JPS61195966A - 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法およびその装置 - Google Patents

合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法およびその装置

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JPS61195966A
JPS61195966A JP3645485A JP3645485A JPS61195966A JP S61195966 A JPS61195966 A JP S61195966A JP 3645485 A JP3645485 A JP 3645485A JP 3645485 A JP3645485 A JP 3645485A JP S61195966 A JPS61195966 A JP S61195966A
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JP
Japan
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steel sheet
chamber
furnace
galvanized steel
steel strip
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JP3645485A
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English (en)
Inventor
Shozo Umeda
梅田 昭三
Toshiharu Kikko
橘高 敏晴
Nobuhiko Sakai
伸彦 酒井
Norio Tsukiji
築地 憲夫
Arihiko Morita
森田 有彦
Heizaburo Furukawa
古川 平三郎
Tetsuyoshi Wada
哲義 和田
Mitsuo Kato
光雄 加藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58After-treatment
    • C23C14/5806Thermal treatment

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

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】 1皇公! 本発明は真空蒸着亜鉛めっきにおいて亜鉛被覆と鋼帯と
を加熱することにより、合金化させた合金化亜鉛めっき
鋼板を連続的に製造する方法およびその装置に関するも
のである。
合金化亜鉛めっき鋼板は合金化しない通常の亜鉛めっき
に比べ。
イ)スポット溶接における連続操業性がよい。
口)電着塗装における塗装密着性が良好であり、したが
って電着塗装後の耐食性も良好である、という利点から
、広く一般に使用されている。
合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法は。
a)溶融亜鉛めっきの直後にめっきされた亜鉛が凝固し
ない内に加熱処理して合金化する方法、b)電気亜鉛め
っき鋼板を再加熱処理して合金化する方法。
の二者に大別される。電気めっき法によりZnとFeの
合金めっきをする方法も数多く提案されているが、技術
分野が異なるので省略する。
a)の方法は溶融めっきを利用する方法であるので片面
あたり30g/腸2以下の均一な薄めつきを得ることが
困難でありまた片面めっきを得ることはきわめて困難で
あるという欠点を有する。
b)の方法としては、電気亜鉛めっきされたコイルをタ
イトまたはオープンタイプのバッチ型焼鈍炉によって2
50〜350℃の低温長時間熱処理を施して合金化させ
る方法が主であるが、この方法には、 i)バッチ型焼鈍炉を使用しているので、工程が複雑で
あり、製造時間が長くなる。
ii)品質のばらつきが大きく1品質管理が面倒である
などの問題点を有していた。これらの問題点を解決する
方法として、電気亜鉛めっきした後に直ちに300℃〜
430℃の温度範囲に30〜210秒再加熱保持して亜
鉛めっきの合金化処理する方法(特公昭5B−3887
7)があるがこの方法は一度50〜BO℃に冷却された
鋼帯を連続的に300〜430℃に再加熱保持するため
設備が非常に巨大なものになりエネルギー消費も大きい
また、 b)の方法は、素材として電気亜鉛めっき鋼板
を使用するため通常40g/■2以下の付着量に制限さ
れる。付着量が40g/s 2を越えると電気亜鉛めっ
きで製造することはコスト上好ましくないからである。
乳夏夏亘工ま1 本発明はこれらの問題点に着目してなされたものであり
、真空蒸着亜鉛めっき鋼板を合金化処理の素材として使
用することにより、付着量によって製造方法を区別する
という問題点を解決し、さらに真空蒸着亜鉛めっきされ
て鋼帯が真空蒸着装置系外に導出された直後に連続して
再加熱し合金化処理を行うことにより、真空蒸着亜鉛め
っきされた鋼帯が保有している熱エネルギーを有効に活
用し熱的に容易に合金化処理を行なう方法を提供すると
ともに、真空蒸着亜鉛めっき装置に再加熱炉を連結した
ことを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼板の製造装置を提
供するものである。
褒J」11虞 本発明によれば、冷延鋼帯の片面または両面に真空蒸着
亜鉛めっきを施した後、鋼帯が真空蒸着装置系外に導出
された直後に連続して鋼帯を再加熱し合金化処理を行な
うことを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法が
提供される。
好ましくは再加熱は340℃〜500℃の温度範囲で、
保持時間80秒以下に実施する。
本発明によれば、さらに、ガス還元前処理炉とこれに連
続する気体の流入を防止するための賦圧室と、これに連
続する第1のシールロール室と。
これに連続する真空蒸着室と、これに連続する第2のシ
ールロール室と、これに連続する第2の賦圧室と、これ
に連続する再加熱炉と、これに連続する冷却炉からなる
合金化真空蒸着亜鉛めっき鋼板の製造装置が提供される
Lム11 以下本発明を実施例とともに図面を参照しながら説明す
る。
連続式真空蒸着めっき装置にはいくつかの様式が提案さ
れているが、第1図に例示するものはガス還元前処理炉
2、還元ガスあるいは空気の流入を防止するための賦圧
室3.3°、一連の段階的に排気する個別に真空排気手
段を備えた隔室に納められた多数のシールロールからな
る第1および第2のシールロール室4.4’、鋼帯の片
方の面に真空めっきするための第1真空めっき室5.鋼
帯の他方の面に真空蒸着めっきするための第1真空蒸着
めっき室に連通する第2真空蒸着めっき室5°から構成
されている。尚、上記真空蒸着めっき室5.5゛の内部
には亜鉛浴6.6′およびデフレクタロール9.9ゝが
配設されている。
本発明を実施する装置は第2図に示すように、wII1
図の装置に加えて第2賦圧室3°の出口側に再加熱炉7
とさらにそれに連続する冷却室8を設けたものである。
各部分の長さは設定される操業条件によって適宜決定さ
れ、装置自身は本明細書の記載に従って従来技術な知る
当業者が必要に応じて設計製作できるとこであるから、
詳細は省略する。
冷間圧延されたままの鋼帯lは前処理炉2に連続的に導
入され、焼鈍と同時にガス還元による前処理を施される
。鋼種により差はあるが、鋼帯が焼鈍されるためには6
00〜900℃の温度範囲で20〜180秒の保持時間
が必要である。ガス還元による前処理で密着性のよい蒸
着亜鉛めっき鋼板を得ルタメニはHz31以上(残N2
) 、 DP−15℃以下の雰囲気にすればよい、前処
理炉2の後半部分で鋼帯は冷却され、前処理炉2を25
0〜280℃で導出され、さらに賦圧室31段階的に排
気される第1シールロール室を経由して、第1真空蒸着
室5に導入される。亜鉛浴6には図示されない供給源か
ら亜鉛が連続的に供給されて適当な手段(電気抵抗加熱
手段、電子ビーム加熱手段等)によって加熱、蒸発され
、鋼帯の下方の面に蒸着めっきが施される。ついで、鋼
帯は回廊部でデフレクタ−ロール9.9°によって、そ
の上面と下面を逆転されて、前述と同様に、鋼帯のもう
一つの面に亜鉛浴6′からの蒸気によって蒸着めっきさ
れる。
その後、鋼帯は第2シールロール室4°、賦圧室3′、
再加熱炉7、冷却室8を経て真空蒸着装置系外に導出さ
れる。シールロール室4.4°は真空蒸着室の真空を保
ったまま鋼帯を導入、導出するためのものであり、例え
ば特願昭59−192574のものと同様である。シー
ルロール室は図示されない排気管および多数の真空ポン
プにより排気され、段階的に減圧され、真空蒸着室を所
定の真空に保持する。
前処理炉2を250〜280℃で導出された鋼帯は賦圧
室3第1シールロール室4でさらに冷却され第1真空蒸
着室に200〜230℃で導入される。公知(特開昭5
7−152485)のように、蒸着開始前の鋼帯温度は
、蒸着被膜の靭性、延性が良好であるためには200℃
以上が好ましいことが明らかになっている。第1真空蒸
着室、第2真空蒸着室で両面に真空蒸着亜鉛めっきされ
た鋼帯は、亜鉛蒸気の凝固潜熱の解放により、その温度
が上昇する。凝固熱の解放による温度上昇は次式(りに
より求められる。
ΔT= q 11W/p e t −C(I)ただし、 ΔT:鋼帯の温度上昇(℃) q :めっき金属の凝固熱(kcal/g)W :めっ
き付着量(g/■2) ρ :鋼帯の密度(g/c+m2) t :鋼帯の板厚(1厘) C:鋼帯の比熱(kcal/kg。℃)鋼帯に亜鉛を蒸
着する場合には。
q  =  0.415kcal/g ρ   =    7.85g/c腸2(=  O、1
3kcal/kg−”Cであり、(1)式は(II)式
に書き変えられる。
ΔT= 0 、41W/l        (II)例
えば、板厚0.6■■の場合、付着量10/leg/w
2では、Δτ灼14℃であり、付着量10G/100g
/■2では137℃である。したがって、第2真空蒸着
室を° 導出される鋼帯の温度は付着量10/10g/
m2では214〜244℃であり、付着量100/10
0g/■2では337〜387℃である。この鋼帯は第
2シールロール室4′、賦圧室3゛、を通過する時に入
側と同様に約50℃冷却され再加熱炉7には付着量10
/lOg/m2の場合164〜184℃で、付着量10
0/100g/■2の場合287〜317℃で導入され
る。
一方、蒸着亜鉛めっき鋼板を再加熱して合金化処理する
条件は亜鉛めっきの付着量によって異なる。第2図に示
す合金化亜鉛めっき鋼板の製造装置を用いて、実験を重
ねたところ、片面付着量10g/m 2の場合温度34
0℃で60秒以上、温度420℃で5−秒置上の保持時
間があれば、亜鉛めつきの最表層まで合金化が完了し、
均一で芙れいな肌をもった合金化亜鉛めっき鋼板が得ら
れるという知見を得た。同様に片面付着量が1001/
m2の場合、420℃で80秒以上 500℃で5秒以
上の保持時間があれば、均一で美れいな肌をもった合金
化亜鉛めっき鋼板が得られた。保持時間を80秒以下に
限定したのは、再加熱の炉長が長くなり、工業上有用性
が少な’ysからである。また短時間側は実験の都合上
5秒の例を示しただけであり、5秒以上に限定するもの
ではない。
再加熱炉7によって合金化された鋼帯は冷却室8に導入
され、ガス冷却によって120℃まで冷却されその後大
気中に導出された。なお再加熱炉7および冷却室8内の
雰囲気は非酸化性または弱還元性であり鋼帯表面の酸化
が防止されている。
以上の実施例において、その他の条件は次の通りである
鋼帯:0.8■1厚さX 30Gmm幅の低炭素鋼通板
速度:15層/win 賦圧ガス二N2 蒸着真空度: 0.01〜0.ITorr蒸着亜鉛:市
販電解亜鉛 このようにして製造された合金化亜鉛めっき鋼板は均一
で英れいな肌をもち、めっき層の加工性も良好であった
。なお、加工性は2層−半径に80゜曲げた後内側のク
ラック発生状況を観察して評価した。
以北の実施例は両面めっきについて示したが。
片面合金化亜鉛めっき鋼板を製造する場合には。
第1真空蒸着めっき室または第2真空蒸着めっき室のい
ずれか一方だけで真空蒸着亜鉛めっきすればよ〈、その
他は実施例とまったく同様である。
再加熱炉7の加熱方法は特に限定するものではなく、電
気抵抗加熱でもよいし、ラジアントチューヴなどによる
間接加熱でもよい、ただし、付着量により保持時間が変
化する点を考慮し、加熱帯を分割しておく方が好ましい
また第1図は前処理をガス還元法によって行なう場合に
ついて示したが、真空に排気された状態(例えば、真空
蒸着室5.5°の中)で電子銃などにより前処理される
場合などにも適用できることは当然である。
11立差1 本発明を用いることにより、付着量10g/■2程度の
薄めつきから付着量100g/12程度の厚めつきまで
の合金化亜鉛めっき鋼板を連続的に製造することができ
る。また、真空蒸着亜鉛めっきする時の熱エネルギーを
有効に活用しているため、再加熱時の省エネルギーが達
成される。
41国立11左1」 第1図は本発明の装置の同種の先行技術の装置の概念図
である。
第2図は本発明の装置の概念図である。
2:前処理炉      3,3°:前処理炉4.4 
°:シールロール室。
5.5 °:真空蒸着室 8、ill’:亜鉛浴 7:再加熱炉     8:冷却室 9.9 °:ニブフレフタロー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、冷延鋼帯の片面または両面に真空蒸着亜鉛めっきを
    施した後、鋼帯が真空蒸着装置系外に導出された直後に
    連続して鋼帯を再加熱し合金化処理を行なうことを特徴
    とする合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、再加熱
    温度が340℃〜500℃の温度範囲、保持時間が60
    秒以下であることを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼板の
    製造方法。 3、ガス還元前処理炉と、これに連続する気体の流入を
    防止するための賦圧室と、これに連続する第1のシール
    ロール室と、これに連続する真空蒸着室と、これに連続
    する第2のシールロール室と、これに連続する第2の賦
    圧室と、これに連続する再加熱炉と、これに連続する冷
    却炉からなる合金化真空蒸着亜鉛めっき鋼板の製造装置
JP3645485A 1985-02-27 1985-02-27 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法およびその装置 Pending JPS61195966A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2626010A1 (fr) * 1986-07-22 1989-07-21 Nisshin Steel Co Ltd Tole d'acier revetue de zinc allie et procede pour la fabriquer

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JPS54110143A (en) * 1978-02-17 1979-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Zinc vacuum plating method and equipment
JPS56108873A (en) * 1980-01-30 1981-08-28 Nisshin Steel Co Ltd Aftertreatment of continuously vacuum plated steel strip

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