JPH11279735A - Al−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板 - Google Patents

Al−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板

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JPH11279735A
JPH11279735A JP9825498A JP9825498A JPH11279735A JP H11279735 A JPH11279735 A JP H11279735A JP 9825498 A JP9825498 A JP 9825498A JP 9825498 A JP9825498 A JP 9825498A JP H11279735 A JPH11279735 A JP H11279735A
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JP
Japan
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mass
hot
steel sheet
dip
red rust
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Withdrawn
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JP9825498A
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English (en)
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Fukio Yoshizaki
布貴男 吉崎
Hideo Miyake
日出男 三宅
Minoru Saito
実 斉藤
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気暴露環境下で切断端面での赤錆発生がほ
とんど認められない溶融Al基めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
%,Zn:2〜10%を含有し、残部がAlおよび不可避
的不純物からなる溶融めっき層を表面に有するAl−S
i−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。溶融めっき層
は、必要に応じてさらに、Be:0.002〜0.08%,好ま
しくは0.003〜0.05%,Sr:0〜0.1%(無添加を含
む)、または、Be:0〜0.003%(無添加を含む),S
r:0.07〜1.7%,好ましくは0.1〜1.0%、または、B
e:0.003〜0.08%,好ましくは0.003〜0.05%,Sr:
0.1〜1.7%,好ましくは0.1〜1.0%を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気暴露環境での
耐赤錆発生性に優れたAl−Si−Mg−Zn系溶融A
l基めっき鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融Al基めっき鋼板は耐食性や耐熱性
に優れるため、多くの用途に適用されている。中でもA
l−Si系溶融めっき鋼板は耐食性に優れるため、屋根
・外装材として使用されており、例えば「Al−9質量
%Si溶融めっき鋼板」などが商品化されている。ま
た、「Al−Si−Mg系溶融Al基めっき鋼板」は一
層高い耐食性を示すことが知られているが、これは未だ
工業的規模での実用化には至っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】溶融めっき鋼板を屋根
・外装材に用いる場合、通常、めっき鋼板の切断端面に
素地鋼が露出した状態で使用される。このため、切断端
面での赤錆の発生がしばしば問題になる。上記の「Al
−9質量%Si溶融めっき鋼板」でも、使用環境・使用
部位によっては赤錆の発生が目立ちやすくなり、建造物
等の外観を損なう場合もある。また、「Al−Si−M
g系溶融Al基めっき鋼板」でも、大気暴露環境(風雨
に曝される屋外環境)において、切断端面でのある程度
の赤錆発生は避けられない。
【0004】本発明は、上記従来材の特長を備えなが
ら、大気暴露環境において切断端面の素地鋼露出部での
赤錆発生がほとんど認められない程度にまで耐食性を向
上させた溶融Al基めっき鋼板を提供することを目的と
する。併せて、そのような高耐食溶融めっき鋼板におい
て表面性状の良好なものを製造する技術を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、溶融めっき
層に適量のZnを含有させた「Al−Si−Mg−Zn
系溶融Al基めっき鋼板」によって達成される。また、
さらに微量のBeまたはSrを添加することによって、
通常の溶融めっきラインにおいて表面性状に優れたもの
が製造できる。
【0006】すなわち、請求項1の発明は、質量%で、
Si:3〜13%,Mg:2〜8%,Zn:2〜10%を含有
し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる溶融めっ
き層を表面に有する、大気暴露環境での耐赤錆発生性に
優れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板
である。ここで、溶融めっき層の化学組成は、めっき層
をNaOH等の溶液中で溶解し、その溶液をICP発光
分光分析法で分析することによって特定することができ
る。耐赤錆発生性とは、赤錆が発生しにくい性質をい
う。
【0007】請求項2の発明は、質量%で、Si:3〜1
3%,Mg:2〜8%,Zn:2〜10%,Be:0.002〜0.0
8%,Sr:0〜0.1%(無添加を含む)を含有し、残部
がAlおよび不可避的不純物からなる溶融めっき層を表
面に有する、大気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、か
つ表面性状に優れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al
基めっき鋼板である。
【0008】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、特に溶融めっき層のBe含有量を0.003〜0.05%に
規定したものである。
【0009】請求項4の発明は、質量%で、Si:3〜1
3%,Mg:2〜8%,Zn:2〜10%,Be:0〜0.003%
(無添加を含む),Sr:0.07〜1.7%を含有し、残部
がAlおよび不可避的不純物からなる溶融めっき層を表
面に有する、大気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、か
つ表面性状に優れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al
基めっき鋼板である。
【0010】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、特に溶融めっき層のSr含有量を0.1〜1.0%に規定
したものである。
【0011】請求項6の発明は、質量%で、Si:3〜1
3%,Mg:2〜8%,Zn:2〜10%,Be:0.003〜0.0
8%,Sr:0.1〜1.7%を含有し、残部がAlおよび不
可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、大
気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優
れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板で
ある。
【0012】請求項7の発明は、請求項6の発明におい
て、特に溶融めっき層のBe含有量を0.003〜0.05%に
規定し、かつSr含有量を0.1〜1.0%に規定したもので
ある。
【0013】
【発明の実施の形態】Al基めっき層にSiを含有させ
る目的は、主としてめっき層に加工性を付与することで
ある。めっき層のSi含有量が3質量%未満ではFe−
Al合金層の成長が著しく、良好な加工性が得られな
い。一方、Si含有量が13質量%を超えると塊状の析出
物が析出し、却って加工性を阻害するようになる。
【0014】Al基めっき層にMgを含有させる目的
は、主として当該めっき鋼板の耐食性、特に大気暴露環
境における切断端面などの素地鋼露出部の耐赤錆発生性
を向上させることである。めっき層のMg含有量が2質
量%未満では耐赤錆発生性の向上効果が充分ではない。
一方、Mg含有量が8質量%を超えても耐赤錆発生性は
飽和し、また、溶融めっき浴のMg濃度が高くなること
により浴表面のドロスが発生し易くなり、めっき鋼板の
表面性状を改善することが難しくなる。
【0015】本発明では、Al基めっき層に、Si,M
gに加え、さらにZnを含有させる。Znの含有によ
り、Al−Si−Mg系溶融Al基めっき鋼板の大気暴
露環境下での耐赤錆発生性が顕著に向上することがわか
った。この耐赤錆発生性の向上効果は、めっき層のZn
含有量が2質量%程度から現れ、多くなるにしたがって
この効果は増大する。しかし、Zn含有量が10質量%を
超えると「長期耐食性」が劣化して好ましくない。この
ため、本発明ではめっき層中のZn含有量を2〜10質量
%の範囲に規定する。
【0016】このようなAl−Si−Mg−Zn系溶融
Al基めっき鋼板は、非常に優れた耐赤錆発生性を示す
ものの、製造性が良くない。すなわち、めっき浴表面が
大気雰囲気であるような通常の溶融めっきラインで製造
すると、図1の表面写真に見られるような「しわ」状の
表面欠陥が多数発生し、表面性状は極めて悪いものとな
る。その原因は、めっき浴へのMgの添加により、溶融
金属表面上の酸化皮膜の成長が著しく促進され、その酸
化皮膜が溶融状態にある「めっき金属」の均一な「た
れ」を阻害するためであると考えられる。
【0017】Al−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっ
き鋼板の表面性状を改善するための手段として、例え
ば、めっき浴表面を密封構造の雰囲気保持カバー等で覆
い、非酸化性雰囲気に保つ方法が有効である。しかし、
工業的な連続めっきラインでめっき浴表面を密封構造の
カバーで覆うことは、作業性・汎用性・コスト面から、
必ずしも好ましくない。本発明者らは、めっき浴に微量
のBeまたはSrを添加することによって、大気雰囲気
下で行う通常の溶融めっき法を用いた場合でも、Al−
Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板の表面性状が
著しく改善されることを知見した。
【0018】Beによる表面性状改善効果は、めっき層
中のBe含有量が0.002質量%程度から急激に現れる。
そして、0.003〜0.05質量%の範囲において、最も良好
な表面性状が得られる。さらにBe含有量が増すと表面
性状は再び徐々に劣化していく。ただし、Be含有量が
0.05質量%を超えても、0.08質量%以下の範囲では表面
性状の改善効果は発揮され、Be,Srを添加しないA
l−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板と比較す
るとかなり良好な表面肌のものが得られる。
【0019】Srによる表面性状改善効果は、めっき層
中のSr含有量が0.07質量%程度から現れる。そして、
0.1〜1.0質量%の範囲において、最も良好な表面性状が
得られる。さらにSr含有量が増すと表面性状は再び徐
々に劣化していく。ただし、Sr含有量が1.0質量%を
超えても、1.7質量%以下の範囲では表面性状の改善効
果は発揮され、Be,Srを添加しないAl−Si−M
g−Zn系溶融Al基めっき鋼板と比較するとかなり良
好な表面肌のものが得られる。
【0020】BeとSrは、それぞれ単独で添加して
も、複合で添加しても、上記の表面性状改善効果が得ら
れる。適量のBeまたはSrの添加によってめっき鋼板
の表面性状が著しく改善されるのは、めっき浴から出た
未凝固のめっき層表層において、Mgよりも、Beまた
はSrの方が優先酸化されることによって、Mgの酸化
が抑制されるためであると推測される。
【0021】本発明では、めっきを施す素地鋼板として
種々のものが使用できるが、例えば、弱脱酸鋼,Tiキ
ルド鋼等に適用するのが効果的である。
【0022】
【実施例】連続溶融めっきシミュレータ(連続溶融めっ
き実験ライン)を用いてAl−Si−Mg−Zn系溶融
Al基めっき鋼板を製造し、耐食性を調べた。また、め
っき層にBeまたはSrを含有させたものも同様に製造
し、表面性状改善効果を調べた。各実験に共通するめっ
き条件は次のとおりである。 ・素地鋼板:冷延弱脱酸鋼(厚み:0.8mm,幅:60mm) ・還元炉最高到達板温:700℃,露点:−35℃ ・通板速度:50m/分 ・めっき浴温:650℃ ・浸漬時間:3秒 ・めっき後の冷却:大気中で放冷
【0023】溶融めっき層の化学組成は、めっき浴組成
をほぼ反映したものとなる。そこで、本実施例ではめっ
き浴組成を種々変化させることによって、耐食性あるい
は表面性状との関係を評価した。
【0024】耐食性については、大気暴露による「耐赤
錆発生性」の調査と、SST(JISZ 2371に従う塩水噴
霧試験)による「腐食減量」の調査を行った。ここで、
「耐赤錆発生性」は、得られた溶融めっき鋼板を、既存
のAl−9質量%Siめっき鋼板とともに、切断端面で
素地鋼を露出させた状態にして2ヶ月間大気暴露し、切
断端面の赤錆の目立ちにくさを「耐赤錆発生性」として
評価した。暴露場所は大阪府堺市の臨海工業地帯であ
る。耐赤錆発生性は、目視観察で以下のように3段階
(○,△,×)にランク付けして表した。 ・◎:赤錆の発生がほとんど認められないもの。 ・○:赤錆がAl−9質量%Siめっき鋼板より目立ち
にくいもの。 ・△:赤錆がAl−9質量%Siめっき鋼板と同等に目
立ちにくいもの。 ・×:赤錆がAl−9質量%Siめっき鋼板より目立ち
やすいもの。 また、SSTによる「腐食減量」は、主としてめっき層
の溶解速度を反映したものであり、これにより、めっき
鋼板の長期耐食性が概ね評価できる。
【0025】表面性状については、得られた溶融めっき
鋼板の表面外観を目視観察で4段階(◎,○,△,×)
にランク付けすることによって評価した。その評価基準
として、図2の写真に示すサンプルを用い、以下のよう
にランク付けした。 ・◎:図2の上段のサンプルと同等以上に良好な表面性
状を呈するもの。 ・○:図2の上段のサンプルより劣るが、図2の中段の
サンプルと同等以上に良好な表面性状を呈するもの。 ・△:図2の中段のサンプルより劣るが、図2の下段の
サンプルより良好な表面性状を呈するもの。下段のサン
プルに見られるような「しわ」状の表面欠陥が鋼板長手
方向の10%未満の領域に存在するものも含む。 ・×:図2の下段のサンプルに見られるような「しわ」
状の表面欠陥が鋼板長手方向の10%以上の領域に存在す
るもの。
【0026】外装材などで外観を重視する用途に適用す
る場合、上記評価が○以上の良好な表面性状を呈するこ
とが望ましい。しかし、上記評価が△のものでも、Be
やSrを含有しないものと比較すると表面性状は大きく
向上している。表面性状より耐赤錆発生性の方を特に重
視する用途も考えられることから、「しわ」状の欠陥が
わずかに存在しているものであっても、商品価値を有す
る場合があり得る。このため、上記評価が△のものも、
耐食性が良好である限り、本発明に含めることとした。
【0027】〔実施例1〕めっき浴組成をSi:3〜13
質量%,Mg:0〜8質量%,Zn:0〜15質量%,残部
がAlおよび不可避的不純物とし、めっき浴表面上に密
封構造の雰囲気保持カバーを設けてめっき後の冷却部分
を非酸化性雰囲気(窒素雰囲気)に保持した。得られた
めっき鋼板の「耐赤錆発生性」および「腐食減量」を評
価した。その結果を表1に示す。なお、この実施例で得
られた鋼板の表面性状は図2を用いた前記ランク付けで
概ね△〜◎の範囲であり、商品価値を有するものであっ
た。
【0028】
【表1】
【0029】〔実施例2〕めっき浴組成を、Si:9質
量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0
〜0.06質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とし
た。雰囲気保持カバーは設けず、めっき浴表面が大気雰
囲気である通常の溶融めっき法を実施した。得られため
っき鋼板の「表面性状」を評価した。その結果を表2に
示す。
【0030】
【表2】
【0031】〔実施例3〕めっき浴組成を、Si:13質
量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0
〜0.06質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とした
以外、実施例2と同様の実験・評価を行った。その結果
を表3に示す。
【0032】
【表3】
【0033】〔実施例4〕めっき浴組成を、Si:3質
量%,Mg:2〜8質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0
〜0.06質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とした
以外、実施例2と同様の実験・評価を行った。その結果
を表4に示す。
【0034】
【表4】
【0035】〔実施例5〕めっき浴組成を、Si:9質
量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,Sr:0
〜1.5質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とした
以外、実施例2と同様の実験・評価を行った。その結果
を表5に示す。
【0036】
【表5】
【0037】〔実施例6〕めっき浴組成を、Si:13質
量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,Sr:0
〜1.5質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とした
以外、実施例2と同様の実験・評価を行った。その結果
を表6に示す。
【0038】
【表6】
【0039】〔実施例7〕めっき浴組成を、Si:3質
量%,Mg:2〜8質量%,Zn:2〜10質量%,Sr:0
〜1.5質量%,残部がAlおよび不可避的不純物とした
以外、実施例2と同様の実験・評価を行った。その結果
を表7に示す。
【0040】
【表7】
【0041】〔実施例8〕めっき浴組成を、Si:9質
量%,Mg:5質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0.00
15〜0.06質量%,Sr:0〜1.5質量%,残部がAlおよ
び不可避的不純物とした以外、実施例2と同様の実験・
評価を行った。その結果を表8に示す。
【0042】
【表8】
【0043】〔実施例9〕めっき浴組成を、Si:13質
量%,Mg:5質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0.00
15〜0.06質量%,Sr:0〜1.5質量%,残部がAlおよ
び不可避的不純物とした以外、実施例2と同様の実験・
評価を行った。その結果を表9に示す。
【0044】
【表9】
【0045】〔実施例10〕めっき浴組成を、Si:3
質量%,Mg:5質量%,Zn:2〜10質量%,Be:0.
0015〜0.06質量%,Sr:0〜1.5質量%,残部がAlお
よび不可避的不純物とした以外、実施例2と同様の実験
・評価を行った。その結果を表10に示す。
【0046】
【表10】
【0047】〔実施例11〕めっき浴組成を、Si:9
質量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,B
e:0〜0.05質量%,Sr:0〜1.0質量%,残部がAl
および不可避的不純物とした。実施例2と同様に雰囲気
保持カバーは設けず、めっき浴表面が大気雰囲気である
通常の溶融めっき法を実施した。得られためっき鋼板の
「耐赤錆発生性」および「腐食減量」を評価した。その
結果を表11に示す。
【0048】
【表11】
【0049】〔実施例12〕めっき浴組成を、Si:13
質量%,Mg:2〜5質量%,Zn:2〜10質量%,B
e:0〜0.05質量%,Sr:0〜1.0質量%,残部がAl
および不可避的不純物とした以外、実施例11と同様の
実験・評価を行った。その結果を表12に示す。
【0050】
【表12】
【0051】〔実施例13〕めっき浴組成を、Si:3
質量%,Mg:2〜8質量%,Zn:2〜10質量%,B
e:0〜0.05質量%,Sr:0〜1.0質量%,残部がAl
および不可避的不純物とした以外、実施例11と同様の
実験・評価を行った。その結果を表13に示す。
【0052】
【表13】
【0053】
【発明の効果】以上のように、本発明では、めっき層に
Si,Mg,Znを適量含有させた「Al−Si−Mg
−Zn系溶融Al基めっき鋼板」によって、大気暴露環
境下において切断端面での素地鋼露出部分で赤錆発生が
ほとんど認められない高耐食めっき鋼板を実現した。そ
の耐赤錆発生性の改善効果はZn:2質量%以上で顕著
になり、Zn>10質量%で腐食減量の増加が急に大きく
なる(表1)。つまり、本系のAl基めっき層中のZn
含有量は2〜10質量%とするのが極めて効果的である。
また、めっき層にさらにBeまたはSrを適量含有させ
ることによって、めっき浴表面が大気雰囲気である通常
の連続めっきラインにおいても、表面性状の優れた本系
のめっき鋼板が製造できるようになる。特に、Be:0.
003〜0.05質量%またはSr:0.1〜1.0質量%を含有さ
せたとき、その表面性状の改善効果が顕著に現れる(表
2〜10)。Be,Srを本発明規定範囲でめっき層中
に含有させたものも、優れた耐赤錆発生性を示す(表1
1〜13)。
【図面の簡単な説明】
【図1】めっき浴表面が大気雰囲気である通常の方法で
製造したAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼
板の表面写真。
【図2】表面性状の評価基準に用いためっき鋼板の表面
写真。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%を含有し、残部がAlおよび不可避
    的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、大気暴
    露環境での耐赤錆発生性に優れたAl−Si−Mg−Z
    n系溶融Al基めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0.002〜0.08%,Sr:0〜
    0.1%(無添加を含む)を含有し、残部がAlおよび不
    可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、大
    気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優
    れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0.003〜0.05%,Sr:0〜
    0.1%(無添加を含む)を含有し、残部がAlおよび不
    可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、大
    気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優
    れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。
  4. 【請求項4】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0〜0.003%(無添加を含
    む),Sr:0.07〜1.7%を含有し、残部がAlおよび
    不可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、
    大気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に
    優れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼
    板。
  5. 【請求項5】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0〜0.003%(無添加を含
    む),Sr:0.1〜1.0%を含有し、残部がAlおよび不
    可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有する、大
    気暴露環境での耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優
    れたAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。
  6. 【請求項6】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0.003〜0.08%,Sr:0.1
    〜1.7%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物か
    らなる溶融めっき層を表面に有する、大気暴露環境での
    耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優れたAl−Si
    −Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。
  7. 【請求項7】 質量%で、Si:3〜13%,Mg:2〜8
    %,Zn:2〜10%,Be:0.003〜0.05%,Sr:0.1
    〜1.0%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物か
    らなる溶融めっき層を表面に有する、大気暴露環境での
    耐赤錆発生性に優れ、かつ表面性状に優れたAl−Si
    −Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板。
JP9825498A 1998-03-27 1998-03-27 Al−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板 Withdrawn JPH11279735A (ja)

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