JPS648704B2

JPS648704B2 -

Info

Publication number: JPS648704B2
Application number: JP6282882A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Ito; Kiichiro Katayama; Fumihiro Ida; Yorimasa Mitani; Yasushi Mitsuyoshi
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1989-02-15
Also published as: JPS58181855A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鋼板に前処理を施した後めつき浴に浸
漬して溶融めつきし、その後付着量の制御を行う
溶融めつき鋼板の製造方法において、アルミニウ
ムベースの合金浴を用いて耐食性、耐湿食性およ
び化成処理に優れた製品を得る方法に関する。従来より使用されている溶融アルミニウムめつ
き鋼板の大部分はAl浴に合金層抑制用のSiを添
加して浴温650℃以上でめつきしたものである。
この溶融アルミニウムめつき鋼板は溶融亜鉛めつ
き鋼板やZn−Al合金溶融めつき鋼板に比べて耐
食性、耐熱性がとくに優れているため、これらの
特性をとくに必要とする屋根や壁などの建材、家
電製品の部材あるいは自動車部材などに広く使用
されている。しかし溶融アルミニウムめつき鋼板の場合、Si
添加による合金層抑制は不十分であるためめつき
層と鋼素地との界面には硬くて脆いFe−Al系合
金が生成しており、絞り加工などの厳しい加工に
耐えられるだけの加工性は有していない。また耐
食性に関してもカソード防食作用がないため、加
工によりめつき層にクラツクが生じたり、めつき
の際ピンホールが発生すると容易に赤錆が発生す
るという欠点がある。一方このような欠点のない製品を得る方法とし
て、Al浴にZn5〜25％、Si3〜12％添加したAlベ
ース合金浴でめつきする方法が知られている（特
公昭46−4045号）。この方法は前記溶融アルミニ
ウムめつき鋼板の製造法に比べ作業性はよく、ま
た得られる製品も改善され、めつき層の曲げ加工
性および曲げ加工部の耐食性などは向上してい
る。しかしClイオン雰囲気中ではめつき層の孔食
進行が激しく、塩害を受ける自動車下廻り部材な
どに使用するには問題があつた。本発明は上述のような欠点がなく、しかもAl
ベース溶融めつき鋼板の多様化の一環として近年
要求の強い自動車マフラー用耐湿食性素材、アル
コール系燃料タンク用適正素材、あるいは高耐食
性表面処理鋼板用素材にも適合できる溶融めつき
鋼板の製造方法を提供するものである。自動車マフラーは温度差の大きい湿乾サイクル
がくり返され、またアルコール系燃料は水分を含
んでいるため素材としては耐食性、耐熱性のほか
に耐湿食性に優れたものが要求されている。また表面処理鋼板の場合化成処理性に優れ、し
かも高耐食性で、かつ片面30ｇ/m²以下の薄目付
にしてもピンホールのないものが要求されてい
る。本発明者らは上述の欠点の解消およびこれらの
要求に対処するため、種々検討を重ねた結果、
Al75％超、Znを１％超17.5％未満、Siを１％超
12％以下含有するAlベースのAl−Zn合金浴に
Mg、Mn、Crおよびミツシユメタルのうちの１
種または２種以上をMg0.01〜1.0％、Mn0.01〜
0.5％、Cr0.01〜0.5％、ミツシユメタル0.01〜2.0
％添加した浴、またはこの浴にSbを0.01〜0.5％
添加した浴を用いればよいことを知見した。以下本発明のめつき浴組成限定理由を述べる。 (1) Zn ZnはSiとの共存によつてめつき温度を低下
させてFe−Al合金層の発達を抑制するととも
に、カソード防食作用により加工部の耐食性を
向上させ、さらに薄目付でもピンホールが発生
しないようにするもので、その効果を得るため
には１％より多くの添加を必要とする。しかし
17.5％以上になるとめつき層の結晶は初晶α−
Al相の領域が少くなつてβ−Zn相との共析組
織と３割合が多くなり、Alめつきの特性が損
なわれる。このためZnは１％超17.5％未満とし
た。 (2) Si めつき層のFe−Al合金層の発達を抑制する
ために添加するものであるが、その効果は１％
以下の場合認められない。しかし、合金層の抑
制は6.5％添加すれば十分抑制できる。このた
めSiは１％超6.5％以下とした。 (3) Mg Mgはめつき層凝固の際β−Zn相近傍に晶出
してα−Al相とβ−Zn相との接触腐食を抑制
し、孔食の進行を遅帯させるとともに、めつき
層表面に安定したMg酸化皮膜を形成してめつ
き層を保護し、耐食性を向上させる。しかし
Mgによりこのような効果が得られるのはMg
を0.01％以上添加した場合であつて、0.01％未
満では不十分である。一方添加量が1.0％を超えると浴表面で容易
に酸化されて多量にドロス化し、Mg歩留低減
によるコスト上昇を招くとともに、浴組成の変
動が大きくなつて浴組成管理が困難となる。ま
た外観的にもめつき層表面にシワが形成された
り、黒色化したMg酸化物が生成される。さら
にめつき層中にはMg−Si金属間化合物が形成
され耐食性、加工性が低下する。このためMg
は0.01〜1.0％とした。 (4) MnおよびCr Mn、CrはAl合金の耐食性を向上させるが、
Zn共存下ではその効果が低減する。このため
Zn1％超17.5％未満の共存下で耐食性を向上さ
せようとする場合にはMn、Crとも各0.01％以
上必要であつた。一方Mn、Crとも各0.5％を超
えて添加すると製品外観が悪くなり、かつめつ
き上浴温も上昇させねばならないので作業性の
低下を招き、合金層の発達をも促進することに
なる。このためMn、Crとも各0.01〜0.5％とし
た。 (5) ミツシユメタルミツシユメタルはα−Al結晶粒内に均一に
分散し、しかも結晶粒を微細化するため耐食
性、曲げ加工性を向上させる。また薄目付製品
のピンホール発生を抑制したり、Mgとの複合
添加により耐食性を大幅に向上させる効果もあ
る。この有効添加量は0.01％以上であるが、
2.0％を超えて添加してもめつき浴表面でドロ
ス化し、有効歩留が低下してコスト上昇を招く
とともに浴組成の管理が困難となる。このため
上限は2.0％とした。 (6) Sb Sbは化成処理性（クロメート処理性、塗装
前処理性など）を向上させ、塗装した場合の塗
膜フクレを防止する。しかしSbは単独添加で
は孔食を促進し、耐食性を低下させるので、本
発明においてはMgやMnなどの耐食性向上元
素と複合添加により化成処理性を向上させよう
とするものである。 Sbによる化成処理性向上は0.01％以上の場合
に認められ、添加量の増加により向上するが、
逆に耐食性が劣化し、0.5％を超えるとMgや
Mnなどを複合添加しても耐食性の向上は期待
できない。またこれとともにめつき浴表面で
Sbはドロス化し、歩留低下による浴組成の変
動も激しくなつて浴管理が困難となる。従つて
Sbは0.01〜0.5％とした。本発明は上述のような浴を用いて公知のめつき
工程によりめつきする。すなわち鋼板を前処理し
て鋼板表面を溶融めつきに適する表面状態にし、
その後浴に浸漬してめつきする。本発明の場合、浴成分との関係において、特に
限定されない。めつきの際の浴温はZnが多いとき低く、少い
時高くし約620℃〜670℃の範囲にする。めつき後は付着量の調整を行う。この付着量の
調整は通常気体絞り法によるのが品質上好まし
く、本発明の場合現行の気体絞り法に30ｇ/m²
（片面）以下の薄目付に調整できる。付着量調整後の外観調整はエアー冷却によりレ
ギユラースパングルにしてもよく、水滴噴霧によ
り急冷してミニマイズドスパングルにしてもよ
い。以下実施例により本発明を説明する。実施例１１供試材 0.6mm厚×150mm巾の未焼鈍リムド鋼帯２めつき条件めつき前焼鈍

【表】雰囲気ガス AXガス（H₂75％ N₂25％）めつき温度

【表】ラインスピード 40〜60m/min 付着量の調整燃焼排ガスを用いた気体絞り法めつき後の冷却放冷３後処理クロメート処理、オイリング処理…無調質圧延…無４試験方法 4.1 加工性密着性…密着曲げおよび衝撃テスト（20
ポンドインチ）後のセロテープ剥離法。曲げ加工性…密着曲げ部のクラツクの発
生状況をルーペ（X50〜100）にて観察。判定基準小…微小なクラツクあり。中…粗大なクラツクあり。大…粗大なクラツクとめつき層の浮上り
あり。 4.2 耐食性塩水噴霧試験（JIS・Ｚ−2371に準ず
る。） (i)赤錆発生開始時間と2000時間後の外観変
化 (ii) 10日後の腐食減量カソード防食（犠性防食）性 Fe（素地鋼）とめつき層とのカツプリン
グにより、濃淡電池を形成して、電位を測
定する。 (i) 腐食液…(a)水道水 …(b)１／6000M NaCl（PH＝
5.8） (ii) 浸漬時間…48時間マフラー湿食性 (i) 腐食液 NH₄Cl＋NH₄SO₄＋NH₃＋水 (ii) 方法 50℃の腐食液中に30秒間浸漬し、その
後80℃の雰囲気中で20分間乾燥する操作
40回を１サイクルとし、このサイクルを
くり返す。 (iii) 供試材の加工平坦部、2t折り曲げ加工部 (iv) 評価赤錆の発生率 4.3 耐熱性 400℃雰囲気中で1000時間加熱後の表面外
観の変化とめつき層中の合金層の生成状態を
断面組織にて観察

【表】表１に本発明により製造した製品（本発明製品
という）と従来製品の品質特性を浴組成とともに
示す。

【表】表１に示した各特性を検討すると次のようにな
る。 (1) 加工性本発明製品の加工性はAl−Zn−Si合金の溶
融めつき鋼板とほぼ同等で、溶融アルミニウム
めつき鋼板よりは合金層が薄く加工性がよい。
また本発明の範囲内でのMg添加では加工性に
影響を与えない。 (2) 耐食性塩水噴霧試験 Mgを添加した本発明製品の赤錆発生時間
および発生速度は遅く、Mgを0.3％以上添加
したもの（No.５）はMg無添加で同量のZnを
含有するもの（No.12）の２〜３倍となつてい
る。この傾向は腐食減量においても同様で、
すぐれた耐食性を有していることがわかる。
これはMg添加によりAlベース合金めつき鋼
板の致命的欠陥である孔食が抑制されるため
と考えられる。表２はMg以外のMn、Cr、ミツシユメタ
ルおよびSbを添加した場合の耐食性を示し
たものである。

【表】 Mg添加の場合と同様、Al−Zn−Si浴に
Mn、Crおよびミツシユメタルを単独添加す
ると耐食性は向上する。しかしミツシユメタ
ルは他の元素に比べて若干劣る。このことよ
りミツシユメタルの場合Mgと複合添加する
のが好ましい。 Sbは比較に示すように添加するとかえつ
て耐食性を劣化させる。従つてSbはMg、
Mn、Crおよびミツシユメタルと複合添加す
ることを要する。カソード防食性（犠性防食性） Mg添加によりZnのカソード防食性は損な
われず、NaCl性溶液中でもカソード防食性
を有している。湿食性自動車マフラーの結露水による腐食を想定
した湿食試験では加工部の赤錆発生率が従来
製品に比べると著しく少く、優れた耐湿食性
を有している。耐熱性本発明製品はZnを多く含有しているのに
もかかわらず溶融アルミニウム鋼板並みの耐
熱性を有している。このように耐熱性が向上
するのはMgを添加しない場合（No.11、No.
12）に比べ耐熱性が向上している点、および
Mg添加量が少いと耐熱性の向上は小さい
（No.１）が増大させると向上する（No.２）点
よりしてMgがFe−Znの相互拡散を抑制する
ものと考えられる。実施例２実施例１同様の前処理、めつき条件で本発明の
浴を用い、片面付着量が30ｇ/m²以下になるよう
気体絞り条件を設定して薄目付製品の製造を行つ
た。付着量調整後の処理は次の条件で行つた。めつき後の冷却エアー冷却（エアー圧力3.0Kg/cm²）エアーミツクス方式の水冷（エアー圧力3.0Kg/cm²、水圧力3.0Kg/cm²）調質圧延ダル肌のスキンパス伸び率1.0±0.2％クロム酸処理 (i) 処理液…アロジン #1000 (ii) 処理条件…65℃、２秒浸漬試験方法 (i) 耐食性…塩水噴霧試験による赤錆発生と時
間との対応 (ii) ピンホールテスト…湿潤試験（70℃、98％
RH）1000時間後の点状赤錆の有無表３はこの試験結果を示すもので、化成処理性
はMg添加によつても向上するが、Sbを添加する
とさらに向上している。またピンホールはZnが低い場合、またはMnの
単独添加の場合に発生しやすい。しかし後者の場
合はミツシユメタルとの複合添加によりピンホー
ルの発生は抑制できる。

【表】以上の如く、本発明により製造した製品は塩水
雰囲気に対して優れた耐孔食性を有しているの
で、耐塩害用の自動車下廻り部材に使用できる。また加工性にも優れ、かつ加工部の耐食性、耐
湿食にも優れ、耐熱性も有していることから自動
車マフラー、アルコール系燃料タンクに使用でき
る。さらにSbを添加したものは化成処理性が向上
し、しかも薄目付にしてもピンホールの発生がな
いことからめつき層の耐食性と相俟つて高耐食性
表面処理鋼板用素材にも使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】１鋼板を前処理した後、めつき浴に浸漬してめ
つきし、その後、付着量の制御を行う溶融めつき
鋼板の製造方法において、前記めつき浴として、
Alを75％超、Znを１％超17.5％未満、Siを１％
超6.5％以下含有するAlベースのAl−Zn合金浴に
Mg、Mn、Crおよびミツシユメタルのうちの１
種または２種以上をMg0.01〜1.0％、Mn0.01〜
0.5％、Cr0.01〜0.5％、ミツシユメタル0.01〜2.0
％添加した浴を用いることを特徴とするアルミニ
ウムベース複合溶融めつき鋼板の製造方法。２付着量を30ｇ/m²（片面）以下に制御するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のア
ルミニウムベース複合溶融めつき鋼板の製造方
法。３鋼板を前処理した後、めつき浴に浸漬してめ
つきし、その後、付着量の制御を行う溶融めつき
鋼板の製造方法において、前記めつき浴として、
Alを75％超、Znを１％超17.5％未満、Siを１％
超6.5％以下含有するAlベースのAl−Zn合金浴に
Mg、Mn、Crおよびミツシユメタルのうちの１
種または２種以上をMg0.01〜1.0％、Mn0.01〜
0.5％、Cr0.01〜0.5％、ミツシユメタル0.01〜2.0
％添加するとともにさらにSbを0.01〜0.5％添加
した浴を用いることを特徴とするアルミニウムベ
ース複合溶融めつき鋼板の製造方法。４付着量を30ｇ/m²（片面）以下に制御するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のア
ルミニウムベース複合溶融めつき鋼板の製造方
法。