JPH11279732A - 耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板 - Google Patents
耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板Info
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Abstract
板を得る。 【解決手段】縞鋼板表面にAl:4.0〜20.0質量
%、Mg:1.0〜4.0質量%からなる溶融Zn基め
っき、またはそれに、さらにTi:0.002〜0.1
質量%、B:0.001〜0.045質量量%を加え
た、ビッカース硬さが120〜180である溶融Zn基
めっき層を被覆することにより耐傷付性、耐摩耗性およ
び耐食性に優れたZn−Al−Mg系溶融Zn基めっき
縞鋼板を得る。
Description
される縞鋼板、特に傷付性、耐摩耗性および耐食性に優
れた溶融Zn基めっき縞鋼板に関する。
車、輸送車輌や建設現場の仮設足場の階段、通路等の床
板には、主として熱延縞鋼板が使用されている。この熱
延縞鋼板は、熱延鋼板の表面に滑り止めのための突起を
縞状に付けたものである。熱延縞鋼板は従来、熱延まま
もしくは錆止め塗装を施して使用するのが一般的であっ
たが、耐食性が不十分なため、耐食性を付与するために
溶融Znめっきを施した熱延縞鋼板も最近使用されるよ
うになってきた。
所定の形状に加工後、フラックス法によるドブ漬Znめ
っきを行なうことが一般的である。また、特開平6−8
1170号公報には、熱延縞鋼帯を酸洗し、電気Niプ
レめっきを施した後、無酸化炉方式の連続溶融めっき設
備を用い、1重量%以下のAlを含むZnめっき浴に浸
漬、引き上げて連続的に溶融Znめっきする方法も開示
されている。
で得られるめっき層は二層構造となり、下層がFe−Z
n合金相、上層がZn相であり、めっき層の1/2以上
が軟質なZn相である。また、特開平6−81170号
公報に開示されている溶融Znめっき縞鋼板の場合に
は、めっき層の下層は厚み2μm以下のNi−Al−Z
n−Fe合金相であるが、上層は通常のガス還元・焼鈍
炉を有する連続式溶融Znめっきラインで製造される溶
融Znめっき鋼板のめっき層と同様にAl濃度1%以下
の軟質なZn相である。
食性は向上するが、めっき層表層が軟質なZn相である
ために、床板用等に使用した場合以下の問題があった。 1.めっき層が耐傷付性に劣るため、加工時や施工時、
さらには積層して保管する時に傷が付き易く、めっき鋼
板としての商品価値が低下し易い。 2.めっき層が耐摩耗性に劣るため、特に縞鋼板の突起
部でめっき層が摩耗し易く、その部位で早期に耐食性が
低下する。
案出されたものであり、縞鋼板の表面にZn−Al−M
g系の溶融めっきを被覆することにより、耐傷付性、耐
摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板を
提供することを目的とする。
の問題点を解消するために、Al:4.0〜20.0質
量%、Mg:1.0〜4.0質量%、残部がZnおよび
不可避的不純物からなる組成の溶融めっき層で被覆した
耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基め
っき縞鋼板が提供される。また、本発明においては、め
っき層がさらにTi:0.002〜0.1質量%および
B:0.001〜0.045質量%含む耐傷付性、耐摩
耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板が提
供される。
縞鋼板は、熱延縞鋼板の表面にZn−Al−Mg系のZ
n基溶融めっきを被覆したものである。Zn−Al−M
g系の溶融めっきは、通常の溶融Znめっきよりも良好
な耐食性を示すことが知られているが、めっき層中のA
l濃度を4質量%以上かつMg濃度を1質量%以上にす
ると、硬質な金属間化合物相であるZn2Mg相または
/およびZn11Mg2相が局所的に晶出し、Al/Zn
/ZnMg系金属間化合物の三元共晶組織が形成され
る。
(Znを多量に含有するAl相)、Zn単相および上述
の三元共晶組織が混在したものであるが、三元共晶組織
の存在割合が最も多く、この組織が硬質なため、めっき
層自体の耐傷付性および耐摩耗性が向上する。
系めっき層表面のマイクロビッカース硬さは120〜1
80(荷重0.098Nでの測定結果)であり、この値
はドブ漬けZnめっき、および、Al濃度が1重量%以
下の溶融Znめっき層表面についての値、55〜65、
の2〜3倍であり、AlおよびMgの添加によりめっき
層が硬質化し、耐傷付性および耐摩耗性が向上したこと
が分る。なお、本発明範囲の下限であるAl:4質量
%、Mg:1質量%において、JIS Z2371に規
定する塩水噴霧試験で評価したZn基めっき縞鋼板の耐
食性は、従来のZnめっき縞鋼板のそれの10倍であ
り、耐食性も良好である。
食性向上および溶融めっき時のドロス発生を抑制するこ
とを目的として添加する。Al濃度が4.0質量%未満
では耐食性向上効果が不十分であり、また、Mg酸化物
系ドロス発生の抑制効果も不十分である。Al濃度が増
加するとめっき浴温が上昇するため、めっき層〜鋼素地
間の界面における加工性の悪いFe−Al合金相の成長
速度が増大する。Al濃度が20.0質量%を超える
と、界面での合金相の成長が著しくなる。加工性と耐食
性を勘案すると、より好ましいAl濃度は、溶融めっき
後に縞を形成する場合には5.0〜7.0量%であり、
縞形成後に溶融めっきする場合には5.0〜15.0質
量%である。
な腐食生成物を生成させることにより耐食性を著しく向
上させる。しかし、Mg濃度が1.0質量%未満では耐
食性向上効果が不十分であり、4.0質量%を超えると
耐食性向上効果が飽和し、さらに溶融めっき時にMg酸
化物系ドロスの発生量が急激に増加するので、Mg濃度
は1.0〜4.0質量%とする。さらに好ましいMg濃
度は2.5〜3.5質量%である。
−Al−Mg三元系においては、めっき条件によっては
めっき層中にZn2Mg相または/およびZn11Mg2相
が局部的に晶出する。 これら金属間化合物相の何れが
局部的に晶出しても、耐傷付性および耐摩耗性が向上す
る。しかし、両方の金属間化合物相が共存すると局部電
池が形成され、表面が変色しやすくなるので、金属間化
合物相の何れかを単独で晶出させることが好ましい。
めっき層の耐食性を比較すると、Zn2Mgを単独で含
有するものの方が耐食性が良好であり、めっき層の構成
としては〔Al/Zn/Zn2Mgの三元共晶組織〕の
素地中に〔初晶Al相〕、または、〔初晶Al相〕と
〔Zn単相〕が混在した金属組織とすることがさらに好
ましい。
層は、上述のAlおよびMgを含有する系に、さらに好
ましくはTiを0.002〜0.1質量%、Bを0.0
01〜0.045質量%含有したものである。Tiおよ
びBを添加すると、耐食性の良好なZn2Mg相が優先
的に晶出する。Ti濃度が0.002質量%未満および
B濃度が0.001質量%未満ではZn11Mg2相の晶
出抑制効果が不十分である。また、Ti濃度が0.1質
量%を越えるとTi−Al系の析出物が成長し、B濃度
が0.045重量%を越えるとTi−B系の析出物ある
いはAl−B系の析出物が成長し、めっき層表面ににブ
ツと呼ばれる凹凸が生じ、表面外観を損ねるので好まし
くない。
板を作製して耐傷付性、耐摩耗性を調査した。比較材と
して、実験室的にフラックス法で作製したドブ漬けZn
めっき鋼板、ガス還元法で作製した溶融Znめっき鋼板
を用いた。なお、めっき原板はいずれも中炭素熱延鋼板
で、酸洗により脱スケールして用いた。めっき条件を以
下に示す。
製条件] ・ めっき原板:中炭素熱延鋼板、板厚:2mm、板幅:50
mm、長さ:150mm ・ 前処理:ガス還元法、 雰囲気ガス:50vol.%H2-N
2、加熱条件:550℃×30s ・ めっき浴組成: Al:4.0〜20.0質量%、Mg:1.0〜4.
0質量%、残部Zn Ti-B添加浴:上記にさらに Ti:0.002〜0.1質量%、B:
0.001〜0.045重量% ・めっき浴温度:390〜550℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬温度:480℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬時間:3s ・ めっき付着量:200g/m2(片面当たり) ・ めっき後の冷却速度: めっき浴温390℃以上、410℃未満でめっきした場合:7
〜15℃/s めっき浴温410℃以上、550℃未満でめっきした場合:0.
5〜15℃/s
mm、長さ:150mm ・ フラックス:ZnCl2:468g/L、NH4Cl:67g/L ・ フラックスの乾燥温度:300℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬温度:300℃ ・ めっき付着量:200g/m2(片面当たり) ・めっき浴組成:Zn-1質量%Pb-0.001重量%Al ・めっき浴温:460℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬時間:10s ・ めっき後の冷却速度:3℃/s
mm、長さ:150mm ・ 前処理:ガス還元法、雰囲気ガス:50vol.%H2-N2、
加熱条件:550℃×30s ・ めっき付着量:200g/m2(片面当たり) ・めっき浴組成:Zn-0.2質量%Al ・めっき浴温:460℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬温度:480℃ ・ めっき浴への鋼板の浸漬時間:3s ・ めっき後の冷却速度:5℃/s
における傷付荷重と傷付深さで評価した。傷付荷重と傷
付深さの測定方法を以下に記す。 [傷付荷重の測定方法]先端半径0.005mmのサファイア
製試験針を荷重0.0196〜0.196Nで試料に垂直に押し付
け、試料を20mm移動させた後、傷発生の有無を目視観察
し、傷が発生した最も軽い荷重を傷付荷重とした。 [傷付深さの測定方法]先端半径0.005mmのサファイア
製試験針を荷重2.94Nで試料に垂直に押し付け、試料を5
0mm移動させて傷を付けた。各試料とも3本の傷を付
け、1本につき5ヶ所、合計で15ヶ所の傷部のめっき
層断面を光学顕微鏡で写真撮影し、傷の深さを測定し、
その平均値を傷付深さとした。
る往復運動摩耗試験法で調査した。試料を試料押さえで
試料台に固定し、研磨紙を貼り付けた摩耗輪を試料に一
定荷重で押し付けて次に示す条件で往復運動させた。試
験後、粗さ計で往復運動方向と直角方向の断面曲線図を
測定し、試験部の摩耗深さを測定した。本測定結果では
摩耗深さを摩耗量として示した。なお、試験枚数は各め
っき鋼板とも3枚とし、摩耗量は3枚の平均値とした。 [往復運動摩耗試験条件] 摩耗輪サイズ:幅12mm、直径50mm 研磨紙:CC-#1000 摩耗輪回転速度:0.9°/往復 試験荷重:6.86N 試料往復ストローク:30mm 試料往復回数:1000回
果を表1に、傷付深さの測定結果を表2にそれぞれ示
す。
−Al−Mg系めっき鋼板の傷付荷重は0.14〜0.19であ
り、比較例のドブ漬けZnめっき鋼板および溶融Znめ
っき鋼板の値、0.05、の3〜4倍であった。また、
表2の結果では、溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の
傷付深さは6.1〜6.8μmであり、ドブ漬けZnめっき鋼
板および溶融Znめっき鋼板のそれ、約10μm、の2/
3程度であった。従って、本製造条件で作成した溶融Z
n基めっき縞鋼板の耐傷付性が従来のめっき縞鋼板のそ
れよりも優れることが分る。
囲の溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の摩耗量は3.1
〜3.8μmであり、ドブ漬けZnめっき鋼板および溶融
Znめっき鋼板の摩耗量、約10μm、の1/3程度で
あり、本発明の溶融Zn基めっき縞鋼板は、耐摩耗性も
優れると言って良い。
来の溶融Znめっき熱延縞鋼板よりも耐傷付性、耐摩耗
性および耐食性に優れた食性にも優れた縞鋼板を提供す
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】Al:4.0〜20.0質量%、Mg:
1.0〜4.0質量%、残部がZnおよび不可避的不純
物からなる組成の溶融めっき層で被覆したことを特徴と
する耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn
基めっき縞鋼板。 - 【請求項2】めっき層がさらにTi:0.002〜0.
1質量%およびB:0.001〜0.045質量%含む
ことを特徴とする請求項1に記載の耐傷付性、耐摩耗性
および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9995698A JPH11279732A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 耐傷付性、耐摩耗性および耐食性に優れた溶融Zn基めっき縞鋼板 |
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