JP3779941B2 - 塗装後耐食性と塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき鋼板に係わり、更に詳しくは優れた塗装後耐食性と塗装鮮映性を有し、種々の用途、例えば、家電用や自動車用、建材用鋼板として適用できるめっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
耐食性の良好なめっき鋼板として最も使用されるものに亜鉛系めっき鋼板がある。この亜鉛系めっき鋼板は自動車、家電、建材分野など種々の製造業において使用されており、耐食性、意匠性の観点からその多くは塗装して使用されている。
【０００３】
こうした亜鉛系めっき鋼板の耐食性を向上させることを目的として本発明者らは、特許第３１７９４４６号公報において溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板を提案した。また、本発明者らは特開２０００−０６４０６１号公報において、この溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎの一種又は二種以上を添加することにより、更に耐食性の優れた塗装鋼板が得られることを明らかにした。
【０００４】
また、特開２００１−２９５０１５公報においては、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板にＴｉ、Ｂ、Ｓｉを添加することにより表面外観が良好になることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記及びその他これまで開示されためっき鋼板では、加工後に塗装されて使用される場合の耐食性や塗装鮮映性が必ずしも十分に確保されているとは言えない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、塗装後耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、塗装後耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板の開発について鋭意研究を重ねた結果、質量％で、Ｍｇ：１〜１０％、Ａｌ：２〜１９％、Ｓｉ：０．０１〜２％を含有する亜鉛めっき層を有する鋼板の中心線平均粗さＲａをＲａ≦１．０、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡをＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍに制御することにより優れた耐食性を有しつつ、塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上であるような優れた塗装鮮映性を得ることができることを見いだし、更に、この亜鉛めっき層中にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上を添加し、その添加量を最適化することにより、塗装後耐食性が更に向上することを見いだして本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
【０００９】
（１） 鋼板の表面に、質量％で、Ｍｇ：１〜１０％、Ａｌ：２〜１９％、Ｓｉ：０．００１〜２％を含有し、残部がＺｎ及び不可避的不純物よりなる亜鉛めっき層を有する鋼板の中心線平均粗さＲａがＲａ≦１．０μｍ、且つろ波うねり曲線ＷＣＡ がＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍであることを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１０】
（２） 前記（１）に記載の亜鉛めっき鋼板のめっき層に、更に、質量％で、Ｃａ：０．０１〜０．５％、Ｂｅ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０００１〜０．２％、Ｃｕ：０．１〜１０％、Ｎｉ：０．００１〜０．２％、Ｃｏ：０．０１〜０．３％、Ｃｒ：０．０００１〜０．２％、Ｍｎ：０．０１〜０．５％から選ばれる一種又は二種以上を含有することを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１１】
（３） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１２】
（４） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１３】
（５） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１４】
（６） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の亜鉛めっき鋼板は、Ｍｇ：１〜１０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％、Ｓｉ：０．００１〜２質量％を含有する亜鉛めっき鋼板の中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１規格）がＲａ≦１．０μｍ、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡ（ＪＩＳ Ｂ０６０１規格）がＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍであることを特徴とする亜鉛めっき鋼板である。
【００１７】
Ｍｇの含有量を１〜１０質量％に限定した理由は、１質量％未満では耐食性を向上させる効果が不十分であるためであり、１０質量％を超えると亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためである。
【００１８】
Ａｌの含有量を２〜１９質量％に限定した理由は、２質量％未満では亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、１９質量％を超えると耐食性を向上させる効果が認められなくなるためである。
【００１９】
Ｓｉの含有量を０．００１〜２質量％に限定した理由は、０．００１質量％未満では亜鉛めっき中のＡｌと鋼板中のＦｅが反応し亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、２質量％を超えると密着性を向上させる効果が認められなくなるためである。
【００２０】
Ｒａを１．０μｍ以下に限定した理由は、１．０μｍを超えると塗装後鮮映性が劣化するためである。ＷＣＡを０．４２〜０．８μｍに限定した理由は、この範囲内で塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である優れた塗装鮮映性を示すからである。
【００２１】
本発明において、めっき表面に粗度を付与する方法については特に限定するところはなく、Ｒａ≦１．０μｍ、Ｗ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍが確保されていれば良い。例えば、レーザーダル加工や放電ダル加工を利用して、Ｒａ≦１．０μｍ、Ｗ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍに調整されたロールを使用したスキンパス圧延等が利用できる。
【００２２】
更に塗装後耐食性を一層向上させるため、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上の元素を添加する。これらの元素を添加し、塗装後耐食性が向上する理由は、
１．亜鉛めっき層表面が微細凹凸を呈することにより塗膜に対する投錨効果が増加する。
２．元素の添加により亜鉛めっき中に微細なミクロセルが形成され化成皮膜との反応性、密着性を向上させる。
３．元素の添加により亜鉛めっき層の腐食生成物を安定化させ、塗膜の下でのめっき層の腐食を遅くすると考えられる。
【００２３】
塗装後耐食性を一層向上させる効果は、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎにおいて、各々０．０１質量％、０．０１質量％、０．０００１質量％、０．１質量％、０．００１質量％、０．０１質量％、０．０００１質量％、０．０１質量％以上で顕著に現れるため、各々の値を下限値とする。
【００２４】
一方、添加量が多くなるとめっき後の外観が粗雑になり、例えば、ドロス、酸化物の付着などにより外観不良が発生するため、各元素の上限は、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎにおいて、各々０．５質量％、０．２質量％、０．２質量％、１．０質量％、０．２質量％、０．３質量％、０．２質量％、０．５質量％とした。
【００２５】
また、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上の元素の添加はめっき結晶の微細化にも効果があるため、表面粗度を低下させ、塗装鮮映性の向上にも寄与していると考えられる。
【００２６】
亜鉛めっき層中には、これ以外にＦｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎを単独あるいは複合で０．５質量％以内含有しても良い。また、Ｐ、Ｂ、Ｎｂ、Ｂｉや３族元素を合計で０．５質量％以下含有しても本発明の効果を損なわず、その量によっては更に成形性が改善される等好ましい場合もある。
【００２７】
本発明において、更に耐食性の良い亜鉛めっき鋼板を得るためには、更に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇの添加量を多くして、亜鉛めっき層の凝固組織中に〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が混在した金属組織を有することが望ましい。Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉの添加量を多くし、めっき層の凝固組織中に〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が混在した金属組織を作製することにより、更に耐食性を向上させることが可能となる。そのためにはＭｇの含有量を２質量％以上、Ａｌの含有量を４質量％以上とすることが好ましい。
【００２８】
本発明におけるめっき組成は主にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉの四元系合金であるがＡｌ、Ｍｇの量が比較的少量である場合、凝固初期はＺｎ−Ｓｉの二元系合金に類似した挙動を示しＳｉ系の初晶が晶出する。その後、今度は残ったＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に類似した凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Ｓｉ相〕が晶出した後、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織ができる。
【００２９】
また、Ａｌ、Ｍｇの量がある程度増加すると、凝固初期はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系合金に類似した挙動を示し、Ｍｇ2Ｓｉ系の初晶が晶出し、その後、今度は残ったＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に類似した凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が晶出した後、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織ができる。
【００３０】
ここで、〔Ｓｉ相〕とは、めっき層の凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例えばＺｎ−Ｓｉの二元系平衡状態図における初晶Ｓｉに相当する相である。実際には少量のＡｌ固溶していることもあり、状態図で見る限りＺｎ、Ｍｇは固溶していないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｓｉ相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３１】
また、〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕とは、めっき層の凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例えばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系平衡状態図における初晶Ｍｇ2Ｓｉに相当する相である。状態図で見る限りＺｎ、Ａｌは固溶していないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３２】
また、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕とは、Ａｌ相と、Ｚｎ相と、金属間化合物Ｚｎ2Ｍｇ相との三元共晶組織であり、この三元共晶組織を形成しているＡｌ相は例えば、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇの三元系平衡状態図における高温での「Ａｌ”相」（Ｚｎを固溶するＡｌ固溶体であり、少量のＭｇを含む）に相当するものである。この高温でのＡｌ”相は常温では通常は微細なＡｌ相と微細なＺｎ相に分離して現れる。また、該三元共晶組織中のＺｎ相は少量のＡｌを固溶し、場合によっては更に少量のＭｇを固溶したＺｎ固溶体である。該三元共晶組織中のＺｎ2Ｍｇ相は、Ｚｎ−Ｍｇの二元系平衡状態図のＺｎ：約８４質量％の付近に存在する金属間化合物相である。状態図で見る限りそれぞれの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられるがその量は通常の分析では明確に区別できないため、この３つの相からなる三元共晶組織を本明細書では〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕と表す。
【００３３】
また、〔Ａｌ相〕とは、前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、これは例えばＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇの三元系平衡状態図における高温での「Ａｌ”相」（Ｚｎを固溶するＡｌ固溶体であり、少量のＭｇを含む）に相当するものである。この高温でのＡｌ”相はめっき浴のＡｌやＭｇ濃度応じて固溶するＺｎ量やＭｇ量が相違する。この高温でのＡｌ”相は常温では通常は微細なＡｌ相と微細なＺｎ相に分離するが、常温で見られる島状の形状は高温でのＡｌ”相の形骸を留めたものであると見て良い。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられるが通常の分析では明確に区別できないため、この高温でのＡｌ”相（Ａｌ初晶と呼ばれる）に由来し且つ形状的にはＡｌ”相の形骸を留めている相を本明細書では〔Ａｌ相〕と呼ぶ。この〔Ａｌ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＡｌ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３４】
また、〔Ｚｎ相〕とは，前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、実際には少量のＡｌさらには少量のＭｇを固溶していることもある。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｚｎ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＺｎ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３５】
また、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕とは、前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、実際には少量のＡｌを固溶していることもある。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＺｎ2Ｍｇ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３６】
本発明において〔Ｓｉ相〕の晶出は耐食性向上に特に影響を与えないが、〔初晶Ｍｇ2Ｓｉ相〕の晶出は耐食性向上に明確に寄与する。これはＭｇ2Ｓｉが非常に活性であることに由来し、腐食環境で水と反応して分解し、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織を犠牲防食すると共に、できたＭｇの水酸化物が保護性の皮膜を形成し、それ以上の腐食の進行を抑制するためであると考えられる。
【００３７】
また、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉの四元系合金にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎを一種又は二種以上添加すると、一部は固溶し、一部はＺｎ、Ａｌ、Ｍｇや添加した元素同士で金属間化合物を作ると考えられるが、本発明の範囲の添加量では、その形態を通常の分析法で明確に区別することが困難であるため特に規定はしない。
【００３８】
めっきの付着量については特に制約は設けないが、耐食性の観点から１０ｇ／ｍ2以上、加工性の観点から３５０ｇ／ｍ2以下であることが望ましい。
【００３９】
本発明において、めっき鋼板の製造方法については特に限定するところはなく、通常の無酸化炉方式の溶融めっき法が適用できる。下層としてＮｉプレめっきを施す場合も通常行われているプレめっき方法を適用すればよく、プレＮｉめっきを施した後、無酸化あるいは還元雰囲気中で急速低温加熱を行い、そののちに溶融めっきを行う方法等が好ましい。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００４１】
（実施例１）
まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜５００℃で浴中の添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ2ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ2に調整し、粗度を変化させたロールでスキンパス圧延を行った。得られためっき鋼板のめっき組成と表面粗度を表１に示す。
【００４２】
Ｒａ、ＷCAは表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製）を使用し、以下の測定条件で測定した。粗度測定は任意の３ヶ所を行い、その平均値を使用した。
測定子：触針先端５μｍＲ
測定長さ：２５ｍｍ
カットオフ：０．８ｍｍ
駆動速度：０．３ｍｍ／ｓ
フィルタ：２ＣＲフィルタ
【００４３】
塗装鮮映性は、めっき鋼板を１５０×７０ｍｍに切断し、化成処理、塗装を行った後、写像鮮明度測定器（スガ試験機株式会社製）を使用して評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。塗装後の鮮映性はＮＳＩＣを測定し、以下に示す評点づけで判定した。評点は３を合格とした。
３：８５以上
２：７０以上８５未満
１：７０以下
【００４４】
評価結果を表１に示す。
【００４５】
番号３、４、５、８、１１、１４、１７、２０、２３、２６、２９は表面粗度が本発明の範囲外であるため塗装鮮映性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装鮮映性を示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（実施例２）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜５００℃で浴中の添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ２ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ２に調整し、粗度の低いロールでスキンパス圧延を行い、めっき鋼板の中心線平均粗さＲａをＲａ：０．７、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡをＷ ＣＡ ：０．６に制御した。得られためっき鋼板のめっき組成を表２及び表３に示す。
【００４８】
以上の様にして作製しためっき鋼板を２００×２００ｍｍ切断し、ポンチ径１００ｍｍφの球頭を使用して３５ｍｍ張り出した後、化成処理、塗装を行い、耐食性を評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。
【００４９】
更に作製した塗装鋼板にカッターナイフで地鉄に達するカット疵を付与し、ＳＳＴ４ｈｒ→乾燥２ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サイクルとするＣＣＴを１２０サイクル行った。評価は腐食試験後の疵部のテープ剥離試験を行い、剥離した塗膜の長さに従って、以下に示す評点づけで判定した。評点は４以上を合格とした。
５：５ｍｍ未満
４：５ｍｍ以上１０ｍｍ未満
３：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満
２：２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満
１：３０ｍｍ以上
【００５０】
塗装鮮映性は、めっき鋼板を１５０×７０ｍｍに切断し、化成処理、塗装を行った後、写像鮮明度測定器（スガ試験機株式会社製）を使用して評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。塗装後の鮮映性はＮＳＩＣを測定し、以下に示す評点づけで判定した。評点は３以上を合格とした。
３：８５以上
２：７０以上８５未満
１：７０以下
【００５１】
評価結果を表２及び表３に示す。
【００５２】
番号５６、６０はめっき層中のＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５７はめっき層中のＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５８はめっき層中のＡｌが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５９はめっき層中のＭｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装後耐食性と塗装鮮映性を示した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
（実施例３）
まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜６００℃の浴中のＭｇ量、Ａｌ量、Ｓｉ量と添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴でを変化させためっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ2ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ2に調整した。得られためっき鋼板のめっき層中組成を表４〜６に示す。また、めっき鋼板を断面からＳＥＭで観察しめっき層の金属組織を観察した結果を同じく表４〜６に示す。
【００５６】
以上の様にして作製しためっき鋼板を２００×２００ｍｍ切断し、ポンチ径１００ｍｍφの球頭を使用して３５ｍｍ張り出した後、化成処理、塗装を行い、耐食性を評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はウレタン系粉体塗装を７０μｍ行った。
【００５７】
更に作製した塗装鋼板にカッターナイフで地鉄に達するカット疵を付与し、ＳＳＴを５００時間行った。評価は腐食試験後の疵部のテープ剥離試験を行い、剥離した塗膜の長さに従って、以下に示す評点づけで判定した。評点は３以上を合格とした。
５：５ｍｍ未満
４：５ｍｍ以上１０ｍｍ未満
３：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満
２：２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満
１：３０ｍｍ以上
【００５８】
評価結果を表４〜６に示す。
【００５９】
番号９７、９８、１０４、１０６、１０９はめっき層中のＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＭｎとＭｇ2Ｓｉが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装後耐食性を示したが、めっき層中にＭｇ2Ｓｉを含有するものは特に良好な耐食性を示した。
【００６０】
【表４】
【００６１】
【表５】
【００６２】
【表６】
【００６３】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明により、加工後に塗装されて使用される場合の耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板を製造することが可能となり、工業上極めて優れた効果を奏することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき鋼板に係わり、更に詳しくは優れた塗装後耐食性と塗装鮮映性を有し、種々の用途、例えば、家電用や自動車用、建材用鋼板として適用できるめっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
耐食性の良好なめっき鋼板として最も使用されるものに亜鉛系めっき鋼板がある。この亜鉛系めっき鋼板は自動車、家電、建材分野など種々の製造業において使用されており、耐食性、意匠性の観点からその多くは塗装して使用されている。
【０００３】
こうした亜鉛系めっき鋼板の耐食性を向上させることを目的として本発明者らは、特許第３１７９４４６号公報において溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板を提案した。また、本発明者らは特開２０００−０６４０６１号公報において、この溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉめっき鋼板にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎの一種又は二種以上を添加することにより、更に耐食性の優れた塗装鋼板が得られることを明らかにした。
【０００４】
また、特開２００１−２９５０１５公報においては、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板にＴｉ、Ｂ、Ｓｉを添加することにより表面外観が良好になることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記及びその他これまで開示されためっき鋼板では、加工後に塗装されて使用される場合の耐食性や塗装鮮映性が必ずしも十分に確保されているとは言えない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、塗装後耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、塗装後耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板の開発について鋭意研究を重ねた結果、質量％で、Ｍｇ：１〜１０％、Ａｌ：２〜１９％、Ｓｉ：０．０１〜２％を含有する亜鉛めっき層を有する鋼板の中心線平均粗さＲａをＲａ≦１．０、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡをＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍに制御することにより優れた耐食性を有しつつ、塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上であるような優れた塗装鮮映性を得ることができることを見いだし、更に、この亜鉛めっき層中にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上を添加し、その添加量を最適化することにより、塗装後耐食性が更に向上することを見いだして本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
【０００９】
（１） 鋼板の表面に、質量％で、Ｍｇ：１〜１０％、Ａｌ：２〜１９％、Ｓｉ：０．００１〜２％を含有し、残部がＺｎ及び不可避的不純物よりなる亜鉛めっき層を有する鋼板の中心線平均粗さＲａがＲａ≦１．０μｍ、且つろ波うねり曲線ＷＣＡ がＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍであることを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１０】
（２） 前記（１）に記載の亜鉛めっき鋼板のめっき層に、更に、質量％で、Ｃａ：０．０１〜０．５％、Ｂｅ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０００１〜０．２％、Ｃｕ：０．１〜１０％、Ｎｉ：０．００１〜０．２％、Ｃｏ：０．０１〜０．３％、Ｃｒ：０．０００１〜０．２％、Ｍｎ：０．０１〜０．５％から選ばれる一種又は二種以上を含有することを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１１】
（３） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１２】
（４） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１３】
（５） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１４】
（６） めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする前記（１）、又は、（２）の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の亜鉛めっき鋼板は、Ｍｇ：１〜１０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％、Ｓｉ：０．００１〜２質量％を含有する亜鉛めっき鋼板の中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１規格）がＲａ≦１．０μｍ、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡ（ＪＩＳ Ｂ０６０１規格）がＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍであることを特徴とする亜鉛めっき鋼板である。
【００１７】
Ｍｇの含有量を１〜１０質量％に限定した理由は、１質量％未満では耐食性を向上させる効果が不十分であるためであり、１０質量％を超えると亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためである。
【００１８】
Ａｌの含有量を２〜１９質量％に限定した理由は、２質量％未満では亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、１９質量％を超えると耐食性を向上させる効果が認められなくなるためである。
【００１９】
Ｓｉの含有量を０．００１〜２質量％に限定した理由は、０．００１質量％未満では亜鉛めっき中のＡｌと鋼板中のＦｅが反応し亜鉛めっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、２質量％を超えると密着性を向上させる効果が認められなくなるためである。
【００２０】
Ｒａを１．０μｍ以下に限定した理由は、１．０μｍを超えると塗装後鮮映性が劣化するためである。ＷＣＡを０．４２〜０．８μｍに限定した理由は、この範囲内で塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である優れた塗装鮮映性を示すからである。
【００２１】
本発明において、めっき表面に粗度を付与する方法については特に限定するところはなく、Ｒａ≦１．０μｍ、Ｗ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍが確保されていれば良い。例えば、レーザーダル加工や放電ダル加工を利用して、Ｒａ≦１．０μｍ、Ｗ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍに調整されたロールを使用したスキンパス圧延等が利用できる。
【００２２】
更に塗装後耐食性を一層向上させるため、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上の元素を添加する。これらの元素を添加し、塗装後耐食性が向上する理由は、
１．亜鉛めっき層表面が微細凹凸を呈することにより塗膜に対する投錨効果が増加する。
２．元素の添加により亜鉛めっき中に微細なミクロセルが形成され化成皮膜との反応性、密着性を向上させる。
３．元素の添加により亜鉛めっき層の腐食生成物を安定化させ、塗膜の下でのめっき層の腐食を遅くすると考えられる。
【００２３】
塗装後耐食性を一層向上させる効果は、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎにおいて、各々０．０１質量％、０．０１質量％、０．０００１質量％、０．１質量％、０．００１質量％、０．０１質量％、０．０００１質量％、０．０１質量％以上で顕著に現れるため、各々の値を下限値とする。
【００２４】
一方、添加量が多くなるとめっき後の外観が粗雑になり、例えば、ドロス、酸化物の付着などにより外観不良が発生するため、各元素の上限は、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎにおいて、各々０．５質量％、０．２質量％、０．２質量％、１．０質量％、０．２質量％、０．３質量％、０．２質量％、０．５質量％とした。
【００２５】
また、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎから選ばれる一種又は二種以上の元素の添加はめっき結晶の微細化にも効果があるため、表面粗度を低下させ、塗装鮮映性の向上にも寄与していると考えられる。
【００２６】
亜鉛めっき層中には、これ以外にＦｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎを単独あるいは複合で０．５質量％以内含有しても良い。また、Ｐ、Ｂ、Ｎｂ、Ｂｉや３族元素を合計で０．５質量％以下含有しても本発明の効果を損なわず、その量によっては更に成形性が改善される等好ましい場合もある。
【００２７】
本発明において、更に耐食性の良い亜鉛めっき鋼板を得るためには、更に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇの添加量を多くして、亜鉛めっき層の凝固組織中に〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が混在した金属組織を有することが望ましい。Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉの添加量を多くし、めっき層の凝固組織中に〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が混在した金属組織を作製することにより、更に耐食性を向上させることが可能となる。そのためにはＭｇの含有量を２質量％以上、Ａｌの含有量を４質量％以上とすることが好ましい。
【００２８】
本発明におけるめっき組成は主にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉの四元系合金であるがＡｌ、Ｍｇの量が比較的少量である場合、凝固初期はＺｎ−Ｓｉの二元系合金に類似した挙動を示しＳｉ系の初晶が晶出する。その後、今度は残ったＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に類似した凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Ｓｉ相〕が晶出した後、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織ができる。
【００２９】
また、Ａｌ、Ｍｇの量がある程度増加すると、凝固初期はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系合金に類似した挙動を示し、Ｍｇ2Ｓｉ系の初晶が晶出し、その後、今度は残ったＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に類似した凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕が晶出した後、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織ができる。
【００３０】
ここで、〔Ｓｉ相〕とは、めっき層の凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例えばＺｎ−Ｓｉの二元系平衡状態図における初晶Ｓｉに相当する相である。実際には少量のＡｌ固溶していることもあり、状態図で見る限りＺｎ、Ｍｇは固溶していないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｓｉ相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３１】
また、〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕とは、めっき層の凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例えばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系平衡状態図における初晶Ｍｇ2Ｓｉに相当する相である。状態図で見る限りＺｎ、Ａｌは固溶していないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｍｇ2Ｓｉ相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３２】
また、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕とは、Ａｌ相と、Ｚｎ相と、金属間化合物Ｚｎ2Ｍｇ相との三元共晶組織であり、この三元共晶組織を形成しているＡｌ相は例えば、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇの三元系平衡状態図における高温での「Ａｌ”相」（Ｚｎを固溶するＡｌ固溶体であり、少量のＭｇを含む）に相当するものである。この高温でのＡｌ”相は常温では通常は微細なＡｌ相と微細なＺｎ相に分離して現れる。また、該三元共晶組織中のＺｎ相は少量のＡｌを固溶し、場合によっては更に少量のＭｇを固溶したＺｎ固溶体である。該三元共晶組織中のＺｎ2Ｍｇ相は、Ｚｎ−Ｍｇの二元系平衡状態図のＺｎ：約８４質量％の付近に存在する金属間化合物相である。状態図で見る限りそれぞれの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられるがその量は通常の分析では明確に区別できないため、この３つの相からなる三元共晶組織を本明細書では〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕と表す。
【００３３】
また、〔Ａｌ相〕とは、前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、これは例えばＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇの三元系平衡状態図における高温での「Ａｌ”相」（Ｚｎを固溶するＡｌ固溶体であり、少量のＭｇを含む）に相当するものである。この高温でのＡｌ”相はめっき浴のＡｌやＭｇ濃度応じて固溶するＺｎ量やＭｇ量が相違する。この高温でのＡｌ”相は常温では通常は微細なＡｌ相と微細なＺｎ相に分離するが、常温で見られる島状の形状は高温でのＡｌ”相の形骸を留めたものであると見て良い。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられるが通常の分析では明確に区別できないため、この高温でのＡｌ”相（Ａｌ初晶と呼ばれる）に由来し且つ形状的にはＡｌ”相の形骸を留めている相を本明細書では〔Ａｌ相〕と呼ぶ。この〔Ａｌ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＡｌ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３４】
また、〔Ｚｎ相〕とは，前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、実際には少量のＡｌさらには少量のＭｇを固溶していることもある。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｚｎ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＺｎ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３５】
また、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕とは、前記の三元共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、実際には少量のＡｌを固溶していることもある。状態図で見る限りこの相にはＳｉが固溶しているかいないか、固溶していても極微量であると考えられる。この〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕は前記の三元共晶組織を形成しているＺｎ2Ｍｇ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
【００３６】
本発明において〔Ｓｉ相〕の晶出は耐食性向上に特に影響を与えないが、〔初晶Ｍｇ2Ｓｉ相〕の晶出は耐食性向上に明確に寄与する。これはＭｇ2Ｓｉが非常に活性であることに由来し、腐食環境で水と反応して分解し、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ2Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ2Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織を犠牲防食すると共に、できたＭｇの水酸化物が保護性の皮膜を形成し、それ以上の腐食の進行を抑制するためであると考えられる。
【００３７】
また、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉの四元系合金にＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎを一種又は二種以上添加すると、一部は固溶し、一部はＺｎ、Ａｌ、Ｍｇや添加した元素同士で金属間化合物を作ると考えられるが、本発明の範囲の添加量では、その形態を通常の分析法で明確に区別することが困難であるため特に規定はしない。
【００３８】
めっきの付着量については特に制約は設けないが、耐食性の観点から１０ｇ／ｍ2以上、加工性の観点から３５０ｇ／ｍ2以下であることが望ましい。
【００３９】
本発明において、めっき鋼板の製造方法については特に限定するところはなく、通常の無酸化炉方式の溶融めっき法が適用できる。下層としてＮｉプレめっきを施す場合も通常行われているプレめっき方法を適用すればよく、プレＮｉめっきを施した後、無酸化あるいは還元雰囲気中で急速低温加熱を行い、そののちに溶融めっきを行う方法等が好ましい。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００４１】
（実施例１）
まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜５００℃で浴中の添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ2ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ2に調整し、粗度を変化させたロールでスキンパス圧延を行った。得られためっき鋼板のめっき組成と表面粗度を表１に示す。
【００４２】
Ｒａ、ＷCAは表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製）を使用し、以下の測定条件で測定した。粗度測定は任意の３ヶ所を行い、その平均値を使用した。
測定子：触針先端５μｍＲ
測定長さ：２５ｍｍ
カットオフ：０．８ｍｍ
駆動速度：０．３ｍｍ／ｓ
フィルタ：２ＣＲフィルタ
【００４３】
塗装鮮映性は、めっき鋼板を１５０×７０ｍｍに切断し、化成処理、塗装を行った後、写像鮮明度測定器（スガ試験機株式会社製）を使用して評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。塗装後の鮮映性はＮＳＩＣを測定し、以下に示す評点づけで判定した。評点は３を合格とした。
３：８５以上
２：７０以上８５未満
１：７０以下
【００４４】
評価結果を表１に示す。
【００４５】
番号３、４、５、８、１１、１４、１７、２０、２３、２６、２９は表面粗度が本発明の範囲外であるため塗装鮮映性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装鮮映性を示した。
【００４６】
【表１】
（実施例２）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜５００℃で浴中の添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ２ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ２に調整し、粗度の低いロールでスキンパス圧延を行い、めっき鋼板の中心線平均粗さＲａをＲａ：０．７、且つ、ろ波うねり曲線ＷＣＡをＷ ＣＡ ：０．６に制御した。得られためっき鋼板のめっき組成を表２及び表３に示す。
【００４８】
以上の様にして作製しためっき鋼板を２００×２００ｍｍ切断し、ポンチ径１００ｍｍφの球頭を使用して３５ｍｍ張り出した後、化成処理、塗装を行い、耐食性を評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。
【００４９】
更に作製した塗装鋼板にカッターナイフで地鉄に達するカット疵を付与し、ＳＳＴ４ｈｒ→乾燥２ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サイクルとするＣＣＴを１２０サイクル行った。評価は腐食試験後の疵部のテープ剥離試験を行い、剥離した塗膜の長さに従って、以下に示す評点づけで判定した。評点は４以上を合格とした。
５：５ｍｍ未満
４：５ｍｍ以上１０ｍｍ未満
３：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満
２：２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満
１：３０ｍｍ以上
【００５０】
塗装鮮映性は、めっき鋼板を１５０×７０ｍｍに切断し、化成処理、塗装を行った後、写像鮮明度測定器（スガ試験機株式会社製）を使用して評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はカソード電着塗装２０μｍ、ポリエステル系の中塗り、上塗り塗装をそれぞれ３５μｍ行った。塗装後の鮮映性はＮＳＩＣを測定し、以下に示す評点づけで判定した。評点は３以上を合格とした。
３：８５以上
２：７０以上８５未満
１：７０以下
【００５１】
評価結果を表２及び表３に示す。
【００５２】
番号５６、６０はめっき層中のＣａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５７はめっき層中のＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５８はめっき層中のＡｌが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。番号５９はめっき層中のＭｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装後耐食性と塗装鮮映性を示した。
【００５３】
【表２】
【表３】
（実施例３）
まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備し、これに４００〜６００℃の浴中のＭｇ量、Ａｌ量、Ｓｉ量と添加元素量を変化させたＺｎ合金めっき浴でを変化させためっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ2ワイピングでめっき付着量を７０ｇ／ｍ2に調整した。得られためっき鋼板のめっき層中組成を表４〜６に示す。また、めっき鋼板を断面からＳＥＭで観察しめっき層の金属組織を観察した結果を同じく表４〜６に示す。
【００５６】
以上の様にして作製しためっき鋼板を２００×２００ｍｍ切断し、ポンチ径１００ｍｍφの球頭を使用して３５ｍｍ張り出した後、化成処理、塗装を行い、耐食性を評価した。化成処理はりん酸亜鉛処理を２ｇ／ｍ2行い、塗装はウレタン系粉体塗装を７０μｍ行った。
【００５７】
更に作製した塗装鋼板にカッターナイフで地鉄に達するカット疵を付与し、ＳＳＴを５００時間行った。評価は腐食試験後の疵部のテープ剥離試験を行い、剥離した塗膜の長さに従って、以下に示す評点づけで判定した。評点は３以上を合格とした。
５：５ｍｍ未満
４：５ｍｍ以上１０ｍｍ未満
３：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満
２：２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満
１：３０ｍｍ以上
【００５８】
評価結果を表４〜６に示す。
【００５９】
番号９７、９８、１０４、１０６、１０９はめっき層中のＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＭｎとＭｇ2Ｓｉが本発明の範囲外であるため塗装後耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも良好な塗装後耐食性を示したが、めっき層中にＭｇ2Ｓｉを含有するものは特に良好な耐食性を示した。
【００６０】
【表４】
【表５】
【表６】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明により、加工後に塗装されて使用される場合の耐食性及び塗装鮮映性が優れためっき鋼板を製造することが可能となり、工業上極めて優れた効果を奏することができる。
Claims (6)
- 鋼板の表面に、質量％で、Ｍｇ：１〜１０％、Ａｌ：２〜１９％、Ｓｉ：０．００１〜２％を含有し、残部がＺｎ及び不可避的不純物よりなる亜鉛めっき層を有する鋼板の中心線平均粗さＲａがＲａ≦１．０μｍ、且つろ波うねり曲線ＷＣＡ がＷ ＣＡ ：０．４２〜０．８μｍであることを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
- 請求項１に記載の亜鉛めっき鋼板のめっき層に、更に、質量％で、Ｃａ：０．０１〜０．５％、Ｂｅ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０００１〜０．２％、Ｃｕ：０．１〜１０％、Ｎｉ：０．００１〜０．２％、Ｃｏ：０．０１〜０．３％、Ｃｒ：０．０００１〜０．２％、Ｍｎ：０．０１〜０．５％から選ばれる一種又は二種以上を含有することを特徴とする塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
- めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする請求項１、又は、請求項２の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
- めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする請求項１、又は、請求項２の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
- めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ２Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする請求項１、又は、請求項２の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
- めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ２Ｓｉ相〕と〔Ｚｎ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有することを特徴とする請求項１、又は、請求項２の何れかに記載の塗装後耐食性と塗装膜厚７０μｍ〜９０μｍのＮＳＩＣによる測定値が８５以上である塗装鮮映性に優れた亜鉛めっき鋼板。
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