JPH07233458A - Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法 - Google Patents
Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法Info
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- JPH07233458A JPH07233458A JP4967794A JP4967794A JPH07233458A JP H07233458 A JPH07233458 A JP H07233458A JP 4967794 A JP4967794 A JP 4967794A JP 4967794 A JP4967794 A JP 4967794A JP H07233458 A JPH07233458 A JP H07233458A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】Al 2〜20wt%、
NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、残部Znおよび不可避
不的純物であるZn−Al合金めっき浴を使用して、浴
温430〜500℃において溶融めっきを行うZn−A
l合金めっき鋼材の製造方法である。そして、上記のめ
つき浴に、ミッシュメタルおよびNaの内から選ばれた
1種または2種以上を合計 5ppm〜1.0wt%含有
させることができる。また、めっき付着量が300g/
m2以上の鋼材であり、さらに、めつき層の冷却は、め
っき層が実質的に凝固するまでの冷却速度を5℃/se
c以上とし、その後も下地鋼材に残留する熱によってめ
っき層がその凝固範囲の下限以上に再加熱されないよう
に冷却を続行することが必要である。 【効果】1浴法により、従来の亜鉛めつきと同様な操業
法により、高いめつき付着量とすることができ、耐蝕性
にも優れており、かつ、めつきによる鋼材の強度低下の
少ないZn−Al合金めつき鋼材を生産性よく製造でき
る。
0.005〜2wt%を含有し、残部Znおよび不可避
不的純物であるZn−Al合金めっき浴を使用して、浴
温430〜500℃において溶融めっきを行うZn−A
l合金めっき鋼材の製造方法である。そして、上記のめ
つき浴に、ミッシュメタルおよびNaの内から選ばれた
1種または2種以上を合計 5ppm〜1.0wt%含有
させることができる。また、めっき付着量が300g/
m2以上の鋼材であり、さらに、めつき層の冷却は、め
っき層が実質的に凝固するまでの冷却速度を5℃/se
c以上とし、その後も下地鋼材に残留する熱によってめ
っき層がその凝固範囲の下限以上に再加熱されないよう
に冷却を続行することが必要である。 【効果】1浴法により、従来の亜鉛めつきと同様な操業
法により、高いめつき付着量とすることができ、耐蝕性
にも優れており、かつ、めつきによる鋼材の強度低下の
少ないZn−Al合金めつき鋼材を生産性よく製造でき
る。
Description
【0001】本発明はZn−Al合金めっき鋼材の製造
方法に関し、さらに詳しくは、鉄道車両、自動車、建築
材料、家庭電気製品等幅広い用途に適用することができ
る1回のめっき処理により、耐蝕性に優れた溶融Zn−
Alめっき鋼材を製造する方法である。
方法に関し、さらに詳しくは、鉄道車両、自動車、建築
材料、家庭電気製品等幅広い用途に適用することができ
る1回のめっき処理により、耐蝕性に優れた溶融Zn−
Alめっき鋼材を製造する方法である。
【0002】
【従来技術】一般に、鉄鋼の耐蝕性を改善するために、
鉄鋼表面に溶融亜鉛めっきを施すことは従来より広く行
われてきており、例えば、鋼板、鋼帯、鋼線および棒鋼
等の鋼材鉄鋼製品(以下、単に鋼材として説明する。)
の表面に亜鉛めっきを施し、鉄鋼製品の耐蝕性を向上さ
せることが行われており、鉄道車両、自動車、建築材
料、家庭電気製品等に幅広い用途に使用されている。
鉄鋼表面に溶融亜鉛めっきを施すことは従来より広く行
われてきており、例えば、鋼板、鋼帯、鋼線および棒鋼
等の鋼材鉄鋼製品(以下、単に鋼材として説明する。)
の表面に亜鉛めっきを施し、鉄鋼製品の耐蝕性を向上さ
せることが行われており、鉄道車両、自動車、建築材
料、家庭電気製品等に幅広い用途に使用されている。
【0003】そして、最近になって、この亜鉛めっきが
施された鋼材が長期間の使用において、環境の多様化に
伴って、特に、海岸地帯における海塩粒子の影響を強く
受ける場所や重工業地帯において酸性雨等の影響を強く
受ける場所等苛酷な環境下では、亜鉛めっきを施しただ
けでは耐蝕性は未だ充分であるとはいえず、より耐蝕性
の優れた鋼材が要求されている。
施された鋼材が長期間の使用において、環境の多様化に
伴って、特に、海岸地帯における海塩粒子の影響を強く
受ける場所や重工業地帯において酸性雨等の影響を強く
受ける場所等苛酷な環境下では、亜鉛めっきを施しただ
けでは耐蝕性は未だ充分であるとはいえず、より耐蝕性
の優れた鋼材が要求されている。
【0004】この要求に対して、さらに耐蝕性を向上さ
せるために、亜鉛めっきよりも高耐蝕性であるZn−A
l合金めっき鋼材の研究開発が行われ、既に実用化され
て使用量も増大している。しかし、構造材料には高耐蝕
性が必要とされることから、鋼材表面には高いめっき付
着量(300g/m2以上)が要求されることが一般的
になってきている。
せるために、亜鉛めっきよりも高耐蝕性であるZn−A
l合金めっき鋼材の研究開発が行われ、既に実用化され
て使用量も増大している。しかし、構造材料には高耐蝕
性が必要とされることから、鋼材表面には高いめっき付
着量(300g/m2以上)が要求されることが一般的
になってきている。
【0005】このように高いめっき付着量が要求されて
いるにも拘わらず、通常、めっき浴温度である430〜
500℃の温度では、Zn−Al合金めっきは鋼材表面
との合金化反応が抑制されるので、めっき付着量は略2
00g/m2程度しか施されないのである。
いるにも拘わらず、通常、めっき浴温度である430〜
500℃の温度では、Zn−Al合金めっきは鋼材表面
との合金化反応が抑制されるので、めっき付着量は略2
00g/m2程度しか施されないのである。
【0006】しかして、特開平03−281766号公
報には、Zn−Al合金めっきにおいて、めっき浴温度
を500℃以上としてめっきを行うと、めっき/鋼材界
面にAl−Fe−Zn合金層が発達するので、300g
/m2以上のめっき付着量を得ることは可能であること
が開示されている。
報には、Zn−Al合金めっきにおいて、めっき浴温度
を500℃以上としてめっきを行うと、めっき/鋼材界
面にAl−Fe−Zn合金層が発達するので、300g
/m2以上のめっき付着量を得ることは可能であること
が開示されている。
【0007】しかしながら、めっき浴温度を500℃以
上としてめっきを行った場合、めっき浴浸漬時の熱履歴
によりめっきが施される鋼材が焼きなまされ、鋼材の機
械的強度が著しく低下してめっき後の所定の強度を満足
に得られないという問題が発生する。
上としてめっきを行った場合、めっき浴浸漬時の熱履歴
によりめっきが施される鋼材が焼きなまされ、鋼材の機
械的強度が著しく低下してめっき後の所定の強度を満足
に得られないという問題が発生する。
【0008】そのため、鋼材の強度低下を最小限に抑制
し、かつ、Zn−Al合金めっきの高い付着量を得るた
めに、種々の対策技術が研究され、さらに、綿密な検討
が行われ、実用化されている。
し、かつ、Zn−Al合金めっきの高い付着量を得るた
めに、種々の対策技術が研究され、さらに、綿密な検討
が行われ、実用化されている。
【0009】現在において、鋼材の強度低下を抑制し、
Zn−Al合金めっきの高い付着量を得るための、最
も、一般的な技術としては、特公平05−040024
号公報および特開平04−154949号公報には、鋼
材に対して最初はめっき浴温度が500℃以下のAlを
含有しないZnめっき浴を使用して1次めっきを行い、
次いで、フラックス処理を行った後、Zn−Al合金め
っき浴を使用して2次めっきを行う、所謂、二浴法が開
示されている。
Zn−Al合金めっきの高い付着量を得るための、最
も、一般的な技術としては、特公平05−040024
号公報および特開平04−154949号公報には、鋼
材に対して最初はめっき浴温度が500℃以下のAlを
含有しないZnめっき浴を使用して1次めっきを行い、
次いで、フラックス処理を行った後、Zn−Al合金め
っき浴を使用して2次めっきを行う、所謂、二浴法が開
示されている。
【0010】しかし、上記の技術では、めっき処理を2
回行う必要があり、めっき操作が繁雑となり、さらに、
製造コストが大幅に増加するという問題がある。
回行う必要があり、めっき操作が繁雑となり、さらに、
製造コストが大幅に増加するという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に説明
した高いめっき付着量を有する鋼材の製造方法の従来技
術の種々の問題点を解決するために、本発明者が鋭意研
究を行い、検討を重ねた結果、鋼材の機械的強度の低下
を最小限に抑制することができ、かつ、めっき浴温度が
500℃以下でめっき/鋼材界面にAl−Fe−Zn合
金層を厚く発達させ、高いめっき付着量を得るためにN
i、Coの少量を含有させることにより、1回のめっき
処理により高いめっき付着量を達成できることを見出し
て、Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法を開発したの
である。
した高いめっき付着量を有する鋼材の製造方法の従来技
術の種々の問題点を解決するために、本発明者が鋭意研
究を行い、検討を重ねた結果、鋼材の機械的強度の低下
を最小限に抑制することができ、かつ、めっき浴温度が
500℃以下でめっき/鋼材界面にAl−Fe−Zn合
金層を厚く発達させ、高いめっき付着量を得るためにN
i、Coの少量を含有させることにより、1回のめっき
処理により高いめっき付着量を達成できることを見出し
て、Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法を開発したの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るZn−Al
合金めっき鋼材の製造方法は、 Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、残部Znおよび不可避
不的純物であるZn−Al合金めっき浴を使用して、浴
温430〜500℃において溶融めっきを行うことを特
徴とするZn−Al合金めっき鋼材の製造方法を第1の
発明とし、 Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、さらに、ミッシュメタ
ルおよびNaの内から選ばれた1種または2種以上を合
計 5ppm〜1.0wt% を含有し、残部Znおよび不可避不純物であるZn−A
l合金めっき浴を使用し、浴温430〜500℃におい
て溶融めっきを行うことを特徴とするZn−Al合金め
っき鋼材の製造方法を第2の発明とし、そして、めっき
付着量が300g/m2以上の鋼材であり、さらに、め
っき層が実質的に凝固するまでの冷却速度を5℃/se
c以上とし、その後も下地鋼材に残留する熱によってめ
っき層がその凝固範囲の下限以上に再加熱されないよう
に冷却を続行することが必要である。
合金めっき鋼材の製造方法は、 Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、残部Znおよび不可避
不的純物であるZn−Al合金めっき浴を使用して、浴
温430〜500℃において溶融めっきを行うことを特
徴とするZn−Al合金めっき鋼材の製造方法を第1の
発明とし、 Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、さらに、ミッシュメタ
ルおよびNaの内から選ばれた1種または2種以上を合
計 5ppm〜1.0wt% を含有し、残部Znおよび不可避不純物であるZn−A
l合金めっき浴を使用し、浴温430〜500℃におい
て溶融めっきを行うことを特徴とするZn−Al合金め
っき鋼材の製造方法を第2の発明とし、そして、めっき
付着量が300g/m2以上の鋼材であり、さらに、め
っき層が実質的に凝固するまでの冷却速度を5℃/se
c以上とし、その後も下地鋼材に残留する熱によってめ
っき層がその凝固範囲の下限以上に再加熱されないよう
に冷却を続行することが必要である。
【0013】本発明に係るZn−Al合金めっき鋼材の
製造方法について、以下詳細に説明する。先ず、本発明
に係るZn−Al合金めっき鋼材の製造方法において、
使用するZn−Al合金めっき浴の含有成分および成分
割合について説明する。
製造方法について、以下詳細に説明する。先ず、本発明
に係るZn−Al合金めっき鋼材の製造方法において、
使用するZn−Al合金めっき浴の含有成分および成分
割合について説明する。
【0014】Alはめっき層の耐蝕性を向上させる元素
であり、含有量が2wt%未満ではめっき層の耐蝕性を向
上させる効果は少なく、また、20wt%を越えて含有さ
せるとめっき浴の融点が高くなり、めっきの操業性が悪
化する。よって、Al含有量は2〜20wt%とする。
であり、含有量が2wt%未満ではめっき層の耐蝕性を向
上させる効果は少なく、また、20wt%を越えて含有さ
せるとめっき浴の融点が高くなり、めっきの操業性が悪
化する。よって、Al含有量は2〜20wt%とする。
【0015】本発明に係るZn−Al合金めっき鋼材の
製造方法において、500℃以下のめっき浴温度におい
てめっき/鋼材界面にAl−Fe−Zn合金層を厚く発
達させて高いめっき付着量とするためには、めっき浴中
にNiおよびCoの少量を含有させることにより達成で
きることを知見した。以下、詳細に説明する。
製造方法において、500℃以下のめっき浴温度におい
てめっき/鋼材界面にAl−Fe−Zn合金層を厚く発
達させて高いめっき付着量とするためには、めっき浴中
にNiおよびCoの少量を含有させることにより達成で
きることを知見した。以下、詳細に説明する。
【0016】Ni、Coをめっき浴に含有させることに
より、Al−Fe−Zn合金層が低温において発達する
理由については、未だ明らかではないが、Ni、Coを
含有させない場合には、めっき/鋼材界面に緻密で薄い
Al−Fe初期合金層が形成され、これが鋼材とめっき
層間のFe、Al、Zn原子の拡散に対する障壁とな
り、Al−Fe−Zn合金層の発達を抑制すると推定さ
れる。
より、Al−Fe−Zn合金層が低温において発達する
理由については、未だ明らかではないが、Ni、Coを
含有させない場合には、めっき/鋼材界面に緻密で薄い
Al−Fe初期合金層が形成され、これが鋼材とめっき
層間のFe、Al、Zn原子の拡散に対する障壁とな
り、Al−Fe−Zn合金層の発達を抑制すると推定さ
れる。
【0017】これに対して、めっき浴中にNi、Coを
含有させた場合には、これらの元素が初期合金層に固溶
することにより、初期合金層の拡散に対する障壁能が著
しく低下するので、Al−Fe−Zn合金層が発達し易
くなることにより、鋼材表面のめっき付着量が高くなる
ものと推定される。
含有させた場合には、これらの元素が初期合金層に固溶
することにより、初期合金層の拡散に対する障壁能が著
しく低下するので、Al−Fe−Zn合金層が発達し易
くなることにより、鋼材表面のめっき付着量が高くなる
ものと推定される。
【0018】また、本発明者は、Zn−Al合金めっき
において、Tiを含有させることによりNi、Coを含
有させた時と同様の効果、即ち、鋼材表面に高いめっき
付着量が得られることを知見し、特願平05−3411
37号(平成05年11月19日)として出願を完了し
ている。
において、Tiを含有させることによりNi、Coを含
有させた時と同様の効果、即ち、鋼材表面に高いめっき
付着量が得られることを知見し、特願平05−3411
37号(平成05年11月19日)として出願を完了し
ている。
【0019】このZn−Al合金めっきにおいて、Ti
についてはCr等融点がNi、Coに比して高いのでめ
っき浴に溶解し難く、従って、上記効果を発揮させにく
いという問題がある。
についてはCr等融点がNi、Coに比して高いのでめ
っき浴に溶解し難く、従って、上記効果を発揮させにく
いという問題がある。
【0020】さらに、従来から、めっき層の耐蝕性を向
上させるために、Ni、Coをめっき浴に含有させる例
はあるけれども、本発明に係るZn−Al合金めっき鋼
材の製造方法におけるような、Al−Fe−Zn合金層
を発達させるために含有させているものではなく、従来
のNi、Coを含有させた製品のめっき特性を向上させ
る場合に比較して、本発明に係るZn−Al合金めっき
鋼材の製造方法では、Ni、Coの含有量が極めて少な
い。
上させるために、Ni、Coをめっき浴に含有させる例
はあるけれども、本発明に係るZn−Al合金めっき鋼
材の製造方法におけるような、Al−Fe−Zn合金層
を発達させるために含有させているものではなく、従来
のNi、Coを含有させた製品のめっき特性を向上させ
る場合に比較して、本発明に係るZn−Al合金めっき
鋼材の製造方法では、Ni、Coの含有量が極めて少な
い。
【0021】Ni、Coは、鋼材表面にAl−Fe−Z
n合金層を形成してめっき付着量を高くする元素であ
り、含有量が0.005wt%未満ではAl−Fe−Zn
合金層を成長させる効果が認められず、また、2wt%を
越えてもAl−Fe−Zn合金層を成長させる効果は必
ずしも増大することがないばかりではなく、Ni、Co
がAlと金属間化合物を形成してドロスとなって被めっ
き物の表面に付着し、外観を著しく損なう。よって、N
i、Coの内から選ばれた1種または2種の合計含有量
は0.005〜2wt%とする。なお、ドロス発生を考慮
すると好ましい含有量は0.005〜0.5wt%である。
n合金層を形成してめっき付着量を高くする元素であ
り、含有量が0.005wt%未満ではAl−Fe−Zn
合金層を成長させる効果が認められず、また、2wt%を
越えてもAl−Fe−Zn合金層を成長させる効果は必
ずしも増大することがないばかりではなく、Ni、Co
がAlと金属間化合物を形成してドロスとなって被めっ
き物の表面に付着し、外観を著しく損なう。よって、N
i、Coの内から選ばれた1種または2種の合計含有量
は0.005〜2wt%とする。なお、ドロス発生を考慮
すると好ましい含有量は0.005〜0.5wt%である。
【0022】なお、本発明に係るZn−Al合金めっき
鋼材の製造方法において使用する、Zn−Al合金めっ
き浴中には不可避的不純物として、Fe、Pb等が含ま
れている場合があり、これらの不可避的不純物がAl−
Fe−Zn合金層の成長を阻害することはないが、めっ
き層の耐蝕性を低下させる可能性が存在するので、不可
避的不純物は少ないことが望ましいのであり、従って、
不可避的不純物の含有量は0.5wt%以下とするのがよ
い。
鋼材の製造方法において使用する、Zn−Al合金めっ
き浴中には不可避的不純物として、Fe、Pb等が含ま
れている場合があり、これらの不可避的不純物がAl−
Fe−Zn合金層の成長を阻害することはないが、めっ
き層の耐蝕性を低下させる可能性が存在するので、不可
避的不純物は少ないことが望ましいのであり、従って、
不可避的不純物の含有量は0.5wt%以下とするのがよ
い。
【0023】さらに、本発明に係るZn−Al合金めっ
き鋼材の製造方法において使用する、Zn−Al合金め
っき浴中には、不めっきを防止するためにミッシュメタ
ルおよびNaの内から選ばれた1種または2種以上を合
計で5ppm〜1.0wt%含有させることができる。
き鋼材の製造方法において使用する、Zn−Al合金め
っき浴中には、不めっきを防止するためにミッシュメタ
ルおよびNaの内から選ばれた1種または2種以上を合
計で5ppm〜1.0wt%含有させることができる。
【0024】このミッシュメタルおよびNaの含有量が
5ppm未満では、不めっきを防止する効果が認めら
ず、また、1.0wt%を越えて含有させると不めっき防
止効果の向上は飽和してしまうばかりか、ドロスが発生
し、被めっき材の表面外観を劣化させる。よって、ミッ
シュメタルおよびNaの内から選んだ1種または2種以
上合計で5ppm〜1.0wt%とする。
5ppm未満では、不めっきを防止する効果が認めら
ず、また、1.0wt%を越えて含有させると不めっき防
止効果の向上は飽和してしまうばかりか、ドロスが発生
し、被めっき材の表面外観を劣化させる。よって、ミッ
シュメタルおよびNaの内から選んだ1種または2種以
上合計で5ppm〜1.0wt%とする。
【0025】次に、本発明に係るZn−Al合金めっき
鋼材の製造方法におけるめっき方法(以下、単に本発明
めっき方法ということがある。)について説明する。
鋼材の製造方法におけるめっき方法(以下、単に本発明
めっき方法ということがある。)について説明する。
【0026】本発明めっき方法において、めっき浴温度
は430〜500℃とする必要があり、浴温度が430
℃未満ではAl−Fe−Zn合金層の発達が不充分であ
つて、めっき付着量300g/m2以上とすることが困
難であり、かつ、不めっきが生じ易くなつて被めっき材
の表面外観が劣化する。また、めっき浴温度が500℃
を越えると被めっき材である鋼材の機械的強度を著しく
低下させる。よって、めっき浴温度は430〜500℃
とする。
は430〜500℃とする必要があり、浴温度が430
℃未満ではAl−Fe−Zn合金層の発達が不充分であ
つて、めっき付着量300g/m2以上とすることが困
難であり、かつ、不めっきが生じ易くなつて被めっき材
の表面外観が劣化する。また、めっき浴温度が500℃
を越えると被めっき材である鋼材の機械的強度を著しく
低下させる。よって、めっき浴温度は430〜500℃
とする。
【0027】また、本発明めっき方法において、鋼材の
めっき浴中への浸漬時間は特に限定されるものではない
が、設備の状態等に合わせて適宜に行うことが可能であ
り、浸漬時間が10秒以下ではAl−Fe−Zn合金層
の成長が充分でなく、所定のめっき付着量を得ることが
できない場合があるので、好ましくは10秒以上とする
のがよく、より好ましいのは30秒以上とするのがよ
い。
めっき浴中への浸漬時間は特に限定されるものではない
が、設備の状態等に合わせて適宜に行うことが可能であ
り、浸漬時間が10秒以下ではAl−Fe−Zn合金層
の成長が充分でなく、所定のめっき付着量を得ることが
できない場合があるので、好ましくは10秒以上とする
のがよく、より好ましいのは30秒以上とするのがよ
い。
【0028】そして、本発明に係るZn−Al合金めっ
き鋼材の製造方法において、鋼材の清浄方法としては、
酸洗、脱脂、フラックス処理、ガス還元法等が挙げられ
るが、要は鋼材の表面から油脂分、汚れ、酸化皮膜を除
去し、鋼材に活性表面が得られる方法であれば、如何な
る方法でもよく、特に、限定するものではなく、従来よ
りよく知られている方法により適宜行えばよい。
き鋼材の製造方法において、鋼材の清浄方法としては、
酸洗、脱脂、フラックス処理、ガス還元法等が挙げられ
るが、要は鋼材の表面から油脂分、汚れ、酸化皮膜を除
去し、鋼材に活性表面が得られる方法であれば、如何な
る方法でもよく、特に、限定するものではなく、従来よ
りよく知られている方法により適宜行えばよい。
【0029】さらに、本発明に係るZn−Al合金めっ
き鋼材の製造方法においては、めっき層が実質的に凝固
するまでの冷却速度を5℃/sec以上として、その後
も下地鋼材に残留する熱によってめっき層が凝固範囲の
下限以上に再加熱されないように冷却を続行する必要が
ある。
き鋼材の製造方法においては、めっき層が実質的に凝固
するまでの冷却速度を5℃/sec以上として、その後
も下地鋼材に残留する熱によってめっき層が凝固範囲の
下限以上に再加熱されないように冷却を続行する必要が
ある。
【0030】即ち、めっき層が実質的に凝固するまでの
冷却速度が5℃/sec未満では、被めっき材である鋼
材をめっき浴から引き上げて凝固するまでの間に、めっ
き浴と同等の含有成分および成分割合を有する上部めっ
き層/Al−Fe−Zn合金層/鋼材間で過度の合金化
が進み、不均一な合金層の成長が助長されるため表面外
観が劣化する。
冷却速度が5℃/sec未満では、被めっき材である鋼
材をめっき浴から引き上げて凝固するまでの間に、めっ
き浴と同等の含有成分および成分割合を有する上部めっ
き層/Al−Fe−Zn合金層/鋼材間で過度の合金化
が進み、不均一な合金層の成長が助長されるため表面外
観が劣化する。
【0031】また、上部めっき層中のAlが鋼材側に拡
散し、上部めっき層中のAl含有量が低下するため耐蝕
性が低下する。従って、めっき層が実質的に凝固するま
での冷却速度は5℃/sec以上とし、さらに、その後
においても下地鋼材に残留する熱によって再加熱されな
いように冷却を続行する必要がある。
散し、上部めっき層中のAl含有量が低下するため耐蝕
性が低下する。従って、めっき層が実質的に凝固するま
での冷却速度は5℃/sec以上とし、さらに、その後
においても下地鋼材に残留する熱によって再加熱されな
いように冷却を続行する必要がある。
【0032】
【実 施 例】本発明に係るZn−Al合金めっき鋼材
の製造方法について、実施例を説明する。
の製造方法について、実施例を説明する。
【0033】
【実 施 例 1】 めっき浴の調整 JISH2107の規定により蒸留亜鉛一種地金、純度
99.9wt%のアルミニウム地金および純度99wt%の
ニッケル地金を用いて、Al 5wt%、Ni0.1wt%、
残部亜鉛と不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴
を、30番の黒鉛坩堝中において電気炉を使用して55
0℃の温度で溶製を行った。
99.9wt%のアルミニウム地金および純度99wt%の
ニッケル地金を用いて、Al 5wt%、Ni0.1wt%、
残部亜鉛と不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴
を、30番の黒鉛坩堝中において電気炉を使用して55
0℃の温度で溶製を行った。
【0034】基材 基材として、φ4mm、組成0.9wt%−1.1wt%Si
−0.7wt%Mn、めっ き前の引張強さ210kg/
mm2の鋼線を使用した。前処理として、鋼線を70℃
の温度のアルカリ水溶液に5min浸漬して脱脂を行っ
た後、50℃の温度の15wt%HClに4min浸漬し
て酸洗いを行い、 さらに、80℃の温度のZnCl2
−NaF系フラックス水溶液に20sec 浸漬して引
き上げるフラックス処理を行い、最後に180℃の温度
に保持され た恒温槽中において乾燥して試料とした。
−0.7wt%Mn、めっ き前の引張強さ210kg/
mm2の鋼線を使用した。前処理として、鋼線を70℃
の温度のアルカリ水溶液に5min浸漬して脱脂を行っ
た後、50℃の温度の15wt%HClに4min浸漬し
て酸洗いを行い、 さらに、80℃の温度のZnCl2
−NaF系フラックス水溶液に20sec 浸漬して引
き上げるフラックス処理を行い、最後に180℃の温度
に保持され た恒温槽中において乾燥して試料とした。
【0035】めっき処理 において調整されためっき浴を470℃の温度に保持
し、で調整した試料をめっき浴中に60sec浸漬し
た後引き上げた。引き上げ時に冷却速度20℃/sec
の温水冷却を行った。
し、で調整した試料をめっき浴中に60sec浸漬し
た後引き上げた。引き上げ時に冷却速度20℃/sec
の温水冷却を行った。
【0036】性能評価 のめっき処理による得られた鋼線のめっき付着量を測
定した。また、めっき後の鋼線の引張強さを測定し、以
下の式により強度低下率を算出した。評価基準は以下の
通りである。
定した。また、めっき後の鋼線の引張強さを測定し、以
下の式により強度低下率を算出した。評価基準は以下の
通りである。
【0037】さらに、JIS Z 2371に準拠した塩
水噴霧試験を行い、赤錆発生時間により評価した。評価
基準は以下の通りである。 ○:赤錆発生時間 > 500時間 △:赤錆発生時間 300〜500時間 ×:赤錆発生時間 < 500時間
水噴霧試験を行い、赤錆発生時間により評価した。評価
基準は以下の通りである。 ○:赤錆発生時間 > 500時間 △:赤錆発生時間 300〜500時間 ×:赤錆発生時間 < 500時間
【0038】
【実 施 例 2】めっき浴のNi含有量を0.01wt%と
した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様に性能
評価を行った。
した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様に性能
評価を行った。
【0039】
【実 施 例 3】めっき浴のNi含有量を1wt%とした
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様に性能評価
を行った。
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様に性能評価
を行った。
【0040】
【実 施 例 4】めっき浴後調整時に、Ni地金の替わ
りに、純度99wt%のCo地金を使用し、めっき浴のC
o含有量を0.5wt%とした以外は、実施例1と同様の
処理を行い、同様の性能評価を行った。
りに、純度99wt%のCo地金を使用し、めっき浴のC
o含有量を0.5wt%とした以外は、実施例1と同様の
処理を行い、同様の性能評価を行った。
【0041】
【実 施 例 5】めっき浴の調整時に、純度99wt%の
Ni地金と純度99wt%のCo地金を用い、めっき浴の
Ni含有量を0.1wt%、Co含有量を0.1wt%とした
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
Ni地金と純度99wt%のCo地金を用い、めっき浴の
Ni含有量を0.1wt%、Co含有量を0.1wt%とした
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
【0042】
【実 施 例6】めっき浴調整時に、純度99.9wt%の
Al地金と純度99wt%のNi地金を用い、めっき浴の
Al含有量を4.5wt%、Ni含有量を0.25wt%とし
た以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評
価を行った。
Al地金と純度99wt%のNi地金を用い、めっき浴の
Al含有量を4.5wt%、Ni含有量を0.25wt%とし
た以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評
価を行った。
【0043】
【実 施 例 7】めっき浴調整時に、純度99.9wt%の
Al地金と純度99wt%のCo地金を用い、めっき浴の
Al含有量を10wt%、Co含有量を0.05wt%とし
た以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評
価を行った。
Al地金と純度99wt%のCo地金を用い、めっき浴の
Al含有量を10wt%、Co含有量を0.05wt%とし
た以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評
価を行った。
【0044】
【実 施 例 8】めっき時のめっき浴の温度を430℃
に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
【0045】
【実 施 例 9】めっき時のめっき浴の温度を450℃
に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
【0046】
【実 施 例 10】めっき時のめっき浴の温度を490
℃に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同
様の性能評価を行った。
℃に保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同
様の性能評価を行った。
【0047】
【実 施 例 11】めっき浴の調整時に、純度99wt%
のCo地金を用い、めっき浴のCo含有量を1.5wt%
とし、めっき時のめっき浴温度を450℃に保持した以
外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を
行った。
のCo地金を用い、めっき浴のCo含有量を1.5wt%
とし、めっき時のめっき浴温度を450℃に保持した以
外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を
行った。
【0048】
【実 施 例 12】めっき時にめっき浴中に試料(鋼
材)を30秒間浸漬した以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
材)を30秒間浸漬した以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
【0049】
【実 施 例 13】めっき時のめっき浴中に試料(鋼
材)を120秒浸漬した以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
材)を120秒浸漬した以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
【0050】
【実 施 例 14】めっき浴からの試料(鋼材)引き上
げ時に、冷却速度5℃/secのArガス冷却を行った
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
げ時に、冷却速度5℃/secのArガス冷却を行った
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
【0051】
【実 施 例 15】めっき浴からの試料(鋼材)引き上
げ時に、冷却速度30℃/secのミスト冷却を行った
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
げ時に、冷却速度30℃/secのミスト冷却を行った
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
【0052】
【実 施 例 16】めっき浴からの試料(鋼材)引き上
げ時に、冷却速度40℃/secの水冷を行った以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。
げ時に、冷却速度40℃/secの水冷を行った以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。
【0053】
【実 施 例 17】基材として、φ4mm、組成0.8wt
%C−0.3wt%Si−0.5wt%Mn、めっき前の引張
強さ145kg/mm2の鋼線を用いた以外は、実施例
1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行った。
%C−0.3wt%Si−0.5wt%Mn、めっき前の引張
強さ145kg/mm2の鋼線を用いた以外は、実施例
1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行った。
【0054】
【実 施 例 18】基材として、φ4mmで、めっき前
の引張強さ80kg/mm2の普通鉄線SWM−Bを用
いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能
評価を行った。
の引張強さ80kg/mm2の普通鉄線SWM−Bを用
いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能
評価を行った。
【0055】
【実 施 例 19】基材として、板厚5mmで、めっき
前の引張強さが40kg/mm2の一般構造用圧延鋼材
SS330を用いたこと以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
前の引張強さが40kg/mm2の一般構造用圧延鋼材
SS330を用いたこと以外は、実施例1と同様の処理
を行い、同様の性能評価を行った。
【0056】
【実 施 例 20】基材として、板厚0.8mmで、めっ
き前の引張強さ30kg/mm2の一般用冷間圧延鋼板
SPCCを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行
い、同様の性能評価を行った。
き前の引張強さ30kg/mm2の一般用冷間圧延鋼板
SPCCを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行
い、同様の性能評価を行った。
【0057】
【実 施 例 21】めっき浴中にミッシュメタルを添加
し、めっき浴のミッシュメタルの含有量を0.1wt%
としたこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。めっき付着料は330g/m2で
ある。また、赤錆発生時間>500時間、強度低下率<
15%である。
し、めっき浴のミッシュメタルの含有量を0.1wt%
としたこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。めっき付着料は330g/m2で
ある。また、赤錆発生時間>500時間、強度低下率<
15%である。
【0058】
【実 施 例 22】めっき浴中にNaをNaを添加し、
めっき浴のNa含有量を0.1wt%としたこと以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。めっき付着料は329g/m2である。また、赤
錆発生時間>500時間、強度低下率<15%である。
めっき浴のNa含有量を0.1wt%としたこと以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。めっき付着料は329g/m2である。また、赤
錆発生時間>500時間、強度低下率<15%である。
【0059】
【実 施 例 23】めっき浴中にミッシュメタルおよび
Naを添加し、めっき浴のミッシュメタル含有量0.0
5wt%、Na含有量0.05wt%としたこと以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。めっき付着料335g/m2である。また、赤錆
発生時間>500時間、強度低下率<15%である。
Naを添加し、めっき浴のミッシュメタル含有量0.0
5wt%、Na含有量0.05wt%としたこと以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。めっき付着料335g/m2である。また、赤錆
発生時間>500時間、強度低下率<15%である。
【0060】
【比 較 例 1】めっき浴調整時に、NiおよびCoを
含有させないこと以外は、実施例1と同様の処理を行
い、同様の性能評価を行った。
含有させないこと以外は、実施例1と同様の処理を行
い、同様の性能評価を行った。
【0061】
【比 較 例 2】めっき浴調整時に、NiおよびCoを
含有させず、めっき時のめっき浴温度を550℃に保持
したこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
含有させず、めっき時のめっき浴温度を550℃に保持
したこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
【0062】
【比 較 例 3】めっき浴調整時に、純度99wt%のN
i地金を用い、めっき浴のNi含有量を0.001wt%
としたこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
i地金を用い、めっき浴のNi含有量を0.001wt%
としたこと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様
の性能評価を行った。
【0063】
【比 較 例 4】めっき浴の調整時に、純度99wt%の
Co地金を用い、めっき浴のCo含有量を0.001wt
%とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
Co地金を用い、めっき浴のCo含有量を0.001wt
%とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
【0064】
【比 較 例 5】めっき浴調整時に、純度99wt%のN
iおよびCoの地金を用い、めっき浴のNi含有量を
0.001wt%、Co含有量を0.001wt%とした以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。
iおよびCoの地金を用い、めっき浴のNi含有量を
0.001wt%、Co含有量を0.001wt%とした以外
は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行
った。
【0065】
【比 較 例 6】めっき浴調整時に、純度99.9wt%の
Al地金を用い、めっき浴のAl含有量を1wt%とした
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
Al地金を用い、めっき浴のAl含有量を1wt%とした
以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能評価
を行った。
【0066】
【比 較 例 7】めっき時のめっき浴温度を420℃に
保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
【0067】
【比 較 例 8】めっき時のめっき浴温度を550℃に
保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
保持した以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の
性能評価を行った。
【0068】
【比 較 例 9】めっき浴からの試料(鋼材)引き上げ
時に、冷却速度2℃/secで放冷した以外は、実施例
1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行った。
時に、冷却速度2℃/secで放冷した以外は、実施例
1と同様の処理を行い、同様の性能評価を行った。
【0069】
【比 較 例 10】めっき浴からの試料(鋼材)引き上
げ時に、冷却速度4℃/secのN2ガス冷却を行った
こと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能
評価を行った。めっき付着料は331g/m2である。
また、赤錆発生時間300〜500時間、強度低下率<
15%である。
げ時に、冷却速度4℃/secのN2ガス冷却を行った
こと以外は、実施例1と同様の処理を行い、同様の性能
評価を行った。めっき付着料は331g/m2である。
また、赤錆発生時間300〜500時間、強度低下率<
15%である。
【0070】なお、表1に上記実施例1〜実施例20お
よび比較例1〜比較例9のめっき浴組成、浴温度、浸漬
時間、冷却速度、付着量、耐蝕性および強度低下率を示
してある。
よび比較例1〜比較例9のめっき浴組成、浴温度、浸漬
時間、冷却速度、付着量、耐蝕性および強度低下率を示
してある。
【0071】
【表1】
【0072】表1から以下説明するように本発明に係る
Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法が優れていること
が分かる。
Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法が優れていること
が分かる。
【0073】即ち、本発明に係るZn−Al合金めつき
鋼材の製造方法による実施例1〜実施例23は、その何
れもが300g/m2以上の高いめつき付着量を達成し
ており、また、耐蝕性に優れており、かつ、基材の強度
低下も抑制されている。
鋼材の製造方法による実施例1〜実施例23は、その何
れもが300g/m2以上の高いめつき付着量を達成し
ており、また、耐蝕性に優れており、かつ、基材の強度
低下も抑制されている。
【0074】これに対して、本発明に係るZn−Al合
金めつき鋼材の製造方法において規定されているめつき
浴中のNi、Co含有量を満足していない比較例1〜比
較例5、本発明に係るZn−Al合金めつき鋼材の製造
方法において規定されているめつき浴中のAl含有量を
満足していない比較例6、本発明に係るZn−Al合金
めつき鋼材の製造方法において規定されているめつき浴
温度を満足していない比較例7〜比較例8、本発明に係
るZn−Al合金めつき鋼材の製造方法において規定さ
れているめつき後の冷却速度を満足していない比較例
9、比較例10は、その何れも耐蝕性或いは強度低下率
の何れか一方が必ず劣っている。
金めつき鋼材の製造方法において規定されているめつき
浴中のNi、Co含有量を満足していない比較例1〜比
較例5、本発明に係るZn−Al合金めつき鋼材の製造
方法において規定されているめつき浴中のAl含有量を
満足していない比較例6、本発明に係るZn−Al合金
めつき鋼材の製造方法において規定されているめつき浴
温度を満足していない比較例7〜比較例8、本発明に係
るZn−Al合金めつき鋼材の製造方法において規定さ
れているめつき後の冷却速度を満足していない比較例
9、比較例10は、その何れも耐蝕性或いは強度低下率
の何れか一方が必ず劣っている。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るZn
−Al合金めつき鋼材の製造方法は、上記の構成である
から、1浴法により、従来の亜鉛めつきと同様な操業法
により、高いめつき付着量とすることができ、さらに、
耐蝕性にも優れており、かつ、めつきによる鋼材の強度
低下の少ないZn−Al合金めつき鋼材を生産性よく製
造することが可能となり、工業的な実用的価値は大きい
という効果を有する。
−Al合金めつき鋼材の製造方法は、上記の構成である
から、1浴法により、従来の亜鉛めつきと同様な操業法
により、高いめつき付着量とすることができ、さらに、
耐蝕性にも優れており、かつ、めつきによる鋼材の強度
低下の少ないZn−Al合金めつき鋼材を生産性よく製
造することが可能となり、工業的な実用的価値は大きい
という効果を有する。
Claims (4)
- 【請求項1】Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、残部Znおよび不可避
的不純物であるZn−Al合金めっき浴を使用して、浴
温430〜500℃において溶融めっきを行うことを特
徴とするZn−Al合金めっき鋼材の製造方法。 - 【請求項2】Al 2〜20wt%、 NiおよびCoの内から選ばれた1種または2種の合計
0.005〜2wt%を含有し、さらに、 ミッシュメタルおよびNaの内から選ばれた1種または
2種以上を合計 5ppm〜1.0wt% を含有し、残部Znおよび不可避不純物であるZn−A
l合金めっき浴を使用し、浴温430〜500℃におい
て溶融めっきを行うことを特徴とするZn−Al合金め
っき鋼材の製造方法。 - 【請求項3】めっき付着量が300g/m2以上の鋼材
である請求項1および請求項2のZn−Al合金めっき
鋼材の製造方法。 - 【請求項4】めっき層が実質的に凝固するまでの冷却速
度が5℃/sec以上であり、その後も下地鋼材に残留
する熱によってめっき層がその凝固範囲の下限以上に再
加熱されないように冷却を続行する請求項1、請求項2
および請求項3のZn−Al合金めっき鋼材の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4967794A JPH07233458A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4967794A JPH07233458A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07233458A true JPH07233458A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12837812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4967794A Withdrawn JPH07233458A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Zn−Al合金めっき鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07233458A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006299290A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Nippon Steel Corp | スポット溶接性、塗装性、加工性に優れた溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法 |
JP2013221196A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Takenaka Komuten Co Ltd | Zn−Al系合金めっき鉄筋及び製造方法 |
JP2013221197A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Denro Corp | Zn−Al系合金めっき方法 |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP4967794A patent/JPH07233458A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006299290A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Nippon Steel Corp | スポット溶接性、塗装性、加工性に優れた溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法 |
JP4528191B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2010-08-18 | 新日本製鐵株式会社 | スポット溶接性、塗装性、加工性に優れた溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法 |
JP2013221196A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Takenaka Komuten Co Ltd | Zn−Al系合金めっき鉄筋及び製造方法 |
JP2013221197A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Denro Corp | Zn−Al系合金めっき方法 |
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---|---|---|---|
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