JPS5848692A - 合金化亜鉛メツキ鋼板及びその製造方法 - Google Patents

合金化亜鉛メツキ鋼板及びその製造方法

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JPS5848692A
JPS5848692A JP14462381A JP14462381A JPS5848692A JP S5848692 A JPS5848692 A JP S5848692A JP 14462381 A JP14462381 A JP 14462381A JP 14462381 A JP14462381 A JP 14462381A JP S5848692 A JPS5848692 A JP S5848692A
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JP
Japan
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zinc
steel plate
alloyed
galvanized steel
heating
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JP14462381A
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English (en)
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Yoshihiro Oie
尾家 義弘
Yoshitaka Miura
三浦 喜隆
Tadao Azami
生明 忠雄
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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】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】 本発明は電着塗装下地用として好適な鉄−亜鉛合金メッ
キ層を有する合金化亜鉛メッキ鋼板とその製造方法に関
する。
従来、溶融亜鉛メッキ鋼板を加熱して得られる合金化亜
鉛メッキ鋼板はその合金メッキ層が鉄−亜鉛合金層から
成り、亜鉛メッキ鋼板の欠点である塗料の密着性、耐食
性、加工性、溶接性等を改良した材料として知られてい
る。又合金化亜鉛メッキ鋼板は亜鉛鉄板のようにスパン
グル模様がなく、微細な結晶質の合金により被覆されて
おり、緻密な表面形状を有しているため、塗料及び塗装
方法を選択することなく、容易に平滑で美しい塗装仕上
り外観が得られる点でも優れた特色を有していた。
しかしながら、近年塗装技術分野に於て開発され、すぐ
れた塗装法として自動車や電気機器分野に普及しはじめ
たカチオン電着塗装を合金化亜鉛メッキ鋼板に行なうと
、塗面に小さなピンホール状の塗膜欠陥(クレータリン
グと呼ぶ)を発生し、商品価値を損するのみならず、こ
れが多発すると耐食性を低下させるという重大な問題が
起きている。しかもこのクレータリング現象は合金化亜
鉛メッキ鋼板に限って発生し、冷延鋼板や亜鉛メッキ鋼
板など他の鉄鋼材料では発生しないため、電着設備、作
業面での対策もとりに<<、上記のような問題点のない
改良された合金化亜鉛メッキ鋼板が要望されていた。
本発明者等はかかる問題を解決するために、先ず合金化
亜鉛メッキ鋼板でのクレータリング発生傾向と合金メッ
キ品質との相関関係をとり、メッキ層の詳しい性状調査
を行った。その結果、従来の合金化亜鉛メッキ鋼板は合
金メッキ層が主としてδ1相から成るものの、X#回折
スペクトルをとれば分るように、r相、ζ相、η相、α
−Feなどが混在して合金メッキ層が複雑な組成から成
り立っていること、又X線回折スペクトルに於て、δ1
相の主回折線のピーク高さが他にくらべて小さくて、逆
にF相や特にα−Feの存在が多くなるほど、クレータ
リングの発生が多くなることをつきとめた。従って、改
良された合金化亜鉛メッキ鋼板は何らかの工夫によって
、その合金メッキ層を結晶構造的に均質化したδl相と
し、r相やα−Feをなくすることが必須条件となる。
かくして本発明者等はこの合金メッキ層の品質を満足す
るような合金化亜鉛゛メッキ鋼板の製造方法について、
種々研究を行った結果、klとMgを必須成分として所
足量含有する亜鉛浴にて亜鉛メッキ後、適切な加熱処理
を施すと極めて結晶方位の整ったδ1単相から成り、α
−FeやF相を含有しない合金メッキ層が得られること
を6知り、本発明を完成したものである。
即ち、本発明は以上のような知見にもとすいてなされた
ものであって、その要旨とするところは、(1)次式で
示されるHが3.5以上のδ、相から成り、且つ α−
Feを実質的に混−在しない厚さ3〜20μの鉄−亜鉛
合金メッキ層を少くともその片面に有することを特徴と
する合金化亜鉛メッキ鋼板、但しII:面間隔’t =
2.20に於ける回折線のピーク高さ工、:   # 
  d、=2.15 I3:面間隔d、−2,13に於ける回折線のピーク高
さ及び (21kl : 0.05〜0.25%、Mg : 0
.2〜1.5%を含み、残部が不可避金属から成る亜鉛
浴中で少くともその片面に亜鉛メッキを施したのち、亜
鉛メッキ層を温度500〜800℃で加熱し、合金化処
理を施すことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
合金化亜鉛メッキ鋼板の製造方法にある。
以下に本発明の詳細な説明する。
先ず、本発明の合金化亜鉛メッキ鋼板に於て、合金メッ
キ層を結晶方位の整ったδ1相とするのはクレータリン
グ発生を抑制するために、表面組成を結晶構造的に均一
なものとする意であり、具体的には合金メッキ層をX線
回折したときに、スペクトルはδ1相のds==2.1
3で突出したピークを示し、他に強い回折線が存在しな
いことを必要とする。
ここでδ1相のd3=2.13は面指数が101面(h
、に、/りに相当し、配向性の尺度は次の(81式を用
いて定義する便宜的なインデックスH値によって表わす
ことが出来る。
但し11:面間隔d I−220に於ける回折線のピー
ク高さI2:   ’   δ2−2.15 I、:   #   δ3−2.13 H値が3.0未満の合金化亜鉛メッキ鋼板ではクレータ
リングが発生し、Hが3.0以上、好ましくは3.5以
上では発生しないが、発生してもごく僅かである。ちな
みlこ従来の合金化亜鉛メッキ鋼板ではHが2.0〜2
.8であるのに対して、本発明の合金化亜鉛メッキ鋼板
ではHが3.5以上である。なお上限は特に定めないが
、実用上の上限は生産技術的に8.0程度である。クレ
ータリング発生き相関度の高いr相、及びα−Feの主
回折線は各々山=2.11 、 d2=2.02に現れ
るので、これらはδ1相のd。
=2.13の回折線との強度比で示される。例えばα−
F、eについてみれば次の(bJ式lこて表される。
4 ・・・・・・・・・・・・・・(bノ ■3 但し I4:面間隔d、−2,02に戻ケる回折線のピ
ーク高さH値は勿論小さい程よく、R=0の合金メッキ
鋼板ではクレータリングを起さない。F相についてもα
−Feと同様の傾向を示す。
なお、回折線のdの値について、サンプルによっては指
定した値から若干ずれることがあるが、固溶体を形成し
ている際にはしばしばみられることなので注意して決定
しなければならない。
合金メッキ層の厚み指定について、その範囲を3〜20
μとしたのは溶融メッキ法で経済的に得られる限界のな
みであるからである。即ち、下限の厚みは溶融Znメッ
キ時に亜鉛メッキ量と、ガスクイピングによってコント
ロールするが、3μ未満のメッキ厚みは均一に管理でき
ないことによる。
上限の厚みもメッキ量が20μを超えると合金層の品質
管理ができなくなるととlこよる。
次に、本発明による電着塗装性にすぐれた合金化亜鉛メ
ッキ鋼板の製造は、通常の鉄鋼の連続亜鉛メッキ設備に
於て、(例えばゼンジマ一方式。
無酸化炉方式、タック・ノーマン方式等)先ず。
A#=o、os〜0.25%、Mg=0.2〜1.5%
を含み、残部が不可避金属から成る亜鉛浴中で亜鉛メッ
キを施す。
ここでA#は亜鉛メッキ層の密着性を向上させる目的で
亜鉛浴中に添加する。AIを上記範囲に限定するのはA
Iが0.05%未満では添加効果がなく、0.25%を
超える場合lこはメッキ層と地鉄の界面にFe−AZ化
合物が多く生成して、後工程で亜鉛メッキ層と合金化処
理する際に鉄の拡散が抑制されて合金層の生長が妨げら
れ作業性が著るしく低下するからである。Mgは亜鉛の
鋳造組織を微細化すると共に反応性が大きく合金化処理
によって結晶方位の整ったδ1相を生成させる目的で添
加する。
Mgを上記範囲に限定するのは0.2%未満では添加効
果がなく1.5%を超えても効果がさほど向上するもの
ではなく、むしろ亜鉛メッキ層が粗雑になったり、外観
不良を起し易くなり、後工程での合金処理が難しくなる
。これはMgが亜鉛浴中で酸化しやすいことによる。
亜鉛浴の酸化防止のために、浴面を非酸化性の雰囲気で
覆う方法(Iron Age、April 6 、’8
1 、71 )が公知であるが、この様な設備で亜鉛メ
ッキを施すことも本発明の主旨を逸脱するものではない
。
AjとMg以外の金属としては、0.2%以下のpb、
0.1%以下のCdが不純物として亜鉛浴中に存在して
いても構わない。Zn浴を出た鋼板は直ちにガスクイピ
ングなどによって亜鉛目付量をコントロールしたのち、
冷却前に加熱処理を施して亜鉛メッキ層を合金化する。
加熱方法はガス直火加熱。
輻射加熱、電気加熱(抵抗加熱、誘導加熱など)などい
ずれであってもよいが、加熱条件は温度500〜800
°C(但し亜鉛メッキ層温度)加熱時間2〜60秒が適
当である。加熱温度が500’O未滴の場合には合金層
中にり相やζ相が残留し易すく、δ1相の発達が不十分
となる。又、合金化速度も遅くなり経済的に不利である
。一方、加熱温度が800℃を超える場合には、ζ相の
発達が顕著となり、α−Feが生成し易すくなる。これ
らの合金相の変化は亜鉛メッキ浴中のA#量、亜鉛メッ
キ厚み等によってFeの拡散量が変ってくるので加熱時
間にも注意して加熱条件をコントロールする必要がある
。他の加熱方法として、冷えた亜鉛メッキ鋼板を箱型焼
鈍炉により加熱し、合金化するのもかまわないが、処理
時間が長くかかり経済的には不利である。
このようにして得られた合金化亜鉛メッキ鋼板のメッキ
層の品質はX線回折によって前述の如くH値及びH値で
容易に管理できる。
かくして、本発明により鉄鋼の連続亜鉛メッキ設備を用
いて生産性、作業性を損うことなく、カチオン電着塗装
を行ってもクレータリングを発生することなく、良好な
耐食性を有する合金化亜鉛メッキ鋼板を容易に製造する
ことが可能であり、従来の合金化亜鉛メッキ鋼板に比較
して格段に優れた特性を提供する。
次に実施例により本発明の効果をさらに具体的に説明す
る。
実施例 無酸化炉方式による溶融亜鉛メッキ設備を用いて、亜鉛
メッキ浴組成並に加熱処理条件を変えて合金化亜鉛メッ
キ鋼板を製造した。即ち亜鉛メツキ浴へのA# 、 M
gの添加は亜鉛との母合金により行ない、亜鉛浴中の濃
度を変えた。Mg濃度が0.7%以上の場合にはN、シ
ールボックスを用いて亜鉛浴の酸化を防止した。
亜鉛メッキ後の加熱処理は輻射加熱とガス直火加熱を併
用して行なった。得られた合金化亜鉛メッキ鋼板のメッ
キ性状はX線回折により解析した。
カチオン電着塗装によるクレータリング発生量の評価試
験は次のように−行った。即ち、電着塗料は代表的な市
販塗料2種類を標準条件にて電着槽に調製した。次に前
記の合金化亜鉛メッキ鋼板を脱脂・洗浄の後、これを陰
極として所定条件にて電着塗装し、水洗後に電気熱風乾
燥炉で焼付け、冷却した。次に塗装表面を肉眼又は顕微
鏡にて観察し、単位面積当りのクレータリング発生量を
求めた。詳細なる電着条件は次の通り。
′第1表に試験結果を示す。
第1表から分るように、本発明に該当する合金化亜鉛メ
ッキ鋼板は、カチオン電着塗装に対して、クレータリン
グの発生がないが、又は発生しても極めて僅少であり、
従来の合金化亜鉛メッキ鋼板に比較して格段にすぐれて
いる。又本発明の合金化亜鉛メッキ鋼板はH値が大きく
δ、相がよく発達していて配向性がよく、逆にR値は小
さくてα−Feの混在はみられず、クレータリングの抑
制に大きな効果を有している。
手続補正書 F@856年10月Z7 日 特許庁長官  島 1)春 樹 殿 l事件の表示 11fl和56年f許am144623号2発明の名称 合金化亜鉛メッキ鋼板及びその装造方法3補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所  東原都千代田区大手町2丁目6番3号名称 
(665)新日本製鐵株式会社 代表者  武 1) 豊 4代 理 人 〒105電(503)48776補正に
よシ増加する発明の数 。
7、補正の対象  願書の前記以外の発明者の欄、明細
書の発明q説明の欄 8補正の内容 (1)願書の前記以外の発明者において「三浦喜隆」の
ふりがな「ヨシタカ」は「ノブタカ」の誤りであるので
別紙の通シ補正した願書を提出する。
(2)明細書第7頁11行において。
「れる成果のなみである・・・」とあるを、「限界の厚
みである・・・」と補正する。
(3)同第7頁12行目〜13行目において。
「ガスクイピング」とあるを、 「ガスワイピング」と補正する。
(4)同第9頁5〜6行目において、 「ガスクイピング」と゛あるを、 「ガスワイピング」と補正する。
4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)次式で示されるHが3.5以上のδ1相から成り
    、且つα−Feを実質的に混在しない厚さ3〜20μの
    鉄−亜鉛合金メッキ層を少くともその片面に有すること
    を特徴とする合金化亜鉛メッキ鋼板。 但し 工、:  面間隔d、 −2,20に於ける回折
    線のピーク高さI2:    #   d、−2,15
    Is  :    ’   d3−2.13(2)  
    At: 0.05〜0.25%、Mg:0.2〜15%
    を含み、残部が不可避金属から成る亜鉛浴中で少くとも
    その片面に亜鉛メッキを施したのち亜鉛メッキ層を温度
    500〜800℃で加熱し、合金化処理を施すことを特
    徴とする合金化亜鉛メッキ鋼板の製造方法。
JP14462381A 1981-09-16 1981-09-16 合金化亜鉛メツキ鋼板及びその製造方法 Pending JPS5848692A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084009A (ja) * 1994-06-23 1996-01-09 Kita Nippon Kenzai Lease Kk 土留め矢板の支持方法及びその装置
KR100498092B1 (ko) * 2000-11-02 2005-07-01 주식회사 포스코 내식성이 우수한 아연도금욕 및 아연합금도금강판
US9744743B2 (en) 2012-12-26 2017-08-29 Posco Zn—Mg alloy plated steel sheet, and method for manufacturing same

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