JPS6314848A - 鋼板の金属被覆方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板に溶融状態のメッキ金属を被覆する方法
に関するものである。

（従来の技術） ＡＸ、　Ｓｎ　、　Ｚｎ　、　Ｐｂ　等の金属およびこ
れらを主成分とする合金系等、鉄に比べて融点の低い金
属を被覆した鋼板は、自動車、缶用、電気機器用等の材
料として広く用いられている。

これらの被覆鋼板の製造方法としては、溶融状態のメッ
キ金属中に鋼板を浸漬して引き上げる浸漬メッキ方法、
その他に電気メツキ方法あるいは蒸着方法等がある。

浸漬メッキ方法は、低融点の金属を鋼板にメッキする方
法として広く普及しているが、電気メッキ等の他の方法
に比べて生産性が高く、安価なところに利点を有する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、浸漬メッキ方法には、鋼板の処理量に比
べて大量の溶融金属を要すること、金属と鋼板の界面に
メッキ密着性を劣化させる合金層を形成し易いこと、ま
たこれによυドロスを発生し金属の損失が大きいこと、
付着量の制御が困難なこと等の欠点がある。

更に、片面メッキが困難なこと、塗膜の焼付は硬化性を
備えた高張力鋼板には適用できないこと、あるいはＡｆ
のような比較的融点が高い金属の場合には、鋼板の形状
劣化をきたすので、約０．４−以下の厚さの極薄鋼板に
適用できないこと等、種々の制約も有する。

電気メッキの場合には、上述の浸漬メッキの欠点の多く
が解決されるものの、Ａ２の如き電気的に中性な金属の
メッキが困難なことに加えて、設備費およびランニング
コストが高い等の欠点を有する。

また溶射あるいは蒸着等の方法は、生産性あるいは設備
費等の面から多量生産技術として適せず、前者は被覆部
の補修等に、後者は半導体等の分野のり金被膜形成等、
比較的少量処理向けに利用さ几ているに過き゛ない。

これらの金属被覆方法の欠点を解消するため、従来より
数多くの検討、提案がなされてきた。例えば特開昭５７
−５８９８７号公報には、溶射クラツド鋼板の製造方法
および装置として、鋼板とほぼ同一幅の溶射金属板を電
極として、溶射機に連続的に供給して、走行する鋼板の
表面に溶射する方法、あるいは、特開昭５９−６７３５
７号公報には、鋼板に金属被覆を行なう方法として、溶
融金属を走行する鋼板上にノズルを介して被着する方法
が提案されている。

特開昭５７−５８９８７号公報の場合には、溶射金属を
幅広帯状として生産効率の向上を図らんとしたものであ
るが、原理的には従来のワイヤ北極方式の溶射ガンを、
コイルの巾方向に複数個配置したものと大差ない。した
がって溶射金属の粒子径が不均一で、かつ粗大なことに
起因する付着むらを生じ易い欠点を有し、付着量の少な
い場合、均一な被覆鋼板を製造することは困難である。

同様に特開昭５９−６７３５７号公報の場合には、均質
な被覆鋼板を得るためノズルのスリット巾を小さく、あ
るいは多孔質ノズルとすると目づまり等の問題を生じ、
これを避けてスリット幅を大きくすると、垂れ流しに近
い状態となり、メッキ厚が厚くなり過ぎるか、あるいは
溶融金属の表面張力が太きいため、鋼板を高速で走行さ
せた場合には、著しい付着むらが発生する等実用化には
多くの問題がある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者らは超音波振動による水等の液体の霧化現象に
着目し、アルミニウム等の溶融金属を霧化して、鋼板に
被着させる方法について鋭意検討し、従来の浸漬メッキ
等にみられる種々の欠点を解消した全く新しい鋼板の金
属被覆方法を完成するに至った。

すなわち、本発明は、非酸化性もしくは還元性雰囲気中
で、且つ走行する鋼板に近接して、溶融メッキ金属貯蔵
芥器を配置し、而して該容器内の溶融メッキ金属に超音
波振動を附与することにより、該溶融メッキ金属を上記
鋼板表面に吹付け、被着せしめることを特徴とする鋼板
の金属被覆方法である。

以下、本発明の方法について詳述する。

第１図は本発明方法の基本的なライン構成を例示した図
面である。

非酸化性もしくは還元性雰囲気ボックス２中の加熱帯３
で、加熱された鋼板１に、溶射槽４より溶解金属貯蔵容
器５に導入された溶融メッキ金属６を、超音波振動子７
によって振動を附加することによって、噴霧孔５ａより
鋼板表面に吹き付は被着した後、加熱ロール８によって
圧延し、表面調整を行なう。

本発明に供する鋼板の鋼種としては、リムド鋼、アルミ
キルド鋼、シリコンキルド鋼等の熱延鋼板、冷間圧延ま
まの鋼板、焼鈍鋼板等、同等限定されるものでない。

溶融金属を鋼板に被着する前に、該鋼板を加熱帯で加熱
するとより効果的である。その目的ケこけ２つあり、一
つは鋼板表面の清浄度等の向上、あるいは酸化皮膜の還
元による表面活性化等の表面改質、他は被着時の鋼板の
温度を適正に制御することによる被覆密着性の向上であ
る。

このような観点から、雰囲気ガスボックス２中のガス雰
囲気は、非酸化性好ましくは還元性のガス雰囲気とする
。また鋼板の加熱温度は、被着時の鋼板温度が１５０°
Ｃ以上、メッキ金属の溶融点温度以下となるよう制御す
ることが望ましく、被着時の鋼板温度が、１５０℃以下
ではメッキ金属と鋼板表面の化学反応が小さすき゛て、
被覆密着性が劣り、メッキ金属の溶融点温度を超えると
逆に合理化が進み、密着性が劣化するほかに、板厚が薄
い鋼板では形状が悪化することによる。

ここで、本発明は鋼板に溶融金属を被着する方法として
、超音波振動を利用し、溶融金属貯蔵容器に設けた噴霧
孔より溶融金属を鋼板に吹き付けることを重要な構成要
件とするものである。

溶融金属の吹き付は方法は、鋼板の上方および下方のい
ずれの方法においても原理的には大差なく、超音波撮動
子の先端は噴霧孔に近接させ、かつ溶融金属中に浸漬さ
せる。超音波振動子の縦振動数、振幅および静止状態の
超音波振動子の先端から液面までの距離ｊは、霧化粒子
の大きさおよび吹き付は量に大きく影響する。振動数お
よび振幅を大きく、かつ距離ｌを小さくするほど霧化粒
子は小さくなる傾向がある。

しだがって、少ない被覆量で均一な被覆を施こすために
は、振動数および振幅を大きく、かつ距離１を小さくす
ることが望ましく、一方被覆量が多い場合には、被覆の
均一性は確保し易いので効率を重視する観点から、必ず
しも充分に霧化させる必要はなく、要は鋼板に吹き付け
ることができれば良いので、振動数および振幅は小さく
、かつ距離１は大きくても良い。

浴融金属は、溶解槽から溶融金属貯蔵容器に、液面の高
さを一定に保つように、電磁バルブ等で流量を調整して
、連続的に供給するが、溶融金属貯蔵容器にも、噴霧時
の溶融金属の温度を一定に保つだめの発熱体を内蔵させ
る必要がある。

溶融金属貯蔵容器の容量は、超音波振動子への熱影響を
抑える等の観点から、被覆量の制御（Ｃ支障のない範囲
で小さくすることが望ましく、多くの場合、超音波振動
子の浸漬部ば１０ｘ以下で充分である。

被覆厚さが１００μｍ　を超えるような多量付着の場合
には、被覆の均一性に対する被着粒子の大きさの影響が
小さくなり、均一化が図り易くなるので、必らずしも溶
融金属を充分に霧化する必要はなく、多孔質ノズル等を
噴霧孔に取付け、超音波振動子の縦振動によって、溶融
金属を押出し噴出させる等の方法で、鋼板に溶融金属を
被着させても良い。

この場合、多孔質ノズルの目づまりを防止する方法とし
て、超音波振動子の一部を、多孔質ノズルに接するか、
あるいは別途多孔質ノズルに超音波振動を附与すること
も有効である。

超音波振動子の先端面は、単に平滑面とするよりも、溶
融金属をその先端に保持し、かつ効率的に前方に噴霧も
しくは噴出させるために、凹面あるいは凹凸を有する粗
面とすることが望ましい。

溶融金属を被着させた後、鋼板は加圧ロールによって圧
下する。圧下の目的としては２つあり、１つは被覆表面
の粗さ調整、他は被覆密着性の改善である。

圧下率が０．５％以下では、被覆表面の粗さ調整および
被覆密着性の改善が図り難く、３０％を超えると素材の
硬質化が著しくなり、加工性が劣化する。圧下時の鋼板
の温度も被覆密着性に影響し、鋼板温度が低すぎると、
密着性改善効果が減退するので、圧下はメッキ金属を被
着俊速やかに施こすことが望ましい。

本発明方法は、溶融金属を鋼板に吹き付ける際の鋼板と
、吹き付は方向の位置関係において、何ら限定されるも
のでなく、例えば鋼板を垂直にして、斜め上方から鋼板
の両面に溶融金属を吹き付けても良い。

（実施例） １０％Ｈ，，＋９０％Ｎ２　　ガス雰囲気中において、
板厚０．３０ｍｍ、板幅２００−の冷延ままのアルミキ
ルド鋼板を、５０ｍ／！［１１ｎ　の通板速度で走行さ
せながら、６４０°Ｃに２０秒間保持した後、冷却途中
の鋼板温度が４００°Ｃの時に、第１図に示しだ構成の
装置を用いて、溶融状態のへｇに超音波振動を与えて、
鋼板の上方（表面）および下方（裏面）から成を被着さ
せた。

被着条件としては、Ｍの溶融温度は７００°Ｃ１噴射孔
のスリット巾および超音波振動子の先端の巾は、それぞ
れ４．２箪および４．０団、溶融金属の液面から鋼板ま
での距離、すなわち噴射距離は、上方では１０咽、下方
では５咽、超音波振動子の先端面から液面までの距離１
ばＩＷｌｌ、超音波振動子の縦振動数は、６０　ＫＨｚ
　、振幅は４５μｍ　とした。

引き続き、Ｍを被着した鋼板の温度が、３６０℃の時に
加圧ロールによって、１チの圧下率で鋼板を圧延した。

これらの工程を経て、最終的にＡ２の被覆厚が表裏で４
０μｍ、板厚０．３４ｍｍのＭ被覆鋼板を得た。

この鋼板をカップ径６５ｍｍ、絞シ比（缶高／缶径）０
．６で絞り加工した後７０℃、９８　Ｓ　ＲＨの下で３
週間経時し、赤錆発生（耐食性）およびテーピングによ
る被覆層の剥離（メッキ密着性）の割合を面積率で求め
た。

比較のため公知の方法によって切板で作成した板厚０．
３４τの溶融アルミニウムメッキ鋼板（メッキ厚は片面
で３０μｍ）の場合、赤錆発生面積率４０チ、被覆剥離
面積率３０％であるの工対して、本発明方法によって作
成した被覆鋼板は、赤錆発生および被覆剥離のいずれも
認められなかった。

（発明の効果） 本発明方法によれば、従来の方法では、製造が困難であ
ったアルミニウムメッキ極薄鋼板の製造が容易となる池
、片面メッキ鋼板は勿論、ベークハード性を具備した高
張力鋼板等の製造も可能となる。

品質面ではメッキ密着性を阻害する合金層の発達が防止
できるので、溶融アルミニウムメッキにおけるようなＳ
ｌの添加も不要となり、耐食性および密着性のともに優
れた被覆鋼板を得ることができる。

また、設備面でも従来の溶融メッキとは異なり、巨大な
溶解槽？必要とせず、更には連続焼鈍ラインの冷却側の
小さなスペースで実施できる等、種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法のライン構成の一例を示す説明図で
ある。 １・・・鋼板　　　　　　　２・・・雰囲気ボックス５
・・・加熱帯　　　　　　４・・・溶解槽５・・溶融金
属貯蔵容器　５ａ・・・噴霧孔６・・・溶融メッキ金属
　　７・・・超音波振動子８・・・加圧ロール 代理人　弁理士　　茶野木　立　夫 手続補正書（自発） 昭和６２年４月３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　非酸化性もしくは還元性雰囲気中で、且つ走行する
   鋼板に近接して、溶融メッキ金属貯蔵容器を配置し、而
   して該容器内の溶融メッキ金属に、超音波振動を附与す
   ることにより、該溶融メッキ金属を上記鋼板表面に吹き
   付け、被着せしめることを特徴とする鋼板の金属被覆方
   法。 ２　鋼板の温度が１５０℃以上、溶融メッキ金属の溶融
   点以下の温度範囲にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の鋼板の金属被覆方法。 ３　溶融メッキ金属がアルミニウムである特許請求の範
   囲第１項記載の鋼板の金属被覆方法。