TWI820931B - 表面處理鋼板 - Google Patents
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Abstract
本案的表面處理鋼板具有：
母材鋼板，
鍍敷層，其形成於前述母材鋼板上且含有50質量%以上的Zn、0.3質量%以上的Mg，及
化學轉化處理披膜，其形成於前述鍍敷層上；
前述化學轉化處理披膜含有：矽化合物、P及F、以及Mg；前述化學轉化處理披膜之平均Si濃度為10質量%以上；
前述化學轉化處理披膜在鄰接於前述化學轉化處理披膜與前述鍍敷層之界面的區域中具有F-Mg濃化層，所述F-Mg濃化層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下；前述F-Mg濃化層之厚度為1.0nm以上；前述化學轉化處理披膜中，在扣除前述F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度小於0.50質量%，且平均F濃度小於0.50質量%。
Description
發明領域
本發明是有關於表面處理鋼板。
本案基於2022年3月3日在日本申請之特願2022-032606號而主張優先權，並在此援引其內容。
發明背景
以往，鍍敷鋼板(鋅系鍍敷鋼板)是在鋼板表面形成以鋅為主體的鍍敷層，其一直被使用在汽車或建材、家電製品等廣泛用途上。其中尤其是含有Mg為0.5質量%以上的含Mg之鋅系鍍敷鋼板，其由於透過Mg的效果而具有高耐蝕性，故一直以來被使用在特別嚴格要求耐蝕性的建材等用途上。
又，在這種用途中，以提升耐白鏽性為目的，都會在鋅系鍍敷鋼板表面上施行無鉻的化學轉化處理，例如：以具有環狀矽氧烷鍵結之有機矽化合物為主體的化學轉化處理。
例如，專利文獻1揭示一種表面處理鋼材，(1)在鋼材表面塗佈水系金屬表面處理劑並使其乾燥，藉此形成含有各成分的複合皮膜；所述水系金屬表面處理劑是由(2)有機矽化合物(W)、(3)選自氟鈦酸或氟鋯酸之至少1種氟化合物(X)、(4)磷酸(Y)、與(5)釩化合物(Z)所構成；所述有機矽化合物(W)之平均分子量為1000~10000，並且是將分子中含有1個胺基之矽烷偶合劑(A)、與分子中含有1個環氧丙基之矽烷偶合劑(B)，以固體成分質量比[(A)/(B)]計0.5~1.7之比例調配而得，且其在分子內含有2個以上的官能基(a)與1個以上的親水性官能基(b)；所述官能基(a)以式-SiR
1R
2R
3(式中，R
1、R
2及R
3相互獨立表示烷氧基或羥基，且至少1者表示烷氧基)來表示，所述親水性官能基(b)是選自羥基(不同於官能基(a)所能包含者)及胺基之至少1種；並且，在該複合皮膜之各成分中，(6)有機矽化合物(W)與氟化合物(X)之固體成分質量比[(X)/(W)]為0.02~0.07，(7)有機矽化合物(W)與磷酸(Y)之固體成分質量比[(Y)/(W)]為0.03~0.12，(8)有機矽化合物(W)與釩化合物(Z)之固體成分質量比[(Z)/(W)]為0.05~0.17，且(9)氟化合物(X)與釩化合物(Z)之固體成分質量比[(Z)/(X)]為1.3~6.0。
根據專利文獻1，揭示該表面處理鋼材就耐蝕性、耐熱性、耐指紋性、導電性、塗裝性及加工時之耐黑渣性而言是全部都滿足。
又，專利文獻2則揭示一種耐蝕性優異的熔融鋅合金鍍敷鋼板，是在含Mg之鋅合金鍍敷層上隔著界面反應層而形成有化成皮膜；所述界面反應層含有選自氟化鎂、磷酸鎂、鎂與閥金屬(Valve metal)含氧酸鹽的複合化合物之一種或二種以上；所述化成皮膜是以閥金屬之氫氧化物、氧化物、含氧酸、含氧酸鹽、氟化物之一種或二種以上為主成分。
先前技術文獻
專利文獻
[專利文獻1]日本國特許第4776458號公報
[專利文獻2]日本國日本特開2007-23309號公報
發明概要
發明所欲解決之課題
在鋅系鍍敷層表面即使形成了專利文獻1、專利文獻2所記載的化學轉化處理披膜，也仍無法獲得提升一定的耐白鏽性之效果。惟，本案發明人等檢討的結果瞭解到，透過這種化學轉化處理會出現例如以下案例：放置在土木・建築用途等中鋼材會接觸流水的這類環境或會產生結露的這類環境時，會提早產生白鏽。
亦即，本發明是以不使耐發黑性等一般特性劣化為前提，課題在提供一種表面處理鋼板，其即使在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境之任一者中，也能抑制白鏽產生。
用以解決課題之手段
本案發明人等是以含Mg之鋅系鍍敷鋼板為前提，該鋼板進行了以有機矽化合物為主體的化學轉化處理，並檢討在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境中抑制白鏽產生的方法。結果發現，在化學轉化處理披膜之鄰接鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面的區域中，形成一種F及Mg變濃的層，藉此尤其能提升在會接觸流水之環境(流水環境)下的耐白鏽性。
又，進一步檢討的結果發現，除了在界面附近形成一種F及Mg變濃的層，還在該F及Mg變濃的層以外之區域中降低F濃度，藉此即使在會產生結露的這類環境(結露環境)中，也會提升耐白鏽性。
本發明是有鑑於上述見解所完成者。本發明的要點如以下所述。
[1]本發明之一態樣的表面處理鋼板，具有：
母材鋼板，
鍍敷層，其形成於前述母材鋼板上且含有50質量%以上的Zn、0.3質量%以上的Mg，及
化學轉化處理披膜，其形成於前述鍍敷層上；
前述化學轉化處理披膜含有：矽化合物、P及F、以及Mg；前述化學轉化處理披膜之平均Si濃度為10質量%以上；
前述化學轉化處理披膜在鄰接於前述化學轉化處理披膜與前述鍍敷層之界面的區域中具有F-Mg濃化層，所述F-Mg濃化層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下；前述F-Mg濃化層之厚度為1.0nm以上；前述化學轉化處理披膜中，在扣除前述F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度小於0.50質量%，且平均F濃度小於0.50質量%。
[2]如[1]所記載的表面處理鋼板，其中，在前述化學轉化處理披膜中，前述F-Mg濃化層之前述厚度亦可為5.0nm以上且100.0nm以下。
[3]如[1]或[2]所記載的表面處理鋼板，其中，前述鍍敷層之化學組成以質量%計亦可如下：Al：4.0%以上且小於25.0%、Mg：0.3%以上且小於12.5%、Sn：0%以上且20%以下、Bi：0%以上且小於5.0%、In：0%以上且小於2.0%、Ca：0%以上且3.0%以下、Y：0%以上且0.5%以下、La：0%以上且小於0.5%、Ce：0%以上且小於0.5%、Si：0%以上且小於2.5%、Cr：0%以上且小於0.25%、Ti：0%以上且小於0.25%、Ni：0%以上且小於0.25%、Co：0%以上且小於0.25%、V：0%以上且小於0.25%、Nb：0%以上且小於0.25%、Cu：0%以上且小於0.25%、Mn：0%以上且小於0.25%、Fe：0%以上且5.0%以下、Sr：0%以上且小於0.5%、Sb：0%以上且小於0.5%、Pb：0%以上且小於0.5%、B：0%以上且小於0.5%、及剩餘部分：Zn及不純物。
發明效果
根據本發明之上述態樣，可提供一種表面處理鋼板，其即使在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境之任一者中，也能抑制白鏽產生。
本發明的實施形態
用以實施發明之形態
以下，針對本發明一實施形態之表面處理鋼板(本實施形態之表面處理鋼板)進行說明。
如圖1所示，本實施形態之表面處理鋼板1具有：母材鋼板11、形成於母材鋼板11上的鍍敷層12、以及形成於鍍敷層12上的化學轉化處理披膜13。又，化學轉化處理披膜13在鄰接化學轉化處理披膜13與鍍敷層12之界面的區域中具有F-Mg濃化層14。
在圖1中，鍍敷層12及化學轉化處理披膜(有時僅稱為披膜)13雖僅形成於母材鋼板11之單面，不過亦可形成於雙面。
以下，分別針對母材鋼板11、鍍敷層12、化學轉化處理披膜13進行說明。
＜母材鋼板＞
本實施形態之表面處理鋼板1透過鍍敷層12及化學轉化處理披膜13，獲得優異的耐蝕性。所謂母材鋼板11，是在其表面上沒有鍍敷層12、化學轉化處理披膜13的鋼鐵材料，其材質(強度等)、板厚等並不特別限定。母材鋼板11依據所適用之製品、所要求之強度或板厚等來決定即可，例如可使用：JIS G3131：2018或JISG3113：2018所記載之熱輥軋軟鋼板或熱輥軋鋼板、JIS G3141：2017所記載之冷輥軋鋼板。
＜鍍敷層＞
本實施形態之表面處理鋼板1所具備的鍍敷層12，其形成於母材鋼板11表面上，且是一種以Zn(鋅)為主成分並含有Mg為0.3質量%以上的鍍敷層(鋅系鍍敷層)。在此所謂以Zn為主成分意指：Zn濃度(含量)為50質量%以上。Zn濃度(含量)亦可設為：55質量%以上、60質量%以上、65質量%以上、70質量%以上、75質量%以上或80質量%以上。Zn濃度(含量)為99.7質量%以下，亦可設為：95.7質量%以下、95質量%以下、92質量%以下、90質量%以下或86質量%以下。
Mg是為了在化學轉化處理後於化學轉化處理披膜形成F-Mg濃化層所需的元素。Mg濃度(含量)小於0.3質量%時，就不會形成F-Mg濃化層。因此，Mg濃度設為0.3質量%以上。
在鍍敷層12中，上述以外之元素濃度(含量)則不限定。惟，鍍敷層之化學組成以質量%計為：Al：4.0%以上且小於25.0%、Mg：0.3%以上且小於12.5%、Sn：0%以上且20%以下、Bi：0%以上且小於5.0%、In：0%以上且小於2.0%、Ca：0%以上且3.0%以下、Y：0%以上且0.5%以下、La：0%以上且小於0.5%、Ce：0%以上且小於0.5%、Si：0%以上且小於2.5%、Cr：0%以上且小於0.25%、Ti：0%以上且小於0.25%、Ni：0%以上且小於0.25%、Co：0%以上且小於0.25%、V：0%以上且小於0.25%、Nb：0%以上且小於0.25%、Cu：0%以上且小於0.25%、Mn：0%以上且小於0.25%、Fe：0%以上且5.0%以下、Sr：0%以上且小於0.5%、Sb：0%以上且小於0.5%、Pb：0%以上且小於0.5%、B：0%以上且小於0.5%、及剩餘部分：Zn及不純物，藉此就表面處理鋼板來說可獲得優異的耐蝕性，因而適宜。
針對鍍敷層12適宜化學組成之理由進行說明。只要沒有特別申明，鍍敷層之化學組成中各元素濃度(含量)相關的%為質量%。
[Al：4.0%以上且小於25.0%]
Al是在鋅系鍍敷層中用以提升耐蝕性很有效的元素。若想充分獲得上述效果，則Al濃度宜設為4.0%以上。Al濃度亦可設為6.0%以上、8.0%以上、10.0%以上或13.0%以上。
另一方面，若Al濃度為25.0%以上，則鍍敷層切斷端面的耐蝕性會降低。因此，Al濃度宜小於25.0%。Al濃度亦可設為23.0%以下、20.0%以下、18.0%以下或15.0%以下。
[Mg：0.3%以上且小於12.5%]
如上所述，為了形成F-Mg濃化層，Mg濃度為0.3%以上。Mg還是一種具有提高鍍敷層耐蝕性之效果的元素。若要獲得提升耐蝕性之效果，Mg濃度宜設為0.5%以上。Mg濃度較宜為1.0%以上，更宜為2.0%以上或3.0%以上。Mg濃度亦可設為4.0%以上、5.0%以上、6.0%以上或8.0%以上。
另一方面，若Mg濃度為12.5%以上，則除了提升耐蝕性之效果達飽和之外，鍍敷層的加工性有時會降低。還會出現鍍敷浴之浮渣生成量增大等製造上的問題。因此，Mg濃度宜設為小於12.5%。Al濃度亦可設為12.0%以下、11.0%以下、10.0%以下或9.0%以下。
鍍敷層12亦可進一步含有以下元素作為化學組成。以下元素的含有並非必須，此等元素之下限為0%。
[Sn：0%以上且20%以下]
[Bi：0%以上且小於5.0%]
[In：0%以上且小於2.0%]
此等元素是一種有助於提升耐蝕性、犧牲防蝕性的元素。因此，亦可含有任1種以上。若要獲得上述效果，則各自濃度宜設為0.05%以上。
在此等之中，由於Sn為低熔點金屬，可在不損及鍍敷浴性質狀態下容易來含有，因而適宜。
另一方面，若Sn濃度大於20%、Bi濃度為5.0%以上、或In濃度為2.0%以上，則耐蝕性會降低。因此，宜分別設：Sn濃度為20%以下、Bi濃度為小於5.0%、In濃度為小於2.0%。Sn濃度亦可設為15.0%以下、10.0%以下、5.0%以下或3.0%以下。Bi濃度亦可設為4.0%以下、3.0%以下、2.0%以下或1.0%以下。In濃度亦可設為1.5%以下、1.0%以下或0.5%以下。
[Ca：0%以上且3.0%以下]
Ca會使作業時易於形成的浮渣形成量減少，其是一種有助於提升鍍敷製造性的元素。因此，亦可含有Ca。若想獲得此效果，則Ca濃度宜設為0.1%以上。
另一方面，若Ca濃度高，則鍍敷層之平面部的耐蝕性本身會傾向於劣化，溶接部周圍之耐蝕性有時也會劣化。因此，Ca濃度宜為3.0%以下。Bi濃度亦可設為2.0%以下、1.0%以下或0.5%以下。
[Y：0%以上且0.5%以下]
[La：0%以上且小於0.5%]
[Ce：0%以上且小於0.5%]
Y、La、Ce是一種有助於提升耐蝕性的元素。若想獲得此效果，則宜各自以0.05%以上來含有此等之中1種以上。
另一方面，此等元素濃度若過量，則鍍敷浴的黏性會提高，鍍敷浴的建浴本身多半會變得困難，恐怕無法製造出鍍敷性質狀態良好的鋼材。
因此，宜設：Y濃度為0.5%以下、La濃度為小於0.5%、Ce濃度為小於0.5%。此等元素之濃度亦可設為0.3%以下、0.2%以下或0.1%以下。
[Si：0%以上且小於2.5%]
Si是一種有助於提升耐蝕性的元素。又，在鋼板上形成鍍敷層時，Si會抑制鋼板表面與鍍敷層之間所形成之合金層形成得過厚，其也是一種具有提高鋼板與鍍敷層之附著性效果的元素。若要獲得此等效果，則Si濃度宜設為0.1%以上。Si濃度較宜為0.2%以上。
另一方面，若Si濃度達2.5%以上，則鍍敷層中會析出過量的Si，不僅耐蝕性會降低，鍍敷層的加工性也會降低。據此，Si濃度宜設為小於2.5%。Si濃度較宜為1.5%以下。Si濃度亦可設為1.2%以下、1.0%以下、0.6%以下或0.3%以下。
[Cr：0%以上且小於0.25%]
[Ti：0%以上且小於0.25%]
[Ni：0%以上且小於0.25%]
[Co：0%以上且小於0.25%]
[V：0%以上且小於0.25%]
[Nb：0%以上且小於0.25%]
[Cu：0%以上且小於0.25%]
[Mn：0%以上且小於0.25%]
此等元素是一種有助於提升耐蝕性的元素。若想獲得此效果，則此等元素之1種以上的濃度宜設為0.05%以上。
另一方面，此等元素濃度若過量，則鍍敷浴的黏性會提高，鍍敷浴的建浴本身多半會變得困難，恐怕無法製造出鍍敷性質狀態良好的鋼材。因此，各元素之濃度宜分別設為小於0.25%。此等元素之濃度亦可設為0.20%以下、0.10%以下或0.05%以下。
[Fe：0%以上且5.0%以下]
Fe會在製造鍍敷層時混入鍍敷層作為不純物。有時雖含有達5.0%左右，不過若為此範圍，則對本實施形態之表面處理鋼板的效果帶來不良影響較少。因此，Fe濃度宜設為5.0%以下。Fe濃度亦可設為3.0%以下、2.0%以下、1.0%以下或0.5%以下。
[Sr：0%以上且小於0.5%]
[Sb：0%以上且小於0.5%]
[Pb：0%以上且小於0.5%]
若Sr、Sb、Pb含於鍍敷層中，則鍍敷層外觀會變化且會形成鋅花，可確認金屬光澤的提升。若想獲得此效果，則Sr、Sb、Pb之1種以上的濃度宜設為0.05%以上。
另一方面，此等元素濃度若過量，則鍍敷浴的黏性會提高，鍍敷浴的建浴本身多半會變得困難，恐怕無法製造出鍍敷性質狀態良好的鋼材。因此，各元素的濃度宜分別設為小於0.5%。此等元素之濃度亦可設為0.4%以下、0.2%以下或0.1%以下。
[B：0%以上且小於0.5%]
B這個元素含於鍍敷層中時，會與Zn、Al、Mg等產生化合而作成各種金屬間化合物。該金屬間化合物具有改善耐LME裂紋性之效果。若想獲得此效果，則B濃度宜設為0.05%以上。
另一方面，若B濃度變得過量，則鍍敷熔點會顯著提高，恐怕鍍敷作業性會惡化而無法獲得鍍敷性質狀態良好的表面處理鋼板。因此，B濃度宜設為小於0.5%。B濃度亦可設為0.4%以下、0.2%以下或0.1%以下。
鍍敷層12之附著量並不限定，不過為了提升耐蝕性，則宜為每單面10g/m
2以上。附著量亦可設為每單面20g/m
2以上、35g/m
2以上、50g/m
2以上或70g/m
2以上。另一方面，即使附著量大於每單面200g/m
2，除了耐蝕性達飽和，還會變得不利於經濟層面。因此，每單面附著量宜設為200g/m
2以下。附著量亦可設為每單面175g/m
2以下、150g/m
2以下、125g/m
2以下或110g/m
2以下。
＜化學轉化處理披膜＞
[含有矽化合物、P及F、以及Mg，且化學轉化處理披膜之平均Si濃度為10質量%以上]
本實施形態之表面處理鋼板1所具備的化學轉化處理披膜13是透過將下述處理液以預定條件塗佈於含鋅之鍍敷層上並使其乾燥，以此獲得者；所述處理液含有：矽烷偶合劑、氟化物、以及磷酸鹽等的P化合物。因此，本實施形態之表面處理鋼板1所具備的化學轉化處理披膜13，其含有來自矽烷偶合劑且含Si、C、O的矽化合物作為製膜成分，且其含有來自P化合物的P、來自氟化物的F作為抑制劑成分。又，化學轉化處理披膜13含有來自Mg化合物等的Mg。矽化合物為製膜成分時，化學轉化處理披膜之平均Si濃度達10質量%以上。平均Si濃度亦可設為11質量%以上、12質量%以上、14質量%以上或16質量%以上。平均Si濃度之上限並不限定，不過平均Si濃度亦可為35質量%以下。平均Si濃度亦可設為30質量%以下、27質量%以下、24質量%以下、22質量%以下或20質量%以下。
透過後述測定方法所獲得之P濃度最大值宜為0.01質量%以上，較宜為0.02質量%以上、0.05質量%以上或0.10質量%以上。平均P濃度無需特別規定，不過平均P濃度亦可設為0.01%以上、0.05質量%以上、0.10質量%以上、0.20質量%以上、0.50質量%以上、0.80質量%以上或1.20質量%以上。平均P濃度亦可為10.00質量%以下、7.00質量%以下、5.00質量%以下或3.00質量以下。
透過後述測定方法所獲得之F濃度最大值宜為0.01質量%以上、0.05質量%以上，較宜為0.10質量%以上。平均F濃度無需特別規定，不過平均F濃度亦可設為0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.10質量%以上、0.15質量%以上或0.20質量%以上。平均F濃度亦可為1.10質量%以下、1.00質量%以下、0.70質量%以下、0.50質量%以下、0.40質量%以下或0.35質量%以下。
透過後述測定方法所獲得之Mg濃度最大值宜為0.05質量%以上，較宜為0.10質量%以上。平均Mg濃度無需特別規定，不過平均Mg濃度亦可設為0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.10質量%以上、0.15質量%以上或0.20質量%以上。平均Mg濃度亦可為1.00質量%以下、0.70質量%以下、0.50質量%以下、0.40質量%以下或0.35質量%以下。
又，因應所需，化學轉化處理披膜13亦可含有來自Zr化合物、V化合物的Zr、V。來自Zr化合物、V化合物的Zr、V為任意含有，平均Zr濃度及平均V濃度之下限為0%。平均Zr濃度及平均V濃度亦可分別設為3.00質量%以下、2.00質量%以下、1.00質量%以下、0.70質量%以下或0.50質量%以下。
關於化學轉化處理披膜是否含有P、F、Mg、Zr、V，以及化學轉化處理披膜中之平均Si濃度是透過以下方法來求知。
從形成了化學轉化處理披膜後的表面處理鋼材切出樣品，且所述樣品為可插入低溫FIB加工裝置的大小，再從該樣品以低溫FIB(Focused Ion Beam)法切出厚度為80~200nm的試驗片，並以化學轉化處理披膜整體落入觀察視野中的倍率，透過穿透電子顯微鏡(TEM：Transmission Electoron Microscope)觀察所切出之試驗片的剖面構造。為了鑑別出各層的構成元素，使用TEM-EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)，在披膜中之5點以上的點，進行Si、P、F、Mg、Zr、V之定量分析。採用Si濃度各點之平均值，作為化學轉化處理披膜之平均Si濃度。另一方面，關於P、F、Mg、Zr、V，各點之中即使是在1點有檢測出之情況(獲得大於檢測臨界之值(例如以濃度來說為0.001質量%以上或0.005質量%以上)之情況)，此時就判斷為在披膜中有含有。不過，是規定為使用P、F、Mg、Zr、V之檢測臨界值至少為0.01質量%以下的裝置。也就是說，其含量達0.01質量%以上之測定點即使只有1處，此時就必須判斷為有含有該元素。
關於化學轉化處理披膜是否含有矽化合物(Si是否以矽化合物形式存在)，可使用FT-IR來確認。
具體而言，使用一般的FT-IR裝置，確認出顯示矽氧烷鍵結的1030~1200cm
-1之吸光度的峰值時，判斷為含有矽化合物。就FT-IR裝置來說，例如可使用PERKIN ELMER公司製 型號：Frontier IR。
在FT-IR中，測定條件例如以下所述。
測定方法：漫射法
解析度：4cm
-1累計次數：128次
測定氣體環境：大氣
[在鄰接於披膜與鍍敷層之界面的區域中具有F-Mg濃化層，所述F-Mg濃化層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下]
本案發明人等是以含Mg之鋅系鍍敷鋼板為前提，該鋼板進行了以有機矽化合物為主體的化學轉化處理，並檢討在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境中抑制白鏽產生的方法。結果發現，在化學轉化處理披膜之鄰接鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面的區域中，形成下述層(F-Mg濃化層)，該層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下，藉此能提升在會接觸流水之環境(流水環境)下的耐白鏽性。
關於F-Mg濃化層能提升耐白鏽性之機制(mechanism)雖不明，不過可認為：F及Mg變濃的F-Mg濃化層是一種含有Mg-F複合鹽的非晶質層；並且可認為：該非晶質層具有高度阻障性，藉此會提升耐白鏽性。
以往顯示：在界面附近會形成Zn-F複合鹽、Al-F複合鹽。惟，本案發明人等經檢討的結果，透過穿透電子顯微鏡(TEM)觀察流水環境下的耐蝕試驗後之試驗片，結果確認到Zn-F複合鹽、Al-F複合鹽的消失。另一方面則確認到，Mg-F複合鹽即使在流水環境下的耐蝕試驗後也會殘存下來。亦即，即使在流水環境下，Mg-F複合鹽仍較Zn-F複合鹽、Al-F複合鹽能長期間維持其層，亦即維持阻障效果。因此可認為，在沒有形成F-Mg濃化層之情況下，並不會充分提升流水環境下的耐白鏽性。
若為Mg濃度小於1.50質量%或Mg濃度小於0.50質量%的層，並無法獲得上述效果。
又，即使F及Mg已濃化，若為Mg濃度大於40.0質量%或F濃度大於5.00質量%的層，則耐發黑性會降低。
因此，在本實施形態中，是將Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下、並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下的層，定為F-Mg濃化層。
在本實施形態中，所謂具有F-Mg濃化層意指：在後述測定方法中，測定10處之F-Mg濃化層厚度時，平均厚度為1.0nm以上。
關於F-Mg濃化層之厚度(從鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面起算的厚度)，以平均計宜為5.0nm以上且100.0nm以下。
若F-Mg濃化層之厚度為5.0nm以上，則耐白鏽性的提升會變得顯著。因此，F-Mg濃化層之厚度宜為1.5nm以上、2.0nm以上、3.0nm以上或5.0nm以上，較宜為10.0nm以上、20.0nm以上、40.0nm以上或60.0nm以上。
另一方面，F-Mg濃化層為硬質；F-Mg濃化層之厚度若厚，則在將表面處理鋼板進行加工時，有時非晶質層會成為起點而化學轉化處理披膜會發生剝離。此時，加工部耐蝕性恐會降低。因此，就抑制加工部之披膜剝離的觀點而言，F-Mg濃化層之厚度宜設為200.0nm以下、150.0nm以下、或120.0nm以下。若要獲得更佳優異之加工部耐蝕性時，F-Mg濃化層之厚度宜設為100.0nm以下。
[在扣除F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度小於0.50質量%，且平均F濃度小於0.50質量%]
就本實施形態之表面處理鋼板1而言，在扣除F-Mg濃化層後的區域中，若平均Mg濃度為0.50質量%以上，則耐發黑性會降低。因此，為了確保充分的(與過往相同或者為過往以上的)耐發黑性，在扣除F-Mg濃化層後的區域中之Mg濃度設為小於0.50質量%。因應所需，在扣除F-Mg濃化層後的區域中之Mg濃度亦可設為0.45質量%以下、0.40質量%以下或0.35質量%以下。
又，本案發明人等經過檢討後，結果發現，就本實施形態之表面處理鋼板1而言，在扣除F-Mg濃化層後的區域中，若平均F濃度為0.50質量%以上，則在會產生結露的這類環境下的耐白鏽性會降低。因此，就本實施形態之表面處理鋼板1而言，在扣除F-Mg濃化層後的區域中，平均F濃度設為小於0.50質量%。因應所需，在扣除F-Mg濃化層後的區域中之F濃度亦可設為0.45質量%以下、0.40質量%以下或0.35質量%以下。
F-Mg濃化層之厚度(從鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面起算的厚度)，是透過以下方法來求知。
從形成了化學轉化處理披膜後的表面處理鋼材切出樣品，且所述樣品為可插入低溫FIB加工裝置的大小，再從該樣品以低溫FIB(Focused Ion Beam)法切出厚度為80~200nm的試驗片，並以化學轉化處理披膜整體落入觀察視野中的倍率，透過穿透電子顯微鏡(TEM：Transmission Electoron Microscope)，觀察所切出之試驗片的剖面構造。
基於觀察影像，以肉眼判斷鍍敷層與化學轉化處理披膜(化學轉化處理層)之界面，在平行於鍍敷層之厚度方向上進行線分析，測定F、Mg之濃度。此時，分析的起始點是定為：鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面起算朝鋼板側100nm之位置；終點則定為化學轉化處理披膜之表面。又，線分析之測定間距設為1.0nm。
測定的結果，將Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下、並且F濃度達0.50質量%以上且5.00質量%以下之範圍，判斷為F-Mg濃化；並以其厚度定為F-Mg濃化層之厚度。不過，測定是從任意點起算朝與厚度方向垂直之方向以100nm之間隔於10處進行，並以其平均作為F-Mg濃化層厚度。
在扣除F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度及平均F濃度是透過以下方法來求知。
測定上述F-Mg濃化層之厚度時，F-Mg濃化層之中最遠離鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面的點(F-Mg濃化層為化學轉化處理披膜之一部分，並形成在化學轉化處理披膜中鄰接於鍍敷層之部分。因此，所謂F-Mg濃化層之中最遠離鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面的點，是F-Mg濃化層之中最接近化學轉化處理披膜表面的點。)為起始點，至化學轉化處理披膜表面為止，以1.0nm之間距進行線分析，測定Mg濃度與F濃度，並以其平均值而分別作為平均Mg濃度、平均F濃度。
含F-Mg濃化層之化學轉化處理披膜13，其厚度宜為0.02~2.0μm，較宜為0.2~2.0μm。
關於化學轉化處理披膜之厚度，在上述TEM觀察時，因為對比(contrast)的差異而容易辨別出鍍敷層與化學轉化處理披膜之邊界，故從該邊界起測定與化學轉化處理披膜表面之距離作為厚度。進行測定時，從任意點起算朝與厚度方向垂直之方向以100nm之間隔於10處進行，並以各測定結果之平均作為化學轉化處理披膜之厚度。
＜製造方法＞
接著，針對本實施形態之表面處理鋼板適宜的製造方法進行說明。
本實施形態之表面處理鋼板無關乎製造方法，只要具有上述特徴就能獲得其效果，不過，若為以下所示製造方法，則可穩定製造，因而適宜。
亦即，本實施形態之表面處理鋼板可透過含有以下步驟之製造方法來製造。
(I)鍍敷步驟：將鋼板浸漬於含Zn、Mg之鍍敷浴，並拉起而進行水冷，藉此在表面形成鍍敷層；
(II)塗佈步驟：在具有鍍敷層之鋼板上，塗佈含有矽烷偶合劑、氟化物、乙醯丙酮(acetylacetone)(乙醯丙酮化物(acetylacetonate))、P化合物、及Mg的化學轉化處理液；
(III)加熱步驟：將塗佈了化學轉化處理液的鋼板予以加熱，而形成含有矽化合物、P、F、Mg的披膜(化學轉化處理披膜)。
以下，針對各步驟適宜的條件進行說明。
[鍍敷步驟]
在鍍敷步驟中，將鋼板浸漬於含Zn、Mg之鍍敷浴，並拉起而進行水冷，藉此在表面形成鍍敷層。
以往就含Mg之鋅系鍍敷層而言，一直以來是使用鍍敷表面Mg濃度小於10質量%者。相對於此，在本實施形態中，供於化學轉化處理之階段中的鍍敷表面Mg濃度設為20質量%以上。鍍敷表面Mg濃度設為20質量%以上，藉此會促進Mg供應至界面。此時，如後所述塗佈預定的化學轉化處理液並加熱，藉此就能在化學轉化處理披膜形成F-Mg濃化層。
另一方面，若鍍敷表面Mg濃度大於60質量%，則形成在界面之層其Mg濃度會變得過量。因此，鍍敷表面Mg濃度設為60質量%以下。
鍍敷步驟後(化學轉化處理前)之鍍敷表面Mg濃度可透過將鋼板從鍍敷浴拉起後的水冷條件來予以控制。具體而言，水冷時，將冷卻水之pH調整至9.5以上，同時，接觸冷卻水當前的鋼板溫度控制在170℃以下，藉此就能使鍍敷表面Mg濃度為20質量%以上且60質量%以下。
針對能透過控制水冷條件來調整鍍敷表面Mg濃度之理由進行說明。含Mg之鋅系鍍敷鋼板在鍍敷層凝固後當下，與氧親和性高的Mg會以厚度數nm程度在鍍敷層表層變濃。惟，該Mg極不穩定，在鍍敷後之水冷中容易溶解於水，表面Mg濃度就會變得與鍍敷層中的Mg濃度相等。另一方面，控制成上述範圍來進行水冷，藉此抑制Mg溶出，就能使鍍敷層表面Mg濃度為20~60質量%。
關於抑制Mg溶出的機制雖不明朗，不過可認為是因為將pH調整至9.5以上，藉此Mg會接近鈍態區域，同時因為鋼板溫度低而使Mg與水之反應受到抑制的緣故。pH小於9.5時，鍍敷表面Mg濃度就會小於20質量%。又，接觸冷卻水當前的鋼板溫度大於170℃時，鍍敷表面Mg濃度就會小於20質量%。
另一方面，pH大於11.0時，鍍敷層的外觀會惡化。此時，化學轉化處理披膜形成後的外觀也會惡化，因此pH宜為11.0以下。
在鍍敷步驟後且化學轉化處理前之階段中，Mg濃度為20質量%以上且60質量%以下的Mg濃化層其厚度宜設為3.0~100nm。將Mg濃化層之厚度設為3.0~100nm，藉此有利於使化學轉化處理後之F-Mg濃化層的厚度為5.0~100.0nm。
若想使Mg濃化層之厚度為3.0~100nm，則宜將接觸冷卻水當前的鋼板溫度設為120℃以上且150℃以下。
關於Mg濃度為20質量%以上且60質量%以下之Mg濃化層，其厚度可透過以下方法來求知。
從化學轉化處理前之鍍敷鋼板切出樣品，且所述樣品為可插入低溫FIB加工裝置的大小，再從該樣品以低溫FIB(Focused Ion Beam)法切出厚度為80~200nm的試驗片，並以鍍敷層之厚度方向整體落入觀察視野中的倍率，透過穿透電子顯微鏡(TEM：Transmission Electoron Microscope)觀察所切出之試驗片的剖面構造。
基於觀察影像，判斷鍍敷層與母材鋼板之界面，在平行於鍍敷層之厚度方向上進行線分析，測定Mg之濃度。此時，分析的起始點是定為：鍍敷層與鋼板之界面起算朝鋼板側100nm之位置；終點則是定為鍍敷層的表面。又，線分析之測定間距設為1nm。
測定的結果，將Mg濃度為20質量%以上且60質量%以下之範圍，判斷為Mg濃化層；並以其厚度定為Mg濃化層之厚度。不過，測定是從任意點起算朝與厚度方向垂直之方向以100nm之間隔於10處進行，並以其平均作為Mg濃化層之厚度。
在測定時，若透過TEM所鑑別出的濃化層厚度為5nm以下，則從空間解析度之觀點來看，宜使用具有球面像差校正功能的TEM。
關於供應至鍍敷步驟的鋼板或其製造方法並不限定。就浸漬於鍍敷浴的鋼板而言，例如可使用：JIS G3131：2018或JISG3113：2018所記載之熱輥軋軟鋼板或熱輥軋鋼板、JIS G3141：2017所記載之冷輥軋鋼板。
鍍敷浴的組成因應所欲獲得鍍敷層之化學組成來調整即可。
將鋼板從鍍敷浴拉起後，可透過抹拭(wiping)來調整鍍敷層的附著量。
冷卻水之pH在調整上，使用各種習知pH調整劑即可。
[塗佈步驟]
在塗佈步驟中，對於形成了鍍敷層的鋼板(鍍敷鋼板)塗佈化學轉化處理液。關於化學轉化處理液，使用含有矽烷偶合劑、氟化物、乙醯丙酮(乙醯丙酮化物)、P化合物、及Mg化合物的處理液即可。化學轉化處理液亦可含有Zr化合物、V化合物。
在塗佈步驟中，並不限定表面處理金屬劑之塗佈方法。例如可使用輥塗佈機、桿塗佈機、噴塗(spray)等進行塗佈。
關於矽烷偶合劑，是被含有來作為製膜成分。關於矽烷偶合劑，例如亦可使用下列化合物：將分子中含有一個胺基之矽烷偶合劑(A)、與分子中含有一個環氧丙基之矽烷偶合劑(B)，以固態成分濃度比(A)/(B)計0.5~1.7進行調配而獲得的Si化合物。
化學轉化處理液所含之P(磷)化合物會殘存於化學轉化處理披膜中作為抑制劑成分的P。透過這個作為抑制劑成分的P，會提升化學轉化處理披膜之耐蝕性。
關於P化合物(T)的摻合量，來自有機矽化合物(S)的Si與來自磷化合物(T)的P兩者之固態成分質量比[(Ts)/(Ss)]宜設為0.15~0.31。若來自有機矽化合物(S)的Si與來自P化合物(T)的P兩者之固態成分質量比[(Ts)/(Ss)]小於0.15，就會變得無法獲得P化合物(T)作為溶出性抑制劑的效果，因而不佳。另一方面，若[(Ts)/(Ss)]大於0.31，則披膜之水溶化會變得顯著，因而不佳。
在本實施形態中，化學轉化處理液所含之P化合物並不特別限定，不過可例示：磷酸、磷酸銨鹽、磷酸鉀鹽、磷酸鈉鹽等。其中較宜為磷酸。使用磷酸時，可獲得更加優異的耐蝕性。
化學轉化處理液中的氟化物會與鍍敷層的Mg發生反應而形成F-Mg濃化層。因此，獲得本實施形態之表面處理鋼板時，化學轉化處理液會含有氟化物(氟化合物)。
關於氟化物(U)之摻合量，就化學轉化處理液所含之氟化物的摻合量而言，化學轉化處理液所含之固態成分(X)與來自氟化物的F兩者之質量比[(Us)/(Xs)]宜設為0.02~0.70。[(Us)/(Xs)]小於0.02時，在界面附近的F濃度就會小於0.5質量%，恐無法形成出預定的F-Mg層。另一方面，[(Us)/(Xs)]大於0.70時，在F-Mg濃化層以外之部分中，F濃度恐會變得大於0.50質量%。
就化學轉化處理液所含之氟化物而言，可例示：氫氟酸HF、氟硼酸BF
4H、氟矽酸H
2SiF
6、氟鋯酸H
2ZrF
6、氟鈦酸H
2TiF
6、氟鈦酸銨(NH
4)
2TiF
6、氟鋯酸銨(NH
4)
2ZrF
6等化合物。化合物亦可為1種類或2種類以上的組合。其中較宜為氫氟酸。使用氫氟酸時，能獲得更加優異的耐蝕性、塗裝性。
化學轉化處理液所含之Mg有助於形成F-Mg濃化層。其理由雖不明朗，不過可推定是因為其在與鍍敷層之界面附近會成為形成F-Mg濃化層之起點的緣故。
化學轉化處理液不含Mg時，即使鍍敷層含Mg也無法在界面充分形成出F-Mg濃化層，無法獲得充分提升耐白鏽性之效果。
就化學轉化處理液所含之Mg化合物而言，例如可例示：氟化鎂、硝酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂、乙酸鎂。
化學轉化處理液中以Mg化合物狀態而含有Mg時，關於化學轉化處理液所含之Mg化合物的摻合量，化學轉化處理液所含之固態成分(X)與Mg化合物之Mg兩者的質量比[(Vs)/(Xs)]宜設為0.05~0.60。[(Vs)/(Xs)]小於0.05時，在界面附近的F濃度就會變得小於0.5質量%，恐無法形成出預定的F-Mg濃化層。另一方面，[(Vs)/(Xs)]大於0.60時，在F-Mg濃化層以外之部分中，Mg濃度恐會變得大於0.5質量%。
化學轉化處理液所含之乙醯丙酮(乙醯丙酮化物)有助於Mg化合物之穩定化，並在處理液的存放中會抑制Mg化合物與處理液中之成分發生反應。化學轉化處理液不含乙醯丙酮時，無法形成出充分的F-Mg濃化層。
關於乙醯丙酮(W)的摻合量，乙醯丙酮(W)與Mg化合物(V)兩者之mol比[(Wmol)/(Vmol)]宜設為1.0~10.0。若乙醯丙酮(W)與Mg化合物(V)兩者之mol比[(Wmol)/(Vmol)]小於1.0，則在界面附近的F濃度就會變得小於0.5質量%，恐無法形成出預定的F-Mg濃化層。另一方面，若[(Wmol)/(Vmol)]大於10.0，則Mg化合物之穩定化作用達飽和，經濟性差。
化學轉化處理液含有Zr化合物時，可例示：碳酸鋯銨、六氟鋯酸、六氟鋯酸銨等。
又，含有V化合物時，可例示：五氧化釩V
2O
5、偏釩酸HVO
3、偏釩酸銨、偏釩酸鈉、三氯氧化釩VOCl
3、三氧化釩V
2O
3、二氧化釩VO
2、硫酸氧釩VOSO
4、乙醯丙酮氧釩VO(OC(=CH
2)CH
2COCH
3))
2、乙醯丙酮釩V(OC(=CH
2)CH
2COCH
3))
3、三氯化釩VCl
3、磷釩鉬酸等。又，亦可使用下述成分：透過含有選自羥基、羰基、羧基、1~3級胺基、醯胺基、磷酸基及膦酸基所構成群組之至少1種官能基的有機化合物，將5價釩化合物還原成4價~2價後的成分。
[加熱步驟]
在加熱步驟中，將塗佈了化學轉化處理液的鋼板予以加熱並使其乾燥、燒黏。藉此，在鍍敷層的表面形成化學轉化處理披膜。
關於加熱溫度(乾燥溫度)，若最高到達溫度小於60℃，則表面處理金屬劑之溶劑不會完全揮發，因而不佳。另一方面，若最高到達溫度大於200℃，則加熱使溶劑乾燥之效果達飽和，並不經濟，因而不佳。因此，最高到達溫度宜為60~200℃，較宜為80~150℃。
在加熱步驟中，加熱方法並不限定。例如可使用IH、熱風爐等進行加熱而使其乾燥。
[實施例]
將滿足JIS G3141：2017且板厚0.8mm的冷軋鋼板(鍍敷母板)浸漬於具有表1所示組成的鍍敷浴，拉起後以N
2氣進行抹拭來調整成表8所示附著量。之後，添加表2所示之pH調整劑來調整冷卻水的pH，再使用調整過後的冷卻水，以表8之條件進行水冷而獲得鍍敷鋼板(O1~O31)。在表1中，例如所謂Zn-6.0%Al-3.0%Mg是表示下列組成：含有6.0質量%之Al與3.0質量%之Mg，剩餘部分由Zn及不純物所構成。
針對所獲得之鍍敷鋼板，以肉眼評價外觀。具體而言，局部或全體白化者，判斷為「F(Fair)」(雖可適用在不要求外觀的零件或可維修後使用，但卻難以且不宜直接使用在要求外觀的零件上)。另一方面，沒有確認到白化者，判斷為「G(Good)」(外觀優異)。
又，測定Mg濃度為20~60質量%之區域的厚度且是從鍍敷層表層起算的厚度。
對於所獲得之鍍敷鋼板，準備了水系表面處理金屬劑ST1~ST21，其等是將表3~表7所示矽化合物(矽烷偶合劑)、P化合物、氟化物、Mg化合物、乙醯丙酮以表9所示比例混合而得。
以輥塗佈機將ST1~ST21之表面處理金屬劑塗佈於鍍敷鋼板O1~O31，並使其乾燥而形成出披膜。此時，披膜之附著量、鍍敷鋼板與表面處理金屬劑之組合則定為如表10-1~表10-4所示。關於乾燥，是加熱(使鋼板溫度到達)至表10-1~表10-4之乾燥板溫，並保持2秒鐘來形成披膜。
藉此，製造出表面處理鋼板No.1~120。
對於所獲得之表面處理鋼板，依上述要領來測定：化學轉化處理披膜之厚度與化學轉化處理披膜之Si濃度、P濃度、F濃度、Mg濃度、Zr濃度、V濃度。結果列示於表11-1~表11-4。表中，Zr濃度、V濃度之欄的「-」是表示：任一者之測定中並未檢測出0.001質量%以上之濃度。
雖未列示於表中，不過FT-IR測定結果，在任一例中Si都是以矽化合物形式存在。
又，依上述要領來測定化學轉化處理披膜之F-Mg濃化層厚度。結果列示於表11-1~表11-4。此時，1.0nm之位置的F濃度、Mg濃度之平均是如表11-1~表11-4所示。
又，依上述要領來測定扣除F-Mg層後之部位中的F濃度、Mg濃度。
又，對於所獲得之表面處理鋼板，依照以下要領來評價：耐蝕性(SST)、在會接觸流水之環境下的耐白鏽性、在結露環境下的耐蝕性、依契遜(Erichsen)加工部耐蝕性、耐發黑性、外觀。結果列示於表12-1~表12-4。
「耐蝕性(SST)」
製作出平板試驗片(100mm×100mm)，並對於各試驗片依據JIS Z 2371：2015進行鹽水噴霧試驗，評價120小時後表面產生白鏽狀況(試驗片面積中產生白鏽的面積比例)。
＜評價基準＞
EX(Excellent)：生鏽小於總面積的5%
G(Good)：生鏽為總面積的5%以上且小於10%
P(Poor)：生鏽為總面積的10%以上
「在會接觸流水之環境下的耐白鏽性」
從所獲得之表面處理鋼板製作出平板試驗片(100mm×100mm)，並以試驗面相對鉛直線呈45度之角度，將該試驗片固定。之後，對於各試驗片，滴下鹽分濃度為50g/L且pH為6.5~7.2的鹽水。鹽水是透過內徑3mm的管子(tube)來滴下。管子前端瞄準下列位置：從試驗片上端中央部朝下端側偏移20mm之位置；試驗片與管子前端之距離定為20mm。滴下速度定為10ml/s。
透過上述方式進行滴下試驗，並評價120小時後表面產生白鏽狀況。鹽水直接從管子滴下的部位(令上述瞄準位置為中心的20mmφ之區域)稱為：滴下部；從滴下部流出的鹽水水流則稱為：流水部。
依據以下評價基準進行評價，若為Ex或G則判斷為耐白鏽性優異。
＜評價基準＞
Ex(Exellent)：無白鏽產生
G(Good)：滴下部產生白鏽，流水部無白鏽產生
P(Poor)：滴下部、流水部都產生白鏽
「在結露環境下的耐蝕性」
從所獲得之表面處理鋼板製作出平板試驗片(100mm×100mm)，並在試驗片中央滴下 JIS Z 2371：2015記載之中性鹽水噴霧所使用的鹽水5ml。將滴下鹽水後的試驗片存放在50℃-98%RH中240小時，並評價產生白鏽狀況。若為G則判斷為在結露環境下的耐蝕性優異。
＜評價基準＞
G(Good)：無白鏽產生
P(Poor)：產生白鏽
「依契遜加工部耐蝕性」
從所獲得之表面處理鋼板製作出平板試驗片(50mm×50mm)，進行依契遜試驗(擠製成7mm)後，依據JIS Z 2371：2015進行鹽水噴霧試驗120小時，並觀察白鏽產生狀況。
若為Ex或G則判斷為依契遜加工部耐蝕性優異。
＜評價基準＞
Ex(Exellent)：生鏽小於加工部面積的10%
G(Good)：生鏽為加工部面積的10%以上且小於30%
P(Poor)：生鏽為加工部面積的30%以上
「耐發黑性」
從所獲得之表面處理鋼板製作出試驗板(50mm×50mm)，將試驗板在溫度70℃且相對濕度80%的濕潤箱內保持6天後取出，並以肉眼判斷試驗板之發黑狀況。
評價基準定為如下所示，若為G則判斷為合格，若為Ex則判斷為耐發黑性特優。
Ex(Exellent)：發黑部位之面積率小於1%
G(Good)：發黑部位之面積率為1%以上且小於25%
P(Poor)：發黑部位之面積率為25%以上
「外觀」
從所獲得之表面處理鋼板製作出試驗板(300mm×300mm)，並以肉眼判斷試驗板之外觀。
評價基準定為如下所示，若為G則判斷為外觀優異。
G(Good)：無變色
P(Poor)：局部或試驗板整面變色
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10-1]
[表10-2]
[表10-3]
[表10-4]
[表11-1]
[表11-2]
[表11-3]
[表11-4]
[表12-1]
[表12-2]
[表12-3]
[表12-4]
從表1~表12-4可知，有例子是在鋼材上具有預定鍍敷層與化學轉化處理披膜；化學轉化處理披膜在鄰接於鍍敷層與化學轉化處理披膜之界面的區域中具有F-Mg濃化層，所述F-Mg濃化層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下；化學轉化處理披膜中，在扣除F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度小於0.50質量%，且平均F濃度小於0.50質量%；在這些例子(本發明例No.1~No.30、No.47~54、No.97~104)中，耐發黑性良好，並且在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境之任一者中都抑制了白鏽產生。
但是，此等之中，No.1~No.30外觀也優異；不過在No.47~54，No.97~104中，鍍敷鋼板之鍍敷層的外觀不佳，因而表面處理鋼板的外觀不佳。
另一方面，在比較例的No.31~No.46、No.55~No.86、No.95~No.120中，無法獲得預定的F-Mg濃化層，外觀、耐發黑性差，及/或，在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境之一者或兩者中產生了白鏽。
產業上之可利用性
依照本發明，可提供一種表面處理鋼板，其即使在會接觸流水的這類環境及會產生結露的這類環境之任一者中，也能抑制白鏽產生。該表面處理鋼板可應用在鋼材會接觸流水的這類環境或會產生結露的這類環境下所使用的土木・建築用途鋼板，在產業上之可利用高。
1：表面處理鋼板
11：母材鋼板
12：鍍敷層
13：化學轉化處理披膜
14：F-Mg濃化層
圖1是一展示本實施形態之表面處理鋼板剖面之例的示意圖。
1：表面處理鋼板
11：母材鋼板
12：鍍敷層
13：化學轉化處理披膜
14：F-Mg濃化層
Claims (3)
- 一種表面處理鋼板，具有： 母材鋼板， 鍍敷層，其形成於前述母材鋼板上且含有50質量%以上的Zn、0.3質量%以上的Mg，及 化學轉化處理披膜，其形成於前述鍍敷層上； 前述化學轉化處理披膜含有：矽化合物、P及F、以及Mg； 前述化學轉化處理披膜之平均Si濃度為10質量%以上； 前述化學轉化處理披膜在鄰接於前述化學轉化處理披膜與前述鍍敷層之界面的區域中具有F-Mg濃化層，所述F-Mg濃化層之Mg濃度為1.50質量%以上且40.00質量%以下，並且F濃度為0.50質量%以上且5.00質量%以下； 前述F-Mg濃化層之厚度為1.0nm以上； 前述化學轉化處理披膜中，在扣除前述F-Mg濃化層後的區域中，平均Mg濃度小於0.50質量%，且平均F濃度小於0.50質量%。
- 如請求項1之表面處理鋼板，其中，在前述化學轉化處理披膜中，前述F-Mg濃化層之前述厚度為5.0nm以上且100.0nm以下。
- 如請求項1或2之表面處理鋼板，其中，前述鍍敷層之化學組成以質量%計： Al：4.0%以上且小於25.0%、 Mg：0.3%以上且小於12.5%、 Sn：0%以上且20%以下、 Bi：0%以上且小於5.0%、 In：0%以上且小於2.0%、 Ca：0%以上且3.0%以下、 Y：0%以上且0.5%以下、 La：0%以上且小於0.5%、 Ce：0%以上且小於0.5%、 Si：0%以上且小於2.5%、 Cr：0%以上且小於0.25%、 Ti：0%以上且小於0.25%、 Ni：0%以上且小於0.25%、 Co：0%以上且小於0.25%、 V：0%以上且小於0.25%、 Nb：0%以上且小於0.25%、 Cu：0%以上且小於0.25%、 Mn：0%以上且小於0.25%、 Fe：0%以上且5.0%以下、 Sr：0%以上且小於0.5%、 Sb：0%以上且小於0.5%、 Pb：0%以上且小於0.5%、 B：0%以上且小於0.5%、及 剩餘部分：Zn及不純物。
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