含有Mg的Zn合金被覆钢材制造技术

一种含有Mg的Zn合金被覆钢材，其具备钢材和配置于上述钢材的表面的金属被覆层，上述金属被覆层为粒径为5～100μm、厚度为0.5～30μm的扁平形状的金属粒子的层叠结构体，上述金属粒子的组成以质量％计包含Zn：11～80％、Al：3～80％、Mg：8～45％、Ca：1～5％，剩余部分包含杂质，且Zn的含量、Al的含量及Mg的含量以质量％计满足Zn+Al＞Mg，上述金属粒子包含准结晶相、MgZn2相和剩余部分组织，上述准结晶相与上述MgZn2相的合计面积分率为45％以上，上述剩余部分组织的面积分率为0～55％，上述准结晶相的面积分率为20％以上，上述MgZn2相的面积分率为3％以上。

Zn alloy coated steel with Mg

A Zn alloy coated steel with Mg, which has steel and metal coating layer on the surface of the steel, and the metal coating is a laminated structure with a flat shape of 5~100 u m with a thickness of 0.5 to 30 mu m. The composition of the metal particles includes Zn:11 to 80%, Al:3 with mass%. 80%, Mg:8 ~ 45%, Ca:1 ~ 5%, the remaining part contains impurities, and the content of Zn, the content of Al and the content of Mg satisfy the Zn+Al > Mg by mass%. The above metal particles contain quasi crystalline phase, MgZn2 phase and the remaining part of the tissue, and the integral ratio of the above quasi crystalline phase and the above MgZn2 phase is above 45%. The area fraction of the remaining parts is 0 to 55%, and the area ratio of the above quasi crystalline phases is more than 20%, and the area fraction of the MgZn2 phase is above 3%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有Mg的Zn合金被覆钢材
本公开涉及含有Mg的Zn合金被覆钢材。
技术介绍
主要在建材用途领域中被要求的具有高耐蚀性能的含有Mg的Zn合金镀覆极硬且脆。因此，在成形加工时镀覆组织在镀层及镀层与钢材的界面处容易开裂、产生剥离等破坏，结果是，观察到镀层大大缺损的被称为粉化的现象。若产生粉化，则结果是导致镀覆钢材的耐蚀性本身大大下降。一直以来，在钢材的表面被覆Zn等金属来改善钢材的耐蚀性是众所周知的，目前也大量生产了被覆有Zn、Zn-Al、Zn-Al-Mg、Al-Si等的钢材。对于这些被覆钢材，除耐蚀性以外，大多还要求耐磨性等许多功能。作为被覆方法，热浸镀被最广泛地使用。这是由于，热浸镀适于大量生产，通过实施弯曲、拉深、焊接等加工，能够制造许多制品。对被覆钢材所要求的耐蚀性逐年增高，因此近年来也提出了以下的专利文献1及专利文献2中所示那样的将Mg含量提高至以往以上水平的镀覆。这些镀覆具有以下特征：1)包含以往的镀覆以上水平的Mg、2)通过组织控制可得到以往以上水平的平面部的耐蚀性、3)可得到端面等的耐蚀性、4)即使是在碱气氛等以往的锌系或铝系镀覆最不擅长的气氛中耐蚀性也高等。与对钢板的连续热浸镀不同，浸渍镀覆(热浸镀)、喷镀、蒸镀等方法从被覆于加工后的制品上的观点出发，是能够被覆难加工性的合金等的方法。它们中，喷镀法由于是不浸渍于熔融金属中的被覆方法，所以具有对钢材的热影响少、对钢材的大小制约少、能够被覆的金属或合金系的熔点容许范围广等优点。为了在镀覆中提高耐蚀性，在镀覆中包含Zn成为基本，但对于许多的用途通过仅包含Zn的镀覆很多情况下耐蚀性不充分。因此，提出了专利文献3中记载那样的含有Mg的喷镀被覆。该技术是将包含0.3％～15％的Mg的Zn合金喷镀于钢材表面的技术，是耐蚀性和耐损伤性优异的喷镀皮膜。此外，如专利文献4及专利文献5中所示的那样，提出了虽然限定于焊接部，但作为使耐蚀性提高的技术的喷镀法。这些专利文献4及专利文献5所述的技术是包含Zn、Al、Mg、Si等的多层系的喷镀被覆。除此以外，在专利文献6中，公开了“一种喷镀时的防爆性及喷镀部的耐蚀性优异的喷镀材料，其特征在于，以质量％计含有Al：13～78％、Ca：1～5％，且Al及Ca的合计量为79％以下，剩余部分包含Mg及不可避免的杂质”。专利文献1：日本特开2008-255464号公报专利文献2：日本特开2011-190507号公报专利文献3：日本专利第3305573号公报专利文献4：日本特开2014-208880号公报专利文献5：日本特开2012-107324号公报专利文献6：日本专利4757692号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，热浸镀皮膜有可能根据镀覆组成而加工性下降、厚膜化困难、或者加工法上受到制约等。特别是对于包含非平衡相、金属间化合物的皮膜，该倾向强，专利文献1及专利文献2中所示的提案也同样。有可能因加工部的皮膜脱落而钢材的耐蚀性大幅下降。专利文献3中记载的喷镀被覆虽然耐蚀性、耐损伤性优异，但是特别是在碱区域中的耐蚀性不充分。专利文献4及专利文献5中记载的喷镀被覆原本是由于以往技术的被覆在焊接中丧失而对其进行补充的技术，耐蚀性、耐磨性并不能说是充分的。对于专利文献6，现状也是还有改善的余地。本公开的一方式是解决上述那样的问题，提供具备与以往技术相比具有进一步的高耐蚀性及高耐磨性、且耐损伤性优异的金属被覆层的钢材。用于解决问题的手段本公开是基于以上的背景而进行的，包含以下的方式。[1]一种含有Mg的Zn合金被覆钢材，其具备钢材和配置于上述钢材的表面的金属被覆层，上述金属被覆层为粒径为5～100μm、厚度为0.5～30μm的扁平形状的金属粒子的层叠结构体，上述金属被覆层的组成以质量％计满足Zn：11～80％、Al：3～80％、Mg：8～45％、Ca：1～5％及Zn+Al＞Mg，上述金属被覆层包含准结晶(也可称为准晶，quasicrystalline)相、MgZn2相和剩余部分组织，上述准结晶相与上述MgZn2相的合计面积分率为45％以上，上述剩余部分组织的面积分率为0～55％，上述准结晶相的面积分率为20％以上，上述MgZn2相的面积分率为3％以上。[2]根据[1]所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其中，上述Al的含量以质量％计为3％以上且低于13％。[3]根据[1]或[2]所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其具有覆盖上述金属粒子的表面的膜厚为1nm～1000nm的氧化皮膜。[4]根据[1]～[3]中任1项所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其中，上述金属被覆层为喷镀被覆层。[5]根据[1]～[4]中任1项所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其中，上述金属被覆层的组成以质量％计含有Y：0％～3.5％、La：0％～3.5％、Ce：0％～3.5％、Si：0％～3.5％、Ti：0％～0.5％、Cr：0％～0.5％、Co：0％～0.5％、Ni：0％～0.5％、V：0％～0.5％、Nb：0％～0.5％、Cu：0％～0.5％、Sn：0％～0.5％、Mn：0％～0.2％、Sr：0％～0.5％、Sb：0％～0.5％、Pb：0％～0.5％、C：0％～0.5％、Fe：0％～0.5％及Cd：0％～0.5％中的1种或2种以上，且满足下述式(A)及下述式(B)，·式(A)：Ca+Y+La+Ce≤3.5％·式(B)：Ti+Cr+Co+Ni+V+Nb+Cu+Sn+Mn+Sr+Sb+Pb+C+Fe+Cd≤0.5％式(A)及式(B)中，元素符号表示以质量％计的各元素的含量。专利技术效果根据本公开的一方式，能够提供耐蚀性及耐磨性极优异、且耐损伤性优异的含有Mg的Zn合金被覆钢材。通过这样，能够提供可广泛应用于汽车用途、建筑用途、住宅用途等的钢材，通过对构件寿命的提高、资源的有效利用、环境负荷的降低、维修的劳力、成本的降低等有益，大大有助于产业的发展。此外，通过将本公开的一方式的技术应用于加工构件、钢管等，能够提供具有超过以往的含Mg被覆的耐蚀性、且碱区域的耐蚀性也优异的高硬度的含有Mg的Zn合金被覆钢材。附图说明图1是表示本公开的实施方式所述的被覆钢材的截面图。图2是实施例中得到的金属被覆层的准结晶相中的TEM电子射线衍射图像。具体实施方式本专利技术人们发现，作为耐蚀性被覆层，使Zn-Mg-Al-Ca系中含有准结晶相的金属被覆层显示高的耐蚀性及耐磨性，并且也显示耐损伤性，对该系的金属被覆层的加工性进行了研究，结果达成了本公开。其基于发现了以下见解：包含准结晶相的组织是对耐蚀性、耐磨性及耐损伤性的提高极有效的组织，通过喷镀法而形成包含该准结晶相的组织。以下，对本公开的实施方式所述的耐蚀性、耐磨性及耐损伤性优异的含有Mg的Zn合金被覆钢材进行说明。另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含在内的范围。在本说明书中，表示成分(元素)的含量的“％”是指“质量％”。本公开的实施方式所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材1如例如图1的截面结构(沿被覆层厚度方向切断的截面结构)中所示的那样，包含钢板、钢管、土木建筑材料(护栏、挡水墙、波纹管等)、家电构件(空调的室外机的框体等)、汽车部件(行走构件等)等钢材2和通过喷镀而形成于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有Mg的Zn合金被覆钢材，其具备钢材和配置于所述钢材的表面的金属被覆层，所述金属被覆层为粒径为5～100μm、厚度为0.5～30μm的扁平形状的金属粒子的层叠结构体，所述金属被覆层的组成以质量％计满足Zn：11～80％、Al：3～80％、Mg：8～45％、Ca：1～5％及Zn+Al＞Mg，所述金属被覆层的组织包含准结晶相、MgZn2相和剩余部分组织，所述准结晶相与所述MgZn2相的合计面积分率为45％以上，所述剩余部分组织的面积分率为0～55％，所述准结晶相的面积分率为20％以上，所述MgZn2相的面积分率为3％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 JP 2015-1918551.一种含有Mg的Zn合金被覆钢材，其具备钢材和配置于所述钢材的表面的金属被覆层，所述金属被覆层为粒径为5～100μm、厚度为0.5～30μm的扁平形状的金属粒子的层叠结构体，所述金属被覆层的组成以质量％计满足Zn：11～80％、Al：3～80％、Mg：8～45％、Ca：1～5％及Zn+Al＞Mg，所述金属被覆层的组织包含准结晶相、MgZn2相和剩余部分组织，所述准结晶相与所述MgZn2相的合计面积分率为45％以上，所述剩余部分组织的面积分率为0～55％，所述准结晶相的面积分率为20％以上，所述MgZn2相的面积分率为3％以上。2.根据权利要求1所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其中，所述Al的含量以质量％计为3％以上且低于13％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的含有Mg的Zn合金被覆钢材，其中，具有覆盖所述金属粒子的表面的膜厚为1nm～1000nm的氧化皮膜。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：下田信之，德田公平，松村贤一郎，后藤靖人，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP