JPS5974268A - 高耐食性溶融メッキ鋼板 - 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】 この発明は、例えば工業地帯や海岸地域等、きわめて苛
酷な腐食環境に晒されるところにおいてもすぐれた耐食
性を発揮する溶融メッキ鋼板およびその製造方法に関す
る。

耐食材料として古くから知られるものに浴融Ｚｎメッキ
鋼板がある。これは、種々の前処理を受けた鋼板を、通
常Ａｔ、　Ｐ”ｂをそれぞれ０．４％以下程度含有する
Ｚｎ融液に浸漬することによシ製造でれるものでるる。

周知の如くこのＺｎメッキ鋼板の耐食性屯メツキー反膜
中Ｚｎの犠牲溶解によるものであることから、そのメッ
キ皮膜の厚みに依存すると云うことができるが、このメ
ッキ鋼板は、昨今、使用環境が苛酷化する傾向の中で、
その耐食性の不足が指摘されるようになった。

かかる状況に呼応して近時、溶融メッキ鋼板としては、
高Ａｔ（５５％Ａｔ　）　−Ｚｎ系合金メッキ鋼板が開
発でれた。これは前記通常の溶融Ｚｎメッキ鋼板に較べ
耐食性が格段にすぐれると云われる。

しかしながら、メッキ層中のＡｔ含有量が高く、その分
犠牲防食性能が劣る関係で、とくに鋼板端面の耐食性に
難がある他、とくに製造面で次のような不利がある。す
なわちその製造は、高Ａ７−Ｚｎ合金浴を用いるもので
るるか、この高Ａｌ−Ｚｎ合金融液の場合、メッキ垂れ
等のない良好な製品表面を確保するには浴温として６０
０℃程度に必要である。しかるにかかる高温融液に対し
ては、通例的な鉄製のポット（槽）は溶損が激しく実際
上使用に耐えず、特殊で高価な誘導加熱式セラミックポ
ットの使用を余儀なくされる結果となる。のみならず、
高Ａｔ−Ｚｎ合金溶融メッキでは、浴中Ａｔの酸化を防
ぐ意味から還元雰囲気を水素リッチにする必要がるシ、
生産コヌトそのものも、溶融Ｚｎメッキ鋼板じ較べ遥か
に高くつく。

また、ｋｌ−Ｚｎ系合金溶融メッキではめるが、Ａｔ含
有量が前記よシ低い（５％前後、以下これを中Ａｔと云
う）メッキ皮膜をもつ鋼板も提案されている。これは、
高Ａｔ−Ｚｎ合金メッキ鋼板の場合のような製造面での
不利は全くなく、その点では有効なものと云えるが本来
の耐食性が一通常の溶融Ｚｎメッキ鋼板と比較すれば無
論遥かにすぐれるものの、高Ａｔ−Ｚｎ合金メッキ鋼板
と対比してみると格段に劣シ、苛酷な条件では大きな不
満が残る。

本発明は、Ｚｎ−５％Ａｔ系合金メッキ鋼板よシ遥かに
すぐれたＺｎ−５５％Ａｔ合金メッキ鋼板と較べても大
差ない高耐食性を備え、工業地帯や海岸地域等において
も十分な耐久性を発揮し、しかもすぐれた表面性状が容
易に得られる溶融メッキ鋼板およびその製造方法の提供
を目的とするものでるる。

溶融Ｚｎメッキ鋼板の耐食性改善策として従来知られる
ものに、メッキ浴へのＭｇの添加（添加量０．０２〜３
．０％）がある。浴中へのＭｇ添加によシ、メッキ皮膜
中に■が含有てれ、耐食性が向上するものである。ただ
し、このメッキ浴中への■添加に半面、メッキ融液の流
動性低下を伴い良好なメッキ面性状の確保を困難にする
不都合がめる０もっともＭｇの添加量が上記レンジ（０
，０２〜８．０％）の下限近くならば、その影響も大し
たことはないが、前記のような苛酷な腐食環境下での使
用を考慮すると実際上、可成フ高レンジの添加が欲しく
、この高い添加量では上記流動性低下の傾向が著しい。

かかるメッキ融液の流動性不足は、Ｐｂの多量添加によ
って回復させることができる。Ｐｂ　ｌｃ　［Ｚｎ系融
液の流動性を高める作用かめるからであるが、メッキ皮
膜にこのｐ’ｂ含有量が余υ高いと、激しい粒界腐食が
みられ、したがって浴中Ｐｂ量としてにやはシ通常どお
９０．４％程度が限度とされる。Ｐｂの増量は事実上不
可能なことと云わなければならない。

本発明者らは、ｍＪ述した目的から、製造面にはとくに
問題をもたない前記５％Ａｔ　−Ｚｎ系合金メッキ鋼板
に着目し、このメッキ鋼板をベークに上記Ｍｇの効果を
利用しながらその利用に伴うメッキ融液の流動性低下を
Ｐｂ増量以外の方法で防ぐことを考え、これを前提とし
た、５５％Ａｔ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板とも比肩し得る
如き高耐食性を得る方法について、鋭意実験研究を行な
った。その結果、 ■　５％Ａｌ　−Ｚｎ系合金メッキの場合、■の他にＳ
ｎが耐食性向上元素として有効に作用し、多量のＭｇと
の共存下でＭｇとの間に特定の関係を満たすとき、耐食
性改善に著しい効果を発揮するものである。

■　しかもこのＳｎは、５％Ａｔ−Ｚｎ系合金メッキ浴
の流動性を高める働きがろシ、Ｍｇの多量添加による同
メッキ浴の流動性低下を十分回復できる・この場合、前
出Ｐｌ）のように耐食性の劣化をもたらすといった懸念
は一切ない。

上記の、■の知見を得た。

すなわち本発明はこのような知見に基くものであって、
以下に示す溶融メッキ鋼板およびその製造方法を要旨と
するものでるる。

Ｉ）Ａｔ２〜２２％、Ｍｇ０．５−１０％およびＳｎ０
．５〜１５％を含有し、かつ■とＳｎが、下式、Ｍｇ（
Ｘ）　Ｘ　Ｓｎ　（Ｘ）　〉２．５の条件を満たし、残
部７４　Ｚｎおよび不可避的不純物からなる合金メッキ
層を表面に有することを特徴とする溶融メッキ鋼板。

Ｍ）Ａｔ２−２２％、Ｍｇ０．５〜ｌＯＸおよび５ｎＯ
１５〜１５％を含有し、かつ鴎とＳｎが、下式、Ｍｇ　
（Ｘ）　ｘ　Ｓｎ　（％）〉２．５の条件を満たし、残
部はＺｎおよび不可避的不純物からなるメッキ浴を用い
て、溶融メッキを行うことを特徴とする溶融メッキ鋼板
の製造方法。

本発明によれば、５５％Ａｔ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に比
べても大き゛な遜色のないきわめて良好な耐食性を有し
、かつメッキ面性状もすぐれた安定した品質の溶融メッ
キ鋼板を、工業的規模で低廉容易に得ることができる。

本発明におけるメッキ皮膜成分並びにメッキ浴成分の限
定理由は以下のとおりである。

Ａｔ　：　ＡｔはＺｎ系メッキ皮膜中にめってそのメッ
キ鋼板の耐食性向上に寄与するものであるが、メッキ皮
膜に占めるＭの量が２％未満では、メッキ皮膜表面の不
動態化が十分に進展せず、すぐれた効果は望み得ない。

メッキ皮膜中のＡｔを２％以上にしだのは上記の理由か
らであるが、この皮膜中の各成分量は通常、メッキ浴中
の各対応する成分量と一致するとみなしてよく、したが
ってメッキ浴中のＡｔ量もまた、２％以上とした。耐食
性に対する皮膜中Ｍの効果は、この２％以上においてそ
の量が増すにつれ向上する傾向を示すものでるるか、前
記メッキ浴中Ａｔは２２％越えになると、メッキ浴の流
動性が害ちれ、メッキ融液としてのＡｔ−Ｚｎ合金が、
５％Ａｔ共晶点を中心とする低融点域から外れ、最早中
Ａｔ−Ｚｎ合金の操業上のメリットを示でなくなる。し
たがってメッキ浴中Ａｔは２２％以下としなければなら
ないが、更に低融点によるよυ大きなメリットを狙って
、上限は１０％にするのが最も望ましい。皮膜中Ａｔの
上限は、このメッキ浴中Ａｔ量から制限ちれるものであ
る。

Ｍｇ　：　ＭｇもＡｔ同様、Ｚｎ系メッキ鋼板の耐食性
に対し著しい効果を発揮するもので、メッキ皮膜中の量
で０．５％以上ないと、すぐれた効果は現われず、０．
５％以上とする必要がめる。メッキ浴中■も、前出Ａｔ
の場合と同じ理由で０．５％以上としなければならない
。Ｍｇも、耐食性に対する有　　゛幼性は、その量が増
すとともに向上するのであるが、メッキ浴中のＭｇ量が
１０％を越えると、例えＳｎの同時添加を行なっていて
も、メッキ浴およびメッキ皮膜の表面酸化が顕著化し、
安定なメッキ操業を阻害するため、メッキ浴中Ｍｇ量Ｈ
１０％以下に限定した。この場合も皮膜中Ｍｇはしたが
って、浴中Ｍｇｊから制限を受ける。

Ｓｎ：先にも述べたとおシＳｎは、とくに中Ａｔ　−Ｚ
ｎ合金メッキ皮膜の耐食性向上に大いに寄与する。

この耐食性に対する効果は、Ｍｇとの共存下、Ｍｇとの
間に、Ｍｇ（％）ｘＳｎα）〉２．５・・・（ト）の条
件を満たすとき際立って著しい。すなわち、第１図は５
％ＡＡ−Ｚｎ系合金溶融メッキ鋼板に関する耐食性試験
（Ｊ工５Ｚ−２（７１塩水噴霧試験（ｚｏＯｈ））のデ
ータを示すが、同図によると、上記（８）式を満たすＳ
ｎ量において腐食減＃はつねに、５０ｇ／ｌｎ’以下の
耐食性良好域（ハツチング部分）に入っておシ、Ｓｎｉ
が（８）式で求められる量よシ少なくなると可成シ急激
に腐食減量が増加する傾向かメジ、（８）式で耐食性の
良否が規定できることが明らかである。ただし、この皮
膜中Ｓｎは、１５％を上廻ると、耐食性が飽和に達し、
しかもコスト的に高価になるので、１５％を上限とする
ものである。

メッキ浴中のＳｎ量もしたがって、１５％以下とする必
要かめる。

ＳｎＨメッキ浴においてはその流動性を高める有用な作
用があるが、前出Ｍｇの０．５〜１０％という多量添加
による流動性の低下を十分に回復するには少なくとも浴
中Ｓｎ　ｆｉ　０．５％は必要である。

これによシ皮膜中Ｓｎ量も規制でれるのである。

次に本発明の実施例について述べる。

第１表に示す各種成分のメッキ融液を用い、ゼンジマ一
式メッキフィンで鋼板の溶融メッキを行なった。使用し
た素地鋼板は低炭素冷延鋼板（０，４龍厚×６０Ｉ巾、
０．０４８％Ｃ−０，０１％Ｓｉ、　−０，８０夕、＜
Ｍｎ−ｏ、ｏ２％Ｆ−０，００７％５−Ｏ１０５％ＳＯ
１，Ａｔ）で、フィンの還元炉は、還元ガスＨりＮ、２
＝÷、温度８５０°、ラインスピードｔｒｉ　１．５　
ｍ／ｍｉ、ｎで、メッキ浴温は第１表に示すとおシ設定
した。第１表には各メッキ浴について流動性が示されて
いるが、これに各対応の浴温において測定したものでる
る。

この測定は、メッキ融液２５ｍ１ｋ第２図に示す鋼製樋
（温度＝２００±２０℃、直径：２０Ｗ１勾配：２度）
に流し込み、その流動距離（４）を調べる方法によった
もので、測定結果としての値が大きい方が、流動性が高
いことを示している。

上記溶融メッキで得られた各メッキ鋼板（メッキ皮膜組
成はメッキ浴組成と同一である）について、ＪＩＳＺ’
−２３７１に準拠した塩水噴霧試験を行い、２００時間
後のメッキ皮膜の腐食減量を調査した。また同時に、０
Ｔ−１８０度曲げ試験によシ次の５段階で評価を行った
。

５：剥離認められず。

４：　　〃　３０倍で認められる。

８：　〃　肉眼でわずかに認められる。

２：　〃　肉眼ではっきり認められる。

１：　〃　甚しく認められる。

上表において、まず（１）〜（８）　ｕ　、メッキ浴中
のＡｔ量を１〜２５％の範囲で種々に調整してメッキ皮
膜中のＡｊａ量を変えた例であるが、このうち（２Ｊ〜
（７）が本発明例にあたる。この本発明ｇＡｌは何れも
、５３０℃以下の比較的低い浴温で流動距離３８α以上
の十分な流動性を示し、しかも腐食減量１６シ誉以下を
記録しかつ密着性でも５の評価が得られている。これに
対し比較例（１）と（８）はとくに腐食減量が１００．
１２０　ｇ／ｍ！と著しく大ｆｉ　＜　、（８）につい
ては不メツキ部の発生もみられ密着性の評価も劣ってお
シ、Ａｔ量は本発明範囲から外れると高くても低くても
耐食性にとって好ましくないことがわかる。

同表中、（８）〜（ｑは、浴中Ｍｇ量を０．４〜１１％
の間で変化でせた例で、（８）と（Ｄ）は比較例である
。

（８）は■量が少なすぎたため、腐食減量がのきなみ多
くなっている。Ωは反対に■量が多すぎたもので、中に
は性能的な数値だけをみると可成りよい傾向のものもみ
られるが、メッキ操業においてドロスの発生、メッキの
発生が多く、実用には（ト）と（Ｃ）については、＠Ｈ
（Ｂｐ　）　−（Ｂ４　）が、（Ｃ）で１”ｔ　（ＣＪ
）〜（Ｃりが、それぞれ本発明例で、メッキ浴流動性、
腐食減量そして密着性の何れの点でも十分な結果となっ
ている。これに対しＣＢ／）、（ＢＪ）、（ＢＪ）、（
Ｏ７）は前出（５）式を満たさないもので、耐食性に難
があシ、また（Ｂ７）（ＣＪも、Ｓｎ量が若干多すぎて
、附食性に稍々劣る傾向がみられる。

以上の説明から明らかなように本発明によれば、きわめ
てすぐれた耐食性、表面性状の溶融メッキ鋼板を低コヌ
トにて製造することができ、したがって本発明ニ溶融メ
ッキの性能、品質そして経済性の向上に多大に寄与する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中Ａｔ−Ｚｎ系合金熔融メッキ鋼板について
、メッキ皮膜中の■、　Ｓｎの量と腐食減量との関係を
示す図、第２図はメッキ浴の流動性の調査に使用する鋼
製樋を示す斜視図、である。 自発手続補正書 昭和５７年１２月１０日 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１８５０８４号 ２、発明の名称 高耐食性溶融メッキ鋼板およびその製造方法３、補正を
する者 事件との関係　特許出願人 住　所　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２
１１）住友金属工業株式会社代表者　熊谷典文 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書の第１２頁の第１表を別紙のとおり補正し
ます。 以　　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量パーセントでＡｔ　２〜２２％、砲０．５〜
   １０％およびＳｎ０．５〜１５％を含有し、がっ■とＳ
   ｎが、下式、 Ｍｇ（％）ｘＳｎ（％）〉２．５ の条件を満たし、残部はＺｎおよび不可避的不純物から
   なる合金メッキ層を表面に有することを特徴とする高耐
   食性溶融メッキ鋼板。
2. （２）　　重量パーセントでＡｔ　２〜２２％、Ｍｇ０
   ．５〜１０％およびＳｎＱ、５〜１５％を含有し、かつ
   ■とＳｎが、下式、 Ｍｇ（％）ｘＳｎ（％）＞２．５ の条件を満たし、残部はＺｎおよび不可避的不純物から
   なるメッキ浴を用いて、鋼板の溶融メッキを行うことを
   特徴とする高耐食性溶融メッキ鋼板の製造方法。