JPS5891162A - 溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - 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】 本発明は耐食性、塗装性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の
製造法に関する。

近年溶融亜鉛めっき鋼板は従来の屋根、ｍ用の素材から
、自動車部材あるいは塗装を目的としたプレコート用素
材へとその用途が多様化、高級化しつつある。即ちその
力ａ工製品に優れた表面外観と形状が要求されるので、
厳しい曲は加工、絞り加工などにおいて、素材の加工性
はもとよりめっき層の加工性、加工部のめつき層の耐食
性が一段と良好な製品への要求が高まっている。

従来、耐食性の向上は亜鉛付着量をｔ＊ｍさせる方法と
、めっき亜鉛そのものの耐食性を高めるために亜鉛浴に
対する他元素を添加する方法が種々検討されている。

前者は亜鉛の鉄地に対する保薄作用は増加する反面、〃
０工部分のめっき層にクラックが起ややすく、めっき層
の剥離を生じたり、さらに表向外観の低下を起こすなど
の実用上の欠点がかなり大きい。

後者に関しては９例えをよ、アメリカ合衆国特許第４０
２７４７８号に、　Ａｎ：　［１２〜１７　Ｌ　Ｍｇ：
０、００５〜０．１５優、　Ｐｂ：［ＬＯ２〜０．１５
儀を含有する亜鉛浴の使用が提案されている。この亜鉛
合金浴の使用は耐食性の点ではかなり効果が認められる
が、詳細に検討した結果は、　ＡＪ、　Ｍｇ、　Ｐｂな
どの添加元素の量的バランスに若干難点があるためか、
耐食性も不充分であゃ、塗装性の面でも欠点があること
が確認された。その理由はｐｂＯ量がやや高いこと、Ｐ
ｂ量に比較してＭｇ１ｔが少ないことが原因であると推
定される。

また、亜鉛めっき鋼板の表面外観の向上、および機械的
性質等の向上を目的に、一般的手段として、めっき後、
ｅ融亜鉛が凝固する直前に、ミスト冷却によって亜鉛結
晶粒を微細化したり、めっき後、レベラー加工と調質圧
延との組合わせによって表面を平滑化したりすることが
行なわれている。しかし、めっき層を急速冷却や機械的
手段で平滑化させることは腐食に対する活性点を増すこ
とであり、耐食性の面から必ずしも好ましくなく。

特に調質圧延などは過度に行なうことは禁物である。

さらに、プレコート原板、あるい社自動車用素材として
の使用を考慮した場合、加工の面から絞り性、溶接性な
どが重要な要件となり、その点では、めっき層の厚さは
薄い程効果的であるから。

極薄目付でしかも高耐食性を具備することが要求される
。近年、溶融めっきにおいては、めっき厚さの制御は気
体吹拭方式が採られており、しかも高速操業（１６０〜
２００ｍ／ｗｉｎ）で行なわれている。このような高速
操業下では、埃行の亜鉛めっき浴組成（ＡＪ：０．１５
〜Ｑ、１８９６）で、付着量４５〜６０７／１ｎ”（片
面以下同じ）の範囲であり、加工の面から目標とされる
５０１Ｐ／ｒｎ”以下の程度の極薄付着量は達成されて
いない。付着量を低下させるために一般に採られている
のは、めっき速度を標準よシタ０〜３０チ低下させて、
ガスワイピングによる吹拭効果を利用するものであるが
、これは生産性を低下させて工業的に好ましい手段では
ない。

本発明者等は、１紀の諸問題を解決すべく研究を重ねた
結果１問題解決の債点は基本的にはめつき浴の性質にあ
ることを認識して本発明Ｋｊｌｌ達した。

本発明によれば、溶融亜鉛めっき鋼板の製造において、
アルミニウム０．３５ル５．０％以下で．残部唾鉛およ
び不可避的不純物からなる浴を用いることを１＃徴とす
る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提供される。

前記のような組成の亜鉛めっき浴は使用されたことがな
い。

本発明は次の島特徴を有する。

１、　　９品の耐食性は現行（７）ＡＪｆ　０．　１　
５　〜０．　１　８　％含有する亜鉛浴から得られるも
のに比較して６倍以上である。

２、めっき浴通過後．特別に急速冷却せずにミニマイズ
ドスパングルを有する平滑なものが得られる。

６、　めっき後．軽度の調質圧延（圧下率１チ前後）を
施すーことにより９表面外観の極めて優れた１機械的性
質の良好な製品が得られる。

４、亜鉛めっき浴の組成において．アルミニウム濃度が
２．５〜２０倍に高めた結果．同一温度で浴の流動性が
増し．同一ガスワイピング条件で吹拭。

効果が増大し．極薄付着量の製品が得られる。

次に本発明方法に使用する亜鉛めっき浴の組成の限定理
由について述べる。

１、　アルミニウム 溶融亜鉛浴中のＡＡの濃度は増加するに従って同一温度
における流動性は現行浴より１段と増大する．現行浴の
Ａ！濃度は０、１５チ程度であるが０．　５チを越える
と．流動性は現行浴の１．５〜２．０倍程度に上昇する
。それ数本発明の浴ではその下限を０、　５　５　％と
した．またと限は．ろ、Ｏｓを越えるとＺｌｔ−ＡＪの
共晶組織が顕著と、なり、共晶部位と亜鉛との間で局部
電池が構成され．耐食性の低下の原因となるため五〇俤
を上限とした。

２、　マグネシウム Ｍｇは耐食性を向上さ也る目的で添加される元素の１つ
であるが．含有量０．１５％近傍から生成めっき層の耐
食性が顕著に良好になる。Ｍｇの増加とともに耐食性は
さらに増大するが．その濃度はｔｏ９６を越えると製品
のめつき階外観がシワ状となる劣化や表面の酸化が顕著
になりだすとともに。

めっき浴表面の酸化【ドロスの生成）が盛になり浴を消
耗する結果となる。従ってＭｇの含有量は０．１５〜１
．０％と限定される。

３、鉛 ｐｂのＺｎ中への固溶限は常温で殆んどなく通常結晶粒
内０粒界に微細な粒状で晶出し２局部電池を構成し、耐
食性低下の原因の１つとなっている。

この意味からｐｂ含有量は低い程好ましい。検討を重ね
た結果ｐｂ濃度０．０１５チ以下では、めっき層におい
て＃Ｉ１．視的にめっき層粒界１粒間においてその存在
が殆んど検出できず、実際１の耐食性もこの濃度以下な
ら粒界における腐食も殆んど認められず、さらに亜鉛の
結晶スパングルも肉眼的に殆んど昭められず９表面の平
滑なめつき表面外観であることなど確紹してｐｂ含有量
は０．０１５％以下と定めた。

この組成の亜鉛めっき浴の使用により、現行の操業条件
で、めっき付着量が５０？／ぜ以下の極薄付着量で、優
れた耐食性と表面外観を有する溶融亜鉛めっき鋼板が得
られる。

なお極薄付着量は本発明の特徴の１つであるけれども、
付着量はガスワイピングの条件を変化させることで変化
させＡことができ、厚付着も当然に可能である。

次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例−１ 次の表１に示す組成の亜鉛めっき浴を用いて。

板厚［１４１１１１，板巾３００ｍの未焼鈍リムド鋼鋼
板に、ガス還元方式溶融めっき設備で１次の条件で、亜
鉛めっきを施した。

前処理条件 無酸化炉出口側板温　５９０〜６００　”Ｑ還元炉　ガ
ス組成　Ｈ意ニア５％、Ｎ、：２５チｌ　　　出口１１
１板温　７００〜７２０’０めっき浴温変　　４６０℃
±５℃ めっき厚さ：　亜鉛付着量片面１２０　ｋ’／ｍ”めっ
き後処理 調質圧延なし クロム酸後処理なし 製品の特性検査の方法および結果の評価は次の通りであ
る。

スパングルのサイズ二目視 めっき密着性：ロックフォーミング加工し、加工後加工
部をセロテープ剥離試験し剥離の有無を見る。剥離しな
いものを「良好」とする。

粒間０粒界のｐｂの存在状態二走査電子顕微鏡による組
成像によって判定ｃ大、中、小。

微） 耐食性： （１）塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ−２５７１）によって赤
錆発生までの時間を測定 （２１塩水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｚ−２５７１）２００時
間後の膚食減量Ｃノ／ｍ″）測定 表１には試験を浴組成とともにまとめて示しである。以
下１表の記載について本発明方法による製品とそれ以外
の製法（比較例）の製品の性質を比較して説明する。

１、　スパングルサイズ 本発明方法による製品は、めっき後放冷したにもかかわ
らず黴細なスパングルを呈し１表中の評価「微少」は目
視では殆んど識別し得ないもので。

表面外観は全く平滑であった。一方比較例では階１０の
試料が強制冷却（水冷）Ｋよってスパングル小となって
いる以外、放冷ではいずれも中〜大であり、目視で明瞭
なスパングルが認められた。

なお比較例はいずれも水冷によってスパングル微細化す
るが均一性が劣ることが多かったり、また水冷しない場
合明瞭なスパングルが存在することもあって表面の凹凸
はかな妙のものである。従ってこれら表面を平滑化させ
るＫは調質圧延をかなり強化する必要が生じてくる。

２、めっき密着性 ′Ｍ着性そのものは本発明、比較例ともに特に問題はな
かったが１曲げ加工部のめつき層のクランキングは本発
明の製品では極めて少く、微少装置であるのに対して、
比較例の製品では粒界１粒間にかなり大きなめつき層の
クラッキングが検知され。

この点で本発明の製品は良好であった。

６、粒界１粒間におけるｐｂの存在状態亜鉛めっき鋼板
における腐食の発生の原因の１つと考えられる粒界９粒
間におけるｐｂの存在は。

浴のｐｂ含有量を０．０１５％以下ＧＣ＠定し九結果。

量的には微〜少程度で、走査電子顕微鏡組成偉において
も殆んど目立丸ない、これに対し、比較例ではｐｂ含有
量が高いために、試料Ｎｎ１４以外は粒状で６粒界１粒
内におけるｐｂの存在は明瞭であった。

４゜耐食性 本発明の製品はすべて赤錆発生までの時間が１０００時
間以上であり、かつ腐食減量においても５０ｆ／−未満
であった。一方比較例の製品は。

比較的良好なものｍ１１で８００時間、劣悪なものＮＣ
Ｌｌｏ、１２では’２００時間未満であシ、腐食減貨に
おいても本発明製品の２〜６倍程鼠であった。

実施例−２ 表２に示す組成の溶融亜鉛めっき浴を用いて。

実施例−１と同じめっき装置で、下記の条件で極薄目付
亜鉛めっき鋼板を製造し９％性を調べた。

原板：叡厚０．４鵡のリムド鋼 前処理条件：実施例−１に同じ めっき厚さ一気体吹拭条件（一定） ガス圧力　　α３５崎／　ｃｍ２ ノズル高さ　浴面から１５０闘 ノズル間隔　ストリツ・プルノズル先端間６１ｊ＋めっ
き後処理 調質圧延なし クロム酸処理なし 表２　　極薄鈍鉛めっき鋼板の特性 以下表の記載について本発明方法による製品と比較例の
製品の性質を比較して説明する。

１、　めっき付着量 本発明方法では、めっき付着量が片面で１０！Ｐ／　ｍ
’前後の極薄目付量であるのに対し、比較例では、その
約２倍以上であることが分かる。・めっき条件が同一で
あることから９本発明浴は気体吹拭による厚み制御に非
常に効果のある浴であることが明瞭である。

２、耐食性 本実施例では付着量が極めて少ないため、耐食性が懸念
されたが、赤錆発生までの時間は陽１７で２７０時間９
階１６．１８で１４０．１８０時間と可なり高耐食性が
得られることが確認された。

また赤錆発生面積が全試験面積の約！ｔ（ｌを占めるま
での時間はＮｎ１７で８４０時間、Ｎｎ１６゜１８が５
２０．５８０時間で、腐食の進行は可なシ遅く、耐食性
は良好であることが確認された。

一方比較例では付着量において０本発明に比較しでて２
倍Ｖ上であるにもかかわらず１階１９で１００時間で赤
錆発生面積は３０％を越え、目付量の大きいＮｎ２０で
も４５０時間で３０％を越えてお゛す、耐食性において
も本発明方法が優れていることは明らかである。

本発明方法の浴を用いてめっき後、めっき鋼板を加熱処
理することによって合金化亜鉛めっき鋼板が得らねるが
、現行の亜鉛めっき浴を使用しためつき鋼板に比し、一
段と耐食性の良好な亜鉛めっき鋼板が得られることが確
認されている。

また自動車部材に使用される片面亜鉛めっき鋼板を、め
っき阻止剤法によって試作したものについても、耐食性
、加工性ともに優れたものが得られることが確認されて
いる。

本発明方法による亜鉛めっき鋼板は、従来の屋根、壁等
の用途は本とより、プレコートカラー用の半製品、自動
用部材、家電用材料のみならず。

将来的に種々の工業分野での利用が期待され、その工業
的利用価値は極めて高い。

特許出願人　　日新製鋼株式会社 代理人　弁理士　　松　井　政　広（外２名）手続補正
書 昭和５８年１月６日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５６　年特　許　　願第１８３６５３号２、発明の
名称　溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法３、　補正をする
者 事件との関係　特許出願人 フリガナ 住　所東京都千代田区丸の内三丁目４番１号４、代理人 ５、　補正命令の日付　自発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　溶融曲鉛めっき鋼板の製造において、アルミニウム
   ０．３５〜３．０優、マグネシウム０．１５〜ｉ、。 囁を含有し、鉛含有量が０．０１５−以下で、残部亜鉛
   および不可避不純物からなる浴を用いることを％徴とす
   る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法であって。 亜鉛付着量が片’ｒｎ３ｏｐ７Ｗ１”以下であることを
   特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法であって。 鋼板の片面のみをめっきする゛ことを特徴とする方法。 ４．４！許請求の範囲第１ないし３項のいずれかに記載
   の方法であって、＃融亜鉛めっき後、めっき鋼板を加熱
   合金化することを特徴とする方法。