JPS634057A - 合金化蒸着亜鉛メツキ鋼帯の製造方法 - Google Patents
合金化蒸着亜鉛メツキ鋼帯の製造方法Info
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- JPS634057A JPS634057A JP14621886A JP14621886A JPS634057A JP S634057 A JPS634057 A JP S634057A JP 14621886 A JP14621886 A JP 14621886A JP 14621886 A JP14621886 A JP 14621886A JP S634057 A JPS634057 A JP S634057A
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は、合金化蒸着亜鉛メッキ層を有する鋼板の製造
方法に関する。
方法に関する。
〈従来技術とその問題点〉
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
塗装における塗装密着性や電着塗装後の耐食性が良好で
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。
て、スポット溶接における連続作業性がよく、また電着
塗装における塗装密着性や電着塗装後の耐食性が良好で
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。
合金化亜鉛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拍こす必要があり、従来
、連続溶融メッキにおいてはメッキライン内に合金化炉
を設置しており、また電気メッキにおいては、バッチ型
の再加熱炉を設けるなどの手段により合金化処理を行な
っている。
を合金化するための加熱処理を拍こす必要があり、従来
、連続溶融メッキにおいてはメッキライン内に合金化炉
を設置しており、また電気メッキにおいては、バッチ型
の再加熱炉を設けるなどの手段により合金化処理を行な
っている。
ところが、溶融亜鉛メッキによる方法は薄メッキには適
さず、しかも片面メッキを得ることが極めて困難である
。
さず、しかも片面メッキを得ることが極めて困難である
。
また電気メッキによる方法は、バッチ式焼鈍炉を用いる
場合、工程が複雑で長時間を要し、かつ品質のばらつき
が大きく作業管理が面倒である、などの問題を有してい
る。
場合、工程が複雑で長時間を要し、かつ品質のばらつき
が大きく作業管理が面倒である、などの問題を有してい
る。
これらの問題を解決するために、真空蒸着亜鉛ノー2キ
鋼板を素材として使用し、真空蒸着亜鉛メッキされた鋼
帯が真空蒸着装置系外に導出された直後に連続して再加
熱し、合金化処理する方法が開発されている(特願昭8
0−38454号)、シかしながら、この方法において
も、再加熱炉を設置する必要があり、設備の巨大化は免
れない。
鋼板を素材として使用し、真空蒸着亜鉛メッキされた鋼
帯が真空蒸着装置系外に導出された直後に連続して再加
熱し、合金化処理する方法が開発されている(特願昭8
0−38454号)、シかしながら、この方法において
も、再加熱炉を設置する必要があり、設備の巨大化は免
れない。
く問題解決の手段〉
本発明はこれらの問題点に着目してなされたもので、蒸
着亜鉛メッキ直前の鋼帯基板温度T、蒸着亜鉛の凝1i
!潜熱の開放による鋼帯温度の上昇ΔT、および加熱さ
れている鋼帯支持ロールからの熱伝達による鋼帯温度の
上昇ΔT2を夫々制御することにより蒸着後の鋼帯の温
度T3を一定の範囲に限定することによって、後加熱炉
を設置することなく、合金化蒸着亜鉛メー7キ鋼板を連
続的に効率よく製造できることを発見した。
着亜鉛メッキ直前の鋼帯基板温度T、蒸着亜鉛の凝1i
!潜熱の開放による鋼帯温度の上昇ΔT、および加熱さ
れている鋼帯支持ロールからの熱伝達による鋼帯温度の
上昇ΔT2を夫々制御することにより蒸着後の鋼帯の温
度T3を一定の範囲に限定することによって、後加熱炉
を設置することなく、合金化蒸着亜鉛メー7キ鋼板を連
続的に効率よく製造できることを発見した。
〈発明の構成〉
本発明によれば、鋼帯を蒸着室内へ通板させ、蒸着室内
の鋼帯支持ロールに巻付けた鋼帯表面に亜鉛を蒸着メッ
キする方法において、 蒸着前の鋼帯温度T、蒸着亜鉛の凝縮熱による鋼帯の温
度上昇ΔTl、および支持ロールからの熱伝達による鋼
帯の温度上昇ΔT2を夫々制御することにより、蒸着後
の鋼帯温度T3を合金化温度範囲内に調整して蒸着亜鉛
を合金化することを特徴とする合金化蒸着亜鉛メッキ鋼
帯の製造方法が提供される。
の鋼帯支持ロールに巻付けた鋼帯表面に亜鉛を蒸着メッ
キする方法において、 蒸着前の鋼帯温度T、蒸着亜鉛の凝縮熱による鋼帯の温
度上昇ΔTl、および支持ロールからの熱伝達による鋼
帯の温度上昇ΔT2を夫々制御することにより、蒸着後
の鋼帯温度T3を合金化温度範囲内に調整して蒸着亜鉛
を合金化することを特徴とする合金化蒸着亜鉛メッキ鋼
帯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、上記ΔT1およびΔT
2を制御して上記鋼帯温度T3を次式の範囲内とする方
法が提供される。
2を制御して上記鋼帯温度T3を次式の範囲内とする方
法が提供される。
−S4/3◆403+0.7v≦T3≦420S:板温
保持時間 W :メッキ付着量(g/112) 〈発明の具体的開示〉 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
保持時間 W :メッキ付着量(g/112) 〈発明の具体的開示〉 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
尚、以下の説明は片面メッキの合金化について具体的に
記載されるが、両面メッキ、差厚メッキの合金化につい
ても本発明の方法を適用しうる。
記載されるが、両面メッキ、差厚メッキの合金化につい
ても本発明の方法を適用しうる。
連続式真空蒸着メッキ装置の一例を第1図に示す。第1
図に例示する装置には、ガス還元前処理炉2、賦圧室3
a、3b、シールロール室4a、4b、真空蒸着メッキ
室5が鋼帯lの搬送方向に沿って順に配設されており、
シールロール室4a4bの内部には搬送路を段階的に減
圧または復圧する個別に真空排気手段を備えた多数の隔
室が形成されている。また真空蒸着メッキ室5の内部に
は亜鉛浴槽6および鋼帯支持ロール7が配設されている
。該鋼帯支持ロール7は450〜650’Ci° に加
熱されている。該鋼帯支持ロール7が上記温度以下であ
ると、該ロールに亜鉛蒸気が付着し、該ロールの円滑な
回転を損ない、また鋼帯裏面に亜鉛を付着させる等の不
都合を招く。
図に例示する装置には、ガス還元前処理炉2、賦圧室3
a、3b、シールロール室4a、4b、真空蒸着メッキ
室5が鋼帯lの搬送方向に沿って順に配設されており、
シールロール室4a4bの内部には搬送路を段階的に減
圧または復圧する個別に真空排気手段を備えた多数の隔
室が形成されている。また真空蒸着メッキ室5の内部に
は亜鉛浴槽6および鋼帯支持ロール7が配設されている
。該鋼帯支持ロール7は450〜650’Ci° に加
熱されている。該鋼帯支持ロール7が上記温度以下であ
ると、該ロールに亜鉛蒸気が付着し、該ロールの円滑な
回転を損ない、また鋼帯裏面に亜鉛を付着させる等の不
都合を招く。
冷間圧延された鋼帯1は前処理炉2に連続的に導入され
、焼鈍と同時にガス還元による前処理を施される。鋼種
により差はあるが、鋼帯1が焼鈍されるためには、80
0〜800℃の温度範囲で20〜180秒間の保持が必
要である。密着性のよい蒸着亜鉛メッキ鋼板を得るには
、ガス還元による前処理において、炉内をH23%以上
(残部N2)、露点−15℃以下の雰囲気にすればよい
、前処理炉2の後半部分で鋼帯は冷却され、200℃以
上の任意の温度で前処理炉から導出される。特開昭57
−152485号に開示されるように、蒸着開始前の鋼
帯の温度は蒸着被膜の靭性、延性が良好であるためには
200℃以上であることが好ましいことが知られている
。鋼帯はさらに賦圧室3a、シールロール室4aを経て
真空蒸着室5に導入される。亜鉛浴槽6には図示されな
い供給源から適当な手段(電気抵抗加熱手段、電子ビー
ム加熱手段、等)によって加熱され亜鉛蒸気が連続的に
供給されており、支持ロール7に巻付けられた鋼帯表面
に亜鉛蒸気が付着し蒸着メッキされる。引続き、鋼帯1
はシールロール室4b、賦圧室3bを経て真空蒸着系外
に出る。
、焼鈍と同時にガス還元による前処理を施される。鋼種
により差はあるが、鋼帯1が焼鈍されるためには、80
0〜800℃の温度範囲で20〜180秒間の保持が必
要である。密着性のよい蒸着亜鉛メッキ鋼板を得るには
、ガス還元による前処理において、炉内をH23%以上
(残部N2)、露点−15℃以下の雰囲気にすればよい
、前処理炉2の後半部分で鋼帯は冷却され、200℃以
上の任意の温度で前処理炉から導出される。特開昭57
−152485号に開示されるように、蒸着開始前の鋼
帯の温度は蒸着被膜の靭性、延性が良好であるためには
200℃以上であることが好ましいことが知られている
。鋼帯はさらに賦圧室3a、シールロール室4aを経て
真空蒸着室5に導入される。亜鉛浴槽6には図示されな
い供給源から適当な手段(電気抵抗加熱手段、電子ビー
ム加熱手段、等)によって加熱され亜鉛蒸気が連続的に
供給されており、支持ロール7に巻付けられた鋼帯表面
に亜鉛蒸気が付着し蒸着メッキされる。引続き、鋼帯1
はシールロール室4b、賦圧室3bを経て真空蒸着系外
に出る。
鋼帯が真空蒸着メッキされるとき、亜鉛蒸気の凝固潜熱
の解放により、その温度は上昇するが、その温度上昇は
次式CI)により求められる。
の解放により、その温度は上昇するが、その温度上昇は
次式CI)により求められる。
ΔT1= q 拳w/ρ11t 舎CP (
1)ただし、 ΔTl :鋼帯の温度上昇(℃) q:メッキ金属の凝縮熱(kcal/g)w :表面メ
ッキ付着量(g/m2) ρ:鋼帯の密度(g/m2) t:鋼帯の板厚(am) CP :鋼帯の比熱(kca l/kg 拳℃)鋼帯に
亜鉛を蒸着メッキする場合には、q : 0.415
kcal/g ρ: 7.85g/cm3 c、 : 0.13kcal/kg ・”Cであり、
(1)式は次の(2)式に書き替えられる。
1)ただし、 ΔTl :鋼帯の温度上昇(℃) q:メッキ金属の凝縮熱(kcal/g)w :表面メ
ッキ付着量(g/m2) ρ:鋼帯の密度(g/m2) t:鋼帯の板厚(am) CP :鋼帯の比熱(kca l/kg 拳℃)鋼帯に
亜鉛を蒸着メッキする場合には、q : 0.415
kcal/g ρ: 7.85g/cm3 c、 : 0.13kcal/kg ・”Cであり、
(1)式は次の(2)式に書き替えられる。
ΔT 、 = 0.41w/l
(2)また鋼帯は真空蒸着室において加熱されている巻
付はロール7に巻付けられるので、該ロール7からの熱
伝達により鋼帯1の温度が上昇する。この温度上昇ΔT
2は次式(3)により求められる。
(2)また鋼帯は真空蒸着室において加熱されている巻
付はロール7に巻付けられるので、該ロール7からの熱
伝達により鋼帯1の温度が上昇する。この温度上昇ΔT
2は次式(3)により求められる。
ただし、
ΔT2 :vA帯の温度上昇
To:鋼帯支持ロールの温度(”0)
T :蒸着直前の鋼帯温度(”0)
α :熱伝達率(kcal/m 2hr)A:鋼帯と支
持ロールの接触面積(am2)G :鋼帯流量 (kg
/hr) Cp:f14帯比熱 (kca I/kg ”C)この
鋼帯がシールロール室4bを通過する間は真空中である
ため、放熱は少なく、実質的には鋼帯の温度は扉着室で
の温度のまま保持される。蒸着メッキ直後より、シール
ロール室4bの最終ロール10までの長さを文(鳳)と
すると、板温保持時間Sはラインスピードv (m/
5in)の関数として、5(sea)= 600J1
/v (4)で表される。
持ロールの接触面積(am2)G :鋼帯流量 (kg
/hr) Cp:f14帯比熱 (kca I/kg ”C)この
鋼帯がシールロール室4bを通過する間は真空中である
ため、放熱は少なく、実質的には鋼帯の温度は扉着室で
の温度のまま保持される。蒸着メッキ直後より、シール
ロール室4bの最終ロール10までの長さを文(鳳)と
すると、板温保持時間Sはラインスピードv (m/
5in)の関数として、5(sea)= 600J1
/v (4)で表される。
一方、亜鉛蒸着メッキ鋼板を合金化するための加熱条件
は亜鉛メッキの付着量によって異なる。
は亜鉛メッキの付着量によって異なる。
第1図に示す連続真空蒸着亜鉛メッキ鋼板の製造装置を
用いて実験を重ねたところ、第2図に示すような合金化
可能範囲が判明した。
用いて実験を重ねたところ、第2図に示すような合金化
可能範囲が判明した。
第2図において、立線aは付着量によって変る直線であ
り、蒸着メッキ後の板温T3 (’C:)と板温保持時
間S (sec)と付着量の関数でT3= −4/3
S◆403◆0.7 W (5)で表わされる。
り、蒸着メッキ後の板温T3 (’C:)と板温保持時
間S (sec)と付着量の関数でT3= −4/3
S◆403◆0.7 W (5)で表わされる。
なお第2図中の直線aは、この場合、付着量10g/m
2を例として示しである。
2を例として示しである。
直線すは蒸着後の板温T3の上限値であり、T3=
420 (8)で表わされる。4
20℃に限定される理由は、それ以上の温度では鋼帯表
面の亜鉛が溶解し、真空ロール室のロールに付着する可
使性があるためである。これは付着量に対して不変の値
である。
420 (8)で表わされる。4
20℃に限定される理由は、それ以上の温度では鋼帯表
面の亜鉛が溶解し、真空ロール室のロールに付着する可
使性があるためである。これは付着量に対して不変の値
である。
直線Cは板温保持時間の下限を示すものであるが、これ
は実施の都合止定められる下限であり、これ以上に限定
されるものではない。
は実施の都合止定められる下限であり、これ以上に限定
されるものではない。
直線dは板温保持時間の上限を示すもので、設備上、操
業上の経済性などを考慮して25秒以下が好ましく、そ
れを−例として示したが、これに限定されるものではな
い。
業上の経済性などを考慮して25秒以下が好ましく、そ
れを−例として示したが、これに限定されるものではな
い。
以上のことから、蒸着後に亜鉛が合金化されるためには
、メッキ後の鋼帯温度T3が次式に示される温度範囲に
あることが必要である。
、メッキ後の鋼帯温度T3が次式に示される温度範囲に
あることが必要である。
−4/3 S +403 + 0.7 w≦T3≦ 4
20 (7)−方、蒸着後の板温T3は蒸着前鋼帯
温度T0に対して上記ΔT、およびΔT2の温度上昇が
加わり、次式で表わされる。
20 (7)−方、蒸着後の板温T3は蒸着前鋼帯
温度T0に対して上記ΔT、およびΔT2の温度上昇が
加わり、次式で表わされる。
T3=To+ΔT、◆ΔT2 (8)上記
(7)式は(8)式により次のように示される。
(7)式は(8)式により次のように示される。
−4/3 S + 403◆0.7胃−ΔT1−ΔT2
≦T0≦ 420−ΔT1−ΔT2 (9)このよう
に、メッキ前鋼帯温度T0、蒸着潜熱による温度上昇Δ
T、および支持ロールからの熱伝達による温度上昇ΔT
2を夫々制御して最終的な蒸着後の鋼帯温度T3を上記
合金化温度範囲内にすることにより、ライン内で自動的
かつ連続的に合金化蒸着亜鉛メッキ鋼板を製造できる。
≦T0≦ 420−ΔT1−ΔT2 (9)このよう
に、メッキ前鋼帯温度T0、蒸着潜熱による温度上昇Δ
T、および支持ロールからの熱伝達による温度上昇ΔT
2を夫々制御して最終的な蒸着後の鋼帯温度T3を上記
合金化温度範囲内にすることにより、ライン内で自動的
かつ連続的に合金化蒸着亜鉛メッキ鋼板を製造できる。
尚、実操業においては、鋼帯支持ロールは熱容量が大き
いので瞬時の温度制御には適さず、メッキ前の鋼帯温度
T0を制御する方が容易である。
いので瞬時の温度制御には適さず、メッキ前の鋼帯温度
T0を制御する方が容易である。
具体的には、上記(5) 、 (8)で示される温度に
対し、夫々予めΔT1、ΔT2の温度上昇分より低く鋼
帯温度Toを設定すれば良い。
対し、夫々予めΔT1、ΔT2の温度上昇分より低く鋼
帯温度Toを設定すれば良い。
〈実施例および比較例〉
第1図に示す連続真空蒸着メッキ装置を用いて本発明の
方法に従い、蒸着前の基板温度Toを制御してメッキ後
の鋼帯温度T3が第2図の範囲になるように真空蒸着亜
鉛メッキを施し、自動的、連続的に片面合金化差厚蒸着
亜鉛メッキ鋼板を製造した。製造条件は次の通りである
。
方法に従い、蒸着前の基板温度Toを制御してメッキ後
の鋼帯温度T3が第2図の範囲になるように真空蒸着亜
鉛メッキを施し、自動的、連続的に片面合金化差厚蒸着
亜鉛メッキ鋼板を製造した。製造条件は次の通りである
。
上記合金化処理の結果を次表に示す、また、比較例とし
てメッキ前の鋼帯温度Toを低くし、かつ亜鉛付着量お
よび通板速度を変えてメッキ後の鋼帯温度T3が第2図
の直線aから外れるものを併せて次表に示す。
てメッキ前の鋼帯温度Toを低くし、かつ亜鉛付着量お
よび通板速度を変えてメッキ後の鋼帯温度T3が第2図
の直線aから外れるものを併せて次表に示す。
表中−〇は合金化が良好であることを示し、×は合金化
されていないことを示す。
されていないことを示す。
第1図は本発明方法を実施するための装置の一例を示す
概略的断面図である。 第2図は本発明方法の実施可能条件を示す蒸着後鋼帯温
度と鋼帯温度保持時間の関係のグラフである。
概略的断面図である。 第2図は本発明方法の実施可能条件を示す蒸着後鋼帯温
度と鋼帯温度保持時間の関係のグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、鋼帯を蒸着室内へ通板させ、蒸着室内の鋼帯支持ロ
ールに巻付けた鋼帯表面に亜鉛を蒸着メッキする方法に
おいて、 蒸着前の鋼帯温度T、蒸着亜鉛の凝縮熱による鋼帯の温
度上昇ΔT_1、および支持ロールからの熱伝達による
鋼帯の温度上昇ΔT_2を夫々制御することにより、蒸
着後の鋼帯温度T_3を合金化温度範囲内に調整して蒸
着亜鉛を合金化することを特徴とする合金化蒸着亜鉛メ
ッキ鋼帯の製造方法。 2、特許請求の範囲第1項の方法であって、上記ΔT_
1およびΔT_2を制御して上記鋼帯温度T_3を次式
の範囲内とする方法。 −S4/3+403+0.7w≦T_3≦420S:板
温保持時間 w:メッキ付着量(g/m^2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14621886A JPH0660396B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 合金化蒸着亜鉛メツキ鋼帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14621886A JPH0660396B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 合金化蒸着亜鉛メツキ鋼帯の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS634057A true JPS634057A (ja) | 1988-01-09 |
JPH0660396B2 JPH0660396B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15402780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14621886A Expired - Lifetime JPH0660396B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 合金化蒸着亜鉛メツキ鋼帯の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0660396B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010089110A1 (en) | 2009-02-04 | 2010-08-12 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
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RU2640111C2 (ru) * | 2013-08-01 | 2017-12-26 | Арселормитталь Инвестигасьон И Десарролло, С.Л. | Стальной лист с цинковым покрытием |
US11525182B2 (en) | 2013-08-01 | 2022-12-13 | Arcelormittal | Painted steel sheet provided with a zinc coating |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14621886A patent/JPH0660396B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010089110A1 (en) | 2009-02-04 | 2010-08-12 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
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Publication number | Publication date |
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JPH0660396B2 (ja) | 1994-08-10 |
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