JPS59208061A - 耐腐食剥離性に優れた亜鉛−アルミニウム合金めつき鋼材とその製造方法 - Google Patents

耐腐食剥離性に優れた亜鉛−アルミニウム合金めつき鋼材とその製造方法

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Publication number
JPS59208061A
JPS59208061A JP58082696A JP8269683A JPS59208061A JP S59208061 A JPS59208061 A JP S59208061A JP 58082696 A JP58082696 A JP 58082696A JP 8269683 A JP8269683 A JP 8269683A JP S59208061 A JPS59208061 A JP S59208061A
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JP
Japan
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corrosion
layer
plating layer
plating
cooling
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Pending
Application number
JP58082696A
Other languages
English (en)
Inventor
Yusuke Hirose
広瀬 祐輔
Yukio Uchida
幸夫 内田
Jiro Sumiya
住谷 次郎
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/28Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29Cooling or quenching

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

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】 A、イこ明は耐烙冒食性の優れた亜鉛−アルミニウム白
・心めっ、き鋼材およびその製l去に関する。
1i11jrt、−72レミニウ1、合金溶融めっき鋼
板は、従・1(、ご;・II(11′)、v) 、−1
、\il’l fig (,111;申【1.で、11
′畠に1けれた面1 fIli:1′(をイ1しており
、そのめっき浴組成およびその翻fI+11性について
は躬公閉48−4045 、4fi−7181、51−
25220,56−17426なとに示Jれている通り
である1、ところか、これらの亜鉛−アルミニウム合金
めっきは、lf’j J’+’隣接地帯のような非常に
厳しい腐食環境においては、軽い曲げ加「によっても、
めっき層か容易に1.li 陽し、またメしいJニア1
合には、曲けなとの加I′を施さなくても、めっき層が
情片状にJ’l /Aする現象があることか見出された
この現象は、めっき層・の断面のミクロ組織におい−(
、Zn−リ〉・チな相か優先的に腐食し!+I #に至
るもので(以後この現象を腐食剥離と呼ぶ)。
めっき前処理不良による鉄醇化物の残存に起因するめつ
き層の加1:!II闘あるいはめっきと鉄車j也界面に
脆い金属間(ヒ合物が厚く成長したために、加1″によ
ってめっき層か剥離するものとは木質的番こ異なる。 
A:、1.i′c明者らは、この腐食剥離について調査
する過(′I”において、めっき層内部の腐食のI′1
″度はめっき層のミクロ組織と電接な、関係かあり、あ
る411定のミクロ組織になると腐食剥離はZt、<抑
制されることを発見した。
1113iS−アルミニウムめっき層は〕、(末的には
亜鉛−711/ミニウムの一元合金としてCIt純化し
て考えることができる。めっき浴の温度すなわち液相温
1臭50°C前後から冷却された亜鉛−アルミニラt・
合・、αは初品としてα−A1を晶出し、温度か下る番
こつれてその1.′・1囲に111工鉛e度の高い層を
析出するカー、溶融めっきの場合には比較的速い速度で
冷却されるので、必ずしも状態図通り晶出−析出反応が
行なわれるとは限らない。そこで本発明者等1−1:、
めっき後のめつき層の冷却速度を変えてめっき鋼板を製
造し、めっき層のミクロ組織をを一周一ζるととも番=
、そのめっき鋼板の耐食性試験を行し\、腐食の状況を
調査した結果、めっき済み鋼板を17°C/3、prす
!の速度で冷却すれは、製品の腐食剥離はノイ1と起ら
ないことを見出した。、+、:発明は、このよ・うな知
見に3.(つくもので、5〜24Φ量%のA1.0.8
中!、1.、0/以ドのSlおよび0.5 Φ−ニー、
:z以]・のMgと残部か実質的にZnから成るめっき
層において、初品のα−AIの周辺にAl を殆んどチ
クまないβ−Zn相か析出しないことにより腐食J:;
1境1゛においてα−AI とZn−リンチ相との界面
の腐食の伝播か抑1ijlされていることを特徴とする
月腐食刊カー性に4aれた111(鉛−アルミニウム合
金め1き鋼材を提供する。
オ、発明はまた5 〜 24屯j11%のA1.0.8
千jI;ち以ドのSlおよび0.5屯iiり%以1・の
Mgと残部かZnと不1可避的小純物から成る溶融金属
に鋼材を浸々)’l 1./て引き4−ける・1■よっ
て館:1材表面にめっきする方法において、めっき層1
)ア質的に凝固するまで、の/@ JulをI7°C/
sec以1−ノ速+i−c行ない、七〇代うもド地鋼材
に残留する熱によってめっき層かその凝固範囲のド限以
−1−にllf加熱されないように冷却化おじけること
を特徴とする耐腐食剥離性に慢れた1111. ti%
〜アルミニウム合金めっき鋼材の袈の方法を提イ」1す
る。本発明は耐腐食剥離性に+eれた曲10−アルミニ
ウムめっき製品を製1枯することを11「能にした。
一股に曲鉛−アルミニウム合釜めっきは5乃1゛244
1j、 t、i+−%17)AI 、 0.8%以F’
(7) S i t’(ヨび、0.5哨jI:%以下の
Mgと残部が実質的にZnおよび不可赴的4く鈍物から
成る合金の浴を使用して実施されている。この組成範囲
において1[鉛−アルミニウム合金h′1は均等的な性
質を有する。
以ド実験と実施例に基ついて本発明の詳細な説明下る。
q’S 1図は実験室的溶融めっき装置をもちいて23
重イ1;%のAl、  0.5千j1t%のSi、 0
.1手・°11のMg、残部l1ij鉛及び不可避的不
純物より成るめっき浴を用いて板厚0.8 mmの低1
父上リムド鋼にめっきし、17°C/sec速度で冷却
した時のめっき層断面のX線マイクロアナライサー分析
結果を]J\す。 断面組織は、第1図(A)の2次電
r−線像に小すように、球状の初晶α−AI とその曲
を岬めるZn−リンチ相から成るか、第1図(B)に示
されるAI(7)特性X線像および第1図(C)小され
る一Znの特性X線像に見られるように、α−A1の周
囲にAIを殆んと含まないβ−Znが析出している。
、i!に冷却速度を30°C/seeと大きくすると、
断1flj*l織は第2図(A)の2次電子線像に示さ
れるような網1−1状のM[織になる。α−Atの周囲
のA1およよひZnの分布状jEは、第21Δ(B)の
A1の特性X線像および(C)のZnの特性X線像に見
られるように、A1かほぼ均一に分布したZn−リッチ
相で埋められており、 第1図に見られるようなZn−
リッチ相内でのZnc7)偏析は、1!!められない。
種々の冷却条件で実験室的に製造しj、−めっき鋼機は
同111j、に、 600時間の塩水噴霧試験(JI’
S Z−2371) ニ(In、  ソt7)後、 1
8o°密ノi 1111げ加!“を行い、曲げ部にセロ
テープを貼すイ・]けはかずことによってめっき層の”
4’Afn状況を観察した。allr4+の程度は第3
図に示すようにセロテープに4−j、rr Lだ剥離め
っき層の多少に応じて4段階に1、」・価した。第4図
は、めっき層の冷却速度と塩水噴゛寄試験後のめっき層
の腐食剥離の程度との関係をノ丁ぺす。図示のように冷
却速度の大きい程、腐食剥離の程度か小さく、17°C
/see以」二の冷却速度では腐食211 等はほとん
ど認められなかった。腐食剥離の著しかっためっき銅板
の未加」一部のめつき勢を顕微鏡で注意深く観察したと
ころ、第1図に見  ・られるA1をほとんど含まない
β−Zn層か′選択的に訊しく腐食されて、はとんどす
べてのα−A。
1の周囲に伝播しているのか認られた。この現象につい
ての理論的な説明は今のところ充分にはできないか、α
−AI’とZn−リンチ相の界面にA1濃度の著しく低
いβ−Zn層が析出することにより、ある特定の腐食環
境ドではα−At とβ−Znの間に局部的な電位差を
生じ、β−Znの腐食が勇しく促進されるものと思われ
る。ちなみにα−Atの周囲にAIをほとんど含まない
β−Znの析出か認られない冷却速度の大きいめっき層
では、このようなZn−リンチ層の選択的な腐食かめっ
き層の全体に伝播するという現象は観察されず、腐食め
進行lよめつき゛層表面近傍のZ、n−リンチ相の軽度
の腐食によって(1,’l止められていた。 以1、の
、C験から本発明名らは、腐食11+ w+はめつき層
が実質的に凝固するまでの冷却速度を17°C/sec
以−1−にすることによって防11−できることを見出
だした。この冷却速度はめつき層力く実質的に完全に凝
固するまでの量制御し、さら番こ七の後も下地鋼材に残
留する熱によって[1)加熱されないように冷却をわ“
6ける必要がある。
以I−の実験結果に基りし゛て、実製造ライン規模の試
験製造を行った。その結果を実施例として以1・に説明
する。
実施例 通常の無酸化炉方式の連続溶融めっきライン番こおいて
、厚さ0.8mm(7)冷延鋼帯に・11(鉛−アルミ
ニウト合金を溶融めっきした。めっき浴の組成はAl:
13屯:115%、 Si  :  0.3屯1許%、
 Mg:O1屯早%、残部:znおよび不可避的不純物
よりなり、浴温は500°Cであった。
めっき操作は次の通りであ・つた。第5図はめつさポッ
ト周辺の構造を示す略図であるか、カス還元によって清
浄化した表面を有する鋼帯lをめっき浴2に浸漬し、引
き1−げた後、カスワイパー3でそのめっき層の厚さが
20μとなるよう調整した。めっき銅帯の強制冷却は冷
却ボックス4内において空気または水スプレィをめっき
鋼帯に吹きつけることによって行ない、その冷却速度は
空気または木スプレィの圧力および品を調節することに
よって()ノ制御した。こうして(j4られためっき鋼
板を前述のt)、A水噴霜試験に供した。得られた結果
を第6図に示す。゛。
図からあきらかなように空気または水を吹き伺けること
によってめっき層の冷却速度を 17°C/sac以1
−にした鋼板は腐食剥離が極めて軽微であり、腐食剥離
に対する強制冷却の効果か著しいことが分った。
実施例 2 ′、(施例1と同様の連続溶融めっきラインを用いて、
ンソ:30.e mmの冷延鋼帯に亜鉛−アルミニウム
合金を溶融めっきした。めっき浴の組成はAl:5 i
 、i9 %  、  S  + :   O,l  
% ry%  、  Mg” O、’−’I’: js
E % 、り(部Znおよυイ< tIT吋的不純物よ
りなり、浴温は+850°Cとした。
工′施例1に小したと同社のC程でめっきし1、v:1
つ〉ll′l後のil <i?に、空気または水スプレ
ィを吹きつけることによって神々の冷却速度でダ1イ;
?を冷JJI l、た。こうしてイljられた細根を1
14水噴盛試験に114 シ、 600 ++lj−間
後のめっき層の%i(食μq階の程度を調査した。その
鯖1東を第7図に小したか、めっき層の冷却速度を17
°C/see以lにしたダ1板は腐食しこよるめっき層
1.:+ 囚か殆と見ら、れす、I:’r’、 1lj
l冷〕41の効果かJl常に大きいことを小している・
このカフ)、+こよれば、’lij洋性雰囲気のような
厳しい、1’1食1;#境における1llj tj’r
−アルミニウム合く−めつきのめっき層の腐食剥離をγ
、シく抑制することかでき、その用途をさらに拡大する
ことかできる。
なお、この方法は錆1;?の1ルh′シめっさに限らす
、構造物、線材′9のめっき番こもfil、川できるこ
とはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
εIs l 1Aは5°C/secの冷却速度で冷却し
ためっき層のlfi面のX線マイクロアナライザー分析
の写真(象である。(A)は2吹゛電子線像を、(B)
はAIの特性X線像を、(C)はZnの特性X線像を小
才。 イ(21<は30°C/seeで冷却しためっき層の断
面のX線マイクロアナライザー分析の結果を示す。 (A)は−次組r線像を、(B)はAIの二次′書シr
線像を、(C)はA1の特性X線像を示す。 第3 (Aは、+13水噴霧試験600蒔間後のめっき
層の汐1食l]Iけの程度の評価ノ1(準を、工(す。 第4しjはめっき層の冷却速度と+′A2水噴露試験6
00詩間後の180°害着曲げ剥離試験における剥尚の
程度との関係を示す。 第51.4は錆(1?のI11!続めっきラインのめっ
き浴周辺の略図である。 第6図は実施例1で製造した亜鉛−アルミニウム合金め
っき層の冷却速度とl)A水噴露試験600時間後の腐
食i1mの程度との関係を示す。 第7 INは実施例2で製造した亜鉛−アルミニウム合
金めっき層の冷却速度と用水噴霧試験600時間少の腐
食′L11離の程度との関係を示す。 り旨1出ル「1人 ]1新製錆株式会杓代理人   プ
1゛理」−松月政広(ほか]328 第1図 (’13.1 (C1 :一 第2図 (A) (B) 沁 3 ml 第 4 口 ;置去PL度 ごCAec  ) 格 6 口 @7図 玲卯z!<、cAec)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 5〜24屯l111%のAl 、 0.8毛に%以
    下のSlおよび0,5千;I)%以下のMgと残部が実
    質的にZnから成るめっき層において、初品の α−A
    1の周辺にAIを殆んど含まないβ−Zn相が析出しな
    いことにより腐食環境ドにおいて α−Al とZn−
    リッチ相との界面の腐食の伝播が抑制されていることを
    特徴とする対腐食剥階性に優れた【11!鉛−アルミニ
    ウム合金めっき鋼材。 2.5〜24屯jIi%のAI 、 0.8重1−%以
    下のSiおよび0.5屯7fニ一%以下のMgと残部が
    Znと不可避的不純物から成る溶融金属に銅材を浸漬し
    て引き1−げる・l−Gよって鋼材表面にめっきする方
    法において、めっき層か実質的に凝固するまでの冷却を
    17°C/Sec以−にの速度で行ない、その後も下地
    銅材に残へ・I(する熱によっでめっC【層がその凝固
    範囲の]ぐ限以1−にIIト加熱されないように冷却を
    ゎ°Cけることを特徴とする耐腐食1.II a性にf
    Ωれた!n町trニーアルミニウム合金めっきUli材
    のへぐ漬方υ、。
JP58082696A 1983-05-13 1983-05-13 耐腐食剥離性に優れた亜鉛−アルミニウム合金めつき鋼材とその製造方法 Pending JPS59208061A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472047A (ja) * 1990-07-11 1992-03-06 Daido Steel Sheet Corp アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき被覆物及びアルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法
JP2003183855A (ja) * 2001-10-05 2003-07-03 Nippon Steel Corp 淡水用配管および配管部材

Cited By (2)

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JPH0472047A (ja) * 1990-07-11 1992-03-06 Daido Steel Sheet Corp アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき被覆物及びアルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法
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