JPH0397840A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - 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、自動車、家電、鋼製家具、什器等の防錆鋼板
としての使用に好適な耐食性に優れた合金化処理溶融亜
鉛めっき鋼板に関する．（従来の技術） 溶融亜鉛めっき後に熱拡散処理されためっき鋼板、いわ
ゆる合金化処理溶融亜鉛めっき鋼板（以下、合金化溶融
亜鉛めっき＊Ｆｉという）は、塗装後耐食性、熔接性等
に比較的優れた防錆鋼板であるので、自動車をはじめ各
種の産業分野で広く利用されている．ところが、近年、
各種分野における腐食環境が益々厳しくなる傾向にあり
、それに伴い防錆能向上の要求が高まり、より耐食性に
優れた製品が望まれている． 従来から非合金化の溶融亜鉛めっき鋼板については、Ｎ
ｉＳＦｅＳＣｏ，等の各種元素を添加して耐食性を改善
する試みは種々行われているが、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板については性能および作業性等に問題があるので、
今までに戒功した事例はほとんどない．例えば、溶融亜
鉛めっき鯛板については、特開昭５６−４１３５８号公
報に亜鉛中に加えるＡＩ２を適度に設定して、Ｍｇ，　
Ｍｎを加える試みが開示され、また、特開昭５６　−　
１　２３３５９号公報には？ｌｇを添加して合金化処理
する方法が開示されている．しかし、これらの元素を亜
鉛浴中に添加すると次に述べるような問題が発生する． ？ち、Ｍ．は合金化溶融亜鉛めっき皮膜の耐食性向上に
効果があるものの、めっき浴の酸化が著しくなるという
問題がある．例えば、Ｎ，雰囲気中で熔融めっきしても
微量の０■、ＨｔＯによって浴面の酸化が発生する．さ
らにはＭｇの添加は大量の亜鉛蒸気を放散させるという
問題もある．この対策としては、めっき浴中のＡｌを増
量するのが有効である．例えば、浴中のＡＣ４度を０．
３重景％以上にすると浴の酸化や亜鉛の放散を抑制する
ことができる．しかし、Ａｌを多くすると合金化処理速
度が著しく低下し、インラインでの合金化処理が困難と
なるなど実用的でなくなる． ？Ｉｎも耐食性の向上に効果があるものの、Ｍｎを含む
めっき皮膜は脱亜鉛による耐食性の急速な低下が腐食環
境により生じる場合がある．また、Ｍｎは０．３重量％
未満までは合金化処理速度を大きく遅延化させるが、０
．４重量％を超えると逆に著しく促進させる．このＭｎ
の比界濃度は厳密には＾ｌ濃度によって異なる．従って
、Ｍｎ含有量の少ないものは合金化がしにくく、多いも
のは合金化速度が異常に促進され、その結果めっき層の
加工性が低下するという問題がある． ＭｎおよびＭｇを複合添加すると、基本的に耐食性が向
上するものの、？’ｌｇによる浴面酸化、Ｍｎ添加によ
る合金化速度の過剰増大によるめっき皮膜の加工性低下
は避けらない．さらには鋼板からのＦｅの溶出によるド
ロスの発生が著しくなって、操業性が大きく低下する． 以上要するに、従来公知の事例においては操業性が著し
く低下したり、めっき皮膜の加工性が著しく劣る等の問
題があるので、これらの合金元素を含有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼板は実用化に至っていないのが実状である
。

（発明が解決しようとする諜Ｂ） 本発明のｔｌＫ題は、上記Ｍｇおよび’ｆｌｎ添加にお
ける問題点を解消した操業性のよい耐食性に優れた合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することにある．〈課題を
解決するための手段〉 前掲のＭｇは耐食性の向上に有効な元素である．しかし
、めっき浴が酸化するという問題があるので、従来では
多量に添加することができなかった．しかし、本発明者
らは、下記の手段をとることで上記！Ｉａが達或される
ことを見出したー■ＭＨの大量添加による浴の酸化はＡ
ｆｆｉ濃度を高くすることで対処する． ■Ａｌの高濃度化による合金化速度低下をＭｎ添加によ
り対処する． ■Ｍｎの過剰な合金化促進作用にはＳ１添加によって対
処する． 上記■〜■の手段をとることで多量の？Ｉｇの添加が可
能となって、陶とＭｎの相乗効果により高耐食性が得ら
れ、しかも浴の酸化もなく、適正な合金化速度が達成さ
れるのである． 本発明は、上記知見を基に完成したものであって、その
要旨は「溶融めっき後、合金化処理されためっき鋼板で
あって、該めっき鋼板の皮膜中のＦｅは７〜１７重景％
で、このＰｅを除く他の成分が下記のとおりである合金
化溶融亜鉛めっき鋼板」にある． ｌｊ２：Ｏ。３〜２。４重堡％、 ＰＩｇ：ｏ．ｓ〜２重量％、 門ｎ：ｏ．４〜０．８重量％、 Ｓｉ　　：　０．００５〜０．３重量％、Ｚｎおよび不
可避不純物：残部． 上記本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば、下
記の方法で製造することができる．＾１！７０．１８〜
２．４重量％、Ｍｇ　：　０．５〜２重量％、旧：　０
．３８〜０．７５重量％、Ｓｔ　：　０．００５〜０．
３重量％を含有し、残部が亜鉛及び不可避不純物からな
るめっき浴に、通常の前処理を施した鋼板を浸漬して溶
融めっきを施し、次いで、付着量を調整した後、４５０
〜６００”Ｃの温度で合金化処理する方法。

なお、浴中のＡｊ！，Ｍｎの含有量がめつき層中の含有
量と若干異なるのは、めっき時に形威される拡散層中に
４１、旧の濃化を生じるためである．（作用） 以下、本発明の合金化熔融亜鉛めっき鋼板の皮膜組成を
前記のように限定する理由について説明する． Ｆｅ：７〜１７重量％ めっき層中のＦｅは合金化処理することによって母材と
めっき皮膜との相互拡散により流入するものである．め
っき層中のＦｅが７重量％未満では未合金化亜鉛がかな
り残留するため、溶接性、塗装後耐食性が低下する．一
方、１７重量％を超えるとめっき皮膜の犠牲防食性が低
下し、特に塗装後の疵付部での耐孔あき性等の耐食性が
低下する．＾Ｚ：Ｏ．３〜２．４重景％、 ＾ｌは過剰な合金化反応の抑制とＭｇの多量添加による
めっき浴面の酸化防止を目的として添加される．皮膜中
のＡｌ含有量が０．３重景％未満では浴面酸化抑止の効
果が乏しいので、Ｍｇの大量添加には耐えられない．一
方、２．４％を超えると合金化を促進するＭｎの添加が
あっても合金化がかなり抑制されるため合金化速度が小
さくなる．更に、合金化層中にＦｅＺｎベースの合金相
以外にＦｅＡｌ系ベースの合金相が共存し、局部電池を
形威して耐食性を低下させるので、ｉは０．３〜２．４
重量％の含有量とする． ＰＩｇ　：　０．５〜２重置％、 陶は本発明では耐食性向上のための基本添加元素である
．皮膜中の含有量が０．５重量％未満では耐食性向上効
果に乏しい．高耐食性を確保するためには、Ｍ．を多く
含ませる方が有利であるが、２重量％を超えて含ませる
と合金化反応が抑制されるため、上限は２重量％とする
． 旧二〇．４〜０．８重量％、 ＭｎはＭ．と一緒に添加されて耐食性を高める効果があ
るが、本発明ではＭｎは寧ろＡ１の高濃度化による合金
化の遅延を防止するために添加する，　Ｍｎは合金化処
理において特異な挙動を示す元素であり、濃度が低い場
合は合金化を抑制し、高濃度では合金化を促進（むしろ
過剰促進）する，　Ｍｎ含有量が０．４重量％より少な
いと合金化促進作用がなく、Ａｌと共に合金化反応を抑
制する．従って、Ａｌを０．３重量％以上含有する本発
明の合金化熔融亜鉛めっき鋼板では、Ｍｎは少なくとも
０．４重景％以上含有させる必要がある．しかし、０．
８重量％を超えて含有させるとＭｎの浴面酸化促進作用
が現れるので、上限は０．８重量％とする． Ｓｉ　：　０．００５〜０．３重量％ Ｓｉも本発明では不可欠な元素であり、Ｍｎの合金化促
進効果、特に過剰な促進を抑制して適正な合金化速度に
調整する作用がある．しかし、皮膜中の含有量がｏ．ｏ
ｏｓ重量％より少ないと、Ｓｉの合金化速度調整効果が
小さいので、Ｍｎの過剰な合金化を抑えることができな
い．一方、０．３重量％を超えて含有されると合金化の
抑制が過剰となる他に、不メ、ツキ点が現れる等の悪影
響がある．本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、その
めっき皮膜が以上説明した成分を含み、残りがＺｎおよ
び不可避不純物からなる．不純物としてはｐｂ、Ｓｎ，
　Ｃｄ等の低融点金属があるが、これらの不純物は可及
的に少ない方が望ましく、総量で１００ｐｐｍ以下に押
えるのがよい． 以下、実施例により本発明を更に説明する．（実施例） 重量％で、Ｃ：０．０３％、Ｓｉ　：　０．０１％、Ｍ
ｎ　：　０．２３％、Ｐ　：　０．００８％、ｓ　：　
ｏ．ｏｏｓ％、Ｓｏｌ．Ａｉ　：０．２８％を含む、板
！０．７６一一のアルミキルド鋼板（未焼鈍材）を使用
し、この鋼板から幅０．７６−■×長さ２５〇一の供試
材を切り出し、有ｌ！溶剤で洗浄した後、竪型の熔融め
っきシξユレーターで、７４０゜Ｃの温度に６０秒間、
２６％Ｈｚ＋Ｎｘ混合ガス雰囲気中で焼鈍してから、浴
温か４６５℃の第１表に示す組威のめっき浴に３秒浸漬
し、溶融めっきを施した．次いで、ｔ４Ｍガスでワイピ
ングして付着量を６０１／ｓ”に調整した後、５００℃
の温度で合金化処理を行った．合金化処理後の試料は、
ＪＩＳ　Ｚ　２８６７に準じる塩水噴霧試験に供し、赤
錆発生に至るまでの経過時間を測定し、耐食性を評価し
た． この結果を第１表に、めっき浴組威、めっき皮膜組戒、
合金化所要時間とともに示す．なお、合金化所要時間は
別途実験によって測定したものであり、第１表の皮ｉ組
戒の合金化状態が達戒できる時間を示すものではない．
即ち、第１表における合金化所要時間とはＦｅ含有量が
８．５重量％となる時間である． 第１表に示すとおり、本発明例の合金化溶融亜鉛めっき
鋼板はいずれも合金化所要時間が短く、且つ耐食性が非
常に優れる．これに対して、比較例の合金化溶融亜鉛め
っき鋼板は、合金化に長時間を必要とするか、耐食性に
劣る．特に、比較例の階２、磁３、狙４はめっき時の浴
面の酸化が著し＜、Ｓｔ雰囲気中でも酸化物ドロスの浮
遊が顕著に認められた． なお、弘８及び阻１７の比較例はめっき時の合金化反応
が非常に速く、このものについてはめっき時の付着量が
１００ｇ／ｍ”を超え、実用的なめっき付￥Ｉ！水準に
ワイピングできなかったので、第１表に示す合金化所要
時間は、別途厚目付の試料により測定した参考値である
． （発明の効果） 以上説明した如く、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は耐食性に優れている．そして、この合金化溶融亜鉛め
っきｗ４板は、めっき浴の酸化や合金化速度の低下を招
くことなく製造することができる．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　溶融めっき後、合金化処理されためっき鋼板であって
   、該めっき鋼板の皮膜中のＦｅは７〜１７重量％で、こ
   のＦｅを除く他の成分が下記のとおりである合金化溶融
   亜鉛めっき鋼板。 Ａｌ：０．３〜２．４重量％、 Ｍｇ：０．５〜２重量％、 Ｍｎ：０．４〜０．８重量％、 Ｓｉ：０．００５〜０．３重量％、 Ｚｎおよび不可避不純物：残部。