JPH06272031A - 高耐食性めっき鋼材の製造法 - Google Patents
高耐食性めっき鋼材の製造法Info
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- JPH06272031A JPH06272031A JP8155193A JP8155193A JPH06272031A JP H06272031 A JPH06272031 A JP H06272031A JP 8155193 A JP8155193 A JP 8155193A JP 8155193 A JP8155193 A JP 8155193A JP H06272031 A JPH06272031 A JP H06272031A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期にわたって優れた防食機能を維持すると
共に加工性にも優れた薄目付けアルミニウムめっき鋼材
を気相めっき法により安定に製造できる手段を確立す
る。 【構成】 鋼材表面に第１層としてCr又はTiを0.01〜
2.0μｍの厚さで気相めっきした後、そのまま真空処理
槽内にプラズマを発生させるか、 或いは真空処理槽内に
Ｈ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有する酸化性ガスを導入すると
共にプラズマを発生させ、かつ鋼材に−２００〜−１０
Ｖのバイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加することに
よりめっき表面をプラズマ処理し、次いで第２層として
Al又はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっきす
る。
共に加工性にも優れた薄目付けアルミニウムめっき鋼材
を気相めっき法により安定に製造できる手段を確立す
る。 【構成】 鋼材表面に第１層としてCr又はTiを0.01〜
2.0μｍの厚さで気相めっきした後、そのまま真空処理
槽内にプラズマを発生させるか、 或いは真空処理槽内に
Ｈ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有する酸化性ガスを導入すると
共にプラズマを発生させ、かつ鋼材に−２００〜−１０
Ｖのバイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加することに
よりめっき表面をプラズマ処理し、次いで第２層として
Al又はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっきす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、気相めっき法によっ
て耐食性に優れためっき鋼材を製造する方法に関するも
のである。
て耐食性に優れためっき鋼材を製造する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来技術とその課題】一般に、鋼板表面にAl又はAl合
金をめっきした“アルミニウムめっき鋼板”は防食能に
優れるばかりか優れた耐熱性をも示すということで自動
車排ガス用材料や燃焼用機器類を初めとした幅広い用途
に供されており、そのため溶融めっき法によるアルミニ
ウムめっき鋼板が大量に生産されてきた。
金をめっきした“アルミニウムめっき鋼板”は防食能に
優れるばかりか優れた耐熱性をも示すということで自動
車排ガス用材料や燃焼用機器類を初めとした幅広い用途
に供されており、そのため溶融めっき法によるアルミニ
ウムめっき鋼板が大量に生産されてきた。
【０００３】しかし、溶融めっき法でアルミニウムめっ
き鋼板を製造する場合、めっき処理時の鋼板温度上昇の
ためにAlと鋼板との間で拡散反応が生じ、めっき層と鋼
板との界面に脆いAl−Fe合金層が生成するという不都合
を避け得なかった。従って、溶融めっき法で製造された
アルミニウムめっき鋼板は加工性が著しく劣るとされて
きた。
き鋼板を製造する場合、めっき処理時の鋼板温度上昇の
ためにAlと鋼板との間で拡散反応が生じ、めっき層と鋼
板との界面に脆いAl−Fe合金層が生成するという不都合
を避け得なかった。従って、溶融めっき法で製造された
アルミニウムめっき鋼板は加工性が著しく劣るとされて
きた。
【０００４】もっとも、この脆いAl−Fe合金層が生成さ
れるのを防止すべく、通常の溶融アルミニウムめっきで
はアルミニウムめっき浴中にSiを添加し、これによって
めっき処理中におけるAlとFeの拡散反応抑制を図ってい
るが、それでもめっき層と基材間の拡散を完全に防止す
ることはできず、めっき材の加工性は十分なものとはな
っていない。
れるのを防止すべく、通常の溶融アルミニウムめっきで
はアルミニウムめっき浴中にSiを添加し、これによって
めっき処理中におけるAlとFeの拡散反応抑制を図ってい
るが、それでもめっき層と基材間の拡散を完全に防止す
ることはできず、めっき材の加工性は十分なものとはな
っていない。
【０００５】そこで、溶融めっき法のような合金層の生
成が見られず、加工性，皮膜密着性に優れたアルミニウ
ムめっき鋼板を得ることが可能であるとして、気相めっ
き法を適用したアルミニウムめっき鋼板の製造手段が検
討されている。しかしながら、気相めっき法により製造
されためっき膜には、通常、蒸着基板の表面粗さ，蒸着
物質の成長方向，真空槽内の細かな塵等に由来するピン
ホ−ル欠陥の発生が多く、この欠陥部では基材が露出し
てしまうという問題があった。
成が見られず、加工性，皮膜密着性に優れたアルミニウ
ムめっき鋼板を得ることが可能であるとして、気相めっ
き法を適用したアルミニウムめっき鋼板の製造手段が検
討されている。しかしながら、気相めっき法により製造
されためっき膜には、通常、蒸着基板の表面粗さ，蒸着
物質の成長方向，真空槽内の細かな塵等に由来するピン
ホ−ル欠陥の発生が多く、この欠陥部では基材が露出し
てしまうという問題があった。
【０００６】つまり、Alは鋼に比べて電気的に卑な材料
であるため、Alと鋼が接触した状態で腐食環境下におか
れると異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が生じAl
の溶解が促進されることが知られている。そのため、気
相めっきでアルミニウム膜を蒸着させた鋼材では、ピン
ホ−ル欠陥部で露出した鋼材がカソ−ドに、またピンホ
−ル欠陥近傍のAlがアノ−ドとなり、アルミニウムめっ
き膜が短期間に消失してしまうという欠点があったので
ある。
であるため、Alと鋼が接触した状態で腐食環境下におか
れると異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が生じAl
の溶解が促進されることが知られている。そのため、気
相めっきでアルミニウム膜を蒸着させた鋼材では、ピン
ホ−ル欠陥部で露出した鋼材がカソ−ドに、またピンホ
−ル欠陥近傍のAlがアノ−ドとなり、アルミニウムめっ
き膜が短期間に消失してしまうという欠点があったので
ある。
【０００７】このため、上記欠点を改善する手段とし
て、気相めっき法によりアルミニウムめっき鋼板を製造
する際、基材である鋼板に比べてカソ−ド過電圧の高い
Ti又はCrのめっき膜を鋼材とアルミニウムめっき膜との
間に介在させ、これによってピンホ−ル欠陥部でのカソ
−ド反応を抑制し、異種金属接触腐食によるアルミニウ
ム膜の溶解速度を低減する方法が提案されている（例え
ば、 特開昭62-80261号公報，特開昭62−109967号公報，
「表面技術」Vol.43,No.7,1992,P.78■83等を参照され
たい）。
て、気相めっき法によりアルミニウムめっき鋼板を製造
する際、基材である鋼板に比べてカソ−ド過電圧の高い
Ti又はCrのめっき膜を鋼材とアルミニウムめっき膜との
間に介在させ、これによってピンホ−ル欠陥部でのカソ
−ド反応を抑制し、異種金属接触腐食によるアルミニウ
ム膜の溶解速度を低減する方法が提案されている（例え
ば、 特開昭62-80261号公報，特開昭62−109967号公報，
「表面技術」Vol.43,No.7,1992,P.78■83等を参照され
たい）。
【０００８】確かに、気相めっき法により鋼材表面にア
ルミニウムをめっきする際、上述のようにTi又はCrの下
地を設けて２層化するとアルミニウムめっき膜が消失す
るまでの期間はアルミニウム単層めっき材に比べかなり
改善される。しかし、このようなめっき材であっても
“AlとTi”又は“AlとCr”との間には依然として異種金
属接触腐食が生じ、上層のアルミニウムめっき膜のピン
ホ−ル部分において“金属Al材料そのものの腐食速度”
と比較すれば非常に速い速度でアルミニウム膜の溶出が
進行するという問題は十分に解決されなかった。
ルミニウムをめっきする際、上述のようにTi又はCrの下
地を設けて２層化するとアルミニウムめっき膜が消失す
るまでの期間はアルミニウム単層めっき材に比べかなり
改善される。しかし、このようなめっき材であっても
“AlとTi”又は“AlとCr”との間には依然として異種金
属接触腐食が生じ、上層のアルミニウムめっき膜のピン
ホ−ル部分において“金属Al材料そのものの腐食速度”
と比較すれば非常に速い速度でアルミニウム膜の溶出が
進行するという問題は十分に解決されなかった。
【０００９】なお、特開昭６２−８０２６２号公報を見
ると、鋼板表面にTiの気相めっきを施した後、イ ) Ti皮膜上に酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付けて
チタン酸化皮膜を形成する，ロ ) Ti層を形成する工程の後半において雰囲気中に酸素
ガス又は酸素含有ガスを吹き付けてチタン酸化皮膜を形
成する，ハ ) 酸素雰囲気中でイオンプレ−ティングしてチタン酸
化皮膜を形成する， という手段の何れかによってチタン酸化膜の中間層を形
成し、その後にアルミニウム上層を気相めっきして成る
めっき鋼板が開示されている。そして、このめっき鋼板
ではAl−Fe合金層の生成がなく、しかもアルミニウム上
層にピンホ−ルが存在しても、絶縁性のチタン酸化皮膜
が存在するためにアルミニウム膜と下地鋼板との間に腐
食電流が流れるのが防止され、アルミニウム膜の溶出を
抑えることができるとしている。
ると、鋼板表面にTiの気相めっきを施した後、イ ) Ti皮膜上に酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付けて
チタン酸化皮膜を形成する，ロ ) Ti層を形成する工程の後半において雰囲気中に酸素
ガス又は酸素含有ガスを吹き付けてチタン酸化皮膜を形
成する，ハ ) 酸素雰囲気中でイオンプレ−ティングしてチタン酸
化皮膜を形成する， という手段の何れかによってチタン酸化膜の中間層を形
成し、その後にアルミニウム上層を気相めっきして成る
めっき鋼板が開示されている。そして、このめっき鋼板
ではAl−Fe合金層の生成がなく、しかもアルミニウム上
層にピンホ−ルが存在しても、絶縁性のチタン酸化皮膜
が存在するためにアルミニウム膜と下地鋼板との間に腐
食電流が流れるのが防止され、アルミニウム膜の溶出を
抑えることができるとしている。
【００１０】しかしながら、実際に検討すると、特開昭
６２−８０２６２号公報に開示されている如くにTi気相
めっき皮膜に酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付けても
酸化速度は遅く、実質的な絶縁層を得ることは難しかっ
た。また、Ti気相めっき工程の後半で雰囲気中に酸素ガ
ス又は酸素含有ガスを吹き付けたり、酸素雰囲気中でイ
オンプレ−ティングしてTi膜上にチタン酸化皮膜を形成
させた場合には、アルミニウムめっき後の耐食性は良好
であるが、チタン酸化皮膜とアルミニウム上層との界面
の密着性が劣り、良好な加工性を確保することが難しか
った。
６２−８０２６２号公報に開示されている如くにTi気相
めっき皮膜に酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付けても
酸化速度は遅く、実質的な絶縁層を得ることは難しかっ
た。また、Ti気相めっき工程の後半で雰囲気中に酸素ガ
ス又は酸素含有ガスを吹き付けたり、酸素雰囲気中でイ
オンプレ−ティングしてTi膜上にチタン酸化皮膜を形成
させた場合には、アルミニウムめっき後の耐食性は良好
であるが、チタン酸化皮膜とアルミニウム上層との界面
の密着性が劣り、良好な加工性を確保することが難しか
った。
【００１１】このようなことから、本発明が目的とした
のは、長期にわたって優れた防食機能を維持すると共に
加工性にも優れた薄目付けアルミニウムめっき鋼材を気
相めっき法により安定して製造できる手段を確立するこ
とである。
のは、長期にわたって優れた防食機能を維持すると共に
加工性にも優れた薄目付けアルミニウムめっき鋼材を気
相めっき法により安定して製造できる手段を確立するこ
とである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく検討を行い、「鋼材をカソ−ド防食する目
的で気相めっき法によりアルミニウム（Al又はAl合金）
を薄めっきする場合には、 当然のことながら、 異種金属
接触腐食によるめっき膜消失速度の抑制のためめっき皮
膜欠陥（ピンホ−ル）を無くし、 アルミニウムめっき膜
によって下地鋼材を腐食環境から完全に遮断してしまう
ことが最も望ましいが、 現状のめっき技術では作成した
めっき膜中のピンホ−ルを無くするには厚目付けを施さ
なければならず、 実用的とは言えない」との認識を持つ
に至って更に研究を重ねた結果、次のような知見を得る
ことができた。
を達成すべく検討を行い、「鋼材をカソ−ド防食する目
的で気相めっき法によりアルミニウム（Al又はAl合金）
を薄めっきする場合には、 当然のことながら、 異種金属
接触腐食によるめっき膜消失速度の抑制のためめっき皮
膜欠陥（ピンホ−ル）を無くし、 アルミニウムめっき膜
によって下地鋼材を腐食環境から完全に遮断してしまう
ことが最も望ましいが、 現状のめっき技術では作成した
めっき膜中のピンホ−ルを無くするには厚目付けを施さ
なければならず、 実用的とは言えない」との認識を持つ
に至って更に研究を重ねた結果、次のような知見を得る
ことができた。
【００１３】即ち、気相めっき法によってアルミニウム
（Al又はAl合金）めっき鋼材を製造する際、まず第１層
（下地層）としてCr又はTiをめっきし、次いでこの表面
をプラズマ処理してからアルミニウムの気相めっきを行
うと、例え上層のアルミニウムめっき膜が薄めっきでピ
ンホ−ル欠陥が多数存在したとしてもアルミニウムめっ
き膜の溶出速度は非常に遅くなって長期耐食性が確保で
きるようになる上、めっき膜の密着性も非常に優れてい
て加工性の点でも十分に満足できるアルミニウムめっき
鋼材が得られることを見出したのである。
（Al又はAl合金）めっき鋼材を製造する際、まず第１層
（下地層）としてCr又はTiをめっきし、次いでこの表面
をプラズマ処理してからアルミニウムの気相めっきを行
うと、例え上層のアルミニウムめっき膜が薄めっきでピ
ンホ−ル欠陥が多数存在したとしてもアルミニウムめっ
き膜の溶出速度は非常に遅くなって長期耐食性が確保で
きるようになる上、めっき膜の密着性も非常に優れてい
て加工性の点でも十分に満足できるアルミニウムめっき
鋼材が得られることを見出したのである。
【００１４】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、「鋼材表面に第１層としてCr又はTiを
0.01〜 2.0μｍの厚さで気相めっきした後、 そのまま真
空処理槽内にプラズマを発生させるか、 或いは真空処理
槽内にＨ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有する酸化性ガスを導入
すると共にプラズマを発生させ、 かつ鋼材に−２００〜
−１０Ｖのバイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加する
ことによりめっき表面をプラズマ処理し、 次いで第２層
としてAl又はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっ
きすることにより、非常に優れた耐食性，加工性を示す
薄めっき材を安定して製造できるようにした点」に大き
な特徴を有している。
れたものであり、「鋼材表面に第１層としてCr又はTiを
0.01〜 2.0μｍの厚さで気相めっきした後、 そのまま真
空処理槽内にプラズマを発生させるか、 或いは真空処理
槽内にＨ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有する酸化性ガスを導入
すると共にプラズマを発生させ、 かつ鋼材に−２００〜
−１０Ｖのバイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加する
ことによりめっき表面をプラズマ処理し、 次いで第２層
としてAl又はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっ
きすることにより、非常に優れた耐食性，加工性を示す
薄めっき材を安定して製造できるようにした点」に大き
な特徴を有している。
【００１５】以下、本発明をその作用と共に詳述する。
【作用】本発明法において、まず基材である鋼材の表面
にCr又はTiの気相めっき膜を下地層（第１層）として設
けるのは、鋼材よりもカソ−ド過電圧の高く、また鋼材
との密着性だ良好なCr又はTi膜を鋼材とアルミニウム
（Al又はAl合金）めっき膜との間に介在させることによ
って、アルミニウムめっき膜のピンホ−ル欠陥部でのカ
ソ−ド反応を抑制し異種金属接触腐食によるアルミニウ
ム膜の溶解速度を低減させるためであり、この点では特
開昭６２−８０２６１号公報や特開昭６２−１０９９６
７号公報等に開示された技術と狙いを同じくするもので
ある。この場合、第１層目のCr又はTi膜の厚さは、0.01
μｍ以上あれば鋼材表面を被覆するが 2.0μｍを超えて
も耐食性改善効果は殆ど変わらないことから、0.01〜2.
0 μｍと定めた。
にCr又はTiの気相めっき膜を下地層（第１層）として設
けるのは、鋼材よりもカソ−ド過電圧の高く、また鋼材
との密着性だ良好なCr又はTi膜を鋼材とアルミニウム
（Al又はAl合金）めっき膜との間に介在させることによ
って、アルミニウムめっき膜のピンホ−ル欠陥部でのカ
ソ−ド反応を抑制し異種金属接触腐食によるアルミニウ
ム膜の溶解速度を低減させるためであり、この点では特
開昭６２−８０２６１号公報や特開昭６２−１０９９６
７号公報等に開示された技術と狙いを同じくするもので
ある。この場合、第１層目のCr又はTi膜の厚さは、0.01
μｍ以上あれば鋼材表面を被覆するが 2.0μｍを超えて
も耐食性改善効果は殆ど変わらないことから、0.01〜2.
0 μｍと定めた。
【００１６】次に、第２工程として、形成されたCr又は
Tiの気相めっき膜表面をプラズマ処理するが、これは、
第１層のCr又はTi膜とこの後に施されるアルミニウムめ
っき膜（第２層）との間の異種金属接触腐食をめっき膜
の密着性に悪影響を及ぼすことなく抑えるために行われ
る。
Tiの気相めっき膜表面をプラズマ処理するが、これは、
第１層のCr又はTi膜とこの後に施されるアルミニウムめ
っき膜（第２層）との間の異種金属接触腐食をめっき膜
の密着性に悪影響を及ぼすことなく抑えるために行われ
る。
【００１７】つまり、気相めっきは真空槽内で行われる
が、真空槽内の残留ガス組成は用いる排気系により大き
く異なるものの、一般的な気相めっきで用いられる油拡
散ポンプ或いはル−ツポンプによって生成される真空系
では槽内の残留ガスは大部分がＨ2 Ｏであるのが普通で
ある。そのため、酸素親和力の強いCr，Ti等では真空中
といえども若干の酸化反応が生じる。ただ、そのままで
あると酸化は微々たるものであるが、真空槽内に周知の
手段でプラズマを発生させ、基材たる鋼材を介してCr又
はTi膜表面に負のバイアス電圧を印加すると、Cr又はTi
膜表面には印加バイアスによって運動エネルギ−を付与
されたプラズマ粒子が衝突するようになる。このため、
Cr又はTi膜表面のスパッタリングが生じるが、真空槽内
には上述のようにＨ2 Ｏ等が存在するため、Ti又はCr膜
の表面酸化もまた速やかに生じることとなる。
が、真空槽内の残留ガス組成は用いる排気系により大き
く異なるものの、一般的な気相めっきで用いられる油拡
散ポンプ或いはル−ツポンプによって生成される真空系
では槽内の残留ガスは大部分がＨ2 Ｏであるのが普通で
ある。そのため、酸素親和力の強いCr，Ti等では真空中
といえども若干の酸化反応が生じる。ただ、そのままで
あると酸化は微々たるものであるが、真空槽内に周知の
手段でプラズマを発生させ、基材たる鋼材を介してCr又
はTi膜表面に負のバイアス電圧を印加すると、Cr又はTi
膜表面には印加バイアスによって運動エネルギ−を付与
されたプラズマ粒子が衝突するようになる。このため、
Cr又はTi膜表面のスパッタリングが生じるが、真空槽内
には上述のようにＨ2 Ｏ等が存在するため、Ti又はCr膜
の表面酸化もまた速やかに生じることとなる。
【００１８】そして、印加するバイアス電圧を−２００
Ｖ以下とした時には表面のスパッタリング速度に比べて
酸化速度の方が速まるので、Cr又はTi膜の表面には酸化
膜が生じる。このため、第１層のCr又はTi膜と第２層の
Al膜又はAl合金膜との間に電気抵抗が生じ、ガルバニッ
ク腐食が抑制されるようになる。この際、印加するバイ
アス電圧が−１０Ｖ以下になると、表面酸化速度が低下
するだけでなく表面スパッタリングが生じなくなり、逆
に、−２００Ｖを超えるとスパッタリングが顕著となっ
て酸化皮膜が生成しなくなることから、印加バイアス電
圧は−２００〜−１０Ｖと定めた。
Ｖ以下とした時には表面のスパッタリング速度に比べて
酸化速度の方が速まるので、Cr又はTi膜の表面には酸化
膜が生じる。このため、第１層のCr又はTi膜と第２層の
Al膜又はAl合金膜との間に電気抵抗が生じ、ガルバニッ
ク腐食が抑制されるようになる。この際、印加するバイ
アス電圧が−１０Ｖ以下になると、表面酸化速度が低下
するだけでなく表面スパッタリングが生じなくなり、逆
に、−２００Ｖを超えるとスパッタリングが顕著となっ
て酸化皮膜が生成しなくなることから、印加バイアス電
圧は−２００〜−１０Ｖと定めた。
【００１９】更に、上記プラズマ処理に当って、プラズ
マ処理時間が 0.1秒以下ではその効果が見られず、一
方、１０００秒を超えて処理を行うとスパッタリングに
よるCr又はTi膜及び基材（鋼材）のダメ−ジが顕著とな
ることから、プラズマ処理時間は0.1 〜１０００秒と限
定した。
マ処理時間が 0.1秒以下ではその効果が見られず、一
方、１０００秒を超えて処理を行うとスパッタリングに
よるCr又はTi膜及び基材（鋼材）のダメ−ジが顕著とな
ることから、プラズマ処理時間は0.1 〜１０００秒と限
定した。
【００２０】なお、上述のようなプラズマ処理を施す
と、酸化と同時に僅かのCr又はTi膜表面スパッタリング
が起きる。このため、酸化表面にミクロな表面荒れが生
じることとなってこの後に施されるアルミニウムめっき
膜との密着性が向上し、その結果めっき鋼材は良好な加
工性を有することとなるが、この点も本発明法の大きな
特長の１つである。
と、酸化と同時に僅かのCr又はTi膜表面スパッタリング
が起きる。このため、酸化表面にミクロな表面荒れが生
じることとなってこの後に施されるアルミニウムめっき
膜との密着性が向上し、その結果めっき鋼材は良好な加
工性を有することとなるが、この点も本発明法の大きな
特長の１つである。
【００２１】ところで、真空槽内の酸化ポテンシャルが
低くてプラズマ処理において十分な酸化が得られないよ
うな真空系では、真空槽内にＨ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有
する酸化性ガスを導入すれば良い。また、真空槽内の真
空度が低くプラズマが生じない場合にはAr，Ｎ2 等を適
宜真空槽内に導入すれば良い。
低くてプラズマ処理において十分な酸化が得られないよ
うな真空系では、真空槽内にＨ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有
する酸化性ガスを導入すれば良い。また、真空槽内の真
空度が低くプラズマが生じない場合にはAr，Ｎ2 等を適
宜真空槽内に導入すれば良い。
【００２２】先にも説明したように、Cr又はTi膜表面の
酸化は酸化雰囲気中に置いておくだけでも生じるが、酸
化速度が遅くて実質的には電気抵抗層とはならない。ま
た、酸素雰囲気下での気相めっきによってTi酸化膜又は
Cr酸化膜を形成させた場合には、アルミニウムめっき後
の耐食性は良好であるものの酸化膜とアルミニウムめっ
き膜との界面の密着性が劣ることとなり、加工性が溶融
アルミニウムめっき鋼材に比べて向上しない。
酸化は酸化雰囲気中に置いておくだけでも生じるが、酸
化速度が遅くて実質的には電気抵抗層とはならない。ま
た、酸素雰囲気下での気相めっきによってTi酸化膜又は
Cr酸化膜を形成させた場合には、アルミニウムめっき後
の耐食性は良好であるものの酸化膜とアルミニウムめっ
き膜との界面の密着性が劣ることとなり、加工性が溶融
アルミニウムめっき鋼材に比べて向上しない。
【００２３】さて、本発明法では、Cr又はTiの気相めっ
き膜表面にプラズマ処理がなされた後、第２層（上層）
としてアルミニウム（Al又はAl合金）の気相めっきが施
される。ここで、アルミニウムめっき膜の厚さが 0.2μ
ｍよりも薄いとピンホ−ル欠陥が多くなって、本発明処
理によっても所望の耐食性を得ることができない。これ
に対して、アルミニウムめっき膜の厚さが 0.2μｍ以上
になるとピンホ−ル欠陥は殆ど生じなくなり、その膜厚
が厚いほど耐食性は優れる。しかし、アルミニウムめっ
き膜の厚さが３０μｍを超えるとめっき鋼材の加工性が
悪化するため、その膜厚を 0.2〜３０μｍと定めた。
き膜表面にプラズマ処理がなされた後、第２層（上層）
としてアルミニウム（Al又はAl合金）の気相めっきが施
される。ここで、アルミニウムめっき膜の厚さが 0.2μ
ｍよりも薄いとピンホ−ル欠陥が多くなって、本発明処
理によっても所望の耐食性を得ることができない。これ
に対して、アルミニウムめっき膜の厚さが 0.2μｍ以上
になるとピンホ−ル欠陥は殆ど生じなくなり、その膜厚
が厚いほど耐食性は優れる。しかし、アルミニウムめっ
き膜の厚さが３０μｍを超えるとめっき鋼材の加工性が
悪化するため、その膜厚を 0.2〜３０μｍと定めた。
【００２４】続いて、本発明を実施例によって説明す
る。
る。
【実施例】市販のＳＵＳ４１０Ｌ鋼板を基材として用い
ると共に、その表面を有機溶剤にて脱脂・洗浄してから
真空処理槽内に挿入し、表１に示す各条件での気相めっ
き試験を行った。
ると共に、その表面を有機溶剤にて脱脂・洗浄してから
真空処理槽内に挿入し、表１に示す各条件での気相めっ
き試験を行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】なお、気相めっき（第１層，第２層とも）
では、排気系として油拡散ポンプを用いて真空槽内の真
空度を１×１０-5torrとした後、前処理として基材表面
のイオンボンバ−ド処理を行い、続いて電子ビ−ム法に
よりめっき材を蒸着した。
では、排気系として油拡散ポンプを用いて真空槽内の真
空度を１×１０-5torrとした後、前処理として基材表面
のイオンボンバ−ド処理を行い、続いて電子ビ−ム法に
よりめっき材を蒸着した。
【００２７】また、プラズマ処理では、真空処理槽内に
Arガスを導入して真空度を１×10-4torrに調整すると共
に（一部の例では僅かの水蒸気又はＯ2 ガスを混入した
Arガスを真空処理槽内に導入して真空度を１×10-4torr
とした）、基材鋼板にバイアス電圧を印加し、ＲＦコイ
ルによりプラズマを発生させて処理を行った。
Arガスを導入して真空度を１×10-4torrに調整すると共
に（一部の例では僅かの水蒸気又はＯ2 ガスを混入した
Arガスを真空処理槽内に導入して真空度を１×10-4torr
とした）、基材鋼板にバイアス電圧を印加し、ＲＦコイ
ルによりプラズマを発生させて処理を行った。
【００２８】そして、比較のため、Tiの気相めっき中に
真空処理槽内に酸素ガスを導入し、これにより第１層め
っきをチタン酸化物のめっきとした蒸着めっき材料も作
成した。
真空処理槽内に酸素ガスを導入し、これにより第１層め
っきをチタン酸化物のめっきとした蒸着めっき材料も作
成した。
【００２９】このようにして得られた各蒸着めっき材に
つき、下記条件にて性能評価を行った。 A) 耐食性評価 ５％NaCl水溶液を用いた塩水噴霧試験によりめっき鋼板
が赤錆を発生するまでの時間を測定し、その時間によっ
て耐食性を評価した。 B) 皮膜密着性 めっき鋼板の試験片（幅７０mm）にそのめっき面を外側
とした１８０°の１ｔ曲げ加工を施し、曲げ部でのセロ
ハンテ−プによる皮膜剥離状況によってめっき皮膜の密
着性を評価した。なお、密着性の評価基準は次の通りと
した。 ◎：割れ剥離なし， ○：一部割れ発生， △：割れ及
び剥離発生，×：全面剥離発生。
つき、下記条件にて性能評価を行った。 A) 耐食性評価 ５％NaCl水溶液を用いた塩水噴霧試験によりめっき鋼板
が赤錆を発生するまでの時間を測定し、その時間によっ
て耐食性を評価した。 B) 皮膜密着性 めっき鋼板の試験片（幅７０mm）にそのめっき面を外側
とした１８０°の１ｔ曲げ加工を施し、曲げ部でのセロ
ハンテ−プによる皮膜剥離状況によってめっき皮膜の密
着性を評価した。なお、密着性の評価基準は次の通りと
した。 ◎：割れ剥離なし， ○：一部割れ発生， △：割れ及
び剥離発生，×：全面剥離発生。
【００３０】これらの評価結果を表１に併せて示した。
表１に示される結果からも明らかなように、本発明法に
従って製造された薄めっき鋼板は、長期間にわたって非
常に優れた耐食性を発揮すると同時に、めっき皮膜の密
着性にも優れていて良好な加工性を備えていることを確
認できる。
表１に示される結果からも明らかなように、本発明法に
従って製造された薄めっき鋼板は、長期間にわたって非
常に優れた耐食性を発揮すると同時に、めっき皮膜の密
着性にも優れていて良好な加工性を備えていることを確
認できる。
【００３１】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、非常に長期の防食寿命を有すると共に優れた加工性
をも示すアルミニウム薄めっき鋼板を気相めっき法によ
り安定して製造することが可能になるなど、産業上極め
て有用な効果がもたらされる。
ば、非常に長期の防食寿命を有すると共に優れた加工性
をも示すアルミニウム薄めっき鋼板を気相めっき法によ
り安定して製造することが可能になるなど、産業上極め
て有用な効果がもたらされる。
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼材表面に第１層としてCr又はTiを0.01
〜 2.0μｍの厚さで気相めっきした後、真空処理槽内に
プラズマを発生させ、かつ鋼材に−２００〜−１０Ｖの
バイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加することにより
めっき表面をプラズマ処理し、次いで第２層としてAl又
はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっきすること
を特徴とする、高耐食性めっき鋼材の製造法。 - 【請求項２】 鋼材表面に第１層としてCr又はTiを0.01
〜 2.0μｍの厚さで気相めっきした後、真空処理槽内に
Ｈ2 Ｏ又はＯ2 ガスを含有する酸化性ガスを導入すると
共にプラズマを発生させ、かつ鋼材に−２００〜−１０
Ｖのバイアス電圧を 0.1〜１０００秒間印加することに
よりめっき表面をプラズマ処理し、次いで第２層として
Al又はAl合金を 0.2〜３０μｍの厚さで気相めっきする
ことを特徴とする、高耐食性めっき鋼材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155193A JPH06272031A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 高耐食性めっき鋼材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155193A JPH06272031A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 高耐食性めっき鋼材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272031A true JPH06272031A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13749436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8155193A Pending JPH06272031A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 高耐食性めっき鋼材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06272031A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007504364A (ja) * | 2003-09-05 | 2007-03-01 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | アルミニウムで被覆したステンレス鋼ストリップ |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP8155193A patent/JPH06272031A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007504364A (ja) * | 2003-09-05 | 2007-03-01 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | アルミニウムで被覆したステンレス鋼ストリップ |
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