JPS596363A - 耐加工割れ性に優れたメツキ皮膜を有する溶融亜鉛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】 本発明は通ｇの浴融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜の表面
にブラスト処理を施すことによって該メッキ皮膜を加工
する場合に発生する割れを皆無ないし極度に減少させた
溶融亜鉛メッキ鋼板及びその製造方法に関するものであ
る。

従来、通常ＡＩ　：０．４〜０．１ｗｔ、％、ｚｎ：残
部及び任意添加元素と不可避混入元素：微量とより成る
メッキ皮膜はメッキ直後の冷却方法によって亜鉛の結晶
粒の大きさや結晶方位が異なって来る。

メッキ皮膜の外観からレギュラースパングル、ミニマイ
ズドスパングル、ゼロスパングルなどと区別して呼称さ
れている。之等の溶融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜は微
細結晶エリ成っているとはいえ亜鉛の鋳造組織を有して
いるので曲げや引張りなどの加工を施すと亜鉛結晶の粒
内割れ及び粒界割れが加工程度の差に対応して無数に発
生する。

亜鉛の粒内割れ（ヘキ開割れ］は鋼の素地に１で達して
いる場合が多く、その後の製品性能に悪影響を及ぼすも
のである。

メッキ皮膜の加工による割れは外観がレギュラースパン
グル或りはゼロスパングルの何れの場合にも同程度に多
数発生する。

通常実施されている調質圧延による方法ではメッキ皮膜
の加工割れに対する改善効果は殆んど認められない。ま
た微鼠のＡＩを含有している高純度亜鉛のメッキ皮膜或
いは５ｗｔ％Ａ１−残部Ｚｎの共晶組成より成るメッキ
皮膜の様に組成が上記のそれと異なったメッキ皮膜は加
工による割れが少ない傾向にあるが、本発明に言う処の
改良方法とは本質的に異なるものである。

また−万、メッキ皮膜に強度の圧延を行なった後、焼鈍
再結晶化させる方法もあるが、本発明にて言う加工によ
る割れの解消ないしは極度の減少の様な改善効果は認め
られない。

近年、塗装下地用鋼板として使用されている溶融亜鉛メ
ッキ鋼板は塗装後に加工される所謂プレコート鋼板が多
くなっており、刀ロエ部の外観や耐食性などに対する品
質の要求が高葦っている。

之等の要求に対しては伸びの良い塗料の１吏用、或いは
温間加工などの手段が採用されているが亜鉛メッキ皮膜
自身の加工による割れに対しては未１だ改善されていな
いのが現状である。このためにの割れが無数に発生して
おり、加工部分の肌荒れや塗膜の密着性並びに耐食性な
どの経時劣化が促進されるために品質上好ましくない。

従ってメッキ皮膜の割れ発生が著しい支障を米たす用途
の部材の曲げなどの加工に際しては曲げＲｉ大きくして
加工を行なうなどの制限を必要とし、結局その用途が限
定される結果となる。このことから苛酷な曲げ加工など
を行なってもメッキ皮膜が割れない溶融亜鉛メッキ鋼板
が望１れているのが現状である。

本発明者等は溶融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜の表面性
質の改良について種々研究検討を行なった結果、前述し
た０、４〜Ｑ、１ｗｔ％Ａ１と、ｐｂなどの不可避的混
入元素を含有している浴で連続溶融亜鉛メッキした鋼板
のメッキ皮膜に苛酷な曲げ加工を行なってもメッキ皮膜
の割れが皆無か、ないしは僅かな亜鉛延性伸び後の割れ
しか示さない加工性の極めて良好な溶融亜鉛メッキ鋼板
の後処理方法を見い出して本発明を完成したものである
。

即ち本発明は上記の溶融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜の
表面に微粉体をブラストＡせたメッキ皮膜を有すること
を特徴とする加工による割れが皆無ないし極少な浴融亜
鉛メッキ鋼板に係るものである。

上記した内容の本発明について更に詳則に説明する。

先ず対象とする浴融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜組成は
通常のものでよく、特に組成を変更する必要はない。ま
たメッキ直後の冷却方法については空冷から急冷筐での
如何なる範囲で製造されたものであってもよく、メッキ
皮膜の外観がレギュラースパングルのものからゼロスパ
ングルのものまで何れのものであっても総べて不発明の
浴融亜鉛メッキ鋼板として適用可能である。

更にまた浴融亜鉛メッキ後、メッキ皮膜表面を平滑にす
るために調質圧延されるが、この点についても何ら限定
されないが、好ましく（ｌ−ｔ、調質圧延を施したメッ
キ皮膜表面は、より平滑な仕上り肌となり効果的である
。

また溶融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜の厚さは薄いもの
の場合も厚いものの場合でも本発明に係るメッキ皮膜に
おける加工割れ改善効果は充分顕著に認められ何等メッ
キ皮膜厚さについて限定を加えるものではない。

更にまた鋼板の厚さもメッキ可能範囲のものであれば如
何なるものでもよく、本発明に係るブラスト処理を行な
うことに工って鋼板厚さが薄いことによる鋼板の反Ｄｋ
生じることもない。

次に上記した本発明においてブラスト処理の方法は圧縮
空気によって粉体全噴射させる方法や液体中に粉体を混
入させて噴射させる方法などの何れの方法でもよく、作
業が簡単でより経済的な方法を選択すればよい。

またブラスト粉体としては一般に市販されているケイ石
末（Ｓｉ０２）、ショット（鋼］やアランダム（Ａ１２
０８３などでよく、その大きさはショットした後のメッ
キ皮膜面に出来る微細な凹みの外観に及ぼす影響を考慮
して選定すればよい。

メッキ皮膜に加えるブラスト処理の条件とじては上記以
外のブラスト粉体の速度、形状、硬さ、衝突時の角度な
どが挙げられる。之等の中の粉体の速度は圧縮空気の圧
力として１．５Ｋｙ７−から５ＫＰ／、ｑの範囲内にお
いてメッキ皮膜の加工割れ改善効果が認められたが之以
上の空気圧力でも可能であり、空気圧力金高くすればブ
ラストの処理時間が短縮される。

１だブラスト粉体の衝突時の角度はメッキ皮膜面に対し
て？Ｕ度から０度に近い角度の範囲で可能であるが、好
１しくけ４５度程度の斜めに衝突させる方がブラスト粉
体の残留が少なく効果的なブラスト処理が出来る。

次ぎに本発明に係る溶融亜鉛メッキ鋼板をブラスト処理
したメッキ皮膜表面はミクロ的には塑性変形を起こして
艶消状の外観となり新らたに１〜６μの範囲の緻密で且
つ微細な粗らさが付与される。またブラスト粉体による
メッキ皮膜の研削作用は極めて少なく、その削減量はブ
ラスト条件によっても変動はするが、粒径８０〜１Ｕｕ
μのケイ６末を使用し１．５〜ｂＫｙ／ｃｒ１１の吐出
圧力で１〜５秒間の範囲で処理したものでは０．１〜５
ｙ□２と全メッキ皮膜量に比して極めて少量であり、メ
ッキ皮膜の減損による性能低下は無視出来る程度のもの
である。

更にメッキ皮膜表面へのブラスト粉体の喰込みは全く無
く、表面に付着した粉体は、圧縮空気若しくは圧力水に
よってブラスト処理後にメッキ皮膜表面を洗浄すること
によって簡単に除去することが出来る。

またブラスト処理することによってメッキの極く表層に
安定な酸化皮膜として生成しているＡｌ２Ｏ３な、どの
易酸化性元素の酸化物が殆んど減少し消滅する。逆にブ
ラスト粉体中に混入している鉄酸化物などの不純物元素
が付着するが、ブラスト処理による表面の再汚染物質は
水洗によって殆んど除去可能であることがオージェ電子
分光分析並びに元電子分元分析によって確認された。

以上の説明から明らかな如く本発明は対象とする痔融亜
鉛メッキ鋼板並びにブラスト処理条件は特に限定するも
のではなくメッキ皮膜の表面全ブラスト処理することに
よって本発明の目的とする折曲げなどの苛酷な加工によ
るメッキ皮膜の割れを皆無ないし極少ならしめた溶融亜
鉛メッキ鋼板を提供するものである。この様に粉体を噴
射することによって浴融亜鉛メッキ鋼板のメッキ皮膜は
苛酷な曲げ加工による割れが皆無か、ないしは極少にな
り且つメッキ皮膜は砥性伸びを示す様になる事実につい
てそのメカニズムが充分詳らかではないが現状では粉体
噴射によってメッキ皮膜の表層に圧縮残留歪が付与され
たことに起因するものと考えられる。

以下に実施例を挙げて更に詳細説明する。

実施例１ ゼンジミア式連続溶融亜鉛メッキ装置により製造した板
厚０．６　ｍ、ｍ、、亜鉛付Ｎ童片面６Ｕｙ／、？＋、
２で且つゼロスパングル化処理したｍｓ亜鉛メッキ鋼板
の調薫圧延しないものｔ　１０ＣｍＸ　１１ＪＣｍの大
きさに切って供試材とした。

ブラスト処理条件は、ケイ６末（主成分５ｉ０２）の平
均粒径８ｕ〜１ＬＩＬＩμの粉体を圧縮空気（最高圧力
６　Ｋｙ７．ｇ　）と−緒に口径１２九九ψの吐出口よ
り噴出圧力５ＫＶ−で噴射させているブラ・スト装置（
不二製作所製、ｓｃ−”＋型）ｔ−使用して吐出口より
１００ｍ、ｒｒＬ離して吐出方向を供試体の同一メッキ
表面に対して４５度の角度で粉体全４秒間噴き付けてブ
ラスト処理を行なった。この時の粉体の吐出量は１０〜
１２ｙ／Ｉｇｅｃであった。

次に加工に裏って生じるメッキ皮膜の割れ全調査するた
めに金属材料曲げ試験方法（Ｊ工ｓ　−ｚ２２４８　）
の巻付は法に準じた方法により折り曲げ試験金回−板厚
の材料會６枚から０枚（密着）と各々挾み、万力で一定
の力で加工した。

曲 この時の挾む板の枚数が少ない程、湾部外側の変△ 形量は大きくなる。折り曲げした溶融亜鉛メッキ鋼板の
最大変形部の長さ３九九、幅１九九の面積内におけるメ
ッキ皮膜の割れ数を双眼実体顕微鏡全通して８０倍の倍
率で観察して数えた。

第１図は横軸には曲げ加工程度即ち湾曲部外側の変形量
に対応した供試材の内側に挾む板の枚数と、縦軸にはそ
の加工条件における湾曲部外側のメツキ皮膜の割れの数
との関係を、ブラスト処理金施した本発明材と同一供試
材のブラスト処理を行なわない比較材のものについて示
した図表である。

第１図に２いては同一板厚の板を挾む枚数ｉＴ枚として
示し、繰返し数５の範囲と平均値（中間の点］を示した
。

ブラスト処理を施した本発明側は第１図に示す如く比較
材のメッキ皮膜の加工割れの数と比べて、各曲げ加工の
程度に応じて皆無ないしは極めて少なかった。

参考写真１及び２には、本発明材と比較材について供試
材を４枚挾んで折り曲げ試験した後の湾曲部外側のメッ
キ皮膜の割れを走査型電子顕微鏡（ＪｓＭ−Ｐ１５ｆｆ
ｌ　　Ｅ１本電子（株〕製）　テＩＬＩＬＩ倍に拡大し
て観察した結果を示す。参考写真１は本発明の実施例の
うち、同一板厚の板を４枚挾んで折り曲げ試験した後の
メッキ皮膜の湾曲部外側の表面形状を示す写真であり、
参考写真２は従来の溶融亜鉛メッキ鋼板の同様の折り曲
げ試験した後の表面形状を示す写真である。この写真か
ら明らかなキ開割れが起こり、割れ幅の広いものである
が、本発明材ではメッキ皮膜の割れは皆無に近いもので
あった。このことから本発明材のメッキ皮膜は延性伸び
を示していることが判る。

筐た、ブラスト処理することによりメッキ皮膜の削減量
は最大４　ｙ／、２と全メッキ皮膜歌に比して僅かであ
ることを重量法によって確認した。

更にまた本発明に係るメッキ皮膜は艶消様外観となって
いて、その表面粗さは最大粗さくＲｍａｘ）６μ程度の
微細且つ緻密な表面形状が付与されていることを触針式
表面粗度計（５ｉ−５ｃ型　小板研究所１１）にて確認
した。

更に本発明に係るメッキ皮膜の表面は比較材のメッキ皮
膜の表面に比べてＡｌ２Ｏ５などの易酸化性元素の酸化
物が殆んど減耗していること−ｉＸ線光電子分光分析並
びにオージェ電子分光分析に１つて確認した。

実施例２ 板厚、亜鉛付着量、メッキ直後の冷却方法並びに調気圧
延の有無などのゼンジミア式連続浴融亜鉛メッキ装置に
よる製造条件全第１表に示す様に種々に変えて製造した
溶融亜鉛メッキ鋼板の各供試材のメッキ皮膜に実施例１
と同一のプラスト条次いで実施例と同一の折り曲げ試験
方法により密Δ 着曲げ全行なって、各供試材のメッキ皮膜の湾曲部外側
の割れの数音評価した。′ｆＬお比較材として各供試材
のブラスト処理を施さないもので、上記と同一の評価を
行なった。

第１表に各供試材の製造条件と本発明に係るブラスト条
件及び密着折り曲げ後のメッキ皮膜の割れの数の関係を
示した。第１表に示す如く溶融亜鉛メッキ鋼板の製造条
件全種々変化させた供試材であっても、本発明に係るブ
ラスト処理条件を施すことに工つ一〇加工の最も苛酷な
密着−げによるメッキ皮膜の割れはブラスト処理音節さ
ない比較材に比して１７６〜１／７と極めて少ないもの
でおった。また板厚がＵ、２７　ｒｒＬ−の様に薄い溶
融亜鉛メッキ鋼板でも、本発明に係るブラスト処理によ
って鋼板自身の反りは全く認められず、更に空冷凝固さ
せた溶融亜鉛メッキ鋼板においては、スパングルが消去
されるなどの結果を同時に確認した。その他のメッキ皮
膜表面の変化は何れの本発明材も実施例１と同様に認め
られた。

実施例６ 供試材に実施例１と同一の溶融亜鉛メッキ鋼板を用いて
実施例１に記したブラスト条件の中で、吐出圧力（Ｋ〜
）を５．０．４．０．３．０及び１．５と変化させて粉
体を噴射させる時間（秒）　１ｔ４．３，２゜１　、０
．５及び０．２５と変化させてメッキ皮膜表面にブラス
ト処理を施した。

第４図は折り曲げ試験に同一厚さの鋼板１２２枚挾込み
、その他は実施例１と同一の条件にて行なった時のメッ
キ皮膜の湾曲部外側の割れの数と、ブラスト処理条件の
中の処理時間及び吐出圧力との関係を示した図である。

第２図に示す如く、吐出圧力が高い程、且つブラスト処
理時間が長い程、メッキ皮膜の割れの数は減少して改善
されて行くことが確かめられた。

同時にメッキ皮膜の割れた幅の大きさも漸次小さくなり
延性破断を示す様になって行くことも確かめた。なおこ
のブラスト処理条件の範囲内ではメッキ皮膜の削減量は
Ｌｌ、１〜５１−であった。

以下余白 注　１】　メッキ皮膜中Ａ１濃度；０．１５ｗｔ％冷却
方法；水冷・・・ゼロスパングル肌放冷ｌｌ・レギュラ
ースパングル肌 ２）　実施例１と同一の条件にて実施 ６）　実施例１と同一の条件にて実施 密着曲げ後の湾曲部外側のメッキ皮膜 の割れを評価 評価基準（ｎ＝６の平均値） ○：割れの数　１０肩以下 ６２割れの数　１１　／ｍｒｉｌ　〜６０／ｍｒｌ’ｉ
×：割れの数　６１肩以上 以上の説明から明らかな如く、溶融亜鉛メッキ鋼板のメ
ッキ皮膜の表面にブラスト処理を施すことによって第１
の効果として本発明の目的とする処の上記鋼板のメッキ
皮膜に起こる加工による割れ全皆無若しくは極少に減少
させることが出来る。

また第２の効果として次の様な極めて有効な性能の改善
が期待される。第１に前述の如くメッキ皮膜の表面粗度
が数μと微小且つ緻密に付与され且つメッキ皮膜の最表
面にメッキ直後に生成されるＡｌ２Ｏ，などの易酸化性
元素の酸化物が殆んど除去されることからメッキ皮膜表
面を活性化さる効果があり、化成処理性、更には塗膜密
着性能の改善が期待出来る。第６にスパングルを有する
溶融亜鉛メッキ鋼板はスパングルが消去され、且つ艶消
状の肌となる。第４に本発明に係る溶融亜鉛メッキ鋼板
は、メッキ皮膜の組成並びにメッキ直後の冷却方法に拘
わらず、また板厚の変化や調質圧延の程度に拘わらず適
応出来ることから、本発明の適用範囲は広く経済的効果
は大きいものである。

上記の如く本発明の靜融亜鉛メッキ鋼板は、鋼板の持つ
強度と優れた加工性に加えて、メッキ表面の物理的及び
化学的な改良が同時に加わることから溶融亜鉛メッキ鋼
板の主用途に適応出来るだけでなく今葦で加工部の肌荒
れや耐食性並びに塗膜密着性などの性能が問題となって
いた加工器物などの材料として適応出来る。また高加工
性塗膜と組合わせることによって得られる塗装鋼板の用
途は広く、工業的価１１ｉ！は極めて大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は折り曲げ試験の曲げ加工の程度とメッキ皮膜の
割れの数との関係を示す図、第２図は本発明の実施例６
における同一板厚の板を２枚挾んで折り曲げ試験した後
のメッキ皮膜の割れの数とブラスト処理時間及び吐出圧
力との関係を示す図である。 第１図 曲１ヂ加エフ１度 第２図 参考写真１　　（本発明材） ０．１ｍｍ 参考写真２　　（比較材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　通常の溶融亜鉛メッキ鋼板の片面若しくは両面のメ
   ッキ皮膜表面が均一にブラスト処理されていることを特
   徴とする耐加工割れ性に優れたメッキ皮膜を有する溶融
   亜鉛メッキ鋼板。 ２　鋼板を通常の亜鉛浴組成により溶融メッキした後、
   その片面若しくは両面のメッキ皮膜表面に均一にブラス
   ト処理を施し、次いで圧力水若しくは圧縮空気を噴射し
   てメッキ皮膜表面全洗浄することを特徴とする１＠加工
   割れ性に優れたメッキ皮膜を有する播躯亜鉛メッキ鋼板
   の製造法。