JPS62149861A - 極低鉛亜鉛浴によるラ−ジスパングル溶融亜鉛めつき鋼板の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、極低鉛亜鉛浴によるラージスパングル溶融
亜鉛めっき鋼板の製造法に関し、とくに従来考慮だにさ
れなかった極低鉛亜鉛浴を用いてラージスパングルを有
する熔融亜鉛めっき鋼板を有利に得ようとするものであ
る。

（従来の技術） 溶融亜鉛めっきでは、スパングルと称する結晶の模様が
生じる場合がある。このスパングルは、塗装後の表面に
凹凸を生じ表面光沢を減じるので、塗装して用いられる
場合にはその微細化処伸が行なわれてきた。

スパングルの微細化方法としては、Ｚｎ浴中のＰｂ。

Ｓｎ　、　Ｓｂ含有量を低くする方法、めっき後の冷却
過程で冷却液または固体粒子を吹付ける方法、超音波振
動を付与する方法、ロール冷却する方法、および再加熱
する方法など多くの手法が提案されているが、一般には
水溶液または固体微粒子を吹付ける方法が用いらている
。

純Ｚｎ中のｐｂは粒界腐食を起こさないけれども、Ｆｅ
　−Ａ１合金ではｐｂの存在は粒界腐食感受性を著しく
増し、たとえばＺｎ　−０，１％八へ合金中ニ０．０２
＋ＬＸ（以下単に％で示す）のｐｂが添加されると粒界
腐食速度とは約３倍になるといわれている。通常溶融亜
鉛めっきでは、鉄と亜鉛との反応によって界面に脆いＦ
ｅ　−Ｚｎ合金が形成されるのでこれを防止するため、
０．１〜６．２％の＾ｌが添加されている。

従ってｐｂの存在は粒界腐食を著しく促進する。

Ｚｎ中のｐｂの有害な影響としては粒界腐食による耐食
性の劣化の他に、経時脆化によるめっき層のはく雛現象
がある。熔融亜鉛めっき鋼板のめっき層の密着性は、製
造直後は良好でも時間の経過とともに急激に劣化する場
合があり、このような経時劣化は主としてｐｂの存在に
起因すること、そしてこれを抑制するにはＰｂ　、Ｃｄ
　、　Ｓｎ等の不可避的不純物の合計量を０．０２％未
満にすればよいことが知られている（例えば特開昭５７
−６７１５３号公報）。

また同一浴を用いてスパングルの作り分けを可能とする
ためには、ｐｂ等の含有量を低く　シｓｂを添加する方
法〔特開昭５７−２６１５５号公報〕が有効であること
も知られているが、この方法では、高価なＳｂの添加を
必要とし、またｓｂの存在による表面物性の変化を考慮
しなければならない。

したがって溶融亜鉛めっき鋼機の耐食性、耐衝撃はく離
性の面からはＺｎ浴中のｐｂは低い方がよく、ｐｂ含有
量を低くしてスパングルを微細化するのが最も好ましい
方法と考えられる。

一方、上述したようにラージスパングルの亜鉛めっき鋼
板は塗装原板としては好ましくないけれども、溶融亜鉛
めっき鋼板を特徴づける模様として以前から馴染まれて
いることもあって、非％で使用される分野では現在でも
用いられており、一部ユーザーから強い要求がある。

かかるラージスパングルを形成させるに当っては、ｐｂ
は必須の元素とされ、通常０．０３％以上含有させるこ
とが必要とされている。

ところで実操業においては、めっき浴の無駄を省くため
、ラージスパングル材およびノースパングル材とも同一
のラインで製造されることが多いが、製造中に浴中のｐ
＋４度を急激に変化させることはできないので、ラージ
スパングル材を製造し、浴中のｐｂ含有量が高くなった
のちに、ノースパングル材を製造する場合には、めっき
層の凝固過程で燐酸塩水溶液噴射処理などのスパングル
の微細化処理を行うことを余儀な（されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、高ｐｂ浴でノースパングル材を製造す
る場合、めっき後にスパングル微細化処理を施すことに
よって生成スパングルは消去できるけれども、余分の経
費を要するだけでなく、製品表面の平滑性を損う傾向が
強く、さらには前述したとおりｐｂ含有量が高いとＺｎ
めっき層の粒界腐食による耐食性の劣化および製造後、
時間の経過とともに鋼板表面とめっき層の界面が脆化し
、この部分からはく離を起こすいわゆる経時脆化現象が
避けられない。

この点、ｐｂ含有量の低い浴でラージスパングル材を製
造できれば、浴中のｐｂを常に低いレベルに維持できる
ので、製品の品質特性を向上し得るだけでなく、製品の
大部分を占めるノースパングル材を余分の経費をかける
ことなしに安価に製造できることになる。

この発明は、」二記した如き現状に鑑みて開発されたも
ので、極低Ｐｂ浴を用いた場合であってもラージスパン
グル材を容易に得ることができる有利な製造方法を提案
することを目的とずろ。

（問題点をガフ決するための手段） この発明は、極低ｐｂ域を含む広い範囲にねたってｐｂ
含有量を変化させた場合のめっき層の凝固叩歴とスパン
グルサイズとの関係について綿密な検討を行った結果開
発されたもので、鉛含有量を極低濃度域まで低減したと
しても、凝固過程で適切な核付は処理を施すことによっ
て、従来スパングルの形成が不可能と考えられていた低
鉛濃度域においてもラージスパングルを形成し得ること
の新規知見に立脚する。

すなわちこの発明は、被めっき鋼板を、Ｐｂ：０．００
４％以下およびＡｔ　：　０．３％以下を含む溶融亜鉛
めっき浴にてめっき処理したのち、該めっき層の凝固過
程で核付は処理を施すことを特徴とする、極低鉛亜鉛浴
によろラージスパングル溶融亜鉛めっき鋼板の製造法で
ある。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明の基礎となった実験結果について説明する
。

実験用電気炉を用いて、旧・０．１８％を含むほか、ｐ
ｂ含有■をｏ、ｏｏｓ〜０．３％の範囲にわたって種々
に変化させた組成の亜鉛浴を）容製し、板厚０．５ｍｍ
の低炭素鋼板を浴温５００°Ｃでめっき処理し、めっき
後の冷却過程で意識的に結晶核を形成させるような核付
は処理を行なった場合と行なわなかった場合それぞれに
ついてスパングルのサイズを調査した。得られた結果を
、ｐｂ含有量とスパングル径との関係で第１図に示す。

図中○印は銅製の針状片、Δ印はステンレス（Ｓ［ＩＳ
　３０４）製の針状片を接触させて核付は処理を行なっ
た場合、・印は核付は処理を行なわなかった場合である
。

同図より明らかなように、核付は処理を行なわない場合
には、ｐｂ含有量が約０．０３％以上になるとスパング
ル径は粗大化するが、それ以下ではスパングルは形成さ
れないことが認められる。この現象は従来から知られて
いる通りである。

一方核付け処理を行った場合は、行わなかった場合と比
べてスパングルザイズが単に大きくなることのほか、ｐ
ｂ含有量が０．０３％以上の領域だけでなく　、０．０
０４％以下の領域においてもスパングル径が著しく大き
くなることが認められた。ここにスパングル径は核付は
処理の方法によっても大きく変化し、熱伝導率が良い銅
片を接触させた方がより大きいかったが、ｐｂ含有量が
０．００／Ｉ％以下の極低濃度領域においてスパングル
径が大きくなる傾向はどちらの場合もほぼ同様であった
。

上記の実験結果から、ｐｂ含有量を十分低いレヘルに維
持していても、凝固過程で適切な核付は処理を行なうこ
とによって、十分大きなスパングルを形成し得ることが
判明した。

めっき後の凝固過程で適当な間隔で結晶核を形成させる
いわゆる核付は処理を施すとラージスパングルを形成し
やすいことはよく知られていたけれども、従来はかかる
核付は処理を施す場合であっても、めっき浴中のＰｂ濃
度は０．０３％程度以上とする必要があると考えられて
いた。

核付は処理としては以下の方法を用いることができる。

■）溶液または水を吹付ける方法。

２）固体粒子を吹付ける（？８解または気化の潜熱を利
用する）方法。

３）低温の固体（熱伝導の良いもの）を接触させる方法
。

１）は現在結晶の微細化処理として一般に用いられてい
る方法であるが液滴の粒を大きくし付着間隔を大きくす
ることによってスパングル粗大化にも適用できる。

２）は亜鉛微粒子を吹付けることによって結晶粒を微細
化する手段として現在用いられているが、粒子のサイズ
と種類を適当に選び吹付ける粒子間隔を大きくすること
によって粗大化に使用できる。

３）は熱伝導率のよい固体の金属等を接触させることに
よって結晶核を形成する方法で、用いる金属材４′４と
しては、突起の付いた水冷ロールや一定間隔で端子の突
出た金属ヘルＩ−および金網等が有利に適合する。

（作用） この発明においてめっき浴ＮＪＩ成を前記の範囲に限定
した理由は、次のとおりである。

ｐｂ　：　ｏ、ｏｏ４％以下 前掲第１図にも示したとおり、ｐｂ含有■が０．００４
％以下になると、かかる極低Ｐｂ域においても核付は処
理を行うことによってスパングル径の大きなものが得ら
れるからである。

Ａｌ　：　０．３％以下 通常の溶融亜鉛めっきでは、鉄と亜鉛との反応によって
界面に脆いＦｅ　−Ｚｎ合金が形成されるけれども、か
かる脆弱合金の形成防止＆ＺｌｔＡｌが有効に寄与する
ので、０．３％以下の範囲で添加することにした。

また核付は処理としては上述した１）〜３）のいずれの
方法をも用いることができるが、とりわけ３）の熱伝導
の良い低温の固体を接触させる方法が有利に適合する。

溶融金属が凝固する際の結晶粒の大きさは結晶核の形成
頻度と結晶粒の成長速度の相対的関係によって決まり、
核形成頻度が低く、少数の結晶が急速に成長する場合に
粗大粒が形成されると考えられている。また結晶核の形
成頻度および結晶粒の成長速度はともに過冷度に支配さ
托、両者のｔ［１対的関係もまた過冷度によって変化す
る。ここにｐｂ含有量の変化がｔｌ：Ｅ円後のスパング
ル径に影■！する機構は現在までのところまだ明らかで
ないが、結晶核形成頻度と結晶粒成長速度の相対的関係
を変化させることが推定される。

なお振付は処理を行えばラージスパングルが形成される
ことは従来から知られていたけれども、従来かかる積付
は処理を行う場合であってもめっき浴中のｒ’ｂ？８度
は０．０３％以上が必要とされていたのであり、この点
核付け処理を行なう場合にｐｂ含有■が約０．００４％
以下の領域においてもラージスパングルが形成され得る
ことは、この発明で初めて見出された新規事実である。

（実施例） 浴温が４８０°Ｃで、八Ｉ　：０．１５％でかつｐｂ濃
度を表１に示したように種々に変化させた亜鉛めっき浴
中に、幅＝１００鶴、厚み：　０．５　＊■の冷延鋼帯
を２０ｍ／ｍｉｎのラインスピードで温浸通板させて溶
融亜鉛めっきを施し、ワイピング後、強制空冷中にステ
ンレス製の金網を接触させる積付は処理施した。

かくして得られた溶Ｗ」：亜鉛めっき鋼板のスパングル
の生成状況について調べた結果を表１に併せて示す。

なお比較のため、積付は処理を施さない場合についても
同様の調査を行い、得られた結果を表１に併記した。

表　　１ 同表より明らかなように、この発明に従い亜鉛めっき浴
中のｐｂ＞５度を０．００４％以下にした上で積付は処
理を施すことによって効果的にラージスパングが得られ
た。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、極低ｐｂ亜鉛めっき浴を用
いてラージスパングルを得ることができるので、製品の
耐食性は従来材に比べて大幅に向上し、また経時劣化が
生じるおそれもない。

さらにこの発明の製造工程中、積付は処理を単に省略す
るだけでノースパングル材の製造も容易に行うことがで
きるので、単一ラインにてラージスパングル材およびノ
ースパングル材の両者が製造できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、亜鉛めっき浴中のｐｂ含有量とスパングル径
との関係を示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被めっき鋼板を、Ｐｂ：０．００４ｗｔ％以下およ
   びＡｌ：０．３ｗｔ％以下を含む溶融亜鉛めっき浴にて
   めっき処理したのち、該めっき層の凝固過程で核付け処
   理を施すことを特徴とする、極低鉛亜鉛浴によるラージ
   スパングル溶融亜鉛めっき鋼板の製造法。