JP7486011B2 - 溶融めっき鋼板 - Google Patents
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Description
本願は、2022年6月10日に、日本に出願された特願2022-094358号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
[1] 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記溶融めっき層に、パターン部と、非パターン部とがあり、
前記パターン部及び前記非パターン部は、それぞれ、下記の測定方法で得られる第1領域、第2領域のうちの1種または2種を含み、
前記パターン部における前記第1領域の面積率と、前記非パターン部における前記第1領域の面積率との差の絶対値が、30%以上であることを特徴とする、溶融めっき鋼板。
[測定方法]
前記溶融めっき層の厚みをtとして、前記溶融めっき層の表面から3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において前記表面に平行な1~5mm四方の断面を露出させ、前記の各断面に0.5mm間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、〔Zn相〕および〔Al/MgZn2/Znの三元共晶組織〕の合計面積分率Aに対する〔Zn相〕の面積分率Bの比率(B/A(%))が20%以上になる領域を前記第1領域とし、比率(B/A(%))が20%未満となる領域を第2領域とする。
[2] 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
さらに下記A群、B群からなる群から選択される1種または2種を含有し、
前記溶融めっき層に、パターン部と、非パターン部とがあり、
前記パターン部及び前記非パターン部は、それぞれ、下記の測定方法で得られる第1領域、第2領域のうちの1種または2種を含み、
前記パターン部における前記第1領域の面積率と、前記非パターン部における前記第1領域の面積率との差の絶対値が、30%以上であることを特徴とする、溶融めっき鋼板。
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%
[測定方法]
前記溶融めっき層の厚みをtとして、前記溶融めっき層の表面から3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において前記表面に平行な1~5mm四方の断面を露出させ、前記の各断面に0.5mm間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、〔Zn相〕および〔Al/MgZn2/Znの三元共晶組織〕の合計面積分率Aに対する〔Zn相〕の面積分率Bの比率(B/A(%))が20%以上になる領域を前記第1領域とし、比率(B/A(%))が20%未満となる領域を第2領域とする。
[3] 前記パターン部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されていることを特徴とする[1]または[2]に記載の溶融めっき鋼板。
[4] 前記溶融めっき層の付着量が前記鋼板両面合計で30~600g/m2であることを特徴とする[1]~[3]の何れか一項に記載の溶融めっき鋼板。
[5] 前記溶融めっき層が、質量%で、前記A群を含有する平均組成を有する[2]~[4]の何れか一項に記載の溶融めっき鋼板。
[6] 前記溶融めっき層が、質量%で、前記B群を含有する平均組成を有する[2]~[5]の何れか一項に記載の溶融めっき鋼板。
本実施形態の溶融めっき鋼板は、図1~図3に示されるように、鋼板1と、鋼板1の表面に形成された溶融めっき層と2、を備え、溶融めっき層2は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、溶融めっき層2に、パターン部21と、非パターン部22とがあり、パターン部21及び非パターン部22は、それぞれ、下記の測定方法で得られる第1領域A1、第2領域A2のうちの1種または2種を含み、パターン部21における第1領域A1の面積率と、非パターン部22における第1領域A1の面積率との差の絶対値が、30%以上である溶融めっき鋼板である。
なお、図3に例示される測定用の露出面は、5mm四方の正方形である。当該露出面において、仮想格子線によって区画される領域の数は100である。パターン部が小さく、5mm四方の露出面をパターン部の内部に形成できない場合は、露出面のサイズを小さくしてもよい。この場合、複数の露出面を形成し、これにより、仮想格子線によって区画される領域の数の合計値を100とする。例えば露出面を1mm四方の正方形とした場合、1つの当該露出面において、仮想格子線によって区画される領域の数は4である。1mm四方の露出面を25箇所で形成すると、仮想格子線によって区画される領域の数の合計値が100となる。
なお、パターン部の個数は2以上であってもよい。この場合において、測定用の露出面は、複数のパターン部それぞれに形成してもよい。
パターン部が非常に狭く、仮想格子線によって区画される領域の数を100とすることができない場合は、仮想格子線の間隔を狭めてもよい。例えば、仮想格子線の間隔を0.2mm以上0.5mm未満の値に変更してもよい。仮想格子線の間隔を狭めることにより、非常に狭いパターン部の内部において、仮想格子線によって区画される領域(即ち測定点)の数を100とすることができる。
パターン部の内部に複数の露出面を形成する場合、これら露出面同士の距離は可能な限り小さくする。パターン部の内部に形成される複数の露出面が接していてもよい。非パターン部の内部に複数の露出面が形成される場合も、複数の露出面同士の距離は可能な限り小さくすることが好ましく、複数の露出面が接していてもよい。
また、パターン部21における第1領域A1の面積率、及び非パターン部22における第1領域A1の面積率を測定する際には、パターン部の内部に形成される露出面と、非パターン部の内部に形成される露出面との間の距離も、可能な限り小さくすることが好ましい。
パターン部21の視認性を一層向上させる観点から、パターン部21における第1領域A1の面積率と、非パターン部22における第1領域A1の面積率との差の絶対値が40%以上、45%以上、又は50%以上であってもよい。パターン部21における第1領域A1の面積率と、非パターン部22における第1領域A1の面積率との差の絶対値の上限を設ける必要はないが、例えばパターン部21における第1領域A1の面積率と、非パターン部22における第1領域A1の面積率との差の絶対値を95%以下、90%以下、又は85%以下としてもよい。
溶融めっき層は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部としてZnおよび不純物を含む。好ましくは、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部としてZnおよび不純物からなる。
また、溶融めっき層は、下記A群、B群からなる群から選択される1種または2種を含有してもよい。
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%
この高温でのAl″相はめっき浴のAlやMg濃度に応じて固溶するZn量やMg量が相違する。この高温でのAl″相は常温では通常は微細なAl相と微細なZn相に分離するが、常温で見られる島状の形状は高温でのAl″相の形骸を留めたものであると見てよい。状態図で見る限りこの相にはその他の添加元素を固溶していないか、固溶していても極微量であると考えられるが通常の分析では明確に区別できないため、この高温でのAl″相に由来し且つ形状的にはAl″相の形骸を留めている相を本明細書では〔Al相〕と呼ぶ。この〔Al相〕は前記の三元共晶組織を形成しているAl相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
パターン部と非パターン部の境界は、肉眼で把握することができる。パターン部と非パターン部の境界は、光学顕微鏡や拡大鏡などによる拡大像から把握してもよい。
パターン部は、非パターン部内に配置されている。具体的には、パターン部は、非パターン部内において、直線部、曲線部、図形、ドット部、図形、数字、記号若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されている。パターン部の形状を調整することによって、溶融めっき層の表面に、直線部、曲線部、図形、ドット部、図形、数字、記号若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状が現される。例えば、溶融めっき層の表面には、パターン部からなる文字列、数字列、記号、マーク、線図、デザイン画あるいはこれらの組合せ等が現される。この形状は、後述する製造方法によって意図的若しくは人工的に形成された形状であり、自然に形成されたものではない。通常の溶融めっき層の外観を知る当業者であれば、人為的形状を有するパターン部と非パターン部とを容易に区別することができる。
なお、パターン部の視認性を向上させる観点から、パターン部が溶融めっき層の表面に占める面積率が、非パターン部よりも大幅に小さいことが好ましい。例えば、パターン部が溶融めっき層の表面に占める面積率が、30%以下、25%以下、20%以下、又は15%以下であることが好ましい。
図1及び図2に示すように、鋼板1上に形成された溶融めっき層2の厚みをtとし、溶融めっき層2の表面2aから3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において表面に平行な1~5mm四方の露出面3、4、又は5を形成する。なお、パターン部及び/又は非パターン部の内部に5mm四方の露出面が形成できない程度にパターン部及び/又は非パターン部が小さい場合は、露出面の形状を最小で1mm四方としてもよい。この場合、露出面の数を増大させることにより、測定用の領域の面積を確保する。
比率(B/A(%))が20%以上の領域が第1領域となり、比率(B/A(%))が20%未満の領域が第2領域となる。
本実施形態に係る溶融めっき鋼板は、溶融めっき層の表面に化成処理皮膜層や塗膜層を有してもよい。ここで、化成処理皮膜層や塗膜層の種類は特に限定されず、公知の化成処理皮膜層や塗膜層を用いることができる。
[測定方法]
溶融めっき層の厚みをtとして、溶融めっき層の表面から3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において表面に平行な1~5mm四方の断面を露出させ、各断面に0.5mm間隔で仮想格子線を描き、仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、〔Zn相〕および〔Al/MgZn2/Znの三元共晶組織〕の合計面積分率Aに対する〔Zn相〕の面積分率Bの比率(B/A(%))が20%以上になる領域を第1領域とし、比率(B/A(%))が20%未満となる領域を第2領域とする。
第二実施形態に係る溶融めっき鋼板の鋼板、及び溶融めっき層の成分は、第一実施形態に係る溶融めっき鋼板と同じである。
第二実施形態に係る溶融めっき鋼板においては、1.0mm四方以上の領域である第1部分における第1領域の面積率と、第1部分に隣接する1.0mm四方以上の領域である第2部分における第1領域の面積率との差の絶対値が、30%以上とされる。ここで、「1.0mm四方以上の領域」とは、1.0mm四方の正方形よりも大きい領域のことをいう。1.0mm四方の正方形の全体をその内部に包含可能な領域は、「1.0mm四方以上の領域」である。この特徴点によれば、第一部分及び第二部分を、肉眼によって明瞭に識別可能である。第一部分及び第二部分を任意の形状にすることにより、めっき層の表面に文字やデザイン等を現すことができる。
本実施形態の溶融めっき鋼板を溶融めっき法により製造するには、化学成分を調整した溶融めっき浴に鋼板を浸漬させることにより、溶融金属を鋼板表面に付着させる。次いで、鋼板をめっき浴から引き上げ、ガスワイピングにより付着量を制御した後に、溶融金属を凝固させる。凝固時には、組成にもよるが、最初に、〔Al相〕が形成され、その後、溶融金属の温度低下に伴い、〔Al/Zn/MgZn2の三元共晶組織〕が形成される。また、〔Al/Zn/MgZn2の三元共晶組織〕の素地中に、〔MgZn2相〕および〔Zn相〕が形成される。さらに、溶融めっき層中にSiが含有される場合は、〔Al/Zn/MgZn2の三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕が形成される。
溶融めっき法は、鋼板を溶融めっき浴に連続通板させる連続式溶融めっき法とする。
また、溶融めっき層の付着量は、溶融めっき浴から引き上げられた鋼板に対してガスワイピング等の手段で調整すればよい。溶融めっき層の付着量は、鋼板両面の合計の付着量が30~600g/m2の範囲になるように調整することが好ましい。付着量が30g/m2未満の場合、溶融めっき鋼板の耐食性が低下するので好ましくない。付着量が600g/m2超の場合、鋼板に付着した溶融金属の垂れが発生して、溶融めっき層の表面を平滑にすることができなくなるため好ましくない。
これにより、溶融めっき鋼板の生産性の向上にも寄与することができる。
正方形状のパターン部を施した試験板の、製造した直後の初期状態のものと、6ヶ月間屋外暴露した経時状態のものを対象に、下記の判定基準に基づいて目視評価した。初期状態、経時状態とも、A、B及びCを合格とした。
B:5m先からはパターン部を視認できないが、3m先からの視認性は高い。
C:3m先からはパターン部を視認できないが、1m先からの視認性は高い。
D:1m先からパターン部を視認できない。
試験板を150×70mmに切断し、JASO-M609に準拠した腐食促進試験CCTを30サイクル試験した後、錆発生状況を調査し、下記の判定基準に基づいて評価した。A、B、及びCを合格とした。
A:錆発生がなく、パターン部と非パターン部ともに美麗な意匠外観を維持している。
B:錆発生はないが、パターン部と非パターン部にごくわずかな意匠外観変化が認められる。
C:意匠外観がやや損なわれているが、パターン部と非パターン部が目視で区別できる。
D:パターン部と非パターン部の外観品位が著しく低下しており、目視で区別できない。
No.47の溶融めっき鋼板は、溶融めっき層のAl含有量が過剰であったため、6ヶ月間の屋外暴露によってパターン部が薄くなり、識別性が劣位となった。
No.48の溶融めっき鋼板は、溶融めっき層のMg含有量が少なかったため、6ヶ月間の屋外暴露によってパターン部が薄くなり、識別性が劣位になり、また、耐食性も低下した。
No.49の溶融めっき鋼板は、溶融めっき層のMg含有量が過剰であったため、識別性および耐食性が劣位になった。
No.50の溶融めっき鋼板は、溶融めっき層の成分は適切であったが、Zn粉を付着させなかった。そのため、No.50の溶融めっき鋼板は、パターン部における第1領域の面積率と、非パターン部における第1領域の面積率との差の絶対値が30%未満になった。これにより、識別性および耐食性が劣位になった。
No.51の溶融めっき鋼板は、溶融めっき層の成分が適切であり、また、溶融めっき処理の前に鋼板表面にZn粉を付着させた。ただしNo.51の溶融めっき鋼板は、Znを付着させる前の鋼板の表面の洗浄が不十分であった。そのため、No.51の溶融めっき鋼板は、パターン部における第1領域の面積率と、非パターン部における第1領域の面積率との差の絶対値が30%未満になった。これにより、識別性が劣位となった。
また、研削によって正方形状のパターンを形成したNo.53は、研削した箇所のめっき層の厚みが低下し、研削箇所での耐食性が低下した。
2…溶融めっき層
2a…溶融めっき層の表面
21…パターン部
22…非パターン部
3…t/4位置における断面
4…t/2位置における断面
5…3t/4位置における断面
A1…第1領域
A2…第2領域
Claims (7)
- 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記溶融めっき層に、パターン部と、非パターン部とがあり、
前記パターン部及び前記非パターン部は、それぞれ、下記の測定方法で得られる第1領域、第2領域のうちの1種または2種を含み、
前記パターン部における前記第1領域の面積率と、前記非パターン部における前記第1領域の面積率との差の絶対値が、30%以上であることを特徴とする、溶融めっき鋼板。
[測定方法]
前記溶融めっき層の厚みをtとして、前記溶融めっき層の表面から3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において前記表面に平行な1~5mm四方の断面を露出させ、前記の各断面に0.5mm間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、〔Zn相〕および〔Al/MgZn2/Znの三元共晶組織〕の合計面積分率Aに対する〔Zn相〕の面積分率Bの比率(B/A(%))が20%以上になる領域を前記第1領域とし、比率(B/A(%))が20%未満となる領域を第2領域とする。 - 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:5~22質量%、Mg:1.0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
さらに下記A群、B群からなる群から選択される1種または2種を含有し、
前記溶融めっき層に、パターン部と、非パターン部とがあり、
前記パターン部及び前記非パターン部は、それぞれ、下記の測定方法で得られる第1領域、第2領域のうちの1種または2種を含み、
前記パターン部における前記第1領域の面積率と、前記非パターン部における前記第1領域の面積率との差の絶対値が、30%以上であることを特徴とする、溶融めっき鋼板。
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%
[測定方法]
前記溶融めっき層の厚みをtとして、前記溶融めっき層の表面から3t/4位置、t/2位置またはt/4位置のいずれかの位置において前記表面に平行な1~5mm四方の断面を露出させ、前記の各断面に0.5mm間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、〔Zn相〕および〔Al/MgZn2/Znの三元共晶組織〕の合計面積分率Aに対する〔Zn相〕の面積分率Bの比率(B/A(%))が20%以上になる領域を前記第1領域とし、比率(B/A(%))が20%未満となる領域を第2領域とする。 - 前記パターン部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されてい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鋼板。
- 前記溶融めっき層の付着量が鋼板両面合計で30~600g/m2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鋼板。
- 前記溶融めっき層が、質量%で、前記A群を含有する平均組成を有する請求項2に記載の溶融めっき鋼板。
- 前記溶融めっき層が、質量%で、前記B群を含有する平均組成を有する請求項2に記載の溶融めっき鋼板。
- 前記溶融めっき層の前記表面からt/4位置において前記表面に平行な1~5mm四方の前記断面を露出させ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鋼板。
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