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JPH06248424A - Corrosion resistant zn-mg alloy plated steel sheet excellent in workability - Google Patents

Corrosion resistant zn-mg alloy plated steel sheet excellent in workability

Info

Publication number
JPH06248424A
JPH06248424A JP6093393A JP6093393A JPH06248424A JP H06248424 A JPH06248424 A JP H06248424A JP 6093393 A JP6093393 A JP 6093393A JP 6093393 A JP6093393 A JP 6093393A JP H06248424 A JPH06248424 A JP H06248424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
content
layer
plating
alloy
steel sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6093393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tanaka
宏 田中
Yasushi Fukui
康 福居
Minoru Saito
実 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP6093393A priority Critical patent/JPH06248424A/en
Publication of JPH06248424A publication Critical patent/JPH06248424A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a plated steel sheet excellent in corrosion resistance and workability by forming a Zn-Mg alloy plated layer in which a concn-gradient is fitted to Mg content. CONSTITUTION:On this plated steel sheet, a Zn-Mg alloy plated layer in which Mg content is continuously reduced in a direction of the depth of the plated layer, and the Mg content in the lowermost part of the plated layer is regulated to <=6.0wt.%. In this way, because of low Mg content on the lowermost part of the plated layer, the difference in ductility in the boundaries with the base steel is reduced, and the peeling of the plated layer caused by stress at the time of forming can be suppressed. Furthermore, the low Mg content in the lowermost part of the plated layer secures the sacrificial corrosion preventing effect characteristic of Zn, and the prevention of corrosion in the base steel can be attained even in a state in which defects are generated on the plated layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、成形加工時に剥離等の
欠陥発生がなく、高耐食性を呈するZn−Mg合金めっ
きを形成しためっき鋼板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plated steel sheet on which a Zn-Mg alloy plating is formed which does not cause defects such as peeling during forming and exhibits high corrosion resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板の耐食性を向上させるため、従来か
ら各種の表面処理を施すことが行われている。なかで
も、Znめっき鋼板は、経済的でしかも良好な耐食性を
示す材料として汎用されている。Znめっき鋼板は、主
として溶融めっき,電気めっき等によって製造されてい
る。また、一部では、蒸着めっきによってZnめっき鋼
板を製造している。耐食性の向上に関する要求は、年々
高まる傾向にある。これに伴って、溶融めっき法,電気
めっき法等の各製造方法で、種々の検討が行われてい
る。溶融めっき法でZnめっき鋼板の耐食性を向上させ
ようとすると、亜鉛めっき層の付着量を増加させること
が先ず考えられる。しかし、製造面から付着量の上限が
制約されるため、付着量の増加によって耐食性の向上を
図ることには限界がある。また、付着量の増加、すなわ
ちめっき層の厚膜化は、めっき鋼板をプレス成形すると
きにカジリ,フレーキング等の欠陥を発生させる原因と
なり易い。
2. Description of the Related Art Conventionally, various surface treatments have been performed to improve the corrosion resistance of steel sheets. Among them, the Zn-plated steel sheet is widely used as a material which is economical and has good corrosion resistance. The Zn-plated steel sheet is mainly manufactured by hot dipping, electroplating and the like. Further, in some cases, Zn-plated steel sheets are manufactured by vapor deposition plating. The demand for improved corrosion resistance tends to increase year by year. Along with this, various studies have been conducted in various manufacturing methods such as hot dipping and electroplating. When attempting to improve the corrosion resistance of a Zn-plated steel sheet by the hot dip coating method, it is first thought that the amount of the zinc-plated layer deposited increases. However, since the upper limit of the adhered amount is limited from the manufacturing aspect, there is a limit in improving the corrosion resistance by increasing the adhered amount. Further, an increase in the amount of adhesion, that is, an increase in the thickness of the plated layer tends to cause defects such as galling and flaking when press-forming the plated steel sheet.

【0003】電気めっき法で、同様に厚膜のめっき層を
形成しようとすると、生産性が著しく損なわれる。この
点、電気めっき法では、Zn−Ni系等のZn合金めっ
きを施すことによって耐食性の向上を図っている。しか
し、Zn−Ni合金めっき層は、硬質で脆いため、成形
時に割れ,欠け等の欠陥を発生させ易い。このような欠
陥がめっき層に発生すると、下地鋼が欠陥部を介して露
出するため、めっき層本来の性能が発揮されず、欠陥部
を起点とした腐食が進行する。このような背景から、高
耐食性のZn系合金めっき鋼板を蒸着法で製造すること
が試みられている。なかでも、Zn−Mg合金めっき
は、優れた防食作用を呈する。たとえば、特開昭64−
17852号公報では、0.5〜40重量%のMgを含
むZn−Mg合金めっき層を形成することが開示されて
いる。また、Zn−Mg合金めっき層と下地鋼との間に
Zn,Ni,Cu,Mg,Al,Fe,Co,Ti等の
中間層を介在させるとき、めっき層の密着性及び加工性
が向上することが特開平2−141588号公報で紹介
されている。
If an attempt is made to form a thick plating layer by electroplating, productivity will be significantly impaired. In this respect, in the electroplating method, Zn-Ni-based Zn alloy plating or the like is performed to improve the corrosion resistance. However, since the Zn-Ni alloy plating layer is hard and brittle, defects such as cracks and chips are likely to occur during molding. When such a defect occurs in the plating layer, the underlying steel is exposed through the defect portion, so that the original performance of the plating layer is not exhibited and corrosion starting from the defect portion proceeds. From such a background, it has been attempted to manufacture a Zn-based alloy plated steel sheet having high corrosion resistance by a vapor deposition method. Among them, Zn-Mg alloy plating exhibits an excellent anticorrosion effect. For example, JP-A-64-
Japanese Patent No. 17852 discloses forming a Zn-Mg alloy plating layer containing 0.5 to 40% by weight of Mg. Further, when an intermediate layer of Zn, Ni, Cu, Mg, Al, Fe, Co, Ti or the like is interposed between the Zn-Mg alloy plating layer and the base steel, the adhesion and workability of the plating layer are improved. This is introduced in Japanese Patent Laid-Open No. 2-141588.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】Zn−Mg合金めっき
層は、Mg含有量の増加に応じて耐食性が向上するが、
反面めっき層が脆くなる。特に、Mg含有量の増加に起
因するめっき層の脆化は、Mg含有量が6重量%を超え
たときに顕著に現れる。その結果、めっき層の延性が大
幅に低下し、加工成形時に割れ,欠け等の欠陥がめっき
層に発生し易くなる。また、下地鋼の加工変形にめっき
層が追従できなくなり、めっき層と下地鋼との間に剥離
が発生し、パウダリング等の欠陥が発生する。パウダリ
ングは、プレス成形された製品の表面状態に悪影響を及
ぼす。すなわち、下地鋼から剥離しためっき層は、プレ
ス成形されているめっき鋼板に押し付けられ、点状押し
傷等の表面欠陥を発生させる。めっき層の剥離は、Zn
−Mg合金めっき層の延性が不足することが原因であ
る。そのため、Zn−Mg合金めっき層と下地鋼との間
に延性に富むZn合金層を形成した場合でも、Zn合金
層とZn−Mg合金めっき層との間の伸びの差が大きい
ことから、依然としてパウダリング発生を抑制すること
ができない。
The Zn-Mg alloy plated layer has improved corrosion resistance as the Mg content increases, but
On the other hand, the plating layer becomes brittle. In particular, the embrittlement of the plating layer due to the increase of the Mg content becomes remarkable when the Mg content exceeds 6% by weight. As a result, the ductility of the plated layer is significantly reduced, and defects such as cracks and chips are likely to occur in the plated layer during work forming. Further, the plating layer cannot follow the work deformation of the base steel, peeling occurs between the plating layer and the base steel, and defects such as powdering occur. Powdering adversely affects the surface condition of press-formed products. That is, the plating layer separated from the base steel is pressed against the press-formed plated steel sheet to generate surface defects such as point-like scratches. The peeling of the plating layer is Zn
This is because the ductility of the Mg alloy plating layer is insufficient. Therefore, even when a Zn alloy layer having a high ductility is formed between the Zn-Mg alloy plating layer and the base steel, the difference in elongation between the Zn alloy layer and the Zn-Mg alloy plating layer is large, and therefore, still remains. The occurrence of powdering cannot be suppressed.

【0005】ところで、純Znめっき層では、割れ等の
欠陥があっても、Zn自体の犠牲防食作用によって下地
鋼の腐食が避けられる。これに対し、Mg含有量が高い
Zn−Mg合金めっき層では、Zn (OH)2等の強固な
絶縁性の腐食生成物がめっき層に形成され、Znの犠牲
防食作用が失われる。その結果、微小な割れがめっき層
に発生した場合でも、早期に下地鋼の腐食が発生・進行
する。この現象は、Zn−Mg合金めっき層のMg含有
量が15重量%以上になると顕著に現れる。
By the way, in the pure Zn plating layer, even if there are defects such as cracks, corrosion of the base steel can be avoided by the sacrificial anticorrosion action of Zn itself. On the other hand, in a Zn-Mg alloy plating layer having a high Mg content, a strong insulating corrosion product such as Zn (OH) 2 is formed in the plating layer, and the sacrificial anticorrosive action of Zn is lost. As a result, even if minute cracks occur in the plating layer, corrosion of the base steel occurs and progresses at an early stage. This phenomenon remarkably appears when the Mg content of the Zn-Mg alloy plated layer is 15% by weight or more.

【0006】加工時におけるめっき層の割れ発生を防
ぎ、めっき層の犠牲防食作用を維持するためには、Zn
−Mg合金めっき層のMg含有量を低く設定することが
必要とされる。しかし、Mg含有量の低減は、本来のZ
n−Mg合金めっきの長所を十分に活かしたものではな
く、めっき鋼板の平坦部における耐食性を劣化させるこ
とになる。本発明は、このような問題を解消すべく案出
されたものであり、Zn−Mg合金めっき層のMg含有
量にめっき層の厚み方向に関する濃度勾配を付けること
によって、耐食性に優れたZn−Mg合金めっき層の長
所を損なうことなく、加工性を改善し且つZnの犠牲防
食作用も活用しためっき鋼板を提供することを目的とす
る。
In order to prevent cracking of the plating layer during processing and maintain the sacrificial anticorrosion effect of the plating layer, Zn
-It is necessary to set the Mg content of the Mg alloy plating layer low. However, the reduction of Mg content is
The advantage of n-Mg alloy plating is not fully utilized, and the corrosion resistance in the flat portion of the plated steel sheet is deteriorated. The present invention has been devised to solve such a problem, and by providing a concentration gradient in the thickness direction of the Zn-Mg alloy plating layer with respect to the thickness direction of the Zn-Mg alloy plating layer, Zn- excellent in corrosion resistance is obtained. An object of the present invention is to provide a plated steel sheet which improves the workability and also utilizes the sacrificial anticorrosion effect of Zn without impairing the advantages of the Mg alloy plating layer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のめっき鋼板は、
その目的を達成するため、Mg含有量がめっき層の深さ
方向に連続的に減少し、めっき層最下部におけるMg含
有量が6.0重量%以下であるZn−Mg合金めっき層
が形成されていることを特徴とする。Mg含有量に濃度
勾配を付けたZn−Mg合金めっき鋼板は、たとえばZ
nめっきに続いてMgめっきを施し、その後に加熱して
めっき層を合金化することによって製造される。Zn層
の形成には、溶融めっき,電気めっき,蒸着めっきの何
れを採用しても良いが、後続するMg層の形成を考慮す
るとき蒸着めっきが好ましい。通常の水溶液を使用する
電気めっき法でMgめっきを施すことは、熱力学的に不
可能である。溶融塩を使用するめっき法によるとき、M
gめっき層の形成は原理的に可能であるものの、高温で
の操作が必要とされ、実用できる技術がない。このよう
なことから、Mg層の形成には、真空蒸着法、なかでも
アーク蒸着法が採用される。
Means for Solving the Problems The plated steel sheet of the present invention is
In order to achieve the object, the Mg content continuously decreases in the depth direction of the plating layer, and a Zn-Mg alloy plating layer having a Mg content at the bottom of the plating layer of 6.0 wt% or less is formed. It is characterized by A Zn-Mg alloy plated steel sheet having a concentration gradient in the Mg content is, for example, Z
It is manufactured by performing Mg plating after n plating and then heating to alloy the plated layer. Any of hot dipping, electroplating and vapor deposition plating may be adopted for forming the Zn layer, but vapor deposition plating is preferable in consideration of subsequent formation of the Mg layer. It is thermodynamically impossible to perform Mg plating by an electroplating method using an ordinary aqueous solution. When using the plating method using molten salt, M
Although formation of the g-plated layer is possible in principle, operation at high temperature is required and there is no practical technique. For this reason, the vacuum evaporation method, especially the arc evaporation method, is adopted for forming the Mg layer.

【0008】抵抗加熱,電子ビーム加熱,アーク加熱等
によって蒸発したMg蒸気は、めっき原板の表面に誘導
され、Mg層として析出する。一定した性状のMg層を
得るためには、Mgの蒸発量を正確にコントロールする
ことが必要である。しかし、昇華性金属であるMgは、
抵抗加熱,電子ビーム加熱等で蒸発させるとき、ルツボ
中で固体状態のまま蒸発する。したがって、固体Mgの
表面積が変化し、それと共に蒸発量が変化するため、蒸
発量を正確にコントロールすることが難しい。他方、ア
ーク蒸着法にあっては、溶接学会誌第54巻第6号(1
985)第352〜357頁で説明されているように、
アーク放電の陰極輝点で蒸発が生じることになるので、
アーク電流の調整によって蒸発量を制御できる。この点
で、アーク蒸着法は、Mg層の形成に最も適した方法で
ある。
Mg vapor evaporated by resistance heating, electron beam heating, arc heating or the like is induced on the surface of the original plating plate and deposited as a Mg layer. In order to obtain a Mg layer having a uniform property, it is necessary to accurately control the evaporation amount of Mg. However, the sublimable metal Mg is
When vaporizing by resistance heating, electron beam heating, etc., it vaporizes in the solid state in the crucible. Therefore, since the surface area of solid Mg changes and the evaporation amount changes with it, it is difficult to control the evaporation amount accurately. On the other hand, in the arc evaporation method, the Journal of Welding Society, Vol. 54, No. 6 (1
985) As described on pages 352-357,
Since evaporation will occur at the cathode bright spot of the arc discharge,
The evaporation amount can be controlled by adjusting the arc current. In this respect, the arc evaporation method is the most suitable method for forming the Mg layer.

【0009】設備構成の簡略化を図るとき、めっき原板
の走行方向に関してZn蒸着装置、次いでMg蒸着装置
を同一の真空槽内に配列し、Zn蒸気及びMg蒸気が混
合した状態で蒸着をめっき原板に施す。この場合、めっ
き原板の走行方向に関して上流側ではZnの蒸気比率が
高く、下流側ではMgの蒸気比率が高くなっている。そ
のため、Mg含有量が緩やかに且つ連続的に変化したZ
n−Mg合金めっき層がめっき原板の表面に形成され
る。本発明で使用されるめっき原板としては、Alキル
ド鋼等の普通鋼が代用的なものであるが、他に低合金
鋼,フェライト系ステンレス鋼,オーステナイト系ステ
ンレス鋼等、種々の鋼板を使用することができる。たと
えば、ステンレス鋼をめっき原板としたものにあって
は、耐食性に優れた下地鋼がZn−Mg合金めっき層と
相乗的に働き、高Cr高Niの高級ステンレス鋼に匹敵
する耐食性が得られる。
In order to simplify the equipment structure, a Zn vapor deposition device and then a Mg vapor deposition device are arranged in the same vacuum chamber with respect to the running direction of the plating original plate, and the vapor deposition is performed in a state where Zn vapor and Mg vapor are mixed. Apply to. In this case, the vapor ratio of Zn is high on the upstream side and the vapor ratio of Mg is high on the downstream side with respect to the traveling direction of the original plating plate. Therefore, Z in which the Mg content gradually and continuously changed
An n-Mg alloy plating layer is formed on the surface of the original plating plate. As the plating base plate used in the present invention, ordinary steel such as Al-killed steel is substituted, but other various steel plates such as low alloy steel, ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, etc. are used. be able to. For example, in the case where stainless steel is used as a plating base plate, the base steel having excellent corrosion resistance works synergistically with the Zn-Mg alloy plating layer, and corrosion resistance comparable to that of high-grade Cr-high Ni high-grade stainless steel is obtained.

【0010】本発明のめっき鋼板は、たとえば、図1に
概略を示した設備を使用して製造される。めっき原板1
0は、ペイオフリール11から巻き戻され、デフレクタ
ーロール12,13で案内されて真空室20に導入され
る。めっき原板10は、真空室20内に配置したデフレ
クターロール14,15により走行方向が変えられ、め
っき鋼板16として真空槽20から送り出された後、加
熱室60を経て巻取りリール17に巻き取られる。真空
室20の入側及び出側には、入側真空シール21及び出
側真空シール22がそれぞれ設けられている。入側真空
シール21と出側真空シール22との間にある真空室2
0の内部は、めっき原板10が通過するスリットが形成
された隔壁23〜26によって前処理ゾーン30,Zn
蒸着ゾーン40及びMg蒸着ゾーン50に区分されてい
る。真空室20には複数の真空ポンプが接続され、内部
が1×10-3Pa程度まで減圧される。なお、図1で
は、二基の真空ポンプ27,28を示しているが、この
他にも適宜の箇所に真空ポンプを配置しても良い。
The plated steel sheet of the present invention is manufactured, for example, by using the equipment outlined in FIG. Plate 1
0 is rewound from the pay-off reel 11, guided by the deflector rolls 12 and 13, and introduced into the vacuum chamber 20. The plating original plate 10 has its traveling direction changed by the deflector rolls 14 and 15 arranged in the vacuum chamber 20, is sent out from the vacuum tank 20 as the plated steel plate 16, and is then wound around the winding reel 17 via the heating chamber 60. . An inlet side vacuum seal 21 and an outlet side vacuum seal 22 are provided on the inlet side and the outlet side of the vacuum chamber 20, respectively. Vacuum chamber 2 between the inlet vacuum seal 21 and the outlet vacuum seal 22
The inside of 0 is formed by the partition walls 23 to 26 in which slits through which the plating original plate 10 passes are formed.
It is divided into a vapor deposition zone 40 and a Mg vapor deposition zone 50. A plurality of vacuum pumps are connected to the vacuum chamber 20, and the inside pressure is reduced to about 1 × 10 −3 Pa. Although two vacuum pumps 27 and 28 are shown in FIG. 1, other vacuum pumps may be arranged at appropriate places.

【0011】前処理ゾーン30には、めっき原板10の
走行方向に沿って高周波加熱装置31及びイオンビーム
エッチング装置32が配置されている。前処理ゾーン3
0に送り込まれためっき原板10は、高周波加熱装置3
1で所定温度に加熱された後、イオンビームエッチング
装置32から出射されたイオンビーム33で照射され、
めっき金属に対して活性な表面状態に調整される。Zn
蒸着ゾーン40には、Zn蒸着装置41がめっき原板1
0の両面に対向して配置されている。Zn蒸着装置41
は、Zn源であるZn溶融槽42から蒸発したZn蒸気
をめっき原板10に向けて流す案内フード43を備えて
いる。案内フード43は、めっき原板10よりも幅広の
開口部44をもっており、めっき原板10が通過するス
リット45が開口部44に形成されている。
In the pretreatment zone 30, a high frequency heating device 31 and an ion beam etching device 32 are arranged along the running direction of the plating original plate 10. Pretreatment zone 3
The plating base plate 10 sent to 0 is the high frequency heating device 3
After being heated to a predetermined temperature in 1, the irradiation with the ion beam 33 emitted from the ion beam etching device 32,
The surface condition is adjusted to be active for the plated metal. Zn
In the vapor deposition zone 40, the Zn vapor deposition device 41 is provided with the plating base plate 1.
It is arranged so as to face both sides of 0. Zn vapor deposition device 41
Is provided with a guide hood 43 that causes Zn vapor evaporated from a Zn melting tank 42, which is a Zn source, to flow toward the original plating plate 10. The guide hood 43 has an opening 44 wider than the original plating plate 10, and a slit 45 through which the original plating plate 10 passes is formed in the opening 44.

【0012】Mg蒸着ゾーン50には、Mg蒸着装置5
1がめっき原板10の両面に対向して配置されている。
Mg蒸着装置51は、アーク加熱によってMgを蒸発さ
せる方式を採用しており、Mg蒸発量、ひいてはZn−
Mg合金めっき層中のMg含有量の変動率を±5%以内
に抑えることができる。加熱室60は、窒素雰囲気に維
持されており、走行するめっき鋼板16の両面に対向し
て高周波加熱装置61を配置している。高周波加熱装置
61によってめっき原板16が加熱され、表面に形成さ
れているZn層及びMg層が合金化される。
In the Mg vapor deposition zone 50, the Mg vapor deposition apparatus 5 is provided.
1 are arranged so as to face both sides of the original plating plate 10.
The Mg vapor deposition apparatus 51 employs a method of vaporizing Mg by arc heating, and the amount of Mg vaporization, and thus Zn-
The variation rate of the Mg content in the Mg alloy plating layer can be suppressed within ± 5%. The heating chamber 60 is maintained in a nitrogen atmosphere, and the high-frequency heating device 61 is arranged so as to face both sides of the traveling plated steel sheet 16. The high frequency heating device 61 heats the original plating plate 16 to alloy the Zn layer and the Mg layer formed on the surface.

【0013】なお、図1に示した設備構成では、高周波
加熱装置31,イオンビームエッチング装置32,Zn
蒸着装置41及びMg蒸着装置51を真空室20内で垂
直方向に配列している。しかし、本発明はこれに拘束さ
れるものではなく、機器を配置するスペース,機器の形
状等に応じて適宜の配列状態が採用される。また、イオ
ンビームエッチング装置32に代えプラズマエッチング
装置を採用しても良い。また、めっき原板10がZn蒸
着に対して十分に活性な表面状態である場合には、イオ
ンビームエッチング装置31やプラズマエッチング装
置、高周波加熱装置31等を省略することも可能であ
る。
In the equipment configuration shown in FIG. 1, the high frequency heating device 31, the ion beam etching device 32, the Zn
The vapor deposition device 41 and the Mg vapor deposition device 51 are arranged vertically in the vacuum chamber 20. However, the present invention is not limited to this, and an appropriate arrangement state is adopted depending on the space for arranging the equipment, the shape of the equipment, and the like. Further, a plasma etching device may be adopted instead of the ion beam etching device 32. Further, when the plating original plate 10 has a surface state sufficiently active for Zn vapor deposition, the ion beam etching device 31, the plasma etching device, the high frequency heating device 31 and the like can be omitted.

【0014】[0014]

【作用】下地鋼の表面に形成されたZn−Mg合金めっ
き層は、深さ方向に連続的に減少する濃度勾配をMg含
有量に付け、最下部におけるMg含有量を6.0重量%
以下に規制している。めっき層の延性は、Mgの濃度勾
配に応じて最下部で高く、上層に向かって連続的に低く
なる。また、最下部のMg含有量が低いため、Zn特有
の犠牲防食作用も損なわれない。他方、表層部における
Mg含有量が高いことから、表面からの腐食作用に対し
ても優れた抵抗力を呈する。めっき鋼板を成形加工する
とき、めっき層に発生する剥離は、下地鋼及びめっき層
の延性が異なることから両者の変形量に相違が生じ、下
地鋼とめっき層との界面に大きな応力が発生することに
原因がある。この点、本発明のめっき鋼板においては、
Mgの濃度勾配に応じめっき層の延性が緩やかに変化し
ているので、めっき層と下地鋼との界面及びめっき層の
内部に大きな応力が成形加工時に発生しない。その結
果、めっき層に発生しがちな剥離が防止される。
The Zn-Mg alloy plating layer formed on the surface of the base steel has a Mg content having a concentration gradient that continuously decreases in the depth direction, and the Mg content at the bottom is 6.0% by weight.
It is regulated below. The ductility of the plated layer is high at the lowermost portion and becomes lower continuously toward the upper layer according to the concentration gradient of Mg. Further, since the lowermost Mg content is low, the sacrificial anticorrosive action peculiar to Zn is not impaired. On the other hand, since the surface layer portion has a high Mg content, it exhibits excellent resistance to corrosion from the surface. When forming a plated steel sheet, peeling that occurs in the plating layer causes a difference in the amount of deformation between the base steel and the plating layer due to the different ductility of the base steel, and a large stress occurs at the interface between the base steel and the plating layer. There is a cause. In this respect, in the plated steel sheet of the present invention,
Since the ductility of the plating layer changes gently according to the concentration gradient of Mg, no large stress is generated during the forming process at the interface between the plating layer and the base steel and inside the plating layer. As a result, peeling that tends to occur in the plating layer is prevented.

【0015】また、最下部におけるMg含有量が6.0
重量%以下に規制されているため、Znの犠牲防食作用
が確保されている。したがって、仮にめっき層に割れが
発生するような厳しい条件下で加工を施すことにより下
地鋼が露出するような場合があっても、Znの犠牲防食
作用によって下地鋼の早期腐食が抑制される。他方、表
層部のMg含有量は、平坦部の耐食性を確保する上から
6重量%以上であることが好ましい。Zn層及びMg層
が形成されためっき鋼板を合金化するとき、最適なZn
−Mg合金めっき層を形成するために、合金化温度を1
40〜350℃の範囲に維持することが好ましい。14
0℃未満の加熱では、Zn層とMg層との間に合金化反
応が生じない。逆に、350℃を超える加熱は、下地鋼
とZn層との間の合金化反応を促進させ、Zn−Fe系
の脆い合金層を界面に形成させる原因となる。このよう
な脆い合金層は、めっき鋼板を成形加工するときにパウ
ダリングを発生させる。
Further, the Mg content in the lowermost portion is 6.0.
The sacrificial anticorrosive action of Zn is ensured because the content of Zn is regulated to not more than weight%. Therefore, even if the base steel is exposed by performing processing under severe conditions such that the plating layer is cracked, the sacrificial anticorrosive action of Zn suppresses the early corrosion of the base steel. On the other hand, the Mg content of the surface layer portion is preferably 6% by weight or more from the viewpoint of ensuring the corrosion resistance of the flat portion. When alloying a plated steel sheet on which a Zn layer and a Mg layer are formed, the optimum Zn
-To form the Mg alloy plating layer, the alloying temperature is set to 1
It is preferable to maintain the temperature in the range of 40 to 350 ° C. 14
Heating below 0 ° C. does not cause an alloying reaction between the Zn layer and the Mg layer. On the other hand, heating above 350 ° C. promotes the alloying reaction between the base steel and the Zn layer, and causes formation of a Zn—Fe-based brittle alloy layer at the interface. Such a brittle alloy layer causes powdering when forming a plated steel sheet.

【0016】[0016]

【実施例】表1に示した組成をもつ板厚0.5mmの鋼
板を、めっき原板として使用した。めっき原板に酸洗及
び脱脂を施した後、図1に示す蒸着めっき装置でZn−
Mg合金めっき鋼板を製造した。
Example A steel plate having a composition shown in Table 1 and a plate thickness of 0.5 mm was used as a plating original plate. After pickling and degreasing the original plating plate, Zn-
A Mg alloy plated steel sheet was manufactured.

【表1】 [Table 1]

【0017】真空室20を1×10-3Paまで減圧した
後、めっき原板10を通板速度30m/分で真空室20
に送り込み、高周波加熱装置31で150℃に加熱し
た。次いで、表2の条件下でめっき原板10をイオンビ
ームエッチングした。このとき、イオンビームの原料ガ
スを流すことから、前処理ゾーン30の真空度は、0.
05Paまで下がった。
After depressurizing the vacuum chamber 20 to 1 × 10 −3 Pa, the vacuum plating plate 20 is passed at a plate passing speed of 30 m / min.
And heated to 150 ° C. by the high frequency heating device 31. Next, the plating original plate 10 was subjected to ion beam etching under the conditions shown in Table 2. At this time, since the source gas of the ion beam is flown, the degree of vacuum in the pretreatment zone 30 is 0.
It went down to 05Pa.

【表2】 [Table 2]

【0018】イオンビームエッチングによって表面が活
性化されためっき原板10の表面に、平均膜厚0.67
μmのZn層及び平均膜厚0.1μmのMg層を形成し
た。Zn層及びMg層の膜厚は、Zn及びMgの蒸発量
を制御すると共に、めっき原板の通板速度や表面温度等
を調整することによって、コントロールすることができ
た。このときのめっき条件を表3に示す。
An average film thickness of 0.67 is formed on the surface of the plating original plate 10 whose surface has been activated by ion beam etching.
A Zn layer having a thickness of μm and a Mg layer having an average thickness of 0.1 μm were formed. The film thicknesses of the Zn layer and the Mg layer could be controlled by controlling the evaporation amounts of Zn and Mg and adjusting the stripping speed and surface temperature of the original plating plate. Table 3 shows the plating conditions at this time.

【表3】 [Table 3]

【0019】得られためっき鋼板に形成されたZn−M
g合金めっき層を、オージェ電子分光法(AES)によ
って調査した。調査結果を示す表2から明らかなよう
に、Mg含有量は、めっき層表層部で最も高く、深さ方
向に低下した濃度勾配をもっていることが確認された。
Mg含有量は、表層部で38.5重量%,最下部で2.
0重量%であった。他方、Zn含有量は、表層部で6
1.5重量%,最下部で98.0重量%であった。Zn
−Mg合金めっき層が形成されためっき鋼板から試験片
を切り出し、JIS Z2371に準拠した塩水噴霧試
験に供した。試験片表面に発生する赤錆の面積が試験片
の全表面積の5%に達するまでの時間を測定し、5%赤
錆発生時間として耐食性を評価した。調査結果を示す図
3から明らかなように、本発明に従っためっき鋼板は、
従来のZnめっき鋼板に比較して格段に優れた耐食性を
呈した。また、めっき層上層部におけるMg含有量の増
加に伴って、耐食性が向上していることが判る。
Zn-M formed on the obtained plated steel sheet
The g-alloy plated layer was investigated by Auger electron spectroscopy (AES). As is clear from Table 2 showing the investigation results, it was confirmed that the Mg content was highest in the surface layer portion of the plating layer and had a concentration gradient that decreased in the depth direction.
The Mg content was 38.5% by weight in the surface layer and 2.
It was 0% by weight. On the other hand, the Zn content is 6 in the surface layer.
It was 1.5% by weight and 98.0% by weight at the bottom. Zn
-A test piece was cut out from the plated steel sheet on which the Mg alloy plating layer was formed, and subjected to a salt spray test according to JIS Z2371. The time until the area of red rust generated on the surface of the test piece reached 5% of the total surface area of the test piece was measured, and corrosion resistance was evaluated as 5% red rust generation time. As is clear from FIG. 3 showing the investigation result, the plated steel sheet according to the present invention is
The corrosion resistance was far superior to that of the conventional Zn-plated steel sheet. Further, it can be seen that the corrosion resistance is improved as the Mg content in the upper portion of the plating layer is increased.

【0020】Zn−Mg合金めっき鋼板をドロービード
試験及び傷付き試験片のサイクル腐食試験に供し、加工
性及び加工後の耐食性を調査した。なお、Zn−Mg合
金めっき層のMg濃度の影響を調査するため、最下部の
Mg濃度が6.0重量%を超えるZn−Mg合金めっき
鋼板を比較例として使用した。ドロービード試験では、
Zn−Mg合金めっき鋼板から切り出された試験片を高
さ4mm及びアール0.5mmのビードを付けた金型に
入れ、引抜き力500kgf及び引抜き速度200m/
分で金型から試験片を引き抜いた。引抜き後に下地鋼か
ら剥離しためっき層の量を測定し、パウダリング発生量
とした。サイクル腐食試験では、めっき層を貫通する傷
をカッターナイフで付けた試験片を使用した。この傷付
き試験片に対し表4に示したサイクルで腐食試験を行
い、傷付き部における赤錆発生の有無を調査した。ドロ
ービード試験及びサイクル腐食試験の結果を、表5に示
す。
The Zn-Mg alloy-plated steel sheet was subjected to a draw bead test and a cycle corrosion test of a scratched test piece to investigate the workability and the corrosion resistance after working. In addition, in order to investigate the influence of the Mg concentration of the Zn-Mg alloy plated layer, a Zn-Mg alloy plated steel sheet having a lowermost Mg concentration of more than 6.0 wt% was used as a comparative example. In the draw bead test,
A test piece cut out from a Zn-Mg alloy-plated steel plate was placed in a mold equipped with a bead having a height of 4 mm and a radius of 0.5 mm, and a pulling force of 500 kgf and a pulling speed of 200 m /
The test piece was pulled out of the mold in minutes. The amount of the plating layer peeled from the base steel after drawing was measured and used as the amount of powdering. In the cycle corrosion test, a test piece in which a scratch penetrating the plating layer was attached with a cutter knife was used. Corrosion tests were performed on the scratched test pieces in the cycle shown in Table 4 to examine whether or not red rust was generated in the scratched portions. Table 5 shows the results of the draw bead test and the cycle corrosion test.

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【0021】表5から明らかなように、本発明に従った
試験番号1〜3のZn−Mg合金めっき鋼板は、折曲げ
時にクラックの発生がなく、優れた成形加工性を呈する
ことが判る。また、下地鋼からめっき層が剥離すること
がなく、パウダリングの発生量も極めて少なくなってい
る。また、めっき層の最下部でMg含有量が低くなって
いるため、めっき層に付けられた傷部を起点とした早期
腐食も検出されなかった。これは、Znの犠牲防食作用
が維持されていることに由来するものと推察される。
As is clear from Table 5, the Zn-Mg alloy-plated steel sheets of Test Nos. 1 to 3 according to the present invention have no cracks during bending and exhibit excellent formability. Further, the plating layer was not peeled off from the base steel, and the amount of powdering generated was extremely small. In addition, since the Mg content was low at the bottom of the plating layer, no early corrosion starting from the scratched portion attached to the plating layer was detected. It is speculated that this is because the sacrificial anticorrosive action of Zn is maintained.

【0022】これに対し、Mg含有量をめっき層の最下
部で7.4重量%した試験番号4、16.3重量%にし
た試験番号5のZn−Mg合金めっき鋼板では、パウダ
リングの発生量が多くなっており、成形加工時に下地鋼
からめっき層が剥離していることが判る。しかも、めっ
き層の最下部におけるMg含有量が高い試験番号5の比
較例では、Znの犠牲防食作用が期待できず、短時間の
うちに試験片表面に赤錆が発生した。この対比から、本
発明に従ったZn−Mg合金めっき鋼板は、成形加工を
施した後でもめっき層に亀裂が生じ難いことが確認され
た。また、めっき層の最下部でMg含有量が少ないこと
からZnの犠牲防食作用が確保され、傷等の欠陥がめっ
き層に発生しても、下地鋼の腐食が進行することはな
い。
On the other hand, in the Zn-Mg alloy plated steel sheet of Test No. 4 in which the Mg content was 7.4% by weight at the bottom of the plating layer and Test No. 5 in which the Mg content was 16.3% by weight, powdering occurred. The amount is large, and it can be seen that the plating layer is separated from the base steel during the forming process. Moreover, in the comparative example of test number 5 in which the Mg content in the lowermost part of the plating layer was high, the sacrificial anticorrosive action of Zn could not be expected, and red rust occurred on the surface of the test piece within a short time. From this comparison, it was confirmed that the Zn-Mg alloy plated steel sheet according to the present invention is unlikely to cause cracks in the plated layer even after being subjected to forming processing. Further, since the Mg content is low at the bottom of the plating layer, the sacrificial anticorrosion action of Zn is secured, and even if defects such as scratches occur in the plating layer, corrosion of the base steel does not proceed.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、下地鋼の表面に形成されるZn−Mg合金めっき層
のMg含有量が下部から表層部に向けて増加する濃度勾
配を付けると共に、最下部のMg含有量を6.0重量%
以下に規制している。このMg含有量の濃度勾配によっ
て、耐食性が高く且つ成形加工性に優れためっき鋼板が
得られる。このZn−Mg系合金めっき鋼板は、仮に成
形加工時に欠陥がめっき層に生じても、Znの犠牲防食
作用が維持されているため、欠陥部を起点として下地鋼
の腐食が進行することがない。したがって、長期にわた
って優れた耐食性を持続する高品質のめっき鋼板として
使用される。
As described above, according to the present invention, the Mg content of the Zn-Mg alloy plating layer formed on the surface of the base steel is provided with a concentration gradient such that the Mg content increases from the lower part to the surface part. , Mg content at the bottom is 6.0% by weight
It is regulated below. Due to this concentration gradient of Mg content, a plated steel sheet having high corrosion resistance and excellent formability can be obtained. In this Zn-Mg alloy-plated steel sheet, even if a defect occurs in the plating layer during forming, the sacrificial anticorrosion action of Zn is maintained, and therefore the corrosion of the base steel does not proceed starting from the defective portion. . Therefore, it is used as a high-quality plated steel sheet that maintains excellent corrosion resistance for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のZn−Mg合金めっき鋼板を製造す
る設備構成の一例
FIG. 1 shows an example of equipment configuration for producing a Zn—Mg alloy plated steel sheet according to the present invention.

【図2】 下地鋼の表面に形成されたZn−Mg合金め
っき層の濃度勾配
FIG. 2 Concentration gradient of Zn-Mg alloy plating layer formed on the surface of base steel

【図3】 Zn−Mg合金めっき層のMg濃度が耐食性
に及ぼす影響
FIG. 3 Effect of Mg concentration of Zn-Mg alloy plated layer on corrosion resistance

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:めっき原板 16:めっき鋼板 20:真空
室 40:Zn蒸着ゾーン 41:Zn蒸着装置
50:Mg蒸着ゾーン 51:Mg蒸着装置 60:合金化のための加熱ゾーン
10: original plating plate 16: plated steel plate 20: vacuum chamber 40: Zn vapor deposition zone 41: Zn vapor deposition device
50: Mg vapor deposition zone 51: Mg vapor deposition apparatus 60: Heating zone for alloying

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年7月26日[Submission date] July 26, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】前処理ゾーン30には、めっき原板10の
走行方向に沿って高周波加熱装置31及びイオンビーム
エッチング装置32が配置されている。前処理ゾーン3
0に送り込まれためっき原板10は、高周波加熱装置3
1で所定温度に加熱された後、イオンビームエッチング
装置32から出射されたイオンビーム33で照射され、
めっき金属に対して活性な表面状態に調整される。Zn
蒸着ゾーン40には、Zn蒸着装置41がめっき原板1
0の両面に対向して配置されている。Zn蒸着装置41
は、Zn源であるZn溶融槽42から蒸発したZn蒸気
をめっき原板10に向けて流す案内フード43を備えて
いる。案内フード43は、めっき原板10よりも幅広の
開口部44をもっており、めっき原板10が通過するス
リット45,46が開口部44に形成されている。
In the pretreatment zone 30, a high frequency heating device 31 and an ion beam etching device 32 are arranged along the running direction of the plating original plate 10. Pretreatment zone 3
The plating base plate 10 sent to 0 is the high frequency heating device 3
After being heated to a predetermined temperature in 1, the irradiation with the ion beam 33 emitted from the ion beam etching device 32,
The surface condition is adjusted to be active for the plated metal. Zn
In the vapor deposition zone 40, the Zn vapor deposition device 41 is provided with the plating base plate 1.
It is arranged so as to face both sides of 0. Zn vapor deposition device 41
Is provided with a guide hood 43 that causes Zn vapor evaporated from a Zn melting tank 42, which is a Zn source, to flow toward the original plating plate 10. The guide hood 43 has an opening 44 wider than the original plating plate 10, and slits 45 and 46 through which the original plating plate 10 passes are formed in the opening 44.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】これに対し、Mg含有量をめっき層の最下
部で7.4重量%にした試験番号4、16.3重量%に
した試験番号5のZn−Mg合金めっき鋼板では、パウ
ダリングの発生量が多くなっており、成形加工時に下地
鋼からめっき層が剥離していることが判る。しかも、め
っき層の最下部におけるMg含有量が高い試験番号5の
比較例では、Znの犠牲防食作用が期待できず、短時間
のうちに試験片表面に赤錆が発生した。この対比から、
本発明に従ったZn−Mg合金めっき鋼板は、成形加工
を施した後でもめっき層に亀裂が生じ難いことが確認さ
れた。また、めっき層の最下部でMg含有量が少ないこ
とからZnの犠牲防食作用が確保され、傷等の欠陥がめ
っき層に発生しても、下地鋼の腐食が進行することはな
い。
On the other hand, in the Zn-Mg alloy plated steel sheet of Test No. 4 in which the Mg content was 7.4% by weight at the bottom of the plating layer and Test No. 5 in which the Mg content was 16.3% by weight, powdering It can be seen that the generated amount is large and the plating layer is peeled from the base steel during the forming process. Moreover, in the comparative example of test number 5 in which the Mg content in the lowermost part of the plating layer was high, the sacrificial anticorrosive action of Zn could not be expected, and red rust occurred on the surface of the test piece within a short time. From this contrast,
It has been confirmed that the Zn-Mg alloy-plated steel sheet according to the present invention is unlikely to have cracks in the plating layer even after being subjected to forming. Further, since the Mg content is low at the bottom of the plating layer, the sacrificial anticorrosion action of Zn is secured, and even if defects such as scratches occur in the plating layer, corrosion of the base steel does not proceed.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Mg含有量がめっき層の深さ方向に連続
的に減少し、最下部におけるMg含有量が6.0重量%
以下であるZn−Mg合金めっき層が形成されているめ
っき鋼板。
1. The Mg content continuously decreases in the depth direction of the plating layer, and the Mg content in the lowermost portion is 6.0% by weight.
A plated steel sheet on which a Zn-Mg alloy plated layer described below is formed.
JP6093393A 1993-02-25 1993-02-25 Corrosion resistant zn-mg alloy plated steel sheet excellent in workability Withdrawn JPH06248424A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108496A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Nippon Steel Corporation Highly corrosion-resistant hot dip galvanized steel stock
US9744743B2 (en) 2012-12-26 2017-08-29 Posco Zn—Mg alloy plated steel sheet, and method for manufacturing same
CN114318447A (en) * 2021-12-29 2022-04-12 中冶赛迪技术研究中心有限公司 Anticorrosive nanometer functional gradient coating and preparation process thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108496A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Nippon Steel Corporation Highly corrosion-resistant hot dip galvanized steel stock
US8663818B2 (en) 2006-03-20 2014-03-04 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High corrosion resistance hot dip galvanized steel material
US9744743B2 (en) 2012-12-26 2017-08-29 Posco Zn—Mg alloy plated steel sheet, and method for manufacturing same
CN114318447A (en) * 2021-12-29 2022-04-12 中冶赛迪技术研究中心有限公司 Anticorrosive nanometer functional gradient coating and preparation process thereof
CN114318447B (en) * 2021-12-29 2023-06-06 中冶赛迪技术研究中心有限公司 Anti-corrosion nano functional gradient coating and preparation process thereof

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