JPH08134632A - Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH08134632A JPH08134632A JP30285294A JP30285294A JPH08134632A JP H08134632 A JPH08134632 A JP H08134632A JP 30285294 A JP30285294 A JP 30285294A JP 30285294 A JP30285294 A JP 30285294A JP H08134632 A JPH08134632 A JP H08134632A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 脆弱な中間層の生成原因であるＭｇの拡散を
抑制し、密着性に優れた緻密な高耐食性Ｚｎ−Ｍｇ合金
めっき鋼板を蒸着法で製造する。 【構成】 単位面積当りのＺｎ付着量をＭｇ付着量の
１．５倍以上でプレＺｎ蒸着を鋼板表面に施し、次いで
１８０℃以上の温度に保持した鋼板にＭｇ蒸着及びＺｎ
蒸着する。めっき原板１は、還元加熱１２により表面活
性化れた後、還元雰囲気帯１３，窒素置換室１９，窒素
雰囲気ダクト２０及び真空シール装置３１を通過させて
真空蒸着室３０に導入される。真空蒸着室３０で、プレ
Ｚｎ蒸着４０，Ｍｇ蒸着５０及びＺｎ蒸着６０，７０を
順次施す。このとき、窒素雰囲気ダクト２０のＯ2 濃度
（容量％）をＸ，Ｈ2 Ｏ濃度（容量％）をＹ，通板時間
をＺ（秒）とするとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３
５を満足する条件下で窒素雰囲気ダクト２０を通板させ
る。窒素雰囲気ダクト２０にＨ2 を添加することもでき
る。
抑制し、密着性に優れた緻密な高耐食性Ｚｎ−Ｍｇ合金
めっき鋼板を蒸着法で製造する。 【構成】 単位面積当りのＺｎ付着量をＭｇ付着量の
１．５倍以上でプレＺｎ蒸着を鋼板表面に施し、次いで
１８０℃以上の温度に保持した鋼板にＭｇ蒸着及びＺｎ
蒸着する。めっき原板１は、還元加熱１２により表面活
性化れた後、還元雰囲気帯１３，窒素置換室１９，窒素
雰囲気ダクト２０及び真空シール装置３１を通過させて
真空蒸着室３０に導入される。真空蒸着室３０で、プレ
Ｚｎ蒸着４０，Ｍｇ蒸着５０及びＺｎ蒸着６０，７０を
順次施す。このとき、窒素雰囲気ダクト２０のＯ2 濃度
（容量％）をＸ，Ｈ2 Ｏ濃度（容量％）をＹ，通板時間
をＺ（秒）とするとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３
５を満足する条件下で窒素雰囲気ダクト２０を通板させ
る。窒素雰囲気ダクト２０にＨ2 を添加することもでき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密着性及び組織的に優
れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を鋼板表面に確実に形成す
るＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法に関する。
れたＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を鋼板表面に確実に形成す
るＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の耐食性を向上させるため、従来か
ら各種の表面処理が施されている。なかでも、Ｚｎめっ
き鋼板は、主として溶融めっきや電気めっき等で製造さ
れている。また、一部では、蒸着めっき法によってＺｎ
めっき鋼板を製造している。耐食性の向上に関する要求
は、年々高まる傾向にある。これに伴って、溶融めっき
法や電気めっき法等で種々の改良が試みられている。溶
融めっき法でＺｎめっき鋼板の耐食性を向上させようと
すると、Ｚｎめっき層の付着量を増加させることが先ず
考えられる。しかし、製造面から付着量の上限が制約さ
れることから、めっき層を厚くして耐食性の向上を図る
ことには限界がある。また、付着量の増加、すなわちめ
っき層の厚膜化は、Ｚｎめっき鋼板をプレス成形すると
きにカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させる原因に
なり易い。電気めっき法で同様に厚膜のめっき層を形成
しようとすると、ラインスピードを遅くしなければなら
ず、生産性が著しく損なわれる。そこで、電気めっき法
では、Ｚｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施すことによ
って耐食性の向上を図っている。しかし、Ｚｎ−Ｎｉ合
金めっき層は、硬くて脆いめっき層となり易いため、プ
レス成形時に割れ，欠け等の欠陥をめっき層に発生させ
易い。このような欠陥がめっき層に発生すると、下地鋼
がめっき層を欠陥部を介して露出するため、めっき層本
来の性能が発揮されず、欠陥部を起点とした腐食が進行
する。
ら各種の表面処理が施されている。なかでも、Ｚｎめっ
き鋼板は、主として溶融めっきや電気めっき等で製造さ
れている。また、一部では、蒸着めっき法によってＺｎ
めっき鋼板を製造している。耐食性の向上に関する要求
は、年々高まる傾向にある。これに伴って、溶融めっき
法や電気めっき法等で種々の改良が試みられている。溶
融めっき法でＺｎめっき鋼板の耐食性を向上させようと
すると、Ｚｎめっき層の付着量を増加させることが先ず
考えられる。しかし、製造面から付着量の上限が制約さ
れることから、めっき層を厚くして耐食性の向上を図る
ことには限界がある。また、付着量の増加、すなわちめ
っき層の厚膜化は、Ｚｎめっき鋼板をプレス成形すると
きにカジリ，フレーキング等の欠陥を発生させる原因に
なり易い。電気めっき法で同様に厚膜のめっき層を形成
しようとすると、ラインスピードを遅くしなければなら
ず、生産性が著しく損なわれる。そこで、電気めっき法
では、Ｚｎ−Ｎｉ系等のＺｎ合金めっきを施すことによ
って耐食性の向上を図っている。しかし、Ｚｎ−Ｎｉ合
金めっき層は、硬くて脆いめっき層となり易いため、プ
レス成形時に割れ，欠け等の欠陥をめっき層に発生させ
易い。このような欠陥がめっき層に発生すると、下地鋼
がめっき層を欠陥部を介して露出するため、めっき層本
来の性能が発揮されず、欠陥部を起点とした腐食が進行
する。
【０００３】以上のような背景から、高耐食性のＺｎ系
合金めっき鋼板を蒸着法で製造することが試みられてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作
用を呈する。たとえば、特開昭６４−１７８５３号公報
では、０．５〜４０重量％のＭｇを含有するＺｎ−Ｍｇ
合金めっき層を形成することが開示されている。また、
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺｎ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の中間層を介在
させるとき、めっき層の密着性及び加工性が向上するこ
とが特開平２−１４１５８８号公報で紹介されている。
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を主としてＺｎ−Ｍｇ系金属間
化合物で構成し、且つＭｇ相を含まないものとすると
き、塗装後の耐塗膜剥離性が向上することが特開昭６４
−１７８５３号公報で紹介されている。更に、特開昭６
４−２５９９０号公報では、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層の
上にＺｎ−Ｔｉ合金めっき層を設けることによって、塗
装後の耐食性を向上させている。蒸着Ｚｎめっき鋼板
は、溶融めっき鋼板と同様の無酸化炉及び還元処理炉で
鋼板を加熱還元して鋼板表面を活性化した後、蒸着を行
うことによって連続的に製造される［日新製鋼技報第５
６号（１９８７）第４１頁］。無酸化炉で表面に付着し
ている油分の燃焼除去及び加熱された鋼板は、Ｈ2 −Ｎ
2 ，Ｈ2 等の雰囲気に維持された還元焼鈍炉で焼鈍され
ると共に表面の酸化膜が除去され、活性化される。その
後、鋼板は、還元雰囲気で冷却され、真空ポンプ中にＨ
2 が入ることによる爆発を防ぐために設けられている窒
素雰囲気ダクトを通過し、真空シール装置を経て真空蒸
着室に導入される。真空蒸着室では、送り込まれた鋼板
にＺｎが蒸着され、出側の真空シール装置を経て大気中
に送り出される。この蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法
は、溶融めっき法と同じ前処理を採用していることか
ら、既存の設備を一部利用することができる。また、無
酸化炉に替えて脱脂洗浄装置が採用される場合もある。
このような蒸着Ｚｎめっき法は、電気Ｚｎめっき法と同
等以上の製造効率をもっている。
合金めっき鋼板を蒸着法で製造することが試みられてい
る。なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっきは、優れた防食作
用を呈する。たとえば、特開昭６４−１７８５３号公報
では、０．５〜４０重量％のＭｇを含有するＺｎ−Ｍｇ
合金めっき層を形成することが開示されている。また、
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層と下地鋼との間にＺｎ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ等の中間層を介在
させるとき、めっき層の密着性及び加工性が向上するこ
とが特開平２−１４１５８８号公報で紹介されている。
Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層を主としてＺｎ−Ｍｇ系金属間
化合物で構成し、且つＭｇ相を含まないものとすると
き、塗装後の耐塗膜剥離性が向上することが特開昭６４
−１７８５３号公報で紹介されている。更に、特開昭６
４−２５９９０号公報では、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき層の
上にＺｎ−Ｔｉ合金めっき層を設けることによって、塗
装後の耐食性を向上させている。蒸着Ｚｎめっき鋼板
は、溶融めっき鋼板と同様の無酸化炉及び還元処理炉で
鋼板を加熱還元して鋼板表面を活性化した後、蒸着を行
うことによって連続的に製造される［日新製鋼技報第５
６号（１９８７）第４１頁］。無酸化炉で表面に付着し
ている油分の燃焼除去及び加熱された鋼板は、Ｈ2 −Ｎ
2 ，Ｈ2 等の雰囲気に維持された還元焼鈍炉で焼鈍され
ると共に表面の酸化膜が除去され、活性化される。その
後、鋼板は、還元雰囲気で冷却され、真空ポンプ中にＨ
2 が入ることによる爆発を防ぐために設けられている窒
素雰囲気ダクトを通過し、真空シール装置を経て真空蒸
着室に導入される。真空蒸着室では、送り込まれた鋼板
にＺｎが蒸着され、出側の真空シール装置を経て大気中
に送り出される。この蒸着Ｚｎめっき鋼板の製造方法
は、溶融めっき法と同じ前処理を採用していることか
ら、既存の設備を一部利用することができる。また、無
酸化炉に替えて脱脂洗浄装置が採用される場合もある。
このような蒸着Ｚｎめっき法は、電気Ｚｎめっき法と同
等以上の製造効率をもっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｍｇ及びＺｎをこの順
番で蒸着し、その後の拡散処理でＺｎ−Ｍｇ合金めっき
鋼板を製造する方法では、鋼板が還元雰囲気で加熱され
ることによって表面酸化膜が除去される。しかし、鋼板
は、表面が活性化された後でも、窒素雰囲気ダクトを通
過するために、良好なめっき密着性が得られない場合が
ある。これは、窒素雰囲気中にある微量のＯ2 及びＨ2
Ｏにより鋼板表面が酸化し、生成した酸化膜がＭｇ，Ｆ
ｅ及び拡散してきたＺｎと反応し、脆弱な反応生成物を
作ることに原因があるものと考えられる。また、鋼板温
度が低い場合、めっき層に空隙が生じ始める。その結
果、得られためっき層が緻密でなくなり、下地鋼が腐食
性雰囲気にめっき層を介して曝されることになるので、
本来の耐食性が発揮されない。本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、Ｍｇ蒸着に先立
ってＺｎ蒸着を施すことにより、めっき密着性及びめっ
き層の緻密化を図り、耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金め
っき鋼板を得ることを目的とする。
番で蒸着し、その後の拡散処理でＺｎ−Ｍｇ合金めっき
鋼板を製造する方法では、鋼板が還元雰囲気で加熱され
ることによって表面酸化膜が除去される。しかし、鋼板
は、表面が活性化された後でも、窒素雰囲気ダクトを通
過するために、良好なめっき密着性が得られない場合が
ある。これは、窒素雰囲気中にある微量のＯ2 及びＨ2
Ｏにより鋼板表面が酸化し、生成した酸化膜がＭｇ，Ｆ
ｅ及び拡散してきたＺｎと反応し、脆弱な反応生成物を
作ることに原因があるものと考えられる。また、鋼板温
度が低い場合、めっき層に空隙が生じ始める。その結
果、得られためっき層が緻密でなくなり、下地鋼が腐食
性雰囲気にめっき層を介して曝されることになるので、
本来の耐食性が発揮されない。本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、Ｍｇ蒸着に先立
ってＺｎ蒸着を施すことにより、めっき密着性及びめっ
き層の緻密化を図り、耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金め
っき鋼板を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＺｎ−Ｍｇ合金
蒸着めっき鋼板製造方法は、その目的を達成するため、
単位面積当りのＺｎ付着量をＭｇ付着量の１．５倍以上
でプレＺｎ蒸着を鋼板表面に施し、次いでＭｇ蒸着及び
Ｚｎ蒸着することを特徴とする。Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着
に際しては、鋼板温度を１８０℃以上に保持することが
好ましい。被めっき鋼板は、還元加熱により鋼板表面を
活性化させる還元雰囲気帯，窒素置換室，窒素雰囲気ダ
クト及び真空シール装置を経て真空蒸着室に導入され
る。蒸着室では、プレＺｎ蒸着，Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着
を順次行い、相互拡散によってＺｎ−Ｍｇ合金めっき層
が形成される。このとき、窒素雰囲気ダクトのＯ2 濃度
（容量％）をＸ，Ｈ2 Ｏ濃度（容量％）をＹ，通板時間
をＺ（秒）とするとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３
５を満足する条件下で窒素雰囲気ダクトを通板させる。
窒素雰囲気ダクトには、好ましくは０．０５〜４容量％
のＨ2 を添加する。この場合、Ｘ×Ｚ≦３．８及びＹ×
Ｚ≦８０を満足する条件下で窒素雰囲気ダクトを通板さ
せる。
蒸着めっき鋼板製造方法は、その目的を達成するため、
単位面積当りのＺｎ付着量をＭｇ付着量の１．５倍以上
でプレＺｎ蒸着を鋼板表面に施し、次いでＭｇ蒸着及び
Ｚｎ蒸着することを特徴とする。Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着
に際しては、鋼板温度を１８０℃以上に保持することが
好ましい。被めっき鋼板は、還元加熱により鋼板表面を
活性化させる還元雰囲気帯，窒素置換室，窒素雰囲気ダ
クト及び真空シール装置を経て真空蒸着室に導入され
る。蒸着室では、プレＺｎ蒸着，Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着
を順次行い、相互拡散によってＺｎ−Ｍｇ合金めっき層
が形成される。このとき、窒素雰囲気ダクトのＯ2 濃度
（容量％）をＸ，Ｈ2 Ｏ濃度（容量％）をＹ，通板時間
をＺ（秒）とするとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３
５を満足する条件下で窒素雰囲気ダクトを通板させる。
窒素雰囲気ダクトには、好ましくは０．０５〜４容量％
のＨ2 を添加する。この場合、Ｘ×Ｚ≦３．８及びＹ×
Ｚ≦８０を満足する条件下で窒素雰囲気ダクトを通板さ
せる。
【０００６】
【作用】本発明においては、Ｍｇ蒸着に先立ってプレＺ
ｎ蒸着を鋼板に施している。鋼板表面に薄い酸化膜があ
ってもＺｎは密着性良く蒸着できるため、その上に形成
されるＭｇ蒸着層及びＺｎ蒸着層の密着性が向上する。
しかし、Ｍｇ蒸着からＺｎ蒸着までに数秒以上の時間が
かかり、めっき層の密着性を向上させるために１８０℃
以上の鋼板温度で蒸着する場合、プレＺｎ層が薄いと多
量のＭｇが鋼板界面まで拡散し、脆弱な中間層が形成さ
れ易くなる。また、めっき層の拡散処理時にＭｇがプレ
Ｚｎ層に拡散し、同様に脆弱な中間層が形成される。脆
弱な中間層の生成は、Ｍｇ蒸着層の付着量に対して重量
比率で１．５倍以上のプレＺｎ層を形成することにより
防止できる。この付着量のプレＺｎ層は、鋼板温度を１
８０℃以上にした蒸着時や拡散加熱処理時に鋼板界面ま
でＭｇが拡散することを抑制し、また拡散しても少量に
規制する。その結果、脆弱な中間層が生成せず、下地鋼
に対するＺｎ−Ｍｇ合金めっき層の密着性が向上する。
ｎ蒸着を鋼板に施している。鋼板表面に薄い酸化膜があ
ってもＺｎは密着性良く蒸着できるため、その上に形成
されるＭｇ蒸着層及びＺｎ蒸着層の密着性が向上する。
しかし、Ｍｇ蒸着からＺｎ蒸着までに数秒以上の時間が
かかり、めっき層の密着性を向上させるために１８０℃
以上の鋼板温度で蒸着する場合、プレＺｎ層が薄いと多
量のＭｇが鋼板界面まで拡散し、脆弱な中間層が形成さ
れ易くなる。また、めっき層の拡散処理時にＭｇがプレ
Ｚｎ層に拡散し、同様に脆弱な中間層が形成される。脆
弱な中間層の生成は、Ｍｇ蒸着層の付着量に対して重量
比率で１．５倍以上のプレＺｎ層を形成することにより
防止できる。この付着量のプレＺｎ層は、鋼板温度を１
８０℃以上にした蒸着時や拡散加熱処理時に鋼板界面ま
でＭｇが拡散することを抑制し、また拡散しても少量に
規制する。その結果、脆弱な中間層が生成せず、下地鋼
に対するＺｎ−Ｍｇ合金めっき層の密着性が向上する。
【０００７】窒素雰囲気ダクト内を被めっき鋼板を通過
させる際、Ｎ2 ガス雰囲気のＯ2 濃度をＸ（容量％），
Ｈ2 Ｏ濃度をＹ（容量％）及び通板時間をＺ（秒）とす
るとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３５の条件を満足
させると、再酸化によって鋼板表面に生成する酸化皮膜
の厚膜化が防止される。その結果、プレＺｎ蒸着したと
きの密着性が確保される。また、窒素雰囲気ダクトに少
量のＨ2 を添加すると、窒素雰囲気ダクトの雰囲気及び
通板時間に加わる制約が緩和され、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっ
き鋼板の製造が容易になる。本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ
合金蒸着めっき鋼板は、たとえば概略を図１に示すめっ
き設備で製造される。めっき原板１は、ペイオフリール
２から巻き戻され、無酸化炉１１，還元焼鈍炉１２及び
還元雰囲気冷却帯１３からなる前処理ゾーン１０から窒
素置換室１９及び窒素雰囲気ダクト２０を経て真空蒸着
室３０に導かれる。還元焼鈍炉１２では、たとえば５０
％Ｈ2 −Ｎ2 組成の還元雰囲気での加熱により、めっき
原板１が酸化膜除去及び焼鈍される。
させる際、Ｎ2 ガス雰囲気のＯ2 濃度をＸ（容量％），
Ｈ2 Ｏ濃度をＹ（容量％）及び通板時間をＺ（秒）とす
るとき、Ｘ×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３５の条件を満足
させると、再酸化によって鋼板表面に生成する酸化皮膜
の厚膜化が防止される。その結果、プレＺｎ蒸着したと
きの密着性が確保される。また、窒素雰囲気ダクトに少
量のＨ2 を添加すると、窒素雰囲気ダクトの雰囲気及び
通板時間に加わる制約が緩和され、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっ
き鋼板の製造が容易になる。本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ
合金蒸着めっき鋼板は、たとえば概略を図１に示すめっ
き設備で製造される。めっき原板１は、ペイオフリール
２から巻き戻され、無酸化炉１１，還元焼鈍炉１２及び
還元雰囲気冷却帯１３からなる前処理ゾーン１０から窒
素置換室１９及び窒素雰囲気ダクト２０を経て真空蒸着
室３０に導かれる。還元焼鈍炉１２では、たとえば５０
％Ｈ2 −Ｎ2 組成の還元雰囲気での加熱により、めっき
原板１が酸化膜除去及び焼鈍される。
【０００８】真空蒸着室３０は、入側真空ロール３１及
び出側真空ロール３２によって内部が気密状態に維持さ
れ、真空ポンプ（図示せず）により１×１０-2トール程
度まで減圧される。真空蒸着室３０の内部には、めっき
原板１の搬送経路に沿ってプレＺｎ蒸着室４０，Ｍｇ蒸
着室５０，第１Ｚｎ蒸着室６０及び第２Ｚｎ蒸着室７０
が配列される。また、必要に応じて、補助的なＺｎ蒸着
室６５を第１Ｚｎ蒸着室６０と第２Ｚｎ蒸着室７０との
間に設けても良い。Ｍｇの蒸着は、電気抵抗加熱蒸発，
高周波加熱蒸発，電子ビーム加熱蒸発，アーク蒸発等が
採用可能である。図示の設備では、Ｍｇ蒸発源５１及び
Ｍｇ蒸気案内フード５２をめっき原板の両面に対向配置
している。Ｍｇ蒸発源５１は、片面めっき又は両面めっ
きに対応させて何れか一方又は双方を稼動させる。
び出側真空ロール３２によって内部が気密状態に維持さ
れ、真空ポンプ（図示せず）により１×１０-2トール程
度まで減圧される。真空蒸着室３０の内部には、めっき
原板１の搬送経路に沿ってプレＺｎ蒸着室４０，Ｍｇ蒸
着室５０，第１Ｚｎ蒸着室６０及び第２Ｚｎ蒸着室７０
が配列される。また、必要に応じて、補助的なＺｎ蒸着
室６５を第１Ｚｎ蒸着室６０と第２Ｚｎ蒸着室７０との
間に設けても良い。Ｍｇの蒸着は、電気抵抗加熱蒸発，
高周波加熱蒸発，電子ビーム加熱蒸発，アーク蒸発等が
採用可能である。図示の設備では、Ｍｇ蒸発源５１及び
Ｍｇ蒸気案内フード５２をめっき原板の両面に対向配置
している。Ｍｇ蒸発源５１は、片面めっき又は両面めっ
きに対応させて何れか一方又は双方を稼動させる。
【０００９】Ｚｎ蒸着室４０，６０，７０は、Ｚｎ蒸気
発生器４１，６１，７１及びＺｎ蒸気案内フード４２，
６２，７２を、めっき原板１及びＭｇ蒸着されためっき
原板３に対向させている。プレＺｎ蒸着室４０では、蒸
気案内フード４２をめっき原板１の両面に対向させ、両
面同時にＺｎ蒸着ができるようにしている。第１Ｚｎ蒸
着室６０及び第２Ｚｎ蒸着室７０では、めっき原板３を
巻付けロール６３，７３に巻き付け、片面づつＺｎを蒸
着している。Ｚｎ蒸着後のめっき鋼板４は、出側真空ロ
ール３２を経て加熱炉８０に導かれる。めっき鋼板４
は、加熱炉８０で高周波加熱等の適宜に加熱手段によ
り、必要に応じて加熱処理される。加熱後のめっき鋼板
５は、後処理ゾーン９０を通過するとき、必要な化成処
理等の処理が施される。最終的に、Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着
めっき鋼板６として巻取りリール７に巻き取られる。加
熱炉８０で加熱処理を行わない場合、別途の加熱炉でめ
っき鋼板４をバッチ加熱することも可能である。このよ
うにして製造されためっき鋼板は、必要に応じて片面又
は両面にＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成している。たと
えば、片面にＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき層を形成する場
合には、何れか一方のＭｇ蒸発源５１又は５１及びＺｎ
蒸気発生器６１又は７１を稼動させる。
発生器４１，６１，７１及びＺｎ蒸気案内フード４２，
６２，７２を、めっき原板１及びＭｇ蒸着されためっき
原板３に対向させている。プレＺｎ蒸着室４０では、蒸
気案内フード４２をめっき原板１の両面に対向させ、両
面同時にＺｎ蒸着ができるようにしている。第１Ｚｎ蒸
着室６０及び第２Ｚｎ蒸着室７０では、めっき原板３を
巻付けロール６３，７３に巻き付け、片面づつＺｎを蒸
着している。Ｚｎ蒸着後のめっき鋼板４は、出側真空ロ
ール３２を経て加熱炉８０に導かれる。めっき鋼板４
は、加熱炉８０で高周波加熱等の適宜に加熱手段によ
り、必要に応じて加熱処理される。加熱後のめっき鋼板
５は、後処理ゾーン９０を通過するとき、必要な化成処
理等の処理が施される。最終的に、Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着
めっき鋼板６として巻取りリール７に巻き取られる。加
熱炉８０で加熱処理を行わない場合、別途の加熱炉でめ
っき鋼板４をバッチ加熱することも可能である。このよ
うにして製造されためっき鋼板は、必要に応じて片面又
は両面にＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成している。たと
えば、片面にＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき層を形成する場
合には、何れか一方のＭｇ蒸発源５１又は５１及びＺｎ
蒸気発生器６１又は７１を稼動させる。
【００１０】
【実施例】めっき原板として、表１に示した組成を持つ
板厚１．０ｍｍ及び板幅９１８ｍｍの未焼鈍冷延鋼板を
使用した。図１に示しためっき設備にめっき原板１を通
板し、Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板を製造した。
板厚１．０ｍｍ及び板幅９１８ｍｍの未焼鈍冷延鋼板を
使用した。図１に示しためっき設備にめっき原板１を通
板し、Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板を製造した。
【００１１】
【表１】
【００１２】実施例１：窒素雰囲気ダクト２０内の雰囲
気をＯ2 濃度０．００１容量％，Ｈ2 Ｏ濃度０．０６容
量％のＮ2 雰囲気とし、窒素雰囲気ダクト２０をめっき
原板１が通過する時間を７０秒に設定した。鋼板温度
は、プレＺｎ蒸着室４０及び第１Ｚｎ蒸着室６０にめっ
き原板１が入るときの温度が所定値になるように調整し
た。蒸着等によって鋼板温度が僅かに上昇するが、この
ときの温度上昇分を所定温度に対して１０℃未満になる
ように調整した。この条件下で第１Ｚｎ蒸着室６０及び
第２Ｚｎ蒸着室７０で蒸着させるＺｎの付着量を、それ
ぞれ片面当り１０ｇ／ｍ2 に設定した。そして、めっき
後の鋼板４を高周波加熱炉８０に導入し、Ｎ2 雰囲気中
でめっき鋼板４を３１０℃に５秒間加熱した。プレＺｎ
付着量，Ｍｇ付着量及び蒸着時の鋼板温度を変化させ、
めっき層の密着性及び組織に及ぼす影響を調査した。密
着性は、１８０度密着折曲げテープ剥離試験による剥離
の有無を調べ、剥離が全く観察されないものを良として
評価した。めっき層の組織は、断面をＳＥＭで観察し、
その緻密性を調査した。
気をＯ2 濃度０．００１容量％，Ｈ2 Ｏ濃度０．０６容
量％のＮ2 雰囲気とし、窒素雰囲気ダクト２０をめっき
原板１が通過する時間を７０秒に設定した。鋼板温度
は、プレＺｎ蒸着室４０及び第１Ｚｎ蒸着室６０にめっ
き原板１が入るときの温度が所定値になるように調整し
た。蒸着等によって鋼板温度が僅かに上昇するが、この
ときの温度上昇分を所定温度に対して１０℃未満になる
ように調整した。この条件下で第１Ｚｎ蒸着室６０及び
第２Ｚｎ蒸着室７０で蒸着させるＺｎの付着量を、それ
ぞれ片面当り１０ｇ／ｍ2 に設定した。そして、めっき
後の鋼板４を高周波加熱炉８０に導入し、Ｎ2 雰囲気中
でめっき鋼板４を３１０℃に５秒間加熱した。プレＺｎ
付着量，Ｍｇ付着量及び蒸着時の鋼板温度を変化させ、
めっき層の密着性及び組織に及ぼす影響を調査した。密
着性は、１８０度密着折曲げテープ剥離試験による剥離
の有無を調べ、剥離が全く観察されないものを良として
評価した。めっき層の組織は、断面をＳＥＭで観察し、
その緻密性を調査した。
【００１３】調査結果を示す表２にみられるように、プ
レＺｎ付着量をＭｇ付着量の１．５倍以上とし、蒸着時
の鋼板温度を１８０℃以上に保持したものでは、密着性
がよく緻密な組織をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成
されていた。これに対し、プレＺｎ付着量がＭｇ付着量
の１．５倍に満たないものでは、めっき層の一部又は全
部に剥離が生じ、密着性の良好なＺｎ−Ｍｇ合金めっき
鋼板が得られなかった。また、加熱処理を施さない場
合、プレＺｎ付着量がＭｇ付着量の１．５倍に満たない
ものでは、めっき層の一部に剥離が生じた。更に、蒸着
時に鋼板温度が１８０℃未満のものでは、密着性が良好
であっても、めっき層中に空隙があり、緻密なＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層が得られなかった。
レＺｎ付着量をＭｇ付着量の１．５倍以上とし、蒸着時
の鋼板温度を１８０℃以上に保持したものでは、密着性
がよく緻密な組織をもつＺｎ−Ｍｇ合金めっき層が形成
されていた。これに対し、プレＺｎ付着量がＭｇ付着量
の１．５倍に満たないものでは、めっき層の一部又は全
部に剥離が生じ、密着性の良好なＺｎ−Ｍｇ合金めっき
鋼板が得られなかった。また、加熱処理を施さない場
合、プレＺｎ付着量がＭｇ付着量の１．５倍に満たない
ものでは、めっき層の一部に剥離が生じた。更に、蒸着
時に鋼板温度が１８０℃未満のものでは、密着性が良好
であっても、めっき層中に空隙があり、緻密なＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき層が得られなかった。
【００１４】
【表２】
【００１５】実施例２：窒素雰囲気ダクト２０内のＯ2
濃度Ｘ（容量％），Ｈ2 Ｏ濃度Ｙ（容量％），通板時間
Ｚ（秒）及びＨ2 添加量を変化させ、めっき密着性に及
ぼす影響を調査した。なお、プレＺｎの付着量は５ｇ／
ｍ2 ，Ｍｇ付着量は１．２ｇ／ｍ2 ，蒸着時の鋼板温度
は２５０℃にそれぞれ設定した。そして、めっき後の鋼
板４をＮ2 雰囲気に保持された高周波加熱炉８０で３０
０℃に加熱処理した。調査結果を示す表３にみられるよ
うに、Ｈ2 の添加がない場合にはＸ×Ｚ≦１．２及びＹ
×Ｚ≦３５で良好な密着性が得られている。しかし、Ｘ
×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３５の何れかの条件が満足さ
れないと、表４にみられるように密着性が低下してい
た。また、窒素雰囲気ダクトにＨ2 を添加したとき、Ｘ
×Ｚ≦３．８及びＹ×Ｚ≦８０で良好な密着性が得られ
ている。しかし、Ｘ×Ｚ≦３．８及びＹ×Ｚ≦８０の何
れかの条件が満足されないと、密着性が低下していた。
このように雰囲気条件を緩和させるＨ2 の効果は、添加
量０．０５容量％以上で顕著になった。
濃度Ｘ（容量％），Ｈ2 Ｏ濃度Ｙ（容量％），通板時間
Ｚ（秒）及びＨ2 添加量を変化させ、めっき密着性に及
ぼす影響を調査した。なお、プレＺｎの付着量は５ｇ／
ｍ2 ，Ｍｇ付着量は１．２ｇ／ｍ2 ，蒸着時の鋼板温度
は２５０℃にそれぞれ設定した。そして、めっき後の鋼
板４をＮ2 雰囲気に保持された高周波加熱炉８０で３０
０℃に加熱処理した。調査結果を示す表３にみられるよ
うに、Ｈ2 の添加がない場合にはＸ×Ｚ≦１．２及びＹ
×Ｚ≦３５で良好な密着性が得られている。しかし、Ｘ
×Ｚ≦１．２及びＹ×Ｚ≦３５の何れかの条件が満足さ
れないと、表４にみられるように密着性が低下してい
た。また、窒素雰囲気ダクトにＨ2 を添加したとき、Ｘ
×Ｚ≦３．８及びＹ×Ｚ≦８０で良好な密着性が得られ
ている。しかし、Ｘ×Ｚ≦３．８及びＹ×Ｚ≦８０の何
れかの条件が満足されないと、密着性が低下していた。
このように雰囲気条件を緩和させるＨ2 の効果は、添加
量０．０５容量％以上で顕著になった。
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、蒸着法でＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板を製造する
際、Ｍｇ付着量の１．５倍以上のＺｎをＭｇ蒸着に先立
って蒸着させることにより、めっき槽の密着性を改善
し、下地鋼とめっき層との間に脆弱な中間層が生成する
ことを防止している。また、真空蒸着室に導入される前
の雰囲気制御によって、還元焼鈍によって活性化された
鋼板表面の再酸化を抑制し、めっき密着性を向上させて
いる。このようにして得られたＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっ
き鋼板は、良好なめっき層密着性を呈することから、Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層本来の高耐食性を活かした用途に
使用される。
は、蒸着法でＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板を製造する
際、Ｍｇ付着量の１．５倍以上のＺｎをＭｇ蒸着に先立
って蒸着させることにより、めっき槽の密着性を改善
し、下地鋼とめっき層との間に脆弱な中間層が生成する
ことを防止している。また、真空蒸着室に導入される前
の雰囲気制御によって、還元焼鈍によって活性化された
鋼板表面の再酸化を抑制し、めっき密着性を向上させて
いる。このようにして得られたＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっ
き鋼板は、良好なめっき層密着性を呈することから、Ｚ
ｎ−Ｍｇ合金めっき層本来の高耐食性を活かした用途に
使用される。
【図１】 本発明に従ってＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼
板を製造するめっき設備
板を製造するめっき設備
１：めっき原板 ３：Ｍｇ蒸着されためっき原板
４：Ｚｎ蒸着後のめっき鋼板 ５：加熱後のめっき鋼
板 ６：Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板 １０：前
処理ゾーン １１：無酸化炉 １２：還元焼鈍炉
１３：還元雰囲気冷却帯 １９：窒素置換室 ２
０：窒素雰囲気ダクト ３０：真空蒸着室 ４０：
プレＺｎ蒸着室 ５０：Ｍｇ蒸着室 ６０：第１Ｚ
ｎ蒸着室 ７０：第２Ｚｎ蒸着室 ８０：加熱炉 ９０：後処
理ゾーン
４：Ｚｎ蒸着後のめっき鋼板 ５：加熱後のめっき鋼
板 ６：Ｚｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき鋼板 １０：前
処理ゾーン １１：無酸化炉 １２：還元焼鈍炉
１３：還元雰囲気冷却帯 １９：窒素置換室 ２
０：窒素雰囲気ダクト ３０：真空蒸着室 ４０：
プレＺｎ蒸着室 ５０：Ｍｇ蒸着室 ６０：第１Ｚ
ｎ蒸着室 ７０：第２Ｚｎ蒸着室 ８０：加熱炉 ９０：後処
理ゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 実 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 単位面積当りのＺｎ付着量をＭｇ付着量
の１．５倍以上でプレＺｎ蒸着を鋼板表面に施し、次い
でＭｇ蒸着及びＺｎ蒸着することを特徴とするＺｎ−Ｍ
ｇ合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 １８０℃以上の温度に保持した鋼板に請
求項１記載のＭｇ蒸着及びＺｎ蒸着を行うＺｎ−Ｍｇ合
金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 還元加熱により表面を活性化させた鋼板
を還元雰囲気帯，窒素置換室，窒素雰囲気ダクト及び真
空シール装置を経て真空蒸着室に導入し、プレＺｎ蒸
着，Ｍｇ蒸着及びＺｎ蒸着を順次行う際、窒素雰囲気ダ
クトのＯ2 濃度（容量％）をＸ，Ｈ2 Ｏ濃度（容量％）
をＹ，通板時間をＺ（秒）とするとき、Ｘ×Ｚ≦１．２
及びＹ×Ｚ≦３５を満足する条件下で窒素雰囲気ダクト
を通板させる請求項１又は２記載のＺｎ−Ｍｇ合金めっ
き鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の窒素雰囲気ダクトにＨ2
を添加するＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の窒素雰囲気ダクト
に０．０５〜４容量％のＨ2 を添加し、Ｘ×Ｚ≦３．８
及びＹ×Ｚ≦８０を満足する条件下で窒素雰囲気ダクト
を通板させるＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30285294A JPH08134632A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30285294A JPH08134632A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134632A true JPH08134632A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17913879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30285294A Withdrawn JPH08134632A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08134632A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730045A2 (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-04 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Steel sheet with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| US6607844B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-08-19 | Kobe Steel, Ltd. | Zn-Mg electroplated metal sheet and fabrication process therefor |
| EP2085492A1 (en) | 2007-12-28 | 2009-08-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| JP2012516944A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ユミコア ソシエテ アノニム | 亜鉛を基礎とした合金層を有するディスクリート製品を被覆する方法 |
| US9623632B2 (en) | 2009-02-04 | 2017-04-18 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer and articles obtained therefrom |
| CN113227437A (zh) * | 2018-12-19 | 2021-08-06 | Posco公司 | 加工性和耐蚀性优异的异种镀覆钢板及其制造方法 |
| JP2022514409A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-02-10 | ポスコ | メッキ密着性及び耐食性に優れたメッキ鋼材及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP30285294A patent/JPH08134632A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730045A2 (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-04 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Steel sheet with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| EP0730045A3 (en) * | 1995-02-28 | 1997-09-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Sheet steel with a binary Zn-Mg coating resistant to corrosion and method for its production |
| US5747111A (en) * | 1995-02-28 | 1998-05-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Steel sheet coated with Zn-Mg binary coating layer excellent in corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| US6607844B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-08-19 | Kobe Steel, Ltd. | Zn-Mg electroplated metal sheet and fabrication process therefor |
| EP2085492A1 (en) | 2007-12-28 | 2009-08-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| US9382630B2 (en) | 2007-12-28 | 2016-07-05 | Posco | Zinc alloy coated steel sheet having good sealer adhesion and corrosion resistance and process of manufacturing the same |
| JP2012516944A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ユミコア ソシエテ アノニム | 亜鉛を基礎とした合金層を有するディスクリート製品を被覆する方法 |
| US8895106B2 (en) | 2009-02-04 | 2014-11-25 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| US9623632B2 (en) | 2009-02-04 | 2017-04-18 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer and articles obtained therefrom |
| CN113227437A (zh) * | 2018-12-19 | 2021-08-06 | Posco公司 | 加工性和耐蚀性优异的异种镀覆钢板及其制造方法 |
| JP2022514409A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-02-10 | ポスコ | メッキ密着性及び耐食性に優れたメッキ鋼材及びその製造方法 |
| CN113227437B (zh) * | 2018-12-19 | 2023-06-30 | 浦项股份有限公司 | 加工性和耐蚀性优异的异种镀覆钢板及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |