JPH11199956A - 耐食性に優れた溶融めっき用Zn−Al−Mg系合金 - Google Patents
耐食性に優れた溶融めっき用Zn−Al−Mg系合金Info
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Abstract
を製造することを可能にする溶融めっき用Zn−Al−
Mg系合金を得る。 【解決手段】 高耐食性を得るためにZn浴にMgを添
加するとともに、そのMgのめっき浴中での酸化の抑制
および耐食性の向上を目的としてAlを添加した溶融め
っき用合金で、めっき外観の向上にはPb、Sn、Cd
およびBi濃度を低下する。表面外観の向上には、さら
にTiおよびBを添加する。
Description
−Al−Mg系合金、特に、鉄鋼材料の表面を溶融めっ
きした場合に優れた耐食性を示すZn−Al−Mg系合
金に関する。
もに、鉄鋼材料に対して犠牲防食作用を示すため、以前
よりAlをごく微量添加したZn合金が溶融めっきの被
覆材料として用いられてきたが、近年の大気環境の悪化
に伴い、Al含有量を高めて耐食性を向上したZn−A
l系合金も使用されるようになっており、特にAlを共
晶点付近の組成で含むZn−4〜5%Al系溶融めっき
鋼板が市販されている。
の耐食性がさらに向上することが知られており、例えば
特開平2−73954号公報にはMg:0.01〜1.
0wt%を含有するZn−Al−Mg系溶融めっき鋼板
が開示されている。めっき鋼材の耐食性はMgの添加量
とともに増大するが、Mgが極めて活性な金属であるた
め、溶融めっき浴として使用すると酸化が激しく、いわ
ゆるドロスの生成量が増大するため、操業上のその上限
は従来より1質量%程度であり、耐食性の向上効果は限
定されたものであった。
合、例えば、酸性雨環境下や海岸近傍等の過酷な環境下
ではその耐食性が十分とは言えないため、操業中のドロ
ス発生が少なく、かつ耐食性がさらに優れたZn−Al
系溶融めっき合金の開発が必要である。
属浴の大気酸化挙動を鋭意検討し、Zn浴にAlを4.
0質量%以上添加することにより、同時に添加したMg
の酸化を抑制することが可能であることを見出して本発
明を完成するに至った。
上させる作用を示すとともに、易酸化性元素のため、そ
れ自身が浴表面において緻密な酸化皮膜を形成すること
により、結果としてMgの酸化を抑制することが判明し
た。すなわち、従来検討されてきたZn−Al−Mg系
浴は、Zn−Mg系浴にAlを少量添加したものが主体
であり、Alの酸化抑制効果が不十分であることが分か
った。
生の問題を解決し、耐食性に優れた溶融めっき鋼材を安
定的に製造するためのZn−Al−Mg系合金を提供す
ることである。
〜10.0質量%、Mg:1.0〜4.0質量%、かつ
Pb、Sn、CdおよびBiの1種または2種以上の合
計が0.02質量%以下であり、残部がZnおよび不可
避的不純物からなる組成を有することを特徴とする耐食
性に優れた溶融めっき用Zn−Al−Mg系合金を提供
するものである。
て、上記の合金にTi:0.002〜0.2質量%、
B:0.001〜0.1質量%をさらに含有することを
特徴とするものである。
っき浴をZn、AlおよびMg等の単独金属のインゴッ
トから建浴することは可能である。また、Zn−Al合
金浴に他の金属を溶解することも可能であるが、以下の
問題があるため、溶融めっき浴の建浴には本発明の合金
を使用する。
と、密度の低いMgが浴表面に浮上するため溶解に時間
を要するのみならず、溶解中に発火する危険がある。ま
た、溶解時にMgが酸化してドロスになり易く、浴中M
gの歩留まりが低下する。TiおよびBも低密度のため
浴表面に浮上し、ドロス中に巻き込まれるため、それら
の浴中歩留まりが低下するとともに、溶解後に浴中偏析
が起こり易い。
合金は、Al:4.0〜10.0質量%、Mg:1.0
〜4.0質量%、かつPb、Sn、CdおよびBiの1
種または2種以上の合計が0.02質量%以下であり、
残部がZnおよび不可避的不純物からなる組成を有する
もの、または、その合金に更にTi:0.002〜0.
2質量%、B:0.001〜0.1質量%添加したもの
であり、それぞれの成分の限定理由を以下に説明する。
抑制を目的として添加するが、4質量%未満ではそれら
の効果が不十分である。Alを10質量%を超えて添加
すると、溶融めっきの耐食性は向上するが、めっき浴温
が上昇するためにめっき機材の損傷が激しくなるととも
に、溶融めっき層と鋼材の界面に加工性の悪いFe−A
l系の合金層が生成し易くなるため、溶融めっき浴とし
ては不適である。
が、1.0質量%未満ではその効果が不十分である。M
gを4.0質量%を超えて添加しても、耐食性向上の効
果が飽和するのみならず、Alの添加にもかかわらず酸
化抑制が不十分となり、ドロスが発生し易くなる。
に濃縮し、いわゆる凝固ひけを起こして溶融めっきの表
面外観を損ねること、および、粒界偏析を起こして粒界
腐食の原因となるため、これらの元素の1種または2種
以上の合計を0.02質量%以下にする必要がある。
され、溶融めっきの表面外観が美麗なものとなるととも
に、上述の粒界腐食に対するPb、Sn、CdおよびB
iの影響が緩和される。また、これらの元素の添加は、
耐食性に優れたZn2Mg金属間化合物相のめっき層中
での成長を助長する。
れらの効果が十分ではない。めっき層中のTi量として
は、0.1質量%程度あればその効果が飽和するが、建
浴時および操業時に多少のロスが発生するため、本発明
の合金組成においてはその上限を0.2質量%とする。
Bの添加が0.001質量%未満では添加の効果が十分
ではない。めっき層中のB量としては、0.045質量
%程度あればその効果が飽和するが、やはり建浴時およ
び操業時に多少のロスが発生するため、本発明の合金組
成においてはその上限を0.1質量%とする。
タを用い、中炭素鋼の熱延鋼板(板厚3.2mm)に、
表1に示す各種組成の合金を溶解しためっき浴により溶
融めっきを行い、得られためっき鋼板の品質を評価する
とともに、めっき中のドロスの発生状況を調査した。こ
こで、到達板温は600℃、めっき浴温は430℃、浸
漬時間は3秒、めっき後の空冷速度は5℃/秒とした。
なお、表1および表2において、組成が0質量%とは無
添加を意味しており、不可避的不純物として混入した量
は測定していない。また表1においてPb等とはPb、
Sn、CdおよびBiの1種または2種以上の合計を言
う。
規定する塩水噴霧試験により行い、試験時間800時間
後の腐食減量が25g/m2以下のものを○、25g/
m2を超え80g/m2以下のものを△、80g/m2
を超えるものを×と記した。めっき外観の評価は目視に
より行ない、凝固ひけによる粒界が全く観察されないも
のを◎、ごく僅かに観察されるものを○、明瞭に観察さ
れるものを×と記した。ドロスの発生状況は目視観察に
より行ない、通常の溶融Znめっき浴と同程度またはそ
れ以下の場合に○、それより多い場合には×と記してあ
る。
性が不十分であり、Mg濃度が増大するとドロス発生量
が増加することが分かる。また、Pb等の不純物濃度が
本発明の範囲を超えると、溶融めっきの表面外観が悪化
する。なお、表1には示さないが、Pb等の不純物濃度
の増加により、湿潤環境下での粒界腐食感受性が増加し
た。
6mmの中炭素鋼熱延鋼板を用いて、表2に示す組成の
合金を溶解しためっき浴により溶融めっき鋼板を作成
し、その品質を評価した結果を表2に示す。めっきの密
着性は、試験片を密着曲げした後、曲げ部のセロテープ
剥離テストを行ない、剥離なしを○、剥離量5%未満を
△、剥離量5%以上を×と記した。
が不十分となり、Al濃度が本発明の範囲を超えると、
めっき層/鋼板界面における合金層の成長によりめっき
密着性が低下することが分かる。また、TiおよびBを
添加すると結晶の微細化が起こり、めっき外観が極めて
良好になった。
ることにより、高耐食性の溶融めっき鋼板を、良好な操
業条件で安定して製造することが可能になった。
Claims (2)
- 【請求項1】Al:4.0〜10.0質量%、Mg:
1.0〜4.0質量%、かつPb、Sn、CdおよびB
iの1種または2種以上の合計が0.02質量%以下で
あり、残部がZnおよび不可避的不純物からなる組成を
有することを特徴とする耐食性に優れた溶融めっき用Z
n−Al−Mg系合金。 - 【請求項2】Ti:0.002〜0.2質量%、B:
0.001〜0.1質量%をさらに含有することを特徴
とする請求項1に記載の耐食性に優れた溶融めっき用Z
n−Al−Mg系合金。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01472698A JP4115572B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 耐食性に優れた溶融めっき用Zn−Al−Mg系合金 |
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JP01472698A Expired - Lifetime JP4115572B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 耐食性に優れた溶融めっき用Zn−Al−Mg系合金 |
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- 1998-01-12 JP JP01472698A patent/JP4115572B2/ja not_active Expired - Lifetime
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