JPS6310218B2

JPS6310218B2 -

Info

Publication number: JPS6310218B2
Application number: JP16166485A
Authority: JP
Inventors: Sadaji Nagabori; Masanori Ooshima
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1988-03-04
Also published as: JPS6223948A

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ツキ
することによつて、耐食性にすぐれ、かつ曲げ加
工を施してもメツキ層に剥離や割れが発生しない
材料を得るための溶融メツ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向上させるための
安価にして簡便な方法として、その表面にZnま
たはZn合金を溶融メツキする方法が知られてお
り、かつ溶融メツキ用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合金の溶融メツキに
よつて鉄鋼材料は比較的良好な耐食性をもつよう
になつたが、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、素地とメツキ層間には脆い
Fe−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、メツ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つた。〔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ツキ層に剥
離や割れが発生しない溶融メツキ製品を確実容易
に得べく、特に溶融メツキ用Zn合金について研
究を行なつた結果、Fe、Co、NiおよびMnはい
ずれもZnおよびTiの両方に対して良好な相溶性
を有し、特にFeはTiに対してすぐれた相溶性を
示すことから、これらの成分の添加によつてZn
中のTi含有量域が拡大されるようになり、さら
にFe、Co、NiおよびMn成分にはTi化合物を均
一に分散析出させる作用があるほか、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Fe、Co、NiおよびMnの含有によつてTi含有
量が増大し、かつ結晶の微細化したZn合金は、
腐食環境において初期の白錆発生を抑制するMn
の作用と、NiおよびCoの耐食性と相俟つて、著
しくすぐれた耐食性を発揮するとともに、Niお
よびCoの耐酸化性によつて作業性も向上し、ま
た、一方Alおよび必要に応じてさらにSiを含有
させると、メツキ層と素地間のFe−Zn、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
が原因のメツキ層剥離やメツキ層に割れが生ずる
現象が皆無となり、さらにMgを含有させると、
メツキ浴の粘度が増大して、メツキ被膜中のTi
含有量が増大すると同時にメツキ被膜の厚さも増
大し、それに起因してメツキ被膜の耐食性が向上
して、このMgと逆の作用を有するAlの影響、す
なわちメツキ浴の粘度を低下させて、メツキ被膜
中のTi含有量を低下させると同時にメツキ被膜
の厚さを減少させるというAlの作用を食い止め
るので、加工性の改良に必要なAlの多量の添加
が許容されるとともに、このMgの添加は、上記
のとおりAlの作用に対抗してメツキ被膜の厚さ
を増大させること、換言すれば、その添加量の多
寡によつてメツキ被膜の厚さを制御できるという
知見を得た。したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
て発明されたものであつて、重量％で（以下、別
に指示がなければ、％はすべて重量％を意味す
る）、 Ti：0.1〜２％、 Fe、またはFeに加えて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ツキする
のに用いた場合に、前記鉄鋼上材料の苛酷な腐食
環境下での長期に亘つての安定した使用と、メツ
キ層剥離や割れの発生のない曲げ加工を可能とす
る溶融メツ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、苛酷な腐食環境下でも十分満
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0.1％未満では所望のすぐれ
た耐食性を確保することができず、一方２％を
越えて含有させると、メツキ作業性が損われる
ようになり、したがつてメツキ作業性を良好な
保持するには、溶融メツキ浴温度をかなり高く
しなければならず、この結果被メツキ材がメツ
キ浴中に溶解して浴組成を著しく乱すようにな
ることから、その含有量を0.1〜２％と定めた。 (b) Fe、Mn、NiおよびCo 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とも
に、Ti化合物の均一分布をはかり、もつて耐
食性を向上させる作用があるが、Fe、または
Feに加えてMn、NiおよびCoのうちの１種ま
たは２種以上を添加したとき、その含有量が
0.1％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方1.6％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つてメツキ層に
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％と定めた。 (c) Al Al成分には、上記のように溶融メツキ時に
素地の表面部とメツキ層との間に脆いFe−Zn、
Fe−Ti系合金層が形成されるのを抑制し、も
つて曲げ加工時に前記Fe−Zn、Fe−Ti系合金
層が原因のメツキ層の剥離および割れを防止
し、かつFe、Mn、Ni、およびCoの含有によ
るメツキ層の硬化を緩和する作用があるが、そ
の含有量が0.08％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方5.0％を超えて含有させる
と、耐食性が低下するようになることから、そ
の含有量を0.08〜5.0％と定めた。 (d) Mg Mg成分には、粒界腐食を防止し、Alとの相
剰作用によつて前記の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ツ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、メツキ
浴の粘度を上昇させてメツキ被膜の厚さを増大
させ、かつその被膜中に固溶するTi濃度を増
大させてメツキ被膜の耐食性を向上させる作用
を有するから、Mg成分は前記の加工性と耐食
性の向上のためだけでなく、メツキ被膜の厚さ
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0.01％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方0.8％を越えて含有させる
と、メツキ浴の粘度が増大し過ぎてメツキの作
業性が損われるようになるところから、その含
有量を0.01〜0.8％と定めた。 (e) Si Si成分には、メツキ浴の流動性を向上させて
平滑な光沢のあるメツ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
％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％を越えて含有させるとメツキ性
が損われるようになることから、そのその含有
量を0.01〜0.3％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〕それぞれ第１表に示される成分組成をもつた本
発明Zn合金１〜15、比較合金１〜４、および従
来メツキ金属Zn並びに従来メツキ合金Zn−0.2Al
の溶融メツキ浴を調製し、ついでメツキ浴温をそ
れぞれ460〜500℃の温度範囲内の所定温度に保持
した前記溶融メツキ浴中に、それぞれZnCl₂−
NH₄Cl系フラツクスで前処理した厚さ：0.4mmを
有する鋼板を５秒間浸漬し、該鋼板表面に片面厚
さ：13μのメツキ層を形成することによつて本発
明Zn合金メツキ鋼板１〜15、比較Zn合金メツキ
鋼板１〜４および従来純Znメツキ鋼板並びにZn
−0.2Al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※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のもとづ
く曲げ試験を行ない、前記塩水噴霧試験では鋼板
メツ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ツキ層の
剥離と浮き上りの有無を調べ、メツキ層に剥離も
浮き上りも全く発生しなかつた場合を◎印、メツ
キ層に剥離と浮き上りがはつきりと認められた場
合を×印で評価し、また前記曲げ試験では曲げ面
におけるメツキ層の状態を観察し、メツキ層に剥
離も割れも全く発生していない場合を◎印、メツ
キ層に剥離および割れがはつきりと認められる場
合を×印でそれぞれ評価した。これらの測定結果
を第１表に合わせて示した。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、すなわち比較的Al含有量が低い、した
がつてMg含有量も低くてすむZn合金を示したも
ので、これらのZn合金に対してはハンマ試験を
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、す
なわち比較的Al含有量が高い、したがつてMg含
有量もそれに応じて高いZn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表に示される結果から、本発明Zn合金１
〜15によつてそれぞれ溶融メツキされた本発明
Zn合金メツキ鋼板１〜15はいずれもすぐれた耐
食性を示すとともに、本発明合金１〜15では曲げ
加工や打撃によつても剥離や割れの全く発生しな
い密着性がすぐれたメツ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によつてそれぞれ溶融メツキされた比較
Zn合金メツキ鋼板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つの点で劣つた結果を示している。また、従
来Znメツキ鋼板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ツキ層
密着性の著しく劣つたものになつている。さら本
発明Zn合金メツキ鋼板１〜５にみられるように、
所定量のFe、またはFeに加えてMn、Niおよび
Coのうちの１種または２種以上、AlおよびMg、
さらに場合によりSiの存在下で、Ti含有量が多
くなればなるほ

【表】どその耐食性が向上することがわかる。なお、本発明Zn合金で溶融メツキした上に、
さらにクロメート処理を施すと、一段と耐食性が
向上することが確認された。上述のように、この発明の溶融メツキ用高耐食
性Zn合金によれば、特に鉄鋼材料の表面を溶融
メツキすることにより、苛酷な使用条件下におか
れてもす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系合金層の形成が殆どないの
で、曲げ加工時にメツキ層に剥離や割れの発生が
皆無となり、さらに、メツキ被膜の厚さの調整が
容易となつて、一般に板材に比し、厚いメツキ層
を必要とするアングルのような型材に対しても、
上記の特性を備えた十分厚いメツキ層を施すこと
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

【特許請求の範囲】１ Ti：0.1〜２％、 Fe、またはFeに加えて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
融メツキ用高耐食性高加工性Zn合金。２ Ti：0.1〜２％、 Fe、またはFeに加えて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
融メツキ用高耐食性高加工性Zn合金。