JPS59200749A - めつき層加工性の優れたガルバニ−ルド鋼板 - 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】 本発明は、加工性の優れためっき層を有するカルハニー
ルト銅板に関するものである。

カルハニールド鋼板は、溶融亜鉛めっき直後のめっき鋼
板を加熱処理することによって、めっき層に鉄−亜鉛合
金相を成長させためっき鋼板である。その鉄−亜鉛合金
相として、一般にはη相、ζ相、δ】相およびｒ相の各
相が知られており、これら各合金相の鉄濃度はｒ相（２
０〜２８ｗｔ％）が高く、つづいてδ１相（７，０−１
１，４ｗｔ％）、ζ相（５，５〜８．２　ｗｔ％）、η
相（０−０，００３吋％）の順となっている。

現在市販されているガルバニールド鋼板のめっき層はδ
１相を主体としているが、その多くはめっきが６１単独
相からなっている。しかし、市販品の中には、δ１相の
ほかに少量の（ｒ＋６１）Ｒ金相の成長が認められるも
のもある。また、市販品のガルパニールト鋼板のめっき
層中鉄濃度は７〜１２ｗｔ％である。

他方、従来のカルパニールト鋼板のめっき層特性につい
て、本発明者等の研究によれば、塗膜冨７；性、塗装後
向食性および溶接性が優れてし・る。

このため、この長所が生かされ得る自動車工業、家電機
器工業、建材工業等の分野で多量に用いられている。し
かし、同分野では成形加工が不可欠である場合が多く、
例えば自動車車体の成形にはプレス加工が用いられる。

この時、従来のガルパニールド鋼板のめっき層は粉末状
または箔状に剥鵡し、この部分の塗装後耐食性が劣化す
ることなど、めっき倍加工性に係わる問題のあることが
判った。

このめっき倍加工性が劣る点に関し、これまでにいくつ
かの加工性の改良方法が試みられている。例えば、特公
昭４９−４１３４号では、従来のめっき表層まで８１相
でなるめっき層にかえて、めっき表層部を（η＋ζ）混
合相からなるめっき層としている。しかしながら、本発
明者等の研究によれば、これまでに公知となった方法で
は、めっき表層まで６１相でなる従来のガルバニールド
用板に比へて、めっき倍加工性はそれほど改良されず、
溶接性、塗装後向食性などの特性は逆に劣化する傾向が
認められた。

従来のめっき層加工性改良法がそれほど効果的でない理
由については、次のように推察される。

すなわち、本発明者等の研究によれば、めっき倍加工性
とめっき層中鉄濃度とは密接な関係があり、めっき倍加
工性はめっき層中鉄濃度が上昇するにつれて反比例的に
劣化する。このため、めっきだけを６１和から（η＋ζ
）混合相としても、鉄濃度はそれほど低下せず、従って
加工性改良効果も殆ど期待できないのである。なお、加
工性改良効果が期待できるところまで鉄濃度を下げ、例
えば３ｗｔ％とした場合、一般的なガルバニールド鋼板
の目付量（片面当り２０〜１３０　ｇ　／ｒｎ’）では
めっき層の最表層はη相からなり、塗装後向食性、溶接
性および塗膜密着性などの特性は著しく低下する。すな
わち、めっき倍加工性は改良されるが、その犠牲として
ガルパニールド鋼板が本来具備する他の特性が劣化して
しまう。

従って、本発明のｌ］的は上述した実状に鑑み、カルへ
二−ルト鋼板が具備する優れた特性を保持し、かつ加工
性の優れたガルパニールト鋼板を提供しようとするにあ
る。

本発明のカルパニールド鋼板は、めっき層中鉄濃度が１
５〜２７ｗｔ％であり、かつ、めっき層の鉄−亜鉛合金
相組成が鋼板素地側から、ｒ相、（ｒ＋６１）混合相、
δ１相の順でなるか、あるいはｒ相、（ｒ＋６１）混合
相の順でなるか、あるいはｒ相単独でなるめっき層を有
する。このようにめっ５層を規制する理由は、次のよう
な理由に基づ〈。

第１図は、めっき層中鉄濃度とめっき倍加工性との関係
についての本発明者等の研究結果を示すものである。こ
の図から次のようなことがわかる。すなわち、めっき倍
加工性は、鉄濃度約１２ｖｔ％以下の範囲では鉄濃度の
上昇に伴ってほぼ反比例的に劣化する。１２〜１３ｗｔ
％の範囲では最低位一定となり、１３〜１５ｗｔ％の範
囲では鉄濃度の上昇に伴ってほぼ比例的に改良される。

そして１５〜２７ｗｔ％の範囲では最も優れた状ｙハ、
が持続する。約２８％以上になると再び劣化することか
判明した。すなわち、従来のカルへ二−ルト鋼板のめっ
き層中鉄濃度範囲（７〜１２ｗｔ％）では、めっき倍加
工性は鉄濃度の上昇に伴って劣化するとした、これまで
の定説は正しいことが判る。ところが、従来よりもめっ
き層中鉄濃度を著しく高めたところに、めっき倍加工性
が著しく優れる鉄濃度範囲が存在したのである。従って
、本発明のガルへニールＦｔｌｌｌ板においては、」−
記知見に２（づき、めっき層中鉄濃度範囲を１５〜２７
ｗｔ％に限定する。なお、第１図における加工性の評価
方法は以下の通りである。

試験面を圧縮側として９０度曲げ加工を実施し、曲げ加
工部にセロテープを接着した後、これをはがして、テー
プにイ・ｊｆｆｌした剥離めっき；ｌ：をド記の５段階
評価基準により評価した。

ｌ・・・全く剥離なし ２・・・剥離量極く少量 ３・・・剥離量小 ４・・・剥離量中 ５・・・ス１１＃ノー二人 また、鉄−亜鉛合金相組成について、従来のガルバニー
ルト鋼板および本発明のガルパニールド鋼板それぞれの
めっき層を、Ｘ線回折装置、Ｘ線マイクロアナライザー
および光学顕依鏡などにより研究した結果、第２図に示
すようなことが判明した。すなわち、めっき層中鉄濃度
が高くなるほど鋼板との接触界面１寄り（鋼板素地寄り
）に鉄濃度の高い合金相が生長する。また、鉄濃度範囲
９〜１２ｗｔ％（第１図の範囲工参照）、すなわち従来
のガルパニールド鋼板のめっき層２は、鋼板との接触界
面ｌに近い側からめっき表層３にかけて、δ１相、ζ相
、（η＋ζ）混合相の順でなるか、あるいはδ１相、ζ
相、η相の順でなるか、あるいはδ１相、ζ相の順でな
るか、あるいは（ｒ＋６１）混合相、δ１相の順でなる
か、あるいはδ１相単独でなり、かつ鋼板素地寄りは必
ずδ１相でなっている。

これに対し、鉄濃度範囲が１５〜２７．、ｗｔ％（第１
図の範囲Ｉ＋参照）の本発明のカルへ二−ルド鋼板のめ
っき層２は、鋼板との接触界面ｌに近い側からめっき表
層３にかけて、ｒ相、（ｒ＋６１）混合相、δ１相の順
でなるか、あるいはｒ相、（ｒ＋６１）混合相の順でな
るか、あるいはｒ相単独でなり、かつ鋼板素地寄りは必
ずｒ相からなる。このように、本発明のカルパニールド
鋼板のめっき層の鉄−亜鉛合金相組成は、従来のものと
全く異なるのである。

本発明のガルバニールド鋼板のめっき倍加丁性が従来の
ガルパニールド鋼板に比べて著しく優れている理由は、
前述のように、本発明のカルパニールド鋼板のめっき層
と従来のものとは合金相組成、特にめっき層の加工によ
る剥離に強く′＃饗すると考えられる鋼板素地寄りの合
金相の相異が、めっき加工性に大きく影響したものと考
えられ、鋼板素地寄りのｒ相からなる層の存在が本発明
のめっき加工性を著しく改良したものと推察される。

なお、めっき層の合金相組成に関し、本発明渚笠の研究
によれば、目付量によっては第２図に示すような鉄濃度
との関係にならない場合がある。

例えば、目付ｈ１が一般のカルへ二−ルド鋼板（目刺−
１２０〜１３０　ｇ　／ｍ’）よりも著しく多い場合、
加熱処理によって鋼板素地寄りにｒ相からなる層が生成
し、かつ鉄濃度が１５ｗｔ％であっても、表層部は本発
明のように６１相、あるいは（ｒ＋６１）混合相、ある
いはｒ相とならない場合がある。その理由は、加熱処理
による合金相の生長がめつき層中への鉄原子の拡散によ
って起り、その鉄原子の拡散が、通常、鋼板素地寄りは
高く、鋼板表面から遠去かるにつれて低くなるという鉄
濃度勾配を有しながら起ることから、目刺量が大きいと
その分だけめっき表層部では鉄濃度が下がることになる
。その結果、めっき表層部は、η相あるいはζ相のよう
に鉄濃度の低い合金相からなる場合も起り得るのである
。しかし、本発明者等の研究によれば、一般的なガルバ
ニールド鋼板の目付量（片面１３０ｇ／ｍ’以下）にお
いては、上述したようなことは起らず、本発明において
規制する合金相組成になることを確認している。

次に１本発明を実施例につき共体的に説明する。

低度アルミニウムキルト鋼板（板厚０．８　ｍ＋ｉ’）
を素材として、ゼンジマー法連続溶融亜鉛めっきライン
において、溶融亜鉛めっき（亜鉛浴中Ａｌ濃度０．１５
　ｗｔ％、目イ・ｊ量片面５０ｇ／ｒｎ’）ｌ、た後、
直ちに加熱処理炉内に導き、平均板温５００〜６８０°
Ｃ１保持時間４〜１００秒間、ｙ１温速度１２〜３０’
Ｃ／秒の加熱処理条件で、従来のガルパニールド鋼板お
よび本発明のガルパニールト鋼板を製造した。なお、本
発明のカルバニールＩ−鋼板の製造に際しては、標記加
熱条件範囲において、従来のガルパニールド鋼板の場合
よりもｉ’＋；、　ｉ’均板温側、長保持時間側の条件
とした。得られた試本ｌにつき、めっき層中鉄濃度、合
金相組成を調へ、めっき倍加工性および溶接性を下記の
試験により調べた。

（１）　　めっき層加工性 Ｃ１−１）プレス却下 夫プレス機番こより、試験面をポンチ側としてプレスプ
レス加工した後、めっ き層のｉｌｌ母強度を（１−４）の方法で評価した。

（１−２）折り曲げ試験 試験面が圧扁側となるように９０度曲 げし、曲げ部にセロテープを接着し、 それをはかしてテープに付着した剥離 めっき、ｉｉ）を（１−４）の方法で評価した。

（１−３）衝撃試験 小爪の重さ：１０００Ｋｇ、ポンチ径：＆インチ、高さ
５０ｃｍ（７）衝撃条件で、試験面が張力側となるよう
に衝撃を加 え、加工部（突出部）にセロテープを 接着し、それをはがしてテープに付着 した剥離めっき量を（１−４）の方法 で一９価した。

（１−４）めっき倍加工性評価方法 ■・・・全く異常なし Ｏ・・・極〈わずかに剥離あり △・・・剥離程度中 ×・・・剥離程度大 （２）　　溶接性 点溶接機により連続的に溶接し、１対の電極で可能な打
点数で溶接性の評価をした。

Ｏ・・・８０００点以」二 〇・・・５０００〜８０００ Δ・・・２０００〜５０００ ×・・・２０００点以下 上記諸試験結果を示す第１表から明らかなように、本発
明の合金相組成および鉄濃度のめっき層を有するガルパ
ニールド鋼板は、そのめっき倍加工性がいずれの評価方
法であっても、従来のカルへ二−ルド鋼板よりも著しく
優れているばかりでなく、溶接性に関しても、本発明の
ガル／へ二−ルド鋼板は従来のものより著しく優れてい
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１１Δはガルへ二−ルト鋼板のめつき層中鉄濃度とめ
っき倍加工性との関係を示すグラフ、第２図はカルハニ
ールド鋼板のめつき層中鉄濃度とめっき層の鉄−亜鉛合
金相組成との関係を示す図である。 符号の説明 １・・・鋼板界面、２・・・めっき層、３・・・めっき
層表面特許出願人　　川崎製鉄株式会社 五丁韓Ｍ９審 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｌｊ　　めっき層中鉄濃度が１５〜２”７ｗｔ％であ
   り、かつ、めっき層の鉄−亜鉛合金相組成か鋼板素地か
   らめっき層表面にかけて、ｒ相、（ｒ＋６１）混合相、
   δ】相の順である鉄−亜鉛合金化めっき層をイＪするこ
   とを特徴とするめつき層加工に１の優れたカルへ二−ル
   ド鋼板。 （２）　　めっき層中鉄濃度が１５〜２７ｗｔ％であり
   、かつ、めっき層の鉄−亜鉛合金相組成が鋼板素地から
   めっき層表面にかけて、ｒ相、（ｒ＋６１）混合相の順
   である鉄−亜鉛合金化めっき層を有することを特徴とす
   るめっき耐加工性の優れたカルバニールト鋼板。 （３）　　めっき層中鉄濃度が１５〜２７ｗｔ％であり
   、かつ、めっき層の鉄−亜鉛合金相組成が鋼板素地から
   めっき層表面にかけてｒ相単独でなる鉄−亜鉛合金化め
   っき層を有することを特徴とするめっき耐加工性の優れ
   たガルパニールド鋼板。