JP6044711B2 - 塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材およびその製造方法。 - Google Patents
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Description
前記被複層は、
Al系合金めっき層と、
前記Al系合金めっき層の直上に形成されたZnAl2O4層と、
前記ZnAl2O4層の直上で、かつ最表面に形成されたZnOを含む層と、
を有し、
前記Al系合金めっき層は、質量%で10%以上50%以下のFeと、3%以上15%以下のSiとを含有し、
前記ZnAl2O4層は、0.05μm以上2μm以下の厚みを有することを特徴とする塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
(2) 前記被覆層の表面粗さRaが、1μm以上5μm以下の範囲であることを特徴とする(1)に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
(3) 前記ZnOを含む層は、Zn量が0.4g/m 2 以上、5g/m 2 以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
(4) 前記Al系合金めっき層の付着量が、片面あたり30g/m 2 以上、200g/m 2 以下であることを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
(5) 鋼材にAl系合金めっき層を形成する工程と、前記Al系合金めっき層の直上にZnO含有層を形成する工程と、前記Al系合金めっき層と前記ZnO含有層との間にZnAl 2 O 4 層を形成する工程とを有するAl系合金めっき鋼材の製造方法において、
前記Al系合金めっき層と前記ZnO含有層との間に前記ZnAl 2 O 4 層を形成する工程は、600℃以下の温度範囲を25℃/秒超100℃/秒以下の昇温速度で加熱し、600℃超1000℃以下の温度範囲を1℃/秒以上50℃/秒未満の昇温速度で加熱し、到達温度を850℃以上1000℃以下の温度範囲とする加熱を行い、冷却することを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材の製造方法。
本実施形態のAl系合金めっき鋼材の製造方法は、鋼材にAl系合金めっき層を形成する工程と、Al系合金めっき層の表面(直上)にZnO含有層を形成する工程と、Al系合金めっき層とZnO含有層との間にZnAl2O4層を形成する工程とから構成される。以下、各工程について説明する。
Al系合金めっき層の形成方法については、従来から使用されている溶融めっきなどを適用出来る。また、溶融めっきの方式は、酸化還元バランス法、全還元法、内部酸化法、フラックス法、プレめっき法等のいずれであってもよい。Al系合金めっき層中にFeを含有させるには、Siを含むAl系合金めっき浴にFeを予め混入させておいてもよいし、Siを含むAl系合金めっきを行った後に、鋼材を加熱して鋼材に含まれるFeをAl系合金めっき層中に拡散させてもよい。Al系合金めっき層の付着量としては、片面あたり30g/m2以上200g/m2以下であることが好ましい。付着量が30g/m2未満では耐食性にやや劣り、200g/m2超ではめっき剥離の懸念がある。
また、表面粗さRaを制御する際の加熱処理において、Al系合金めっき層へのFeの拡散を同時に行ってもよい。
ZnO含有層の形成方法としては、例えば、ZnOを含有する懸濁液に所定の有機性のバインダーを混合して塗布液を調製し、この塗布液をAl系合金めっき層の表面に塗布する方法が挙げられる。ZnOを含有する懸濁液としては、ZnO粉体を水等の分散媒に分散させたものを用いるとよい。また、所定の有機性バインダーとしては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シランカップリング剤が挙げられる。更に有機系バインダー成分にシリカを含ませてもよい。これらの有機性バインダーは、ZnO懸濁液と混合できるように、水溶性とすることが好ましい。こうして得られた塗布液を、Al系合金めっき層の表面に塗布し、乾燥させればよい。
ZnO含有層とAl系合金めっき層との間にZnAl2O4層を形成するには、まず、Al系合金めっき層の表面上にZnO含有層を形成しておく。その後、大気雰囲気下で、600℃以下の範囲を25℃/秒超100℃/秒以下の昇温速度で加熱し、600℃超1000℃以下の範囲を1℃/秒以上50℃/秒未満の昇温速度で加熱し、到達温度を850℃以上1000℃以下の範囲とする加熱を行う。すなわち、600℃を境界として、昇温速度を異ならせる。その後、空冷または空冷以上の速度で冷却する工程を行う。
まず、表1に示す成分を有する板厚1.2mmの冷延鋼材に、溶融めっき法によりAl系合金めっき層を形成した。表1は、冷延鋼材のFe以外の成分の質量%を示す表である。溶融めっきは無酸化炉−還元炉タイプのラインで行った。そして、めっき後にガスワイピング法でめっき付着量を片面当たり40g/m2に調節した。その後冷却してゼロスパングル処理した。めっき浴組成はAl−10%Siとし、めっき浴の温度は660℃とした。
作製したAl系合金めっき鋼材を70×150mmの大きさに切断して試料を作成した。そして、作成した試料をアルカリ脱脂後、パルボンドSX35(日本パーカーライジング社製)でメーカー処方にしたがって化成処理し、さらにカチオン電着塗装(パワーニクス110:日本ペイント社製)を15μmの厚みで実施し、クロスカットを施した。そしてこの試料を、日本自動車技術会(JASO)規定のM610法にて300サイクルの試験に供した。塗装後耐食性は、下記の指標に基づいて評価した。1が不合格であり、2および3が合格である。
1:0.5mm超。
2:0.2〜0.5mm。
3:0.2mm未満。
作製したAl系合金めっき鋼材を30×70mmの大きさに切断し、曲げ半径1mmで90度折り曲げ試験をした。その後、曲げ戻しをし、曲げ部にテープを貼って、更に剥がした後の、めっき剥離幅を測定した。加工性は、下記の指標に基づいて評価した。1が不合格であり、2および3が合格である。
1:5.0mm超。
2:2.0〜5.0mm。
3:2.0mm未満。
Claims (5)
- 鋼材と前記鋼材の表面に形成された被覆層とからなり、
前記被複層は、
Al系合金めっき層と、
前記Al系合金めっき層の直上に形成されたZnAl2O4層と、
前記ZnAl2O4層の直上で、かつ最表面に形成されたZnOを含む層と、
を有し、
前記Al系合金めっき層は、質量%で10%以上50%以下のFeと、3%以上15%以下のSiとを含有し、
前記ZnAl2O4層は、0.05μm以上2μm以下の厚みを有することを特徴とする塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。 - 前記被覆層の表面粗さRaが、1μm以上5μm以下の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
- 前記ZnOを含む層は、Zn量が0.4g/m 2 以上、5g/m 2 以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
- 前記Al系合金めっき層の付着量が、片面あたり30g/m 2 以上、200g/m 2 以下であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材。
- 鋼材にAl系合金めっき層を形成する工程と、前記Al系合金めっき層の直上にZnO含有層を形成する工程と、前記Al系合金めっき層と前記ZnO含有層との間にZnAl 2 O 4 層を形成する工程とを有するAl系合金めっき鋼材の製造方法において、
前記Al系合金めっき層と前記ZnO含有層との間に前記ZnAl 2 O 4 層を形成する工程は、600℃以下の温度範囲を25℃/秒超100℃/秒以下の昇温速度で加熱し、600℃超1000℃以下の温度範囲を1℃/秒以上50℃/秒未満の昇温速度で加熱し、到達温度を850℃以上1000℃以下の温度範囲とする加熱を行い、冷却することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の塗装後耐食性に優れるAl系合金めっき鋼材の製造方法。
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