JPS62182260A - 溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、特に高温多湿の環境での耐久性に優れた無華
紋溶融亜鉛めっき鋼板（以下、「ゼロスパングル溶融亜
鉛めっき鋼板」または「ゼロスパングル材」と呼称する
）の製造方法に関する。

（従来の技術） 溶融亜鉛めっき鋼板の表面仕上りとして凝固形態から次
の２種が従来からある。

■スパングル材；亜鉛東回時に形成されるデンドライト
を大きく成長させたものであって、華紋状模様が表面を
覆うようになる。この製造のためには、亜鉛中の０．０
８〜０．３０重量％の八Ｑの他にＰｂ、　Ｓｎ、　Ｃｄ
等の元素の共存が必要であり、一般に、０．０８ｗｔ％
以上のｐｂがＺｎに添加される。更に、凝固時の冷却速
度を小さくすることが、デンドライトの肥大化に必要で
あるから、溶融めっきによるＺｎの被覆後製品は徐冷さ
れる。

■ゼロスパングル材；デンドライトの成長を抑制し、均
等大の微細結晶を多数の核を発生させることにより得た
もので、表面の均−性等に優れる。かかるゼロスパング
ル材の製造法は、ｐｂ、Ｓｎ、　Ｃｄ等の低融点金属を
亜鉛めっき浴から取り去るか、あるいはめっき後の冷却
速度を大きく（通常２０℃／Ｓ以上）することで製造さ
れる。

これら２つの製法のうち、後者の方が、めっき被膜のＣ
軸配向性が増すので、塗膜密着性等で有利と言われる。

スパングル材、ゼロスパングル材とも防錆鋼板として大
きな需要をもつので、−ａに、溶融めっき業者は、単一
の設備、もしくは亜鉛めっき浴から、その両者を製造す
る必要があり、そのため、通常０．０８％以上のｐｂお
よび０．０８〜０．３％のＭを含有するめっき浴を用い
、めっき後の冷却速度を変更することでこれらの２種の
材料を製造している。

ゼロスパング材の場合には、めっき後、Ｚｎの融点近傍
で、リン酸塩系の水溶液をめっき面に噴霧して急冷する
方法が一般的に用いられている。

めっき表面が塗装下地として用いられる場合等に、スパ
ングル（ｓｐａｎｇｌｅｓ）は、その凹凸や結晶方向の
差が、表面平滑度や化成処理した場合のむらを生じやす
いので、用途に応じてスパングルを微細にする必要があ
る。このためにめっき層の凝固前に、水や水汰気を噴霧
し多数の凝固核を均一に発生させると共に急冷し、結晶
が生成しないようにするのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、急冷凝固によって製造したゼロスパング
ル材は１つの欠点を有している。この種の亜鉛鋼板は、
高温多湿環境に長時間晒されるとめっき被膜の内部腐食
によりめっき密着性が著しく低下するという問題を有す
る。この現象は亜鉛めっき浴中のＡＱ濃度とｐｂ等低融
点金属濃度の相乗作用の影響を受け、一般にＭ　ｔｍ’
度が高い程またｒ’ｂ等の低融点金属濃度の高い程、そ
のような剥離が生じやすい。

かかる問題を解決するには、亜鉛中の八（２濃度を抑制
することで、ｐｂを含有するめっき浴からの急冷凝固ゼ
ロスパングル材の高温多湿下での耐久性を保持すること
ができるが、ＡＱ　？ｍ度を低減すると溶融めっき時の
冶金的反応で形成される脆性的な金属間化合物相が肥大
化するため、めっき被膜の成形性は低下し、実用的な加
工に耐えないものとなる。

特開昭５３−１２８５３９号においては、かかる問題を
解決するために、Ｍ：０．２〜１７％、Ｓｂ：０．０２
〜０．１５％、Ｐｂ：０．０２％以下のＺｎめっき浴組
成を開示している。しかし、浴組成の管理だけでもまだ
十分ではなく、またそのようにｐｂを少なくしてしまっ
ては、同一製造ラインでスパングル材の製造ができなく
なってしまい、製造コストの上昇は免れない。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良する方法を
提供することであって、より具体的には、比較的多量の
ｐｂを含有するめっき浴を使い、急冷凝固して得たゼロ
スパングル材を耐久性の優れた状態へ変化させる手段を
提供するものである。

したがって、本発明法のもとでは、比較的多量のｐｂ金
含有めっき浴が使用できるから、従来法で同一の設備か
ら鮮映な華紋模様を有するスパングル材をも製造するこ
とが可能である。

ここに、本発明の要旨とするところは、鋼板に溶融亜鉛
めっきを施し、これを急冷凝固させ、次いで、該綱板を
、鋼板温度で、２５０℃以上めっき材の融点以下の温度
範囲で下記式を満たす時間加熱すること特徴とするゼロ
スパングル溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。

１０ｇｚ＋　Ｔ　（Ｓ）≧−０，０１３７Ｔ（０＋５．
２１τ（Ｓ）：時間（秒）、Ｔ■：温度（至）である。

なお、前記溶融めっきに使用するめっき浴は、その好適
態様にあって、０．１０重■％≦ｒＡＱ）ｅｆｆ≦０．
３０重量％、０．０２重量％≦Ｐｂ≦０．１５重冊％、
残部Ｚｎおよび不可避不純物物から成る組成を有する。

ただし、（Ｍ３　ｅｆｆ　＝Ｚｎ浴中のＡＱの分析値（
ｗｔ％）−Ｚｎ浴中のＦｅの分析値（ｗｔ％）かくして
、本発明によれば、その前提として、鋼板、通常は鋼帯
に溶融亜鉛めっきを施し、一般には従来法によりガスワ
イパー等で所与の付着星に制御した後、水または植成形
材を含む水溶液をめっき表面に噴霧することでめっき被
膜を急冷凝固させる。以上の手段は従来の公知技術が用
いられてもよい。次いで、本発明にあっζは、Ｚｎめっ
き被膜が凝固したＺｎめっき鋼板を、再度、鋼板温度で
、２５０°Ｃ以上、融点までの温度に上式の時間再加熱
する。好ましくは３００　’Ｃ以上の温度に加熱する。

かくして、本発明によれば高温多湿の環境下ですぐれた
耐久性を示すゼロスパングル材が得られるのである。な
お、同−Ｚｎめっき浴を使ってスパングル材を製造する
場合にはめっき後に徐冷するだけでよく、製造ラインそ
のものの構造を変えることはない。

（作用） ここで、本発明における処理条件の限定理由を説明する
。

２５０°Ｃ未満の熱処理温度では耐久性の改善効果をほ
とんど認めることができず、また一般に４１９°Ｃであ
る融点を越えると、めっき被膜が再融解するため、ゼロ
スパングルとしての表面形態が全く消失する。

上述の加熱温度の下で、”ｇｏｏ　τ（Ｓ）≧−０，０
１３７ＴＣＯ＋５．２１にて示される時間よりも短い場
合、例えば、１５未満の処理では、耐久性の改善が不十
分であり、特に３００℃未満では３０３以上の時間が必
要である。一方、加熱時間の上限は、得られるめっき被
膜の性能によるよりも、むしろ実操業の問題に関わるも
のである。即ち、処理時間が永いと、熱処理装置の構造
を竪型の構造とするにしても、連続ラインの場合には、
何等かの形でコイルの搬送ロールとめっき鋼帯が接触せ
ざるを得ない。

かかる状況において２５０〜４１９℃に加熱されためっ
き面はロール表面と、いわゆる焼付現象を生じやすくな
り、めっき表面に欠陥を生じやすい。

それ故、２５０〜４１９℃にめっき被膜を加熱する場合
、可及的短時間に昇温および冷却を終える必要があるの
であって、それ故、好ましくは、上限時間を６Ｏ８とす
る。

なお、加熱後の冷却は特段制限されず、空冷するだけで
十分である。

本発明によるように急冷後、加熱することで耐久性が向
上する機構は未だ完全には解明されていないが、急冷ま
まではｐｂその他の成分の偏析が生じており、この偏析
したｐｂとＺｎとの間に１種の腐食電池が形成されて腐
食されるものと考えられ、一方、急冷後加熱するとその
ｐｂあるいはその他の成分の偏析が消失するためと考え
られる。

本発明はその好適態様において、めっき浴の組成範囲を
限定しているが、それによれば、ＣＭ）ｅｒｒとし７０
．１０ｗｔ％以上、０　、３０ｗ　Ｌ％以下、ｐｂ　ｏ
、。

２ｗｔ％以上、０．１５ｗｔ％以下に限定する。（ＡＱ
）　ｅｆｒは、Ｚ４のＭ分析値（ｗｔ％）から、不可避
的に含有されるＦｅｔＥｊ度（ｗｔ％）を差し引いたも
のであって、便宜的にめっき浴の液相中に存在するＡＱ
　９８度の近似値を与えるものである。

ここにおいて、急冷凝固しためっき材の耐久性は、広い
浴組成範囲に有効ではあるが、最も効果的であるのは上
記の範囲である。すなわち、（ＡＱ）　ａｆｆが０．１
０％未満では、本手段に依らずともめっき被膜の耐久性
は著しくは劣らず、また０、３０％を越えると、本発明
にかかる手段によっても、完璧なまでの効果は期待しχ
１い。またｐｂが０．０２％未満では、本発明に依らず
とも、めっき被膜の耐久性は著しくは劣らず、また０、
１２％を越えると完璧なまでの効果は期待し難い。

かくして、本発明において限定するめっき浴の組成範囲
において、ゼロスパングル材ばかりでなく、十分鮮明な
スパングルを有するめっき材をも製造することができ、
またスパングル材を本発明によって熱処理した場合、成
形加工時におけるめっき被膜の耐加工性も十分満足でき
る水ヰ（を達成できる。

このように、本発明の好適態様にあっては、特にめっき
浴の組成について記述したものであるが、同様に、デン
ドライト成長助長金属としてＳｎやＣｄをＺｎ中に添加
する場合も本発明にかかる処理手段が有効であることは
容易に理解される。

以下、実施例に基づき本発明をさらに説明する。

実施例 ゼンジミア方式の溶融亜鉛めっきパイロットプラントで
（ＡＱ）　ｅ［０，０８〜０．６２％、Ｉ’ｂ　Ｏ，０
２〜０゜３０％の範囲のめっき浴からゼロスパングル溶
融亜鉛めっき鋼板を試作した。めっき温度は４６０℃、
浸漬時間は２秒であり、板厚は０．５ｍｍであった。

めっき付着■は両面で１５ｏｇ／　＝であった。ゼロス
パングル化するためにすべて日本パーカー（ｌｉｌ製の
パーフＭＳ　（商品名）　６ｇ／　７！？８’ｔ＆、を
アトマイズ状で噴霧した。このときの冷却速度はほぼ２
０〜ｂＳの間に（るものであった。第１表に試作材のめ
っき浴組成条件を示す。得られた各ゼロスパングル材は
裁断後、赤外線加熱炉（大気４りで■３７５℃×１５秒
および■３００℃×４５秒の２条件で加熱した。加熱後
はそのまま大気放冷した。

加熱前、後の試験片は、１００　Ｘ　５０ｍｍに調製し
て、相対湿度９０％、温度６０℃の恒温恒湿槽に６０日
間貯蔵し、その後、鋼球直径１２１、エネルギー０．５
　ｋｇｒ−ｍでデュポン衝撃試験を行い、めっき密着性
を評価した。結果を同じく第１表にまとめて示す。

この第１表に示す結果のごとく、■、■の加熱条件とも
、隘２０の例を除いて、大幅に耐久性が改善されるのが
分かる。

次に、第１表の隘９の供試材を２００〜４００℃で１秒
〜２時間、赤外線加熱炉を用いて、加熱し、上述の場合
と同様の評価試験を行った。その結果を添イ・１図面に
示す。

本発明の温度、時間の処理条件範囲内において、極めて
良好な耐久性改善効果が認められることが明らかである
。

以」二のように、本発明によれば、品質の著しく優れた
ゼロスパングル溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。

第１表 （つづく）

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の実施例の結果をまとめて示すグラ
フである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板に溶融亜鉛めっきを施し、これを急冷凝固さ
   せ、次いで、該鋼板を、鋼板温度で、２５０℃以上、め
   っき材の融点以下の温度範囲で下記式を満たす時間加熱
   すること特徴とするゼロスパングル溶融亜鉛めっき鋼板
   の製造方法。 ｌｏｇ＿１＿０τ（Ｓ）≧−０．０１３７Ｔ（℃）＋５
   ．２１τ （Ｓ）：時間（秒）、Ｔ（℃）：温度℃
2. （２）前記溶融めっきに使用するめっき浴の組成が０．
   １０≦〔Ａｌ〕ｅｆｆ≦０．３０重量％、０．０２≦Ｐ
   ｂ≦０．１５％、残部Ｚｎおよび不可避不純物からなる
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ただし、〔Ａｌ〕ｅｆｆ＝Ｚｎ浴中のＡｌの分析値（ｗ
   ｔ％）−Ｚｎ浴中のＦｅの分析値（ｗｔ％）