表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材制造技术

本发明专利技术提供了一种钢材和使钢材表面形成包含Ａｌ：４质量％或以上的、且在Ａｌ相中含有Ａｌ系金属互化物或含有与Ａｌ相邻接的Ａｌ系金属互化物的镀层，其在冷却速度较低的场合仍能够提供优良的表面平滑性。特别是作为镀层以质量％计含有Ａｌ：４～２０％、Ｍｇ：１～１０％、余量为Ｚｎ以及不可避免的杂质，或者以质量％计含有Ａｌ：４～２０％、Ｍｇ：１～１０％、Ｓｉ：０．００１～２％、余量为Ｚｎ以及不可避免的杂质，在使用时于各种环境下显示高耐蚀性。此外，作为金属互化物，使其含有０．００１～０．５质量％的熔点为６００℃或以上的金属互化物。特别是在使用晶格常数的至少之一为３～５＊的Ａｌ系金属互化物时，成为具有优良的表面平滑性的镀层钢材。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镀层钢板，更详细地涉及具有优良的表面平滑性、作为各种用途，例如家电用、汽车用以及建筑用钢板能够适用的镀层钢材。
技术介绍
作为耐蚀性优良的镀层钢材，被使用最多的有锌系镀层钢板和铝系镀层钢板。这些镀层钢板在汽车、家电、建材领域等各种制造业中被使用。而且，除此以外，在镀层钢丝和浸涂镀层等各种领域也使用镀层钢材。尤其是添加了Al的镀层由于耐蚀性较高，因此近年来使用量增加。使上述镀锌系钢板的耐蚀性提高为目的，本专利技术者在特许第3179446号公报中曾经提出热浸镀Zn-Al-Mg-Si钢板。并且本专利技术者在特开2000-064061号公报中表明通过对该热浸镀Zn-Al-Mg-Si钢板添加Ca、Be、Ti、Cu、Ni、Co、Cr、Mn中的一种、二种或以上，能够得到耐蚀性更加优良的涂层钢板。而且，使镀锌系钢板的耐蚀性提高为目的，在特开平5-125515号公报中曾经公开通过对热浸镀Zn-Al钢板添加Ti其耐经时变黑性优良。又在特开2001-295015号公报中曾经公开通过对热浸镀Zn-Al-Mg钢板添加Ti、B、Si则表面外观变得优良。但是，在上述以及其它到目前为止所公开的镀层钢板中，不能充分地确保表面平滑性。Zn-Al的二元系合金，在6质量％Al-94质量％Zn合金中具有共晶点，Al浓度比其更高的场合，Al相作为初晶而结晶。而且，Al-Si的二元系合金，在87.4质量％Al-12.6质量％Si合金中具有共晶点，Al浓度比其更高的场合，Al相作为初晶而结晶。Zn-Mg-Al的三元系合金，在3质量％Mg-4质量％Al-93质量％Zn合金中具有三元共晶点，Al浓度比其高的场合，Al相作为初晶而结晶。在热浸镀时充分地确保镀层凝固速度的场合，于Al相尚未成长之际镀层已经凝固，因此表面平滑性不成为问题；但在凝固速度较慢的场合，由于该Al相首先成长，在镀层表面形成凹凸，具有表面平滑性劣化这一问题。但是，在上述特许第3179446号公报中所公开的技术中，并却没有考虑表面平滑性劣化这一问题。而且，在上述特开2000-064061号公报中所公开的技术中，以提高镀层后的耐蚀性为目的、添加Ca、Be、Ti、Cu、Ni、Co、Cr、Mn中的一种、二种或以上，但是并没有考虑表面平滑性这一问题，也没有提到有关金属互化物。在上述特开平5-125515号公报中所公开的技术中，没有考虑表面平滑性劣化这一问题。而且，在特开2001-295015号公报中所公开的技术，作为抑制使表面外观劣化的Zn11Mg2相的生成和成长为目的而添加Ti和B，但是没有考虑表面平滑性劣化这一问题，也没有提到有关金属互化物。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于即使在超过4质量％那样的高Al浓度的场合，仍能够提供表面平滑性优良的镀层钢材。本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其要旨如下。(1)一种表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于其表面具有包含Al4质量％或以上的、且在Al相中含有Al系金属互化物(也称为金属间化合物)的镀层。(2)一种表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于其表面具有包含Al4质量％或以上的、且含有与Al相邻接的Al系金属互化物的镀层。(3)根据(1)或(2)所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于其具有以质量％计含有Al4～20％、Mg1～10％、余量为Zn以及不可避免的杂质的镀层。(4)根据(1)或(2)所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于其具有以质量％计含有Al4～20％、Mg1～10％、Si0.001～2％、余量为Zn以及不可避免的杂质的镀层。(5)根据(1)～(4)中任何一项所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于其表面具有含有0.001～0.5质量％、熔点为600℃或以上的金属互化物的镀层。(6)根据(1)～(5)中任何一项所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于所述金属互化物的晶格常数的至少之一为3～5。(7)根据(1)～(6)中任何一项所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于所述金属互化物为Ni-Al系金属互化物、Ti-Al系金属互化物、Zr-Al系金属互化物、或者Sr-Al系金属互化物中的一种、二种或以上。(8)根据(1)～(7)中任何一项所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于所述金属互化物为TiAl3、NiAl3、Co2Al9、Co4Al13、CrAl4、CrAl7、Cr2Al11、Mn4Al11、MnAl6、Al11Ce3、CeZn2Al2、Al9Ir2、Al11La3、Al12Mo、NbAl3、Al2Se3、TaAl3、ZrAl3、Zr2ZnAl3、Al2Ca、Ti7Al6Si12、FeNiAl9、Fe3NiAl10、TiAl2、TiAl、Ni2Al3、NiAl、SrAl4中的一种、二种或以上。(9)根据(7)所述的表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于所述Ti-Al系金属互化物为Ti(Al1-xSix)3。附图说明图1是表示Al相中存在的金属互化物的一例。其中图1(a)是热浸镀钢材的镀层的显微镜照片(3500倍)。图1(b)是表示热浸镀钢材的镀层的显微镜照片中各组织的分布状态的图。图2是表示镀层凝固组织的一例的图。其中图2(a)是表示本专利技术的热浸镀钢材的镀层的显微镜照片(倍数为2500倍)；图2(b)是表示本专利技术的热浸镀钢材的镀层的显微镜照片中各组织的分布状态的图。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。本专利技术的热浸镀钢材是其表面具有包含Al4质量％或以上的、且在Al相中含有Al系金属互化物的镀层为特征的镀层钢材、以及其表面具有包含Al4质量％或以上的、且含有与Al相邻接的Al系金属互化物的镀层为特征的镀层钢材。对于本专利技术，热浸镀是在熔融Zn镀液中添加Al，并根据需要再添加Si、Mg之中的一种、二种或以上，或者在熔融Al镀液中添加Si并根据需要再添加Zn、Mg之中的一种、二种或以上。除此以外，在镀液中单独地或复合地含有Fe、Sb、Pb、Sn以及不可避免的杂质0.5质量％以内也可以。而且，Ca、Be、Cu、Co、Mn、P、B、Bi、三族元素等合计含有0.5质量％或以下也无损于本专利技术的效果，也有根据其量能进一步改善耐蚀性的优选场合。对于本专利技术，Al的含量限定为4质量％或以上的理由是由于在不足4质量％的Al量时使耐蚀性提高的效果不充分。而且，在不足4质量％时不会结晶出作为初晶的Al相，不引起平滑性降低的问题。关于Al含量的上限没有特别地限定，但为了使镀液的温度不致过高，95质量％或以下较为理想。对于本专利技术，所谓Al相是在镀层中具有清晰的边界而看作是条纹状或树枝状的相，例如这相当于Al-Zn的二元系平衡状态图的高温下的“Al相”(固溶Zn的Al固溶体)。该高温下的Al相根据镀液的Al浓度的不同其固溶的Zn量也有差异。该高温下的Al相在常温下通常分离成微细的Al相和微细的Zn相，在常温下看到的条纹状形状看作是保留高温下的Al相的形骸也可以。在本专利技术中称来自该高温下的Al相(称为Al初晶)且形状保留Al相的形骸的相为Al相。对于Al-Si的二元系、Al-Zn-Si的三元系、Al-Zn-Mg的三元系、Al-Mg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面平滑性优良的高耐蚀性热浸镀钢材，其特征在于：其表面具有包含Ａｌ：４质量％或以上的、且在Ａｌ相中含有Ａｌ系金属互化物的镀层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本田和彦，高桥彰，末宗义广，畑中英利，三宅豪，山田亘，田中幸基，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]