JPH02267283A - 着色溶融めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２層めっきでなる溶融亜鉛系めっき鋼板とそ
の製造方法に係り、加工によるめっき密着性に富んだ溶
融着色めっき鋼板として、低コストで且つ外観の意匠性
を強く要求される分野において多用される。

（従来の技術） 溶融めっき鋼板の意匠性を向上させる従来技術としては
、大半が後処理による着色塗装或いは染色による方法を
取っている場合が多い。ところが成形加工等で着色彼覆
層が割れたり、剥離し易く、又その部分から腐食が始ま
ったりして外観の意匠性はもとより、実用的には後補修
が迫まられる繁雑さとコストアップが指摘される。

一方、この点を改善した技術として、Ｚｎに特定量のＴ
Ｉ　、Ｍｎを少なくとも１種以上を加えてめっきした鋼
板を後加熱によってめっき層全体を着色化させる技術と
して、特開昭６１−２８８０４０号公報がある。

しかるに、この技術は溶融めっき或いはその後加熱にお
いて、該めっき層におい゛Ｃ鋼板素地からの鉄の熱拡散
を必然的に伴なうため、鋼板〜めっき層界面に加工に脆
いＦｅ−Ｚｒ＋系合金合金層く成長し易い特徴がある。

このため簡単な曲げ加工等で、着色めっき層が剥離し実
用的でない欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、このような従来技術の欠点を解消する技術と
して、２層でなる溶融めっき層をもち、下層めっきによ
って、めっき層全体の加工密着性を高レベルに維持させ
、上層めっきに特定する合金元素をもち、これを加熱酸
化さ仕ることによってめっき層全体を着色（７てなる外
観意匠性の高い着色溶融めっき鋼板を低コストで実用化
を図ろうとするものである。

（課題を解決するだめの手段） 本発明は、基本的に２層めっきでなり、下層に鉄素地の
めっき層への拡散抑制層としでＦｅ−Ａｌ−Ｚｎ３元合
金層を含むｚｎめっき層を薄く形成し、その上層に加熱
酸化による着色機能をもつ特定元素を含んでなるＺｎ系
合金めっき層を形成した２層めっき鋼板である。

更には該２層めっきを施したのぢ、直ちに、特定ｒる条
件下で後加熱し、該特定合金元素の酸化により全体めっ
き層を青色化させようとするものである。

即ち、下層めっきとしては、Ａｇ　０．２〜１０ｗｔ％
で且つ、Ｐｂをはじめとする不可避的不純物の総量が０
．０２ｖＬ％未満のＺｎめっき層を１０〜５０ｇ／ｒｒ
ｒとして形成し、その上層のＺｎ合金めっき層が特定合
金元素のうち必須成分のＴＩ、Ｓｉ、Ｍｇが０．２５−
１．５ｗｔ％、及び選択成分のＭｎ、Ｃｒ。

Ｃｕ、Ｎｌが少なくとも１種以上で０．０１〜０．５ｗ
ｔ％含有し、該特定元素が後加熱によって酸化着色した
２層溶融めっき層でなることを特徴とする着色溶融めっ
き鋼板である。

又、更には該２層めっき鋼板が、溶融めっき後直ちに後
加熱されるにあたり、素地鉄の熱拡散を抑制し、且つ特
定元素の酸化着色を、均一に施すにあたっての加熱条件
として、酸素濃度５〜２５％の酸化性窒素雰囲気ガス中
で板温か４５０℃〜７００℃になるよう加熱することを
特徴とする着色溶融めっき鋼板の製造方法である。

（作　　用） （１）下層めっきにおけるＡｉ）濃度 下層のＺｎめっき層にあって、鋼板とのめっき密着性向
上を目的とし、鋼板界面に薄（てタイトなＦｅ　−Ａ、
９−　Ｚｎ　Ｂ元合金層を形成させるために八Ωは必須
成分である。

Ａ、（１０，２ｗｔ％未満ではめっき後の後加熱におい
て、上記素地鉄のめっき層への拡散を抑制することは難
しく、Ｆｅ系合金層の成長があって、めっき密着性の劣
化は大きい。又、ＡＮ　１Ｏｗｔ％超においては、Ａｇ
による鉄素地の溶食性が増し、ＦｅＡ、Ｊ７系のドロス
となってＺｎめっき浴中に堆積し、２次凝集によりめっ
き層に共析して、突起物となって、めっき外観及びめっ
き作業性に支障が生じ好ましくない。従って好ましいＡ
Ｉ範囲としては、０．３〜７ｗｔ％がよい。

（２）下層めっき付着量 下層にあって、そのめっき付着量は上層めっき層へのＡ
、９の拡散を抑制し、上層めっき層中の特定元素の着色
機能を十分発揮させ、鮮映度の高い否色めっき外観を得
るために、づ能な限り低付着量化させることが好ましい
。

下層めっき付召量が１０ｇ／ｒｒｆ未満は、めっき厚制
御技術として対応可能限界にあり、一方、５０ｇ　／　
ｒｔｆ超ではめっき層中のＦｃ−Ａｉ７−Ｚ口３元合金
層形成に寄与しない遊離のＡｆ！含有量が増し、これが
後加熱時に上層Ｚｎ合金めっき層へのＡ、Ｑ拡散を伴な
って、特定合金元素と金属間化合物を形成し易くなり、
特定合金元素の着色機能を低下させるため好ましくない
。

従って、好ましい下層めっき付着量としては１５〜３０
ｇ／ゴがよい。

（３）上層亜鉛合金めっき層中の特定合金元素該上層め
っきにあって加熱酸化による着色機能をもつ”ｌ’ｌ　
、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ　、Ｓｌ及びＭｇはいずれも酸素と
の親和性が高く、その酸化物形態或いは酸化物の厚み等
によって、該めっき層の着色及び色調範囲は種々変化す
る特徴をもつ。

該特定合金元素において必須成分と選択成分があるが、
必須成分のＴＩ、Ｓ！及びＭｇは該めっき層にあって、
着色の基本成分である。その総量が０．２５ｗＬ％未満
では、該めっき層の着色機能が十分に発揮できず、着色
外観の意匠性は実用的箱ちゅうを外れる。又、１．５ｗ
ｔ％超では、上層めっき浴中に酸化ドロスが多発し、平
滑外観と１−での品質面或いはめっき作業面で実用的で
ない。よって、好ましいＴＩ、Ｓｌ及びＦｖｌｇの総量
範囲としては、０．３〜０．８ｗｔ％がよい。

次に選択合金元素のＭｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉにあっては
少なくとも１種以上の添加量がＯ，０１ｗｔ％未満では
、選択合金元素の量的不足から該めっき層の均一で色性
が不足し、淡い着色外観しか得られず、色調、軒映性と
もに実用的でない。

他方、Ｑ、５ｗＬ％超においては該合金元素によるＺｌ
めっき浴の粘性が増し、めっき作業面或いはめっき表面
がうねりをもった粗面を生じ易くなり余り好ましくない
。よって、好ましい選択合金元素の添加量範囲は０．０
３〜０．１ｗｔ％がよい。

（４）２層めっき後の加熱条件 ２層めっき鋼板の該めっき層が溶融ないし半溶融状態に
あって、直ちに酸化加熱を行なうにあたり、その加熱条
件は高生産性のライン下にあって、以下のようにした方
がよい。

まず、加熱雰囲気ガスとしては窒素ガス中の酸素濃度を
制御する必要がある。酸素濃度が５％未満では該特定元
素による酸化着色機能が十分でなく、該めっき層の着色
性に商品価値を生み出すほどには至らない。一方、酸素
濃度５０％超では、めっき層の酸化着色性は飽和状態に
あり、経済的でない。よって、好ましくは１０〜３０％
の酸素濃度が好ましい。

次に、このような加熱雰囲気において、該めっき鋼板の
板温が４５０℃未満では、該めっき層の着色化に、長時
間を要し効率的でない。一方、７００℃超においては鋼
板界面での素地鉄の拡散が起って脆いｉ；’ｅ−ｚｎ合
金層が成長し、着色めっき層の加工密着性に支障を来た
し好ましくない。好ましい加熱板温としては、４８０℃
〜６００℃がよい。

以上のようにしてなる本発明法によれば、生産性よく、
意匠性の高い着色溶融めっき鋼板を製造することができ
る。

（実　施　例） 板厚０．８ｍ１１．板幅１２１９ｍｍの冷間圧延鋼板は
、ライン通板速度８０ｍ／ｗｉｎにてゼンジマー式溶融
めっきラインを通板され、第１めっきポットに連絡され
た表１に示す所定組成でなる浴温４６０℃のＺｎめっき
浴に浸漬され、まず直ちにホットＮ２ガスワイピングに
てめっき付Ｈｍを調整され表１に示す所定組成でなる浴
温４８０℃の第２めっきポットに浸漬される。

このようにして２層めっきされた鋼板は、直ちにＮ２ガ
スワイピングにてめっき付着量を調整され、溶融又は半
溶融状態のめっき層は、直ちに後加熱炉に進入し、表１
に示す所定条件で加熱され、冷却帯にて該めっき鋼板は
常温まで冷却され、捲きとられる。

このようにして製造された着色溶融めっき鋼板の着色性
能について表１に示す。

Ｎα１〜Ｎｏ、１５には本発明における下層めっきの適
正範囲と、その作用、効果について比較例を含めて実施
例を示している。

これより明らかなように、めっき浴中のＡｇ濃度は、上
層めっき或いはその後加熱によって、鋼板素地からのＦ
ｅの拡散をＦｅ　−Ａ、７７−Ｚｎの３元合金層のタイ
トな形成によって抑制し、着色めっき層の鋼板からの密
着性を上げて実用価値を上げる上で本発明のＡｇａ度範
囲が必要である。

又、併せて該めっき層の上に該合金元素を含む２層めっ
きを形成させる際に、下層めっき層中の／ｌが上層めっ
き層へ拡散することをできるだけ抑制する必要があり、
そのための下層めっきの付着量は、本発明の如く低く制
御する必要があることが分る。

次にＮα１６〜Ｎａ４９にかけて、本発明における上層
めっき層に含まれる合金元素の適正成分範囲について、
比較例をもとに記載している。

合金元素のうち、必須成分のＴＩ、Ｓｌ及びＭｇについ
ては該めっき層の着色性において、着色鮮映さと、褪色
性を極力防ぎ、外観の意匠性を長期にわたって保持する
上で不可欠であり、該必須合金成分の適正添加量の範囲
はめっき作業性を含めて本発明の範囲に制御する必要が
ある。

又、その他の選択合金元素のＭｎ、Ｃｒ、Ｃｕ。

Ｎｌについては、上記成分のＴｉ、Ｓｉ、Ｍｇによって
基本的に色付けされた着色めっき層の着色度を更に堅ろ
う化し、色調の微妙な制御とその安定製造にあたって、
補助的作用をもつものであり、その添加量範囲は、本発
明に唱・５適正範囲にする必要のあることが分る。

このようにしてなる２層めっき鋼板のめっき層が、溶融
又は半溶融状悪にあって、直ちに後加熱を行なうにあた
り、その適正加熱条件についてＮｏ。

５０〜漱６４に比較例と伴に実施例を記載している。

まず、加熱ガス雰囲気としては、窒素ガス中にあって酸
素濃度の制御が必要である。鮮映且つ褪色し難い着色外
観を生産性のラインで効率よく安定して得るには、加熱
窒素ガス中の酸素濃度を本発明の実施例の範囲に制御す
る必要があることが分る。

又、該２層めっき鋼板の加熱板温は、加熱ガス中の酸素
と上層めっき層中の合金元素との反応による酸化物の形
成を、短時間で完了させるために必要な制御因子であり
、着色外観の均一性、堅ろう性とめっき密着性を、安定
したレベルに維持するには本発明の適正板温範囲に制御
する必要のあることが分る。

（発明の効果） 以上例示したように本発明法によって得られる着色溶融
めっき鋼板及びその製造法は、めっき外観の意匠性を付
与し、これを効率的に生産することができる点で低コス
ト、高機能な着色溶融めつき鋼板として、市場要求に応
えた過去に例のない画期的な技術である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、着色めっき層の下層にＡｌ０．２〜１０ｗｔ％、Ｐ
   ｂほか不可避的不純物の総量が０．０２ｗｔ％未満でな
   るＺｎめっき層を１０〜５０ｇ／ｍ＾２形成し、その上
   層に必須合金元素としてＴｉ、Ｓｉ、Ｍｇの総量が０．
   ２５〜１．５ｗｔ％で且つ、選択合金元素としてＭｎ、
   Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種以上が０．０１〜０
   ．５ｗｔ％の特定する合金元素が酸化着色してなるＺｎ
   系合金めっき層を形成させてなることを特徴とする着色
   溶融めっき鋼板。 ２、鋼板に対し下層めっきとしてＡｌ０．２〜１０ｗｔ
   ％、Ｐｂほか不可避的不純物の総量が０．０２ｗｔ％未
   満でなるＺｎめっき層を１０〜５０ｇ／ｍ＾２形成し、
   その上層に必須合金元素としてＴｉ、Ｓｉ、Ｍｇの総量
   が０．２５〜１．５ｗｔ％で且つ、選択合金元素として
   Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種以上が０．０
   １〜０．５ｗｔ％のＺｎ系合金めっき層を形成させたの
   ち、このめっき層が溶融又は半溶融状態にあるうちに、
   酸素濃度が５〜５０％の酸化性窒素雰囲気ガス中で、板
   温が４５０〜７００℃になるよう後加熱することを特徴
   とする着色溶融めっき鋼板の製造方法。