WO1984000039A1

WO1984000039A1 - Molten zinc-plated alloy and plated steel strips and steel materials coated with said alloy

Info

Publication number: WO1984000039A1
Application number: PCT/JP1983/000190
Authority: WO
Inventors: Takehiro Isobe; Tatsuji Hashimoto
Original assignee: Nippon Soda Co
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1983-01-05
Also published as: AU1607483A; JPS6033892B2; JPS58221250A

Description

明細書

発明の名称

溶融亜鉛メツキ合金ならびに該合金を被覆した

メッキ網扳および綱材発明の詳細な説明

技術の分野

本発明は溶融亜鉛メツキ合金に係わり、さらに詳しくは、 Zn-A卜 Si系溶融メツキ合金ならびに該合金を被覆してなるメツキ鏑板およびメッキ鍋材に関する。技術の背景

近年、鉄鍋材料の亜鉛メツキ製品の用途は增々拡大しており、それと共に、より高度の耐蝕性および密着性を示すメツキ合金が要望されている。亜鉛メツキ製品の酎鲑性を向上させる方法として、 —般に亜鉛の付着量を增加させる方法、および耐蝕性改善に有効といわれる Al, Pb, Sn, Ti, Si等の元素を添加する方法が提案されている。しかしながら、溶融メツキ法の場合メツキ洛中の合金組成の安定性に問題が有り、密着性および耐蝕性にばらつきを生ずる欠点を有している。これらの欠点を改良するものとして A1： 55wt%、 Si： 1.5 t% 残 Znからなる Zn- A卜 Si系溶融メツキ用合金が採用されている。しかしながら、該合金はメツキ浴温度が髙く、かつ作業雰囲気が悪い上に、犠牲防食を充分満足しない欠点がある。メツキ洛温度を低下させる方法として、 A1分を 10wt%以下に減少させた合金が提案されている。たとえば、特開昭 50— 104731号公報には A1： 5〜20wt%、 Siく 5 _Wt%、残 Znの合金組成が、また、特開昭 54— 23033号公報には A1： 2 〜 20wt%、 Si : 0.001〜 0.5wt%、 Sn : 0.01〜 0.1wt%、残 Znの合金組成が記載されている。しかしながら、前者においては得られるメッキ被膜の耐蝕性が不充分であり、後者においては極めて耐銥性の俊れたメツキ被膜が得られるものの、折曲げ等の加工により剝離する、すなわち密着性および加工性の悪い欠陥を有している。

本発明は、耐蝕性、密着性、作業性に ¾れた溶融亜鉛メツキ合金を提供することをその目的とし、また、該合金を被 Sしてなる耐 li性および加工性に優れたメツキ網板および網材を提供することを、别の目的とする。

本発明者等は、前記目的を達成するべく鋭意研究した結果、 A1 : 3.5 〜 5.0wt%、 Si : 0.05〜 0.5wt%、残 Znからなる合金組成にさらに少量の Mgを添加することにより耐敏性、密着性、および、加工性共に優れたメツキ被膜が得られ、さらに驚くべきことにはメツキ浴への鉄分の溶出がほとんど無くメッキ洛組成が安定し、作業性が著しく向上することを見いだし、本発明を完成した。発明の開示

本究明は、 A1： 3.5〜 5.0wt%、 Si : 0.05 〜 0.5wt%、 Mg： 0 ,01 〜 0.5wt%および残 Znならびに不可避的不物からなることを特徴とする溶融亜鉛メツキ合金ならびに該合金を被覆してなるメツキ網扳および網材である。

本発明の溶融メツキ合金において、 A1約 3.5wt%の添加により得られるメツキ被膜の酎！ ¾性が飽和に達し、約 5.0^%の添加により初晶として A1リツチ相（相）が晶出してくる。 Siの添加量は A1Z Si の共晶組成を限度として上限が 0.5wt%であり、メツキ浴温度における固溶度から下限は 0.05«t%である。 Mgの添加は、得られるメツキ被膜の粒間腐蝕の抑制に効果があり、 Siとの共存によりその効果はさらに増大する。 ilg^加量は、使用原料中の不可避的不姹物、たとえば Pb、 Cd、 Sn等の含有量により異なるが、少なくとも 0.01>^%を必要とし、 0.5wt%あれば充分である。メツキ洛中の Fe分は、耐 ϋ性に大きく影響するので合金中の不純物として Fe: 0.02wt%以下に規制することが好ましい。本発明の溶融メツキ合金は、その製造方法に特に限定はなく、前記した比率の各原料地金を、坩堝中で溶融混合して製造してもよく、また、メツキ洛中で直接溶融混合してもよい。

本究明の溶融メツキ合金を被 Sしてなるメツキ網板および網材は、そのメツキ方法の如何にかかわらず、耐蝕性および密着性に優れたメツキ被膜を有する。該メツキ被膜は、塩水噴霧試験における腐蝕减量が 0.15 πί · hr以下、最適条件下においては、 0.05〜 0.08 gノ nf • hrと極めて優れた耐蝕性を有し、かつ 2T曲げ後のテーピング試験において優れた密着性を示す。すなわち、該メツキ鋼板および鋼材は、優れた加工性をも有している。該メツキ被膜が優れた耐蝕性および密着性を有する理由については、被 S境界の電子顕微鏡解圻等、今後の研究によらなければならないが、メッキ洛中の Fe分が耐蝕性に大きく影響すること、および該合金を用いるメツキ洛中への Feの溶出が極めて少ないことによるものと推定される。図面の簡単な説明

第 1図本発明の溶融メツキ合金を用いて得られたメツキ被膜の塩水噴霧試験による腐蝕滅量曲線を、比較例と共に示す。

縦軸は腐蝕减量（ g/ m' · hr)

横軸は A1添加率（wt%) を表す。

A ： Si 0.13%， Mg 0.01%系

B Si 0.13% Mg 0.05%系

C Si 0.25% Mg 0.03%系

D Si 0.50% Mg 0.03%系

E Si 添加 Mg 無添加系（比較例）

F Si 無添加 Mg 添加系（比較例〉

G Si 無添加 Mg 無添加系（比較例）第 2図メツキ被膜の塩水噴霧試験による腐鲑滅量とメツキ洛中の Fe含有量と O関係曲線を、比較例と共に示す。

O PI 縦軸は腐蝕減量（ gZ nf · hr)

撗轴はメツキ浴中の Fe含有量（wt%) を表す。

A ： A1 4.5 % Si 0.13%系

B ： A1 .5 % Si 無添加系（比較例）

第 3図各種メツキ浴組成における Feの出曲線を示す。

縦輸は Feの溶出量（ g )

癀铀は Feの浸漬時間（hr) を表す。

A ： A1 .5 % Si 0.13% «g 0.01%系

B Al 4.5 % Si 0.13% Mg 無添加系（比較例〉

C Al .5 % Si 無添加 Mg 0.01%系（比較例）

D Al .5 % Si 無添加《g 無添加系（比較例）

E Al 0.16% Pb 0.15%系（比較例）第 4図各種組成のメツキ浴への Feの浸漬時間とメツキ被膜の塩

水瞳霧試験による腐鎗滅量曲線を示す。

縦铀は腐蝕減量（ gノ nf · hr)

撗雜は Feの浸漬時間（hr) を表す。

A ： A1 4.5 % Si 0.13¾ Mg 0.01%系

B A1 4.5 % Si 0.13% Mg 無添加系（比較例）

C A1 4.5 % Si 無添加 Mg 0.01%系（比較例）

D A1 4.5 % Si 無添加 Mg 無添加系（比較例）

E A1 0.16% Pb 0.15%系（比較例）第 5図各種組成のメツキ浴への Feの浸濱時間とメツキ浴中の A1組成変化曲線を示す。

縦軸はメツキ洛中の A1分圻値（wt%)

撗钴は Feの浸漬時間（hr) を表す。

A ： A1 4.5 % Si 0.13% Mg 0.01%系

B ： A1 4.5 % Si 0.13% Mg 無添加系（比較例）

C ： A1 .5 % Si 無添加 Mg 0.01%系（比較例）

D ： A1 .5 % Si 無添加 Mg 無添加系（比較例）

O PL. E : Al 0.16% Pb 0.15%系（比較例〉第 6図各種組成のメツキ浴への Feの浸漬時間とメツキ浴中の Fe

組成変化曲線を示す。

縦輸はメツキ洛中の Fe分圻値（wt%)

横轴は Feの浸潢時間（hr) を表す。

A ： A1 4.5 % Si 0.13% Mg 0.01%系

B ： A1 4.5 % Si 0.13% Mg 無添加系（比較例）

C ： A1 4.5 % Si 無添加 Mg 0.01%系（比較例）

D ： A1 .5 % Si 無添加 Mg 無添加系（比較例）

E ： A1 0.16% Pb 0.15%系（比较例）発明を実施するための最良の形態

本発明を実施するための最良の形態を、镯板を被メツキ体とする実施例および比較例をもつて以下に説明する。ただし、 .本発明の範囲は、下記実施例に示す溶融メツキ合金、そのメツキ方法およびメッキ鋼板のみに限定されるものではなく、公知のメッキ方法を用するメツキ綱板およびメツキ綱材にも及ぶものである。

実施例および比較例

A1 '3.5〜 7.6wt%， Si 0〜0.25wt% , Mg 0〜 0.5wt%および残 Zn ならびに不可避的不純物からなる各種組成の合金を小型電気炉内にセットした黒鉛るつぼで溶融した。板厚 0.3關の冷間圧延鏑板を 6wt% 苛性ソ一ダ水溶液で胜脂した後水洗し、 8wt%塩酸で酸洗し再び水洗した。ついで ZnCl₂ を主成分とするフラックスの混合溶液中でフラックス処理を施し、電気炉を用いて 200'cの温度で乾燥した。ドロスを除いた 480での温度の溶融合金に前記処理した網板を浸漬し、引上げ直前に再び洛面上のドロスを除去して引上げ、大気中で放冷しメッキ鋼板を作製した。浸漬時間は 10秒とした。

使用地金として、精留亜鉛（Zn> 99.99 ，アルミニウム（ JI S-H 2102アルミニウム地金 2種相当以上），珪素（Si> 99.9%) , マグネシゥム（JIS-H 2150マグネシウム地金 1種相当以上）を用いて母合金を溶製した。

作製したメツキ鏑板について、下記諸試験を実施した。

( 1 ) 付着量測定塩化アンチモン法 UIS-H 0401による）

( 2 ) 塩水嘖霧試験 72hr後の腐蝕減量（JIS-Z 2371による）

( 3 ) 蒸気試験 98での飽和水蒸気中に 3日放置した後、 2T

曲げを行い外観観察およびテービング試験による外観観察を行う。

メツキ洛組成および諳試験の結果を第 1表中に示す。

(以下余白）

O PI 第 1 表

メッキ洛組成 («t%) 付着腐 li 蒸気試験

减量

g 曲げテ― 1 • N 7o A1 ng Sn Zn irf πί hr 外観プ試

3.5 0.13 0.01 246 0.14 4 ◎

3.5 0.13 0.05 240 0.13 4 ◎

3.7 0.25 0.03 146 0.08 4 ◎

3. 0.50 0.03 141 0.08 5 ◎

4.5 0.13 0.01 292 0.07 4 ◎

4.5 0.13 0.05 272 0.06 4 ◎

4.5 0.13 0.10 220 0.06 ◎

4.5 0.13 0.25 221 0.06 4 ◎

4.5 0.13 0.50 268 0.06 4 施 10 4.5 0.20 0.25 198 0.05 4

11 4.5 0.20 0.50 202 0.05 4

12 4.5 0.25 0.03 188 0.05 ◎ 例 13 4.5 0.50 0.03 227 0.07 4 ◎

14 4.5 0.50 0.25 220 0.06 4 ◎

15 4.9 0.13 0.10 210 0.08 4 ◎

16 4.9 0.13 0.25 210 0.06 4 <§> ·

4.9 0.13 0.50 189 0.07 ◎

18 4.9 0.20 0.25 190 0.06 4 ◎

19 4.9 0.20 0.50 193 0.07 4

20 4.9 0.25 0.0 229 0.07 4 ◎

21 4.9 0.50 0.03 160 0.08 4 ◎

22 4.9 0.05 0.25 200 0.07 4 ◎

f O PI (つづき）

メ 7キ組成 ( wt%) 付着腐鲑蒸気試験減量

g 曲げ

No Al Si ng Sn Zn nf πί hr 外観プ拭

0.2 256 0.68 4 ◎

2 3.5 224 0.28 X

3.5 0.13 231 0.18 厶

3.5 0.01 235 0.14 厶

3.5 0.05 218 0.14 ◎ 比 4.5 208 0.24 厶

4.5 0.01 216 0.12 厶

4.5 0.05 260 0.12 ◎

4.5 0.13 234 0.09

10 4.5 0.13 0.1 261 0.09 X

11 4.5 0.13 0.01 0. 220 0.09 X 例 12 4.5 0.13 0.05 0.1 304 0.09 X

13 5.5 215 0.27 2 厶

14 5.5 0.13 211 0.12 4 厶

15 5.5 0.01 246 0.13 厶

16 5.5 0.05- 211 0.13 ◎

17 5.5 0.13 0.01 212 0.11 4 厶

18 5.5 0.13 0.05 232 0.11 △

19 .6 0.23 250 0.23

1表中において、 . 2T 曲げ後の外観を下記の 5段階で表す,

1 ：肉眼で全面に亀裂が認められる。

2 ：肉眼で一部に亀裂が認められる。

3 ： 2倍ルーペで一部亀裂が認められる。

4 ： 2倍ルーペで亀裂らしきものが認められる。

5 ： 2倍.ルーペで全く亀裂が認められない。

テーピング試験後の外観を下記の如く表示する。

O PI ◎ ：剝離が全く認められない。

厶：一部剥離が認められる。

X ：全面に剥離が認められる。

試験例 1

比較例 6および比較例 9 と同一の組成の溶融合金に Feを添加し、実施例と同様に処理した網板を実施例と同様に浸漬、引上げしメツキ鋼板を作製した。作製したメツキ網板の塩水噴霧試験を実施例と同様にして行い、腐蝕減量およびメツキ洛中の Fe含有量を測定した。

メツキ洛中の Fe含有量と腐蝕滅量の関係を第 2図に示す。

試験例 2

実施例および比較例の代表的な組成の溶融合金に、実施例と同様に処理した鋼板を浸溃し、 Feの溶出量および引上げて得たメツキ綱扳の、塩水噴霧試験による腐蝕减量の測定、ならびにメツキ浴中の Feおよび A 1の分析を行った。得られた結果を第 3図ないし第 6図に示す。

産業上の利用可能性

本発明の溶融メツキ合金において、 S iおよび Mgを添加することにより、得られるメツキ被膜の耐蝕性および密着性が著しく向上するこ iが、第 1表および第 1図から明らかである。 S iの添加は第.3図、第 5図および第 6図から明らかな如く、メツキ洛中への Feの溶出を抑 ' 制し、メツキ浴組成を安定させる効果を有する。メツキ洛中の Fe分は、第 2図から明らかな如く耐蝕性に大きく影響する。したがって、合金中の不純物として Feは 0. 02w t%未満に保持することが好ましい。また、 A 1を 5. 0w t%未満としたことにより、通常のメッキ洛温度において作業を行うことができる。

本発明の該溶敲メツキ合金を被 Sしてなるメツキ鑌板および網材は、前記した如く優れた耐蝕性および密着性を有しており、その後の加工性も極めて良好である。 .

本発明は、作業性に優れかつ耐蝕性および密着性に優れたメツキ OMPI - 被膜の得られる Zn-iU-Si系溶融メツキ合金ならびに該合金を被 Sしてなるメツキ網板および網材を提供するものであり、その産業的意義は極めて大きい。

(以下余白）

Claims

猜求の範囲

1 A1： 3.5- 5.0wt% , Si： 0.05~ 0.5wt¾ , Mg： 0.01- 0.5«t% および残 Znならびに不可避的不盹物からなることを特徴とする ¾融亜鉛メツキ合金

2 A1： 3.5~ 5.0wt% , Si： 0.05- 0.5 t¾ , Mg： 0.01- 0.5wt% および残 Znならびに不可避的不純物からなる溶融メツキ合金を被覆してなることを特徴とするメツキ綱扳

3 A1： 3.5- 5*0" ， Si： 0.05- 0.5wt% , Mg： 0.01- 0.5wt¾ および残 Znならびに不可避的不純物からなる溶融メッキ合金を被 Sしてなることを特徴とするメツキ鋼材

OMPI