JP6669316B2 - 溶融めっき縞鋼板とその製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2017年9月15日に、日本に出願された特願2017−178011号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(a)縞鋼板に対して、単に、Al濃度が1.0%超の亜鉛基合金めっきを施すだけでは不めっきが多発する。
(b)縞鋼板に対してAl濃度が1.0%超の亜鉛基合金めっきを施すには、Niプレめっきが必要となり、且つNi付着量を従来よりも増やす必要がある。
(c)しかし、縞鋼板に対してNiプレめっきのNi付着量を増やすと、溶融めっき縞鋼板が損耗したときに凸部で耐食性が低下しやすい。
(1)本発明の一態様に係る溶融めっき縞鋼板は、母材鋼板と、母材鋼板の表面に配されたNiめっき層と、Niめっき層の表面に配された溶融めっき層とを有し、板面に凸部と平面部とを有する溶融めっき縞鋼板であって、凸部のNiめっき層の膜厚が片面当たり0.07〜0.4μmであり、平面部のNiめっき層の膜厚が片面当たり0.05〜0.35μmであり、凸部のNiめっき層の膜厚が、平面部のNiめっき層の膜厚に対して、100%超400%以下であり、溶融めっき層の付着量が片面当たり60〜400g/m2であり、溶融めっき層が、化学組成として、質量%で、Al:1.0%超26%以下、Mg:0.05〜10%、Si:0〜1.0%、Sn:0〜3.0%、Ca:0〜1.0%を含み、残部がZnおよび不純物よりなる。
(2)上記(1)に記載の溶融めっき縞鋼板では、凸部のNiめっき層の膜厚が、平面部のNiめっき層の膜厚に対して、100%超300%以下であってもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の溶融めっき縞鋼板では、凸部のNiめっき層の膜厚が片面当たり0.07〜0.3μmであってもよい。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の溶融めっき縞鋼板では、溶融めっき層が、化学組成として、質量%で、Al:4.0〜25.0%、Mg:1.5〜8.0%を含んでもよい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の溶融めっき縞鋼板では、溶融めっき層が、化学組成として、質量%で、Si:0.05〜1.0%、Sn:0.1〜3.0%、Ca:0.01〜1.0%のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
(6)上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の溶融めっき縞鋼板では、厚さ方向から見たとき、溶融めっき層の被覆率が板面に対して面積%で99〜100%であってもよい。
(7)本発明の一態様に係る溶融めっき縞鋼板の製造方法は、上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の縞鋼板を製造する方法であって、鋼板の圧延面に凸部と平面部とを付与する圧延工程と、圧延工程を経た鋼板にNiプレめっきを施すプレめっき工程と、プレめっき工程を経た鋼板に溶融めっきを施す溶融めっき工程と、を備え、プレめっき工程では、鋼板の圧延面と陽極面とを対向させて配置し、圧延面の凸部と陽極との極間距離を40〜100mmに制御し、片面当たりのめっき付着量が平均で0.5〜3g/m2となる条件で電気Niめっきを行い、溶融めっき工程では、鋼板を加熱し、質量%で、Al:1.0超26%以下、Mg:0.05〜10%、Si:0〜1.0%、Sn:0〜3.0%、Ca:0〜1.0%を含有し、残部がZnおよび不純物よりなる溶融めっき浴に鋼板を浸漬し、片面当たりのめっき付着量が平均で60〜400g/m2となる条件で連続溶融めっきを行う。
(8)上記(7)に記載の溶融めっき縞鋼板の製造方法では、プレめっき工程で、極間距離を45〜100mmに制御してもよい。
手順a:Niプレめっきした鋼板を30質量%硝酸で溶解する(溶解液A)。
手順b:手順aで使用した試料の近傍から試料を採取し、研削等でNiプレめっき層を除去した後30質量%硝酸で溶解する(溶解液B)。
手順c:溶解液B中に溶解したFe量とNi量とをICPで求め、Fe量とNi量との比率を求める。
手順d:溶解液A中に溶解したFe量をICPで求め、手順cで算出した比率から母材鋼板から溶解したNi量を求める。
手順e:溶解液A中に溶解したNi量をICPで求め、手順dで算出した母材鋼板に由来するNi量を差し引いて、Niプレめっき層に由来するNi量を算出する。Niプレめっき層に由来するNi量を、単位面積当たりの付着量に換算する。
この縞鋼板(母材鋼板)の形状は、図1A〜図1Cと同等であった。図中では、A、B、C、D、E、Hは、それぞれ、以下のとおりである。
A:圧延方向に対する凸部の配列角度。
B:凸部1つ分の長さ。
C:凸部1つ分の最大幅。
D:凸部1つ分の最小幅。
E:凸部の配列ピッチ。
H:凸部の高さ。
この縞鋼板は、熱延Alキルド鋼であり、角度A=45°、幅C=5.1mm、長さB=25.3mm、高さH=1.5mm、ピッチE=28.6mmであった。このように凸部が規則的に配列した縞鋼板を、酸洗し、各種の極間距離でNiプレめっきを行い、Niの平均付着量を変化させた。表1および表2にNiプレめっきの条件を示す。電解効率は約80%であった。得られた縞鋼板は、図2に示すような断面構造を有していた。
100mm×50mmの試料の上に5mmの厚さのスチレンブタジエンゴムを張り付けた鋼板を置き、その上に1kgの重りを載せて横方向に往復振動(ストローク:30mm、往復回数1000回)を与えてめっきを摩耗させた。摩耗させた鋼板を、暴露架台に地面に対し45°の傾きで南向きに暴露し、雨に当たる環境で1回/週の頻度で5%NaCl水溶液を1回あたり20ml散布する試験を1ヵ月継続した。1ヵ月継続後に、凸部近傍の赤錆発生面積率を評価した。赤錆発生面積率の評価は、三谷商事製WinROOF(画像解析ソフト)を使用し、赤錆発生部の面積を測定して面積率を計算した。赤錆発生部は色抽出で赤錆の色を抽出することで面積率を測定した。赤錆発生面積率が5%以上の場合に、摩耗後の耐食性が不良であると判定した。表中では、赤錆発生面積率:5%未満を「Good」、赤錆発生面積率:5%以上を「Bad」で示す。
100mm角の試料を用意し、厚さ方向からめっき表面を観察し、ドロスに由来してめっき外観が劣化している領域の面積率(「ドロス面積率」と呼ぶ)を、三谷商事製WinROOF(画像解析ソフト)を用いて測定した。ドロス面積率が20%以上の場合に、めっき外観が不良であると判定した。表中では、ドロス面積率:20%未満を「Good」、ドロス面積率:20%以上を「Bad」で示す。
試料を90°にV曲げ後、曲げ加工部の外側に日東電工製ポリエステル粘着テープを貼り付け、テープを剥がした後、テープにめっき層からの剥離物が付着しているか否かを確認した。テープにめっき層からの剥離物が付着した場合に、加工性が不良であると判定した。表中では、剥離物なしの場合を「Good」、剥離物ありの場合を「Bad」で示す。
比較例2は、Niプレめっきの付着量が少ないため、縞鋼板の平面部のNiめっき層の膜厚が不足した。その結果、不めっきによるめっき不良が発生し、十分な耐食性を得ることができなかった。
比較例3は、Niプレめっきの付着量が多いため、凸部のNiめっき層の膜厚が0.4μmを超えた。その結果、摩耗後の腐食試験において十分な耐食性を得ることができなかった。
比較例4は、Zn基合金の溶融めっき層のAl量が少ないため、十分な耐食性を得ることができず、まためっき外観も不良であった。
比較例5は、Zn基合金の溶融めっき層のAl量が多いため、めっき外観が不良となり、加工性も十分ではなく、工業的に好ましくない溶融めっき縞鋼板となった。
比較例6は、Zn基合金の溶融めっき層のMg量が少ないため、十分な耐食性を得ることができなかった。
比較例7は、Zn基合金の溶融めっき層のMg量が多いため、めっき外観が不良となり、工業的に好ましくない溶融めっき縞鋼板となった。
比較例8は、Zn基合金の溶融めっき層の付着量が少ないため、十分な耐食性を得ることができなかった。
これに対し、実施例1〜10では、不めっきの発生が抑制され、且つ摩耗後にも十分な耐食性を有していた。加えて、めっき外観および加工性も満足した。
2…平面部、
3…Zn基合金の溶融めっき層、
4…Niめっき層、
5…母材鋼板
Claims (8)
- 母材鋼板と、前記母材鋼板の表面に配されたNiめっき層と、前記Niめっき層の表面に配された溶融めっき層とを有し、板面に凸部と平面部とを有する溶融めっき縞鋼板であって、
前記凸部の前記Niめっき層の膜厚が片面当たり0.07〜0.4μmであり、
前記平面部の前記Niめっき層の膜厚が片面当たり0.05〜0.35μmであり、
前記凸部の前記Niめっき層の前記膜厚が、前記平面部の前記Niめっき層の前記膜厚に対して、100%超400%以下であり、
前記溶融めっき層の付着量が片面当たり60〜400g/m2であり、
前記溶融めっき層が、化学組成として、質量%で、Al:1.0%超26%以下、Mg:0.05〜10%、Si:0〜1.0%、Sn:0〜3.0%、Ca:0〜1.0%を含み、残部がZnおよび不純物よりなる、ことを特徴とする溶融めっき縞鋼板。 - 前記凸部の前記Niめっき層の前記膜厚が、前記平面部の前記Niめっき層の前記膜厚に対して、100%超300%以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の溶融めっき縞鋼板。
- 前記凸部の前記Niめっき層の前記膜厚が片面当たり0.07〜0.3μmである、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶融めっき縞鋼板。
- 前記溶融めっき層が、前記化学組成として、質量%で、Al:4.0〜25.0%、Mg:1.5〜8.0%を含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の溶融めっき縞鋼板。
- 前記溶融めっき層が、前記化学組成として、質量%で、Si:0.05〜1.0%、Sn:0.1〜3.0%、Ca:0.01〜1.0%のうちの少なくとも1つを含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の溶融めっき縞鋼板。
- 厚さ方向から見たとき、前記溶融めっき層の被覆率が板面に対して面積%で99〜100%である、ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の溶融めっき縞鋼板。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の溶融めっき縞鋼板の製造方法であって、
鋼板の圧延面に凸部と平面部とを付与する圧延工程と、
前記圧延工程を経た鋼板にNiプレめっきを施すプレめっき工程と、
前記プレめっき工程を経た鋼板に溶融めっきを施す溶融めっき工程と、
を備え、
前記プレめっき工程では、鋼板の圧延面と陽極面とを対向させて配置し、前記圧延面の凸部と陽極との極間距離を40〜100mmに制御し、片面当たりのめっき付着量が平均で0.5〜3g/m2となる条件で電気Niめっきを行い、
前記溶融めっき工程では、鋼板を加熱し、質量%で、Al:1.0超26%以下、Mg:0.05〜10%、Si:0〜1.0%、Sn:0〜3.0%、Ca:0〜1.0%を含有し、残部がZnおよび不純物よりなる溶融めっき浴に鋼板を浸漬し、片面当たりのめっき付着量が平均で60〜400g/m2となる条件で連続溶融めっきを行う、
ことを特徴とする溶融めっき縞鋼板の製造方法。 - 前記プレめっき工程で、前記極間距離を45〜100mmに制御する、ことを特徴とする請求項7に記載の溶融めっき縞鋼板の製造方法。
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