JP2000290764A - 耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造法 - Google Patents
耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造法Info
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- JP2000290764A JP2000290764A JP11101153A JP10115399A JP2000290764A JP 2000290764 A JP2000290764 A JP 2000290764A JP 11101153 A JP11101153 A JP 11101153A JP 10115399 A JP10115399 A JP 10115399A JP 2000290764 A JP2000290764 A JP 2000290764A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は熱器具、排気系材料等に主に使用さ
れる、耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板の製
造法を提供するものである。本発明により安定して５７
０℃まで銀白色外観を保持するアルミめっき鋼板を得る
事が可能となった。 【解決手段】 組成が重量比でＣ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０１０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和
０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる
鋼板に、組成が重量比でＳｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．
５〜１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるめ
っき浴で溶融アルミめっきを行いめっき層、金属間化合
物、鋼板からなることを特徴とする耐加熱黒変性に優れ
た溶融アルミめっき鋼板とその製造方法。
れる、耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板の製
造法を提供するものである。本発明により安定して５７
０℃まで銀白色外観を保持するアルミめっき鋼板を得る
事が可能となった。 【解決手段】 組成が重量比でＣ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０１０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和
０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる
鋼板に、組成が重量比でＳｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．
５〜１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるめ
っき浴で溶融アルミめっきを行いめっき層、金属間化合
物、鋼板からなることを特徴とする耐加熱黒変性に優れ
た溶融アルミめっき鋼板とその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温で保持した際
にもめっき層表面が黒変する事がなく、高い熱反射性を
維持する、耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板
の製造法に関するものである。
にもめっき層表面が黒変する事がなく、高い熱反射性を
維持する、耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板
の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】鋼板にＡｌ−Ｓｉ合金め
っきをした所謂タイプ１と呼ばれる溶融アルミめっき鋼
板は、めっき層にＳｉが添加されているため、高温にお
いても銀白色を保持し、熱反射特性に優れている。この
ため従来より種々の耐熱用途に使用されている。しかし
このタイプ１溶融アルミめっき鋼板も４００〜４５０℃
以上の高温に晒されるとＡｌとＦｅの相互拡散が生じ、
アルミめっき層がＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物層に変
化して（以降この現象を合金化と呼ぶ）黒変し、光沢を
失い、熱反射性を著しく損なう事が知られている。
っきをした所謂タイプ１と呼ばれる溶融アルミめっき鋼
板は、めっき層にＳｉが添加されているため、高温にお
いても銀白色を保持し、熱反射特性に優れている。この
ため従来より種々の耐熱用途に使用されている。しかし
このタイプ１溶融アルミめっき鋼板も４００〜４５０℃
以上の高温に晒されるとＡｌとＦｅの相互拡散が生じ、
アルミめっき層がＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物層に変
化して（以降この現象を合金化と呼ぶ）黒変し、光沢を
失い、熱反射性を著しく損なう事が知られている。
【０００３】このアルミめっきの合金化には鋼板のｓｏ
ｌ−Ｎ量が深く関与することが知られ、ｓｏｌ−Ｎをあ
る量以上含有する鋼板においては、合金層と鋼板の界面
にＡｌＮ層が生成して合金化反応を抑制することが、例
えば鉄と鋼７０（１９８４）Ｓ４７５等に記述されてい
る。更にｓｏｌ−Ｎを含有する鋼板をめっき後焼鈍する
事によりこのＡｌＮ層は成長し、更に耐黒変温度が上昇
することも知られている。
ｌ−Ｎ量が深く関与することが知られ、ｓｏｌ−Ｎをあ
る量以上含有する鋼板においては、合金層と鋼板の界面
にＡｌＮ層が生成して合金化反応を抑制することが、例
えば鉄と鋼７０（１９８４）Ｓ４７５等に記述されてい
る。更にｓｏｌ−Ｎを含有する鋼板をめっき後焼鈍する
事によりこのＡｌＮ層は成長し、更に耐黒変温度が上昇
することも知られている。
【０００４】かかる知見に基づき、合金化による黒変を
抑制する技術についても、これまでに種々の検討が行わ
れている。例えば本出願人らは特公平２−６１５４４号
公報において、ｓｏｌ−Ｎ量を０．０００３〜０．００
２０％、Ａｌを０．００５％以下に制限し、溶融アルミ
めっき後に特定条件の焼鈍を施すことにより耐加熱黒変
性を付与したアルミめっき鋼板を開示した。また特公平
５−２６８６４号公報においては、Ｎ：０．０００５〜
０．００６０％、Ａｌ：０．００５〜０．０２０％を含
有し、めっき後特定条件で焼鈍する溶融アルミめっき鋼
板の例が開示されている。
抑制する技術についても、これまでに種々の検討が行わ
れている。例えば本出願人らは特公平２−６１５４４号
公報において、ｓｏｌ−Ｎ量を０．０００３〜０．００
２０％、Ａｌを０．００５％以下に制限し、溶融アルミ
めっき後に特定条件の焼鈍を施すことにより耐加熱黒変
性を付与したアルミめっき鋼板を開示した。また特公平
５−２６８６４号公報においては、Ｎ：０．０００５〜
０．００６０％、Ａｌ：０．００５〜０．０２０％を含
有し、めっき後特定条件で焼鈍する溶融アルミめっき鋼
板の例が開示されている。
【０００５】これらの開示例において、確かにＦｅ−Ａ
ｌの合金化反応を抑制する事が可能で、その結果５５０
〜５７０℃というような高温に曝した後も銀白色外観を
保持する事ができる。しかしその性能はやや不安定で、
鋼成分、操業条件によっては５３０℃程度の温度で合金
化が起こる事もあった。一方５００℃程度で加熱した際
に、合金化は起こっていないが、表面のみが恰も合金化
したような黒色を呈することがあった。
ｌの合金化反応を抑制する事が可能で、その結果５５０
〜５７０℃というような高温に曝した後も銀白色外観を
保持する事ができる。しかしその性能はやや不安定で、
鋼成分、操業条件によっては５３０℃程度の温度で合金
化が起こる事もあった。一方５００℃程度で加熱した際
に、合金化は起こっていないが、表面のみが恰も合金化
したような黒色を呈することがあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
品質の不安定性が発生する理由を解明し、安定して５７
０℃以上の耐黒変温度を達成する製造方法を提供するも
のである。まず第１に、５３０℃程度で合金化が発生す
る現象であるが、これについてはめっき浴中のＭｇ量及
び鋼中のＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総量が大きく影響してい
る。特にめっき浴中Ｍｇを３％以上存在させることが耐
加熱黒変性の安定に寄与することを見いだしたものであ
る。
品質の不安定性が発生する理由を解明し、安定して５７
０℃以上の耐黒変温度を達成する製造方法を提供するも
のである。まず第１に、５３０℃程度で合金化が発生す
る現象であるが、これについてはめっき浴中のＭｇ量及
び鋼中のＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総量が大きく影響してい
る。特にめっき浴中Ｍｇを３％以上存在させることが耐
加熱黒変性の安定に寄与することを見いだしたものであ
る。
【０００７】その理由は未だ不明確ではあるが、めっき
浴中にＭｇが入ると合金層中にＭｇが取り込まれＦｅ−
Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物層とともにＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ金属間化合物層が形成される。このＦｅ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ金属間化合物層の存在が金属間化合物層の単斜
晶への変化し易さに影響し、高温環境暴露時にバリアー
層となり二次的合金層成長を抑制しているものと推測し
ている。またＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ等の元素は全てＮと化
合物を形成する元素で、これらが増すほどｓｏｌ−Ｎ量
を減じる事になる。その臨界量はこれら元素の総量が
０．００５％である。従って安定した性能を得るために
は、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総量を０．００５％以下にす
る必要がある。
浴中にＭｇが入ると合金層中にＭｇが取り込まれＦｅ−
Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物層とともにＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ金属間化合物層が形成される。このＦｅ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ金属間化合物層の存在が金属間化合物層の単斜
晶への変化し易さに影響し、高温環境暴露時にバリアー
層となり二次的合金層成長を抑制しているものと推測し
ている。またＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ等の元素は全てＮと化
合物を形成する元素で、これらが増すほどｓｏｌ−Ｎ量
を減じる事になる。その臨界量はこれら元素の総量が
０．００５％である。従って安定した性能を得るために
は、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総量を０．００５％以下にす
る必要がある。
【０００８】次に溶融アルミめっきを高温に保持した際
に起こる、合金化ではない黒変現象について説明する。
例えば特公平２−６１５４４号公報，あるいは特公平５
−２６８６４号公報に開示されたような製造法で製造さ
れた溶融アルミめっき鋼板であっても、５００℃以上の
加熱後あたかも合金化を起こしたように黒変する現象が
時々見いだされた。このときの色調は合金化による黒変
と非常に似ているが、断面より観察してみると合金化は
起きていず、５００℃以下の温度ではやや薄い色調とな
る。これらのことからこの黒変現象はアルミめっき層の
表面のみに依存している現象である。つまり加熱後の耐
黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板を得るためには鋼
中に上記のように安定的にｓｏｌ−Ｎを残す事は必要条
件であるが、必ずしも十分な条件ではなく、表面の黒変
防止対策が必要である。
に起こる、合金化ではない黒変現象について説明する。
例えば特公平２−６１５４４号公報，あるいは特公平５
−２６８６４号公報に開示されたような製造法で製造さ
れた溶融アルミめっき鋼板であっても、５００℃以上の
加熱後あたかも合金化を起こしたように黒変する現象が
時々見いだされた。このときの色調は合金化による黒変
と非常に似ているが、断面より観察してみると合金化は
起きていず、５００℃以下の温度ではやや薄い色調とな
る。これらのことからこの黒変現象はアルミめっき層の
表面のみに依存している現象である。つまり加熱後の耐
黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板を得るためには鋼
中に上記のように安定的にｓｏｌ−Ｎを残す事は必要条
件であるが、必ずしも十分な条件ではなく、表面の黒変
防止対策が必要である。
【０００９】そこでこの黒変した溶融アルミめっき鋼板
をＧＤＳ（グロー放電分光法）で調査したところ、表層
にＣｒの強いピークが現れた。また薄膜Ｘ線回折法によ
りその物質を調査したところ、ＣｒＯ（ＯＨ）が同定さ
れた。故にこの表面黒変はクロメート処理によるもので
あると結論づけられる。通常溶融アルミめっき鋼板には
１次防錆のためにクロム酸を主成分とするクロメート処
理が施される。このクロメートが５００℃以上に加熱さ
れたときに変質して黒色の皮膜になると思われる。
をＧＤＳ（グロー放電分光法）で調査したところ、表層
にＣｒの強いピークが現れた。また薄膜Ｘ線回折法によ
りその物質を調査したところ、ＣｒＯ（ＯＨ）が同定さ
れた。故にこの表面黒変はクロメート処理によるもので
あると結論づけられる。通常溶融アルミめっき鋼板には
１次防錆のためにクロム酸を主成分とするクロメート処
理が施される。このクロメートが５００℃以上に加熱さ
れたときに変質して黒色の皮膜になると思われる。
【００１０】本発明は上記のような知見に基づき完成さ
れたものである。すなわち鋼成分としてはＴｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｂ等を限定してｓｏｌ−Ｎを安定的に残存させるよ
うな成分系とし、これにＭｇをある程度含んだ溶融アル
ミめっきを施し合金層中にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金
を形成させ単斜晶への変化を容易とし、溶融アルミめっ
き後はクロメート処理をしないか、あるいはある量以下
の処理とすることで、合金化による黒変及び表面起因の
黒変の両方を防止して、加熱後の耐黒変性に優れた溶融
アルミめっき鋼板を得ようとするものである。即ち、本
発明はめっき層と鋼板との間に結晶構造が単斜晶である
金属間化合物を形成すること、あるいはＡｌＮ層を形成
することで、元素の相互拡散による黒変を防止するもの
である。
れたものである。すなわち鋼成分としてはＴｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｂ等を限定してｓｏｌ−Ｎを安定的に残存させるよ
うな成分系とし、これにＭｇをある程度含んだ溶融アル
ミめっきを施し合金層中にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金
を形成させ単斜晶への変化を容易とし、溶融アルミめっ
き後はクロメート処理をしないか、あるいはある量以下
の処理とすることで、合金化による黒変及び表面起因の
黒変の両方を防止して、加熱後の耐黒変性に優れた溶融
アルミめっき鋼板を得ようとするものである。即ち、本
発明はめっき層と鋼板との間に結晶構造が単斜晶である
金属間化合物を形成すること、あるいはＡｌＮ層を形成
することで、元素の相互拡散による黒変を防止するもの
である。
【００１１】そしてその要旨とするところは、 （１）組成が重量比で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：
０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０１０％、Ａ
ｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和０．０
１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板
に、組成が重量比でＳｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．５〜
１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるめっき
浴で溶融アルミめっきを行いめっき層と鋼板の間に金属
間化合物を有することを特徴とする耐加熱黒変性に優れ
た溶融アルミめっき鋼板。
０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０１０％、Ａ
ｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和０．０
１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板
に、組成が重量比でＳｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．５〜
１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるめっき
浴で溶融アルミめっきを行いめっき層と鋼板の間に金属
間化合物を有することを特徴とする耐加熱黒変性に優れ
た溶融アルミめっき鋼板。
【００１２】（２）めっき層と鋼板間に存在する金属間
化合物の結晶構造が単斜晶であることを特徴とする前記
（１）記載の耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼
板。 （３）金属間化合物と鋼板との界面にＡｌＮ層が存在す
ることを特徴とする前記（１）または（２）記載の耐加
熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。 （４）めっき後、片面当りの付着量がＣｒ換算で１５ｍ
ｇ／ｍ2 以下のクロメート処理をすることを特徴とする
加熱後耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。
化合物の結晶構造が単斜晶であることを特徴とする前記
（１）記載の耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼
板。 （３）金属間化合物と鋼板との界面にＡｌＮ層が存在す
ることを特徴とする前記（１）または（２）記載の耐加
熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。 （４）めっき後、片面当りの付着量がＣｒ換算で１５ｍ
ｇ／ｍ2 以下のクロメート処理をすることを特徴とする
加熱後耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。
【００１３】（５）組成が重量比で、Ｃ：０．０１％以
下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０
１０％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの
総和０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なる鋼板に組成が重量比で、Ｓｉ：３〜１２％、Ｍｇ：
０．５〜１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からな
るめっき浴で溶融アルミめっきを行い、その後あるいは
更にクロメート処理後、温度３００〜５００℃、時間２
〜２０ｈｒの焼鈍処理をすることを特徴とする耐加熱黒
変性に優れた溶融アルミめっき鋼板の製造法である。
下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｎ：０．０００５〜０．０
１０％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの
総和０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物から
なる鋼板に組成が重量比で、Ｓｉ：３〜１２％、Ｍｇ：
０．５〜１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物からな
るめっき浴で溶融アルミめっきを行い、その後あるいは
更にクロメート処理後、温度３００〜５００℃、時間２
〜２０ｈｒの焼鈍処理をすることを特徴とする耐加熱黒
変性に優れた溶融アルミめっき鋼板の製造法である。
【００１４】次に本発明の限定理由について説明する。
まず鋼中成分について記述する。 Ｃ：同程度のｓｏｌ−Ｎの水準であれば、Ｃ含有量が少
ないほどＡｌ−Ｓｉめっき層と地鉄の合金化を抑制す
る。一方本発明の成分系は必然的にｓｏｌ−Ｎを含有す
るため加工性にやや劣る。従って、合金化の抑制、加工
性の両面から低Ｃの方が好ましい。本発明においては
０．０１％以下に限定する。しかし上記の主旨から、望
ましくは０．００５％以下である。
まず鋼中成分について記述する。 Ｃ：同程度のｓｏｌ−Ｎの水準であれば、Ｃ含有量が少
ないほどＡｌ−Ｓｉめっき層と地鉄の合金化を抑制す
る。一方本発明の成分系は必然的にｓｏｌ−Ｎを含有す
るため加工性にやや劣る。従って、合金化の抑制、加工
性の両面から低Ｃの方が好ましい。本発明においては
０．０１％以下に限定する。しかし上記の主旨から、望
ましくは０．００５％以下である。
【００１５】Ｓｉ：Ｓｉは製鋼段階で酸素と反応して珪
素及び珪酸塩を生成し、溶鋼中の酸素を除去する。また
鋼帯製造工程においても、鋼中ｓｏｌ−Ｏと反応する可
能性がある。またＳｉは鋼中でＮと反応してＳｉ
3 Ｎ4 ，ＳｉＮを生成して、ｓｏｌ−Ｎを減少させる。
さらにはＳｉ量が増すと、溶融めっき工程の中の加熱時
に表面に酸化物として濃化して不めっきを惹起する。い
ずれにしても低い方が望ましい元素であり、０．１０％
以下、好ましくは０．０５％以下に限定する。
素及び珪酸塩を生成し、溶鋼中の酸素を除去する。また
鋼帯製造工程においても、鋼中ｓｏｌ−Ｏと反応する可
能性がある。またＳｉは鋼中でＮと反応してＳｉ
3 Ｎ4 ，ＳｉＮを生成して、ｓｏｌ−Ｎを減少させる。
さらにはＳｉ量が増すと、溶融めっき工程の中の加熱時
に表面に酸化物として濃化して不めっきを惹起する。い
ずれにしても低い方が望ましい元素であり、０．１０％
以下、好ましくは０．０５％以下に限定する。
【００１６】Ｎ：アルミめっき後の光沢保持性を確保す
るためには、ｓｏｌ−Ｎとして鋼板に残存させる必要が
ある。この目的のためには０．０００５％以上のＮが必
要である。一方ｓｏｌ−Ｎの増加により鋼板は硬化し、
耐力、引張強さが大幅に向上し、伸びが低下する。また
プレス成形性も劣化する。このため、Ｎ量の上限を０．
０１０％とする。
るためには、ｓｏｌ−Ｎとして鋼板に残存させる必要が
ある。この目的のためには０．０００５％以上のＮが必
要である。一方ｓｏｌ−Ｎの増加により鋼板は硬化し、
耐力、引張強さが大幅に向上し、伸びが低下する。また
プレス成形性も劣化する。このため、Ｎ量の上限を０．
０１０％とする。
【００１７】Ａｌ：Ａｌは通常製鋼工程で、溶鋼の脱酸
剤として使用される。しかしここで残存したＡｌは鋼帯
製造工程においてｓｏｌ−Ｎと反応してＡｌＮとなる。
そうなるとアルミめっき後の光沢保持性が劣化するため
に、Ａｌ量は低い方が望ましい。しかしＡｌＮの溶解度
積の程度は残存していても差し支えなく、上限を０．０
１％に限定する。
剤として使用される。しかしここで残存したＡｌは鋼帯
製造工程においてｓｏｌ−Ｎと反応してＡｌＮとなる。
そうなるとアルミめっき後の光沢保持性が劣化するため
に、Ａｌ量は低い方が望ましい。しかしＡｌＮの溶解度
積の程度は残存していても差し支えなく、上限を０．０
１％に限定する。
【００１８】Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ：これらの元素は全て
Ｎとの化合物を形成する。従って、ｓｏｌ−Ｎを確保す
るためには少ない方が好ましい。特にＴｉはＮとの溶解
度積が小さく、ＴｉＮとして析出しやすい元素で、低く
抑える必要がある。ｓｏｌ−Ｎを安定的に確保するため
に、これら元素の量の総和を０．０１０％以下に限定す
る。望ましくはこの中のＴｉを０．００１％以下にする
ことである。
Ｎとの化合物を形成する。従って、ｓｏｌ−Ｎを確保す
るためには少ない方が好ましい。特にＴｉはＮとの溶解
度積が小さく、ＴｉＮとして析出しやすい元素で、低く
抑える必要がある。ｓｏｌ−Ｎを安定的に確保するため
に、これら元素の量の総和を０．０１０％以下に限定す
る。望ましくはこの中のＴｉを０．００１％以下にする
ことである。
【００１９】次に、溶融アルミめっき浴中のＳｉ限定理
由を説明する。アルミめっきにおいては、Ａｌ−Ｆｅ金
属間化合物層（以後合金層と称する）が厚く成長しやす
く、成長した合金層は加工時のめっき剥離を引き起こ
す。通常この合金層成長を抑制するためにＳｉを添加し
ている。合金層低減という目的のためには、Ｓｉ量は３
％以上は必要である。一方その効果は１０％程度で飽和
し、それ以上の添加は耐食性、加工性を低下させる。従
ってＳｉ量の上限、下限を１２％，３％に限定する。
由を説明する。アルミめっきにおいては、Ａｌ−Ｆｅ金
属間化合物層（以後合金層と称する）が厚く成長しやす
く、成長した合金層は加工時のめっき剥離を引き起こ
す。通常この合金層成長を抑制するためにＳｉを添加し
ている。合金層低減という目的のためには、Ｓｉ量は３
％以上は必要である。一方その効果は１０％程度で飽和
し、それ以上の添加は耐食性、加工性を低下させる。従
ってＳｉ量の上限、下限を１２％，３％に限定する。
【００２０】次に、めっき浴中のＭｇ限定理由を説明す
る。本発明においては、めっき浴中に０．５％以上含有
するものとする。その理由は前述したようにＦｅ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｍｇ金属間化合物のバリアー効果によるもので
Ｍｇ量の増加とともにその効果は大きくなるが、Ｍｇ量
が１０％以上になるとめっきが硬くなり加工性が劣化す
るため上限を１５％とする。また浴中のＡｌ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ以外の不可避元素としては、通常めっき鋼板やめっき
機器から溶出してくるＦｅを約２％含有しているが、こ
れについては特に限定するものではない。
る。本発明においては、めっき浴中に０．５％以上含有
するものとする。その理由は前述したようにＦｅ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｍｇ金属間化合物のバリアー効果によるもので
Ｍｇ量の増加とともにその効果は大きくなるが、Ｍｇ量
が１０％以上になるとめっきが硬くなり加工性が劣化す
るため上限を１５％とする。また浴中のＡｌ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ以外の不可避元素としては、通常めっき鋼板やめっき
機器から溶出してくるＦｅを約２％含有しているが、こ
れについては特に限定するものではない。
【００２１】次に、めっき後のクロメート処理の付着量
の限定理由を説明する。前述したように、一般に溶融ア
ルミめっき鋼板は初期錆発生を防止するために、クロメ
ート処理と呼ばれるクロム酸を主成分とする薬剤で表面
を処理している。通常の付着量は片面当りＣｒ換算で２
０ｇ／ｍ2 前後である。本発明においては、このクロメ
ート皮膜が加熱された際に黒変を引き出すために付着量
を１５ｍｇ／ｍ2 以下に限定する。この量であれば５０
０℃以上に加熱しても黒変とはならないし、処理防錆性
能に及ぼす影響も小さい、クロメート種としてはＣｒＯ
3 単独の浴で行うことも、またこれにＳｉＯ2 を添加し
たものでも、あるいは必要に応じてリン酸、樹脂成分等
を添加したものであってもかまわない。あるいは初期防
錆性能は劣るが色調を重視するならばクロメート処理を
施さないことも当然可能である。
の限定理由を説明する。前述したように、一般に溶融ア
ルミめっき鋼板は初期錆発生を防止するために、クロメ
ート処理と呼ばれるクロム酸を主成分とする薬剤で表面
を処理している。通常の付着量は片面当りＣｒ換算で２
０ｇ／ｍ2 前後である。本発明においては、このクロメ
ート皮膜が加熱された際に黒変を引き出すために付着量
を１５ｍｇ／ｍ2 以下に限定する。この量であれば５０
０℃以上に加熱しても黒変とはならないし、処理防錆性
能に及ぼす影響も小さい、クロメート種としてはＣｒＯ
3 単独の浴で行うことも、またこれにＳｉＯ2 を添加し
たものでも、あるいは必要に応じてリン酸、樹脂成分等
を添加したものであってもかまわない。あるいは初期防
錆性能は劣るが色調を重視するならばクロメート処理を
施さないことも当然可能である。
【００２２】本発明により、めっき浴成分、鋼中成分を
規定する事で、５３０℃での安定した耐黒変性能が発揮
される。しかしめっき後に焼鈍をする事で更に高い５７
０℃での耐黒変性能を付与する事ができる。この場合の
焼鈍条件の限定理由について説明する。この焼鈍処理は
めっき層のＡｌと鋼中ｓｏｌ−Ｎを反応させてＡｌＮを
合金層−地鉄界面に生成させる事が目的である。このＡ
ｌＮを生成させるためには３００℃以上が必要で、５０
０℃以上ではめっき層Ａｌ−地鉄の反応の方が優先的に
起こるため不適切である。また時間についてもＡｌＮ生
成のために２ｈｒ以上の処理時間が必要で、長すぎても
コスト上不利になることから上限を２０ｈｒとする。
規定する事で、５３０℃での安定した耐黒変性能が発揮
される。しかしめっき後に焼鈍をする事で更に高い５７
０℃での耐黒変性能を付与する事ができる。この場合の
焼鈍条件の限定理由について説明する。この焼鈍処理は
めっき層のＡｌと鋼中ｓｏｌ−Ｎを反応させてＡｌＮを
合金層−地鉄界面に生成させる事が目的である。このＡ
ｌＮを生成させるためには３００℃以上が必要で、５０
０℃以上ではめっき層Ａｌ−地鉄の反応の方が優先的に
起こるため不適切である。また時間についてもＡｌＮ生
成のために２ｈｒ以上の処理時間が必要で、長すぎても
コスト上不利になることから上限を２０ｈｒとする。
【００２３】
【実施例】本発明を実施例でもって更に詳しく説明す
る。表１に示す成分の鋼を、真空溶解炉にて２００ｋｇ
の鋼塊として溶製し、これを粗圧延で２５ｍｍ厚に、仕
上げ圧延で４ｍｍ厚に圧延し、熱延板を得た。これを冷
延率８０％で冷延し、０．８ｍｍ厚の薄鋼板コイルを作
成した。表１に示した元素以外の成分は、Ｍｎ：０．３
０％、Ｐ：０．００６％，Ｓ：０．００８％である。ま
た表１のＡが基本成分で、表中記載されていない箇所は
基本成分である。このコイルにＮＯＦ−ＲＦ方式の溶融
めっきラインで浴中Ｓｉ量を変化させて溶融アルミめっ
きを行い、ガスワイピング法で付着量を両面で約１２０
ｇ／ｍ 2 に調整した。一部の試料はその後、３０ｇ／
ｌ、ＣｒＯ3 ＋１０ｇ／ｌＳｉＯ 2 溶液を鋼板に滴下し
て、ロール絞りでクロメート付着量を調節し、熱風乾燥
後、１％の調質圧延を施して試料を作成した。この時の
操業条件は無酸化炉の空燃比を０．９に調整し、無酸化
炉の板温６５０℃、還元炉の板温８００℃、浴温６６０
℃である。作成した試料の一部は、更にボックス焼鈍炉
を使用して、焼鈍条件を変えて焼鈍を行い、その後更に
１％の調質圧延を施した。調質圧延時のロールはダルロ
ールを使用した。なおクロメート付着量は、溶融アルミ
めっき表面を２０％ＮａＯＨで剥離し、化学分析でＣｒ
量を測定し、片面当たりの付着量を計算した。測定は焼
鈍前後でも行ったが、ほぼ一致した値が得られた。
る。表１に示す成分の鋼を、真空溶解炉にて２００ｋｇ
の鋼塊として溶製し、これを粗圧延で２５ｍｍ厚に、仕
上げ圧延で４ｍｍ厚に圧延し、熱延板を得た。これを冷
延率８０％で冷延し、０．８ｍｍ厚の薄鋼板コイルを作
成した。表１に示した元素以外の成分は、Ｍｎ：０．３
０％、Ｐ：０．００６％，Ｓ：０．００８％である。ま
た表１のＡが基本成分で、表中記載されていない箇所は
基本成分である。このコイルにＮＯＦ−ＲＦ方式の溶融
めっきラインで浴中Ｓｉ量を変化させて溶融アルミめっ
きを行い、ガスワイピング法で付着量を両面で約１２０
ｇ／ｍ 2 に調整した。一部の試料はその後、３０ｇ／
ｌ、ＣｒＯ3 ＋１０ｇ／ｌＳｉＯ 2 溶液を鋼板に滴下し
て、ロール絞りでクロメート付着量を調節し、熱風乾燥
後、１％の調質圧延を施して試料を作成した。この時の
操業条件は無酸化炉の空燃比を０．９に調整し、無酸化
炉の板温６５０℃、還元炉の板温８００℃、浴温６６０
℃である。作成した試料の一部は、更にボックス焼鈍炉
を使用して、焼鈍条件を変えて焼鈍を行い、その後更に
１％の調質圧延を施した。調質圧延時のロールはダルロ
ールを使用した。なおクロメート付着量は、溶融アルミ
めっき表面を２０％ＮａＯＨで剥離し、化学分析でＣｒ
量を測定し、片面当たりの付着量を計算した。測定は焼
鈍前後でも行ったが、ほぼ一致した値が得られた。
【００２４】
【表１】
【００２５】こうして作製した試料を次のような方法で
評価した。 （１）耐加熱黒変性 試料（５０×１００）をボックス焼鈍炉内で、５３０、
５７０℃で各２００ｈｒ焼鈍を行った。焼鈍後目視判
定、断面組織観察で合金化の有無を判定し、カラーコン
ピュータにてＬ＊値を測定した。
評価した。 （１）耐加熱黒変性 試料（５０×１００）をボックス焼鈍炉内で、５３０、
５７０℃で各２００ｈｒ焼鈍を行った。焼鈍後目視判
定、断面組織観察で合金化の有無を判定し、カラーコン
ピュータにてＬ＊値を測定した。
【００２６】（２）加工性 プレス油を塗布した後、ブランク径：１００ｍｍ、ポン
チ径：５０ｍｍ（絞り比２．０）で絞り加工を行い、絞
り可能かどうかを判定した。また脱脂後絞り後の側面部
のテーピングを行いめっき剥離状況を観察して、めっき
層の加工性を評価した。 表２に焼鈍を施さない、めっきままの試料明細と評価結
果をまとめる。また表３には焼鈍条件を変えたときの試
料明細と評価結果をまとめる。
チ径：５０ｍｍ（絞り比２．０）で絞り加工を行い、絞
り可能かどうかを判定した。また脱脂後絞り後の側面部
のテーピングを行いめっき剥離状況を観察して、めっき
層の加工性を評価した。 表２に焼鈍を施さない、めっきままの試料明細と評価結
果をまとめる。また表３には焼鈍条件を変えたときの試
料明細と評価結果をまとめる。
【００２７】
【表２】
【００２８】鋼成分中のＣ，Ｓｉ，Ｎ，さらにめっき浴
中のＭｇが多すぎると、鋼板の加工性を阻害してプレス
加工には耐えられない。また鋼中のＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｎ，Ｂの総和が多すぎるときや、Ｎが少なすぎるときに
は、加熱時の合金化抑制の性能が不十分で表面が黒変し
てしまう。さらにクロメート量が多すぎると、合金化は
抑制するが、表面のクロメートが変質して黒変する。一
方めっき浴中のＳｉ，Ｍｇ量が不足すると、めっき時に
合金層が成長し過ぎてめっき密着性が不十分である。ま
た、Ｍｇ量が多すぎると加工性が悪くなる。これらの条
件が全て適正であると、加熱後の耐黒変性、母材の加工
性、めっきの加工性全て良好な鋼板が得られる。
中のＭｇが多すぎると、鋼板の加工性を阻害してプレス
加工には耐えられない。また鋼中のＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｎ，Ｂの総和が多すぎるときや、Ｎが少なすぎるときに
は、加熱時の合金化抑制の性能が不十分で表面が黒変し
てしまう。さらにクロメート量が多すぎると、合金化は
抑制するが、表面のクロメートが変質して黒変する。一
方めっき浴中のＳｉ，Ｍｇ量が不足すると、めっき時に
合金層が成長し過ぎてめっき密着性が不十分である。ま
た、Ｍｇ量が多すぎると加工性が悪くなる。これらの条
件が全て適正であると、加熱後の耐黒変性、母材の加工
性、めっきの加工性全て良好な鋼板が得られる。
【００２９】
【表３】
【００３０】焼鈍により耐黒変性が更に向上するため
に、表３の耐黒変性の評価は表２よりも高温の５７０℃
で行っている。鋼成分中のＣ，Ｓｉ，Ｎが多すぎると、
鋼板の加工性を阻害してプレス加工には耐えられない。
又鋼中のＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｎ，Ｂの総和が多すぎると
きや、Ｎが少なすぎるときには、加熱時の合金化抑制の
性能が不十分で表面が黒変してしまう。さらにクロメー
ト量が多すぎると、合金化は抑制するが、表面のクロメ
ートが変質して黒変する。一方、めっき浴中のＳｉ，Ｍ
ｇ量が不足するときや焼鈍温度が高すぎるときには、め
っき時に合金層が成長し過ぎてめっき密着性が不十分と
なる。また、めっき浴中のＭｇ量が多くなると加工性が
不十分となる。焼鈍温度が低いときや焼鈍時間が短いと
きには、焼鈍の効果は不十分で耐黒変温度は５７０℃に
は届かない。これらの条件が全て適正であると、加熱後
の耐黒変性、母材の加工性、めっきの加工性全て良好な
鋼板が得られる。
に、表３の耐黒変性の評価は表２よりも高温の５７０℃
で行っている。鋼成分中のＣ，Ｓｉ，Ｎが多すぎると、
鋼板の加工性を阻害してプレス加工には耐えられない。
又鋼中のＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｎ，Ｂの総和が多すぎると
きや、Ｎが少なすぎるときには、加熱時の合金化抑制の
性能が不十分で表面が黒変してしまう。さらにクロメー
ト量が多すぎると、合金化は抑制するが、表面のクロメ
ートが変質して黒変する。一方、めっき浴中のＳｉ，Ｍ
ｇ量が不足するときや焼鈍温度が高すぎるときには、め
っき時に合金層が成長し過ぎてめっき密着性が不十分と
なる。また、めっき浴中のＭｇ量が多くなると加工性が
不十分となる。焼鈍温度が低いときや焼鈍時間が短いと
きには、焼鈍の効果は不十分で耐黒変温度は５７０℃に
は届かない。これらの条件が全て適正であると、加熱後
の耐黒変性、母材の加工性、めっきの加工性全て良好な
鋼板が得られる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は熱器具、排
気系材料等に主に使用される、耐加熱黒変性に優れた溶
融アルミめっき鋼板の製造法を提供するものである。ま
た、本発明により安定して５７０℃まで銀白色外観を保
持するアルミめっき鋼板を得る事が可能となった。従来
このような用途には高価なステンレス鋼板が使用されて
きたが、安価な溶融アルミめっき鋼板を使用することが
可能となり、産業上寄与するところが大きい。
気系材料等に主に使用される、耐加熱黒変性に優れた溶
融アルミめっき鋼板の製造法を提供するものである。ま
た、本発明により安定して５７０℃まで銀白色外観を保
持するアルミめっき鋼板を得る事が可能となった。従来
このような用途には高価なステンレス鋼板が使用されて
きたが、安価な溶融アルミめっき鋼板を使用することが
可能となり、産業上寄与するところが大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｃ 2/28 2/40 2/40 28/00 28/00 Ｃ (72)発明者 伊崎 輝明 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 黒崎 将夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 佐藤 久明 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA23 AB01 AB08 AB14 AB32 AB48 AC72 AC82 AE03 AE21 4K037 EA01 EA02 EA04 EA15 EA18 EA19 EA23 EA25 EA27 EA31 EA32 FM02 GA02 GA05 4K044 AA02 AB02 BA10 BA15 BA18 BA19 BB03 BB04 BC02 BC09 BC11 CA11 CA16 CA53 CA62
Claims (5)
- 【請求項１】 組成が重量比で、 Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．１０％以下、 Ｎ ：０．０００５〜０．０１０％、 Ａｌ：０．０１％以下、 Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和０．０１％以下、残部Ｆｅ及
び不可避的不純物からなる鋼板に、組成が重量比でＳ
ｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．５〜１５％、残部がＡｌ及
び不可避的不純物からなるめっき浴で溶融アルミめっき
を行いめっき層と鋼板の間に金属間化合物を有すること
を特徴とする耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼
板。 - 【請求項２】 めっき層と鋼板間に存在する金属間化合
物の結晶構造が単斜晶であることを特徴とする請求項１
記載の耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項３】 金属間化合物と鋼板との界面にＡｌＮ層
が存在することを特徴とする請求項１または２記載の耐
加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項４】 めっき後、片面当たりの付着量がＣｒ換
算で１５ｍｇ／ｍ2以下のクロメート処理をすることを
特徴とする加熱後耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっ
き鋼板。 - 【請求項５】 組成が重量比で、 Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．１０％以下、 Ｎ ：０．０００５〜０．０１０％、 Ａｌ：０．０１％以下、 Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの総和０．０１％以下、残部Ｆｅ及
び不可避的不純物からなる鋼板に組成が重量比で、Ｓ
ｉ：３〜１２％、Ｍｇ：０．５〜１５％、残部がＡｌ及
び不可避的不純物からなるめっき浴で溶融アルミめっき
を行い、その後あるいは更にクロメート処理後温度３０
０〜５００℃、時間２〜２０ｈｒの焼鈍処理をすること
を特徴とする耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼
板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101153A JP2000290764A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101153A JP2000290764A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290764A true JP2000290764A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14293116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101153A Withdrawn JP2000290764A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 耐加熱黒変性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000290764A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003034845A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-02-07 | Nippon Steel Corp | 耐食性，耐熱性に優れたホットプレス用アルミ系めっき鋼板およびそれを使用した自動車用部材 |
| WO2011161833A1 (ja) | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 新日本製鐵株式会社 | 耐加熱黒変性に優れた溶融ａ１めっき鋼板及びその製造方法 |
| US8722204B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-05-13 | Posco | Aluminum coated Steel sheet having excellent oxidation resistance and heat resistance |
| WO2015022821A1 (ja) | 2013-08-14 | 2015-02-19 | 日新製鋼株式会社 | 全反射特性と耐食性に優れたＡｌ被覆鋼板およびその製造法 |
| KR20160050167A (ko) | 2014-10-28 | 2016-05-11 | 포스코강판 주식회사 | 고온 내변색성 및 가공성이 우수한 알루미늄 도금강판의 제조방법 |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP11101153A patent/JP2000290764A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003034845A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-02-07 | Nippon Steel Corp | 耐食性，耐熱性に優れたホットプレス用アルミ系めっき鋼板およびそれを使用した自動車用部材 |
| WO2011161833A1 (ja) | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 新日本製鐵株式会社 | 耐加熱黒変性に優れた溶融ａ１めっき鋼板及びその製造方法 |
| US9464345B2 (en) | 2010-06-21 | 2016-10-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot dip Al coated steel sheet excellent in heat black discoloration resistance and method of production of same |
| US8722204B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-05-13 | Posco | Aluminum coated Steel sheet having excellent oxidation resistance and heat resistance |
| WO2015022821A1 (ja) | 2013-08-14 | 2015-02-19 | 日新製鋼株式会社 | 全反射特性と耐食性に優れたＡｌ被覆鋼板およびその製造法 |
| KR20160043990A (ko) | 2013-08-14 | 2016-04-22 | 닛신 세이코 가부시키가이샤 | 전반사 특성과 내식성이 우수한 Al 피복 강판 및 이의 제조법 |
| EP3034647A4 (en) * | 2013-08-14 | 2017-04-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Al-coated steel sheet having excellent total reflection properties and corrosion resistance, and method for manufacturing same |
| KR102150841B1 (ko) | 2013-08-14 | 2020-09-02 | 닛테츠 닛신 세이코 가부시키가이샤 | 전반사 특성과 내식성이 우수한 Al 피복 강판 및 이의 제조법 |
| KR20160050167A (ko) | 2014-10-28 | 2016-05-11 | 포스코강판 주식회사 | 고온 내변색성 및 가공성이 우수한 알루미늄 도금강판의 제조방법 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |