【発明の詳細な説明】
この発明は溶融亜鉛めつき用亜鉛合金に係り、
特に鉄鋼材料の表面を溶融亜鉛めつきするのに用
いた場合に優れた加工性を示す亜鉛合金に関する
ものである。
従来、大気中で鉄鋼材料の表面を溶融亜鉛めつ
きするのに用いられる亜鉛地金は、一般的には１
％程度のPbを含有する蒸留亜鉛１種が用いられ
る。また、溶融亜鉛めつき鋼は10年から50年程度
の長期の耐食性を保証するため亜鉛付着量が350
ｇ／m2から1000ｇ／m2程度の厚付けであり、この
めつき層はFe―Zn合金化反応によるFe―Zn合金
層とZn層の２層から形成される。純亜鉛はHB42
〜48で軟質であるが、六方晶系で加工性が乏しく
鋳造状態では伸びが皆無であり常温加工は困難で
ある。
また、めつき層のFe―Zn合金層における
Zn93.7〜94.2％のζ（ZETA）化合物は単斜晶
系、Zn89〜93％のδ１（DELTA ONE）化合物
は六方晶系で何れも硬く加工性が乏しい。
近年、住宅等建築資材に軽量鉄骨および薄肉鋼
管の溶融亜鉛めつき製品が広く採用さるに至つた
が、折り曲げ加工時にめつき被膜の剥離現象によ
るトラブルが多発しているのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から鉄鋼材料
の表面に溶融亜鉛めつきを施した場合に良好な美
観を有し、かつ、特に折り曲げ加工によつてめつ
き被膜の剥離がない溶融亜鉛めつき用亜鉛合金を
開発すべく鋭意研究した結果、高価なアルミニウ
ムを多量に使用せずに折り曲げ加工性の優れた亜
鉛合金を見出した。
すなわち、本発明はAl0.8〜3.0％を含有し、Si
を0.01〜0.1％含み、更に不可避不純物からなる
ことを特徴とする加工性の優れたどぶ漬けめつき
用の溶融亜鉛めつき用亜鉛合金を提供する。
以下本発明について詳細に説明する。
この発明の溶融亜鉛めつき用亜鉛合金におい
て、Al、Siの含有量を上記のとおり限定した理由
を説明する。
本発明の対象物は連続溶融亜鉛めつきと異な
り、大気中で行われる溶融亜鉛めつき（所謂どぶ
漬けめつき）を対象としているため、連続溶融亜
鉛めつきで要求される添加量と異る点がある。
(a) Al
Al成分には、上記のように鉄鋼材料の溶融亜
鉛めつき面に形成された脆いFe―Zn合金層の発
達を抑制する作用があるが、その含有量が0.8％
未満では好ましい加工性が得られないため0.8％
以上の含有が必要である。また、3.0％を超えて
含有させても加工性にはより一層の効果が得られ
ないばかりでなく、溶融温度が高くなりどぶ漬け
用亜鉛めつき用には、好ましくなく、製造コスト
も高くなるのでその含有量を0.8から3.0％と定め
た。
(b) Si
Si成分にはめつき層中のAl濃度を均一に、その
含有量が0.01％未満では所望の改善効果が得られ
ず、一方0.1％を超えて含有させてもより一層の
改善効果は得られないばかりでなく、曲げ加工性
を悪化し、更には酸化が激しくなり操業が行い難
くなることから、その含有量を0.01〜0.1％と定
めた。
なお、本発明の亜鉛合金において不可避不純物
としてのPd、CdおよびSnの含有量がそれぞれ
0.01％を超えると耐粒界腐食性が急激に劣化する
ようになることから不可避不純物としてのPd、
CdおよびSnの許容上限値をそれぞれ0.01％とし
なければならない。
以上のように、本発明を実施することにより以
下のような効果が得られ、従来のどぶ漬け用の溶
融亜鉛めつきでは見られなかつた低アルミニウム
で、かつ曲げ加工性の高い亜鉛合金を提供し、操
業も安定し、浴温度を極端に高くする必要がな
く、製造コストも安価にすることを可能とする。
次に、本発明の亜鉛合金を実施例により比較例
と対比しながら説明する。
実施例
それぞれ第１表に示される成分組成（ただし、
不可避不純物としてのPd、CdおよびSnの含有量
はそれぞれ0.01％以下）を有する亜鉛合金のめつ
き浴を用意し、次いで浴温度460℃を有する前記
めつき浴中にそれぞれZnCl2―NaF（KF）系フラ
ツクス、（Zn単独めつきはZnCl2―NH4Cl系フラツ
クス）で処理した厚さ0.4％を有する鋼板を10秒
間浸漬することによつて鋼板表面に片面厚さ20μ
ｍを有する本発明亜鉛合金めつき１、比較亜鉛合
金めつき１〜４およびZn単独めつき１からなる
めつき層をそれぞれ形成した。
次にこの結果得られた本発明亜鉛合金めつき鋼
板１、比較亜鉛合金めつき鋼板１〜４および従来
の亜鉛めつき鋼板１（Zn―1.05％、Pd―0.06％、
Cd―0.035％Fe）に対して、OTおよび2T曲げ試
験を行い、めつき被膜の割れやめつき層の剥離現
象の有無を調査し、また５％NaCl、温度35℃、
試験時間500時間の条件で塩水噴霧試験を行い、
試験後の腐食減量を測定した。
この結果を第１表に合せて示した。
第１表に示される結果から明らかなように、曲
げ加工性はSiを含有せず、含有してもこの発明の
範囲から外れた比較亜鉛合金めつき１〜４におい
ては所望の曲げ加工性を示さず、また従来亜鉛め
つき１のめつき層はいずれも優れた曲げ加工性を
示している。
また、塩水噴霧試験による腐食減量は本発明亜
鉛合金めつき１と比較亜鉛合金めつき１〜４とで
は大きな差異が認められなかつたが、従来の亜鉛
めつき１よりも著しい減少を示した。
上述のように、この発明の亜鉛合金は特に鉄鋼
材料の溶融亜鉛合金めつきに使用した場合に、極
めて優れた曲げ加工性を示すものであり、従つ
て、この発明の亜鉛合金によつてめつきされた鉄
鋼材においては、折り曲げ加工時にめつき層の割
れや剥離現象が皆無となることから、その信頼性
は極めて高いものであり、しかも鉄鋼材料の長期
に亘る使用寿命も確保されるようになる等、工業
上有用な効果をもたらすのである。
【表】[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a zinc alloy for hot-dip galvanizing,
In particular, the present invention relates to a zinc alloy that exhibits excellent workability when used for hot-dip galvanizing the surface of steel materials. Conventionally, the zinc ingot used for hot-dip galvanizing the surface of steel materials in the atmosphere is generally 1
% of Pb is used. In addition, hot-dip galvanized steel has a zinc coating of 350% to ensure long-term corrosion resistance of 10 to 50 years.
The thickness is about g/m 2 to 1000 g/m 2 , and this plating layer is formed from two layers: an Fe-Zn alloy layer and a Zn layer by an Fe-Zn alloying reaction. Pure zinc is HB42
48 and is soft, but it has poor workability due to its hexagonal system, and there is no elongation in the cast state, making it difficult to process at room temperature. In addition, in the Fe-Zn alloy layer of the plating layer,
The ζ (ZETA) compound containing 93.7 to 94.2% Zn is monoclinic, and the δ 1 (DELTA ONE) compound containing 89 to 93% Zn is hexagonal, and both are hard and have poor workability. In recent years, hot-dip galvanized products made of lightweight steel frames and thin-walled steel pipes have come to be widely adopted as construction materials for houses and other buildings, but the current situation is that problems frequently occur due to peeling of the plating film during bending. From the above-mentioned viewpoints, the present inventors have discovered that hot-dip galvanizing has a good aesthetic appearance when hot-dip galvanizing is applied to the surface of a steel material, and that the plating film does not peel off especially during bending. As a result of intensive research to develop a zinc alloy for plating, we discovered a zinc alloy with excellent bending workability without using large amounts of expensive aluminum. That is, the present invention contains 0.8 to 3.0% Al and
To provide a zinc alloy for hot-dip galvanizing, which has excellent workability and is characterized by containing 0.01 to 0.1% of 0.01 to 0.1% and further containing unavoidable impurities. The present invention will be explained in detail below. The reason why the contents of Al and Si are limited as described above in the zinc alloy for hot-dip galvanizing of the present invention will be explained. Unlike continuous hot-dip galvanizing, the object of the present invention is hot-dip galvanizing performed in the atmosphere (so-called gutter plating), so the amount of addition is different from that required for continuous hot-dip galvanizing. There is a point. (a) Al As mentioned above, the Al component has the effect of suppressing the development of the brittle Fe-Zn alloy layer formed on the hot-dip galvanized surface of steel materials, but its content is 0.8%.
If it is less than 0.8%, favorable processability cannot be obtained.
The above content is necessary. In addition, even if the content exceeds 3.0%, not only will no further effect be obtained on processability, but the melting temperature will increase, making it undesirable for galvanizing for dip dipping, and increasing manufacturing costs. Therefore, its content was set at 0.8 to 3.0%. (b) Si The Si component has a uniform Al concentration in the plating layer, but if the content is less than 0.01%, the desired improvement effect cannot be obtained, while if it is contained in an amount exceeding 0.1%, a further improvement effect can be obtained. The content was determined to be 0.01 to 0.1% because not only is it not possible to obtain it, but it also deteriorates bending workability and furthermore, oxidation becomes severe, making it difficult to operate. In addition, in the zinc alloy of the present invention, the contents of Pd, Cd, and Sn as inevitable impurities are respectively
If Pd exceeds 0.01%, intergranular corrosion resistance will rapidly deteriorate, so Pd is an unavoidable impurity.
The allowable upper limits for Cd and Sn must be 0.01% each. As described above, by carrying out the present invention, the following effects can be obtained, and a zinc alloy with low aluminum content and high bending workability, which has not been seen in conventional hot-dip galvanizing for pickling, is provided. However, the operation is stable, there is no need to raise the bath temperature extremely high, and the manufacturing cost can be reduced. Next, the zinc alloy of the present invention will be explained using examples and comparing with comparative examples. Examples Each component composition shown in Table 1 (however,
A zinc alloy plating bath containing Pd, Cd, and Sn as unavoidable impurities (each containing 0.01% or less) is prepared, and then ZnCl 2 -NaF (KF ) type flux (ZnCl 2 -NH 4 Cl type flux for Zn alone plating) A steel plate having a thickness of 0.4% is immersed for 10 seconds to form a 20μ thick plate on one side on the surface of the steel plate.
A plating layer consisting of the present invention zinc alloy plating 1, the comparative zinc alloy plating 1 to 4, and the Zn single plating 1 having m was formed, respectively. Next, the resulting zinc alloy coated steel sheet 1 of the present invention, comparison zinc alloy coated steel sheets 1 to 4, and conventional galvanized steel sheet 1 (Zn-1.05%, Pd-0.06%,
OT and 2T bending tests were conducted on Cd-0.035%Fe) to investigate the presence or absence of cracking of the plating film and peeling of the plating layer.
A salt spray test was conducted under the conditions of 500 hours of test time.
Corrosion loss after the test was measured. The results are also shown in Table 1. As is clear from the results shown in Table 1, the bending workability did not reach the desired bending workability in comparison zinc alloy platings 1 to 4 that did not contain Si, and even if Si did contain it, it was outside the scope of this invention. In addition, all of the conventional galvanized 1 plating layers exhibit excellent bending workability. Further, in the corrosion weight loss determined by the salt spray test, no major difference was observed between the present invention zinc alloy plating 1 and the comparative zinc alloy platings 1 to 4, but the loss was significantly reduced compared to the conventional zinc alloy plating 1. As mentioned above, the zinc alloy of the present invention exhibits extremely excellent bending workability, especially when used for hot-dip zinc alloy plating of steel materials. Since there is no cracking or peeling of the plated layer during bending, the reliability of the plated steel material is extremely high, and the long service life of the steel material is also ensured. It brings about industrially useful effects such as 【table】