JP2001220690A - 自動車用Ａｌ系めっき鋼板 - Google Patents
自動車用Ａｌ系めっき鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性、加工性、溶接性、リサイクル性に優
れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板の提供。 【解決手段】 鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９
％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１０
０ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体
とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、亜鉛
とりんとを重量比（亜鉛／りん）２．３〜３．２で含有
するりん酸亜鉛皮膜層を０．３〜２．５ｇ／ｍ2 有する
Ａｌ系めっき鋼板であって、前記Ａｌ系めっき層を５°
の断面傾斜研磨で観察したとき、めっき層中に、最も長
い辺が５〜１００μｍである塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を、面
積分率で０．５〜３０％含有することを特徴とする自動
車用Ａｌ系めっき鋼板。前記りん酸亜鉛皮膜層に代え
て、有機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対して１〜
２０質量％の高分子固体潤滑剤を含有する０．３〜３μ
ｍの有機樹脂皮膜層としてもよい。
れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板の提供。 【解決手段】 鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９
％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１０
０ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体
とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、亜鉛
とりんとを重量比（亜鉛／りん）２．３〜３．２で含有
するりん酸亜鉛皮膜層を０．３〜２．５ｇ／ｍ2 有する
Ａｌ系めっき鋼板であって、前記Ａｌ系めっき層を５°
の断面傾斜研磨で観察したとき、めっき層中に、最も長
い辺が５〜１００μｍである塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を、面
積分率で０．５〜３０％含有することを特徴とする自動
車用Ａｌ系めっき鋼板。前記りん酸亜鉛皮膜層に代え
て、有機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対して１〜
２０質量％の高分子固体潤滑剤を含有する０．３〜３μ
ｍの有機樹脂皮膜層としてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用Ａｌ系め
っき鋼板に関するものである。
っき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐食性に優れた自動車用防錆鋼板とし
て、Ｚｎ系めっき鋼板は幅広く用いられており、その種
類も電気Ｚｎめっき、電気Ｚｎ−Ｆｅめっき、電気Ｚｎ
−Ｎｉめっき、溶融Ｚｎめっき、溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき
と多種に及ぶ、また、その防錆能はめっき付着量に依存
するところが大きく、近年の防錆能向上ニーズに対応す
るためにより厚目付の材料を用いる傾向が強まってい
る。一方で、鋼板のリサイクルを考慮するとＺｎ系めっ
き鋼板は、転炉スクラップとして用いた場合にはＺｎヒ
ュームとして蒸発し、転炉発生ダスト内に蓄積される。
Ｚｎヒューム発生量が少量であれば問題無いが、目付量
の多いＺｎ系めっき鋼板のリサイクル量が増加すると、
転炉ダストのべたつきが増加しダスト利用時の棚欠け等
の操業問題を誘因する。
て、Ｚｎ系めっき鋼板は幅広く用いられており、その種
類も電気Ｚｎめっき、電気Ｚｎ−Ｆｅめっき、電気Ｚｎ
−Ｎｉめっき、溶融Ｚｎめっき、溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき
と多種に及ぶ、また、その防錆能はめっき付着量に依存
するところが大きく、近年の防錆能向上ニーズに対応す
るためにより厚目付の材料を用いる傾向が強まってい
る。一方で、鋼板のリサイクルを考慮するとＺｎ系めっ
き鋼板は、転炉スクラップとして用いた場合にはＺｎヒ
ュームとして蒸発し、転炉発生ダスト内に蓄積される。
Ｚｎヒューム発生量が少量であれば問題無いが、目付量
の多いＺｎ系めっき鋼板のリサイクル量が増加すると、
転炉ダストのべたつきが増加しダスト利用時の棚欠け等
の操業問題を誘因する。
【０００３】これに対処するためＺｎ系めっき鋼板を転
炉にリサイクルする前に真空雰囲気で加熱してＺｎを除
去する方法や、酸に溶解する方法が検討されているが、
いずれも処理コストの増加を引き起こし経済的観点から
望ましいものでは無い。一方、従来用いられているＡｌ
系のめっき鋼板の主成分はＡｌ、Ｓｉであり、いずれの
成分も鉱石の脈石分、あるいは溶銑成分として炉内に持
ち込まれる。これらの成分は吹錬後は殆ど全量がスラグ
中に酸化物として移行し、発生する転炉ダストへは影響
を及ぼさない。また、ホタル石に含まれるフッ素の様な
環境への悪影響が無いため、埋め立て用としてのスラグ
の再利用にも全く環境への影響は及ぼさない。また、Ｍ
ｇに関しても炉の煉瓦がＭｇＯを主成分としており、転
炉スラグ中には含まれるがダストには含まれない成分で
ある。
炉にリサイクルする前に真空雰囲気で加熱してＺｎを除
去する方法や、酸に溶解する方法が検討されているが、
いずれも処理コストの増加を引き起こし経済的観点から
望ましいものでは無い。一方、従来用いられているＡｌ
系のめっき鋼板の主成分はＡｌ、Ｓｉであり、いずれの
成分も鉱石の脈石分、あるいは溶銑成分として炉内に持
ち込まれる。これらの成分は吹錬後は殆ど全量がスラグ
中に酸化物として移行し、発生する転炉ダストへは影響
を及ぼさない。また、ホタル石に含まれるフッ素の様な
環境への悪影響が無いため、埋め立て用としてのスラグ
の再利用にも全く環境への影響は及ぼさない。また、Ｍ
ｇに関しても炉の煉瓦がＭｇＯを主成分としており、転
炉スラグ中には含まれるがダストには含まれない成分で
ある。
【０００４】ところで、転炉でのリサイクルを前提とし
て、転炉ダストにＺｎを含まないＡｌめっき鋼板の使用
を考えた場合、従来のＡｌめっき鋼板は耐食性において
以下の様な難点がある。すなわち、Ａｌめっき鋼板は乾
燥が入る腐食環境では腐食生成物が安定化して優れた耐
食性を示すのに対し、融雪塩を散布する地域など、比較
的湿った環境でのめっき溶出速度は極めて速く、容易に
鋼板腐食に至ってしまうために、充分な耐食性を発揮し
ないといった欠点がある。また、自動車外板のように塗
装して用いる場合には、塗膜下がアルカリ雰囲気になる
ためＡｌの腐食速度が極端に増加し容易にブリスターを
引き起こしてしまうという欠点もあった。
て、転炉ダストにＺｎを含まないＡｌめっき鋼板の使用
を考えた場合、従来のＡｌめっき鋼板は耐食性において
以下の様な難点がある。すなわち、Ａｌめっき鋼板は乾
燥が入る腐食環境では腐食生成物が安定化して優れた耐
食性を示すのに対し、融雪塩を散布する地域など、比較
的湿った環境でのめっき溶出速度は極めて速く、容易に
鋼板腐食に至ってしまうために、充分な耐食性を発揮し
ないといった欠点がある。また、自動車外板のように塗
装して用いる場合には、塗膜下がアルカリ雰囲気になる
ためＡｌの腐食速度が極端に増加し容易にブリスターを
引き起こしてしまうという欠点もあった。
【０００５】さらに、Ａｌめっき鋼板は、めっき層と鋼
板との界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉを主成分とする脆い合金
層を有しており、加工時に地鉄まで貫通しためっき割れ
が生じやすく、また、めっき金属であるであるＡｌが比
較的柔らかいため、プレス成形時に金型との接触による
線状の傷、いわゆる かじり が発生しやすいといった
問題があった。これらめっき割れ、かじりといっためっ
き鋼板の欠陥は、腐食環境下での耐食性を劣化させる。
特に地鉄まで貫通した欠陥が存在すると腐食起点として
作用し腐食を誘発する。また、めっき層の割れが存在す
ると、かじり部、端面部で発生した腐食が伝播しやすい
ため、耐食性が著しく劣化する。
板との界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉを主成分とする脆い合金
層を有しており、加工時に地鉄まで貫通しためっき割れ
が生じやすく、また、めっき金属であるであるＡｌが比
較的柔らかいため、プレス成形時に金型との接触による
線状の傷、いわゆる かじり が発生しやすいといった
問題があった。これらめっき割れ、かじりといっためっ
き鋼板の欠陥は、腐食環境下での耐食性を劣化させる。
特に地鉄まで貫通した欠陥が存在すると腐食起点として
作用し腐食を誘発する。また、めっき層の割れが存在す
ると、かじり部、端面部で発生した腐食が伝播しやすい
ため、耐食性が著しく劣化する。
【０００６】Ａｌめっきの耐食性を改善する方策として
のＭｇ添加も検討されており、例えば、特公平１−２０
２２４号公報に記載されているようにＳｉ：３．０〜１
３％、Ｍｇ：０．５〜３．０％、残部Ａｌおよび不可避
的不純物を含んだめっき鋼板の製造例が開示されてい
る。この開示例での最適なＭｇの添加量は０．５〜３％
と記されているが、発明者らの詳細な研究ではＭｇ３％
未満では耐食性向上効果は不十分であることが明らかに
なった。
のＭｇ添加も検討されており、例えば、特公平１−２０
２２４号公報に記載されているようにＳｉ：３．０〜１
３％、Ｍｇ：０．５〜３．０％、残部Ａｌおよび不可避
的不純物を含んだめっき鋼板の製造例が開示されてい
る。この開示例での最適なＭｇの添加量は０．５〜３％
と記されているが、発明者らの詳細な研究ではＭｇ３％
未満では耐食性向上効果は不十分であることが明らかに
なった。
【０００７】また、金属表面技術ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．
２，１９６０の４１〜４４ページにはＡｌにＭｇを０．
５％、５％、１０％添加したＡｌ−Ｍｇ合金めっきの耐
食性に関して触れられており、無加工の平板状態での暴
露試験での裸耐食性はＭｇが０．５％では不十分である
がＭｇを５％、１０％とすることで向上することが述べ
られれいる。しかし一般的には無加工状態でめっき鋼板
を用いることは非常に少なく、加工後にも安定した耐食
性を発揮するためのＳｉ並びにＭｇの濃度の適正範囲、
さらにはめっき組織の構造に関しては一切触れられてい
ない。また、Ｍｇを含んだＡｌめっき鋼板の塗装後耐食
性に関しては、殆ど検討されていないのが現状である。
２，１９６０の４１〜４４ページにはＡｌにＭｇを０．
５％、５％、１０％添加したＡｌ−Ｍｇ合金めっきの耐
食性に関して触れられており、無加工の平板状態での暴
露試験での裸耐食性はＭｇが０．５％では不十分である
がＭｇを５％、１０％とすることで向上することが述べ
られれいる。しかし一般的には無加工状態でめっき鋼板
を用いることは非常に少なく、加工後にも安定した耐食
性を発揮するためのＳｉ並びにＭｇの濃度の適正範囲、
さらにはめっき組織の構造に関しては一切触れられてい
ない。また、Ｍｇを含んだＡｌめっき鋼板の塗装後耐食
性に関しては、殆ど検討されていないのが現状である。
【０００８】また、スポット溶接を考えると、Ａｌめっ
き鋼板は電極であるＣｕとの合金化が促進されやすいた
め連続溶接性は非常に悪く、連続打点はせいぜい３００
点程度であり、通常の合金化溶融Ｚｎめっき鋼板の２５
００点に比べると極端に劣るため、自動車用外板として
は適さないめっき鋼板であると考えられて来た。本発明
は、Ｚｎをほとんど含まないために転炉でのリサイクル
性が優れたＡｌ系めっき鋼板において、自動車用途に必
要な、耐食性、加工性、溶接性の諸特性を向上させ、耐
食性、加工性、溶接性、リサイクル性のいずれにも優れ
た自動車用Ａｌ系めっき鋼板を提供せんとするものであ
る。
き鋼板は電極であるＣｕとの合金化が促進されやすいた
め連続溶接性は非常に悪く、連続打点はせいぜい３００
点程度であり、通常の合金化溶融Ｚｎめっき鋼板の２５
００点に比べると極端に劣るため、自動車用外板として
は適さないめっき鋼板であると考えられて来た。本発明
は、Ｚｎをほとんど含まないために転炉でのリサイクル
性が優れたＡｌ系めっき鋼板において、自動車用途に必
要な、耐食性、加工性、溶接性の諸特性を向上させ、耐
食性、加工性、溶接性、リサイクル性のいずれにも優れ
た自動車用Ａｌ系めっき鋼板を提供せんとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
諸問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＡｌにＭｇ
並びにＳｉを適正範囲で添加しその組織形態を制御し、
さらに、めっきの表面状態を制御した後に、りん酸亜鉛
皮膜層あるいは有機樹脂皮膜層を適正量付与することで
優れた防錆能を発揮し、しかもプレス成形性、スポット
溶接性に優れ、さらには転炉製鋼法を前提としたリサイ
クル性にも優れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板の提供が可
能であることを見い出した。本発明は、かかる知見に基
づいて完成されたもので、その要旨とするところは、 （１）鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９％、Ｓｉ：
６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物から
なるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１００ｇ／ｍ2
有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体とする酸化
皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、亜鉛とりんとを
重量比（亜鉛／りん）２．３〜３．２で含有するりん酸
亜鉛皮膜層を０．３〜２．５ｇ／ｍ2 有するＡｌ系めっ
き鋼板であって、前記Ａｌ系めっき層を５°の断面傾斜
研磨で観察したとき、めっき層中に、最も長い辺が５〜
１００μｍである塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を、面積分率で
０．５〜３０％含有することを特徴とする自動車用Ａｌ
系めっき鋼板。
諸問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＡｌにＭｇ
並びにＳｉを適正範囲で添加しその組織形態を制御し、
さらに、めっきの表面状態を制御した後に、りん酸亜鉛
皮膜層あるいは有機樹脂皮膜層を適正量付与することで
優れた防錆能を発揮し、しかもプレス成形性、スポット
溶接性に優れ、さらには転炉製鋼法を前提としたリサイ
クル性にも優れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板の提供が可
能であることを見い出した。本発明は、かかる知見に基
づいて完成されたもので、その要旨とするところは、 （１）鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９％、Ｓｉ：
６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物から
なるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１００ｇ／ｍ2
有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体とする酸化
皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、亜鉛とりんとを
重量比（亜鉛／りん）２．３〜３．２で含有するりん酸
亜鉛皮膜層を０．３〜２．５ｇ／ｍ2 有するＡｌ系めっ
き鋼板であって、前記Ａｌ系めっき層を５°の断面傾斜
研磨で観察したとき、めっき層中に、最も長い辺が５〜
１００μｍである塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を、面積分率で
０．５〜３０％含有することを特徴とする自動車用Ａｌ
系めっき鋼板。
【００１０】（２）鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜
９％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避
的不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１
００ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主
体とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、有
機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対して１〜２０質
量％の高分子固体潤滑剤を含有する有機樹脂皮膜層を
０．３〜３μｍ有するＡｌ系めっき鋼板であって、前記
Ａｌ系めっき層を５°の断面傾斜研磨で観察したとき、
めっき層中に、最も長い辺が５〜１００μｍである塊状
のＭｇ2 Ｓｉ相を、面積分率で０．５〜３０％含有する
ことを特徴とする自動車用Ａｌ系めっき鋼板である。
９％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避
的不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１
００ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主
体とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、有
機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対して１〜２０質
量％の高分子固体潤滑剤を含有する有機樹脂皮膜層を
０．３〜３μｍ有するＡｌ系めっき鋼板であって、前記
Ａｌ系めっき層を５°の断面傾斜研磨で観察したとき、
めっき層中に、最も長い辺が５〜１００μｍである塊状
のＭｇ2 Ｓｉ相を、面積分率で０．５〜３０％含有する
ことを特徴とする自動車用Ａｌ系めっき鋼板である。
【００１１】
【発明の実施形態】まず、めっき組成の決定理由に関し
て説明する。めっき層中のＭｇは、当該めっき鋼板の耐
食性を向上させる作用を供する。Ｍｇの添加は０．５％
以上で塩水環境での耐食性向上効果を発揮するが、さら
に、電着塗装後の耐食性を向上させるためには３％以上
の添加が必要である。また、Ｍｇの添加量が３％以上と
なる段階から、塊状のＭｇ2 Ｓｉ相の析出が開始し、Ｍ
ｇ添加量とともにその量は増加する。
て説明する。めっき層中のＭｇは、当該めっき鋼板の耐
食性を向上させる作用を供する。Ｍｇの添加は０．５％
以上で塩水環境での耐食性向上効果を発揮するが、さら
に、電着塗装後の耐食性を向上させるためには３％以上
の添加が必要である。また、Ｍｇの添加量が３％以上と
なる段階から、塊状のＭｇ2 Ｓｉ相の析出が開始し、Ｍ
ｇ添加量とともにその量は増加する。
【００１２】他方、Ｍｇの添加量を増大して行くと徐々
に浴の粘度が上昇し操業性を劣化させると同時に、９％
を超えると耐食性が劣化する。これらのことを考慮する
と好ましいＭｇ含有量は３〜９％である。めっき層のＳ
ｉは、４％以上添加すれば、加工性に劣るＦｅ−Ａｌ系
合金層が生成せず、十分な加工性が得られるが、Ｓｉが
６％未満であると、塊状のＭｇ2Ｓｉ相の析出が起こら
ないので６％以上の添加が必要である。一方で、Ｓｉ含
有率が１０％を超えると耐食性が極端に劣化する。これ
らの理由からめっき層中Ｓｉ含有率は６〜１０％とし
た。
に浴の粘度が上昇し操業性を劣化させると同時に、９％
を超えると耐食性が劣化する。これらのことを考慮する
と好ましいＭｇ含有量は３〜９％である。めっき層のＳ
ｉは、４％以上添加すれば、加工性に劣るＦｅ−Ａｌ系
合金層が生成せず、十分な加工性が得られるが、Ｓｉが
６％未満であると、塊状のＭｇ2Ｓｉ相の析出が起こら
ないので６％以上の添加が必要である。一方で、Ｓｉ含
有率が１０％を超えると耐食性が極端に劣化する。これ
らの理由からめっき層中Ｓｉ含有率は６〜１０％とし
た。
【００１３】さらに、発明者らは、めっきの耐食性に与
える影響を鋭意検討した結果、めっき組織、特にめっき
層中に存在するＭｇ2 Ｓｉの形態並びに量の影響が大き
いことを突き止めた。従来から、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金である５０００系Ａｌ合金では、Ｍｇを４〜６％、Ｓ
ｉは０．２％程度添加しているため、微細なＭｇ2 Ｓｉ
が析出している。Ａｌ系合金を母材として使用する場合
には、このＭｇ2 Ｓｉが加工性を劣化させてしまうため
析出量を最小限度に抑える必要があり、耐食性の向上効
果にもおのずと限界があった。ところが、めっき層とし
て用いる場合にはめっき層中のＭｇ並びにＳｉの含有量
をさらに増加し、Ｍｇ2 Ｓｉの析出量を増加させても、
りん酸亜鉛皮膜または有機樹脂皮膜を適正量付与すれば
加工性の劣化は顕著でなく、むしろ塊状のＭｇ2 Ｓｉを
積極的に析出させることで耐食性が大きく向上すること
が明らかになった。
える影響を鋭意検討した結果、めっき組織、特にめっき
層中に存在するＭｇ2 Ｓｉの形態並びに量の影響が大き
いことを突き止めた。従来から、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金である５０００系Ａｌ合金では、Ｍｇを４〜６％、Ｓ
ｉは０．２％程度添加しているため、微細なＭｇ2 Ｓｉ
が析出している。Ａｌ系合金を母材として使用する場合
には、このＭｇ2 Ｓｉが加工性を劣化させてしまうため
析出量を最小限度に抑える必要があり、耐食性の向上効
果にもおのずと限界があった。ところが、めっき層とし
て用いる場合にはめっき層中のＭｇ並びにＳｉの含有量
をさらに増加し、Ｍｇ2 Ｓｉの析出量を増加させても、
りん酸亜鉛皮膜または有機樹脂皮膜を適正量付与すれば
加工性の劣化は顕著でなく、むしろ塊状のＭｇ2 Ｓｉを
積極的に析出させることで耐食性が大きく向上すること
が明らかになった。
【００１４】従来のＡｌ系合金における組成範囲でのＭ
ｇ、Ｓｉ添加（Ｍｇ：４〜６％、Ｓｉ：１％以下程度）
では隣片状のＭｇ2 Ｓｉしか析出せず、断面光学顕微鏡
観察で確認出来る大きさは５μｍ以下である。本発明に
従うＭｇ2 Ｓｉはめっきの凝固過程で初晶として析出す
るため塊状の形態を示し、断面光学顕微鏡観察では多角
形の析出物として確認できる。この塊状のＭｇ2 Ｓｉ相
は５°の断面傾斜研磨で観察したときに、面積分率で
０．１％以上含有しないと耐食性の向上が期待出来な
い。一方で、面積分率で３０％を超えると、めっき層加
工性の劣化が著しいため上限は３０％とした。めっき付
着量は片面当たり１０ｇ／ｍ2 未満であると自動車材料
として十分な耐食性を発揮しない。また、１００ｇ／ｍ
2 を超えると加工性並びに溶接性が極端に劣ってしま
う。これらの理由から、めっき付着量は１０〜１００ｇ
／ｍ2 とした。
ｇ、Ｓｉ添加（Ｍｇ：４〜６％、Ｓｉ：１％以下程度）
では隣片状のＭｇ2 Ｓｉしか析出せず、断面光学顕微鏡
観察で確認出来る大きさは５μｍ以下である。本発明に
従うＭｇ2 Ｓｉはめっきの凝固過程で初晶として析出す
るため塊状の形態を示し、断面光学顕微鏡観察では多角
形の析出物として確認できる。この塊状のＭｇ2 Ｓｉ相
は５°の断面傾斜研磨で観察したときに、面積分率で
０．１％以上含有しないと耐食性の向上が期待出来な
い。一方で、面積分率で３０％を超えると、めっき層加
工性の劣化が著しいため上限は３０％とした。めっき付
着量は片面当たり１０ｇ／ｍ2 未満であると自動車材料
として十分な耐食性を発揮しない。また、１００ｇ／ｍ
2 を超えると加工性並びに溶接性が極端に劣ってしま
う。これらの理由から、めっき付着量は１０〜１００ｇ
／ｍ2 とした。
【００１５】また、自動車材料として用いるためには上
述した耐食性はもとより、優れた加工性とスポット溶接
性を有することが必須条件となる。この意味でりん酸亜
鉛皮膜あるいは高分子固体潤滑剤を含有した有機樹脂皮
膜を上層被膜層として付与することが必須条件となる。
まず、りん酸亜鉛皮膜に関してであるが、亜鉛とりんと
の重量比（亜鉛／りん）が３．２を超える場合には、皮
膜の硬度が不十分で、めっき鋼板の加工性向上に寄与し
ない。一方、亜鉛とりんとの重量比が２．３未満の場合
には、めっき鋼板の加工性は十分であるが、その向上効
果は飽和し、製造コストの増加を引き起こす。このた
め、亜鉛とりんとの重量比（亜鉛／りん）は２．３〜
３．２の範囲とする。
述した耐食性はもとより、優れた加工性とスポット溶接
性を有することが必須条件となる。この意味でりん酸亜
鉛皮膜あるいは高分子固体潤滑剤を含有した有機樹脂皮
膜を上層被膜層として付与することが必須条件となる。
まず、りん酸亜鉛皮膜に関してであるが、亜鉛とりんと
の重量比（亜鉛／りん）が３．２を超える場合には、皮
膜の硬度が不十分で、めっき鋼板の加工性向上に寄与し
ない。一方、亜鉛とりんとの重量比が２．３未満の場合
には、めっき鋼板の加工性は十分であるが、その向上効
果は飽和し、製造コストの増加を引き起こす。このた
め、亜鉛とりんとの重量比（亜鉛／りん）は２．３〜
３．２の範囲とする。
【００１６】このりん酸亜鉛皮膜は、亜鉛とりん以外
に、ニッケル、マグネシウム、鉄、コバルト、カルシウ
ム、マンガンの１種以上を合計で０．１〜１０重量％含
有しても、上記の亜鉛とりんとの重量比さえ満たしてい
れば、他の特性に影響を与えることなく加工性向上に有
効に作用する。りん酸亜鉛皮膜の付着量は、０．３〜
２．５ｇ／ｍ2 の範囲で付与する。付着量が０．３ｇ／
ｍ2 未満では皮膜の効果が発揮されず加工性が不十分で
あり、２．５ｇ／ｍ2 を超えると皮膜付与に要する処理
時間が長くなるうえ、プレス成形時に複合皮膜が剥離し
プレス金型に付着し鋼板に押し込まれるため、かえって
プレス傷を誘発してしまうからである。また、皮膜の電
気抵抗が増加し、スポット溶接が不可能になってしま
う。好ましくは、１〜２ｇ／ｍ2 の範囲がよく、この範
囲でプレス成形時の加工性ならびにスポット溶接性が最
も良好となる。
に、ニッケル、マグネシウム、鉄、コバルト、カルシウ
ム、マンガンの１種以上を合計で０．１〜１０重量％含
有しても、上記の亜鉛とりんとの重量比さえ満たしてい
れば、他の特性に影響を与えることなく加工性向上に有
効に作用する。りん酸亜鉛皮膜の付着量は、０．３〜
２．５ｇ／ｍ2 の範囲で付与する。付着量が０．３ｇ／
ｍ2 未満では皮膜の効果が発揮されず加工性が不十分で
あり、２．５ｇ／ｍ2 を超えると皮膜付与に要する処理
時間が長くなるうえ、プレス成形時に複合皮膜が剥離し
プレス金型に付着し鋼板に押し込まれるため、かえって
プレス傷を誘発してしまうからである。また、皮膜の電
気抵抗が増加し、スポット溶接が不可能になってしま
う。好ましくは、１〜２ｇ／ｍ2 の範囲がよく、この範
囲でプレス成形時の加工性ならびにスポット溶接性が最
も良好となる。
【００１７】また、加工性、溶接性を向上させる手段と
して上記りん酸亜鉛皮膜の代わりに高分子固体潤滑剤を
含有した有機樹脂皮膜を付与することも可能である。こ
の場合、有機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対し
て、高分子固体潤滑剤の添加比率が１質量％以下である
と十分な潤滑性が発揮されないため加工性が改善され
ず、また、２０質量％を超えると効果が飽和する上、そ
の後、行なわれる電着塗装工程でブツと呼ばれる微小な
ピンホールが生じるために外観劣化を引き起こす。これ
らの理由から高分子固体潤滑剤の添加比率は、有機樹脂
と高分子固体潤滑剤の合計量に対して、１〜２０質量％
とした。
して上記りん酸亜鉛皮膜の代わりに高分子固体潤滑剤を
含有した有機樹脂皮膜を付与することも可能である。こ
の場合、有機樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対し
て、高分子固体潤滑剤の添加比率が１質量％以下である
と十分な潤滑性が発揮されないため加工性が改善され
ず、また、２０質量％を超えると効果が飽和する上、そ
の後、行なわれる電着塗装工程でブツと呼ばれる微小な
ピンホールが生じるために外観劣化を引き起こす。これ
らの理由から高分子固体潤滑剤の添加比率は、有機樹脂
と高分子固体潤滑剤の合計量に対して、１〜２０質量％
とした。
【００１８】有機樹脂被膜は、その厚みが０．３μｍ以
下であると加工性改善に寄与せず、３μｍを超えると皮
膜による抵抗が高くなりすぎ溶接が不可能となってしま
う。また、有機皮膜の下に施す化成処理に関しては特に
限定するものでは無く、通常用いられているクロメート
処理、Ｃｒを含有しないノンクロメート処理等の適用が
可能である。また密着性の良好な樹脂を用いる場合には
化成処理を省略することも可能である。また、使用する
有機樹脂は、特に限定するものではなく、エポキシ系、
フェノキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ポリウ
レタン系、フタル酸系、アクリル系、フッ素系、シリコ
ーン系などの有機樹脂を利用できる、またこれらの２種
類以上の混合物でも良い。
下であると加工性改善に寄与せず、３μｍを超えると皮
膜による抵抗が高くなりすぎ溶接が不可能となってしま
う。また、有機皮膜の下に施す化成処理に関しては特に
限定するものでは無く、通常用いられているクロメート
処理、Ｃｒを含有しないノンクロメート処理等の適用が
可能である。また密着性の良好な樹脂を用いる場合には
化成処理を省略することも可能である。また、使用する
有機樹脂は、特に限定するものではなく、エポキシ系、
フェノキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ポリウ
レタン系、フタル酸系、アクリル系、フッ素系、シリコ
ーン系などの有機樹脂を利用できる、またこれらの２種
類以上の混合物でも良い。
【００１９】次に、めっき層とりん酸亜鉛皮膜層あるい
は有機樹脂皮膜層との界面に関しては、Ｍｇを主体とす
る酸化皮膜層の厚みを２０Å以下に制御する必要があ
る。これは酸化皮膜層の厚みが２０Åを超えると亜鉛と
りんとを含有する皮膜あるいは有機皮膜の２次密着性が
劣化してしまうからである。この酸化皮膜の厚みはめっ
き製造時のポット回りを窒素雰囲気、あるいは水素を適
量加え還元雰囲気にすることで制御できる。もし、これ
らの雰囲気制御が困難で酸化膜が２０μｍを超えて生成
する条件で製造せざるをえない場合には、めっき製造後
に酸洗することで容易に２０Å以下に制御することが可
能である。
は有機樹脂皮膜層との界面に関しては、Ｍｇを主体とす
る酸化皮膜層の厚みを２０Å以下に制御する必要があ
る。これは酸化皮膜層の厚みが２０Åを超えると亜鉛と
りんとを含有する皮膜あるいは有機皮膜の２次密着性が
劣化してしまうからである。この酸化皮膜の厚みはめっ
き製造時のポット回りを窒素雰囲気、あるいは水素を適
量加え還元雰囲気にすることで制御できる。もし、これ
らの雰囲気制御が困難で酸化膜が２０μｍを超えて生成
する条件で製造せざるをえない場合には、めっき製造後
に酸洗することで容易に２０Å以下に制御することが可
能である。
【００２０】酸化皮膜の厚みはりん酸亜鉛皮膜層あるい
は有機樹脂皮膜層を施した試料の表面からＧＤＳでめっ
き厚み方向にＭｇ、並びに酸素の分析を行ないその濃度
分布を調査することで測定出来る。また、ＸＰＳでめっ
き厚み方向にスパッタリングしながらＭｇ、酸素のピー
クを分析することでも測定できる。また、リサイクル性
に関しては、スクラップとして転炉、電気炉に用いた場
合の発生ダスト中のＺｎ濃度が重要である。発明者らが
温度１４００℃、Ｓｉ＝０．１５％，Ｃ＝４．１５％の
溶銑を全体の９０％、残りの１０％にスクラップとして
各種表面処理鋼板を用い、吹止Ｃ＝０．０５％、温度１
６４０℃で転炉吹錬したところ、溶鋼１ｔｏｎあたり約
１３〜１７ｋｇのダストが発生した。
は有機樹脂皮膜層を施した試料の表面からＧＤＳでめっ
き厚み方向にＭｇ、並びに酸素の分析を行ないその濃度
分布を調査することで測定出来る。また、ＸＰＳでめっ
き厚み方向にスパッタリングしながらＭｇ、酸素のピー
クを分析することでも測定できる。また、リサイクル性
に関しては、スクラップとして転炉、電気炉に用いた場
合の発生ダスト中のＺｎ濃度が重要である。発明者らが
温度１４００℃、Ｓｉ＝０．１５％，Ｃ＝４．１５％の
溶銑を全体の９０％、残りの１０％にスクラップとして
各種表面処理鋼板を用い、吹止Ｃ＝０．０５％、温度１
６４０℃で転炉吹錬したところ、溶鋼１ｔｏｎあたり約
１３〜１７ｋｇのダストが発生した。
【００２１】表面処理鋼板としては亜鉛めっき鋼板、Ｚ
ｎ−Ａｌ合金めっき、Ａｌ系めっき鋼板で付着量が３０
〜１００ｇ／ｍ2 のもので、自動車用のりん酸亜鉛化成
処理（皮膜付着量３〜５ｇ／ｍ2 ）施した後用いた。め
っき種・付着量を変化させてもダスト発生量に大差は無
くダスト中のＺｎ濃度が大きく変化した。Ｚｎ付着量の
多いめっき鋼板を用いた場合にダスト中Ｚｎ濃度が上昇
し、場合によっては２５％まで上昇した。
ｎ−Ａｌ合金めっき、Ａｌ系めっき鋼板で付着量が３０
〜１００ｇ／ｍ2 のもので、自動車用のりん酸亜鉛化成
処理（皮膜付着量３〜５ｇ／ｍ2 ）施した後用いた。め
っき種・付着量を変化させてもダスト発生量に大差は無
くダスト中のＺｎ濃度が大きく変化した。Ｚｎ付着量の
多いめっき鋼板を用いた場合にダスト中Ｚｎ濃度が上昇
し、場合によっては２５％まで上昇した。
【００２２】この方法で作製したＺｎ濃度の異なるダス
トを収集し、高炉原料であるペレット製造ポッパーを模
擬したホッパー（払出部の傾斜角度６０°）を用いて払
出試験を行なったところ、ダスト中Ｚｎ濃度が２％を超
えた所でダストの流動性が低下し払出し不可（いわゆる
棚つり）を生じてしまった。ダスト中Ｚｎ濃度が２％以
下であれば問題なく払出し出来き、良好なペレットの製
造が可能であった。これらの結果から表面処理鋼板のリ
サイクル性、すなわち発生ダストの流動性維持という観
点からは発生ダスト中のＺｎ濃度を２％以下にする必要
がある。本発明のＡｌ系めっき鋼板は、従来のＺｎめっ
き鋼板以上の耐食性を有するにもかかわらず、めっき層
はもちろん、上層の皮膜層にもＺｎをほとんど含まない
ため、発生ダスト中のＺｎ濃度は２％を超えることはな
い。
トを収集し、高炉原料であるペレット製造ポッパーを模
擬したホッパー（払出部の傾斜角度６０°）を用いて払
出試験を行なったところ、ダスト中Ｚｎ濃度が２％を超
えた所でダストの流動性が低下し払出し不可（いわゆる
棚つり）を生じてしまった。ダスト中Ｚｎ濃度が２％以
下であれば問題なく払出し出来き、良好なペレットの製
造が可能であった。これらの結果から表面処理鋼板のリ
サイクル性、すなわち発生ダストの流動性維持という観
点からは発生ダスト中のＺｎ濃度を２％以下にする必要
がある。本発明のＡｌ系めっき鋼板は、従来のＺｎめっ
き鋼板以上の耐食性を有するにもかかわらず、めっき層
はもちろん、上層の皮膜層にもＺｎをほとんど含まない
ため、発生ダスト中のＺｎ濃度は２％を超えることはな
い。
【００２３】
【実施例】（実施例１）冷延鋼板を酸化方式により脱脂
し、７５％Ｈ2 −２５％Ｎ2 からなる還元ガス中で７５
０℃で３０秒間還元、焼鈍し、７００℃に冷却後６３０
℃に保持されためっき浴に浸漬し溶融めっきを行なっ
た。上記浴中に３．５秒浸漬後Ｎ2 ガスワイピングでめ
っき付着量を片面当たり５〜２００ｇ／ｍ2 に調整し、
めっき浴組成とほぼ同一組成のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金め
っき鋼板を作成した。めっき浴組成は、Ｓｉ：２０質量
％以下、Ｍｇ：２０質量％以下の範囲で変化させた。得
られためっき鋼板は化学分析でめっき付着量と組成を分
析すると同時に、めっき層の表層を５°の傾斜をつけて
研磨した後、光学顕微鏡で５００倍にて組織の観察を行
った。
し、７５％Ｈ2 −２５％Ｎ2 からなる還元ガス中で７５
０℃で３０秒間還元、焼鈍し、７００℃に冷却後６３０
℃に保持されためっき浴に浸漬し溶融めっきを行なっ
た。上記浴中に３．５秒浸漬後Ｎ2 ガスワイピングでめ
っき付着量を片面当たり５〜２００ｇ／ｍ2 に調整し、
めっき浴組成とほぼ同一組成のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金め
っき鋼板を作成した。めっき浴組成は、Ｓｉ：２０質量
％以下、Ｍｇ：２０質量％以下の範囲で変化させた。得
られためっき鋼板は化学分析でめっき付着量と組成を分
析すると同時に、めっき層の表層を５°の傾斜をつけて
研磨した後、光学顕微鏡で５００倍にて組織の観察を行
った。
【００２４】その後、一部の試料においては、５％硫酸
溶液に５秒浸漬して酸洗を行ない、めっき表層のＭｇ系
酸化皮膜層を除去し、市販のチタンコロイドをスプレー
塗布して活性化処理を施した。酸洗処理を行わなかった
ものは、りん酸ナトリウム系のアルカリ脱脂剤で脱脂し
た後、市販のチタンコロイドをスプレー塗布して活性化
処理を施した。その後、りん酸をＰＯ4 として１０〜３
０ｇ／リットル、硝酸をＮＯ3 として２〜６ｇ／リット
ル、フッ化水素酸をフッ素として２ｇ／リットル、亜鉛
イオンを１〜３ｇ／リットル含有した化成処理液を基本
浴として、さらに、ニッケルイオンを１ｇ／リットル含
有した化成処理液を調合した。上記活性化処理を施した
鋼板を４５℃に加熱した化成処理液に０．５〜２秒浸漬
したのち、水洗、乾燥を施した。その後、試験片の一部
を切り出し、蛍光Ｘ線にてりん酸亜鉛皮膜層の付着量な
らびに組成を分析した。この方法で得られた試料に関
し、以下の方法で各種特性を評価した。
溶液に５秒浸漬して酸洗を行ない、めっき表層のＭｇ系
酸化皮膜層を除去し、市販のチタンコロイドをスプレー
塗布して活性化処理を施した。酸洗処理を行わなかった
ものは、りん酸ナトリウム系のアルカリ脱脂剤で脱脂し
た後、市販のチタンコロイドをスプレー塗布して活性化
処理を施した。その後、りん酸をＰＯ4 として１０〜３
０ｇ／リットル、硝酸をＮＯ3 として２〜６ｇ／リット
ル、フッ化水素酸をフッ素として２ｇ／リットル、亜鉛
イオンを１〜３ｇ／リットル含有した化成処理液を基本
浴として、さらに、ニッケルイオンを１ｇ／リットル含
有した化成処理液を調合した。上記活性化処理を施した
鋼板を４５℃に加熱した化成処理液に０．５〜２秒浸漬
したのち、水洗、乾燥を施した。その後、試験片の一部
を切り出し、蛍光Ｘ線にてりん酸亜鉛皮膜層の付着量な
らびに組成を分析した。この方法で得られた試料に関
し、以下の方法で各種特性を評価した。
【００２５】１）酸化層厚み測定 りん酸亜鉛を施したサンプルを表層から地鉄までＧＤＳ
で連続的に分析した。予め測定したＧＤＳエッチング速
度からめっき層とりん酸亜鉛皮膜との界面に存在するＭ
ｇ系酸化厚みを求めた。 ２）加工性 ブランク径１６０ｍｍφの試験片に鉱油を主成分とする
防錆油を１．５ｇ／ｍ 2 塗布したのち、ポンチ径７８ｍ
ｍφで押し付け荷重５ｋｇｆ／ｃｍ2 で４５ｍｍの深絞
り成形を行なった。このとき、絞り成形されたサンプル
のプレスかじりを、目視で確認すると同時に、側壁部か
ら１０×１０ｍｍの試片を切り出し、傾斜研磨後、光学
顕微鏡でめっき割れの状況を観察した。
で連続的に分析した。予め測定したＧＤＳエッチング速
度からめっき層とりん酸亜鉛皮膜との界面に存在するＭ
ｇ系酸化厚みを求めた。 ２）加工性 ブランク径１６０ｍｍφの試験片に鉱油を主成分とする
防錆油を１．５ｇ／ｍ 2 塗布したのち、ポンチ径７８ｍ
ｍφで押し付け荷重５ｋｇｆ／ｃｍ2 で４５ｍｍの深絞
り成形を行なった。このとき、絞り成形されたサンプル
のプレスかじりを、目視で確認すると同時に、側壁部か
ら１０×１０ｍｍの試片を切り出し、傾斜研磨後、光学
顕微鏡でめっき割れの状況を観察した。
【００２６】なお、それぞれの評価基準は以下の通りで
ある。 （プレスかじり評価基準） ○：かじりなし △：微小なかじり有り ×：激しいかじり存在 （めっき割れ評価基準） ○：めっき割れなし △：めっき層のみに割れ存在 ×：地鉄まで貫通する割れ存在
ある。 （プレスかじり評価基準） ○：かじりなし △：微小なかじり有り ×：激しいかじり存在 （めっき割れ評価基準） ○：めっき割れなし △：めっき層のみに割れ存在 ×：地鉄まで貫通する割れ存在
【００２７】３）塗装後耐食性 ７０×１５０ｍｍの試料をトリクレン脱脂した後、市販
の自動車用のりん酸亜鉛化成処理液を用い４３℃で３．
５分の浸漬処理を行ない、化成皮膜を２〜３ｇ／ｍ2 付
与した後、市販のカチオン電着塗装剤を用いて２８℃で
到達電圧２００Ｖの状態で３分通電し、電着塗装を２０
μｍ施した。その後市販の塗料を用い中塗、上塗塗装を
各４０μｍ実施した後、試片中心部にクロスカットを入
れ腐食試験に供した。腐食試験は塩水噴霧４時間→６０
℃乾燥２時間→５０℃、湿度９５％雰囲気２時間のサイ
クルで１２０サイクル行ない、クロスカット部の最大膨
れ幅を測定した。塗装後耐食性の評価基準は以下の通り
である。
の自動車用のりん酸亜鉛化成処理液を用い４３℃で３．
５分の浸漬処理を行ない、化成皮膜を２〜３ｇ／ｍ2 付
与した後、市販のカチオン電着塗装剤を用いて２８℃で
到達電圧２００Ｖの状態で３分通電し、電着塗装を２０
μｍ施した。その後市販の塗料を用い中塗、上塗塗装を
各４０μｍ実施した後、試片中心部にクロスカットを入
れ腐食試験に供した。腐食試験は塩水噴霧４時間→６０
℃乾燥２時間→５０℃、湿度９５％雰囲気２時間のサイ
クルで１２０サイクル行ない、クロスカット部の最大膨
れ幅を測定した。塗装後耐食性の評価基準は以下の通り
である。
【００２８】（塗装後耐食性評価基準） ○：膨れ幅３ｍｍ以下 △：膨れ幅３〜５ｍｍ ×：膨れ幅５ｍｍ超 ４）孔あき耐食性 ７０×１５０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの試料をトリクレン
脱脂した後、試料中心部５０×５０ｍｍに絶縁テープを
張り、前述の塗装後耐食性試験片と同様の方法で電着塗
装まで施した。その後、絶縁テープを剥がし、５０×５
０ｍｍの部位のみ塗装が施されていない試料を作製し、
この未塗装部が対向するような状態で間隔０．５ｍｍあ
けて２枚の試片を接合した。その後、前述の塗装後耐食
性試験と同様なサイクルで１６０サイクルの試験を行な
い、完了後２枚の板を開き腐食生成物を除去した後、未
塗装部における最大浸食深さを測定した。孔あき耐食性
の評価基準は以下の通りである。
脱脂した後、試料中心部５０×５０ｍｍに絶縁テープを
張り、前述の塗装後耐食性試験片と同様の方法で電着塗
装まで施した。その後、絶縁テープを剥がし、５０×５
０ｍｍの部位のみ塗装が施されていない試料を作製し、
この未塗装部が対向するような状態で間隔０．５ｍｍあ
けて２枚の試片を接合した。その後、前述の塗装後耐食
性試験と同様なサイクルで１６０サイクルの試験を行な
い、完了後２枚の板を開き腐食生成物を除去した後、未
塗装部における最大浸食深さを測定した。孔あき耐食性
の評価基準は以下の通りである。
【００２９】（孔あき耐食性評価基準） ○：浸食深さ０．４ｍｍ以下 △：浸食深さ０．４〜０．８ｍｍ ×：孔あき発生 ５）溶接性 下に示す溶接条件で通常のＣｕ−Ｃｒ合金電極を用いた
スポット溶接を行い，ナゲット径が４√ｔ（ｔ：板厚）
を切った時点までの連続打点数を評価した。溶接条件と
溶接性評価基準は以下の通りである。
スポット溶接を行い，ナゲット径が４√ｔ（ｔ：板厚）
を切った時点までの連続打点数を評価した。溶接条件と
溶接性評価基準は以下の通りである。
【００３０】（溶接条件） 溶接電流：１０ｋＡ 加圧力：２２０ｋｇ 溶接時間：１２サイクル 電極径：６ｍｍ 電極形状：ドーム型、先端６φ−４０Ｒ
【００３１】（溶接性評価基準） ○：連続打点１５００点超 △：連続打点８００〜１５００点 ×：連続打点８００点未満 ６）ダスト中Ｚｎ濃度 温度１４００℃、Ｓｉ＝０．１５％，Ｃ＝４．１５％の
溶銑を９００ｋｇ、めっき鋼板を１００ｋｇを１ｔｏｎ
小型転炉に装入し、送酸速度０．０５Ｎｍ3 ／ｓで吹止
Ｃ＝０．０５％のなるように吹錬した。発生したダスト
を回収し、ダスト中のＺｎ濃度を分析した。ダスト中Ｚ
ｎ濃度の評価基準は以下の通りである。 （評価基準） ○：ダスト中Ｚｎ濃度２％以下、 ×：ダスト中Ｚｎ濃度２％超 以上の試験結果をを表１に示す。
溶銑を９００ｋｇ、めっき鋼板を１００ｋｇを１ｔｏｎ
小型転炉に装入し、送酸速度０．０５Ｎｍ3 ／ｓで吹止
Ｃ＝０．０５％のなるように吹錬した。発生したダスト
を回収し、ダスト中のＺｎ濃度を分析した。ダスト中Ｚ
ｎ濃度の評価基準は以下の通りである。 （評価基準） ○：ダスト中Ｚｎ濃度２％以下、 ×：ダスト中Ｚｎ濃度２％超 以上の試験結果をを表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】めっき組成・組織・付着量、Ｍｇ系酸化皮
膜厚み、りん酸亜鉛皮膜層の組成・皮膜量を適正範囲に
制御した場合には、本発明例１〜６に見るように良好な
加工性、耐食性、溶接性、リサイクル性を示す。一方比
較例の７に示すようにめっき層中Ｍｇ濃度が低い場合に
は析出するＭｇ2 Ｓｉのサイズ、容量とも不足して充分
な耐食性が発揮されなくなる。逆に、比較例８のように
めっき層中Ｍｇが適正範囲を超えて高い場合には析出す
るＭｇ2 Ｓｉの容量が過大となり加工性を阻害する。同
様のことはめっき層中Ｓｉが適正範囲からはずれた９、
１０にも当てはまり、低い場合には加工性が、また高い
場合には耐食性が劣化する。
膜厚み、りん酸亜鉛皮膜層の組成・皮膜量を適正範囲に
制御した場合には、本発明例１〜６に見るように良好な
加工性、耐食性、溶接性、リサイクル性を示す。一方比
較例の７に示すようにめっき層中Ｍｇ濃度が低い場合に
は析出するＭｇ2 Ｓｉのサイズ、容量とも不足して充分
な耐食性が発揮されなくなる。逆に、比較例８のように
めっき層中Ｍｇが適正範囲を超えて高い場合には析出す
るＭｇ2 Ｓｉの容量が過大となり加工性を阻害する。同
様のことはめっき層中Ｓｉが適正範囲からはずれた９、
１０にも当てはまり、低い場合には加工性が、また高い
場合には耐食性が劣化する。
【００３４】また、比較例１１に示すように、めっき層
がＺｎ単独の場合には耐食性が劣る上ダスト中のＺｎ濃
度高くなってしまう。これに、Ｍｇを添加した比較例１
２では耐食性は良好なものの、やはりダスト中に適正量
以上のＺｎを含有するためリサイクル性に支障をきた
す。めっき組成は適正範囲ひ制御されても付着量が少な
い場合（比較例１３）には耐食性が、付着量が多い場合
（比較例１４）には溶接性と加工性に問題が生じる。ま
ためっき層とりん酸亜鉛皮膜層との界面に存在するＭｇ
系酸化皮膜厚みが厚いと（比較例１５）、りん酸亜鉛皮
膜層の密着性が劣り結果として塗装後耐食性が不十分と
なる。また比較例１６〜１８の様にりん酸亜鉛皮膜層の
組成、付着量が適正範囲からはずれると加工性に大きな
障害をきたす。
がＺｎ単独の場合には耐食性が劣る上ダスト中のＺｎ濃
度高くなってしまう。これに、Ｍｇを添加した比較例１
２では耐食性は良好なものの、やはりダスト中に適正量
以上のＺｎを含有するためリサイクル性に支障をきた
す。めっき組成は適正範囲ひ制御されても付着量が少な
い場合（比較例１３）には耐食性が、付着量が多い場合
（比較例１４）には溶接性と加工性に問題が生じる。ま
ためっき層とりん酸亜鉛皮膜層との界面に存在するＭｇ
系酸化皮膜厚みが厚いと（比較例１５）、りん酸亜鉛皮
膜層の密着性が劣り結果として塗装後耐食性が不十分と
なる。また比較例１６〜１８の様にりん酸亜鉛皮膜層の
組成、付着量が適正範囲からはずれると加工性に大きな
障害をきたす。
【００３５】（実施例２）実施例１と同様の方法でＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系、並びにＺｎ系のめっきを作製した。そ
の後、一部のものを除いて５％硫酸溶液に５ｓ間浸漬し
酸洗処理を行なった後、水洗処理しＣｒ付着量が３０ｍ
ｇ／ｍ2 になるようにクロメート処理を行なった。酸洗
処理を行なわなかったものに関しては、りん酸ナトリウ
ム系のアルカリ脱脂剤で脱脂した後同様のクロメート処
理を行なった。次に各種有機樹脂に高分子固体潤滑剤を
してポリエチレンワックスをを０〜３０％の範囲で変化
させ添加し、膜厚を０．１〜５μｍの範囲で制御し塗布
した後１００℃で焼き付けた。この方法で作製した有機
樹脂被覆めっき鋼板に関し実施例１と同様の方法で酸化
層厚み測定、加工性、塗装後耐食性、孔あき耐食性、溶
接性、ダスト中Ｚｎ濃度を評価した。結果を表２に示
す。
−Ｍｇ−Ｓｉ系、並びにＺｎ系のめっきを作製した。そ
の後、一部のものを除いて５％硫酸溶液に５ｓ間浸漬し
酸洗処理を行なった後、水洗処理しＣｒ付着量が３０ｍ
ｇ／ｍ2 になるようにクロメート処理を行なった。酸洗
処理を行なわなかったものに関しては、りん酸ナトリウ
ム系のアルカリ脱脂剤で脱脂した後同様のクロメート処
理を行なった。次に各種有機樹脂に高分子固体潤滑剤を
してポリエチレンワックスをを０〜３０％の範囲で変化
させ添加し、膜厚を０．１〜５μｍの範囲で制御し塗布
した後１００℃で焼き付けた。この方法で作製した有機
樹脂被覆めっき鋼板に関し実施例１と同様の方法で酸化
層厚み測定、加工性、塗装後耐食性、孔あき耐食性、溶
接性、ダスト中Ｚｎ濃度を評価した。結果を表２に示
す。
【００３６】
【表２】
【００３７】めっき組成・組織・付着量、Ｍｇ系酸化皮
膜厚み、有機樹脂皮膜の高分子固体潤滑剤配合比・皮膜
厚を適正範囲に制御した場合には、本発明例１〜６に見
るように良好な加工性、耐食性、溶接性、リサイクル性
を示す。一方比較例７〜１１の様にＡｌ 系めっきでめ
っき組成が適正範囲を外れた場合には加工性、耐食性で
問題が生じ、比較例１２、１３の様にＺｎ系めっきを用
いた場合にはダスト中に適正量以上のＺｎを含有するた
めリサイクル性に支障をきたす。めっき組成は適正範囲
に制御されても付着量が少ない場合（比較例１３）には
耐食性が、付着量が多い場合（比較例１４）には溶接性
と加工性に問題が生じる。まためっき層ととの界面に存
在するＭｇ系酸化皮膜厚みが厚いと（比較例１５）、有
機樹脂皮膜の密着性が劣り、結果として塗装後耐食性が
不十分となる。また比較例１６〜１８の様にりん有機樹
脂皮膜の高分子固体潤滑剤配合比・皮膜厚が適正範囲か
らはずれると加工性に大きな障害をきたす。
膜厚み、有機樹脂皮膜の高分子固体潤滑剤配合比・皮膜
厚を適正範囲に制御した場合には、本発明例１〜６に見
るように良好な加工性、耐食性、溶接性、リサイクル性
を示す。一方比較例７〜１１の様にＡｌ 系めっきでめ
っき組成が適正範囲を外れた場合には加工性、耐食性で
問題が生じ、比較例１２、１３の様にＺｎ系めっきを用
いた場合にはダスト中に適正量以上のＺｎを含有するた
めリサイクル性に支障をきたす。めっき組成は適正範囲
に制御されても付着量が少ない場合（比較例１３）には
耐食性が、付着量が多い場合（比較例１４）には溶接性
と加工性に問題が生じる。まためっき層ととの界面に存
在するＭｇ系酸化皮膜厚みが厚いと（比較例１５）、有
機樹脂皮膜の密着性が劣り、結果として塗装後耐食性が
不十分となる。また比較例１６〜１８の様にりん有機樹
脂皮膜の高分子固体潤滑剤配合比・皮膜厚が適正範囲か
らはずれると加工性に大きな障害をきたす。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、めっき組成・組織制御で耐食
性を解決し、りん酸亜鉛皮膜層、有機樹脂皮膜層を適用
することで加工性、溶接性を向上させることにより、Ａ
ｌ系めっき鋼板を自動車内外板に適用する際の課題を解
決し、転炉ダストにおけるＺｎ含有量が極めて少なく、
リサイクル性に優れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板を提供
するものであり、その産業上の価値は極めて高いといえ
る。
性を解決し、りん酸亜鉛皮膜層、有機樹脂皮膜層を適用
することで加工性、溶接性を向上させることにより、Ａ
ｌ系めっき鋼板を自動車内外板に適用する際の課題を解
決し、転炉ダストにおけるＺｎ含有量が極めて少なく、
リサイクル性に優れた自動車用Ａｌ系めっき鋼板を提供
するものであり、その産業上の価値は極めて高いといえ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 22/12 Ｃ２３Ｃ 22/12 28/00 28/00 Ｚ (72)発明者 崎山 達也 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 新頭 英俊 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 山口 伸一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4F100 AA18C AA33D AB03A AB09B AB10B AB11B AB31B AJ11D AK01D AK04D BA04 BA07 BA10A BA10D EH71B EJ69C GB32 JB02 4K026 AA02 AA09 AA13 BA04 BB08 BB09 CA26 CA28 DA03 EA11 4K027 AA05 AA22 AB02 AB03 AB05 AB13 AB48 AC12 AC82 4K044 AA02 BA10 BA17 BA21 BB04 BB05 BC02 BC05 BC08 CA11 CA53
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９
％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１０
０ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体
とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、亜鉛
とりんとを重量比（亜鉛／りん）２．３〜３．２で含有
するりん酸亜鉛皮膜層を０．３〜２．５ｇ／ｍ2 有する
Ａｌ系めっき鋼板であって、前記Ａｌ系めっき層を５°
の断面傾斜研磨で観察したとき、めっき層中に、最も長
い辺が５〜１００μｍである塊状のＭｇ2 Ｓｉ相を、面
積分率で０．５〜３０％含有することを特徴とする自動
車用Ａｌ系めっき鋼板。 - 【請求項２】 鋼板表面に、質量％で、Ｍｇ：３〜９
％、Ｓｉ：６〜１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物からなるＡｌ系めっき層を片面当たり１０〜１０
０ｇ／ｍ2 有し、該Ａｌ系めっき層の表面のＭｇを主体
とする酸化皮膜層を２０Å以下とし、その上層に、有機
樹脂と高分子固体潤滑剤の合計量に対して１〜２０質量
％の高分子固体潤滑剤を含有する有機樹脂皮膜層を０．
３〜３μｍ有するＡｌ系めっき鋼板であって、前記Ａｌ
系めっき層を５°の断面傾斜研磨で観察したとき、めっ
き層中に、最も長い辺が５〜１００μｍである塊状のＭ
ｇ 2 Ｓｉ相を、面積分率で０．５〜３０％含有すること
を特徴とする自動車用Ａｌ系めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000023734A JP4516653B2 (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 自動車用Ａｌ系めっき鋼板 |
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|---|---|---|---|
| JP2000023734A JP4516653B2 (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 自動車用Ａｌ系めっき鋼板 |
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|---|---|
| JP2001220690A true JP2001220690A (ja) | 2001-08-14 |
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| JP (1) | JP4516653B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013122004A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間プレス用めっき鋼板及びめっき鋼板の熱間プレス方法 |
| KR101406650B1 (ko) * | 2012-08-31 | 2014-06-11 | 주식회사 포스코 | 미소크랙이 억제된 열간 프레스 성형품 |
| EP3081664A4 (en) * | 2013-12-12 | 2017-07-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Al-plated steel sheet for hot pressing and process for manufacturing al-plated steel sheet for hot pressing |
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| JPS56127762A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-06 | Nippon Steel Corp | Preparation of aluminum alloy plated steel plate with excellent corrosion resistance and processability |
| JPH06116741A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-04-26 | Nippon Parkerizing Co Ltd | アルミニウム系金属又はアルミニウム系めっき鋼材の塗装前処理方法 |
| JPH06173037A (ja) * | 1992-12-02 | 1994-06-21 | Nippon Steel Corp | プレス油省略可能非脱膜型潤滑めっき鋼板 |
-
2000
- 2000-02-01 JP JP2000023734A patent/JP4516653B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014139350A (ja) * | 2012-02-14 | 2014-07-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 熱間プレス用めっき鋼板及び熱間プレス成形品 |
| JP5582254B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2014-09-03 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼板の熱間プレス方法 |
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| CN104093880B (zh) * | 2012-02-14 | 2016-12-21 | 新日铁住金株式会社 | 热压用镀敷钢板和镀敷钢板的热压方法 |
| US10092938B2 (en) | 2012-02-14 | 2018-10-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Plated steel plate for hot pressing and hot pressing method of plated steel plate |
| KR101974182B1 (ko) * | 2012-02-14 | 2019-04-30 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 열간 프레스용 도금 강판 및 도금 강판의 열간 프레스 방법 |
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| US9970116B2 (en) | 2013-12-12 | 2018-05-15 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Al-plated steel sheet used for hot pressing and method for manufacturing Al-plated steel sheet used for hot pressing |
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