JPH04378A - 耐外面腐食性及び耐内面腐食性に優れた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） 合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板をめ
っき後加熱して素地鋼板の鉄をめっき層中に拡散させ、
鉄−亜鉛合金化するものであるが、亜鉛めっき鋼板に比
較して耐食性が優れているため、自動車、建材、家電製
品等の材料として広く使われている。

本発明は、耐外面腐食性及び耐内面腐食性に優れた合金
化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものであり、主として自
動車用外面防錆鋼板としての用途が期待できる。

（従来の技術） 近年、耐食性向上に対する要求から、厚目付の合金化溶
融亜鉛めっき鋼板が強く要望されている。

しかし、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は熱拡散処理で製造
するため、付着量が厚くなるに従いめっき層中の鉄濃度
勾配が大きくなり、地鉄との界面にはＦｅ濃度の高く詭
いｒ相が生成しやすくなる、η相が厚いとプレス加工時
にめっき層が剥離するパウダリングが生じゃすくなるた
め、製品にめっき剥離粉の押し疵等が発生し、歩留り低
下や金型洗浄の頻度増による能率低下等の弊害が出る。

このような、厚目付量（４５ｇ／ｍ２以上の付着量）の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、プレス工程での耐パウ
ダリング性を満足することが要求されている。また、こ
のようなパウダリング性不良は耐低温チッピング性に劣
る最大の原因である。自動車の外面腐食を満足するため
にはこの低温下での石跳ね等のチッピングによるめっき
剥離現象を低減する必要があり、この改善要求が強い。

一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は塗装後耐食性は優れ
るが、厚目付にしても裸耐食性は十分ではなく、車体の
ドアやフード等のヘム部で電着塗膜が十分に被覆されな
いために生じる穴明腐食に問題があり、この改善要求も
強い。

（発明が解決しようとする帽１ 従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜
鉛洛中に有効Ａｌ量（ＡＲ％−Ｆｅ％）を例えば０．０
９〜０．１５％に添加調整した洛中にｍｉを通してめっ
きをし、ガスワイピング等で付着量調整した後合金化炉
に通板し、めっき表面の金属光沢が消えるまて、即ち表
面まで合金化が完了する時点まで熱処理し、直ちに冷却
して合金化程度を制御して製造していた（特開昭６１−
２２３１７４号公報）。かかるめっき層の組成は、Ｆｅ
　８〜１３％、Ａｌ　：　０．２５〜０．３５％、残部
Ｚｎからなるものである。

しかるに付着量４５　ｇ／ｍ２以上の溶融亜鉛めっ暫鋼
板をかかる工程で合金化処理すると、地鉄界面に生成す
る「相の厚さが例えば１〜３μｍ程度となり、耐パウダ
リング性か十分てはない。

そこで洛中の有効Ａｌ量を０．１０％以下程度に低減し
、洛中で形成されるＦｅ−ＡＮ合金層を薄くしてＦｅ−
Ｚｎ合金相の生成を比較的容易にすることによって、よ
り低温の熱処理で合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
ことが出来る。かかるめっき層の組成は、Ｆｅ：６〜ｌ
１％、Ａｆｉ　：　０．０５〜０．２５％、残部Ｚｎか
らなるものであり、付着量４５　ｇ／ｍ２以上の場合で
も、η相の厚さを１μｍ以下とする条件はある。また、
プレス加工性の確保のため、めっき層の下層（地鉄との
境界）で生成するη相の生成を極力抑え、上層部はη相
、δ１相、ζ相からなるめっき層とし、また溶融合金層
上に鉄めっきを施すことも開示されている（特開昭６０
−２２８６６２号公報）が、いずれもＦｅ％が低く、犠
牲防食能が大きいため自動車の内面のような湿潤雰囲気
での耐食性は劣る。

即ち、自動車用外面防錆鋼板にとって重要な耐低温チッ
ピング（パウダリング性）を満足させるために、めっき
Ｆｅ％を下げると湿潤雰囲気に起因する内面腐食が劣り
、内面腐食を向上させるためにＦｅ％を上げると、加工
性が劣化し、両性能の両立は難しいのが現状である。

本発明は、このような自動車用外面防錆鋼板に要求され
る、耐低温チッピング性及び耐穴明腐食性ともに満足す
ることにより、耐外面腐食性及び耐内面腐食性に優れた
合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供するためになされた。

（課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明は、合金化溶融亜鉛
めフき鋼板において、鋼板の一方（内面）のめっき付着
量が２０〜６０　ｇ／ｍ２、Ｆｅ　　７〜１３重量％で
しかも地鉄−めっき界面のη相が１．０μ口以下、めっ
き層のＸ線回折のメインピークがδ、相であり、他方（
外面）のめっき付着量が４０〜１００ｇ／ｍ２でＦｅ　
５〜１１重量％でしかも地鉄−めフき界面のη相か１．
０μｍ以下、めっき層のＸ線回折のメインピークがζ相
である差厚めつきの少なくとも内面側めっき面の上にＮ
ｉ　　５〜３０％、残部Ｚｎからなる合金めっきを０．
２〜１０．０ｇ／ｍ２被覆せしめたことを特徴とする、
耐外面腐食性及び耐内面腐食性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板である。

用） ζ相はＦｅ％が低く犠牲防食能が劣り、湿潤雰囲気であ
る内面腐食は劣るものの、外面の比較的乾燥雰囲気が多
い環境では耐食性は良好である。また、ζ相は伸び性か
ありパウダリングは生じにくく、また、下層部で発生す
る亀裂の伝播を防止する効果があり、耐低温チッピング
性は良好である。このζ相の長所を活かし、これを外面
側にし、内面側に犠牲防食能を上げるためにＦｅ％を高
くしδ１主体として、それでも十分ではない裸耐食性を
上層に裸耐食性の優れたＺｎ−Ｎｉ合金めっきを施すこ
とにより向上させたことが本発明の特徴である。また、
本発明には硬質なＺｎ−Ｎｉ合金めっきにより加工時に
潤滑性が向上し、プレス成形性も向上する特徴がある。

本発明の下地めっきは、差厚めつきすることにより、容
易に外面をＦｅ％の低いζ相に内面をＦｅ％の高いδ１
にすることが出来る。外面側の下地めっき鋼板は、例え
ばＡＬｌ：　０．００３〜０．１３％（作 の溶融亜鉛めっき浴でめっきを施し、次いで加熱処理す
るに際し、板温：５２０〜４７０℃で１５秒以内の加熱
で、浴中Ａ４量が少なくなる程低温側で熱処理を施すこ
とにより確実にζ相主体に製造できる。ζ相が主体であ
ることの確認は、電解剥離法、断面エツチング法がある
が、条件により得られる結果が変化するため、好ましく
ない。本発明でいうζ相主体とは、比較的容易でめっき
層構造を把握できるＸ線回折のメインビークとする。内
面のδ、相主体も同様にＸ線回折のメインビークとする
。

次いで、各構成要素の限定範囲について説明する。

外面側 Ｆｅ％ Ｆｅ　　５重量％未満ではめっき層表面にη相が残存し
やすい。Ｆｅ１１重量％を超えるとγ相が１μｍを超え
、また、δ、主体になりやすいので好ましくない。

γ相 γ相は１μｍ以下とすることが、耐パウダリング性を向
上させるため好ましい。１μｍを超えると特に付着量４
５３７ｍ２以上では耐パウダリング性が劣化し、プレス
成形性に際し弊害が出る。

めっき付着量 付着量は３０〜１００ｇ／ｍ２が通用できる範囲である
。３０　ｇ７ｍ２未満では耐食性に問題がある。

１００ｇ／ｍ２を超えると、「相を１μ■以下でめっき
することは実際上困難である。

内面側 Ｆｅ％ Ｆｅ　　７重量％未満ではめっき層がζ相になりやすい
。Ｆｅ１３重量％を超えるとγ相が１μ０を超えやすい
ので好ましくない。

γ相 「相は１μｍ以下とすることが、耐パウダリング性を向
上させるため好ましい。１μｍを超えると特に付着量４
５３７ｍ２以上では耐パウダリング性が劣化し、プレス
成形性に際し弊害が出る。

Ｚｎ−Ｎｉ合金め）き ２ｎ−Ｎｉ合金めつきの存在によフて、Ｆｅ％は高いが
めつき付着量が少ない内面の裸耐食性を飛躍的に向上さ
せるとともに、金型へのめっき金属の凝看を抑制でき、
プレス加工性をも改善できる。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっ籾の
付着量は０．２〜１０．０ｇ／ｍ２が好ましい。０．２
ｇ／ｍ２未満では下層めフき層を完全に被覆することは
困難で、下層露出部からの耐食性劣化が起こる場合があ
り、好ましくない。１０．０ｇ／ｍ２を超えるとＺｎ−
Ｎｉ合金めっきが硬質であるため、このＺｎ−Ｎｉ合金
めっきによるプレス成形性劣化が生じるので好ましくな
い。なお、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきのＮｉ％は耐食性が最
も良好なγ相が出現する５〜３０％とし、好ましくはγ
相が主体となる８〜１５％がよい。また、めっき中には
Ｚｎ、　Ｎｉ以外に耐食性、塗装密着性向上等の目的で
Ｇｏ、　Ｆｅ、　　Ｐ等の元素が含まれていても本発明
にとっては同様な効果が発揮できるので、これらの元素
の添加も本発明の範嗜に入る。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきの
めっき法は特に限定しないが、通常行なわれる電気めっ
き法が容易である。また、このＺｎ−Ｎｉ合金めっきは
少なくとも内面に必要であるが、外面への通用も可能で
ある。

めっ合併着量 付着量は２０〜６０　ｇ／ｍ２が適用できる範囲である
。２０　ｇ／ｍ”未満では耐食性に問題がある。

６０　ｇ／ｍ”を超えると、δ１主体化及びｒ相を１μ
ｍ以下でめっきすることは実際上困難である。

合金化溶融亜鉛めっき層の組成としてＦｅのみを規定し
たが、他の成分、例えばＡｎ、　Ｐｂ、　Ｃｄ。

Ｓｎ、　Ｉｎ、　Ｌｉ、　Ｓｂ、　Ａｓ、　Ｂｉ、　Ｍ
ｇ、　Ｌａ、　Ｃｅ、　ＴｉＺｒ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　
Ｃｒ、　Ｍｎ、　Ｐ、　Ｓ、　Ｏ等が少量添加されたり
、不可避的に混入しても、本質的には本発明の効果は変
わらないものである。特にＡｌに関しては、現行のプロ
セスではめっきおよび合金化の制御のために、めっき洛
中に０．１％前後添加されており、めっき層にも必然的
に混入している。ζ相、或いはδ１主体のめつき層とな
る限り、本発明に対しこのようなＡＲ量の影響はない。

また、Ａｆｌの存在しない電気亜鉛めっき材の熱拡散合
金化材でもζ相、或いはδ１主体の合金相になるのであ
れば、本質的に本発明の効果は発揮できる。

（実　施　例） 次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。めっき用
素材としテ１．ｔ　ＣＣ−ＡＲ−に！　（０，８ｔ　ｘ
ｌｏｏｏｗ　ｘ　ｃ　）を使用し、無酸化炉型の連続溶
融亜鉛めっきラインにおいてめっき直後に合金化処理炉
により、連続的に加熱合金化処理した。

なおめっき浴中有効へ又は０．１０％で、めっき層中Ｆ
ｅ濃度は合金化炉の加熱条件を適宜に選定して製造した
。

通板速度は４０〜７０ｍ／分とし、浸漬時間は２〜５秒
の間の条件でめっきを行なった。また、電気めっきライ
ンにてＺｎ−Ｎｉ合金めっき（１２％Ｎｉ）を０．１ｇ
／ｍ２〜１２　ｇ／ｍ２施した。

次にめフき層の加工性試験方法について述べる。

（１）耐パウダリング性試験 加工前に曲げ加工部にビニールテープを貼り、テープ面
を内側とする曲げ加工（２Ｔ曲げ）を行ない、再度間い
てテープをはがし、めっき層がテープに付着して黒変し
た部分の程度で判定した。（内外面の総合評価） （良）０−０−△−×（劣） （◎、Ｏは実用上問題無し） （２）実プレス試験 普通乗用車のフェンダ一部品を実プレスで成形加工した
。３００枚の反復成形を行ない、鋼板またはプレス型へ
のめっき金属の付着堆積程度を相対評価した。評価は各
部位にテープを貼り付け、はがしてからテープに転着し
た金属粉の黒化度合いで判定した。（内外面の総合評価
） （良）◎−Ｏ−△−×（劣） （◎、Ｏは実用上問題無し） （３）耐低温チッピング性試験 一２０℃、ＪＩＳＴ号砕石分砕ｇによる、圧力４　ｋｇ
／ａｍ’でグラベロチッピング試験後の、テープ剥離し
たときの剥離面積の度合いにより、以下の段階の評点付
けをした。

（外面のみ評価） （良）◎−Ｏ−△−×（劣） （◎、Ｏは実用上問題無し） （４）裸耐食性試験 サイクルコロ−ジョンテスト（５％塩水浸漬１０分→５
０℃、ＲＨ９５％以上の湿潤１０分−６０℃、ＲＨ４０
％以下の乾燥１０分で１サイクル）　１０００サイクル
後の板厚現少量を測定し、以下の規準で評点を付けた。

（内面のみの総合評価） （良） ◎（０，１ｍｍ）−〇（０，２ｍｍ）−△（０，４ｍｍ
）−ｘ　（０，６ｍ＋ｎ＜）（劣） （◎、Ｏは実用上問題無し） （発明の効果） 以上説明したごとく本発明のめっき鋼板は、耐低温チッ
ピング性及び裸耐食性に優れたものであり、自動車用外
面防錆鋼板として優れた性能を発揮する。

他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、鋼板の一方（
   内面）のめっき付着量が２０〜 ６０ｇ／ｍ＾２、Ｆｅ７〜１３重量％でしかも地鉄−め
   っき界面のΓ相が１．０μｍ以下、めっき層のＸ線回折
   のメインピークがδ＿１相であり、他方（外面）のめっ
   き付着量が４０〜 １００ｇ／ｍ＾２でＦｅ５〜１１重量％でしかも地鉄−
   めっき界面のΓ相が１．０μｍ以下、めっき層のＸ線回
   折のメインピークがζ相である差厚めっきの少なくとも
   内面側めっき面の上にＮｉ５〜３０％、残部Ｚｎからな
   る合金めっきを０．２〜１０．０ｇ／ｍ＾２被覆せしめ
   たことを特徴とする、耐外面腐食性及び耐内面腐食性に
   優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。