JPH06330346A - アルミメッキ鋼板 - Google Patents

アルミメッキ鋼板

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JPH06330346A
JPH06330346A JP12139093A JP12139093A JPH06330346A JP H06330346 A JPH06330346 A JP H06330346A JP 12139093 A JP12139093 A JP 12139093A JP 12139093 A JP12139093 A JP 12139093A JP H06330346 A JPH06330346 A JP H06330346A
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JP
Japan
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layer
aluminum
steel sheet
plating
plated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12139093A
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English (en)
Inventor
Yashichi Oyagi
八七 大八木
Takayuki Omori
隆之 大森
Jun Maki
純 真木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 観性と耐食性の優れたアルミメッキ鋼板を得
る。 【構成】 アルミメッキ層を傾斜メッキ組成を有するも
のとする。合金層部分は高濃度シリコン含有層とし、表
面層部分は純アルミニウムに近い組成のメッキ層を構成
させる。従って、鋼板との界面に存在する合金層中のシ
リコン含有量(Si%(1))、合金層近傍のメッキ皮
膜中のシリコン含有量(Si%(2)),表面近傍のメ
ッキ皮膜中のシリコン含有量(Si%(3))の間に、 Si%(1)>Si%(2)>Si%(3) の関係がある。又、合金層近傍のアルミメッキ皮膜中の
鉄含有量(Fe%(1))と表面近傍のアルミメッキ皮
膜中の鉄含有量(Fe%(2))の間に、Fe%(1)
>Fe%(2)の関係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は観性と耐食性に優れたア
ルミメッキ鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその課題】アルミメッキ鋼板は耐熱
性、耐酸化性、耐食性などに優れている事から、従来か
ら建材材料(防火扉、蒸気管部品)、家庭用器具耐熱部
品(ストーブの熱反射板、電気器具)、自動車用部品
(ラジエター、マフラー)など多くの分野で使用されて
いる。このアルミメッキ鋼板は主として溶融メッキ法で
製造され、その溶融メッキ法にはどぶ付け(バッチ)プ
ロセスと連続プロセスの2方法があるが、薄メッキで切
り板にせずコイルのままで生産量を増大できる有利性か
ら連続メッキプロセスが採用されている。
【0003】連続メッキプロセスは、特公昭52−33
759号公報、特開昭56−102523号公報、特開
昭60−262950号公報など多くの溶融アルミメッ
キ鋼板関連技術の中で紹介されているが、水素を含む雰
囲気ガス中にて熱処理され表面が活性化され濡れ性が確
保されたストリップ鋼板を温度600℃以上に保持され
たアルミメッキ浴を連続的に通過させてメッキ浴と反応
させ、該鋼板の表面に金属間化合物(合金層)を生成さ
せながら、所定のメッキ目付け量に払拭する方法で、ア
ルミメッキ鋼板を製造している。アルミメッキ鋼板はア
ルミニウムを少量固溶した鋼表面層、鉄とアルミメッキ
金属の合金中間層、アルミメッキ浴と略同一組成のアル
ミメッキ最外層から構成されている。
【0004】しかしながら、純アルミ層でメッキされた
鋼板は耐食性に優れているが、メッキ作業中に激しい合
金化反応が起こり多量の合金層を生成してメッキ製品の
耐熱性と加工性(曲げ加工性、絞り加工性、張出加工
性、圧縮加工性とこれらの複合加工性など)を著しく劣
化する問題から、アルミメッキ層に5〜10%のシリコ
ンを含有させる事によって鋼中へのAlの拡散速度を低
下させたAl−Si系合金のアルミメッキ鋼板が一般に
製造されている。
【0005】Al−Si系合金メッキ鋼板は、優れた耐
熱性を有し、シリコンによって合金化反応が抑制される
ため、合金層の凝集破壊に起因する加工性の劣化は起こ
らない。しかし、多量のシリコンを含有する場合は、メ
ッキ層そのものが硬くなり、メッキ層の延性不足による
微小な割れが多発する問題がある。特に、鋼板よりメッ
キ浴中に溶出した鉄がメッキ層に多量(1〜3%)に存
在する場合、メッキ層が益々硬くなり、延性不足による
割れが顕在化する問題があった。このような問題を解決
するため、メッキ後合金層が成長しない温度で歪を除去
し加工性を回復する、合金化熱処理が施されている。こ
の方法にも熱処理によってコスト負担となる問題があっ
た。また、シリコンの添加は、記述したように合金層の
抑制には有効ではあるが、耐食性を劣化する問題から避
ける事が望ましかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のように
合金層による加工性劣化、シリコン添加による耐食性劣
化、シリコンおよび鉄の存在によって加工性劣化などの
諸問題を一挙に解決し、Al−Si系合金層の優れた耐
熱性と純アルミ層の優れた耐食性を兼備した鋼板を提供
するものであって、その要旨は、鋼板の片面または両面
に、内層から外層に向かってSi量必要によってはFe
量も漸減し、Al量は漸増する組成のアルミメッキ層を
施したアルミメッキ鋼板である。
【0007】以下、本発明のアルミメッキ鋼板について
詳細に説明をする。熱処理など前処理されて軟質化され
たメッキ原板の片面または両面に、鋼板側の内層からメ
ッキ層の最外層に向かって、Si量必要によってはFe
量も漸減し、Al量は漸増する組成のアルミメッキ層を
施す。シリコンは、記述したように、鋼中へのAlの拡
散を低下してAl−Si系合金化を抑制し耐熱性を向上
する有効な成分であると同時に、加工性や耐食性を劣化
する有害な成分である。しかしながら、本発明が目的の
特性を有するアルミメッキ鋼板を提供するためには、ア
ルミメッキ層中のシリコンは、必須成分である。
【0008】従って、本発明は、アルミメッキ鋼板にお
いてシリコンがもつ特性を有効的に利用するため、メッ
キ層鋼板側の内層側を高Si含有量化またメッキ層の最
外側を低Si含有量化にするように、メッキ層の内層か
ら外層に向かってSi量を漸減する事によって、純Al
メッキ層の優れた加工性や耐食性を保持しつつ耐熱性も
改善しようとするものである。メッキ層の組成とその厚
みについては、特に限定するものではないが、メッキ層
の耐熱性向上からSi:10〜20%を含有するAl−
Si系合金化層の厚みが1〜3μ程度の内層、加工性や
耐食性の向上からSi:5%以下を含有するアルミメッ
キ層の厚みが5〜15μ程度の最外層と、これら中間組
成の中間層からなるアルミメッキ層の鋼板が好ましい。
中でも、最外層は純度の高いアルミメッキ層を厚くする
事が好ましい。
【0009】さらに本発明においては、各種の形状に成
形加工する場合に起こる微小なメッキ割れを防止するた
めに、メッキ層に混入される鉄も、内層から外層に向か
って漸減する必要がある。鉄は、工業的にアルミメッキ
を行う際にメッキ浴中に浸漬した鋼板から溶出したもの
で、通常2%程度が溶解されている。メッキ浴中に溶解
された鉄は、メッキ皮膜中にも当然取り込まれ、アルミ
ニウム中に過飽和に固溶され、アルミメッキ層の加工性
を劣化する。従って、アルミメッキ層中のFe分は極力
少ないことが好ましく、メッキ層の最外層で1%以下、
望ましくは0.5%以下である。
【0010】上記のような組成構造をもつ本発明のアル
ミメッキ鋼板は、各種の方法を用いて容易に製造する事
ができる。例えば、段階メッキ法がある。メッキすべき
鋼板を、先ず任意な量のSiを含有するAl−Si系合
金メッキ浴、続いてSi量の少ないアルミメッキ浴を浸
漬しつつ通過させながら、かつその都度ガスワイピング
ノズルのような払拭装置を用いて所定のメッキ付着量に
制御する2段階メッキ法。さらに一段とSi量が少ない
アルミメッキ浴でメッキ層を施す3段階メッキ法で、本
発明が目的のアルミメッキ鋼板を製造する事ができる。
さらには本発明のアルミメッキ鋼板は、他の製造法とし
て真空蒸着法、溶融金属のスプレーメッキ法などによっ
ても製造する事ができる。以上述べたような本発明のア
ルミメッキ鋼板は優れた耐熱性と耐食性を保有し、しか
も微小な割れのない加工性の優れた特性のメッキ層であ
る。次に、本発明の実施例について説明する。
【0011】
【実施例】
実施例1 板厚0.8mmの薄鋼板を水素8%含む窒素雰囲気中で
焼鈍後、シリコンを9.5%含むアルミニウムメッキ浴
に浸漬し、初期合金化反応を行わせた。合金化反応完了
後、浴より引き上げ過剰のAl−Si合金を払拭した
後、即座に第二の純アルミニウムメッキ浴に浸漬した。
第二のメッキ浴への浸漬は出来るだけ短時間とし、第一
のメッキ浴中にて形成された合金層を残存させ、その上
に純アルミニウムめっき層が形成されるようにした。こ
のようにして製造されたメッキ鋼板のトータル厚みは1
8μであり、約2μの合金層と16μのアルミメッキ層
より構成されるものであった。合金層内のシリコン含有
量は18.6%、表面より5μのアルミメッキ層内のシ
リコン含有量は0.8%であった。この鋼板をOt曲げ
加工を行っても、曲げ加工部には表面割れは発生せず、
極めて優れた加工性を有するものであった。又、大気暴
露試験の結果、表面変色は殆ど発生せず、腐食による重
量変化は従来材の1/2〜1/3程度であった。
【0012】実施例2 板厚0.8mmの薄鋼板を表面清浄後、真空室に導入
し、真空蒸着法によるメッキを行った。メッキとして
は、シリコン含有量7.5%のAl−Si合金を1.5
μ形成させ、その後徐々にシリコン含有量を減少させ、
表面層は5.0μの純アルミニウム層を形成させた。メ
ッキの全厚みは20μとなるよう調整した。このメッキ
鋼板を、450℃にて30分加熱後Ot曲げ加工を行っ
ても、曲げ加工部には表面割れは発生せず、極めて優れ
た加工性を有するものであった。又、大気暴露試験の結
果、表面変色は殆ど発生せず、腐食による重量変化は従
来材の1/2〜1/3程度であった。
【0013】実施例3 板厚0.8mmの薄鋼板を水素8%含む窒素雰囲気中で
焼鈍後、シリコンを8.5%含むAl−Si合金を3μ
スプレーメッキした。更にその上層に(Fe+Si)含
有量が0.5%以下の純アルミニウムを約15μスプレ
ーメッキした。このめっき鋼板を、絞り比1.8の加工
度で円筒形絞り加工を行い加工後の表面を観察した。パ
ンチコーナーR部(R=3.0)およびダイスコーナー
R部(R=4.0)に相当する加工後の鋼板表面に割れ
は見いだされず、極めて優れた加工性を有するものであ
った。又、加工前の鋼板の大気暴露試験の結果、表面変
色は殆ど発生せず、腐食による重量変化は従来材の1/
2〜1/3程度であった。
【0014】比較例1 板厚0.8mmの薄鋼板を水素8%含む窒素雰囲気中で
焼鈍後、シリコンを9.5%含むアルミニウムメッキ浴
に浸漬後浴より引き上げ、ガスワイピング法により過剰
のAl−Si合金を払拭し、20μのメッキ厚みに付着
量を調整した。このメッキ浴中には、長時間のメッキ作
業により鋼板より溶出した鉄が1.9%含まれていた。
このめっき鋼板をOt曲げ加工した所、曲げ加工部に多
数のクラックガ認められたため湿気槽試験に供した所、
クラック発生部は赤錆に覆われ実用性に乏しいものであ
った。
【0015】比較例2 真空蒸着法により、鉄を全く含まないAl−Si合金
(Si8.5%)を20μメッキした。このメッキ鋼板
を、450℃にて30分加熱後Ot曲げ加工を行って
も、曲げ加工部には表面割れは発生せず、極めて優れた
加工性を有するものであった。大気暴露試験を行った
所、表面変色が発生しやすく、腐食による重量変化は純
アルミニウムメッキ鋼板の2〜3倍と劣ったものであっ
た。
【0016】比較例3 板厚0.8mmの薄鋼板を水素8%含む窒素雰囲気中で
焼鈍後、純アルミニウムメッキ浴に浸漬後浴より引き上
げ、ガスワイピング法により過剰のアルミニウムを払拭
し、20μのメッキ厚みに付着量を調整した。このメッ
キ浴中には、長時間のメッキ作業により鋼板より溶出し
た鉄が2.5%含まれていた。このメッキ鋼板を、絞り
比1.8の加工度で円筒形絞り加工を行い加工後の表面
を観察した。パンチコーナーR部(R=3.0)および
ダイスコーナーR部(R=4.0)に相当する加工後の
鋼板表面に膨れが発生し、テープテストでメッキ皮膜が
簡単に剥離した。
【0017】
【発明の効果】以上詳述するごとく、本発明のメッキ鋼
板は従来にない加工性と耐食性を兼備した優れたアルミ
メッキ鋼板であり、厳しい加工性を必要とする用途、長
期の耐候性を必要とされる用途、優れた耐熱性が要求さ
れる用途に最適な製品として使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 28/00 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の片面または両面に、内層から外層
    に向かってSi量は漸減しAl量は漸増する組成のアル
    ミメッキ層を施した事を特徴とするアルミメッキ鋼板。
  2. 【請求項2】 鋼板の片面または両面に、内層から外層
    に向かってSi量とFe量は漸減しAl量は漸増する組
    成のアルミメッキ層を施した事を特徴とするアルミメッ
    キ鋼板。
JP12139093A 1993-05-24 1993-05-24 アルミメッキ鋼板 Withdrawn JPH06330346A (ja)

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JP12139093A JPH06330346A (ja) 1993-05-24 1993-05-24 アルミメッキ鋼板

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