし、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ
合金層は、プレス成形時の耐パウダリング性を低下させ
ることから、層厚を０．５μｍ以下に抑制することが必
要である。
るとき、蒸着雰囲気にＯ2 ，Ｈ2 Ｏ等が含まれていると
鋼板表面が酸化され、形成されためっき層の密着性が低
下する。このような場合、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
ると、良好なめっき密着性が得られる。Ｚｎ−Ｆｅ合金
層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層に含まれるＦｅ濃度は、
密着性確保のため、通常６重量％以上にすることが好ま
しい。しかし、Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ
合金層は、プレス成形時の耐パウダリング性を低下させ
ることから、層厚を０．５μｍ以下に抑制することが必
要である。
【００１３】
【実施例】めっき原板として、Ｃ：０．００５重量％，
Ｓｉ：０．０４重量％，Ｍｎ：０．３３重量％，Ｐ：
０．００８重量％，Ｓ：０．００３重量％，Ｔｉ：０．
０４重量％，Ａｌ：０．０４６重量％の組成を持ち、板
厚０．５ｍｍの鋼板を使用した。このめっき原板をＮ2
−５０％Ｈ2 ガス雰囲気中で還元加熱することにより表
面の酸化膜を除去した後、真空室に導入した。なお、真
空室は、窒素雰囲気にするため、ポンプで排気しながら
露点−６０℃のＮ2 ガスを導入し、真空度を５×１０-2
トールに維持した。この真空室内で、Ｚｎ蒸着→Ｍｇ蒸
着→Ｚｎ蒸着の順番で蒸着した。合計付着量が片面当り
３０ｇ／ｍ2 となるように、初めのＺｎ蒸着量を１７ｇ
／ｍ2 ，Ｍｇ蒸着量を１ｇ／ｍ2 ，後のＺｎ蒸着量を１
２ｇ／ｍ2 に設定した。蒸着終了後の鋼板温度が２７０
〜３７０℃になるように蒸着前の鋼板温度を調節し、鋼
板自体の保有熱でＺｎとＭｇとを相互拡散させた。な
お、図２の５層構造を得る場合には、蒸着終了後の温度
が３４５〜３７０℃になるように制御した。
Ｓｉ：０．０４重量％，Ｍｎ：０．３３重量％，Ｐ：
０．００８重量％，Ｓ：０．００３重量％，Ｔｉ：０．
０４重量％，Ａｌ：０．０４６重量％の組成を持ち、板
厚０．５ｍｍの鋼板を使用した。このめっき原板をＮ2
−５０％Ｈ2 ガス雰囲気中で還元加熱することにより表
面の酸化膜を除去した後、真空室に導入した。なお、真
空室は、窒素雰囲気にするため、ポンプで排気しながら
露点−６０℃のＮ2 ガスを導入し、真空度を５×１０-2
トールに維持した。この真空室内で、Ｚｎ蒸着→Ｍｇ蒸
着→Ｚｎ蒸着の順番で蒸着した。合計付着量が片面当り
３０ｇ／ｍ2 となるように、初めのＺｎ蒸着量を１７ｇ
／ｍ2 ，Ｍｇ蒸着量を１ｇ／ｍ2 ，後のＺｎ蒸着量を１
２ｇ／ｍ2 に設定した。蒸着終了後の鋼板温度が２７０
〜３７０℃になるように蒸着前の鋼板温度を調節し、鋼
板自体の保有熱でＺｎとＭｇとを相互拡散させた。な
お、図２の５層構造を得る場合には、蒸着終了後の温度
が３４５〜３７０℃になるように制御した。
【００１４】これによって、層厚０．０１〜０．１μｍ
のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が界面
に形成され、その上に３層構造（図１）又は５層構造
（図２）のＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成された。図１
の第２層及び図２の第３層は、Ｍｇ濃度が約１２重量％
であり、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合
組織（図３）となった。最上層（図１の第３層又は図２
の第５層）及び最下層（図１の第１層又は図２の第１
層）は、Ｍｇ濃度が約０．１重量％であった。図２の第
２層及び第４層は、Ｍｇ濃度が約５重量％であり、Ｚｎ
11Ｍｇ2 相とＭｇが固溶したＺｎ相とが混在する組織を
持っていた。図１の３層構造をもつめっき層では、第１
層の層厚が２．５μｍ，第２層の層厚が０．８μｍ，第
３層の層厚が１μｍであった。めっき層が図２の５層構
造をとるとき、第１層の層厚が２．３μｍ，第２層の層
厚が０．２μｍ，第３層の層厚が０．８μｍ，第４層の
層厚が０．２μｍ，第５層の層厚が０．８μｍであっ
た。
のＺｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が界面
に形成され、その上に３層構造（図１）又は５層構造
（図２）のＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成された。図１
の第２層及び図２の第３層は、Ｍｇ濃度が約１２重量％
であり、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合
組織（図３）となった。最上層（図１の第３層又は図２
の第５層）及び最下層（図１の第１層又は図２の第１
層）は、Ｍｇ濃度が約０．１重量％であった。図２の第
２層及び第４層は、Ｍｇ濃度が約５重量％であり、Ｚｎ
11Ｍｇ2 相とＭｇが固溶したＺｎ相とが混在する組織を
持っていた。図１の３層構造をもつめっき層では、第１
層の層厚が２．５μｍ，第２層の層厚が０．８μｍ，第
３層の層厚が１μｍであった。めっき層が図２の５層構
造をとるとき、第１層の層厚が２．３μｍ，第２層の層
厚が０．２μｍ，第３層の層厚が０．８μｍ，第４層の
層厚が０．２μｍ，第５層の層厚が０．８μｍであっ
た。
【００１５】また、蒸着終了時点における鋼板温度が２
３０℃となるような条件下で蒸着した後、窒素雰囲気中
で１５０〜２４０℃に５時間加熱することにより、Ｚｎ
とＭｇとの相互拡散を促進させた。これによっても、図
１の３層構造及び図２の５層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金
めっき層を形成することができた。なお、図１の３層構
造を得る場合には、加熱温度が１６０〜１８０℃に入る
ように設定した。また、図２の５層構造を得る場合に
は、加熱温度が２００〜２２０℃に入るように設定し
た。得られためっき鋼板は、Ｍｇが偏析した最表層部を
もっていた。最表面のＭｇ偏析層は、黒変の原因となる
ので、０．５％塩酸によって除去した。
３０℃となるような条件下で蒸着した後、窒素雰囲気中
で１５０〜２４０℃に５時間加熱することにより、Ｚｎ
とＭｇとの相互拡散を促進させた。これによっても、図
１の３層構造及び図２の５層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合金
めっき層を形成することができた。なお、図１の３層構
造を得る場合には、加熱温度が１６０〜１８０℃に入る
ように設定した。また、図２の５層構造を得る場合に
は、加熱温度が２００〜２２０℃に入るように設定し
た。得られためっき鋼板は、Ｍｇが偏析した最表層部を
もっていた。最表面のＭｇ偏析層は、黒変の原因となる
ので、０．５％塩酸によって除去した。
【００１６】このようにして製造されたＺｎ−Ｍｇ合金
めっき鋼板から１００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を切り
出し、図４に示す複合サイクル腐食試験に供した。この
複合サイクル腐食試験は、屋外の腐食環境を模したもの
であり、切断端面に赤錆を発生させ易い試験である。比
較例１として、Ｚｎ蒸着→ＺｎとＭｇの同時蒸着→Ｚｎ
蒸着により、図１又は図２と同様の付着量３０ｇ／ｍ2
のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を製造した。Ｍｇの蒸着量
を実施例と同じ１ｇ／ｍ2 に設定し、各層の厚さ関係及
び濃度も実施例と同様に調整した。この場合に得られた
中間層のＺｎ−Ｍｇ合金層は、Ｚｎ2Ｍｇ相とＺｎ11Ｍ
ｇ2 相が混在した組織になっており、Ｍｇが固溶したＺ
ｎ相の存在が検出されなかった。比較例２として、付着
量３０ｇ／ｍ2 の蒸着Ｚｎめっき鋼板を製造した。
めっき鋼板から１００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を切り
出し、図４に示す複合サイクル腐食試験に供した。この
複合サイクル腐食試験は、屋外の腐食環境を模したもの
であり、切断端面に赤錆を発生させ易い試験である。比
較例１として、Ｚｎ蒸着→ＺｎとＭｇの同時蒸着→Ｚｎ
蒸着により、図１又は図２と同様の付着量３０ｇ／ｍ2
のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を製造した。Ｍｇの蒸着量
を実施例と同じ１ｇ／ｍ2 に設定し、各層の厚さ関係及
び濃度も実施例と同様に調整した。この場合に得られた
中間層のＺｎ−Ｍｇ合金層は、Ｚｎ2Ｍｇ相とＺｎ11Ｍ
ｇ2 相が混在した組織になっており、Ｍｇが固溶したＺ
ｎ相の存在が検出されなかった。比較例２として、付着
量３０ｇ／ｍ2 の蒸着Ｚｎめっき鋼板を製造した。
【００１７】各めっき鋼板から切り出された試験片につ
いて切断端面の耐食性を調査した。調査結果を示す表１
にみられるように、本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合金めっ
き鋼板は、切断端面の赤錆発生サイクルが比較例１と比
べても長く、耐食性が非常に優れていることが判る。こ
れは、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合組
織で中間のＺｎ−１２％Ｍｇ層が形成されていることに
由来する。これに対し、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＺｎ11Ｍｇ2 相
との混合組織で中間のＺｎ−１２％Ｍｇ層が形成されて
いる比較例１では、長くても１３サイクルで切断端面に
赤錆が観察された。また、本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合
金めっき鋼板は、界面にＺｎ−Ｆｅ合金相又はＺｎ−Ｆ
ｅ−Ｍｇ合金相が形成されているため、０ｔ曲げテープ
剥離試験でもめっき層の剥離が全くみられず、密着性に
優れていることが判った。
いて切断端面の耐食性を調査した。調査結果を示す表１
にみられるように、本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合金めっ
き鋼板は、切断端面の赤錆発生サイクルが比較例１と比
べても長く、耐食性が非常に優れていることが判る。こ
れは、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合組
織で中間のＺｎ−１２％Ｍｇ層が形成されていることに
由来する。これに対し、Ｚｎ2 Ｍｇ相とＺｎ11Ｍｇ2 相
との混合組織で中間のＺｎ−１２％Ｍｇ層が形成されて
いる比較例１では、長くても１３サイクルで切断端面に
赤錆が観察された。また、本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ合
金めっき鋼板は、界面にＺｎ−Ｆｅ合金相又はＺｎ−Ｆ
ｅ−Ｍｇ合金相が形成されているため、０ｔ曲げテープ
剥離試験でもめっき層の剥離が全くみられず、密着性に
優れていることが判った。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を３層又は５層の多層構造
とし、Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層をＺ
ｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合組織に調整
している。この混合組織によって高いＭｇ溶出速度が確
保され、めっき層で保護されていない切断端面に対して
も良好な防食作用が発揮される。このようにして、本発
明のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、耐食性が非常に高
く、過酷な腐食環境においても長期間にわたって優れた
表面状態を維持する材料として使用される。
は、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を３層又は５層の多層構造
とし、Ｍｇ濃度７〜２０重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層をＺ
ｎ2 Ｍｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合組織に調整
している。この混合組織によって高いＭｇ溶出速度が確
保され、めっき層で保護されていない切断端面に対して
も良好な防食作用が発揮される。このようにして、本発
明のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、耐食性が非常に高
く、過酷な腐食環境においても長期間にわたって優れた
表面状態を維持する材料として使用される。
【図１】 本発明に従った３層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合
金めっき層
金めっき層
【図２】 本発明に従った５層構造をもつＺｎ−Ｍｇ合
金めっき層
金めっき層
【図３】 ＺｎＭｇ相とＭｇが固溶したＺｎ相との混合
組織で形成されている中間のＺｎ−Ｍｇ層
組織で形成されている中間のＺｎ−Ｍｇ層
【図４】 切断面の赤錆発生を調査した複合サイクル腐
食試験のフロー
食試験のフロー
───────────────────────────────────────────────────── 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 会社技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 第１層としてＭｇ濃度０．５重量％以下
のＺｎ−Ｍｇ合金層，第２層としてＭｇ濃度７〜２０重
量％のＺｎ−Ｍｇ合金層，第３層としてＭｇ濃度０．５
重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層が順次積層されており、
第２層がＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの混合組織
をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板。 - 【請求項２】 第１層としてＭｇ濃度０．５重量％以下
のＺｎ−Ｍｇ合金層，第２層としてＭｇ濃度２〜６重量
％のＺｎ−Ｍｇ合金層，第３層としてＭｇ濃度７〜２０
重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層，第４層としてＭｇ濃度２〜
６重量％のＺｎ−Ｍｇ合金層，第５層としてＭｇ濃度
０．５重量％以下のＺｎ−Ｍｇ合金層が順次積層されて
おり、第３層がＺｎ2 ＭｇとＭｇが固溶したＺｎとの混
合組織をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板。 - 【請求項３】 請求項２記載の第２層及び第４層がＺｎ
11Ｍｇ1 相及びＭｇが固溶したＺｎ相により形成されて
いるＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板。 - 【請求項４】 下地鋼との界面に層厚０．５μｍ以下の
Ｚｎ−Ｆｅ合金層又はＺｎ−Ｆｅ−Ｍｇ合金層が形成さ
れている請求項１〜３の何れかに記載のＺｎ−Ｍｇ合金
めっき鋼板。 - 【請求項５】 鋼板表面にＺｎ，Ｍｇ及びＺｎを独立し
て順次蒸着し、蒸着終了時点の鋼板温度を２７０〜３７
０℃に制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか
に記載のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項６】 鋼板表面にＺｎ，Ｍｇ及びＺｎを独立し
て順次蒸着した後、１５０〜２４０℃に１時間以上加熱
することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＺ
ｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29473695A JPH09111438A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
| TW085101709A TW359688B (en) | 1995-02-28 | 1996-02-12 | High anticorrosion Zn-Mg series-plated steel sheet and method of manufacture it |
| DE69606077T DE69606077T2 (de) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | Stahlblech mit korrosionsbeständiger Zweikomponentenschicht aus Zn-Mg sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP96102853A EP0730045B1 (en) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | Steel sheet with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| US08/607,703 US5648177A (en) | 1995-02-28 | 1996-02-27 | Steel sheet coated witn Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| KR1019960004969A KR100295174B1 (ko) | 1995-02-28 | 1996-02-28 | 고내식성zn-mg계도금강판및그제조방법 |
| CN96102429A CN1070932C (zh) | 1995-02-28 | 1996-02-28 | 高耐腐蚀性Zn－Mg系电镀铜板及其制造方法 |
| US08/787,260 US5747111A (en) | 1995-02-28 | 1997-01-24 | Steel sheet coated with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29473695A JPH09111438A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111438A true JPH09111438A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17811645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29473695A Withdrawn JPH09111438A (ja) | 1995-02-28 | 1995-10-18 | 端面の耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09111438A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100436636C (zh) * | 2006-12-19 | 2008-11-26 | 武汉理工大学 | 一种结合电流处理的镁合金热处理方法 |
| JP2012516944A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ユミコア ソシエテ アノニム | 亜鉛を基礎とした合金層を有するディスクリート製品を被覆する方法 |
| JP2022514409A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-02-10 | ポスコ | メッキ密着性及び耐食性に優れたメッキ鋼材及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP29473695A patent/JPH09111438A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100436636C (zh) * | 2006-12-19 | 2008-11-26 | 武汉理工大学 | 一种结合电流处理的镁合金热处理方法 |
| JP2012516944A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ユミコア ソシエテ アノニム | 亜鉛を基礎とした合金層を有するディスクリート製品を被覆する方法 |
| JP2022514409A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-02-10 | ポスコ | メッキ密着性及び耐食性に優れたメッキ鋼材及びその製造方法 |
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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: 20030107 |