JPH11343555A

JPH11343555A - 耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板

Info

Publication number: JPH11343555A
Application number: JP16618498A
Authority: JP
Inventors: Junichi Inagaki; 淳一稲垣; Toshihiko Oi; 利彦大居; Takafumi Yamaji; 隆文山地; Yasuhide Yoshida; 安秀吉田; Masaaki Yamashita; 正明山下; Kazumi Jiroumaru; 和三治郎丸; Toshiyuki Okuma; 俊之大熊; Nobuyuki Ishida; 信之石田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-05-30
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 1999-12-14
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: JP3324504B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐クラック性に優れ、しかも製造工程を増加
させたり、めっき浴中に特別な元素を添加することなく
製造可能な溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を得る。【解決手段】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板において、デ
ンドライト部とインターデンドライト部との硬度差を小
さくすれば、個々のクラックの開口幅を小さくし、クラ
ックによるめっき皮膜外観の悪化を抑制できるという知
見に基づきなされたもので、めっき皮膜中のデンドライ
ト部［ｄ］とインターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ
／ｉを０．４０以上とすることを特徴とし、好ましく
は、インターデンドライト部のマイクロビッカース硬度
Ｈｖを５００以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、めっき皮膜中に
Ａｌを２０〜９５重量％含有し、一般に化成処理や塗装
等を施して使用される溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、特公昭４
６−７１６１号に示されているように通常の溶融亜鉛め
っき鋼板に比べて優れた耐食性を示すことから、近年そ
の需要が増大しつつある。一般に、この溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板は化成処理或いは塗装を施された後、
プレス成形、ロール成形、曲げなどの加工を施され、建
材、家電などの分野で使用されている。

【０００３】ところが、この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板は、厳しい曲げ加工を施した場合に加工部にクラ
ックが発生しやすく、このクラックにより外観が損なわ
れるという欠点がある。従来、このような加工部でのク
ラックの発生を防止するために、めっき付着量を低減さ
せる方法（特開平５−２７１８９５号）や、めっき後の
製品に対して９３℃〜４２７℃の温度範囲で熱処理を施
し、次いで少なくとも２０５℃まで徐冷することにより
時効硬化のないめっき皮膜とする方法（特公昭６１−２
８７４８号）などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
でも厳しい曲げ加工を施した場合の耐クラック性の改善
は十分でなく、加えて、前者では耐食性の低下が、後者
では製造工程が増加することによる製造コストの増加が
問題となる。また、めっき付着量の低減化による耐食性
の劣化を防止するために浴中にミッシュメタル、Ｍｇ、
Ｍｎなどを添加する方法（特公昭６４−１０５９３号）
も提案されているが、上述したようにめっき付着量を低
減させても耐クラック性の改善は十分でないことから、
上記の方法は却って素材コストの上昇を招くだけであ
る。

【０００５】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、耐クラック性に優れ、しかも製
造工程を増加させたり、めっき浴中に特別な元素を添加
することなく製造可能な溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼
板を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のような
事実を知見した。 (1) Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板のめっき皮膜は、主にデンドライト部、
インターデンドライト部（デンドライト間隙部）及び鋼
板との界面に生成した界面合金層（金属間化合物層）と
からなるが、このような鋼板に厳しい曲げ加工（例え
ば、０Ｔ曲げ）を施すと界面合金層でクラックが発生
し、このクラックがデンドライト／インターデンドライ
ト界面を伝播することによってめっき皮膜にクラックが
入る。

【０００７】(2) 上記のクラックの伝播のしやすさやそ
の形態は、デンドライト部とインターデンドライト部と
の硬度差に大きく依存しており、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板はデンドライト部とインターデンドラ
イト部との硬度差が大きいために個々のクラックの開口
幅が大きくなり、このような開口幅の大きいクラックの
形成によりめっき皮膜の外観が損なわれる結果となる。
これは、デンドライト部とインターデンドライト部との
硬度差が大きい場合には、界面合金層を起点として発生
したクラックの伝播経路がデンドライト／インターデン
ドライト界面という限られた場所に集中してしまうた
め、曲げ加工による鋼板の変形に追従するために導入さ
れる個々のクラックの開口幅が大きくなるためである。

【０００８】一方、デンドライト部とインターデンドラ
イト部との硬度差が小さい場合には、クラックの伝播経
路が上記のように限定されないため、めっき皮膜中に多
数のクラックがランダムに入り、このため個々のクラッ
クの開口幅は小さく、外観上視認されない程度の大きさ
にしかならない。したがって、デンドライト部とインタ
ーデンドライト部との硬度差を小さくすれば、個々のク
ラックの開口幅を小さくし、クラックによるめっき皮膜
外観の悪化を抑制できる。

【０００９】(3) さらに、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板はインターデンドライト部自体も凝固後の析
出硬化によって非常に硬質となっているため、上記クラ
ックの伝播が促進されやすい。したがって、インターデ
ンドライト部自体の硬度が低いめっき皮膜とすることに
より、界面合金層を起点とするクラックの伝播を抑制す
ることができる。

【００１０】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、以下のような特徴を有する。 [1] めっき皮膜
中にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板であって、めっき皮膜中のデンドライト
部［ｄ］とインターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／
ｉが０．４０以上であることを特徴とする耐クラック性
に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。 [2] 上記[1]のめっき鋼板において、インターデンドラ
イト部のマイクロビッカース硬度Ｈｖが５００以下であ
ることを特徴とする耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系合金めっき鋼板。

【００１１】[3] 上記[1]または[2]のめっき鋼板におい
て、Ａｌを２０〜９５重量％含有するめっき皮膜のめっ
き付着量が、片面当たり１０〜４５ｇ／ｍ²であること
を特徴とする耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合
金めっき鋼板。 [4] 上記[1]、[2]または[3]のめっき鋼板において、め
っき皮膜の表面に化成処理皮膜を有することを特徴とす
る耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼
板。

【００１２】[5] 上記[1]、[2]または[3]のめっき鋼板
において、めっき皮膜の表面に塗膜を有することを特徴
とする耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板。 [6] 上記[1]、[2]または[3]のめっき鋼板において、め
っき皮膜の表面に化成処理皮膜を有し、その上層に塗膜
を有することを特徴とする耐クラック性に優れた溶融Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。

【００１３】[7] 上記[1]、[2]または[3]のめっき鋼板
において、めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有し、そ
の上層に有機樹脂皮膜を有することを特徴とする耐クラ
ック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。 [8] 上記[4]、[6]または[7]のめっき鋼板において、化
成処理皮膜が、６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比が０．３〜
１．０のクロム酸を含むクロメート処理液を塗布し乾燥
することにより形成されたクロメート皮膜であり、該ク
ロメート皮膜の金属クロム換算の付着量が３〜８０ｍｇ
／ｍ²であることを特徴とする耐クラック性に優れた溶
融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を説明する。
図１は溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（めっき皮膜中
のＡｌ含有量：２０〜９５重量％）のめっき皮膜の断面
構造を模式的に示しており、めっき皮膜は主にデンドラ
イト部、インターデンドライト部（デンドライト間隙
部）及び鋼板との界面に形成された界面合金層（金属間
化合物層）からなっている。図２は従来の溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系合金めっき鋼板におけるめっき皮膜でのクラック発
生機構を模式的に示しており、めっき鋼板に厳しい曲げ
加工（例えば、０Ｔ曲げ）を施すと、界面合金層でクラ
ックが発生し、このクラックがめっき皮膜中で伝播する
ことによってめっき皮膜にクラックが入る。

【００１５】上述のように従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板はデンドライト部とインターデンドライト部
との硬度差が大きく、デンドライト部［ｄ］とインター
デンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉが０．４０未満と
なっているため、界面合金層で発生したクラックの伝播
経路がデンドライト／インターデンドライト界面に限定
されてしまい、この結果、曲げ加工による鋼板の変形に
追従するために導入される個々のクラックの開口幅が大
きくなり、この結果、めっき皮膜表面の外観が損なわれ
てしまう。

【００１６】このため本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金め
っき鋼板では、めっき皮膜のデンドライト部［ｄ］とイ
ンターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉを０．４０
以上、より好ましくは０．５０以上とする。このように
デンドライト部とインターデンドライト部との硬度差を
小さくすることにより、従来のめっき鋼板のようにクラ
ックの伝播経路がデンドライト／インターデンドライト
界面に限定されることがなく、めっき皮膜中に多数のク
ラックがランダムに入るため、個々のクラックの開口幅
を外観上視認されない程度に小さくすることができる。
図３はデンドライト部［ｄ］とインターデンドライト部
［ｉ］の硬度比ｄ／ｉとクラック改善率との関係を示し
ている。ここで、クラック改善率とは、実施例の記載に
おいて定義されている通常製造材に対するクラック開口
幅の改善率を指す。図３によれば、硬度比ｄ／ｉが０．
４０以上においてクラック改善率が３０％となり、さら
に硬度比ｄ／ｉが０．５０以上となると５０％以上のク
ラック改善率が安定して得られることが判る。

【００１７】また、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
鋼板は、インターデンドライト自体が凝固後の析出硬化
によりマイクロビッカース硬度Ｈｖで５００超と非常に
硬質になるため、界面合金層を起点とするクラック伝播
が促進されやすい。このため本発明では、インターデン
ドライト部のマイクロビッカース硬度Ｈｖを５００以下
とすることが好ましく、これによりクラックの伝播を効
果的に抑制することができる。

【００１８】めっき皮膜のデンドライト部［ｄ］とイン
ターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉは、めっき浴
組成、めっき付着量、めっき後の冷却条件などの影響に
より変化するが、硬度比ｄ／ｉが０．４０以上のめっき
皮膜を得るにはめっき付着量が少ないほうが有利であ
り、このためめっき付着量は片面当り４５ｇ／ｍ²以下
とすることが好ましい。但し、めっき付着量が１０ｇ／
ｍ²未満ではめっき皮膜としての耐食性が十分でなくな
るため、めっき付着量の下限は１０ｇ／ｍ²とすること
が好ましい。

【００１９】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
は、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有するも
ので、所謂溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板に代
表されるめっき鋼板である。この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板のめっき皮膜中には、通常、Ａｌ及びＺｎ以
外にＳｉ：０．３〜３．０重量％程度（Ｓｉは脆い界面
合金層の成長を抑制するために浴中に添加される）が含
有され、また、これ以外に適量のＦｅ、Ｔｉ、Ｓｒ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ等の１種以上、その他不可避的不
純物が含有される場合がある。

【００２０】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
は、常法で鋳造、熱間圧延した後、酸洗脱スケールした
熱延鋼板、或いはこれをさらに冷間圧延して得られた冷
延鋼板を連続式溶融めっき装置に装入し、Ａｌを２０〜
９５重量％含む溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっきを施すことによ
り製造される。

【００２１】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造す
る際に、デンドライト部［ｄ］とインターデンドライト
部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉが０．４０以上、好ましくは
０．５０以上のめっき皮膜を得るためには種々の方法を
採ることができ、その一例としては、めっき浴直上部に
保熱装置を設置してめっき皮膜の保熱処理を行うことに
より、めっき皮膜の凝固を適宜調整する方法がある。こ
の方法では、めっき付着量を調整した後に、めっき組成
によって定まる固液共存温度域（図５に示すめっき金属
の固液共存温度域）で１〜１２０秒程度の保熱処理を行
い、且つめっき組成やめっき処理条件等に応じて保熱温
度および保熱時間を上記の範囲内で適宜調整する。この
ような処理によってめっき皮膜を凝固途中での固液共存
温度域で保持することにより、インターデンドライト内
部での亜鉛の凝集・析出が促進されるため、デンドライ
ト部［ｄ］とインターデンドライト部との硬度差が小さ
くなる。

【００２２】図４は、溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板を製造する際に、鋼板を特定のめっき条件でめっき
した後、上記方法により保熱処理した場合（保熱時間３
０秒）について、保熱処理温度がデンドライト部［ｄ］
とインターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉ、及び
耐クラック性（めっき鋼板を０Ｔ曲げした際の加工部に
おけるクラック開口幅の平均値）に及ぼす影響を示した
もので、この溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板の場
合には、固液共存温度域である５００〜５８０℃の温度
範囲で３０秒程度保熱することにより、硬度比ｄ／ｉ：
０．４０以上を達成でき、これにより良好な耐クラック
性が得られることが判る。

【００２３】なお、固液共存温度域を超える温度で保熱
処理を行うと、上述した作用が得られないだけでなく、
界面合金層が厚く成長してしまうため好ましくない。本
発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、板厚に拘り
なく優れた耐クラック性を有するが、切断端部の耐食性
の観点からは板厚を１．２ｍｍ以下（より好ましくは
０．７ｍｍ）とした方が好ましい。

【００２４】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
には、そのめっき面にリン酸塩処理やクロメート処理等
の化成処理を施すか、若しくはめっき面または前記化成
処理皮膜面に塗装を施すことができる。溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板は、例えば屋外で放置され、結露や雨
により鋼板表面が濡れた状態に長期間置かれると、表面
が黒く変色（黒変現象）する場合がある。これを防止す
るためには、めっき皮膜の表面にクロメート皮膜を形成
することが好ましい。このクロメート皮膜は３価Ｃｒと
６価Ｃｒとを含み、Ｃｒ付着量（金属クロム換算の付着
量）を３〜８０ｍｇ／ｍ²、より望ましくは１０〜５０
ｍｇ／ｍ²とすることが好ましい。このようなクロメー
ト皮膜を形成することにより黒変が効果的に防止でき
る。Ｃｒ付着量が３ｍｇ／ｍ²未満では黒変防止効果が
十分に得られず、一方、Ｃｒ付着量が８０ｍｇ／ｍ²を
超えても付着量に見合う効果が得られず、却ってＣｒが
溶解しやすくなるため好ましくない。

【００２５】また、このクロメート皮膜はめっき皮膜の
表面にクロム酸を含むクロメート処理液を塗布し乾燥す
ることにより形成されるが、クロメート処理液中に含ま
れるクロム酸は６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比が０．３〜
１．０であることが好ましく、６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量
比が０．３未満では耐黒変性が低下する恐れがある。こ
れは、めっき皮膜表面のクロメート皮膜による不働態化
作用が低下することによるものと考えられる。また、以
上の観点からクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比は
０．４〜１．０、特に０．５〜１．０の範囲が好まし
い。なお、クロメート処理を施す前に、湯洗、水洗、或
いはアルカリ系溶液によるめっき面の洗浄を行うことも
可能である。

【００２６】めっき皮膜表面に形成されるクロメート皮
膜中には、例えば、水に分散可能な有機樹脂、シリカ、
鉱酸等のアニオン、フッ化物等を添加することができ
る。これらのうち、有機樹脂の添加により加工時等にお
ける耐傷付き性を付与することが可能であり、また、シ
リカの添加により耐食性の向上を図ることができる。ま
た、アニオンやフッ化物を添加することにより、クロメ
ート皮膜の着色を抑制したり、或いはめっき皮膜との反
応性を調整することができる。但し、これらの添加剤
は、その種類や添加量によっては耐黒変性を低下させる
場合があるため、その種類や添加量は適宜選択する必要
がある。

【００２７】通常、クロメート皮膜は、スプレー、浸
漬、ロールコーター等によりめっき皮膜表面に処理液を
塗布し、板温６０〜２５０℃程度の範囲で乾燥すること
により形成される。このとき処理液中の一部の６価Ｃｒ
がめっき表面で反応し、３価Ｃｒが生成されるため、仮
に３価Ｃｒを含まない処理液を用いても皮膜中には３価
Ｃｒが含まれる。また、クロメート皮膜の上層には０．
１〜５μｍ程度の膜厚の有機樹脂皮膜を形成することも
可能である。

【００２８】また、本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板は塗装材の下地鋼板としても使用することができ
る。塗装材を加工する際、厳しい加工部で塗膜にクラッ
クが発生することがあり、このようなクラックも前述し
たと同様に外観を害する。このようなクラックの発生原
因の１つに下地めっき皮膜のクラックがあり、本発明に
より加工性が向上した溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
を下地鋼板として利用すれば、塗装鋼板自体の加工性
（耐クラック性）も改善される。また、加工部の耐食性
も塗装を施すことにより格段に向上する。

【００２９】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
を塗装鋼板として利用する場合、通常、塗装を施す前に
脱脂処理を施し、必要に応じてさらに酸洗を施した後、
クロメート処理やリン酸塩処理等の化成処理を施すこと
が好ましい。クロメート処理については上述した通りで
あり、特にクロメート皮膜中に水性樹脂を添加すること
により加工性（耐クラック性）を向上させることができ
る。

【００３０】塗料は上記化成処理皮膜の上に直接塗装す
ることも可能であるが、加工性と耐白錆性をさらに向上
させるためには、塗装鋼板に通常用いられている下塗り
塗料（所謂プライマー）を塗装して焼き付けた上に塗装
すること、すなわち、下塗り塗膜とその上層の上塗り塗
膜とからなる塗膜構成とすることが望ましい。下塗り塗
料用樹脂としては、加工性と耐白錆性の点からエポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシで変性したポリエス
テル樹脂、ポリエステルで変性したエポキシ樹脂等を主
剤とするものが好ましい。また、硬化剤としては、メラ
ミン、イソシアネート等の１種以上を使用することがで
きる。

【００３１】さらに、高度の耐白錆性が必要とされる場
合は、下塗り塗膜中に防錆顔料としてクロム酸塩系化合
物を添加することが好ましい。このクロム酸塩系化合物
としては、ジンククロメート、ストロンチウムクロメー
ト、カルシウムクロメート、バリウムクロメート等が好
適であり、その含有量は塗膜中の固形分の割合で１〜６
０重量％とすることが適当である。また、下塗り塗膜の
塗膜厚は、上述した効果を得るために５〜２０μｍ程度
とすることが好ましい。

【００３２】上塗り塗膜を形成するための塗料として
は、ポリエステル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、アクリル
樹脂塗料、塩ビ塗料、シリコーン塗料等の通常の塗料が
使用できる。上塗り塗膜の塗膜厚は加工性と耐白錆性の
観点から５〜４０μｍが好ましい。塗膜厚が５μｍ未満
では塗膜の耐候性が低下し（紫外線透過性が高まる）、
且つ塗膜の白錆露出を抑える能力も低下するので好まし
くない。一方、４０μｍを超えると塗装作業性の低下や
塗膜外観の低下を招き、また、コストも上昇するため好
ましくない。

【００３３】下塗り塗膜と上塗り塗膜中には、必要に応
じて着色顔料、体質顔料、傷つき防止剤等の添加剤を配
合することができる。着色顔料としては、例えば、酸化
チタン、カーボンブラック、酸化鉄、クロム酸鉛、金属
粉末、焼成顔料、パール顔料等が挙げられる。体質顔料
としては、例えば、炭酸カルシウム、クレイ、タルク、
三酸化アンチモン、硫酸バリウム、カオリン等が挙げら
れる。傷付き防止剤としては、シリカ、アルミナ等のセ
ラミックスビーズ、ガラスビーズ、ガラス繊維、樹脂ビ
ーズ、フッ素ビーズ等が加工性の観点から好ましい。

【００３４】また、下塗り塗料や上塗り塗料に用いられ
る溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、セロソルブ系溶剤、メチルイソブチ
ルケトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、
イソホロン、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、
塗料中には添加剤として、例えば、消泡剤、顔料分散
剤、たれ防止剤等を添加することができる。

【００３５】塗料の塗装方法については特に制限はな
く、従来一般に行われているロールコーター法、カーテ
ンフローコーター法、スプレー塗装、はけ塗り等の塗装
法を適用できるが、塗装鋼板の塗装においてはロールコ
ーター法が最も一般的である。ロールコーター法を使用
した場合、塗料を塗布した後の焼付処理は、通常、２０
〜１８０秒間加熱して板温を１５０℃以上に到達させる
ことによって行われる。焼付時間が２０秒未満では樹脂
成分の溶融硬化が不十分であり、一方、１８０秒を超え
ると下塗り塗料成分を含めた熱劣化が始まり、いずれの
場合にも塗料本来の性能が発揮されなくなるため好まし
くない。焼付処理の加熱方法についても特別な制限はな
く、熱風加熱方式、高周波加熱方式等の方法を適用でき
る。

【００３６】

【実施例】［実施例１］常法により鋳造、熱間圧延、酸
洗および冷間圧延して得られた冷延鋼板（板厚０．２８
〜１．８ｍｍ）を、連続式溶融めっき設備に装入して溶
融めっき浴（めっき浴組成：５５重量％Ａｌ−１．４重
量％Ｓｉ−残部実質的にＺｎ）でめっきを行い、溶融Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。この溶融Ａｌ−
Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造においては、一部のめっき
鋼板に対してめっき浴直上部に設置した誘導加熱方式の
保熱装置（加熱炉）で５００〜５５０℃×１〜３０秒間
の保熱処理を行い、デンドライト部［ｄ］およびインタ
ーデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉを調整した。

【００３７】このようにして得られた溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板について、めっき皮膜のデンドライト部
［ｄ］とインターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉ
を下記の方法で測定するとともに、耐クラック性（めっ
き皮膜表面のクラック開口幅とクラック改善率）と切断
端部の耐食性を下記の試験方法で評価した。 (1) 硬度測定松沢精機（株）製の超マイクロビッカース硬さ試験機を
用い、測定荷重１ｇで１０点測定して得られた測定値の
平均値を測定硬度とした。なお、各硬度測定箇所がデン
ドライト部であるかインターデンドライト部であるかの
判別は、ＳＥＭでめっき皮膜断面を観察することにより
行った。

【００３８】(2) 耐クラック性試験片の０Ｔ曲げ加工部を２０倍の光学顕微鏡で観察、
写真撮影してクラック開口幅を測定し、その平均値をク
ラック開口幅とした。また、通常製造材（同一板厚の鋼
板を同一めっき付着量でめっきした後、２０℃／秒の冷
却速度で冷却し、めっき皮膜を凝固させたもの）のクラ
ック開口幅Ｄｃ（通常製造材の０Ｔ曲げ加工部を上記と
同様に観察、写真撮影して測定されたクラック開口幅の
平均値）に対する各試験片の上記クラック開口幅Ｄの改
善率を［（Ｄｃ−Ｄ）／Ｄｃ］×１００により求め、こ
れをクラック改善率とした。

【００３９】(3) 切断端部の耐食性（耐赤錆性）１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片について屋外での大気暴
露試験を実施し、６ヶ月後の試験片切断端部での赤錆発
生状況を評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００４０】これらの試験結果を、めっき鋼板の板厚、
使用しためっき浴及びめっき付着量とともに表１及び表
２に示す。これによれば、めっき皮膜のデンドライト部
［ｄ］とインターデンドライト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉ
が０．４０以上である本発明例のめっき鋼板は、同硬度
比ｄ／ｉが０．４０未満の比較例のめっき鋼板に較べて
耐クラック性が大幅に改善されている。また、めっき皮
膜の耐食性そのものには変りはないが、切断端部の耐食
性については、板厚１．２ｍｍ超のめっき鋼板に較べて
板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．７ｍｍ以下）のめ
っき鋼板のほうが良好である。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】［実施例２］実施例１で製造した本発明例
の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の一部に塗布型クロ
メート処理（処理液のクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの
重量比：０．５，液温：５０℃，塗布方法：スプレー
法）を施し、直ちに乾燥させてクロメート皮膜を形成
し、クロメート処理溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を
得た。これらクロメート処理溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板の耐黒変性を下記の試験方法で評価した。

【００４４】(1) 耐黒変性試験片のクロメート処理面どうしを重ね合せて０．５ｋ
ｇ／ｃｍ²の面圧でスタック状態とし、６０℃、９８％
ＲＨ以上の湿潤環境下に２４０時間放置した後の外観表
面の変化を下記評価基準にて目視評価した。５：全く変化なし４：１〜５％の面積で若干変化（黒変）あり３：１〜５％の面積で明らかな黒変あり２：６〜２５％の面積で明らかな黒変あり１：２６％以上の面積で明らかな黒変ありこれらの試験結果を表３、表４に示すが、いずれの場合
も良好な耐黒変性が得られている。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】［実施例３］実施例１で製造した溶融Ａｌ
−Ｚｎ系合金めっき鋼板に塗布型クロメート処理を施し
てＣｒ付着量が３０ｍｇ／ｍ²のクロメート皮膜を形成
し、次いで下塗り塗料としてエポキシ・メラミン樹脂系
塗料を乾燥塗膜厚が５μｍになるように塗布した後、約
２００℃で６０秒間焼き付け、さらに上塗り塗料として
ポリエステル樹脂塗料を乾燥塗膜厚が２０μｍになるよ
う塗布した後、約２５０℃で６０秒間焼き付け、引き続
き水冷して塗装鋼板を得た。

【００４８】これらの塗装鋼板の耐クラック性と切断端
部の耐食性を下記の試験方法で評価した。 (1) 塗膜の耐クラック性試験片に対して２０℃の室内にて１８０°の折り曲げ加
工を行い、その折り曲げ加工部を３０倍のルーペで観察
してクラックを生じていない最少の板はさみ枚数で評価
した。 ◎：０Ｔ ○：１Ｔ △：２Ｔ ×：３Ｔ以上

【００４９】(2) 切断端部の耐食性（耐赤錆性）１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片について屋外での大気暴
露試験を実施し、２年後の試験片切断端部での赤錆発生
状況を評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００５０】これらの試験結果を表５、表６に示す。こ
れによれば本発明例のめっき鋼板を下地とする塗装鋼板
は、比較例のめっき鋼板を下地とした塗装鋼板に較べて
塗膜の耐クラック性が大幅に改善されている。また、塗
装後の耐食性そのものには変りはないが、切断端部の耐
食性については、板厚１．２ｍｍ超のめっき鋼板に較べ
て板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．７ｍｍ以下）の
めっき鋼板のほうが良好である。

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系合金めっき鋼板は、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金め
っき鋼板に較べて格段に優れた耐クラック性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（めっき皮膜
中のＡｌ含有量：２０〜９５重量％）のめっき皮膜の断
面構造を模式的に示す説明図

【図２】従来製造されている溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板（めっき皮膜中のＡｌ含有量：２０〜９５重量
％）のめっき皮膜の断面構造と膜厚方向でのクラックの
伝播形態を模式的に示す説明図

【図３】デンドライト部［ｄ］とインターデンドライト
部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉが耐クラック性に及ぼす影響を
示すグラフ

【図４】溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の保熱処理において、保熱処理温度がデ
ンドライト部［ｄ］とインターデンドライト部［ｉ］の
硬度比ｄ／ｉ、及び耐クラック性に及ぼす影響を示すグ
ラフ

【図５】Ａｌ−Ｚｎ系合金めっきのＺｎ−Ａｌ平衡状態
図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田安秀東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山下正明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者治郎丸和三東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者大熊俊之東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者石田信之東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板であって、め
っき皮膜中のデンドライト部［ｄ］とインターデンドラ
イト部［ｉ］の硬度比ｄ／ｉが０．４０以上であること
を特徴とする耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合
金めっき鋼板。
【請求項２】インターデンドライト部のマイクロビッ
カース硬度Ｈｖが５００以下であることを特徴とする請
求項１に記載の記載の耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−
Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項３】Ａｌを２０〜９５重量％含有するめっき
皮膜のめっき付着量が、片面当たり１０〜４５ｇ／ｍ²
であることを特徴とする請求項１または２に記載の耐ク
ラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項４】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有す
ることを特徴とする請求項１、２または３に記載の耐ク
ラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項５】めっき皮膜の表面に塗膜を有することを
特徴とする請求項１、２または３に記載の耐クラック性
に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項６】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有
し、その上層に塗膜を有することを特徴とする請求項
１、２または３に記載の耐クラック性に優れた溶融Ａｌ
−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項７】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有
し、その上層に有機樹脂皮膜を有することを特徴とする
請求項１、２または３に記載の耐クラック性に優れた溶
融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項８】化成処理皮膜が、６価Ｃｒ／全Ｃｒの重
量比が０．３〜１．０のクロム酸を含むクロメート処理
液を塗布し乾燥することにより形成されたクロメート皮
膜であり、該クロメート皮膜の金属クロム換算の付着量
が３〜８０ｍｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項
４、６または７に記載の耐クラック性に優れた溶融Ａｌ
−Ｚｎ系合金めっき鋼板。