JPS648701B2 - - Google Patents
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- JPS648701B2 JPS648701B2 JP5484782A JP5484782A JPS648701B2 JP S648701 B2 JPS648701 B2 JP S648701B2 JP 5484782 A JP5484782 A JP 5484782A JP 5484782 A JP5484782 A JP 5484782A JP S648701 B2 JPS648701 B2 JP S648701B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
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- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
本発明は耐剥離性、耐食性にすぐれ、安定した
品質を確保できる合金化亜鉛めつき鋼板の製造方
法に関する。 鋼板を溶融亜鉛めつきした後加熱によりめつき
層を鉄―亜鉛合金化した合金化亜鉛めつき鋼板の
主たる用途は従来建材であつたが、近年自動車や
家電製品などに多量に使用されるようになつてき
ている。このため、仕様も多様化し、厚目付でも
めつき層が耐剥離性（耐パウダリング性）にすぐ
れたものや薄目付でも高度の耐食性を発揮するも
のが要求されるようになつてきている。 従来合金化亜鉛めつき鋼板はAlを約0.15％含有
し、またはこれにSbを添加した亜鉛めつき浴を
用いてめつきした後、めつき層が凝固しないうち
に加熱してFe―Znの相互拡散によるめつき層の
合金化を行つて製造していたが、この方法の場
合、めつき層の耐剥離性と耐食性をともに向上さ
せることは困難で、いずれか一方を向上させた場
合他方が犠性になり、かつ他の性能もそれに伴つ
て変化するという欠点がある。 すなわち上記方法の場合、合金化亜鉛めつき鋼
板の性能は亜鉛付着量とめつき層の合金化程度に
依存し、一般に亜鉛付着量を多くし、合金化程度
を軽くすると耐食性は向上するが、耐剥離性は劣
化し、溶接性や塗装性も低下する。一方逆に亜鉛
付着量を少くし、合金化程度を過度になるように
すると耐剥離性は実用上問題とならなくなり、溶
接性、塗装性も向上するが、耐食性は著しく低下
する。 したがつて従来の製造方法により近年要求され
ているような厚目付でも加工によりめつき層のパ
ウダリングの起らない製品や薄目付でも高度の耐
食性を発揮する製品を得ることは困難であつた。 本発明は合金化亜鉛めつき鋼板の従来の製造方
法が上述のような欠点を有する点に鑑み、浴組成
を変更することにより溶接性や塗装性を損うこと
なく、耐剥離性と耐食性がともに向上した合金化
亜鉛めつき鋼板を得ることができる方法を提供す
るものである。 本発明は鋼板を溶融亜鉛めつきした後加熱によ
りめつき層の合金化処理を行う合金化亜鉛めつき
鋼板の製造方法において、前記溶融亜鉛めつきを
Al 0.05〜5.0％、Mg 0.01〜1.0％を含有し、かつ
これらの量のAl、MgとともにSb 0.5％を超え1.5
％以下含有し、残部が亜鉛および不可避的不純物
からなる亜鉛めつき浴を用いて行うことを特徴と
し、作業的には合金化処理を従来と同一条件で実
施でき、かつ過度に行つても耐食性を低下させな
いという特徴を有している。 次に本発明のめつき浴の組成限定理由を述べ
る。 (1) Al Alは浴の流動性を増大させる作用とFe―Zn
の相互拡散を抑制する作用がある。本発明の目
的の一つは薄目付で高度の耐食性を発揮する製
品を得ることにもあるので、薄目付にするには
Al量を多くして浴の流動性を増大させるのが
有利でありAlを４〜５％近く迄増量すると、
しない場合のAl 0.15％に比べ極端な薄目付例
えば10g／m2以下の目付量も容易に可能であ
る。しかしAl量を多くするとFe―Znの相互拡
散が抑制され、合金化処理時間が長くなつた
り、加熱温度を高くしなければならなくなつて
作業的に不利になる。このため本発明では両者
を調和させるため下限を0.05％、上限を5.0％
とした。 (2) Mg Mgはめつき層の耐食性向上を目的として添
加するもので、耐食性はその含有量が0.01％近
傍から顕著になり、以後その増加とともにさら
に向上する。しかし1.0％を越えると、めつき
層表面がシワ状になるとともに、黒色化した
Mg酸化物が生成される。またMg含有量がこ
のように高くなると、めつき浴面のものが容易
に酸化されて多量にドロス化し、Mg歩留低下
による浴組成の変動も激しくなつて浴組成の管
理が困難となり、作業性が低下する。このため
Mg含有量は下限0.01％、上限1.0％とした。し
かし実用上好ましい範囲は0.1〜0.5％である。 (3) Sb 浴中のSbはAlと容易に反応しやすく、Sb―
Al金属間化合物を生成する。またSbを添加し
ためつき浴でめつきしたままのめつき層には通
常のFe―Al系合金層と異なつたFe―Al系合金
層が鋼素地との境界に生成され、この合金層は
その後の合金化処理においてFe―Znの相互拡
散を促進する。したがつて本発明はこれらを利
用して、浴の流動性向上のためAlを多量に添
加した場合のAlによるFe―Zn相互拡散抑制効
果をSbにより緩和し、めつき層が適度に合金
化された薄目付製品を得ようとするものであ
る。さらに、合金化めつき層の化成処理性、塗
膜密着性を向上させ、塗装後の塗膜フクレ防止
にSbの添加は有効である。 前記Al量の範囲との関係において、上記のよ
うな効果を確実に得るためにはSbを0.5％より多
くする必要がある。しかし1.5％を越えると浴の
流動性やめつき層の耐食性が低下するので、1.5
％以下にする必要がある。 本発明に用いるめつき浴は上記成分以外亜鉛お
よび不可避的不純物からなり、浴温などの他の条
件は従来の条件で行われる。 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 表１に示す組成の亜鉛めつき浴を用いて板厚
0.4mm、板巾300mmの未焼鈍リムド鋼板をガス還元
方式の溶融めつき設備により下記条件でめつき
し、その後めつき層の合金化処理を行つた。 製造条件 (1) 前処理条件 無酸化炉出口側板温 580〜600℃ 還元炉ガス組成 H2 75％、N2 25％ 還元炉出口側板温 700〜720℃ (2) めつき条件 めつき浴温度 460±５℃ 気体絞り条件 従来浴（Al 0.15％）にて
30g／m2（片面）となるよう設
定 (3) 合金化処理温度 600〜800℃ (4) 後処理 調質圧延は行わず、クロム酸処理を一部のも
のについてオフラインで行つた。クロム酸処理
は濃度1.0％、温度70℃の液に2.0秒浸漬し、そ
の後ロールで絞つた。 その後得られた製品について次の調査試験を行
い、特性を調査した。 (1) めつき層の合金化度測定 化学分析によるFe量％の測定と、Fe―Zn金
属間化合物のうちのζ相とδ1相の特定の格子面
からのＸ線回折強度比の測定を行つた。Ｘ線回
折強度比（これをＺ値と称し、Ｚ値＝Iζ／Iδ1
となる）はCr管球を用いて、30KV×10mAの
条件で2θ＝120〜138度の範囲を測定した。 (2) めつき層の耐剥離性（耐パウダリング性）試
験 板厚2.4mmの鋼板をはさむようにして製品を
180度（6R）曲げ、その後再びもとの状態に曲
げもどして調査した。 評価はつぎに示すＡ〜Ｄの４ランクと各ラン
クの中間の評価を採用した。 評 価 合金化めつき層のパウダリング（剥
離）の状態 Ａ 変化なし Ｂ 微小クラツクあり Ｃ 大きなクラツクと一部に剥離あり Ｄ 粗大クラツクあり、合金化めつき層が
粉末状または鱗片状に剥離する (3) 耐食性 JIS・Ｚ・2371に基く塩水噴霧試験を行い、
24時間後の黄赤色変色状態および赤錆発生状
態、その後にあつては赤錆が発生するまでの時
間および赤錆が全面積の30％発生するまでの時
間を測定した。 (4) 塗膜密着性 トリクレン蒸気により脱脂した後濃度0.5％
のクロム酸でシーリングし、その後下記条件で
塗装した。
品質を確保できる合金化亜鉛めつき鋼板の製造方
法に関する。 鋼板を溶融亜鉛めつきした後加熱によりめつき
層を鉄―亜鉛合金化した合金化亜鉛めつき鋼板の
主たる用途は従来建材であつたが、近年自動車や
家電製品などに多量に使用されるようになつてき
ている。このため、仕様も多様化し、厚目付でも
めつき層が耐剥離性（耐パウダリング性）にすぐ
れたものや薄目付でも高度の耐食性を発揮するも
のが要求されるようになつてきている。 従来合金化亜鉛めつき鋼板はAlを約0.15％含有
し、またはこれにSbを添加した亜鉛めつき浴を
用いてめつきした後、めつき層が凝固しないうち
に加熱してFe―Znの相互拡散によるめつき層の
合金化を行つて製造していたが、この方法の場
合、めつき層の耐剥離性と耐食性をともに向上さ
せることは困難で、いずれか一方を向上させた場
合他方が犠性になり、かつ他の性能もそれに伴つ
て変化するという欠点がある。 すなわち上記方法の場合、合金化亜鉛めつき鋼
板の性能は亜鉛付着量とめつき層の合金化程度に
依存し、一般に亜鉛付着量を多くし、合金化程度
を軽くすると耐食性は向上するが、耐剥離性は劣
化し、溶接性や塗装性も低下する。一方逆に亜鉛
付着量を少くし、合金化程度を過度になるように
すると耐剥離性は実用上問題とならなくなり、溶
接性、塗装性も向上するが、耐食性は著しく低下
する。 したがつて従来の製造方法により近年要求され
ているような厚目付でも加工によりめつき層のパ
ウダリングの起らない製品や薄目付でも高度の耐
食性を発揮する製品を得ることは困難であつた。 本発明は合金化亜鉛めつき鋼板の従来の製造方
法が上述のような欠点を有する点に鑑み、浴組成
を変更することにより溶接性や塗装性を損うこと
なく、耐剥離性と耐食性がともに向上した合金化
亜鉛めつき鋼板を得ることができる方法を提供す
るものである。 本発明は鋼板を溶融亜鉛めつきした後加熱によ
りめつき層の合金化処理を行う合金化亜鉛めつき
鋼板の製造方法において、前記溶融亜鉛めつきを
Al 0.05〜5.0％、Mg 0.01〜1.0％を含有し、かつ
これらの量のAl、MgとともにSb 0.5％を超え1.5
％以下含有し、残部が亜鉛および不可避的不純物
からなる亜鉛めつき浴を用いて行うことを特徴と
し、作業的には合金化処理を従来と同一条件で実
施でき、かつ過度に行つても耐食性を低下させな
いという特徴を有している。 次に本発明のめつき浴の組成限定理由を述べ
る。 (1) Al Alは浴の流動性を増大させる作用とFe―Zn
の相互拡散を抑制する作用がある。本発明の目
的の一つは薄目付で高度の耐食性を発揮する製
品を得ることにもあるので、薄目付にするには
Al量を多くして浴の流動性を増大させるのが
有利でありAlを４〜５％近く迄増量すると、
しない場合のAl 0.15％に比べ極端な薄目付例
えば10g／m2以下の目付量も容易に可能であ
る。しかしAl量を多くするとFe―Znの相互拡
散が抑制され、合金化処理時間が長くなつた
り、加熱温度を高くしなければならなくなつて
作業的に不利になる。このため本発明では両者
を調和させるため下限を0.05％、上限を5.0％
とした。 (2) Mg Mgはめつき層の耐食性向上を目的として添
加するもので、耐食性はその含有量が0.01％近
傍から顕著になり、以後その増加とともにさら
に向上する。しかし1.0％を越えると、めつき
層表面がシワ状になるとともに、黒色化した
Mg酸化物が生成される。またMg含有量がこ
のように高くなると、めつき浴面のものが容易
に酸化されて多量にドロス化し、Mg歩留低下
による浴組成の変動も激しくなつて浴組成の管
理が困難となり、作業性が低下する。このため
Mg含有量は下限0.01％、上限1.0％とした。し
かし実用上好ましい範囲は0.1〜0.5％である。 (3) Sb 浴中のSbはAlと容易に反応しやすく、Sb―
Al金属間化合物を生成する。またSbを添加し
ためつき浴でめつきしたままのめつき層には通
常のFe―Al系合金層と異なつたFe―Al系合金
層が鋼素地との境界に生成され、この合金層は
その後の合金化処理においてFe―Znの相互拡
散を促進する。したがつて本発明はこれらを利
用して、浴の流動性向上のためAlを多量に添
加した場合のAlによるFe―Zn相互拡散抑制効
果をSbにより緩和し、めつき層が適度に合金
化された薄目付製品を得ようとするものであ
る。さらに、合金化めつき層の化成処理性、塗
膜密着性を向上させ、塗装後の塗膜フクレ防止
にSbの添加は有効である。 前記Al量の範囲との関係において、上記のよ
うな効果を確実に得るためにはSbを0.5％より多
くする必要がある。しかし1.5％を越えると浴の
流動性やめつき層の耐食性が低下するので、1.5
％以下にする必要がある。 本発明に用いるめつき浴は上記成分以外亜鉛お
よび不可避的不純物からなり、浴温などの他の条
件は従来の条件で行われる。 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 表１に示す組成の亜鉛めつき浴を用いて板厚
0.4mm、板巾300mmの未焼鈍リムド鋼板をガス還元
方式の溶融めつき設備により下記条件でめつき
し、その後めつき層の合金化処理を行つた。 製造条件 (1) 前処理条件 無酸化炉出口側板温 580〜600℃ 還元炉ガス組成 H2 75％、N2 25％ 還元炉出口側板温 700〜720℃ (2) めつき条件 めつき浴温度 460±５℃ 気体絞り条件 従来浴（Al 0.15％）にて
30g／m2（片面）となるよう設
定 (3) 合金化処理温度 600〜800℃ (4) 後処理 調質圧延は行わず、クロム酸処理を一部のも
のについてオフラインで行つた。クロム酸処理
は濃度1.0％、温度70℃の液に2.0秒浸漬し、そ
の後ロールで絞つた。 その後得られた製品について次の調査試験を行
い、特性を調査した。 (1) めつき層の合金化度測定 化学分析によるFe量％の測定と、Fe―Zn金
属間化合物のうちのζ相とδ1相の特定の格子面
からのＸ線回折強度比の測定を行つた。Ｘ線回
折強度比（これをＺ値と称し、Ｚ値＝Iζ／Iδ1
となる）はCr管球を用いて、30KV×10mAの
条件で2θ＝120〜138度の範囲を測定した。 (2) めつき層の耐剥離性（耐パウダリング性）試
験 板厚2.4mmの鋼板をはさむようにして製品を
180度（6R）曲げ、その後再びもとの状態に曲
げもどして調査した。 評価はつぎに示すＡ〜Ｄの４ランクと各ラン
クの中間の評価を採用した。 評 価 合金化めつき層のパウダリング（剥
離）の状態 Ａ 変化なし Ｂ 微小クラツクあり Ｃ 大きなクラツクと一部に剥離あり Ｄ 粗大クラツクあり、合金化めつき層が
粉末状または鱗片状に剥離する (3) 耐食性 JIS・Ｚ・2371に基く塩水噴霧試験を行い、
24時間後の黄赤色変色状態および赤錆発生状
態、その後にあつては赤錆が発生するまでの時
間および赤錆が全面積の30％発生するまでの時
間を測定した。 (4) 塗膜密着性 トリクレン蒸気により脱脂した後濃度0.5％
のクロム酸でシーリングし、その後下記条件で
塗装した。
【表】
次いで塗装板に碁板目、描画、デユポン衝撃
（凹凸の双方）および2t折曲げの各試験を施し、
次の基準で評価した。 評価点 塗膜の剥離状態 ５ 剥離なし ４ 剥離面積 １〜10％ ３ 〃 10〜30％ ２ 〃 30〜50％ １ 〃 50〜80％ ０ 〃 80以上 (5) 塗膜のフクレ調査 湿潤試験機にて50±１℃、98％RHの条件下
で1000時間試験した。
（凹凸の双方）および2t折曲げの各試験を施し、
次の基準で評価した。 評価点 塗膜の剥離状態 ５ 剥離なし ４ 剥離面積 １〜10％ ３ 〃 10〜30％ ２ 〃 30〜50％ １ 〃 50〜80％ ０ 〃 80以上 (5) 塗膜のフクレ調査 湿潤試験機にて50±１℃、98％RHの条件下
で1000時間試験した。
【表】
前記した製造条件で得られた合金化亜鉛めつき
鋼板の性能を、従来の合金化亜鉛めつき鋼板と比
較して表１に示す。 表１から明らかな如く、めつき浴組成のAl含
有量の低い0.15％では目付量が25〜30g／m2であ
るのに対しAl含有量が0.35％を超えると同一気体
絞り条件にもかかわらず、目付量が10g／m2或は
これ以下の極端な薄目付量のものが得られる。 また、合金化は通常Al含有量が高いと、Fe―
Al合金層が素地鋼界面に生成し、これがFe、Zn
の相互拡散を抑制するのであるが、Sbを添加す
ることによつて緩和されていることがNo.４〜８よ
り明らかである。 即ち、Sb添加により合金化が促進する。 更に耐食性は通常品をNo.９、11で示す通りこれ
らが24時間未満に赤錆発生するのに対し、本発明
の合金化亜鉛めつき鋼板は少くとも72時間以上健
全な状態である。特に、No.３〜８は目付量が極め
て少ない10g／m2前後であるにもかかわらず、赤
錆発生に至る迄の時間は100時間以上であり極め
て耐食性に優れたものである。更に、これらに市
販のクロム酸処理液を用いた場合耐食性が一段と
向上する。 更に本発明の合金化亜鉛めつき鋼板の塗装性
は、密着性および塗装板の湿潤試験による。塗膜
フクレ発生にも問題ないものである。 一方比較例のNo.10は、耐食性はMgの添加によ
つてその効果は認められるが、薄目付性、および
塗膜のフクレ発生などの点で問題がある。 以上、本発明の合金化亜鉛めつき鋼板の性能を
具体例をもとに詳細に述べたが、要約するとAl
とSbおよびMgとを共存して添加することによつ
て製造技術上、Alは薄目付性に極めて効果があ
り、SbはAlと共存下によつて合金化を促進する
作用があることが認められた。また製品品質面に
おいて、Mgはめつき層の耐食性を、従来品に比
べて一段と高める作用があり、Sbは塗装性を高
め、塗膜性能向上および化成処理性に効果的であ
ることが認められた。 以上の点から、本発明のZn―Al―Mg―Sb合
金化めつき鋼板は、日付量の低い30g／m2以下で
性能的にすばらしい特徴を有するものであり、省
資源、省エネルギーの面からすぐれた製造方法で
あり、工業的に利用価値は高いものである。
鋼板の性能を、従来の合金化亜鉛めつき鋼板と比
較して表１に示す。 表１から明らかな如く、めつき浴組成のAl含
有量の低い0.15％では目付量が25〜30g／m2であ
るのに対しAl含有量が0.35％を超えると同一気体
絞り条件にもかかわらず、目付量が10g／m2或は
これ以下の極端な薄目付量のものが得られる。 また、合金化は通常Al含有量が高いと、Fe―
Al合金層が素地鋼界面に生成し、これがFe、Zn
の相互拡散を抑制するのであるが、Sbを添加す
ることによつて緩和されていることがNo.４〜８よ
り明らかである。 即ち、Sb添加により合金化が促進する。 更に耐食性は通常品をNo.９、11で示す通りこれ
らが24時間未満に赤錆発生するのに対し、本発明
の合金化亜鉛めつき鋼板は少くとも72時間以上健
全な状態である。特に、No.３〜８は目付量が極め
て少ない10g／m2前後であるにもかかわらず、赤
錆発生に至る迄の時間は100時間以上であり極め
て耐食性に優れたものである。更に、これらに市
販のクロム酸処理液を用いた場合耐食性が一段と
向上する。 更に本発明の合金化亜鉛めつき鋼板の塗装性
は、密着性および塗装板の湿潤試験による。塗膜
フクレ発生にも問題ないものである。 一方比較例のNo.10は、耐食性はMgの添加によ
つてその効果は認められるが、薄目付性、および
塗膜のフクレ発生などの点で問題がある。 以上、本発明の合金化亜鉛めつき鋼板の性能を
具体例をもとに詳細に述べたが、要約するとAl
とSbおよびMgとを共存して添加することによつ
て製造技術上、Alは薄目付性に極めて効果があ
り、SbはAlと共存下によつて合金化を促進する
作用があることが認められた。また製品品質面に
おいて、Mgはめつき層の耐食性を、従来品に比
べて一段と高める作用があり、Sbは塗装性を高
め、塗膜性能向上および化成処理性に効果的であ
ることが認められた。 以上の点から、本発明のZn―Al―Mg―Sb合
金化めつき鋼板は、日付量の低い30g／m2以下で
性能的にすばらしい特徴を有するものであり、省
資源、省エネルギーの面からすぐれた製造方法で
あり、工業的に利用価値は高いものである。
Claims (1)
- １ 鋼板を溶融亜鉛めつきした後、加熱によりめ
つき層の合金化処理を行う合金化亜鉛めつき鋼板
の製造方法において、前記溶融亜鉛めつきをAl
0.05〜5.0％、Mg 0.01〜1.0％、Sb 0.5％を超え
1.5％以下含有し、残部が亜鉛および不可避的不
純物よりなる亜鉛めつき浴を用いて行うことを特
徴とする合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5484782A JPS58171560A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5484782A JPS58171560A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171560A JPS58171560A (ja) | 1983-10-08 |
| JPS648701B2 true JPS648701B2 (ja) | 1989-02-15 |
Family
ID=12981989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5484782A Granted JPS58171560A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58171560A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177447A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-18 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性、塗装性に優れた溶融亜鉛めつき鋼板の製造法 |
| US5198026A (en) * | 1989-04-27 | 1993-03-30 | Nippon Mining Co., Ltd. | Colored zinc powder, its method of production and method for producing colored article |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055591B2 (ja) * | 1980-10-09 | 1985-12-05 | 新日本製鐵株式会社 | 耐経時めつき剥離性に優れた溶融亜鉛合金めつき鋼板の製造法 |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP5484782A patent/JPS58171560A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58171560A (ja) | 1983-10-08 |
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