熔融Al-Zn系镀覆钢板及其制造方法_2

文档序号:9239686阅读:来源:国知局
b 和B中的一种或二种以上。通过设为这种组成的镀浴,能够形成后述的镀覆皮膜。
[0037] 另外,如下所述,利用上述Al-Zn系镀浴形成的镀覆皮膜由在与基底钢板的界面 存在的界面合金层和在该界面合金层上存在的上层构成。该上层的组成是虽然在界面合金 层侧Al和Si略低,但整体上与镀浴的组成大致相同。因此,镀覆上层的组成的控制可以通 过控制镀浴组成来精度良好地进行。
[0038] 而且,如图1所示,本发明的制造方法优选对于上述熔融镀覆后的钢板,在5秒以 内从镀浴的浴温_20°C冷却至镀浴的浴温-80°C (急速冷却工序)。通过该急速冷却工序, 可以抑制锌花的形成,尤其是能够得到形成涂膜时的优异的外观均匀性。具体而言,可以将 锌花的平均尺寸控制在〇. 5_以下。
[0039] 如果形成于镀覆皮膜的锌花的平均尺寸为0. 5mm以下,则将涂膜(尤其是要求平 滑且均匀的外观的高光泽的涂膜)形成于本申请的熔融Al-Zn系镀覆钢板而使用时,没有 锌花的边界浮出至涂膜表面而被看到的情况,不会损害表面外观,因此特别优选。
[0040] 此外,从得到更高的锌花抑制效果的方面出发,上述急速冷却的冷却时间优选为3 秒以内,更优选为1秒以内。另外,直至上述镀浴温-80°C为止的冷却时间大于5秒时,锌花 的抑制效果不充分,无法使得平均尺寸为〇. 5mm以下。
[0041] 但是,在针对锌花形成不会成为问题或需要锌花形成的用途而进行制造时,未必 一定要进行该急速冷却工序,不限定这种情况下的制造方法。
[0042] 此外,如图1所示,优选将浸渍于镀浴后的施行了镀覆的镀覆钢板在与上辊接触 之前进一步冷却至375°C以下(在即将上辊之前冷却)。这是由于,在与上辊接触之前的施 行了镀覆的镀覆钢板的温度大于375°C时,有可能在接触到上辊时,镀覆皮膜附着于上辊, 镀覆皮膜的一部分被剥离(金属粘接(metal pickup))。
[0043] 这里,"上辊"是指对上述基底钢板施行熔融镀覆后,施行了镀覆的钢板最先接触 的辊。
[0044] 接着,示出本发明中最重要的镀覆皮膜的加工性的提高方法。本发明的制造方法 中,重要的是将熔融镀覆后的钢板在250~375°C的温度下保持5~60秒(温度保持工 序)。通过该温度保持工序,由于上述成为镀覆皮膜的硬质化的原因的非平衡凝固,使得导 入至镀覆皮膜中的应变被解放,并且在Al-Zn系镀覆中促进富Al相与富Zn相的二相分离, 因此可以实现镀覆皮膜的软质化。其结果,能够提高加工性。此外,以本发明的制造方法得 到的镀覆皮膜与通过以往的制造方法得到的镀覆皮膜相比,加工时产生的裂纹的数量、宽 度减少,从而能够改善加工部的耐腐蚀性。
[0045] 另外,上述保持温度小于250°C的情况下,或上述保持时间小于5秒的情况下,熔 融镀覆皮膜的硬化快,无法充分地解放应变、无法进行富Al相与富Zn相的分离,因此无法 得到所需的加工性。另一方面,从与上述金属粘接的关系考虑,不优选上述保持温度大于 375°C,上述保持时间大于60秒时,保持时间过长,因此不适合于连续式的熔融镀覆设备中 的制造。
[0046] 此外,从实现更优异的加工性的方面出发,上述温度保持工序中的镀覆钢板的保 持温度优选为300~375 °C,更优选为350~375 °C。
[0047] 同样,上述熔融镀覆钢板的保持时间优选为5~30秒,更优选为5~20秒。
[0048] 另外,本发明的制造方法中,对上述温度保持工序后没有特别限定,可以按照常规 方法制造熔融Al-Zn系镀覆钢板。例如,如图1所示,可以在温度保持工序后的熔融Al-Zn 系镀覆钢板表面,形成化成处理皮膜(化成处理工序),或另行在涂布设备中形成涂膜(涂 膜形成工序)。
[0049] 对于上述化成处理皮膜,例如,能够通过涂布铬酸盐处理液或无铬化成处理液并 在不进行水洗的情况下进行钢板温度成为80~300°C的干燥处理的铬酸盐处理或无铬化 成处理而形成。这些化成处理皮膜可以是单层也可以是多层,在多层的情况下,只要依次进 行多个化成处理即可。
[0050] 此外,作为上述涂膜的形成方法,可以举出辊涂机涂布、帘流涂布、喷涂等。涂布含 有有机树脂的涂料后,能够利用热风干燥、红外线加热、感应加热等方法进行加热干燥而形 成涂膜。
[0051] (熔融Al-Zn系镀覆钢板)
[0052] 接着,对本发明的熔融Al-Zn系镀覆钢板进行说明。
[0053] 作为本发明对象的熔融Al-Zn系镀覆钢板是具有通过上述制造方法得到的镀覆 皮膜的熔融Al-Zn系镀覆钢板。该镀覆皮膜的特征在于,由在与基底钢板的界面存在的界 面合金层和在其上存在的上层构成。该上层具有如下组成:含有20~95质量%的Al和该 Al含量的10%以下的Si、其余部分由Zn和不可避免的杂质构成。此外,上述镀覆皮膜的维 氏硬度平均为50~ΙΟΟΗν。此外,上述镀覆皮膜的锌花的平均尺寸优选为0. 5mm以下。
[0054] 从耐腐蚀性与操作方面的平衡考虑,上述上层的Al含量为20~95质量%,优选 为45~85质量%。如果镀覆上层的Al含量为20质量%以上,则引起Al的树枝状凝固。 由此,上层主要由过饱和地含有Zn,由Al树枝状凝固的部分和其余的树枝状空隙的部分构 成,且该树枝状凝固部分采取在镀覆皮膜的膜厚方向层叠的耐腐蚀性优异的结构。此外,该 Al的树枝状层叠越多,则腐蚀进行路径变得越复杂,腐蚀越难以容易地到达基底钢板,因此 耐腐蚀性提高。为了得到极高的耐腐蚀性,更优选将上层的Al含量设为45质量%以上。另 一方面,若上层的Al含量大于95质量%,则对于Fe具有牺牲防蚀作用的Zn的含量变少, 耐腐蚀性变差。因此,上层的Al含量设为95质量%以下。此外,若上层的Al含量为85质 量%以下,则镀覆的附着量变少,即使在钢基体容易露出的情况下也对Fe具有牺牲防蚀作 用,可得到充分的耐腐蚀性。因此,镀覆上层的Al含量优选设为85质量%以下。
[0055] 此外,Si是以抑制在与基底钢板的界面形成的界面合金层的生长而提高耐腐蚀 性、加工性为目的而添加在镀浴中的,必然地含有在镀覆上层中。具体而言,在Al-Zn系镀 覆钢板的情况下,若在镀浴中含有Si且进行镀覆处理,则在钢板浸渍于镀浴中的同时,浴 中的Al、Si与钢板表面的Fe进行合金化反应,形成Fe-Al系和/或Fe-Al-Si系的化合物。 通过该Fe-Al-Si系界面合金层的形成,界面合金层的生长被抑制。若镀浴的Si含量为Al 含量的3%以上,则能够充分地抑制界面合金层的生长,因此为优选。另一方面,镀浴的Si 含量大于镀浴的Al含量的10%时,所形成的镀覆皮膜的上层成为裂纹的传播路径,使加工 性降低的Si相容易析出。因此,镀浴中的Si含量设为镀浴中的Al含量的10%以下。因此, 如上述所示,镀覆上层的组成与镀浴组成几乎相同,因此镀覆上层的Si含量设为镀覆上层 的Al含量的10%以下。
[0056] 此外,优选上述镀覆上层含有合计为0.01~10质量%的选自Mn、V、Cr、Mo、Ti、 Sr、Ni、Co、Sb和B中的一种或二种以上。这是因为可以发挥使腐蚀生成物的稳定性提高、 使腐蚀的进行延迟的效果。
[0057] 另外,上述界面合金层存在于与基底钢板的界面,如上所述,是钢板表面的Fe与 浴中的Al、Si进行合金化反应而必然形成的Fe-Al系和/或Fe-Al-Si系的化合物。该界 面合金层由于硬且脆,因此很厚地生长时成为加工时的裂纹产生的起点,从而优选尽可能 地薄。
[0058] 这里,界面合金层和上层可以通过使用扫描型电子显微镜等观察经研磨和/或蚀 刻的镀覆皮膜的截面。截面的研磨方法、蚀刻方法有多种,但是一般而言,只要是观察镀覆 皮膜截面时使用的方法,就没有特别限定。此外,利用扫描型电子显微镜的观察条件只要例 如为加速电压15kV,且反射电子图像为1000倍以上的倍率,就能够明确地观察到合金层和 上层。
[0059] 此外,对于上层中是否存在选自]?11、¥、0、]\1〇、11、51'、附、(:〇、513和8中的一种或二 种以上,可以通过例如用辉光放电发光分析装置将镀覆皮膜进行贯通分析而进行确认。但 是,使用辉光放电发光分析装置毕竟是一个例子,只要是能够调查镀覆上层中的Mn、V、Cr、 Mo、Ti、Sr、Ni、Co、Sb和B的有无?分布的方法,就也可以使用其它方法。
[0060] 此外,上述选自]?11、¥、0、]\1〇、11、51'、附、(:〇、513和8中的一种或二种以上优选在 上述镀覆上层中形成选自Zn、Al和Si中的一种或二种以上与金属间化合物。在形成镀覆 皮膜的过程中,富Al相比富Zn相提前凝固,因此在镀覆上层金属间化合物通过凝固过程从 富Al相排出而集
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