JPH03243749A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - 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、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関す
るものである。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板をめ
っき後加熱して素地鋼板の鉄をめっき層中に拡散させ、
鉄−亜鉛合金化するものであるが。

亜鉛めっき鋼板に比較して耐食性が優れているため、自
動車、建材、家電製品等の材料として広く使われている
。

（従来の技ｗ＃） 従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜
鉛浴中に有効ＡＭ量（Ａ［％−Ｆｅ％）を例えば０．０
９〜０．１５％に添加調整した浴中に銅帯を通してめっ
きをし、ガスワイピング等で目付量調整した後合金化炉
に通板し、めっき表面の金属光沢が消えるまで、即ち表
面まで合金化が完了する時点まで熱処理し、直ちに冷却
して合金化温度を制御して製造していた（特開昭６１−
２２３１７４号公報）、かかるめっき層の組成は、Ｆｅ
：８〜１３％、Ａｆｌ　：　０．２５〜０．３５％、残
部Ｚｎからなるものである。

しかるに目付量４５ｇ／ｒｒｒ以上の溶融亜鉛めっき鋼
板をかかる工程で合金化処理すると、地鉄界面に生成す
るｒ相の厚さが例えば１〜３μｍ程度となり、耐パウダ
リング性が十分ではない。

そこで浴中の有効静置を０．１０％以下程度に低減し、
浴中で形成されるＦｅ−１合金層を薄くしてＦｅ−Ｚｎ
合金相の生成を比較的容易にすることによって、より低
温の熱処理で合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造すること
が出来る。かかるめっき層の組成は、Ｆｅ：６〜ｌ１％
、　ＡＭ　：　０．０５〜０．２５％、残部Ｚｎからな
るものである。しかるに目付ｍ４５ｇ／ｒｒｒ以上の場
合には、ｒ相の厚さを１μ閣以下とする条件はあるもの
の、めっき層表面にη相、ζ相が残存しゃすく、耐フレ
ーキング性が十分ではない。

このような欠点を解決するため、例えばめっき層の下層
（地鉄との境界）で生成するｒ相の生成を極力抑え、上
層部はη相、δ１相、ζ相からなるめっき層とし、また
溶融合金層上に鉄めっきを施すことが開示されている〈
特開昭６０−２２８６６２号公報〉が、未だ満足すべき
結果は得られていないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 近年、耐食性向上に対する要求から、厚目付の゛合金化
溶融亜鉛めっき鋼板が強く要望されている。

しかし、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は熱拡散処理で製造
するため、目付量が厚くなるに従いめっき層中の鉄濃度
勾配が大きくなり、地鉄との界面にはＦｅ程度の高く脆
いｒ相が生成しやすくなり、方めっき層の表面近傍には
Ｆｅ濃度の低いζ相や極端な場合は未合金となりη相が
残存したりする。

ｒ相が厚いとプレス加工時にめっき層が剥離するパウダ
リングが生じやすくなるため、製品にめっき剥離粉の押
し疵等が発生し、歩留り低下や金型洗浄の頻度槽による
能率低下等の弊害が出る。

一方めっき層表面にζ相が厚く存在したり、η相が残存
すると、これらの相の摺動抵抗が大きいため、プレス加
工時に型かじりが生成しやすく、いわゆるフレーキング
となって金型ビード部等に堆積し、これまたプレス工程
の歩留り低下、能率低下をもたらす。

このような、厚目付量（４５ｇ／ｒｒｒ以上の付着量）
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、プレス工程での耐パ
ウダリング性、耐フレーキング性ともに満足することが
要求されており、ｒ、ζ層の制御が必要である。しかし
、従来技術では前述のごとく合金層の制御は困難な状態
である。

また、合金化を制御する目的でＮｉ、　Ｃｕ、　Ｃｏ等
の電気めっきによる各種振プレメツキが提案されている
が、十分な解決策とはなっていない。

また、通常目付の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造にお
いても、ハイテン材に存在するＰ、Ｓｉのような鋼中元
素は合金化阻害を生じ、現状は、生産性を犠牲にしたラ
インスピードの低下等の方策が採られており、このハイ
テン系素材での、より容易な合金層の制御が望まれてい
る。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、鋭意検討した結果合金層制御を容易にし
プレス加工性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法を見い出した。すなわち本発明は合金化溶融亜鉛め
っき鋼板を製造するにあたり、予め鋼板に無電解による
Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｐｄめっきを付着量１０〜１０００ｍ
ｇ／　ｒｄ施した後に、焼鈍、めっき、合金化を行なう
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
である。

（作　用） 合金化は浴中で生成されるＦｅ−Ｚｎ−ＡＱ系の３元合
金層が破壊されるときに始まり、できる合金層はそのと
きの温度の影響を大きく受ける。また、合金化反応は通
常、原板の結晶粒界から始まり、３元合金層はその粒界
に形成されている。従って。

合金層の制御のポイントは、洛中での原板表面結晶粒界
での３元合金層形成反応の制御である。

ハイテン材の場合は、焼鈍時の還元工程で、Ｆａは還元
雰囲気であるものの、Ｐ、Ｓｉにとっては酸化性雰囲気
であるため、主に原板の表面結晶粒界への偏析が進む、
また、Ｐは浴中で合金化の起点である原板表面結晶粒界
で、３元合金を安定化するため、合金化を遅らせる。Ｓ
ｉも同様な効果があるが、Ｓｉの場合は安定な酸化物に
なるため、めっき漏れ性や合金化阻害を引き起こす、こ
のような現象から、ハイテン材のめっき性、合金化特性
改善においても、そのポイントは洛中での３元合金層の
形成反応である。

現在、浴中ＡＱとの反応性制御の目的で各種プレメツキ
の効果探索がなされている。プレメツキに要求される特
性は、粒界部での浴中ＡＱ、　ＺｎｋＪＭ板Ｆｅ及び鋼
中元素のＳｉ、　Ｐの反応制御である。しかし、従来は
プレメツキ手法が電気めっきであるため、めっき金属が
原板表面全体を覆い、本来促進すべき粒内での反応に影
響を与え、プレメツキの効果が十分ではなかった。従っ
て、電気めっき法に代わる方法が必要である。その手法
として１反応活性な粒界に優先的に析出する無電解めっ
きが、目付も少なく抑えることができ有効である。化学
めっき種として、ＡＱとの反応性が高く３元合金層を抑
制し１合金化を促進する元素が有効である。

めっき種：　Ｎｉ、Ｃｏ、　Ｐｄは無電解めっきにより
反応活性な原板表面結晶粒界に優先的に析出する。

また、これらの元素はＡＱとの反応性が高く、ＡＱと優
先的に１ＱＮｉ、＾Ｑ、　Ｎｉのような、化合物を形成
する。従って、浴中でのＦｅ−Ｚｎ−＾ａの３元合金層
の形成を抑制する。従って、この無電解めっき量のコン
トロールにより前述の理由から、３元合金層の形成反応
を制御できる。

付着量：無電解めっき量の付着量範囲は１０ｍｇ／ｄ以
下では、ｌとの反応が十分ではなく、３元合金層の抑制
効果はない。また、１０００＋ｍｇ／ｒｒ？以上では、
原板表面結晶の粒界のみならず、粒内への析出反応も生
じる。この場合、前述の元素は合金化反応を抑制する効
果があるため、粒界反応制御の効果が阻害される。従っ
て、付着量範囲は１０〜１００ｋｇ／　ｎ（とする。

めっき方法：無電解めっき方法は特に指定しないが、還
元剤を用いた方法が反応性が高く好ましい０例えば、次
亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウムを還元剤
として用いる方法が有効である。

（実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

めっき用素材としてはＣＧ−ｉ−Ｋ鋼、Ｐ系及び高Ｓｉ
系ハイテン材（０，８ｔ　ｘ　８００％＋ＸＯを使用し
、あらかじめ無電解めっきを施した原板を、ｐ＃、酸化
炉型の連続溶融亜鉛めっきラインにおいて、めっき直後
に合金化処理炉により、連続的に加熱合金化処理した。

なおめっき浴中有効ＡＱは０．１０％で、めっき層中Ｆ
ｅ濃度は合金化炉の加熱条件を適宜に選定して製造した
。

通板速度は１０〜２０ｍ／分とし、浸漬時間は２〜５秒
の間の条件でめっきを行なった。

めっき層の層構造は電解剥離法により以下の条件で、調
査した。

ＮＨ，Ｃｆｆ１　：　１５０ｇ／　Ｑ、電解電流：２■
Ａ／ｄ、各層が示す電位を厚みに換算して評価した。

また、実プレス試験にて、加工性を評価した。

実プレス試験 普通乗用車のフェンダ一部品を実プレスで成形加工した
。３００枚の反復成形を行ない、鋼板またはプレス型へ
のめっき金属の付着堆積程度を相対評価した。評価は各
部位にテープを貼り付け、はがしてからテープに転着し
た金属粉の黒化度合いで判定した。

（長）Ｏ−０−Δ−×（劣）　　　（０，０は実用上問
題無し）上記それぞれの評価結果を比較例とともに第１
表に示す。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法により、めっき層の層構造をコントロールし
、ハイテン材の合金化特性向上や、加工性に悪影響のあ
るｒ、ζ相を制御でき、パウダリング性、フレーキング
性ともに満足した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供でき
る。

２９０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するにあたり、予め鋼
   板に無電解によるＮｉ、Ｃｏ、Ｐｄめっきを付着量１０
   〜１０００ｍｇ／ｍ＾２施した後に、焼鈍、めっき、合
   金化を行なうことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼
   板の製造方法。