JPS62290856A - 差厚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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業トの利用分野〉 本発明はｈ厚す１（鉛めっき鋼板の製造方法に閉し、り
！ｆに、表面の平滑性、および耐パウダリング性に優れ
、かつ表面か美麗な差１＋７１ｊＩ！鉛めっき７ＡＦｉ
の製造方法に関１−る。

〈従来技術とその間照点〉 差厚１Ｉｌｊ鉛めっき鋼板は、付着するめっき層の厚み
および化学的組成を鋼板の表裏別に変えたものであり、
要求される特性およびその特性水べｒか表面、裏面て異
なる場合に用いられる。

すなわち、差Ｊ′１めっき鋼板は、片面は比較的厚い金
属１（ｌ弓１１上体でなるめっき層とすることによって
優れた耐食性を」し備し、他の片面は鉄−亜１））合金
でなる比較的薄いめっき層とすることによっで、スポッ
ト溶接性、塗膜の密着性を数円したものである。

その製造法は、一般的には、例えばセンシマ一式連続俗
？！！ｔｌ弓１１ラインにおいで、ぷ板のン１面には２
０〜８０　ｇ７ｍ２、他の片面には４０〜１６０ｇ／Ｔ
ｌ＋２の’Ｉｆ！　ｇ’＋’＋めっき層を付着させた後
、合金化加熱炉に痒き、鋼板の最高到達温度か５００〜
６００　”Ｃとなるように加熱しで、比較的薄めつき側
に鉄−亜鉛合金相を成長させ、鉄濃度が８〜１５ｗし％
の鉄−亜鉛合金めっき層とする。このとき、比較的厚め
つき側においても鉄−亜鉛合金層が成長しで、２〜７％
の鉄を含有するが、一般には表層部に金属亜鉛が残存す
る。

ところで、差Ｊ５めっき鋼板が自動車、家電機器などの
Ｔ業分野に用いられる場合、ロールフォーミング、折り
曲げ加工、プレス加工などによる成形加工が施されるが
、これまでの差厚めつき鋼板にあっては、加工によりめ
っき層がしばしばパウダリング（粉化・剥落）あるいは
箔状に剥離することが認められた。

この現象は特に薄めつき側において多く発生するがＪＩ
Ｊめっき側においても認められた。また、プレス加工に
おいで、めっき表ｉｒ＋１に付着したドロス等の異物、
あるいは不均一な鉄−亜鉛合金相の成長による合金層の
Ｊ２みの不拘−分４５および合金化加熱時にめっき層が
再溶融し自重でタレることによって生じる厚みの不均一
に起因して生ずるプリントスルー（反対面に模様が転写
される現象）がしばしば認められた。

このように、従来の差厚めつき鋼板は、その製造法に起
因すると思われる、加工性および表面性状に係わる多く
の欠陥を有している。

また、　一方で例えば自動車の安全性を重視する向きに
あっては差厚めつき鋼板の耐食性に関し、赤さび発生よ
りもむしろ腐食により鋼板に穴あきが生ずるまでの耐食
性、すなわち耐水あき性を要求する場合も多くなりつつ
ある。

しかし従来の差厚めつき鋼板では充分な耐水あき性が１
１ｔられなかった。

〈発明の目的〉 本発明の目的は以下の点を改良し、加工性に優れ、゛ト
滑でかつプリントスルー欠陥のない美麗な、耐水あき性
に優れた差厚（ｆｆｉ鉛めっき鋼板を１′Ｉる製造方法
を提供することにある。

■　粉化剥落および箔状剥離など加重時に生ずる欠陥の
改善。

■　めっき層上ドロス等の異物の付着、鉄−亜鉛合金の
Ｊゾみの不均一分布、およびめっき層の厚みの不均一な
どに起因するプリントスルー欠陥の改良。

■　耐水あき性の改善。

〈発明の構成〉 本発明者等は差厚亜鉛めっき鋼板の製造方法において以
下の知見を得て本発明に至ったものである。

（１）片面に２０〜８０　ｇ／ｎ２　、他の片面に４０
〜１６０　ｇ／［１１２の溶融ＩＩ！　２ｆ！　（７）
差厚めつきを施こした後に、鋼板温度が６７０℃に達す
るまでの間は１５℃／ｓ以上の急速昇温し、６７０℃以
上７８０℃以下で加熱した後、６７０℃以［の高温から
２０℃／ｓ以上の急速冷却を特徴とする合金化加熱を施
こすことによって製造される差厚めっき鋼板は、表面か
・ト滑で、異物の付着が認められず美麗である。また、
同差厚めつき鋼板は合金層の厚みが鋼板全面に渡ってほ
ぼ均一で、しかもめっき層のノリみも均一である。

（２）また、上記の合金化加熱を行ない、薄めつき側、
ノリめっき側それぞれのめっき電鉄濃度をＦｃ／（Ｆｃ
＋Ｚｎ）　ｗＬ％で、８〜３６＋ｖｔ％、１８ｗｊ％以
下に規制することによっで、薄めつき側はもとよりＪｒ
）めっき側のめっき層の加工性は著しく改善され、厚め
つき側は赤さびが発生し難く耐食性か優わる。さらに加
熱処理時片面毎に加熱温度を変えることによっで、厚め
つき側の鉄濃度を数％の範圏内で調整できることを知見
したが、上記に規ｉ（Ｊされる鉄濃度範囲では特に片面
毎に温度調節を行なう必要がない。

（３）さらに、Ｊゾめっき側のめっき層に金属亜鉛層か
残存しないよう合金化処理した場合には、金属亜鉛層が
残存−「る場合よりも耐水あき性が著しく優れる。

すなわち、本発明は、差厚亜鉛めっき鋼板の差ノリめっ
き後の合金化加熱処理においで、差厚めっき後の鋼板を
連続的に合金化加熱炉内に誘導し、鋼板温度が６７０℃
に達するまでの平均＋１１．温速度が１５℃／ｓ以七、
最高到達温度６７０℃以七７８０℃以下となる加熱を行
った後、６７０　”Ｃ以トからの冷却を２０℃／ｓ以−
トの速度で行ない、 比較的薄め７き側のめっき中の鉄濃度がＦｅ／（Ｆｃ＋
Ｚｎ）ｘ１００％の計算法で、８〜３６ｗし％、比較的
厚めつき側のめっき中の鉄濃度が１８胃し％以下とする
ことを特徴とする差ＪＴＪ亜鉛めっき鋼板の製造方法を
提供するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明は、差厚めつき直後の合金化加熱処理を、調板温
度が６７０℃以上に達するまでは１５℃／ｓ以上の急速
昇温とし、６７０℃以上７８０℃以下の加熱温度に加熱
した後、６７０℃以上の高温から２０℃／ｓ以上の急速
冷却を行なうことによっで、めっき層中の鉄濃度を一定
範囲とし、めっき表面には異物の付着が殆ど認められず
、かつ特に厚めつき側の合金層の厚み、およびめっき層
の厚みが均一で平滑美麗な差厚めつき鋼板を製造するこ
とにある。

本発明の差厚亜鉛めっきは、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛
めっき、真空蒸着めっき等のいかなる亜鉛めっきでもよ
い。

また、めっきされる鋼板も特に限定はなく、いかなる鋼
板でもよい。

本発明方法において合金化加熱処理を１−る際に、６７
０”Ｃ以上に達するまでの昇温速度を１５−Ｃ／ｓ以−
にの急速とするのは、１５℃／ｓ未満の低肩温速度とす
ると厚めつき側の表層部に金属亜鉛が残存せず、腐食環
境下では短時間内に赤さびが発生すること、およびめっ
き層の不均一化が起り易くなることを知見したことに基
く。

また、６７．０℃以上の高温で加熱するように規制する
のは６７０℃未満に加熱し製造した差厚めつき鋼板は粉
化剥落、箔状剥離などを起こし易いが、６７０℃以上で
は急激に改善されること、および鉄・亜鉛合金では６７
０℃以」二の高温加熱によっで、合金相の均一化が進行
することなどを知見したことに基く。

また、加熱温度の上限を７８０℃以下に規制するのは、
７８０℃以上では昇温中あるいは加熱中における亜鉛の
蒸発量が急激に多くなり、本来の目的である耐食性が損
なわれるからである。

また、６７０℃以上からの冷却速度を２０℃／ｓ以」二
とするのは、冷却速度を２０℃／ｓ未満とすると、厚め
つき側のめっき層に金属亜鉛か残存せず、表層に至るま
で例えばδ１相と称せられる鉄−亜鉛合金相が生成する
ようになっで、赤さびが発生し易くなると同時に、加工
性が劣化するからで、２０℃／ｓ以上の冷却速度とする
ことを不可欠とする。

この様に本発明方法は、昇温速度、加熱温度および冷却
速度の、３つの各合金化加熱処理道程を厳密に規制し、
３つの処理過程を組み合せることを骨子とする。そしで
、その結果、めっき層の加工性および表面性状の優れた
差厚めっき鋼板を製造可能とする。

さらに、本発明方法は上記合金化加熱処理後のめっき組
成が、比較的薄めつき側のめっき中の鉄濃度がＦｅ／（
Ｆｃ＋７．ｎ）　Ｘ　１００％の計算法て８〜３６ｗし
％；比較的厚めつき側の鉄濃度が１８ｗｔ、％以下であ
ることを特徴とする。

薄めつき側の鉄濃度を８〜３６ｗ＋％に規；ｊ、ｊｌす
るのは、８ｗＬ％未満では、薄めつき側に求められる塗
膜密着性、スポット溶接性が従来の差厚めつき鋼板に比
べ劣り、８胃Ｌ％以−Ｆではじめて従来と同等もしくは
それ以上となるからである。

また、鉄濃度の上限を３６ｗし％に規制するのは本来の
差ＪｊＸめっき鋼板の特徴であるところの高加り性か、
３６ｗｔ％超では得られなくなり、すなわち、従来の差
厚めつき鋼板に比べ同等以ドになるからである。

厚めつき側の鉄濃度を１８ｗｔ％以ドに規１１］するの
は１８ｗｔ％を越えるとめっき表層部に金属（ｆｌ弓ｎ
が残存せず、鉄・亜鉛合金結晶が表出するようになる。

その結果と思われる赤さびか発生し易くなり、また加工
性もやや劣化し、本発明の目的を逸脱するようになるか
らである。

なお、１８ｗｔ％以丁とすると、高加■性、高耐食性か
得られ、その傾向は低鉄濃度になるほど改とされること
か確認された。

すなわち、本発明方法では急速昇温と高温加熱によっで
、鋼板と亜Ｓ＋＞めっき層の界面における鉄・亜鉛間の
合金化反応を促進するエネルギーか大きくなるため、合
金化反応を抑制する要因の不均一分布の１越響を受は難
くなる。かくしで、合金化反応の進行が鋼板全面上で均
一化されるものと思われる。

さらに、高温加熱のため５−Ｕ付着したドロス等の異物
が溶解し、あるいはめつき亜鉛と急速に反応することに
よっで、消失し、その結果、異物が付着した状態を呈し
ないものと思われる。

厚めつき側のめっき層に金属亜鉛層が存在しない鉄・１
Ｂ！鉛合金化処理めっき層とすれば、Ｊｒめつき側のめ
っき層に金属Ｉ■鉛でなる層が残存する場合に比へ、耐
大あき性に優れる。

この理由は現時点では必らずしも明確でないが、鋼板が
穴あきに至るまでの長時間の腐食では、金属Ｉｌ［鉛か
選択的に腐食反応に関与し、比較的急速に消失するのに
比べで、鉄・亜鉛合金相は電気化学的に比較内置である
ために、消失する速度も比較的低速になり、その結果長
期間に渡って残存することができ鋼板を保護するものと
県われる。

）“Ｊめっき側のめっき層を金属亜鉛層が存在しない鉄
・亜鉛合金化処理めっき層とするには、本発明方法の加
熱処理条件の範囲内においで、厚めつき側と薄めつき側
の鋼板表面の温度を変える、高温での保持時間を長く保
つ、あるいは加熱温度をより高温とする等の付加的加熱
処理を行えばよい。

また、本発明の差厚めつき鋼板には異物の付着がなく、
表面が平滑となり、さらに鉄・亜鉛合金相の厚みが全面
に渡って比較的均一・な理由は、合金化加熱を急速昇温
し、かつ従来の加熱温度よりも著しく高温としたことに
基づくものと思われる。

〈実施例〉 以下に実施例について本発明を１１一体内に述へる。

（実施例１） ゼンジマ一式連続溶融亜鉛めっきラインにおいてと通の
低炭素アルミニウムギルド鋼板：板厚０．８ｍｍに厚め
つき側：４０〜１６０　ｇ／ｒｎ’、薄めつき側：２０
〜８０ｇ／＋ｎ２の溶融ＩＥ鉛差厚めつきを施こした直
後に、ガスバーナ加熱方式の合金化加熱炉に誘導し、第
１表に示す各種昇温速度、各種加８温度、各種冷却速度
の組合せによる合金化加熱処理を行った。これらについ
で、めっき中の鉄濃度を原子吸光法で分析し求めた。さ
らに、耐食性、加工性、塗ＩＩ！２密着性、異物付着の
程度、プリントスルー欠陥の程度などの試験Ａ倉を行っ
で、比較検討した。

従来の差厚めつき鋼板は、１１通の低炭素アルミニウム
キルト鋼板に〃めっき側；１３０　　ｇ／ｍ２、薄めつ
き側；３０　　ｇ／ｍ２の溶融１１１；鉛差厚めつきを
施した後、゛に均昇温速度１２℃／ｓ、゛Ｖ均加熱γ、
ｌａ度５００℃、平均冷却速度１０℃／ｓの合金化加熱
処理条件で処理して製造し、実施例１と同様の試験１μ
ｍ介を行い結果を第３表に示した。

なお、鉄濃度Ｗし％は、Ｐｅ、Ｚｎをｇ／ｍ’で分析算
出し、これを用いてＦｅｗｔ、％＝　Ｆｃ／　　（Ｆｃ
＋　Ｚｎ）　ｘ１００％として求めた。また、−１−記
の各種試験・１；１査と比較方法は下記とした。

■　耐食性 ＪＩＳ　　Ｚ２：１７１による塩水噴霧試験を行ない、
赤さび発生までの時間で比較評価した。

■　加−Ｌ性 密着１１１１　Ｇｆを行ない、試験面を圧縮側（凹側）
とした場合についで、セロテープをはりつけはかしで、
セロテープに付着しためっき粉の３１１を限度見本に比
較１；ｆ価した。限度見本は、２ｆ価が１．２．３．４
．５の５段階となる様作成した。数値１は最悪、他は数
値が大きい程良好であり、数値５を最良とした。

■　　塗１漠密１着性 リン酸塩による化成処理の後カチオン型電着塗装（１模
厚約２０−）をｂＫこした後、ゴハン目（１ｍｍＩ’ｌ
　）　１００個を切り欠いた後試験片を凸側となる桟に
エリクセリン５ｍｍの押出しを行った後、セロテープを
はりつけはがしで、刈芝したゴバン「Ｉ数で比較評価し
た。

■　異物の付着程度 銅板巾方向３ケ所のｌｏＯｍ＋ｓ口について下記の基準
で評価した。３ケ所の平均を求めた。

１：異物２０個以上〜 ２：ｙ４物１０９４以Ｆ〜１９個以下 ３：異物　５個以上〜　９個以下 ４：異物　１個以上〜　４個以下 ５：異物　なし ■　プリントスルー欠陥の程度 プレスシュミレータ−により自動用のフェンダ−をプレ
スする場合にほぼ同じ条件のプレスを行っで、プリント
スルー欠陥の程度を下記の基準で評価した。

１ニブリントスルー欠陥が著しく多く認められる。

２ニブリントスルー欠陥が多く認められる。

３ニブリントスルー欠陥がかなり認められる。

４ニブリントスルー欠陥がわずかに認められる。

５ニブリントスルー欠陥が全く認められない。

第　！　表　　合金化加熱処ＰＰｊｋｆ’ｔ’とイル財
の記号′ｆＪ２表は、第１表に示す８一種合金化処理ビ
ートサイクルで製造した差厚めつき鋼板および従来の差
厚めつき鋼板についで、薄めつき側、厚めつき側それぞ
れのめ７き中の鉄ｉＩ：ｉ度を示す。

第　２　表　めフき中の鉄濃度 第２表から　、本発明で規制する合金化加熱処理条件の
範囲にある／ｌ−１、Ａ−２、Ａ−３、八−５、Ｂ−１
、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３およびＣ−
４は、いずれも本発明で規制する鉄濃度範囲にあること
がわかる。また、従来の差厚めつき鋼板も本発明で規制
する鉄濃度範囲にあることがわかる。

第３表は、第２表に示した供試材について耐食性、加■
性、塗ＩＩｑ密着性、異物の付着程度およびプリントス
ルー欠陥の程度を調査した結果を示す。

第３表から、耐食性、加工性、異物の付着程度およびプ
リントスルー欠陥のいずれに関しても本発明の差厚めつ
き鋼板は、従来の差厚めつき鋼板よりも優れることが判
る。

すなわち、本発明で規制する合金化加熱条件の範囲で製
造し、なおかつめっき中の鉄濃度を本発明で規制する範
囲としたＡ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５、Ｂ
−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、およ
びＣ−４は、従来の２Ｅ　Ｊ５−めっき鋼板よりも各特
性いずわの場合においても優れる。

以上から、本発明方法の効果は明白である。

（実施例２） 電解亜鉛めっき法により厚めつき側９０ｇ／　［１１２
、薄めつき側２０ｇ／ＩＩ＋２の差厚めつきを施こした
後、高周波誘導加熱炉により、昇温速度＝３５℃／ｓ、
加熱温度＝６８０℃、冷却速度＝５０℃／ｓの合金化加
熱条件で、加熱時間（６８０℃に達してからの経過時間
）を１〜数１０秒間のｉ囲で変化させることによってめ
っき電鉄濃度を変化させた各桓差厚めつき鋼板を製造し
た。この差Ｊｔ、ｆめっき鋼板につき、塗膜密着性、加
り性および耐食性について調査した。なお、−１査試験
方法は〈実施例１）と同様とした。

第１図は、その結果をまとめて示す。第１図から、薄め
つき側の塗膜密着性は鉄濃度が８ｗｔ％未満のとき、従
来材よりも劣り、８ｗｊ％以上ではじめて同等風−Ｆに
なることがわかる。また、加工性は、３７ｗし％以上で
は従来材よりも劣ることが判る。さらに、厚めつき側の
耐食性は、鉄濃度が低いほど良好であり、１９ｗｔ％以
上では従来材と同等以上となり、本発明のＬ１的を逸脱
するようになることが判る。

以りから、本発明方法に示す厚めつき側および薄めつき
側の鉄濃度についての規制は、電解亜鉛めっきの場合も
有効であり、必要不可欠な要件であることが明らかであ
る。

なお、（実施例１）および（実施例２）で示される本発
明の差厚めつき鋼板は、そのめっき層表面の粗度は、Ｒ
４表示で両面ともに０．８μｓ以−ドであり、従来材が
両面とも１．２２以」二であるのに比へ極めて）Ｙ滑で
あることが判った。

（実ｊＪｈ例３） （実施例２）と全く同様の要領で、厚めつき側のめっき
層に金属亜鉛層が厚み１−１３−１５戸残存するものと
、全く残存しないものとを製造した。ただし、厚めつき
側のめっき層に残存する金属１止鉛層の厚みを薄くする
場合には、厚い場合よりち高温での保持時間を比較的長
くした。厚めつき側の鉄濃度４〜１８ｗｔ、％、薄めつ
き側の鉄濃度２０〜３５ｗＬ％であった。これらについ
で、Ｊ２めっき側を試険面としてＪＩＳ　　２２３７１
による塩水噴霧試験を行っで、穴あきまでの時間を調べ
た。その結果、残存する金属亜２１１層のＪゾみが厚い
ほど穴あきまでの時間は短く、１戸残存するものと仝〈
残存しないものとでは約５０時間の差がある。すなわち
、金属亜鉛層が全く残存しないものは耐大あき性が著し
く優れることが確認された。

〈発明の効果〉 本発明の製造方法による差厚【拒鉛めっき鋼板は、以下
の特性を有する。

（＋）折り曲げ加工、プレス加工など成形加工においで
、粉化剥落あるいは箔状の利殖などのトラブルを生じな
い。また、異、物が付着せず、鉄・１ｉｌｊ鉛合金相の
厚みが均一・で、めっき層厚みも均一のためプリントス
ルーなどの欠陥が生じない。

（２）また、耐食性、塗ＩＩ！２密着性、スポット溶接
性などの特性が従来の差ノ′ノめっき鋼板に比へ同等以
上である。

さらに、本発明の製造方法に規定する加熱処理条件ある
いはさらに６７０℃以りの加熱時間を長くするなどの高
鉄濃度化をはかることによっで、厚めつき側も表層まで
鉄・１１１弓ｉ）合金相でなるめっき層とし、金属亜鉛
層が存在しないめっき層と１＝こることができる。

一般に鉄・亜鉛合金相でなるめっきと１４はめつぎ層の
Ｊ１λみが厚いほど加工性は劣化するものであるが、こ
の場合は、加工性が著しく優れ、耐水あき性が改牌され
るので、腐食による鋼板の穴あきまでの耐食性を重視す
る向きには従来法の厚めつき側に金属亜鉛層を残存させ
ることによって耐食性を改牌する方法より、高加工性、
高耐食性の鉄・卯鉛合金の差厚めつき鋼板を製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、めっき中の鉄濃度と薄めつき側の塗膜密着性
、厚めつき側の耐食性および薄めっき側の加り性との関
係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）差厚亜鉛めっき鋼板の差厚めっき後の合金化加熱
   処理において、 差厚めっき後の鋼板を連続的に合金化加熱炉内に誘導し
   、鋼板温度が６７０℃に達するまでの平均昇温速度が１
   ５℃／ｓ以上、最高到達温度６７０℃以上７８０℃以下
   となる加熱を行った後、６７０℃以上からの冷却を２０
   ℃／ｓ以上の速度で行ない、 比較的薄めっき側のめっき中の鉄濃度がＦｃ／（Ｆｃ＋
   Ｚｎ）×１００％の計算法で、８〜３６ｗｔ％、比較的
   厚めっき側のめっき中の鉄濃度が１８ｗｔ％以下とする
   ことを特徴とする差厚亜鉛めっき鋼板の製造方法。