JPH02166262A - 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH02166262A JPH02166262A JP32149888A JP32149888A JPH02166262A JP H02166262 A JPH02166262 A JP H02166262A JP 32149888 A JP32149888 A JP 32149888A JP 32149888 A JP32149888 A JP 32149888A JP H02166262 A JPH02166262 A JP H02166262A
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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】
[産業上の利用分野]
この発明は、自動車や家電機器或は建材等に使用される
Fe−Zn合金めっき鋼板に関するものである。
Fe−Zn合金めっき鋼板に関するものである。
[従来技術]
亜鉛めっき鋼板は安価で耐食性や強度に優れた材料とし
て広く使われており、なかでも自動車の内外板には耐食
性に加えて、加工性や塗装性を考慮したものが多量に使
われている。亜鉛めっき鋼板の量産法には、一般に電気
めっき法と溶融めっき法とがあるが、電気めっき法では
、低温で処理するので熱影響による相変化が無くめつき
皮膜の成分コントロールも容易であるが、めっき付着量
を多くするには処理時間を増さねばならない。これに対
して、溶融めっき法では処理時間を増すことなく簡単に
付着量を増すことが出来、めっき後熱処理を施すことに
より容易にF e −Z n合金を作ることが出来る。
て広く使われており、なかでも自動車の内外板には耐食
性に加えて、加工性や塗装性を考慮したものが多量に使
われている。亜鉛めっき鋼板の量産法には、一般に電気
めっき法と溶融めっき法とがあるが、電気めっき法では
、低温で処理するので熱影響による相変化が無くめつき
皮膜の成分コントロールも容易であるが、めっき付着量
を多くするには処理時間を増さねばならない。これに対
して、溶融めっき法では処理時間を増すことなく簡単に
付着量を増すことが出来、めっき後熱処理を施すことに
より容易にF e −Z n合金を作ることが出来る。
しかし、めっき皮膜組成と生成される相のコントロール
とに工夫を要する。近年自動車用の鋼板ては、塩害への
対処等もあってより高度の耐食性が要求され、これに呼
応して、付着量が容易に確保出来且つ経済的な溶融亜鉛
めっきを主体に、めっき組成や相をコントロールし、高
い耐食性を確保しながらその上で加工性や塗装性を合わ
せ持たせることが試みられている。
とに工夫を要する。近年自動車用の鋼板ては、塩害への
対処等もあってより高度の耐食性が要求され、これに呼
応して、付着量が容易に確保出来且つ経済的な溶融亜鉛
めっきを主体に、めっき組成や相をコントロールし、高
い耐食性を確保しながらその上で加工性や塗装性を合わ
せ持たせることが試みられている。
加工性で最も問題になるのが耐パウダリング性であり、
塗装性で問題になるのが耐クレータリング性である。パ
ウダリングとは、プレス成形の際にめっき皮膜が粉状に
なって脱落する現象であり、クレータリンクとは、めっ
き皮膜に(ヒ成処理を施した後に行う電着塗装処理にお
いて塗膜に目視できる凹凸(クレータ)が発生ずる現象
である。前者はめっき皮膜中に鉄含有率の高い「相(F
e3 znlO,Fe2O〜’28wL%)が生成され
、これが硬くて脆いために起こり、後者はめっき皮膜表
面の不均一さ(表面形状、酸化膜、めっき皮膜相構造等
)に起因して発生すると考えられている。
塗装性で問題になるのが耐クレータリング性である。パ
ウダリングとは、プレス成形の際にめっき皮膜が粉状に
なって脱落する現象であり、クレータリンクとは、めっ
き皮膜に(ヒ成処理を施した後に行う電着塗装処理にお
いて塗膜に目視できる凹凸(クレータ)が発生ずる現象
である。前者はめっき皮膜中に鉄含有率の高い「相(F
e3 znlO,Fe2O〜’28wL%)が生成され
、これが硬くて脆いために起こり、後者はめっき皮膜表
面の不均一さ(表面形状、酸化膜、めっき皮膜相構造等
)に起因して発生すると考えられている。
従来、自動車用に使用されている合金化溶融亜鉛めっき
鋼板は、溶融めっき後食めっき皮膜平均の鉄含有率が1
0wt%前後に達するまで合金化処理を施し、めっき表
面まてFeを拡散させて耐食性、特に塗装後耐食性を向
上させたものである。
鋼板は、溶融めっき後食めっき皮膜平均の鉄含有率が1
0wt%前後に達するまで合金化処理を施し、めっき表
面まてFeを拡散させて耐食性、特に塗装後耐食性を向
上させたものである。
即ち、鋼板に連続的に前処理(熱処理を含む〉を施して
素材を調整した後、亜鉛を溶融しためっき浴に浸漬して
めっきし、後続してこのめっき鋼板を合金化炉内で50
0℃から700℃の温度に急速に昇温させ短時間(10
〜30秒)保持して、めっき皮膜の鉄含有率を10%前
後に合金化させたものである。しかし、このようにして
作られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は急速な昇温によっ
て高温に加熱されるので、皮膜と鋼素地との境界に「相
が生成成長し、又急速に冷却されるのでめっき皮膜に熱
歪が発生し、加工に際してパウダリングが発生し易くな
っている。
素材を調整した後、亜鉛を溶融しためっき浴に浸漬して
めっきし、後続してこのめっき鋼板を合金化炉内で50
0℃から700℃の温度に急速に昇温させ短時間(10
〜30秒)保持して、めっき皮膜の鉄含有率を10%前
後に合金化させたものである。しかし、このようにして
作られる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は急速な昇温によっ
て高温に加熱されるので、皮膜と鋼素地との境界に「相
が生成成長し、又急速に冷却されるのでめっき皮膜に熱
歪が発生し、加工に際してパウダリングが発生し易くな
っている。
「相に関しては、FeとZnとの合金化をめっき浴成分
によって抑制しようとの試みがあり、例えば、特開昭6
2−196364号では、溶融亜鉛めっき浴に少量のA
lを添加しpbの含有量を制限することによって、熱処
理時に過剰に合金化が進むことを抑制している。
によって抑制しようとの試みがあり、例えば、特開昭6
2−196364号では、溶融亜鉛めっき浴に少量のA
lを添加しpbの含有量を制限することによって、熱処
理時に過剰に合金化が進むことを抑制している。
一方、合金化処理を一次二次の二工程に分けて処理する
方法が提案されている。例えば、特公昭59−1454
1号では、−次加熱において、めっき皮膜の平滑性を得
るためにZnめっき皮膜を再溶融させる急速昇温高温加
熱を行う。この加熱では鉄含有率を2.2〜5.5wt
%の低い範囲に留めるので、この−次加熱の結果に応じ
て、次加熱を亜鉛の融点以下の低温で時間をかけて行い
、鉄含有率を6〜13wt%の範囲に納めるものである
。そしてこの方法によって、表面が平滑で外観が優れ、
且つ加工の際に剥離やパウダリンクのない合金化溶融亜
鉛めっき皮膜が得られることを開示している。
方法が提案されている。例えば、特公昭59−1454
1号では、−次加熱において、めっき皮膜の平滑性を得
るためにZnめっき皮膜を再溶融させる急速昇温高温加
熱を行う。この加熱では鉄含有率を2.2〜5.5wt
%の低い範囲に留めるので、この−次加熱の結果に応じ
て、次加熱を亜鉛の融点以下の低温で時間をかけて行い
、鉄含有率を6〜13wt%の範囲に納めるものである
。そしてこの方法によって、表面が平滑で外観が優れ、
且つ加工の際に剥離やパウダリンクのない合金化溶融亜
鉛めっき皮膜が得られることを開示している。
他方、めっき皮膜表層のみの鉄含有率を高めて耐クレー
タリンク性を改善したものも提案されている。例えば、
特公昭58−1.55.54号の提案は、耐食性金属層
を内層とし、その上に鉄含有率の高いFe−Zn合金被
覆層(鉄含有率60wt%以上)を付してカチオン電着
塗装性を向上させためっき鋼板である。この提案では、
内層である前記耐食性金属層として溶融亜鉛めっき後に
熱処理によりFe−Zn合金化した合金化溶融亜鉛めっ
き層が開示されている。
タリンク性を改善したものも提案されている。例えば、
特公昭58−1.55.54号の提案は、耐食性金属層
を内層とし、その上に鉄含有率の高いFe−Zn合金被
覆層(鉄含有率60wt%以上)を付してカチオン電着
塗装性を向上させためっき鋼板である。この提案では、
内層である前記耐食性金属層として溶融亜鉛めっき後に
熱処理によりFe−Zn合金化した合金化溶融亜鉛めっ
き層が開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら上述した特開昭62−196364号では
、「相は減少し耐パウダリング性の改善は見られるか未
だ十分ではなく、又耐クレータリング性を改善するもの
てはない。
、「相は減少し耐パウダリング性の改善は見られるか未
だ十分ではなく、又耐クレータリング性を改善するもの
てはない。
特公昭59−14541号もまた耐クレータリング性を
満足するものではない。即ち、めっき表面のFe含有率
は10wt%前後であり、耐パウダリング性に関しては
、表面の鉄含有率が不十分である。又、耐パウダリング
性に関しても、溶融亜鉛めっき後急速昇温高温加熱によ
って合金化処理を行うが、鉄含有率が5.5wt%以下
では、合金化されない部分(η相)が残り、この部分と
合金化の進んだ部分とが混在して、場合によっては、い
わゆる焼けむらの現象を呈したりする。
満足するものではない。即ち、めっき表面のFe含有率
は10wt%前後であり、耐パウダリング性に関しては
、表面の鉄含有率が不十分である。又、耐パウダリング
性に関しても、溶融亜鉛めっき後急速昇温高温加熱によ
って合金化処理を行うが、鉄含有率が5.5wt%以下
では、合金化されない部分(η相)が残り、この部分と
合金化の進んだ部分とが混在して、場合によっては、い
わゆる焼けむらの現象を呈したりする。
このように、−次加熱が不均一になり易いので、−次加
熱の結果を基にした二次加熱条件が極めて複雑になり実
操業ではその実施に大きな困難を伴う。
熱の結果を基にした二次加熱条件が極めて複雑になり実
操業ではその実施に大きな困難を伴う。
特公昭58−15554号では、めっき表面の鉄濃度を
60wt%以上に高めるので、耐クレータリング性は改
善されるが、内層は従来の合金化溶融亜鉛めっき層で、
前述したように、熱歪を有しているのでパウダリングを
起こし易い。
60wt%以上に高めるので、耐クレータリング性は改
善されるが、内層は従来の合金化溶融亜鉛めっき層で、
前述したように、熱歪を有しているのでパウダリングを
起こし易い。
このように、耐パウダリング性、耐クレータリング性を
満たすべく工夫がなされてきたが、未だ両特性を共に満
足させる溶融亜鉛めっき鋼板は得られていない。
満たすべく工夫がなされてきたが、未だ両特性を共に満
足させる溶融亜鉛めっき鋼板は得られていない。
この問題を解決するために、この発明はなされたもので
、耐食性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング
性とを共に満たすめっき鋼板の製造法を提供することを
目的とするものである。
、耐食性に加えて耐パウダリング性と耐クレータリング
性とを共に満たすめっき鋼板の製造法を提供することを
目的とするものである。
[課題を解決するための手段及び作用1この目的を達成
するための手段は、 (1)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であり
、 (イ〉通常の前処理を施した鋼板をAfflO,05v
t%以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%り下
を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30 g
/m2以上120g/+n2以下のめっきを施す工程、 (口〉前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入しめっき皮膜表面までFe
が拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面にO−5g/rn2以上log/n+”以下の
付着量でF e 7 M n合金めっきを施す工程、そ
して(ニ)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性又
は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の融
点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工程
。
するための手段は、 (1)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であり
、 (イ〉通常の前処理を施した鋼板をAfflO,05v
t%以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%り下
を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30 g
/m2以上120g/+n2以下のめっきを施す工程、 (口〉前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入しめっき皮膜表面までFe
が拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面にO−5g/rn2以上log/n+”以下の
付着量でF e 7 M n合金めっきを施す工程、そ
して(ニ)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性又
は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の融
点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工程
。
(2)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である
。
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である
。
(イ)通常の前処理を施した鋼板を、l’0. 05w
t%以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%以下
を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30 g
/+n2以上120 gIn+2以下の下層めっきを施
す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にFe−Mn合金パウダを吹き付けて付
着量0 、5 g/+n2以上10g/m”以下の上層
めっきを施す工程、(ハ)上層めっき工程に連続して合
金化処理炉に下層及び上層めっきされた鋼板を導入しめ
っき皮膜中にη相が残らない時点まで合金化処理を行う
工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして(ホ〉前記工程て平滑化しためつき皮膜を有する
鋼板を非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で25
0℃以上亜鉛の融点以下の温度範囲て20秒以上5時間
以下加熱する工程。
t%以上0.3wt%以下、且っPb0.2wt%以下
を含有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30 g
/+n2以上120 gIn+2以下の下層めっきを施
す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にFe−Mn合金パウダを吹き付けて付
着量0 、5 g/+n2以上10g/m”以下の上層
めっきを施す工程、(ハ)上層めっき工程に連続して合
金化処理炉に下層及び上層めっきされた鋼板を導入しめ
っき皮膜中にη相が残らない時点まで合金化処理を行う
工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして(ホ〉前記工程て平滑化しためつき皮膜を有する
鋼板を非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で25
0℃以上亜鉛の融点以下の温度範囲て20秒以上5時間
以下加熱する工程。
以上の手段について、以下にその作用も含め、詳しく述
べる。
べる。
先ず、めっき用の鋼板は冷延鋼板でも熱延鋼板でもよく
、通常の前処理として表面調整とともに焼鈍処理を施し
てもよい。
、通常の前処理として表面調整とともに焼鈍処理を施し
てもよい。
溶融亜鉛めっき浴には通常、Fe−Zn合金反応の抑制
やめっき面の平滑化等のなめAlが0.2%前後添加さ
れており、スパングル調整のためpbが含まれている。
やめっき面の平滑化等のなめAlが0.2%前後添加さ
れており、スパングル調整のためpbが含まれている。
このうちAIIは合金化抑制効果を持つので、0.05
wt%以上添加し、溶融亜鉛めっき浴浸漬後のFe−Z
n合金が部分的且つ不均一に生成することを防ぐ。この
工程て不均一にFe−Zn合金を生成させないことは重
要なことであり、−旦不均−化すると後の工程で修正す
ることが出来ない。Alの添加量が多過ぎて03wt%
を超えると合金化の抑制効果が過剰となり、必要な塗装
後耐食性を確保するための合金化処理に際して不適切に
なる。pbは合金化反応には直接関与しないが、多量の
pbは耐パウダリング性を低下させるので、0.2wt
%以下に制限しなければならない。
wt%以上添加し、溶融亜鉛めっき浴浸漬後のFe−Z
n合金が部分的且つ不均一に生成することを防ぐ。この
工程て不均一にFe−Zn合金を生成させないことは重
要なことであり、−旦不均−化すると後の工程で修正す
ることが出来ない。Alの添加量が多過ぎて03wt%
を超えると合金化の抑制効果が過剰となり、必要な塗装
後耐食性を確保するための合金化処理に際して不適切に
なる。pbは合金化反応には直接関与しないが、多量の
pbは耐パウダリング性を低下させるので、0.2wt
%以下に制限しなければならない。
ここて付着される下層めっき層は、後に付着される薄い
上層めっき層と一体構造となったときめっき皮膜の大半
を占める皮膜内層となるが、耐食性と耐パウダリング性
の殆どがこの層によって決まってしまう。下層めっき層
の付着量は、高耐食性を発揮するために30g/m2以
上の付着量が必要である。しかし、1.20 g/ni
2を超えて付着させても過剰品質となるばかりか、後の
工程の低温で行う再加熱処理において長時間を要し生産
性を低下させる。又、一般にめっき皮膜が厚くなると加
工時に皮膜の破壊や剥離が起こることがあり、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の場合ではパウダリングが起こり易く
なる。
上層めっき層と一体構造となったときめっき皮膜の大半
を占める皮膜内層となるが、耐食性と耐パウダリング性
の殆どがこの層によって決まってしまう。下層めっき層
の付着量は、高耐食性を発揮するために30g/m2以
上の付着量が必要である。しかし、1.20 g/ni
2を超えて付着させても過剰品質となるばかりか、後の
工程の低温で行う再加熱処理において長時間を要し生産
性を低下させる。又、一般にめっき皮膜が厚くなると加
工時に皮膜の破壊や剥離が起こることがあり、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の場合ではパウダリングが起こり易く
なる。
Fe−Zn合金めっき鋼板の場合、めっき付着量の他に
皮膜中の鉄含有率が耐食性特に塗装後耐食性に大きく影
響する。このため、めっき付着工程に連続して合金化処
理を行う。この処理は合金化処理炉内にめっきした鋼板
を通すことによって鋼板を昇温し、鋼素地がら亜鉛めっ
き層中にFeを拡散さぜることによって行うが、この際
、合金化はめっき皮膜表面までFeが拡散した時点まで
行う。即ち、塗装後耐食性を確保するため、この下層め
っき層をδ1相(FeZn7)或はζ相(Fe Z n
+a)に合金化する必要がある。このときη相(純Z
11)を残すと合金化が不均一になり、焼けむらを生し
たりすることもあるので、η相が消滅するまで合金化す
るが、めっき層表面までFeを拡散させればη相は消滅
する。一方、合金化が進行し過ぎると脆いP相が発生し
成長するおそれもあるので、合金化過剰にならぬよう、
Feが表面まで拡散した時点までとする。
皮膜中の鉄含有率が耐食性特に塗装後耐食性に大きく影
響する。このため、めっき付着工程に連続して合金化処
理を行う。この処理は合金化処理炉内にめっきした鋼板
を通すことによって鋼板を昇温し、鋼素地がら亜鉛めっ
き層中にFeを拡散さぜることによって行うが、この際
、合金化はめっき皮膜表面までFeが拡散した時点まで
行う。即ち、塗装後耐食性を確保するため、この下層め
っき層をδ1相(FeZn7)或はζ相(Fe Z n
+a)に合金化する必要がある。このときη相(純Z
11)を残すと合金化が不均一になり、焼けむらを生し
たりすることもあるので、η相が消滅するまで合金化す
るが、めっき層表面までFeを拡散させればη相は消滅
する。一方、合金化が進行し過ぎると脆いP相が発生し
成長するおそれもあるので、合金化過剰にならぬよう、
Feが表面まで拡散した時点までとする。
この合金化処理後にスキンパスを行いめっき皮膜表面を
平滑化することは、上層めっき皮膜の被覆率や鮮映性を
効率的に向上させるので、必要な場合には施すとよい。
平滑化することは、上層めっき皮膜の被覆率や鮮映性を
効率的に向上させるので、必要な場合には施すとよい。
このように合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の上に
Fe−Mn合金の上層めっきを施すが、これはめっき皮
膜表層に耐クレータリング性を付与するためである・。
Fe−Mn合金の上層めっきを施すが、これはめっき皮
膜表層に耐クレータリング性を付与するためである・。
耐クレータリング性の観点がらこのめっき層の付着量は
05g/rn”から1゜g/m2であることが必要であ
る。自動車用には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっ
き面に燐酸塩処理を施した後カチオン電着塗装が施され
るが、この化成処理によって生成される燐酸塩結晶に、
Feを含むホスホフィライト [Zn2 Fe (PO4>2 ・4H20]と称する
粒状で緻密な結晶とFeを含まないホパイト[Zn3
(PO4)2 =、4H20] とhする’m大な針
状結晶とがある。そしてクレータ発生原因の一つに化成
処理皮膜欠陥部への局所的な電流集中が考えられる。ホ
スホフィライトで形成される皮膜は緻密で欠陥部が少な
いので、ボスホフィライl−が生成し易いようにめっき
面上で十分なFeを供給してやれは、クレータリングは
生じにくくなる。又、Mnが存在するとホパイトのZn
の一部がMnに置換わり結晶は緻密になる。したがって
、Mnを補給することも、同様に、クレータリングを生
じ難くする。
05g/rn”から1゜g/m2であることが必要であ
る。自動車用には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっ
き面に燐酸塩処理を施した後カチオン電着塗装が施され
るが、この化成処理によって生成される燐酸塩結晶に、
Feを含むホスホフィライト [Zn2 Fe (PO4>2 ・4H20]と称する
粒状で緻密な結晶とFeを含まないホパイト[Zn3
(PO4)2 =、4H20] とhする’m大な針
状結晶とがある。そしてクレータ発生原因の一つに化成
処理皮膜欠陥部への局所的な電流集中が考えられる。ホ
スホフィライトで形成される皮膜は緻密で欠陥部が少な
いので、ボスホフィライl−が生成し易いようにめっき
面上で十分なFeを供給してやれは、クレータリングは
生じにくくなる。又、Mnが存在するとホパイトのZn
の一部がMnに置換わり結晶は緻密になる。したがって
、Mnを補給することも、同様に、クレータリングを生
じ難くする。
付着量は05g/ni”未満ではめっき面全体にわたっ
て十分にFe及びMnを供給することが出来ない。又1
0g/m2を超えて付着した場合にはその効果が飽和し
、コスト的に不利になるばかりでなく、塗装後耐食性に
おいても赤錆か発生し易くなる。
て十分にFe及びMnを供給することが出来ない。又1
0g/m2を超えて付着した場合にはその効果が飽和し
、コスト的に不利になるばかりでなく、塗装後耐食性に
おいても赤錆か発生し易くなる。
上記上層めっきの処理方法は、亜鉛の融点より低い温度
で処理する方法であれば、電気めっき、蒸着めっき、溶
射等とのような方法でもよい。この上層めっき処理を合
金パラター吹き付けで行うときは、先の溶融亜鉛めっき
層が溶融状態のうちに行う。しかし、この場合上層めっ
き後表面の平滑性が十分でない場合もあるので、スキン
バス処理によって平滑化する必要がある。このスキンバ
ス処理は伸長率0.3%以上で行うとめつき面は平滑と
なるが、伸長率が大き過ぎて5%を超えると、一般の薄
板用鋼板では加工性に影響するおそれがある。
で処理する方法であれば、電気めっき、蒸着めっき、溶
射等とのような方法でもよい。この上層めっき処理を合
金パラター吹き付けで行うときは、先の溶融亜鉛めっき
層が溶融状態のうちに行う。しかし、この場合上層めっ
き後表面の平滑性が十分でない場合もあるので、スキン
バス処理によって平滑化する必要がある。このスキンバ
ス処理は伸長率0.3%以上で行うとめつき面は平滑と
なるが、伸長率が大き過ぎて5%を超えると、一般の薄
板用鋼板では加工性に影響するおそれがある。
又、用途によっては片面はクレータ等外観性を問題にし
ないこともあり、このような場合片面にはこの上層めっ
き皮膜がなくてもよく、又他のめっき皮膜を付してもよ
い。
ないこともあり、このような場合片面にはこの上層めっ
き皮膜がなくてもよく、又他のめっき皮膜を付してもよ
い。
最後の工程ではめっき鋼板を再度加熱し、合金化処理の
際に生じた熱歪みを除去する。この再加熱処理の条件は
、250℃以上亜鉛の融点以下の温度範囲て20秒から
5時間である。250 ’C未満では熱歪を除くのに時
間が掛かり過ぎ工業的でない。加熱温度を亜鉛の融点<
419.5℃)よりも高くすると、Fe原子の拡散が部
分的に促されることがあり、合金化が急速に進む箇所が
現れ却って不均一さや熱歪みを助長しかねなく又F相生
成のおそれもある。第1図は上記の温度範囲で、パウダ
リングとクレータリングの両者が共に発生しない条件を
調べたもので、横軸は加熱時間縦軸は加熱温度である。
際に生じた熱歪みを除去する。この再加熱処理の条件は
、250℃以上亜鉛の融点以下の温度範囲て20秒から
5時間である。250 ’C未満では熱歪を除くのに時
間が掛かり過ぎ工業的でない。加熱温度を亜鉛の融点<
419.5℃)よりも高くすると、Fe原子の拡散が部
分的に促されることがあり、合金化が急速に進む箇所が
現れ却って不均一さや熱歪みを助長しかねなく又F相生
成のおそれもある。第1図は上記の温度範囲で、パウダ
リングとクレータリングの両者が共に発生しない条件を
調べたもので、横軸は加熱時間縦軸は加熱温度である。
図で、点a 、 b 、 c 、 dを結ぶ線で囲まれ
た範囲が、パウダリング及びクレータリンクを発生させ
ない実操業上好ましい条件範囲で、加熱時間については
、a点の時間座標から0点の時間座標まで、即ち20秒
以上5時間以下となる。以上の加熱条件で熱処理を行う
と、めっき層中の原子はより安定した状態に徐々に移行
し、めっき層に内在していた歪が除かれ、上層と下層と
の間も各成分原子の拡散によって組成が連続し、一体構
造化した極めて安定なめつき皮膜が得られる。これによ
ってめっき皮膜は機械的性質や電気化学的性質が隣接し
た部分で極端に異なることが無くなるので、表層と内層
との密着も完全となり同時に加工性及び耐食性において
も優れたものとなる。又、この条件で処理されためつき
皮膜では、たとえ−次加熱で僅かな「相が生成してもそ
れ以上発達せず、δ□相とζ相とを主体とする皮膜とな
り、鉄含有率も5wt%から20 wt%の範囲に収ま
る。しかし、実操業時に起こりがちな条件のバラツキ等
を考えると特に好ましいのは、加熱温度が250℃から
400℃まで、加熱時間が1分から3時間までであり、
この場合めっき皮膜内層部の鉄含有率は8wt%から1
3wt%の範囲に収まる。この加熱処理は、非酸化性又
は還元性雰囲気に維持した炉内で行うが、非酸化性又は
還元性雰囲気で行うのは表面の酸化を防ぎ、塗装前の化
成処理において化成皮膜結晶が不均一になることを避け
るためである。又、処理炉については、短時間で処理す
る場合は連続炉を用い、長時間掛けて処理する場合はバ
ッチ式焼鈍炉を用いるとよい。
た範囲が、パウダリング及びクレータリンクを発生させ
ない実操業上好ましい条件範囲で、加熱時間については
、a点の時間座標から0点の時間座標まで、即ち20秒
以上5時間以下となる。以上の加熱条件で熱処理を行う
と、めっき層中の原子はより安定した状態に徐々に移行
し、めっき層に内在していた歪が除かれ、上層と下層と
の間も各成分原子の拡散によって組成が連続し、一体構
造化した極めて安定なめつき皮膜が得られる。これによ
ってめっき皮膜は機械的性質や電気化学的性質が隣接し
た部分で極端に異なることが無くなるので、表層と内層
との密着も完全となり同時に加工性及び耐食性において
も優れたものとなる。又、この条件で処理されためつき
皮膜では、たとえ−次加熱で僅かな「相が生成してもそ
れ以上発達せず、δ□相とζ相とを主体とする皮膜とな
り、鉄含有率も5wt%から20 wt%の範囲に収ま
る。しかし、実操業時に起こりがちな条件のバラツキ等
を考えると特に好ましいのは、加熱温度が250℃から
400℃まで、加熱時間が1分から3時間までであり、
この場合めっき皮膜内層部の鉄含有率は8wt%から1
3wt%の範囲に収まる。この加熱処理は、非酸化性又
は還元性雰囲気に維持した炉内で行うが、非酸化性又は
還元性雰囲気で行うのは表面の酸化を防ぎ、塗装前の化
成処理において化成皮膜結晶が不均一になることを避け
るためである。又、処理炉については、短時間で処理す
る場合は連続炉を用い、長時間掛けて処理する場合はバ
ッチ式焼鈍炉を用いるとよい。
[実施例]
二種類の鋼板を使用し、下層の溶融亜鉛めっき条件及び
上層めっき条件を変えて処理した17例(実施例)の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板について、めっき皮膜中の合金
成分含有率を調べ、パウダリング試験及びクレータリン
グ試験を行って評価した。なお比較のために、この発明
の範囲外の条件で処理した7例(比較例)及び従来技術
による3例(従来例)についても同様に調べた。条件の
詳細は以下の通っである。
上層めっき条件を変えて処理した17例(実施例)の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板について、めっき皮膜中の合金
成分含有率を調べ、パウダリング試験及びクレータリン
グ試験を行って評価した。なお比較のために、この発明
の範囲外の条件で処理した7例(比較例)及び従来技術
による3例(従来例)についても同様に調べた。条件の
詳細は以下の通っである。
用いた鋼板は板厚0.8’n+mの冷延鋼板で、汎用さ
れている薄板用低炭素A(キルド(素材A)及び高加工
用でパウダリンクを起こし易いと言われている超低炭チ
タン含有鋼(素材B)とである。
れている薄板用低炭素A(キルド(素材A)及び高加工
用でパウダリンクを起こし易いと言われている超低炭チ
タン含有鋼(素材B)とである。
各々の成分を第1表に示す。
第 1 表 (重量%)下層の溶融亜鉛
めっきは、無酸化炉、還元加熱炉を備えた連続式めっき
設備で行い、めっき浴直後に設けられた気体絞り装置に
よって付着量の調整を行った後、実施例N0.10を除
き、連続して合金化処理を行い、実施例N0. 10で
は、亜鉛めっき直後に合金パウダーをスプレィして上層
めっきを施しその後合金化を行った。めっき層が冷却後
伸長率15%でスキンパスを行い表面を平滑にし、実施
例10以外はこの上にFe−Mn合金の上層めっきを付
した。再加熱処理は、実施例NO。
めっきは、無酸化炉、還元加熱炉を備えた連続式めっき
設備で行い、めっき浴直後に設けられた気体絞り装置に
よって付着量の調整を行った後、実施例N0.10を除
き、連続して合金化処理を行い、実施例N0. 10で
は、亜鉛めっき直後に合金パウダーをスプレィして上層
めっきを施しその後合金化を行った。めっき層が冷却後
伸長率15%でスキンパスを行い表面を平滑にし、実施
例10以外はこの上にFe−Mn合金の上層めっきを付
した。再加熱処理は、実施例NO。
16及び比較例N0. 6では連続炉を用い、他の例で
はバッチ炉を用いて行った。上層めっきには、電気めっ
き、プラズマ溶射又はパウダースプレィの方法を用いた
が、これらの条件は各々次のようであった。
はバッチ炉を用いて行った。上層めっきには、電気めっ
き、プラズマ溶射又はパウダースプレィの方法を用いた
が、これらの条件は各々次のようであった。
(1)電気めっき
eSO4
n504
(N H4)2 S 04
Na2S○4
H
浴温
陰極電流密度
(2)プラズマ溶射
プラズマガス
溶射入熱
溶射距離
平均粉末粒径
r
2、OIぐW
1 0 0 mm
約5μm
20g/!2
20〜2 0 0 g/ρ
2 0 0 g/ρ
30g/11
3 、2
15 ℃
3 A/dm2
粉末供給速度 5 g/min −dm2
(3)パウダースプレィ 平均粉末粒径 約5μm 粉末供給速度 3 g/min ・dm2
めっき皮膜中の鉄含有率は、オージェ電子分光分析及び
グリムグロー放電発光分光分析によって、それぞれめっ
き皮膜表層及び内層とを調べた。
(3)パウダースプレィ 平均粉末粒径 約5μm 粉末供給速度 3 g/min ・dm2
めっき皮膜中の鉄含有率は、オージェ電子分光分析及び
グリムグロー放電発光分光分析によって、それぞれめっ
き皮膜表層及び内層とを調べた。
耐パウダリング性は、曲率半径2III11で90度に
曲げた後、曲げの内側に粘着テープを貼り付け、これを
剥して、パウダーがこの粘着テープに付着した状況を目
視観察し、点数付をけて評価しな。
曲げた後、曲げの内側に粘着テープを貼り付け、これを
剥して、パウダーがこの粘着テープに付着した状況を目
視観察し、点数付をけて評価しな。
評点の基準は、1;全く付着無し、2;極くわずかに付
着、3;わずかに付着、4:少し付着、5;かなり付着
、の五段階である。
着、3;わずかに付着、4:少し付着、5;かなり付着
、の五段階である。
耐クレータリング性は、めっき面に化成処理を施し、次
いで電着塗装を行い、このとき発生したクレータの数で
評価した。化成処理にiは市販されている浸漬型の燐酸
塩系処理剤を用いた。電着塗装にはやはり市販されてい
るカチオン電着塗料を用いたが、調合゛後−週間攪拌し
、極間距離4 cmで電着電圧300vを瞬時に印加し
て電着した。
いで電着塗装を行い、このとき発生したクレータの数で
評価した。化成処理にiは市販されている浸漬型の燐酸
塩系処理剤を用いた。電着塗装にはやはり市販されてい
るカチオン電着塗料を用いたが、調合゛後−週間攪拌し
、極間距離4 cmで電着電圧300vを瞬時に印加し
て電着した。
これらの例の各々の処理条件と調査結果を、第2表及び
第3表に示す。第2表には実施例、第3表には比較例と
従来例とが示されている。
第3表に示す。第2表には実施例、第3表には比較例と
従来例とが示されている。
実施例では、素材Bでも耐パウダリング性に劣るものは
なく、パウダーが極くわずかに認められたか或は全く認
められないものばかりであり、非常に良い成績であった
。耐クレータリング性では、上層めっきの下限付着量で
あるNO,13で1個乃至2個の小さなりレータが発見
されたが、実用上は問題ない。このように、実施例では
全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板が耐パウダリング性と
耐クレータリング性とを兼ね備えている。又、内層の鉄
含有率も8wt%から13wt%の範囲内にあり、塗装
後耐食性を十分に確保するものである。
なく、パウダーが極くわずかに認められたか或は全く認
められないものばかりであり、非常に良い成績であった
。耐クレータリング性では、上層めっきの下限付着量で
あるNO,13で1個乃至2個の小さなりレータが発見
されたが、実用上は問題ない。このように、実施例では
全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板が耐パウダリング性と
耐クレータリング性とを兼ね備えている。又、内層の鉄
含有率も8wt%から13wt%の範囲内にあり、塗装
後耐食性を十分に確保するものである。
一方、比較例ては、N0. 1は溶融亜鉛めっき洛中に
A 、Qが添加されていないため合金化処理で合金化が
不均一になったもので、耐パウダリング性に問題がある
。NO,2はA、&の添加量が過剰て合金化処理温度を
高めざるを得なくこのため熱歪の大きかったもので、同
様に耐パウダリング性に問題かある。N0. 3は浴中
pbの多ずぎたもの、N1.4はめつき付着量の多すぎ
なものて、共に耐パウダリンク性に問題があり。N0.
5は上層めっきを施さなかったもので、再加熱により
熱歪は除かれているので耐パウダリンク性は良いが、耐
クレータリング性に劣っている。N0. 6は再加熱温
度が高過ぎたもの、N0. 7は再加熱処理を施さなか
ったもので、共に耐パウダリンク性が劣っている。
A 、Qが添加されていないため合金化処理で合金化が
不均一になったもので、耐パウダリング性に問題がある
。NO,2はA、&の添加量が過剰て合金化処理温度を
高めざるを得なくこのため熱歪の大きかったもので、同
様に耐パウダリング性に問題かある。N0. 3は浴中
pbの多ずぎたもの、N1.4はめつき付着量の多すぎ
なものて、共に耐パウダリンク性に問題があり。N0.
5は上層めっきを施さなかったもので、再加熱により
熱歪は除かれているので耐パウダリンク性は良いが、耐
クレータリング性に劣っている。N0. 6は再加熱温
度が高過ぎたもの、N0. 7は再加熱処理を施さなか
ったもので、共に耐パウダリンク性が劣っている。
従来例では、N0. 1は急速昇温高温加熱のみにより
合金化したちのて両特性に問題かあり、N0.2は急速
昇温高温加熱の後低温て合金化調整したもので耐クレー
タリング性が劣る。又、N0. 3は急速昇温高温加熱
によって合金化しその上に鉄含有率の高いめっき層を付
したものて、耐パウダリンク性に劣る。
合金化したちのて両特性に問題かあり、N0.2は急速
昇温高温加熱の後低温て合金化調整したもので耐クレー
タリング性が劣る。又、N0. 3は急速昇温高温加熱
によって合金化しその上に鉄含有率の高いめっき層を付
したものて、耐パウダリンク性に劣る。
このように、比較例及び従来例では両特性が同時には満
足されていない。
足されていない。
[発明の効果]
この発明によれば、下層に高耐食性をもつ合金化亜鉛め
っき層を、上層に化成処理性の良いFe−Mnめっきを
付し、低温での再加熱処理によって熱歪を除去しながら
、これら両層を一体構造としているので、高耐食性に加
えて耐パウダリング性と耐クレータリング性とを兼ね備
えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。このよう
な優れた製品を簡明な工程て容易に製造し得るこの発明
の産業上の効果は大きい。
っき層を、上層に化成処理性の良いFe−Mnめっきを
付し、低温での再加熱処理によって熱歪を除去しながら
、これら両層を一体構造としているので、高耐食性に加
えて耐パウダリング性と耐クレータリング性とを兼ね備
えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。このよう
な優れた製品を簡明な工程て容易に製造し得るこの発明
の産業上の効果は大きい。
第1図はこの発明の詳細な説明するための熱処理条件と
特性適正との関係を示す図である。
特性適正との関係を示す図である。
Claims (2)
- (1)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 (イ)通常の前処理を施した鋼板をAl0.05wt%
以上0.3wt%以下、且つPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30g/m^
2以上120g/m^2以下のめっきを施す工程、 (ロ)前記めっきを施す工程に連続して合金化処理炉に
亜鉛めっきされた鋼板を導入しめっき皮膜表面までFe
が拡散した時点まで合金化処理を行う工程、 (ハ)前記合金化処理された溶融亜鉛めっき鋼板の片面
又は両面に0.5g/m^2以上10g/m^2以下の
付着量でFe−Mn合金めっきを施す工程、そして(ニ
)前記工程でめっきを施した鋼板を非酸化性又は還元性
雰囲気に維持した炉内で250℃以上亜鉛の融点以下の
温度範囲で20秒以上5時間以下加熱する工程。 - (2)以下の工程を含むことを特徴とする加工性、塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 (イ)通常の前処理を施した鋼板をAl0.05wt%
以上0.3wt%以下、且つPb0.2wt%以下を含
有する溶融亜鉛めっき浴に浸漬して付着量30g/m^
2以上120g/m^2以下の下層めっきを施す工程、 (ロ)前記下層めっき皮膜が溶融状態であるうちに鋼板
の片面又は両面にFe−Mn合金パウダーを吹き付けて
付着量0.5g/m^2以上10g/m^2以下の上層
めっきを施す工程、 (ハ)上層めっき工程に連続して合金化処理炉に下層及
び上層めっきされた鋼板を導入してめっき皮膜中にη相
が残らない時点まで合金化処理を行う工程、 (ニ)合金化後スキンパス処理を行い溶融亜鉛めっき皮
膜の表面を平滑化する工程、 そして (ホ)前記工程で平滑化しためっき皮膜を有する鋼板を
非酸化性又は還元性雰囲気に維持した炉内で250℃以
上亜鉛の融点以下の温度範囲で20秒以上5時間以下加
熱する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32149888A JPH02166262A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32149888A JPH02166262A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166262A true JPH02166262A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18133231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32149888A Pending JPH02166262A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 加工性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02166262A (ja) |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32149888A patent/JPH02166262A/ja active Pending
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