JPH03274251A - プレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、プレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板に関するものであり、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼
板にとって重要な耐パウダリング性および耐フレーキン
グ性ともに満足するものである。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板をめ
っき後加熱して素地鋼板の鉄をめっき層中に拡散させ、
鉄−亜鉛合金化するものであるが、亜鉛めっき鋼板に比
較して耐食性が優れているため、自動車、建材、家電製
品等の材料として広く使われている。

（従来の技術） 近年、耐食性向上に対する要求から、厚目付の合金化熔
融亜鉛めっ＠鋼板が強く要望されている。しかし、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は熱拡散処理で製造するため、日
付量が厚くなるに従いめっき層中の鉄濃度勾配が大きく
なり、地鉄との界面にはＦｅ濃度の高く脆いｒ相が生威
しやすくなり、一方めっき層の表面近傍にはＦｅ濃度の
低いζ相や極端な場合は未合金となりη相が残存したり
する。

ｒ相が厚いとプレス加工時にめっき層が剥離するパウダ
リングが生じやすくなるため、製品にめっき剥１１Ｉｌ
粉の押し疵等が発生し、歩留り低下や金型洗浄の頻度増
による能率低下等の弊害が出る。

一方めっき層表面にζ相が厚く存在したり、η相が残存
すると、これらの相の摺動抵抗が大きいため、プレス加
工時に型かじりが生成しやすく、いわゆるフレーキング
となって金型ビード部等に堆積し、これまたプレス工程
の歩留り低下、能率低下をもたらす。

このような、厚目付量（４５ｇ／ｙａ２以上の付着量）
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、プレス工程での耐パ
ウダリング性、耐フレーキング性ともに満足することが
要求されている。

また、低目付量では、δ、相を主体とするめっき層を形
成することにより、プレス成形性に優れた合金化溶融亜
鉛めっき鋼板が製造され実用に供されているものの、成
形性の向上は引き続き望まれている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜
鉛浴中に有効醐量（＾交％−Ｆｅ％）を例えば０．０９
〜０．１５％に添加調整した洛中に銅帯を通してめっき
をし、ガスワイピング等で目付量調整した後合金化炉に
通板し、めっき表面に金属光沢が消えるまで、即ち表面
まで合金化が完了する時点まで熱処理し、直ちに冷却し
て合金化程度を制御して製造していた（特開昭６１−２
２３１７４号公報）。かかるめっき層の組成は、Ｆｅ：
８〜１３％、Ａｌ　：　０．２５〜０．３５％、残部Ｚ
ｎからなるものである。

しかるに目付量４５　ｇ／＋２以上の溶融亜鉛めっき鋼
板をかかる工程で合金化処理すると、地鉄界面に生成す
るｒ相の厚さが例えば１〜３μｍ程度となり、耐バウリ
ング性が十分ではない。

そこで浴中の有効Ａ１量を０．ｌＯ％以下程度に低減し
、洛中で形成されるＦｅ−Ａ１合金層を薄くしてＦｅ−
Ｚｎ合金相の生成を比較的容易にすることによって、よ
り低温の熱処理で合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
ことが出来る。

かかるめっき層の組成は、Ｆｅ：６〜１１％、Ａ皇：　
０．０５〜０．２５％、残部ｚｎからなるものである。

しかるに目付量４５　ｇ／ｍ”以上の場合には、ｒ相の
厚さを１μ嘗以下とする条件はあるものの、めっき層表
面にη相、ζ相が残存しやすく、耐フレーキング性が十
分ではない。

このような欠点を解決するため、例えばめっき層の下層
（地鉄との境界）で生成する「相の生成を極力抑え、上
層部はη相、δ１相、ζ相からなるめっき層とし、また
溶融合金層上に鉄めっきを施すことが開示されている（
特開昭６０−２２８６１３２号公報）が、未だ満足すべ
き結果は得られていないのが現状である。

（課題を解決するための手段） そこで本発明者らは鋭意検討した結果、パウダリング、
ブレーキングともに満足する合金化溶融亜鉛めっき鋼板
を見いだした。

上記問題点を解決するための本発明は、Ｆｅ６〜１３ｗ
ｔ％、残部Ｚｎからなる組成であって、地鉄−めっき界
面のｒ相が１．０μ■以下、めっき層のＸ線回折のメイ
ンピークがζ相であり、目付量２０〜ｌｏｏｇ／ｍ２の
合金化溶融亜鉛めっき層の上に、Ｎｉ５〜３０ｗｔ％、
残部７．ｎからなる合金めっきを０．？−５，０ｇ／ｍ
’被覆せしめためっき層を片面、または両面に有する耐
パウダリング性および耐フレーキング性ともに満足する
プレス成形性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板である
。

（作　　　用〉 ζ相は摺動抵抗が大きいためフレーキング性に劣るもの
の、伸び性がありパウダリングは生じにくい。また、曲
げ加工のみの場合には下層部で発生する亀裂の伝播を防
止する効果がある。このζ相の長所を活かし、短所であ
る摺動抵抗を上層の硬質のＺｎ−Ｎｉ合金めっきの潤滑
性により克服することにより、耐パウダリング性、耐フ
レーキング性ともに満足させたことが本発明の特徴であ
る。また、めっき層をＦｅ％の低いζ相主体とすること
により、バクダリング発生の大きな原因であるｒ相の生
成を抑制すること、裸耐食性に優れたＺｎ−Ｎｉ合金め
っきの存在により耐食性が向上することも大きな特徴で
ある。なお、本発明は厚目付に限らず付着量２０〜１０
０ｇ／ｍ”と広い付着量範囲で合金化溶融亜鉛めっき鋼
板のプレス成形性を向上させるものである。

本発明の下地めっき鋼板は、例えばＡ工；０．００３〜
０．１３％の溶融亜鉛めっき浴でめっきを施し、次いで
加熱処理するに際し、板温：５２０〜４７０℃で１５秒
以内の加熱で、浴中醐量が少なくなる程低温側で熱処理
を施すことにより確実にζ相主体に製造できる。ζ相が
主体であることの確認は、電解剥離法、断面エツチング
法があるが、条件により得られる結果が変化するため、
好ましくはない。本発明でいうζ相主体とは、比較的容
易でめっき層構造を把握できるＸ線回折のメインピーク
とする。

次いで、各構成要素の限定範囲について説明する。

Ｆｅ外； Ｆｅ６％未満ではめっき層表面にη相が残存しやすい。

Ｆｅ１３％を超えるとγ相が１μｍを超えやすいので好
ましくない。

１層： γ相は１μｍ以下とすることが、耐パウダリング性を向
上させるため好ましい。１μｍを超えると特に目付量４
５　ｇ／ｍ’以上では耐パウダリング性を劣化し、プレ
ス成形性に際し弊害が出る。

ｚｎ−Ｎｉ合金めっき； Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきの存在によって金型へのめっき金
属の凝着を抑制でき、耐フレーキング性を改善できる。

Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきの付着量は０．２〜５．０ｇ／ｍ
２が好ましい。０．２ｇ／１１１’未満では下層めっき
層を完全に被覆することは困難で、下Ｎｎｎ郡部らの金
型凝着が起こる場合があり、好ましくない。５．０ｇ／
ｎ’を超えるとＺｎ−Ｎｉ合金めっきが硬質であるため
、このＺｎ−Ｎｉ合金めっきによるプレス成形性劣化が
生じるので好ましくない。なお、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき
のＮ４％は耐食性が最も良好なγ相が出現する５〜３０
ｗｔ％とし、好ましくはγ相が主体となる８〜１５ｗｔ
％がよい。また、めっき中にはＺｎ、　Ｎｉ以外に耐食
性、塗装密着性向上等の目的でＣｏ、　Ｆｅ、　Ｐ等の
元素が含まれていてもプレス成形性には同様な効果が発
揮できるので、これらの元素の添加も本発明の範嘲に入
る。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきのめっき法は特に限定しない
が、通常行なわれる電気めっき法が容易である。

めっき付着量： 本発明の合金化溶融亜鉛めっき層の厚さは、目付量とし
て２０〜１００ｇ／ｍ２が適用できる範囲である。２０
　ｇ／ｖａ２未満では耐食性に問題がある。１００ｇ／
ω２を超えると、γ相を１μｍ以下でめっきすることは
実際上困難である。

合金化溶融亜鉛めっき層の組成としてＦｅのみを規定し
たが、他の成分、例えばＡｆｆｉ、　Ｐｂ、　Ｃｄ。

Ｓｎ、　　Ｉｎ、　　Ｌｌ、　　Ｓｂ、　　八ｓ、　　
Ｂｉ、　　Ｍｇ、　　Ｌａ、　　Ｃｅ、　　Ｔｉ。

Ｚｒ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、　Ｍｎ、　Ｐ、　Ｓ、
　Ｏ等が少量添加されたり、不可避的に混入しても、本
質的には本発明の効果は変わらないものである。特にＡ
Ｕに関しては、現行のプロセスではめっきおよび合金化
の制御のために、めっき浴中に０．１％前後添加されて
おり、めっき層にも必然的に混入している。ζ相主体の
めつき層となる限り、本発明に対しこのようなへ２量の
肥響はない。また、Ａ！Ｑの存在しない電気亜鉛めっき
材の熱拡散合金化材でもζ相主体の合金相になるのであ
れば、本質的に本発明の効果は発揮できる。

本発明のめっき層は、両面２０〜１００８７ｍ”の目付
量の防錆鋼板の場合には、両面に通用することが好まし
いが、片面２０〜１００８／ｍ’でかつ他面が付着量の
少ない差厚めつき鋼板の場合には、厚目付面のみに適用
することもできる。片面めっき鋼板の場合には勿論めっ
き面のみに適用するものである。

（実　施　例） 次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。めっき用
素材としてはＣＣ−＾１−に鋼（０，８ｔ　Ｘ　１００
０ｗ　Ｘ　ｃ　）を使用し、無酸化炉型の連続溶融亜鉛
めっきラインにおいてめっき直後に合金化処理炉により
、連続的に加熱合金化処理した。

なおめっき浴中有効Ａ１は０．１０ｗｔ％で、めっき層
中Ｆｅ濃度は合金化炉の加熱条件を適宜に選定して製造
した。

通板速度は４０〜７０ｆｉＩ／分とし、浸漬時間は２〜
５秒の間の条件でめっきを行なった。また、電気めっき
ラインにて２ｎ−旧合金めっき（１２％Ｎｉ）をＯ，１
ｇ／ｍ”〜７　ｇ／ｍ’施しｋ。

次にめっき層の加工性試験方法について述べる。

■　耐パウダリング性試験 加工前に曲げ加工部にビニールテープを貼り、テープ面
を内側とする曲げ加工（２Ｔ曲げ）を行ない、再度間い
てテープをはがし、めっき層がテープに付着して黒変し
た部分の程度で判定した。

（良）◎−〇−△−×（劣） （◎、○は実用上問題無し〉 ■　耐フレーキング性試験 角ビード付引張底形により評価した。ボンチーダイス間
を２．Ｏｋｇｆ／ｃａ＋”　　（プラグサイズ０．７Ｘ
　７５ｘ　２８０ｍ１で試験片を押圧し、次いで試験片
を引張りなからビード部を通過させる。

２００枚の反復成形を行ない、鋼板またはビード部への
めっき層金属の堆積程度を相対評価した。

（良）◎−〇−△−×（劣） （◎、Ｏは実用上問題無し） ■　実プレス試験 普通乗用車のフェンダ一部品を実プレスで成形加工した
。３００枚の反復成形を行ない、鋼板またはプレス型へ
のめっき金属の付着堆積程度を相対評価した。評価は各
部位にテープを貼り付け、はがしてからテープに転着し
た金属粉の黒化度合いで判定した。

（良）◎−〇−△−×（劣） （（０）、　Ｏは実用上問題無し） 上記それぞれの試験結果を比較例とともに第１表に示す
。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明のめっき鋼板は、パウダリン
グ性、フレーキング性ともに満足し、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の用途を拡大し、工業的に大きな効果を奏する
ものである。

他４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　Ｆｅ６〜１３ｗｔ％、残部Ｚｎからなる組成であっ
   て、地鉄−めっき界面のΓ相が１．０μｍ以下、めっき
   層のＸ線回折のメインピークがζ相であり、目付量２０
   〜１００ｇ／ｍ＾２の合金化溶融亜鉛めっき層の上に、
   Ｎｉ５〜３０ｗｔ％、残部Ｚｎからなる合金めっきを０
   ．２〜５．０ｇ／ｍ＾２被覆せしめためっき層を片面、
   または両面に有することを特徴とするプレス成形性に優
   れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。