JPS5837165A - メツキ外観性のすぐれた耐食性、高温耐久性溶融Ａｌ合金メツキ鋼板とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメッキ外観性のすぐれた耐食性、高温耐久性溶
融Ｍ合金メッキ鋼板とその製造法に関するものである。

Ｍメッキ鋼板は、高耐食性、高温酸化性の優秀さが評価
され、近時益々用途が拡大しつつあるが要求される性能
も高度化し、不メッキ、ピンホール等の表面欠陥が極め
て少なく、高温度に曝された場合の耐食性が優れまたメ
ッキ層の剥離を生じないものが要求されている。さらに
自動車や電器業界のように加工の多い分野では、一段と
苛酷な成形加工が可能なＡＱメッキ鋼板や軽量化に伴い
板厚が薄くても強度の高い低合金鋼系ＡＱメッキ鋼板が
望まれている。成形加工容易なＡＱメッキ鋼板はＡｇあ
るいはＳｉで脱酸調整しｆＣ極低炭素鋼にＴｉ、Ｂを添
加した軟質原板が使用され、また高張力Ａｉ！メッキ鋼
板はＳｉ、Ｍｎ、Ｏｒ、Ｂ、Ｎｂ、Ｖ等の強化元素を撰
択添加した強質原板が使用されている。

これらの原板は、安価な製造コストの製鋼技術として連
続鋳造法で製造され、脱酸元素や強化元素のように比較
的に酸素との親和力の大きい元素が水系ガスを含有する
還元性雰囲気中で加熱する表面清浄化と表面活性化を行
う処理を施した後、Ｍメッキ８行っている。しかしなが
ら高強度化鋼板が要望されるすう勢から酸化膜を形成し
易い強化元素を多量に含有するメッキ原板は、還元され
難く、不均一なメッキ合金層を生成してピンホール、不
メッキ等のメッキ欠陥を多発し、メッキ外観不良問題や
耐食性問題がありさらには温度８００℃前後の使用時に
メッキ層が剥離され易い高温耐久性に問題があった。

本発明者らはこれらの問題点を解決してメッキ外観性、
耐食性と共に高温耐久性のすぐれた溶融Ｍ合金メッキ鋼
板を製造することを目的に多くの実験を行った結果、鋼
板素地の全面に隅焦ぐ覆いかつＭメッキ金属との濡れ性
が良好なＮｉ、Ｃｏを単独または併合して含有する５１
−Ｍ系、　　５１−Ｎ７−Ｍ系などの如きＭパー２合金
メッキを施した鋼板であることを知見した。本発明は、
この知見に基づいて構成したメッキ鋼板であり、その製
造法である。すなわち鋼表面にＮｉ、ｃｏを単独または
併合して含有するＭパー２合金メッキを施した溶融Ｍメ
ッキ鋼板であシ、またその製造法は鋼表面にＮｉ、Ｃｏ
を単独または併合する下地メッキを施して水素ガスを含
有する還元性４囲気中で溶体化加熱処理した後、空気に
触れさせることなく、溶融Ａｅメッキ浴中：二浸漬する
Ａ９合金メッキ鋼板の製造法である。

以下、本発明について詳細に説明する。

通常の鋼板製造工程と表面清浄処理工程を経て製造され
たメッキ原板の鋼表面に、Ｎｉ、ｃＯを単独または併合
して含有するＳｉ−，４４！系、Ｓｉ−Ｍｆ−Ａｌ系の
如きＭベース合金のメッキを施す。鋼板上のＡｌメッキ
は高温での腐食を抑制する高温耐久性を示し、さらには
ｐＨの低い溶液中でも腐食されず。

長期間金属光沢を失なわず安定した耐食性を示す。

しかしこれらの性質は、Ｍメッキ金属が鋼素地に安定し
てメッキされた場合で、今日のように脱酸元素や強化元
素が多量に添加されるメッキ原板では不メッキやピンホ
ー／ｌｚ等の表面欠陥を起してメッキ外観性と共に損な
われる問題があった。この問題を解消するため１Ｍメッ
キ金属にＮｔ、ｃｏ（それぞれの金属の合金も含む）を
単独または併合して含有させる。Ｎ１およびＣｏは、溶
融Ｍメッキ金属の濡れ性を著しく改善し、メッキ原板と
Ａ２ベース合金メッキとの密着性を高める。そＱ結果、
鋼板全表面にＭベース合金メッキ層が均一に付着してピ
ンホールや不メッキ等のメッキ欠陥の発生を著しく減少
させ、メッキ外観性、耐食性と共に高温耐久性が著しく
改善される。このようなＡ１合金メッキ鋼板は、耐食性
、高温耐久性ともその特性を十分発揮させる面への用途
に多く利用される。

また本発明のＡ９合金メッキ鋼板は、冷間圧延され表面
清浄処理された冷延板のメッキ原板をＮｉ。

Ｃｏ　　を含有するＭベース合金メッキ溶融浴中に浸漬
して製造されまた次のような製造工程を経て製造しても
よい。冷間圧延されたメッキ原板の表面に付着した冷間
圧延油あるいは冷間圧延時に付着したと考えられる鉄粉
を除去するために脱脂処理する。この脱脂溶液は特に限
定するものでないが、脱脂効果から、濃度が１〜２０％
のＮ、ＯＨ、リン酸ソーダ、オルソケイ酸ソーダ等の水
溶液あるいはこれらに界面活性剤を加えたものが使用さ
れる。

また冷間圧延後メッキ処理までの期間内でメッキ原板の
表面に発生した錆は、酸洗処理あるいは機械的洗浄処理
を施して除去される。このようにして本発明では、脱脂
処理（煮沸脱脂、電解脱脂等を含めて）さらには酸洗処
理（酸浸漬、電解酸洗）等と組合せてメッキ原板の表面
清浄化を行った後、Ｎｉ、Ｃｏを単独または併合する下
地メッキを化学メッキ、置換メッキ、電気メッキのいず
れかの方法で行なわれる。メッキ処理法は特に限定され
るものでないが１例を挙げるとＮ１メッキにはＮｉＳＯ
４・７Ｈ２０、Ｎ１（Ｊ２・６Ｈ２０，Ｈ３Ｐ０．の混
合溶液、ＣＯメッキにはＣＯ３Ｏ４・７Ｈ２０、ｃｏｃ
ｚ２・６Ｈ２０＋　　Ｎ３　ＢＯ２の混合溶液Ｎｉ−２
５％ＣＯメッキにはＮｉＳＯ４・７Ｈ２０゜ＣｏＳＯ４
・７　Ｎ２０　、ＮａＯ２の混合溶液、さらにＮｉ　−
５０％ＣＯメッキにはｃｏｓｏ、・７Ｈ２０の譲度盆多
くしたＮ１５Ｏ，−’７Ｈ２０、ＮａＣ２の混合溶液中
で、電流密度は２〜１００　Ａｌ６．ｌ、温度は常温〜
８０°Ｃの間で行なわれる。この場合のメッキ層の厚み
についても特に限定するもめでないが、Ａｌベース合金
メッキに濡れ性を付与し拡散合金化によってＮ１−ＡＡ
。

Ｃｏ−Ａｌ！、　　Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ１の合金層が生成
し易い範囲として０．０５〜１．０μが好ましい。さら
に本発明はこのようにして下地メッキされた冷延板は、
水素ガスを含有する還元性界囲気中で焼鈍され、大気の
空気に触れさせることなく表面が活性化された状態テ、
直接Ｓｉ−ＡＭ系、　５１−Ｎ７−ＡＡ系ノＡｅ溶融洛
中に浸漬されてメッキされる。しかして得られた溶融Ａ
Ｑ合金メッキ鋼板は、Ｎｉ、ｃｏを混合した５ｉ−ＡＱ
系、　Ｓｌ−Ｍｆ−Ａｌ系あの如きＡｇペース合金メッ
キが得られ、メッキ外観性のすぐれた耐食性、高温耐久
性のすぐれたものが得られる。さらに本発明においては
、腐食環境域での耐食性を向上させるため、クロム酸処
理（例えばクロム酸＋リン酸七フッ化物処理液の混合水
溶液）を行ってもよい。

尚、本発明の製造法において下地被覆層のＮｉ、Ｃ０と
アルミ等の間で生成するＡＪ！　−Ｎｉ　、　ＡＩ！−
ＣＯ等の合金中のＮｉ、Ｃｏ組成を考慮してメッキ浴中
の時間、メッキ温度、アルミ量を適当に選択することが
行われるべきである。

一般的に言って本発明では第１図の模式図に示されるよ
うな被膜形態になる。

ＡタイプはＮｉ、ｃｏ等の下地被覆層が比較的少ない鋼
板に、メッキ時間を長く、しかもメッキ量の比較的少な
いアルミメッキを施した場合に得られるタイプである。

即ち、地鉄ｌにＡＡ−ＮｉまたはＡｃ−ｃｏ等の合金層
２のものが得られる。

ＢタイプはＮｉ、Ｃｏ等の下地被覆層が比較的多い鋼、
仮にメッキ時間を短かぐ、しかもメッキ量の比較的少な
いアルミメッキを施した場合に得られの合金層２のもの
が得られる。

Ｃタイプは隅、　　ＣＯ等の下地被覆層が比較的多い鋼
板にメッキ時間を短かく、しかもメッキ敏の、にＡＵ金
属層４のものが得られる。

上記３つのタイプの選択は用途によってなされるべきも
のである。

以下本発明の実施例を比較例と共に示す。

実施例１ 第２表に示す製造法及び成分の冷間圧延材（Ａｓ　Ｃｏ
１ｄ材）を用い、脱脂処理（水洗）或いは脱脂処理（水
洗）、酸洗（水洗）してから、第１表に示す処理浴及び
電解条件で各種のメッキを施した。

第１表　メッキ条件 第１表の条件の範囲で、目標とする所定厚さのＮｉ。

Ｇｏ、　　Ｎ１−ｃｏメッキの下地被覆処理を施し、水
洗した鋼帯を乾燥後、酸化炉で予備加熱（４５０℃で約
１秒）、還元焼鈍炉で１５％Ｈ２−８５％Ｎ２ガス混合
ガス中で７８０℃で約２０秒間の還元・焼鈍を行なって
から、各メッキ浴のメッキ温度に雰囲気ガス中で冷却し
た。

次いで、 下記に示す溶融メッキ浴中に浸漬して、Ｎ２ガスワイピ
ングにより各々６ｏｒ／靜　（片面当り）のメッキ量の
溶融アルミ及び溶融アルミ合金メッキ製品を製造した。

この溶融アルミ及びアルミ合金メッキ鋼板の性能評価と
して、ピンホール、不メッキ等の表面欠陥の程度、加工
後の耐食性（０，８１１＋１）の板厚に対して、７　Ｎ
Ｎ深さのエリクセン加工を施した後、塩水噴霧試験７日
後の赤錆発生状況）及び高温加熱後の耐食性（８００℃
で５００時間加熱後、塩水噴霧試験１２０時間後の赤錆
発生状況）を評価した。

その結果を第３表に示す。

次に比較例として、従来法による溶融アルミメッキ法に
よシ、Ｎ１メッキ等の下地被覆処理を行なわずに、加熱
炉に於ける酸化雰囲気の加熱・脱脂を５００℃で２秒間
行なうと共に、還元・焼鈍を７５％Ｈ２−２５％Ｎ２系
ガス　（アンモニア分解ガス）を用いて７８０℃で３計
秒間の好条件で前処理を行なった場合について、上記の
溶融アルミメッキ条件で製造した場合の性能を併せて第
３表に示す。

第３表から本発明方法によって得た溶融アルミメッキ製
品は、ピンホール、不メッキ等の表面欠陥が少なく加工
後の耐食性および高温加熱後の耐食性のいずれの性能を
とっても、比較例に比し格段に優れていることが明らか
である。

第２表及び第３表における記号の説明 ◎：　著しく良好　　○：　良好 Δ：　やや劣る　　　×：　著しく劣る註１）〔表面欠
陥の程度の評価〕 メッキ板を９０℃、１０％Ｎ、ＯＨ中に浸漬して表面の
メッキ層を溶解すると、メッキ浴とＦｅの反応していな
い部分（不メッキ、ピンホール部）は白い輝点となる。

この点の寸法、数で表面欠陥の程度を評価。

註２）〔加工後上食性の評価〕 ０．８１１１１の板厚の製品を７　ａｍ深さエリクセン
加工を施した後、塩水噴霧試験７日後の赤錆発生状況に
よ）判定。

註３）〔高温加熱後の耐食性〕 ＳＯＯ℃に５００時間加熱後、塩水噴霧試験１２０時間
後の赤錆発生状況により判定。

４４、図面の簡単な説明 第１図Ａ、Ｂ、０は本発明によって得られる製品の被膜
のタイプを模式的に示したものである。

ｌ・・・地鉄 ２・・・Ａｅ　−ＮｉおよびＡｅ−ＣＯ等の合金層３・
・・ＮｉまたはＣｏの金属層 ４・・・アルミニウム金属層 第　　１　　圀 ｔＡ） （８） （Ｃ−２ 第１頁の続き ０発　明　者　藤永実 北九州市へ幡東区枝光１丁目１ 番１号新日本製鐵株式会社八幡 製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼表面に肘、　　Ｃｏを単独または併合して含有
   するＭペース合金メッキ層を有することを特徴とするメ
   ッキ外観性のすぐれた耐食性、高温耐久性溶融Ａ１合金
   メッキ鋼板
2. （２）冷延板の鋼表面にＮｉ、Ｃ，Ｏを単独または併合
   する下地メッキを施して水素ガスを含有する還元性雰囲
   気中で焼鈍した後空気に触れさせることなく、溶融Ｍ浴
   中に浸漬することを特徴とするメッキ外観性のすぐれた
   耐食性、高温耐久性溶融Ｍ合金メッキ鋼板の製造法