JPH08319548A - 耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 - Google Patents
耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法Info
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- JPH08319548A JPH08319548A JP7126111A JP12611195A JPH08319548A JP H08319548 A JPH08319548 A JP H08319548A JP 7126111 A JP7126111 A JP 7126111A JP 12611195 A JP12611195 A JP 12611195A JP H08319548 A JPH08319548 A JP H08319548A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は耐食性、高温強度、耐熱性等に優れ
た溶融アルミめっき鋼板及びその製造法を提供する。 【構成】 （１）Ｃ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．６〜
２％、Ｔｉ：０．１〜０．５％、Ｎ：０．００４％以
下、Ａｌ：０．０１〜０．０８％、更にＳｉ，Ｐ，Ｂの
１種または２種以上を含有する鋼板の表面に、組成がＦ
ｅ：２５〜５０％、Ｓｉ：３〜１８％、Ｍｎ：０．１〜
５％、Ｃｒ：０．０５〜０．８％、残部がＡｌであるよ
うな金属間化合物層を有し、更にその表面にＳｉ：２〜
１２％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３
％、Ｃｒ：０．００２〜０．０５％、残部がＡｌで、不
純物中Ｚｎ，Ｓｎ含有量が合計で１％以下であるような
被覆層を有する溶融アルミめっき鋼板。 （２） （１）記載の鋼成分の鋼板をＳｉ：３〜１２
％、Ｆｅ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０
％、Ｃｒ：０．０２〜０．１５％、残部がＡｌで不純物
中Ｚｎ，Ｓｎ合計が１％以下であるようなめっき浴を使
用する溶融アルミめっき鋼板の製造法。
た溶融アルミめっき鋼板及びその製造法を提供する。 【構成】 （１）Ｃ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．６〜
２％、Ｔｉ：０．１〜０．５％、Ｎ：０．００４％以
下、Ａｌ：０．０１〜０．０８％、更にＳｉ，Ｐ，Ｂの
１種または２種以上を含有する鋼板の表面に、組成がＦ
ｅ：２５〜５０％、Ｓｉ：３〜１８％、Ｍｎ：０．１〜
５％、Ｃｒ：０．０５〜０．８％、残部がＡｌであるよ
うな金属間化合物層を有し、更にその表面にＳｉ：２〜
１２％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３
％、Ｃｒ：０．００２〜０．０５％、残部がＡｌで、不
純物中Ｚｎ，Ｓｎ含有量が合計で１％以下であるような
被覆層を有する溶融アルミめっき鋼板。 （２） （１）記載の鋼成分の鋼板をＳｉ：３〜１２
％、Ｆｅ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０
％、Ｃｒ：０．０２〜０．１５％、残部がＡｌで不純物
中Ｚｎ，Ｓｎ合計が１％以下であるようなめっき浴を使
用する溶融アルミめっき鋼板の製造法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車排気系
素材、家電、各種熱器具、建材等に使用される耐熱性、
高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びそ
の製造法に関するものである。
素材、家電、各種熱器具、建材等に使用される耐熱性、
高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びそ
の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶融アルミめっき鋼板は主としてアルミ
からなるアルミめっき層（以下、めっき層と言う）、及
び被めっき鋼板とアルミの反応物である金属間化合物か
らなる層（以下、合金層と言う）とを有する鋼板で、耐
熱性、耐食性に優れることが知られている。これらの特
長を生かして、自動車排気系素材、熱器具を主とする家
電製品、屋根、壁などの建材等に広範に使用されてい
る。ステンレス鋼板も同様に耐熱性、耐食性に優れる
が、溶融アルミめっき鋼板はステンレス鋼板よりも廉価
であり、近年その用途が広がりつつある。しかし更に耐
熱性、高温強度を向上させた製品に対するニーズが広が
り、アルミめっき原板に様々な元素を添加する発明が多
数なされている。例えば、本出願人は耐熱性を増すため
にめっき原板中にＴｉを添加したもの（特公平５−２１
９７８号公報）、及び高温強度を増すためにＴｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ等の元素を添加したもの（特公平２−６１５４１
号公報）等を既に開示した。一方耐食性を向上させるた
めにアルミめっき浴に元素を添加する例も多数見られ
る。例えば特公昭６３−２３２６４号公報にはＳｉ：３
％以下、Ｍｎ：０．５〜４％を含有するめっき層を有す
る鋼板の例が、また特公平６−１１９０６号公報にはＣ
ｒ：０．０１〜２％をめっき浴中に添加するめっき鋼板
の製造法がある。
からなるアルミめっき層（以下、めっき層と言う）、及
び被めっき鋼板とアルミの反応物である金属間化合物か
らなる層（以下、合金層と言う）とを有する鋼板で、耐
熱性、耐食性に優れることが知られている。これらの特
長を生かして、自動車排気系素材、熱器具を主とする家
電製品、屋根、壁などの建材等に広範に使用されてい
る。ステンレス鋼板も同様に耐熱性、耐食性に優れる
が、溶融アルミめっき鋼板はステンレス鋼板よりも廉価
であり、近年その用途が広がりつつある。しかし更に耐
熱性、高温強度を向上させた製品に対するニーズが広が
り、アルミめっき原板に様々な元素を添加する発明が多
数なされている。例えば、本出願人は耐熱性を増すため
にめっき原板中にＴｉを添加したもの（特公平５−２１
９７８号公報）、及び高温強度を増すためにＴｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ等の元素を添加したもの（特公平２−６１５４１
号公報）等を既に開示した。一方耐食性を向上させるた
めにアルミめっき浴に元素を添加する例も多数見られ
る。例えば特公昭６３−２３２６４号公報にはＳｉ：３
％以下、Ｍｎ：０．５〜４％を含有するめっき層を有す
る鋼板の例が、また特公平６−１１９０６号公報にはＣ
ｒ：０．０１〜２％をめっき浴中に添加するめっき鋼板
の製造法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような発明には次のような問題点があった。例えばＴ
ｉによる耐熱性向上効果は不めっきのようなめっき欠陥
に対して効果はあるが、めっき自体の耐熱性という観点
からは通常のアルミめっき鋼板と差異のあるものではな
かった。また高温強度を増した鋼についても耐熱性確保
のためにＴｉは添加されていて、耐熱性という点からは
同様の問題を抱えていた。一方めっき浴中に元素を添加
する発明においても、めっき浴の温度を上昇させないた
めにはめっき浴への元素の添加量は一定量に制限する必
要があり、耐食性を充分に高め得るほどの添加量を添加
することが困難であるという問題点があった。
たような発明には次のような問題点があった。例えばＴ
ｉによる耐熱性向上効果は不めっきのようなめっき欠陥
に対して効果はあるが、めっき自体の耐熱性という観点
からは通常のアルミめっき鋼板と差異のあるものではな
かった。また高温強度を増した鋼についても耐熱性確保
のためにＴｉは添加されていて、耐熱性という点からは
同様の問題を抱えていた。一方めっき浴中に元素を添加
する発明においても、めっき浴の温度を上昇させないた
めにはめっき浴への元素の添加量は一定量に制限する必
要があり、耐食性を充分に高め得るほどの添加量を添加
することが困難であるという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のこれまで
の欠点を克服する耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶
融アルミめっき鋼板を提供するものである。本発明者ら
は溶融アルミめっき鋼板の諸特性に及ぼす鋼成分及びめ
っき層、合金層の性質について種々実験を繰り返し、以
下の知見を得るに至った。すなわちアルミめっき浴にＭ
ｎとＣｒを複合添加すると、これらの元素はめっき層に
均一に分散するのではなく、合金層へ顕著に濃化してい
くことを見いだした。これは当該元素を複合添加したと
きに顕著に観察される現象で、具体的にはめっき層中の
これら元素の濃度は添加量の１／５〜１／１０程度で、
残りは合金層中へ濃化する。これらの元素は合金層の上
部、つまりめっき層と合金層界面に特に濃化する。従っ
て耐食性、耐熱性に効果のある添加元素の濃度を高めた
層を創製することが可能となり、かくなる組成を有する
溶融アルミめっき鋼板は従来の鋼板に比べて、格段優れ
た耐食性と耐熱性を有することを見いだした。
の欠点を克服する耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶
融アルミめっき鋼板を提供するものである。本発明者ら
は溶融アルミめっき鋼板の諸特性に及ぼす鋼成分及びめ
っき層、合金層の性質について種々実験を繰り返し、以
下の知見を得るに至った。すなわちアルミめっき浴にＭ
ｎとＣｒを複合添加すると、これらの元素はめっき層に
均一に分散するのではなく、合金層へ顕著に濃化してい
くことを見いだした。これは当該元素を複合添加したと
きに顕著に観察される現象で、具体的にはめっき層中の
これら元素の濃度は添加量の１／５〜１／１０程度で、
残りは合金層中へ濃化する。これらの元素は合金層の上
部、つまりめっき層と合金層界面に特に濃化する。従っ
て耐食性、耐熱性に効果のある添加元素の濃度を高めた
層を創製することが可能となり、かくなる組成を有する
溶融アルミめっき鋼板は従来の鋼板に比べて、格段優れ
た耐食性と耐熱性を有することを見いだした。
【０００５】また、めっき浴中のＳｎ，Ｚｎはいずれも
アルミめっき鋼板の耐食性を著しく阻害する元素であ
る。このためこれら不純物元素の和は一定量以下に制限
する必要がある。Ｍｎ，Ｃｒ添加による耐食性、耐熱性
向上効果は前述したように、めっき層−合金層界面のＭ
ｎ，Ｃｒ濃化層が鋼板の耐熱性、あるいは腐食が進展し
た際の耐食性に対して顕著に寄与するためであると推測
される。
アルミめっき鋼板の耐食性を著しく阻害する元素であ
る。このためこれら不純物元素の和は一定量以下に制限
する必要がある。Ｍｎ，Ｃｒ添加による耐食性、耐熱性
向上効果は前述したように、めっき層−合金層界面のＭ
ｎ，Ｃｒ濃化層が鋼板の耐熱性、あるいは腐食が進展し
た際の耐食性に対して顕著に寄与するためであると推測
される。
【０００６】これまで述べたＭｎ，Ｃｒ濃化層による耐
熱性向上効果はめっき層そのものに起因するものであ
る。ところがかくなるめっき浴に対して、めっき原板と
してＴｉ添加鋼を使用することによりめっき欠陥からの
異常酸化も抑制することが可能であり、総合的に極めて
優れた耐熱性を得ることができる。すなわちめっき原板
としてＴｉを含有し、かつＭｎ，Ｐ，Ｂ等を含有して高
温強度に優れる鋼を、めっき浴としてＭｎ，Ｃｒ添加浴
を使用すると、めっき層自身の耐熱性が向上する事に加
えて、不めっき部の耐熱性をも獲得し、同時に高温強度
に優れた溶融アルミめっき鋼板を得ることが可能とな
る。而して上記のめっき鋼板はめっき原板として特定量
のＣ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｎ，Ａｌ，Ｂを含有し、めっ
き浴中に特定量のＭｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｓｉを所定量添加
したうえで不純物のＳｎとＺｎの和を特定量に制限する
事で製造することができる。
熱性向上効果はめっき層そのものに起因するものであ
る。ところがかくなるめっき浴に対して、めっき原板と
してＴｉ添加鋼を使用することによりめっき欠陥からの
異常酸化も抑制することが可能であり、総合的に極めて
優れた耐熱性を得ることができる。すなわちめっき原板
としてＴｉを含有し、かつＭｎ，Ｐ，Ｂ等を含有して高
温強度に優れる鋼を、めっき浴としてＭｎ，Ｃｒ添加浴
を使用すると、めっき層自身の耐熱性が向上する事に加
えて、不めっき部の耐熱性をも獲得し、同時に高温強度
に優れた溶融アルミめっき鋼板を得ることが可能とな
る。而して上記のめっき鋼板はめっき原板として特定量
のＣ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｎ，Ａｌ，Ｂを含有し、めっ
き浴中に特定量のＭｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｓｉを所定量添加
したうえで不純物のＳｎとＺｎの和を特定量に制限する
事で製造することができる。
【０００７】以下本発明を具体的に説明する。本発明に
よれば、めっき原板としてＣ：０．０２％以下、Ｍｎ：
０．６〜２％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｔｉ：０．１
〜０．５％、Ｎ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０１〜
０．０８％、Ｂ：０．００３％以下を含有し、残部が実
質的にＦｅ及び不純物元素であるような鋼板を使用し、
その表面に平均組成がＦｅ：２５〜５０％、Ｓｉ：３〜
１８％、Ｍｎ：０．１〜５％、Ｃｒ：０．０５〜０．８
％、残部が実質的にＡｌで、かつ厚みが５μｍ以下であ
るような合金層を有し、更にその表面にＳｉ：２〜１２
％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３％、Ｃ
ｒ：０．００２〜０．０５％、残部が実質的にＡｌから
なり、かつ不純物中のＳｎとＺｎの合計が１％以下であ
るようなめっき層を有する溶融アルミめっき鋼板が提供
される。また、かかる溶融アルミめっき鋼板の製造法と
して、上記の鋼板をＳｉ：３〜１２％、Ｆｅ：０．５〜
２．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．０２
〜０．１５％、残部が実質的にＡｌからなり、かつ不純
物中のＺｎとＳｎの和が１％以下であるようなめっき浴
でめっきする製造法が提供される。
よれば、めっき原板としてＣ：０．０２％以下、Ｍｎ：
０．６〜２％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｔｉ：０．１
〜０．５％、Ｎ：０．００４％以下、Ａｌ：０．０１〜
０．０８％、Ｂ：０．００３％以下を含有し、残部が実
質的にＦｅ及び不純物元素であるような鋼板を使用し、
その表面に平均組成がＦｅ：２５〜５０％、Ｓｉ：３〜
１８％、Ｍｎ：０．１〜５％、Ｃｒ：０．０５〜０．８
％、残部が実質的にＡｌで、かつ厚みが５μｍ以下であ
るような合金層を有し、更にその表面にＳｉ：２〜１２
％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３％、Ｃ
ｒ：０．００２〜０．０５％、残部が実質的にＡｌから
なり、かつ不純物中のＳｎとＺｎの合計が１％以下であ
るようなめっき層を有する溶融アルミめっき鋼板が提供
される。また、かかる溶融アルミめっき鋼板の製造法と
して、上記の鋼板をＳｉ：３〜１２％、Ｆｅ：０．５〜
２．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．０２
〜０．１５％、残部が実質的にＡｌからなり、かつ不純
物中のＺｎとＳｎの和が１％以下であるようなめっき浴
でめっきする製造法が提供される。
【０００８】以下本発明の限定理由について説明する。
まずめっき原板の組成について説明する。 Ｃ：Ｃ含有量が増すと一般に粒界析出炭化物が増えて、
鋼の粒界腐食を促進する。またＣは耐熱性を阻害する元
素で、これらの意味からＣは少ない方が望ましく、本発
明において０．０２％以下に限定する。 Ｍｎ：Ｍｎは鋼板の常温及び高温強度に対して寄与する
元素であり、６００℃以上での強度を確保するためには
０．６％以上必要である。一方Ｍｎは同時に鋼の成形性
を損なう元素で、２％を超えて含有すると著しく加工性
が劣化する。このため上限をこの量に規定する。
まずめっき原板の組成について説明する。 Ｃ：Ｃ含有量が増すと一般に粒界析出炭化物が増えて、
鋼の粒界腐食を促進する。またＣは耐熱性を阻害する元
素で、これらの意味からＣは少ない方が望ましく、本発
明において０．０２％以下に限定する。 Ｍｎ：Ｍｎは鋼板の常温及び高温強度に対して寄与する
元素であり、６００℃以上での強度を確保するためには
０．６％以上必要である。一方Ｍｎは同時に鋼の成形性
を損なう元素で、２％を超えて含有すると著しく加工性
が劣化する。このため上限をこの量に規定する。
【０００９】Ｔｉ：Ｔｉは鋼中Ｃ，Ｎ、或いは外部から
侵入するＯと反応してアルミめっき鋼板の耐熱性を向上
させる元素である。この効果のためにはＴｉ量としてＣ
とＮの合計量の約２０倍必要であり、ＣとＮの工業的な
低減可能な値（Ｃ＋Ｎ：０．００３〜０．００４％）に
対応する必要含有量として下限を０．１％とした。一方
Ｔｉの耐熱性への効果が飽和する事から上限を０．５％
とする。 Ｎ：Ｎは鋼の加工性を阻害する元素で、またＴｉと結合
して必要Ｔｉ量を高める元素である事から低い方が望ま
しい。従って０．００４％以下に限定する。 Ａｌ：Ａｌは溶鋼の精錬工程において鋼中酸素を調整す
るために添加するものであるが、多すぎるとアルミめっ
き性を阻害して不めっき発生を惹起する事、及び鋼板の
加工性を阻害する事から下限を０．０１％、上限を０．
０８％とした。
侵入するＯと反応してアルミめっき鋼板の耐熱性を向上
させる元素である。この効果のためにはＴｉ量としてＣ
とＮの合計量の約２０倍必要であり、ＣとＮの工業的な
低減可能な値（Ｃ＋Ｎ：０．００３〜０．００４％）に
対応する必要含有量として下限を０．１％とした。一方
Ｔｉの耐熱性への効果が飽和する事から上限を０．５％
とする。 Ｎ：Ｎは鋼の加工性を阻害する元素で、またＴｉと結合
して必要Ｔｉ量を高める元素である事から低い方が望ま
しい。従って０．００４％以下に限定する。 Ａｌ：Ａｌは溶鋼の精錬工程において鋼中酸素を調整す
るために添加するものであるが、多すぎるとアルミめっ
き性を阻害して不めっき発生を惹起する事、及び鋼板の
加工性を阻害する事から下限を０．０１％、上限を０．
０８％とした。
【００１０】本発明では上記の成分に加えて更に下記の
成分の１種または２種以上を添加する事ができる。 Ｓｉ：Ｓｉは常温、高温強度を上昇せしめる元素であ
る。その添加量が多いほど強度は大きくなるが、一方で
Ｓｉはめっき工程で鋼板表面にＳｉ酸化物を生成してめ
っき濡れ性を阻害する元素でもある。従って上限を１．
５％に限定する。 Ｐ：ＰもＳｉと同様に常温、高温強度を上昇させる。そ
の添加量が多いほど強度は大きくなるが、添加が０．１
％を超えると例えばスポット溶接ナゲット部に割れを生
じたりするなど溶接性を悪化させる。このため上限を
０．１％とする。 Ｂ：Ｂは結晶粒界にＢ化合物として析出し、高温時の結
晶粒粗大化を抑制し、それに伴う高温強度向上効果があ
る。しかし添加量が多くなると溶接熱などにより焼入れ
が行われ、過度に硬化して溶接部の延性を損なう。この
ため上限を０．３％に限定する。
成分の１種または２種以上を添加する事ができる。 Ｓｉ：Ｓｉは常温、高温強度を上昇せしめる元素であ
る。その添加量が多いほど強度は大きくなるが、一方で
Ｓｉはめっき工程で鋼板表面にＳｉ酸化物を生成してめ
っき濡れ性を阻害する元素でもある。従って上限を１．
５％に限定する。 Ｐ：ＰもＳｉと同様に常温、高温強度を上昇させる。そ
の添加量が多いほど強度は大きくなるが、添加が０．１
％を超えると例えばスポット溶接ナゲット部に割れを生
じたりするなど溶接性を悪化させる。このため上限を
０．１％とする。 Ｂ：Ｂは結晶粒界にＢ化合物として析出し、高温時の結
晶粒粗大化を抑制し、それに伴う高温強度向上効果があ
る。しかし添加量が多くなると溶接熱などにより焼入れ
が行われ、過度に硬化して溶接部の延性を損なう。この
ため上限を０．３％に限定する。
【００１１】次にめっき層の組成及び製造法の浴組成に
関して説明する。 Ｓｉ：溶融アルミめっき鋼板には前述したようにアルミ
めっき層に加えて非常に硬くて脆い合金層が生成し、こ
の層はめっき密着性を阻害する。この影響を少なくする
ために通常めっき浴中にＳｉを１０％程度添加して、合
金層の厚みを抑制している。本発明においても同様の目
的でＳｉを添加する。この目的のためにはめっき浴中の
Ｓｉ量は最低限３％は必要で、この時のめっき層中のＳ
ｉ量は２％以上になる。一方Ｓｉを添加し過ぎるとめっ
き層中に粗大な初晶Ｓｉが生成して耐食性に悪影響を与
えるため上限を１２％とする。この時のめっき層中Ｓｉ
量も１２％程度である。
関して説明する。 Ｓｉ：溶融アルミめっき鋼板には前述したようにアルミ
めっき層に加えて非常に硬くて脆い合金層が生成し、こ
の層はめっき密着性を阻害する。この影響を少なくする
ために通常めっき浴中にＳｉを１０％程度添加して、合
金層の厚みを抑制している。本発明においても同様の目
的でＳｉを添加する。この目的のためにはめっき浴中の
Ｓｉ量は最低限３％は必要で、この時のめっき層中のＳ
ｉ量は２％以上になる。一方Ｓｉを添加し過ぎるとめっ
き層中に粗大な初晶Ｓｉが生成して耐食性に悪影響を与
えるため上限を１２％とする。この時のめっき層中Ｓｉ
量も１２％程度である。
【００１２】Ｆｅ：Ｆｅはめっき原板あるいは浴中機器
より溶出してくるもので、本発明において特に積極的に
添加しようとするものではない。通常めっき層中にも
０．３〜０．８％程度含有されている。Ｆｅは耐食性に
悪影響を与えるため少ない方が好ましく、めっき層中上
限値を１％とする。本来的には少なければ少ないほど好
ましいが、前述したように不可避的に混入してくる元素
で完全に除去する事は困難である。また浴中においても
不可避的元素で、除去することは不可能に近い。無理に
低減すると浴中機器を溶損しやすくなるため、浴中の下
限値を０．５％とする。耐食性阻害あるいはドロス起因
の外観汚れがでることから浴中の上限値を２．５％とす
る。
より溶出してくるもので、本発明において特に積極的に
添加しようとするものではない。通常めっき層中にも
０．３〜０．８％程度含有されている。Ｆｅは耐食性に
悪影響を与えるため少ない方が好ましく、めっき層中上
限値を１％とする。本来的には少なければ少ないほど好
ましいが、前述したように不可避的に混入してくる元素
で完全に除去する事は困難である。また浴中においても
不可避的元素で、除去することは不可能に近い。無理に
低減すると浴中機器を溶損しやすくなるため、浴中の下
限値を０．５％とする。耐食性阻害あるいはドロス起因
の外観汚れがでることから浴中の上限値を２．５％とす
る。
【００１３】Ｍｎ：この元素は本発明において特に重要
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａｌ−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．５％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａｌ−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．５％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
【００１４】Ｃｒ：Ｍｎと並んでやはり本発明に重要な
元素である。Ｃｒは特に耐食性への影響が大きく、また
Ｍｎを合金層に濃化させる効果を有する。耐食性向上効
果を期待するためにはめっき層中に０．００２％以上必
要である。このためには浴中に０．０２％以上の添加が
必要である。ＣｒもＭｎと同様にめっき浴への溶解度が
低く、６５０℃で約０．１％で、これ以上溶解させよう
とするとやはり浴温を上げなければならない。すると合
金層が厚く成長するため、０．１５％を浴中Ｃｒ量上限
値とする。このときのめっき層中Ｃｒ量は０．０５％程
度であるため、この値をめっき層中Ｃｒ量の上限とす
る。Ａｌ−Ｃｒ二元状態図ではＡｌ中Ｃｒ溶解度は０．
４％であるが、Ｍｎと同様の理由で溶解度は下がってい
ると思われる。
元素である。Ｃｒは特に耐食性への影響が大きく、また
Ｍｎを合金層に濃化させる効果を有する。耐食性向上効
果を期待するためにはめっき層中に０．００２％以上必
要である。このためには浴中に０．０２％以上の添加が
必要である。ＣｒもＭｎと同様にめっき浴への溶解度が
低く、６５０℃で約０．１％で、これ以上溶解させよう
とするとやはり浴温を上げなければならない。すると合
金層が厚く成長するため、０．１５％を浴中Ｃｒ量上限
値とする。このときのめっき層中Ｃｒ量は０．０５％程
度であるため、この値をめっき層中Ｃｒ量の上限とす
る。Ａｌ−Ｃｒ二元状態図ではＡｌ中Ｃｒ溶解度は０．
４％であるが、Ｍｎと同様の理由で溶解度は下がってい
ると思われる。
【００１５】ＣｒとＭｎを複合添加した際に両元素が合
金層に濃化する理由については現在のところまだ不明確
ではあるが、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｆｅ（−Ａｌ−Ｓｉ）系の安
定な金属間化合物が生成するためにＦｅ濃度の高い原板
側にＣｒ，Ｍｎが移動していく事が考えられる。 Ｚｎ，Ｓｎ：これらは全てＡｌの耐食性を大きく阻害
し、白錆発生を早める元素である。このためこれらの元
素の和をめっき層中、浴中共に１％以下に限定する。
金層に濃化する理由については現在のところまだ不明確
ではあるが、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｆｅ（−Ａｌ−Ｓｉ）系の安
定な金属間化合物が生成するためにＦｅ濃度の高い原板
側にＣｒ，Ｍｎが移動していく事が考えられる。 Ｚｎ，Ｓｎ：これらは全てＡｌの耐食性を大きく阻害
し、白錆発生を早める元素である。このためこれらの元
素の和をめっき層中、浴中共に１％以下に限定する。
【００１６】次に合金層組成の限定理由を説明する。 Ｓｉ：前述したように合金層成長抑制の目的からめっき
浴中にＳｉ：３〜１２％を添加している。このときの合
金層中のＳｉ濃度は３〜１８％である。故に合金層中Ｓ
ｉはこの範囲内に限定する。 Ｆｅ：合金層は主としてめっき浴のＡｌと原板のＦｅの
反応により生成する。このときの合金層中のＦｅ濃度は
２５〜５０％になる。従って合金層中Ｆｅはこの範囲内
に限定する。
浴中にＳｉ：３〜１２％を添加している。このときの合
金層中のＳｉ濃度は３〜１８％である。故に合金層中Ｓ
ｉはこの範囲内に限定する。 Ｆｅ：合金層は主としてめっき浴のＡｌと原板のＦｅの
反応により生成する。このときの合金層中のＦｅ濃度は
２５〜５０％になる。従って合金層中Ｆｅはこの範囲内
に限定する。
【００１７】Ｍｎ：浴中に添加されたＭｎは前述したよ
うにＣｒの効果で合金層に濃化する。この効果により耐
食性、耐酸化性、密着性等の諸性能が大幅に向上する。
これらの効果が現れるには最低０．１％のＭｎが必要で
ある。一方やはり前述したように浴中Ｍｎ濃度には上限
があるために合金層中Ｍｎ濃度も上限を持つ。これが５
％である。 Ｃｒ：Ｍｎと同様Ｃｒも合金層に濃化する。Ｃｒも耐食
性に効果があると思われ、その効果は０．０５％以上で
効力を発揮する。Ｃｒの上限値もめっき浴に添加できる
Ｃｒ量に依存し、０．８％である。
うにＣｒの効果で合金層に濃化する。この効果により耐
食性、耐酸化性、密着性等の諸性能が大幅に向上する。
これらの効果が現れるには最低０．１％のＭｎが必要で
ある。一方やはり前述したように浴中Ｍｎ濃度には上限
があるために合金層中Ｍｎ濃度も上限を持つ。これが５
％である。 Ｃｒ：Ｍｎと同様Ｃｒも合金層に濃化する。Ｃｒも耐食
性に効果があると思われ、その効果は０．０５％以上で
効力を発揮する。Ｃｒの上限値もめっき浴に添加できる
Ｃｒ量に依存し、０．８％である。
【００１８】合金層厚みについては、厚すぎるとめっき
密着性を阻害するため上限を５μｍとする。合金層はめ
っき密着性を阻害するため薄い方が好ましいために特に
下限は設けない。通常の操業条件では合金層厚みは２〜
３μｍである。本発明によるアルミめっき鋼板は優れた
耐食性を有する。その理由は前述したように、合金層上
部（めっき層との界面近く）に濃化したＭｎ，Ｃｒが大
きく影響を及ぼしていると考えられる。本発明品の特徴
として端面、スクラッチからの腐食の伝播が大きく抑制
されることが挙げられ、成形時の疵やスポット溶接部位
を含む成形品において高い耐食性が期待できる。本発明
品は外観を美麗にするためにゼロスパングル処理を行う
事もできる。また初期防錆の目的からクロム酸を主成分
とするクロメート処理を施して使用する事も本発明の主
旨を損なうものではない。
密着性を阻害するため上限を５μｍとする。合金層はめ
っき密着性を阻害するため薄い方が好ましいために特に
下限は設けない。通常の操業条件では合金層厚みは２〜
３μｍである。本発明によるアルミめっき鋼板は優れた
耐食性を有する。その理由は前述したように、合金層上
部（めっき層との界面近く）に濃化したＭｎ，Ｃｒが大
きく影響を及ぼしていると考えられる。本発明品の特徴
として端面、スクラッチからの腐食の伝播が大きく抑制
されることが挙げられ、成形時の疵やスポット溶接部位
を含む成形品において高い耐食性が期待できる。本発明
品は外観を美麗にするためにゼロスパングル処理を行う
事もできる。また初期防錆の目的からクロム酸を主成分
とするクロメート処理を施して使用する事も本発明の主
旨を損なうものではない。
【００１９】
【実施例】次に本発明を実施例でもって更に詳しく説明
する。通常の熱延、冷延工程を経た板厚０．８ｍｍの表
１に示すような数種類の鋼成分の鋼をめっき原板として
使用し、無酸化炉−還元炉タイプのラインで溶融アルミ
めっきを行った。めっき後ガスワイピング法でめっき付
着量を両面約１２０ｇ／ｍ2 に調整し、冷却後捲取っ
た。この際めっき浴成分としてＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒを添加
してめっきを行い、良好な外観のめっきが可能であっ
た。こうして得られたアルミめっき鋼板の評価を行っ
た。評価方法を下記に示す。また製造条件を表２に、ま
た評価結果を表３にまとめる。
する。通常の熱延、冷延工程を経た板厚０．８ｍｍの表
１に示すような数種類の鋼成分の鋼をめっき原板として
使用し、無酸化炉−還元炉タイプのラインで溶融アルミ
めっきを行った。めっき後ガスワイピング法でめっき付
着量を両面約１２０ｇ／ｍ2 に調整し、冷却後捲取っ
た。この際めっき浴成分としてＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒを添加
してめっきを行い、良好な外観のめっきが可能であっ
た。こうして得られたアルミめっき鋼板の評価を行っ
た。評価方法を下記に示す。また製造条件を表２に、ま
た評価結果を表３にまとめる。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】（１）めっき層、合金層組成分析方法 めっき層：３％ＮａＯＨ＋１％ＡｌＣｌ3 ・４Ｈ2 Ｏ
中で電解剥離によりめっき層のみを剥離してめっき層組
成分析液として、各元素の定量分析を行った。 合 金 層：上記の電解剥離後、化成ソーダで合金層
を剥離して合金層組成分析液を得、各元素の定量分析を
行った。
中で電解剥離によりめっき層のみを剥離してめっき層組
成分析液として、各元素の定量分析を行った。 合 金 層：上記の電解剥離後、化成ソーダで合金層
を剥離して合金層組成分析液を得、各元素の定量分析を
行った。
【００２４】（２）耐食性試験：下記の３種の試験を行
った。 塩水噴霧試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料に対してＪＩＳ Ｚ ２３
７１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、腐食減量を
測定した。 自動車排気系模擬凝結水浸漬試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料を表４の溶液に３０分浸漬
し、７０℃で３０分乾燥した。このサイクルを１０００
サイクル行い、試験後の腐食減量を測定した。
った。 塩水噴霧試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料に対してＪＩＳ Ｚ ２３
７１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、腐食減量を
測定した。 自動車排気系模擬凝結水浸漬試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料を表４の溶液に３０分浸漬
し、７０℃で３０分乾燥した。このサイクルを１０００
サイクル行い、試験後の腐食減量を測定した。
【００２５】
【表４】
【００２６】（３）めっき密着性：下記２種の試験を行
った。 リバースベンド試験 図１に示すような形状に試片の衝撃曲げを行い、曲げ部
のめっき剥離状況を観察して、評点をつけた。評点の基
準を下記に示す。 評 点 基 準 １ 異常無し ２ めっき層に亀裂発生 ３ 点状めっき剥離あり ４ 箔状めっき剥離あり ５ 全面めっき剥離 カップ絞り試験 ブランク径：５０ｍｍ 絞り深さ：１０ｍｍ ダイス肩半径：２ｍｍ ポンチ径：３３ｍｍ 上記条件で絞り加工を行い、側面部のめっき剥離状況を
観察した。評点の基準はのリバースベンド試験と同一
である。
った。 リバースベンド試験 図１に示すような形状に試片の衝撃曲げを行い、曲げ部
のめっき剥離状況を観察して、評点をつけた。評点の基
準を下記に示す。 評 点 基 準 １ 異常無し ２ めっき層に亀裂発生 ３ 点状めっき剥離あり ４ 箔状めっき剥離あり ５ 全面めっき剥離 カップ絞り試験 ブランク径：５０ｍｍ 絞り深さ：１０ｍｍ ダイス肩半径：２ｍｍ ポンチ径：３３ｍｍ 上記条件で絞り加工を行い、側面部のめっき剥離状況を
観察した。評点の基準はのリバースベンド試験と同一
である。
【００２７】（４）耐熱性試験 寸法１００×１００ｍｍの試料を８００℃で４８ｈｒ保
定し、その後冷却する過程を１サイクルとして、このサ
イクルを５サイクル繰り返し、試験後の酸化増量を測定
した。 （５）プレス成形性 ８０ｍｍφの直径で４０ｍｍ深さに成形し、割れの発生
により成形性を評価した。 〇：割れなし ×：割れ発生
定し、その後冷却する過程を１サイクルとして、このサ
イクルを５サイクル繰り返し、試験後の酸化増量を測定
した。 （５）プレス成形性 ８０ｍｍφの直径で４０ｍｍ深さに成形し、割れの発生
により成形性を評価した。 〇：割れなし ×：割れ発生
【００２８】（６）溶接性 Ｉ開先突合せＴＩＧ溶接を行い、溶接部位にエリクセン
試験をして延性を評価した。 溶接条件：電流９５Ａ 電圧１１Ｖ 溶接速度３００mm
/min アーク長１．５m （７）高温強度 試験温度６００℃で高温引張試験を行い、引張強度と伸
びを評価した。
試験をして延性を評価した。 溶接条件：電流９５Ａ 電圧１１Ｖ 溶接速度３００mm
/min アーク長１．５m （７）高温強度 試験温度６００℃で高温引張試験を行い、引張強度と伸
びを評価した。
【００２９】
【発明の効果】本発明によって得られたアルミめっき鋼
板は極めて優れた耐熱性、高温強度を有する。さらに塩
水噴霧や自動車排気系凝結水浸漬環境のような厳しい環
境においても腐食による板厚現象が少ない。従って本材
料はステンレスに代替しうる自動車排気系材料として極
めて有望であると考えられる。
板は極めて優れた耐熱性、高温強度を有する。さらに塩
水噴霧や自動車排気系凝結水浸漬環境のような厳しい環
境においても腐食による板厚現象が少ない。従って本材
料はステンレスに代替しうる自動車排気系材料として極
めて有望であると考えられる。
【図１】めっき密着性評価法であるリバースベンド法の
成形形状、手順の説明図である。
成形形状、手順の説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年２月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】Ｍｎ：この元素は本発明において特に重要
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａ１−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．３％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａ１−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．３％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼成分が重量％で、 Ｃ ：０．０２％以下 Ｍｎ：０．６〜２％ Ｔｉ：０．１〜０．５％ Ｎ ：０．００４％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０８％ に加えて更に、 Ｓｉ：１．５％以下 Ｐ ：０．１％以下 Ｂ ：０．０００３％以下 の１種または２種以上を含有し、残部が実質的にＦｅ及
び不可避的不純物元素である鋼板の表面に、その平均組
成が重量％で、 Ｆｅ：２５〜５０％ Ｓｉ：３〜１８％ Ｍｎ：０．１〜５％ Ｃｒ：０．０５〜０．８％ 残部が実質的にＡｌからなり、かつ厚みが５μｍ以下で
あるような金属間化合物被覆層を有し、更に該金属間化
合物被覆層の表面に、重量％で、 Ｓｉ：２〜１２％ Ｆｅ：１％以下 Ｍｎ：０．００５〜０．３％ Ｃｒ：０．００２〜０．００５％ 残部が実質的にＡｌからなり、かつ不純物中のＺｎ，Ｓ
ｎ含有量が合計で１％以下である被覆層を有する事を特
徴とする耐熱性、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼
板。 - 【請求項２】 鋼成分が重量％で、 Ｃ ：０．０２％以下 Ｍｎ：０．６〜２％ Ｔｉ：０．１〜０．５％ Ｎ ：０．００４％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０８％ に加えて更に、 Ｓｉ：１．５％以下 Ｐ ：０．１％以下 Ｂ ：０．０００３％以下 の１種または２種以上を含有し、残部が実質的にＦｅ及
び不可避的不純物元素である鋼板に、 Ｓｉ：３〜１２％ Ｆｅ：０．５〜２．５％ Ｍｎ：０．０５〜１．０％ Ｃｒ：０．０２〜０．１５％ 残部が実質的にＡｌよりなり、かつ不純物中のＺｎ，Ｓ
ｎ含有量が合計で１％以下であるめっき浴で溶融アルミ
めっきする事を特徴とする耐熱性と耐食性に優れた溶融
アルミめっき鋼板の製造法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12611195A JP3383122B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
| EP96107911A EP0743373B1 (en) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Hot-dipped aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance, and production method thereof |
| US08/649,363 US5789089A (en) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Hot-dipped aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance, and production method thereof |
| DE69603782T DE69603782T2 (de) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Aluminiumbeschichtetes Stahlband mit sehr guter Korrosions- und Wärmebeständigkeit und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| KR1019960016812A KR0176301B1 (ko) | 1995-05-18 | 1996-05-18 | 우수한 내식성과 내열성을 가지는 용융 알루미늄 코팅 강판과 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12611195A JP3383122B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319548A true JPH08319548A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3383122B2 JP3383122B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=14926907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12611195A Expired - Fee Related JP3383122B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-25 | 耐熱性、高温強度、耐食性に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383122B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8722204B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-05-13 | Posco | Aluminum coated Steel sheet having excellent oxidation resistance and heat resistance |
| JP2017026147A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | クーパー−スタンダード・オートモーティブ・インコーポレーテッド | 管材、二重壁鋼管および二重壁鋼管を製造する方法 |
| CN119061343A (zh) * | 2024-09-03 | 2024-12-03 | 首钢集团有限公司 | 一种铝合金镀层钢板及其制备方法 |
| KR20250035675A (ko) | 2023-09-05 | 2025-03-13 | 주식회사 포스코 | 용융 도금강판 및 그 제조방법 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12611195A patent/JP3383122B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8722204B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-05-13 | Posco | Aluminum coated Steel sheet having excellent oxidation resistance and heat resistance |
| JP2017026147A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | クーパー−スタンダード・オートモーティブ・インコーポレーテッド | 管材、二重壁鋼管および二重壁鋼管を製造する方法 |
| KR20250035675A (ko) | 2023-09-05 | 2025-03-13 | 주식회사 포스코 | 용융 도금강판 및 그 제조방법 |
| CN119061343A (zh) * | 2024-09-03 | 2024-12-03 | 首钢集团有限公司 | 一种铝合金镀层钢板及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3383122B2 (ja) | 2003-03-04 |
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