JPS6086257A

JPS6086257A - 塗装性能の優れたガルバニ−ルド鋼板

Info

Publication number: JPS6086257A
Application number: JP58194200A
Authority: JP
Inventors: Junji Kawabe; 川辺　順次; Minoshige Goto; 後藤　実成
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-15

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】本発明は塗装性、特に塗装後耐食性、めっき層加工性及
び点溶接性が特に優れたガルバニールド鋼板に関する。

ガルバニールド鋼板はめつき層が金属亜鉛からなる亜鉛
めっき鋼板を加熱処理することによってめっき層中に鉄
・亜鉛合金相を生長させためつき鋼板であって、そのめ
っき層中の平均鉄濃度（以下、単に「鉄濃度」と略す。

）は現在市販されているものは約８〜１８ｗｔ、％であ
る。

これらのめっき層特性は塗膜の密着性、塗装後の耐食性
などの特性が比較的優れている。このた°め、ガルバニ
ールド鋼板はその長所が生かされ得る自動車工業、家電
機器工業、建材工業等の分野で多量に用いられている。

ところが、これらの分野では、塗膜の写像性（塗装面に
映る像の鮮明さ。又は鮮映性ともいう。）、ピンホール
（即ち、塗装面上で局部的に生ずる塗料が付着しない部
分）の有無に起因するクレーｊリング（即ち、カチオン
型電着塗装で生ずるピンホールの生成）の有無等の塗装
後外観が重要視されているにも拘わらず、従来のガルバ
ニールド鋼板ではこれらの点で不十分であった。

例えば、自動車にガルバニールド鋼板を用いる場合にお
いては、めっき面の塗装後外観等が劣るという理由で、
鋼板の片側面にはめっきを付着させない、いわゆる片面
ガルバニールド鋼板が製造されているほどである。しか
し、片面ガルバニールド鋼板の非めっき面はガルバニー
ルド鋼板として本来具備して（・る耐食性を保持してお
らず、まためっき面においても前述の塗装欠陥が解決さ
れていないために、例えばピンホール発生部の耐食・性
が劣るなどの問題があった。

また、従来のガルバニールド鋼板は、前述の工業分野で
はプレス加工や点溶接作業を不可欠とする場合が多いに
も拘わらず、プレス加工時にめっき層が剥離したり、溶
接時に溶接電極を激しく損耗さぜるなどの加工性や溶接
性にも問題があった。

このよう罠、ガルパニールド鋼板に対しては、塗膜の密
着性、塗装後耐食性、塗装後外観、点溶接性、めっき層
側工性等の特性すべてに優れているべきことが要請され
ている状況にあるが、従来のガルバニールド鋼板ではそ
の要請に十分に応え得ないのが現状である。

本発明の目的は、かＮる実状を鑑み、従来のガルバニー
ルド鋼板が具備している優れた諸物件を保持しつつ、な
おかつ、特に塗装後外観、点溶接性及びめっき層側工性
の優れたガルバニールド鋼板を提供することにある。

本発明者等は、ガルバニールド鋼板のめっき層が具備す
べき前述の諸物件の個々について詳細に検討した結果、
鉄濃度及びめっき層表面のプロ７・イルが諸物件と密接
な関係にあることを見い出し、両者を特定範囲に規制す
ることによってこれら諸物件のすべてを満足させること
ができることを知得したのである。

即ち、本発明はガルバニールド銅板の表面粗度をＲａ表
示で０．８μｍ以下、該めっき層の鉄濃度を１５ｗｔ、
％以上２７ｗｔ、％以下の範囲に規制する点を特徴とす
るもので、以下に示す本発明者等の幾多の研究によりめ
得た知見に基づくものである。

まず、鉄濃度とめっき層側工性及び点溶接性とに密接な
関係があることを見い出した。即ち、鉄濃度とめっき層
側工性の関係につ（・ては、めっき層側工性は、鉄濃度
約１２ｗｔ、％以下では鉄濃度の上昇につれて反比例的
に劣化するが、１８ｗｔ。

％から１５ｗｔ、％の間では急激に改善され、１５〜２
７　ｗｔ、％の範囲で最も優れた水準が得られる。

しかし、約２８　ｗｔ、％以上では再び鉄濃度上昇につ
れて劣化するのである。また、鉄濃度と点溶接性の関係
については、点溶接性は、鉄濃度４゜・ｗｔ、％以下で
は鉄濃度が大なるほど改善され、約１５ｗｔ、％以上で
はじめて本発明の目標水準に達することができるのであ
る。

更に、鉄濃度は塗膜密着性、塗装後耐食性及び塗装後外
観等の各特性とも密接な関係があることを見い出した。

即ち、塗膜密着性は、鉄濃度が約１８　ｗｔ、％以下で
は鉄濃度の上昇につれては父比例的に改善され、また約
１０ｗｔ、％以上ではじめて本発明の目標水準に達する
。一方、約１＋３ｗｔ。

％以上では鉄濃度とは殆ど無関係に本発明の目標以上の
優れた水準が維持されるのである。次に、塗装後の耐食
性は、鉄濃度約１５ｗｔ、％以下では鉄濃度の上昇につ
れて急勾配で、かつはｙ比例的に改善され、約１５ｗｔ
、％ではじめて本発明の目標水準に達する。約１５ｗｔ
、％以上になると、改善の勾配は緩やかになり、鉄濃度
上昇の割にはそれほど改善度合が顕著ではない。更に、
塗装後の外観は、鉄濃度約１２ｗｔ、％以下では鉄濃度
上昇につれて反比例的に劣化し、約１１３ｗｔ、％から
約１５ｗｔ、％にかけてわずかに改善されるが、約・１
５〜４０ｗｔ、％の範囲では約１５ｗｔ、％での水準が
そのまま維持される。しかし、この約１５ｗｔ、％以上
での水準では本発明が目標とする塗装後外観水準に照ら
して十分ではなく、更に改善されるべきであることが判
った。

以上説明しためつき層中の鉄濃度とめつき諸物件との関
係を次表にまとめて示す。

第１表　鉄濃度とめつき諸物件の関係 ×：〃〃　よりも著しく劣る。

同表から明らかなように、塗装後外観を除く全特性が本
発明の目標水準以上であるのは、鉄濃度１５〜２７ｗｔ
、％の範囲であることが判る。また、塗装後外観は全鉄
濃度範囲で本発明の目標水準を達成し得な（・ことも判
る。

そこで、更に本発明においては、表面粗度をＲａ表示で
０．８μｍ以下に規制するのであるが、これは、前述の
ように全鉄濃度範囲で本発明の目標水準に達し得なかっ
た塗装後外観は、めっき層表面粗度（Ｒａ　）と密接な
関係があり、しかも表面粗ＩＫ　（Ｒａ　）を０．８μ
ｍ以下とすることによって本発明の目標水準に達し得る
という本発明者等が得た知見に基づくものである。

即ち、本発明者等の研究によれば、鉄謎度８ｗｔ、％以
上のガルバニールド鋼板の表面粗度（Ｒａ）は通常約０
．９μｍ以上であり、また表面粗度が低下するにつれて
塗装後外観は改善され、約０．８μｍではじめて本発明
の目標水準に達することができ、０．８μｍ以下では表
面粗度が小なるほど改善度合も大きくなることが判った
のである。

以上の諸知見から、ガルバニールド鋼板のめっき層鉄濃
度を１５〜２７　ｗｔ、％の範囲とし、がっ、その表面
粗度（Ｒａ）を０．８μｍ以下とすることによって、め
っき層側工性、点溶接性、塗膜密着性、塗装後針食性及
び塗装後外観の諸物件すべてを優れたものにすることが
できることを知得したのである。

なお、前述の如く、本発明者等の表面粗度についての研
究によって、従来のガルバニールド鋼板（鉄濃度８〜１
８ｗｔ、％）及び本発明が対象とするガルバニールド鋼
板（鉄濃度１５〜２７ｗｔ、％）の表面粗度（Ｒａ）は
０．９μｍ以上であることが判ったが、これを本発明の
表面粗度範囲とするには人為的な表面粗度調整が不可欠
となる。この点、本発明者等が表面粗度を０．８μｍ以
下の範囲に調整する方法に関して詳細に検討したところ
によれば、ロール面の表面粗度を鏡面上に調整した調質
圧延機でロール圧下する方法、パフ研磨ベルトによる研
磨方法が適当である。

なおまた、本発明の鉄濃度及び表面粗度の範囲が優れた
諸物件をもたらす理由は、必ずしも明確ではないが、一
応次のように考えられる。

まず、めっき層側工性については、これが本発明の鉄濃
度１５ｗｔ、％以上２７ｙｊ、、％以下の範囲において
特に優れている理由は明確ではないが、光学顕微鏡、Ｘ
線マイクロアナライザー及びＸ線回折装置吟による調査
の結果、該鉄濃度範囲の本発明のガルバニールド鋼板に
あっＣは、めっき層の鉄・亜鉛合金相組成は、鋼板素地
寄りからＦ相、（ｌ°十δ、）混合相、δ１相の順で成
るが、Ｆ相、（７’＋δ１）混合相の順で成るか、或い
はＦ相、δ、相、η相の順で成るか又はＦ相単独で成る
ものであった。これに対し、従来のガルバニールド鋼板
（鉄濃度８ｖ、、・ｔ。

９以上１８　ｖｔｔ、％以下）にあっては、鋼板素地寄
りからδ、相、ζ相、η相の順で成るが、（１″＋δ□
）混合相、δ　相の順で成るが又はδ１相単独で成るも
のであった。即ち、本発明のガルバニールド鋼板と従来
のガルバニールド銅板とは鉄濃度が相違し、かつ、めっ
き層の鉄・亜鉛合金相組成が全（異なるのである。した
がって、直接的には、この・合金相組成の相違がめつき
加工性を改善するものと推察される。次に、点溶接性が
鉄濃度が高いほど改善されるのは、めっき層を構成する
鉄・亜鉛合金相の融点が鉄濃度が高いほど上昇するため
、溶接電極との反応がそれだけ抑制されることによるも
のと推察される。また、塗膜密着性が鉄濃度約１８ｗｔ
、％以下で鉄濃度の上昇に伴って改善さし、１８ｗｔ０
％以上で優れた水準が維持されるのは、ガルバニールド
鋼板の表面粗度（Ｒａ）が鉄濃度約１８ｗｔ、％以下で
は鉄濃度の上昇につれて大きくなり、１８ｗｔ、％以上
ではや＼低下するもののはｙそのま匁維持されることが
ら、表面粗度（Ｒａ）が影響した結果によるものと推察
される。

なおまた、塗装後針食性が鉄濃度が上昇するにつれて改
善されるのは、塗装後針食性に強く影響すると考えられ
るめっき層表面の電気化学的安定性が鉄濃度の上昇に伴
って向上するためと推察される。更に、塗装後外観が表
面粗度（Ｒａ）が小なるほど改善されるのは、本発明者
等の研究により、塗膜面のピンホール（及びクレータ）
は表面粗度が小なるほど少なくなり、また、塗膜面の平
滑性も表面粗度が小なるほど向上することが確認された
ことから、ピンホール（及びクレータ）の減少、平滑性
の向上などの直接的理由によるものと考えられる。− 次に本発明の実施例を示す。

（実施例）一般的な連続式亜鉛めっきライン（ＣｕＬ）にお（・て
、低炭素アルミニウムギルド鋼板（板厚０．８ｍｍ、　
）を素材とし、溶融亜鉛めっき（浴中ｆｉｅ濃度：　０
．１５　ｗｔ、％、浴温：４７０℃、目付量片面当たり
＝６０シ♂）の直後、連続的に、鉄・亜鉛合金相を生長
促進させるための加熱処理（加熱温度：板温５００〜７
００°Ｃ１加熱時間＝４・〜５０秒、昇温速度：１０〜
４００ｃ／秒、冷却速度：ｌＯ〜６０℃／秒）を行って
、鉄濃度が１　＝　４０　ｗｔ、％の範囲の各種ガルバ
ニールド鋼板（従来のガルバニールド鋼板を含む。）を
多数製造した。また、これらのガルバニールド鋼板の一
部について、鏡面状に仕上げたロール面を有するロール
によろ調質圧延及びパフ研磨ベルトによる研磨などで表
面粗度（Ｒａ）を０．２〜１．５１１ｍ　Ｋ　Ｍ’Ｍ整
した。

なお、従来のガルバニールド鋼板よりも高鉄濃度のガル
バニールド鋼板（本発明のガルバニールド鋼板を含む。

）の加熱処理については、従来材の場合よりも加熱温度
を高い目とするか又は加熱時間を長い目とした。

これらのガルバニールド鋼板について、めっき層側工性
、点溶接性、塗膜の密着性、塗装後耐食性及び塗装後外
観等のめつぎ層に係る諸特性を調べた。その結果を第１
図〜第８図に示す。

第１図から判るように、めっき層側工性は鉄濃度約１５
ｗｔ、％以上約２７ｗｔ、％以下の範囲内にお（・て最
も優れた水準にあり、その水準は本発明の目標水準以上
であり、また、点溶接性は鉄濃度の上昇につれて改善さ
れ、鉄濃度が約１５ｗｔ、％に達したとき本発明の目標
水準に達している。

また、第２図から判るように、塗膜密着性は鉄濃度約１
０ｗｔ、％から４０ｗｔ、％の範囲で本発明の目標水準
にあり、塗装後耐食性は鉄濃度約１５〜４０ｗｔ、％の
範囲で本発明の目標水準にあるが塗装後外観は鉄濃度５
〜４０ｗｔ、％の範囲では本発明の目標水準に達し得な
い。

ところが、第３図に示すように、めっき層表面の表面粗
度（Ｒａ）を０．８μｍ以下に調整すると、塗装後外観
は本発明の目標水準に達することができ表面粗度（Ｒａ
）が小なるほど、塗装後外観が改善されることが判る。

以上の試験結果からしてみても、ガルバニールド（１月
板のめつき層中の鉄濃度を本発明が規制する範囲（即ち
、１５ｗｔ、％以上２７　ｗｔ、％以下）とし、かつ、
表面粗度（Ｒａ）を本発明が規制する範−四（即ち、０
．８μｍ以下）とすることによって、めっき層側工性、
点溶接性、塗膜密着性、塗装後耐食性及び塗装後外観等
のガルバニールド鋼板のめつき層に係わる諸特性のすべ
てを優れたものにすることができることが判り、本発明
の有効性は明白である。

なお、前記実施例における各めっき層特性の評価は、以
下に示すような方法によるものである。

（１）めっき層側工性めっき層側工性は、ガルバニールド鋼板のめっき層側工
性の評価方法として広く一般的に用いられているところ
に従い、試験面を圧縮側とした９０度曲げを実施し、試
験面にセロテープを張り付は剥がして、以下の基準によ
り評価した。

評価　５：パウダリングなし４：パウダリングがわずかにあり３：パウダリングが中程度あり２：パウダリングが多し１：パウダリングが極めて多しく２）点溶接性点溶接性は、スポット溶接機を用い、一対のクロム・銅
合金製電極でドレッシングすることなく連続的に溶接し
、ナゲツト形成が不能になるまでの打点数で評価し、打
点数が大なるほど溶接性が優れているとした。

（８）塗膜密着性塗膜密着性は、まず、リン酸亜鉛系化成処理液により化
成処理皮膜を形成した後にカチオン型電、着塗装を行い
、その試験面にｌ　ｍｍ角の基盤目を１００個入れてエ
リクセン５　ｍｍ押出しの後、セロテープを張り付は剥
がして塗膜が剥離した目数を数え、以下の基準で比較評
価した。

評価　５：塗膜が剥離した目数０４　：　〃　１〜　８３　：　〃　４〜１０２：　／ｌ　１１〜２０１：　／／　２１以上（４・）塗装後耐食性塗装後耐食性は、塗膜密着性の評価に用いた試験片と同
様の試験片を用（・、これに鋼板素地に達するクロスカ
ットを入れ、更にＪＩＳＺ２Ｂ７１に基づき２４・０時
間の塩水噴霧試験を実施した後、セロテープを張り伺げ
剥がして、カット部中心からの塗膜剥離幅を測定し、幅
が大なるほど劣るとした。

（５）改装後外観改装後外観は、化成処理皮膜が付着した試験片にカチオ
ン型Ｉ＠、着塗装を施した塗装後試験片につ°いて、以
下の基準で作製した限度見本との比較において評価した
。

限度見本５：塗膜面に全く異常が認められず、写像性が
優れる。

４：ビンホールがわずかに発生するが、写像性良好。

３：ビンホール発生中程度で、写像性可。

２＝ピンホール発生多く、写像性不可。

ｌ：ピンホール発生極めて多く、写像性が極めて劣る。

以上、詳述したところから明らかなように、本発明によ
り、従来のガルバニールド（（４板が比較的優れている
とされている塗膜密着性、塗装後耐食性などの特性を保
持乃至は向上しつつ、欠点であった改装後外観、点溶接
性、めっき層側工性などのその他の諸物件を顕著に改善
し、諸分野のガルバニールド鋼板に対する要請を十分満
足し得る優れたガルバニールド鋼板を提供できるので、
寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はガルバニールド鋼板のめつき層中鉄濃度とめっ
き層側工性及び点溶接性との関係を示す図、第２図は同様に鉄濃度と塗膜密着性、塗装後耐食性及び
改装後外観との関係を示す図、第８図は同様に表面粗度
（Ｒａ）と改装後外観との関係を示す図である。特許出願人　川崎製鉄株式会社５・′−゛・、代理人弁ｊ（１１士　杉　村　暁゛　禿　−５＼′９．
、・（１）−！、け０１１１ン乙イン？＝（ｄン（・ｉン−
−毛四［’　ミ砲（′詩−（達）（爺／　７１＃ｉ＃ｔ
＃　’）

Claims

【特許請求の範囲】

１　めつき層の表面粗度がＲａ表示で０．８μｍ以下で
、かつ、めっき層中の平均鉄濃度が１５ｗｔ、％以上２
７ｗｔ、％以下としたことを特徴とする塗装性能の優れ
たガルバニールド鋼板。