JPS62256959A - 合金化メツキ鋼板の製造方法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は１合金層が均一で、微細クラックを生ぜず、耐
蝕性に優れた合金化メッキ鋼板を製造する方法に関する
。

［従来技術と問題点］ 合金化メッキ鋼板、例えば、合金化亜鉛メッキ鋼板は、
通常の亜鉛メッキ鋼板に比べて、スポット溶接における
連続作業性がよく、また電着塗装後の塗装密着性や耐蝕
性が良好である等の利点を有するので、自動車工業等の
分野を始めとして広く利用されている。

合金化メッキ鋼板を製造するには、メッキ後に鋼板を合
金化するための加熱処理を施す必要があり、従来、連続
溶融メッキにおいてはメツキライン内に合金化炉を設置
している。ところで、一般に、溶融亜鉛メッキでは、電
気亜鉛メッキに比べて付着量のバラツキが大きく、メッ
キ付着量が３９　ｇ　／　ｍ２未満の薄目付メッキ鋼板
の製造が困難である。このため、従来、低付着量で、か
つ、付着賃分布の良好な合金化亜鉛メッキ鋼板を得るに
は電気メツキ亜鉛鋼板を合金化処理して製造している。

電気亜鉛メッキ鋼帯をバッチ型焼鈍炉を用いて合金化す
る場合には、該メッキ鋼帯を２５０〜３５０°Ｃの温度
下に長時間（１〜１５時間）保持して再加熱することに
より合金化させている。

ところが、上記合金化処理によって得られる合金化鋼板
はいずれも、合金層がブロック化して該合金層間に微細
なりラックが発生し、この部分を中心として耐蝕性が悪
化する問題がある。

［問題点の解決手段］ 木発明者等は、従来の上記問題は、合金化の際に加熱速
度が比較的緩慢であるため、メッキ層が溶融しない状態
で鋼中のＦｅがメッキ層に拡散し、言わばＦｅ−Ｚｎ拡
散が固相−固相状態で行なわれることが原因の−である
可能性を見出し。

メッキ層を急速に加熱し、溶融した後にメッキ層への拡
散を促せば、従来の問題を解決しうる知見を得た。

［発明の構成］ 本発明によれば、鋼板の表面にメッキ層を形成した後に
、該メッキ鋼板をメー７午金属の融点以上に急速に加熱
してメッキ層を溶融させた状態で。

鉄のメッキ層への拡散を促して合金化を行なう合金化メ
ッキ鋼板の製造方法が提供される。

また、その好適な実施態様として、亜鉛メッキ鋼板を４
０〜ｂ ５５０℃に加熱することにより、亜鉛メッキ層を溶融し
て、Ｆｅ−Ｚｎ拡散による合金化を行なう合金化メッキ
鋼板の製造方法、および、真空蒸着亜鉛メッキ鋼板を高
周波加熱により急速加熱して亜鉛メッキ層を溶融し合金
化する合金化メッキ鋼板の製造方法が提供される。

以下、合金化亜鉛メッキ鋼板を一例に本発明を説明する
。

亜鉛メッキ鋼板は、真空蒸着メッキ、電気メッキ、溶融
メッキの何れによるものでもよい、亜鉛メッキ鋼板は連
続式およびバッチ式においてそれぞれメッキ後、常温〜
３００℃の温度に保たれており、該メッキ鋼板を合金化
炉に導き、加熱処理を施す、該合金化炉には加熱ゾーン
、保熱ゾーンおよび冷却ゾーンが設けられており、該加
熱ゾーンにおいて、メッキ鋼板は４０〜ｂ 昇温速度で４２０〜５５０℃まで加熱される。具体的な
加熱条件は亜鉛メッキ層の厚さ、鋼板の種類、板温およ
び連続式加熱処理においてはラインスピード等によって
異なる。因に、板温３００℃において、亜鉛メッキ層が
６０ｇ／ｍ２の厚目付けであるとき昇温速度は８０℃／
秒、また亜鉛メッキ層が２０ｇ／ｍ２の薄目付けのとき
昇温速度は１２０℃／秒が最適であり、何れの場合も、
５秒以下の時間内に亜鉛の融点４１９℃以上に加熱され
、亜鉛メッキ層が溶融される。

昇温速度が４０℃／秒より低い場合には、亜鉛メッキ層
が溶融する前にＦｅ−Ｚｎの拡散反応が准行し、本発明
の合金化処理を達成しえない、また昇温速度が２００℃
／秒を超える場合には、合金層に不都合は生じないが、
加熱温度を高めるために、製造コストが上昇する。また
、加熱後の根引の合金化処理を達成しえない、一方、加
熱後の板温が５５０℃を超える場合にはメッキ層の亜鉛
が過度に合金化し、耐パウダリング性（加工性）が低下
する。

上記加熱ゾーンの加熱方法は、誘導加熱、抵抗加熱およ
びガスバーナー加熱の何れの方法でもよい、尚、高周波
誘導加熱方法によれば、瞬時に高温加熱することができ
、また装置構成の点からも有利である。とくに、誘導加
熱方法は、他の加熱方法と異なり、メッキ層の内部加熱
を行なうものであり、メッキ層の溶融状態での拡散を行
なうえで最適である。抵抗加熱方法やガスバーナーによ
る加熱方法は外部加熱であり、この点、誘導加熱方法と
は異なる。また誘導加熱方法はガスバーナー加熱のよう
な排ガス発生を伴なわず、ガス処理設備等を付設する必
要がない、更に、誘導加熱方法はその温度制御が極めて
容易であり、上記急速加熱の実施に最適である。特に、
蒸着メツキラインにおいて高周波誘導加熱炉を設ければ
、制御綽　礒く　枚　日ル　ｔヂ　ｐｌ　朽　工　丁１
ｉ　　占　塙で　七、　ズ、　　　囲　七　　　フ１１
撃　４−１　ゼにおいてはラインスピードの調整などに
よりメッキ付着量の制御を行なう、高周波誘導加熱方法
はラインスピードの変更に追従して容易に温度制御でき
応答性に優れるので、メツキライン全体の制御が格段に
容易になる。

急速加熱により亜鉛メッキ層が溶融された後、該メッキ
鋼板は保熱ゾーンに導入され、１〜１０秒間、４２０〜
５５０±２０℃の温度範囲に保たれる。具体的な保熱時
間および保熱温度は亜鉛メッキ層の厚さ等により定めら
れる。保熱ゾーンの加熱源は加熱ゾーンと同様に誘導加
熱、抵抗加熱およびガス燃焼フローの何れでもよい、該
保熱ゾーンにおいて鋼板のＦｅが溶融状態の亜鉛メッキ
層中に拡散し合金化が促進される。

保熱ゾーンを経たメッキ鋼板は引続き冷却ゾーンに導か
れ、３０℃／秒以上の冷却速度で冷却される。冷却方法
は、エアー吹付は方法、ミストスプレ一方法あるいは、
これらを併用する方法等いずれでもよい。

尚、上記合金化炉は竪型、横型の何れを用いてもよい。

［発明の効果］ 本発明の合金化処理によれば、メッキ層が急速加熱によ
り溶融となり、従来の固相−固相拡散とは異なり、溶融
状態でのＦｅ−Ｚｎ拡散が行なわれるので、均一な合金
層が得られる。またメッキ層が一度溶融されるのでメッ
キ層、例えば、Ｚｎの密度が増加し、このため合金層が
連続して均一になり、緻密な合金層を得ることができる
。従って合金層には従来のような微細なりラックが発生
せず、ピット状の腐食が防止されるので＃触性も格段に
向上する。また、合金層の表面が平滑であり、塗装面の
外観に優れる。

本発明の合金化処理はメッキ処理に連続して実施するこ
とができ、連続式真空蒸着亜鉛メッキの蒸着工程に該合
金化炉を連設することにより連続した合金化処理を行な
うことができる。尚、メッキ金属は亜鉛に限らず上記合
金化処理を適用できる。

［実施例および比較例］ 実施例１ 電気亜鉛メッキを合金化処理して、合金化亜鉛メッキ鋼
板を製造した。製造条件を以下に示す。

（イ）電気亜鉛メッキ鋼帯の製造法 板厚０．５ｍｍの冷間圧延鋼帯を常法にしたがって脱脂
、酸洗後、以下に示す条件で電気亜鉛メッキを施した。

メッキ浴組成：硫酸亜鉛 メッキ浴温　：６０℃ メッキ浴ｐＨ：１．５ 電流密度　　：３０Ａ／ｄｍ２ 陽極　　　　：ｚｎ 片面付着量　：２０ｇ／ｍ２ （ロ）合金化処理方法 上記メッキ鋼帯は、高周波誘導加熱炉を用いて、昇温速
度を１０〜ｂ た合金化処理を施し、その合金層形態および耐食性を調
査した。なお、炉から出た直後のメッキ鋼帯の板温は、
誘導加熱炉の出力および通板速度を変化させて、４７０
℃一定になるように調整した。該合金化亜鉛メッキ鋼板
の耐食性を調べた。耐食性は、ＪＩＳ　　Ｚ　　２３７
１に準拠した塩水噴霧試験により評価した。第１表にそ
の結果を示す、ま、た昇温速度の異なるものを比較例と
してｍ１表に併せて示す。

第１表 評価方法 合金層形８＝合金層が連続でクラックなし　○：合金層
が不連続でクラック発生× 耐食性　　：　ＳＳＴ　１００ｈｒ後、赤錆が発生　　
×：　ＳＳＴ　１００ｈｒ後、白錆のみ発生　Ｏ本発明
の昇温範囲内で合金化処理した鋼板（ＮＯ。

３〜９）は、連続したＦｅ−Ｚｎ合金層を有し、クラン
クの発生がおさえられた。またその耐食性も大幅に改停
された。

実施例２ 蒸着亜鉛メッキ鋼板を合金化処理して合金化亜鉛メッキ
鋼板を製造した。

（イ）ＩＮ、着亜鉛メー２キ鋼帯の製造法メッキ条件 板厚　　　：０．８ｍｍ 通板速度　：　１００　ｍ／ｗｉｎ 真空度　　：　０　、０１　ｔｏｒｒ 片面付着量：６０ｇ／ｍ２ （ロ）合金化処理方法 実施例１に同じ。

該合金化亜鉛メー、キ鋼板の耐食性を調べたその結果を
第２表に示す、また昇温速度の異なるものを比較例とし
て第２表に併せて示す。

第２表 評価方法 合金層形態：合金層が連続でクラ−２りなし　○：合金
層が不連続でクラック発生× 耐食性　　＋　ＳＳＴ　３００ｈｒ後、赤錆が発生　　
×：　ＳＳＴ　３００ｈｒ　＠、白錆のみ発生　０第２
表に示されるように、本発明に係る製品（Ｎ　ｏ、　４
〜１０）は本発明以外の比較例の製品（Ｎｏ、１〜３）
に比べて、連続したＦｅ−Ｚｎ合金層を形成しており、
局部的な赤錆の発生もみられず、良好な耐食性を有して
いる。

次に、本発明に係る製品（Ｎｏ、６）と比較例の製品（
Ｎｏ、１）のメッキ層の顕微鏡断面写真を第１図、第２
図に示す、該写真から明らかなように、本発明に係るも
の（第２図）は、メッキ層が緻密であり、かつ連続して
いるのに対し比較例の製品はメッキ層が部分的に欠落し
ている。

実施例３ 実施例２と同様に蒸着亜鉛メッキにより合金化亜鉛メッ
キ鋼板を製造した。

（イ）蒸着亜鉛メッキ鋼帯の製造法 実施例２に同じ、（ただし付着量４０ｇ／ｍｚ）（ロ）
合金化処理方法 上記鋼帯は、高周波誘導加熱炉を用い、炉出口での板温
を３８０〜６００℃まで変化させて合金化処理を施した
。

尚、合金化処理は、誘導加熱炉の出力および通板速度を
調整して昇温速度が１００℃／秒になるように設定した
。

得られた合金化亜鉛メッキ鋼帯について合金層の形態を
観察し、ＪＩＳ　　Ｚ　　２３７１に準拠した塩水噴霧
試験およびＪＩＳ　　Ｚ　　２２４８に準拠した加工試
験に供した。

第３表にその結果を示す。

第３表 評価方法 合金層形８二合金層が不連続でクラック発生Ｘ：合金層
が連続でクラックなし　○ 耐食性　　：　ＳＳＴ　２０Ｑｈｒで赤錆発生　　　　
×：　ＳＳＴ　２００ｈｒで白錆のみ発生　　○加工性
　　：加工部テープ剥離で粉状Ｚｎ剥敲×：加工部テー
プ剥離でＺｎ剥離なし○ 本発明の範囲である４２０℃以上の銅帯温度で合金化処
理を施した場合、Ｆｅ−Ｚｎ合金層は連続した層を形成
し、局部的な赤錆は発生しなかった。しかし５５０℃を
越えると、過度の合金化をおこし、耐パウダリングが低
下した。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例に係るメッキ層の組織状態を示す顕微鏡
断面写真、第２図は本発明に係るメッキ層の組織状態を
示す顕微鏡断面写真である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の表面にメッキ層を形成した後に、該メッキ
   鋼板をメッキ金属の融点以上に急速に加熱し、メッキ層
   を溶融させた状態で鉄のメッキ層への拡散を促して合金
   化を行なう合金化メッキ鋼板の製造方法。
2. （２）亜鉛メッキ鋼板を、４０〜２００℃／秒の昇温速
   度で４２０〜５５０℃に加熱することにより亜鉛メッキ
   層を溶融して、Ｆｅ−Ｚｎ拡散による合金化を行なう特
   許請求の範囲第１項の製造方法。
3. （３）真空蒸着亜鉛メッキ鋼板を高周波加熱により急速
   加熱して亜鉛メッキ層を溶融し合金化する特許請求の範
   囲第１項の製造方法。