JPS61199063A - 溶融メッキ用高耐食性高加工性Zn合金 - Google Patents

溶融メッキ用高耐食性高加工性Zn合金

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JPS61199063A
JPS61199063A JP3996885A JP3996885A JPS61199063A JP S61199063 A JPS61199063 A JP S61199063A JP 3996885 A JP3996885 A JP 3996885A JP 3996885 A JP3996885 A JP 3996885A JP S61199063 A JPS61199063 A JP S61199063A
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長堀 貞治
Masanori Oshima
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に鉄鋼材料の表面を溶融メッキすること
によって、耐食性に丁ぐれ、かつ曲げ加工を施してもメ
ッキ層に剥離や割れ発生のない材料を得るための溶融メ
ッキ用高耐食性高加工性Zn合金に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、鉄鋼材料の耐食性を同上させるための安価にし
て簡便な方法として、その表面にZnまたはZn合金を
溶融メッキする方法が知られており、かつ溶融メッキ用
Zn合金として数多くのものが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
確かに、これらの従来Zn合金の溶融メッキによって鉄
鋼材料は。比較的良好な耐食性をもつようになったが、
これが苛酷な使用環境におかれた場合、必ずしも十分満
足する耐食性を示すものではなく、さらに通常、素地と
メッキ層間には脆いf;’e −zn系合金層が形成さ
れているので、これに曲げ加工を施すと、メッキ層に剥
離や割れが発生するのを避けることができないものであ
った。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、苛酷な
使用条件下におかれてもすぐれた耐食性を示し、かつ曲
げ加工を施してもメッキ層に剥離や割れの発生がない溶
融メッキ製品を確実容易に得べく、特に溶融メッキ用Z
n合金について研究を行なった結果、ZnにMn * 
NiおよびCoのうちのIPIIまたは2ya以上を含
有させると、Znと結合してZn−Ni合金、Zn−C
o合金、Zn−Fvin合金、およびZn −Ni〜C
O合金を形成し、これらの合金はいずれもTiとの相溶
性が良いことから、Zn中のTi含有量域が拡大される
ようになり、さらにMn t NiおよびCo成分には
Ti化金物を均一に分散析出させる作用があるほか1合
金自体の結晶粒を微細化する作用があり、しかもこのよ
うにMn 、 NiおよびCoの含有によってTi含有
量が増大し、かつ結晶の微細化したZn合金は、著しく
すぐれた耐食性をもつようになり、また、一方Atおよ
び必要に応じてさらにsiを含有させると、メッキ層と
素地間のFe −Zn r Fe −Ti系合金層の形
成が著しく抑制されるようになるので、曲げ加工時に前
記Fe −Zn + Fe −Ti系合金層が原因のメ
ッキ層剥離やメッキ層に割れが生ずる現象が皆無となり
、さらに画を含有させると、メッキ浴の粘度が増大して
、メッキ被膜中のTi含有量が増大すると同時にメッキ
被膜の厚さも増大し、それに起因してメッキ被膜の耐′
食性が向上して、この嵩と逆の作用を有するAtの影響
、すなわちメッキ浴の粘度を低下させて、メッキ被膜中
のTi含有量を低下させると同時にメッキ被膜の厚さを
減少させるというAtの作用を食い止めるので、加工性
の改善に必要なAtの多量の添加が許容されるとともに
、この嵐の添加は、上記のとおりAtの作用1:対抗し
てメッキ被膜の厚さを増大させること、換言すれば、そ
の添加量の多寡によってメッキ被膜の厚さを制御できる
という知見を得た。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいて発明さ
れたものであって1重[%で(以下、別に指示がなけれ
ば、蝿はすべて重量%?意味する)、Ti :  0.
1 〜2 係、 励、NiおよびCOのうちの】種または211Ij以上
:0.1〜1.6係。
At:0.08〜5.0%、 Mg:0.01〜0.8チ。
を含有し、さらに必要に応じて、 Si:0.01〜0.3%。
を含有し、残りがznと不可避不純物からなる組成を有
し、特に鉄鋼材料の表面を溶融メッキでるのに用いた場
合に、前゛記鉄鋼材料の苛酷な腐食環境下での長期に亘
っての安定した使用と、メッキ層剥離や割れの発生のな
い曲げ加工を可能とする溶融メッキ用高耐食性高加工性
Zn合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のZn合金の成分組成範囲を上記の通
りに限定した理由を説明する。
(a)  Ti Ti成分には、苛酷な腐食m墳下でも十分満足するすぐ
れた耐食性を付与する作用があるが、その含有量が0.
IL4未満では所望の丁ぐれた耐食性を確保てることが
できず、一方2チを越えて含有させると、メッキ作業性
が損なわれるようになり、したがってメッキ作業性を良
好な状態に保持するには溶融メッキ浴温度をかなり高く
しなければならず、この結果被メッキ材がメッキ浴中に
溶解して浴組成を著しく乱丁ようになることから、その
含有量を0.1〜2%と定めた。
(b)  Mn、NiおよびC。
これらの成分には、上記のようにZn素地中へのTiの
固溶度を高め、かつ結晶粒および一部分散析出するTi
化合物を微細化すると共に、Ti化合物の均一分布をは
かり、もって耐食性を向上させる作用があり、Mn +
 NtおよびCoのうちの1mまたは2種以上を添加し
たとき、その含有量が0.1係未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方1.6チを越えて含有させると
合金の靭性が極端に劣化するようになってメッキ層に亀
裂や剥離が生じ易くなることから、その含有量を0.1
〜1.6優と定めた。
(CI  At At成分には、上記のように溶融メッキ時に素地の表面
部とメッキ層との間に脆いFe −zn r Fe −
Ti系合金層が形成されるのを抑制し、もって曲げ加工
時に前記Fe−Zn、Fe−Ti系合金層が原因のメッ
キ層の剥離および割れを防止し、かつMn 、 Niお
よびCoの含有によるメッキ層の硬化を緩和する作用が
あるが、その含有量が0.084未満では前記作用1:
所望の効果が得られず、一方5.0チを越えて含有させ
ると、耐食性が低下するようになることから、その含有
量を0.1〜5.0係と定めた。
(d)  Mg Mg成分には、粒界腐食を防止し、Atとの相剰作用に
よって前記のFe −Zn + Fe −Ti系合金層
の形成を防止して、曲げ加工時におけるこれらの合金層
に起因するメッキ層の剥離および割れを防止するととも
に、前述のとおり、メッキ浴の粘度を上昇させてメッキ
被膜の厚さを増大させ、かつその被膜中(=固溶するT
i濃度を増大させてメッキ被膜の耐食性を向上させる作
用を有するから、素成分は前記の加工性と耐食性の向上
のためだけでなく、メッキ被膜の厚さの調整のためにも
添加される成分であるが、その含有量が0.0196未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方0.84
を越えて含有させると、メッキ浴の粘度が増大し過ぎて
メッキの作業性が損われるよう(=なるところから、そ
の含有量を0.01〜0.81と定めた。
(e)  5t Si成分には、メッキ浴の流動性を向上させて平滑な光
沢のあるメッキ層を形成するほか、Fe −Zn 、 
Fe −Ti  系合金層の形成を一段と抑制し。
かつ耐食性を飛躍的に向上させる作用があるので。
特にこれらの特性が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その含有量が0.01’1未満では前記作用
に所望の向上効果が得られず、一方0.3係を越えて含
有させるとメッキ性が損なわれるようになることから、
その含有量を0.01〜0.3憾と定めた。
つぎに、この発明のzn合金を実施例により比較例と対
比しながら説明する。
〔実施例〕
それぞれ!@1表に示される成分組成をもった本発明Z
n合金1〜+5.比e72n合金1〜4および従来メッ
キ金頑Zn、Tびに従来メッキ合金Zn −0,2At
の溶融メッキ浴を調製し、ついでメッキ浴混をそれぞれ
460〜500℃の温度範囲内の所定温度(=保持した
前記溶融メッキ浴中に、それぞれzrct。
−NHact系フラックスで前処理した厚さ0.4 w
axを有する鋼板を5秒間浸漬し、該鋼板表面に片面厚
さ:13μmのメッキ層を形成することによって本発明
Zn合金メッキ鋼板1〜]5、比較Zn合金メッキ鋼板
1〜4および従来純Znメッキ鋼板並び(二Zn−0.
2A/、合金鋼板をそれぞれ製造した。なお、比較Zn
合金1〜4は、いずれもその構成成分のうちのいずれか
の成分含有量(第1表に秦印を付したもの)が、この発
明の範囲から外れた組、成をもつものである。
ついで、これらの各鋼板について、JIS−Z2371
にもとづく塩水噴霧試験、JIS−HO401にもとづ
くハンマ試験およびJIS−Z2248にもとづく曲げ
試験を行ない、前記塩水噴霧試験では鋼板メッキ面に赤
錆が発生するまでの時間を測定し、前記ハンマ試験にお
いては打撃によるメッキ層の剥離と浮き上りの有無を調
べ、メッキ層に剥離も浮き上りも全く発生しなかった場
合な◎印、メッキ層に剥離と浮き上りがはっきりと認め
られた場合をX印で評価し、また前記曲げ試験では曲げ
面におけるメッキ層の状態を観察し、メッキ層に剥離も
割れも全く発生していない場合を◎印、メッキ層に剥離
および割れがはっきりと認められる場合をX印でそれぞ
れ評価した。これらの測定結果を第1表(二合わせて示
した。
なお、この実施例で示した本発明Zn合金1〜5は比較
的低い加工性が許容される型材に適したZn合金、丁な
わち比較的A6含有量が低い、したがって嵐含有量も低
くて丁むZn合金を示したもので。
これらのZn合金(二対しては)・ンマ試験を行ない、
他方本発明Zn合金6〜15は比較的高い加工性が要求
される板材に適したZn合金、′rなわち比較的At含
有量が高い、したがって砲金有量もそれに応じて高いZ
n合金を示したもので、これらのZn合金に対しては曲
げ試験を実施した。
〔“発明の効果〕
第1表(=示される結果から、本発明Zn合金1〜15
によってそれぞれ溶融メッキされた本発明Zn合金メッ
キ鋼板1〜15は、いずれもすぐれた耐食性を示すとと
もに1本発明合金1〜15では曲げ加工や打撃によって
も剥離や割れの全く発生しない密着性がすぐれたメッキ
層を形成するのに対して構成成分のうちのいずれかの成
分含有量がこの発明の範゛囲から外れた組成を有する比
較Zn合金1〜4によって、それぞれ溶融メッキされた
比較Zn合金メッキ鋼板1〜4においては、耐食性、合
金層の形成、および曲げ評価のうちの少なくとも1つの
点で劣った結果を示している。また、従来Znメッキ鋼
板1および2においてもFe −Zn系合金層の形成が
あり、かつ耐食性およびメッキ層密着性の著しく劣った
ものになっている。さらに本発明Zn合金メッキ鋼板1
〜3にみられるように、所定量のMn、NiおよびCO
のうちの1種または2種以上、 Atおよび陶、さらに
場合によりStの存在下でTi含有量が多くなればなる
ほどその耐食性が向上することがわかる。
なお、本発明Zn合金で溶融メッキした上に、さらにク
ロメート処理を施すと、一段と耐食性が向上するよう:
二なることが確認された。
上述のように、この発明の溶融メッキ用高耐食性Zn合
金1=よれば、特に鉄鋼材料の表面を溶融メッキするこ
とにより、苛酷な使用条件におかれても丁ぐれた耐食性
を確保することができ、かつ鉄鋼材料表面への密着性が
きわめて良く、脆いFe−Zn 、 Fe −Ti  
系合金層の形成がほとんどないので、曲げ加工時C:メ
ッキ層(二剥離や割れの発生が皆無となり、さらに、メ
ッキ被膜の厚さの調整が容易となって、一般に板材に比
し、厚いメッキ層を必要とするアングルのような型材に
対しても、上記の特性をそなえた十分厚いメッキ層を施
すことができるという、工業上有用な種々の効果がもた
らされる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Ti:0.1〜2%、 Mn、NiおよびCoのうちの1種または2種以上:0
    .1〜1.6%、 Al:0.08〜5.0%、 Mg:0.01〜0.8%、 を含有し、残りがZnと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とする、溶融メッキ用高
    耐食性高加工性Zn合金。
  2. (2)Ti:0.1〜2%、 Mn、NiおよびCoのうちの1種または2種以上:0
    .1〜1.6%、 Al:0.08〜5.0%。 Mg:0.01〜0.8%、 を含有し、さらに Si:0.01〜0.3%、 を含有し、残りがZnと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とする、溶融メッキ用高
    耐食性高加工性Zn合金。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001355054A (ja) * 2000-04-11 2001-12-25 Nippon Steel Corp 加工性に優れた溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板とその製造方法
CN109536779A (zh) * 2019-01-28 2019-03-29 东北大学 一种建筑用锌基合金板材及其制备方法

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JPH0414174B2 (ja) 1992-03-12

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