涂装后耐蚀性优异的热浸镀Zn系钢板制造技术

一种热浸镀Zn系钢板，其在钢板的表面的至少一部分中具有含有10～40质量％的Al、0.05～4质量％的Si、0.5～4质量％的Mg、剩余部分包含Zn及不可避免的杂质的镀层，镀层在镀层截面中含有以面积分率计为5％以上的层状Zn相与层状Al相交替地排列而成的片层组织，将包含Fe、Mn、Ti、Sn、In、Bi、Pb、B中的任一种以上的金属间化合物的合计存在比例以面积分率计限制在3％以下。

Hot Dip Zn series steel plate with excellent corrosion resistance after coating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂装后耐蚀性优异的热浸镀Zn系钢板
本专利技术涉及涂装后耐蚀性优异的热浸镀Zn系钢板。
技术介绍
近年来，对于汽车结构构件，从防锈的观点出发而使用镀覆钢板，在国内市场中主要应用合金化热浸镀锌钢板。合金化热浸镀锌钢板是下述镀覆钢板：通过对钢板实施热浸镀锌后进行合金化热处理，使Fe从钢板(基底钢板)扩散到镀层内，从而提高焊接性、涂装后耐蚀性。例如，专利文献1中所示的镀覆钢板在国内作为汽车用镀覆钢板而被代表性地使用。通常，汽车用镀覆钢板由于是在由板状被成型为复杂形状的状态下被使用，因此在大多情况下被供于压制成型。在合金化热浸镀锌钢板的情况下，由于来自基底钢板的Fe的扩散而导致镀层变得硬质，因此镀层容易剥离，还存在粉化、表面剥落这样的在镀层为软质的热浸镀锌钢板中见不到的特有的问题。另外，具备硬质的镀层的镀覆钢板容易因外压而导致镀层破损，如果一旦产生裂纹则会传播至与基底钢板的界面，从而导致镀层容易以界面为起点而剥离、并产生脱落，这被视为问题。例如，在汽车的外板中使用了合金化镀锌钢板的情况下，有可能因行驶车辆的由跳石引起的小石的碰撞(崩裂；chipping)而导致涂装和镀层同时剥离，基底钢板变得容易露出，与具备没有合金化的软质的镀层的镀覆钢板相比腐蚀变得剧烈。进而，从防锈的观点出发，合金化热浸镀锌钢板由于在镀层中含有Fe，因此如果产生这样的崩裂，则通过镀层的腐蚀，容易立即产生红褐色的锈，在汽车外观上引起问题。作为这些问题的解决，应用镀层具有韧性、并且不含Fe的镀覆钢板是有效的。例如，作为镀层中不含Fe的汽车用镀覆钢板，在北美、欧洲等中主要使用热浸镀锌钢板。但是，没有进行合金化处理的热浸镀锌钢板虽然不产生崩裂，并且由于不像合金化热浸镀锌钢板那样在镀层中含有Fe，因此也不产生腐蚀初期的红锈，但是在涂装后的状态下在涂膜下镀层容易腐蚀从而涂膜隆起(膨胀)，因此决不能说适合作为汽车用镀覆钢板。作为将镀覆进行高耐蚀化的方法，可列举出向Zn中添加Al，在建材领域中热浸镀Al-Zn系钢板作为高耐蚀性镀覆钢板被广泛实用化。这样的热浸镀Al-Zn系的镀层由从熔融状态起最先结晶的枝晶状的α-(Zn，Al)相(Al初晶部：在Al-Zn系二元状态图等中，作为初晶结晶的α-(Zn，Al)相。不一定作为富Al相、而是作为Zn和Al的固溶体而结晶。)和形成于枝晶状的Al初晶部的间隙中的包含Zn相和Al相的组织(Zn/Al混相组织)形成。由于Al初晶部为钝态化，并且Zn/Al混相组织与Al初晶部相比Zn浓度高，因此腐蚀集中于Zn/Al混相组织中。其结果是，腐蚀在Zn/Al混相组织中以虫蚀状进行，腐蚀行进路径变得复杂，因此腐蚀变得难以容易地到达至基底钢板。由此，热浸镀Al-Zn系钢板与镀层的厚度相同的热浸镀锌钢板相比具有优异的耐蚀性。在使用这样的热浸镀Al-Zn系钢板作为汽车外板面板的情况下，该镀覆钢板一般是在通过连续式热浸镀设备实施至镀覆为止的状态下被供于汽车制造商等，在那里被加工成面板部件形状后实施化学转化处理、进而电沉积涂装、中涂涂装、上涂涂装的汽车用综合涂装。然而，使用了热浸镀Al-Zn系钢板的外板面板在涂膜中产生损伤时，起因于上述的由Al初晶部和Zn/Al混相组织这二相形成的独特的镀覆相结构，导致以伤部为起点在涂膜/镀覆界面处产生Zn的优先溶解(Zn/Al混相组织的选择性腐蚀)。已知存在下述课题：其朝向涂装健全部的深处行进而引起大的涂膜膨胀，结果无法确保充分的耐蚀性(涂装后耐蚀性)。出于提高耐蚀性的目的，也研究了向Al-Zn系镀覆中添加Mg。例如在专利文献2和专利文献3中公开了一种提高了耐蚀性的热浸镀Zn-Al-Mg系钢板，其是在镀覆组成中添加Mg，在镀层中形成含有MgZn2等Mg化合物的Zn/Al/MgZn2三元共晶组织。然而，据推测在专利文献2中公开的热浸镀Al-Zn系钢板中依然形成有具有钝态皮膜的Al初晶部，据认为在实施涂装后，在涂膜中产生损伤时的耐蚀性(涂装后耐蚀性)的课题没有消除。另外，在专利文献4中公开了一种热浸镀Al-Zn系钢板，其通过添加Bi来破坏Al初晶部的钝态从而提高了涂装后耐蚀性，但据推测通过规定的制造工艺形成的镀层中含有的Al初晶部依然与周围的Zn/Al/MgZn2三元共晶组织相比具有高的电位，据认为其涂装后耐蚀性作为汽车用镀覆钢板并不令人满意。此外，Bi的添加还有可能导致化学转化处理性的降低和制造成本的增加。因此，以往没有开发出涂装后耐蚀性优异的热浸镀Zn系钢板，特别是适合作为汽车用途的热浸镀Zn系钢板并不存在。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-253416号公报专利文献2：国际公开第00/71773号专利文献3：日本特开2001-329383号公报专利文献4：日本特开2015-214749号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术所要解决的课题是提供涂装后耐蚀性优异的热浸镀Zn系钢板。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术者们对镀覆钢板的汽车用途进行研究，对涂装后耐蚀性优异的镀层进行了深入研究，结果发现：在镀层中以面积分率的合计值计含有5％以上的层状Zn相与层状Al相交替地排列而成的片层组织(以下也称为“组织I”)的情况下，涂装后的状态下的涂膜膨胀得以抑制。组织I是通过通常的热浸镀的制造方法得不到的组织，组织I在镀层中的面积分率越高，则镀层的涂装后耐蚀性越提高。由以上的见解发现了能够提供涂装后的状态下的涂膜下腐蚀得以抑制的热浸镀Zn系钢板、特别是汽车用热浸镀Zn系钢板的手段。本专利技术的特征如下所述。(1)一种热浸镀Zn系钢板，其特征在于，其在钢板的表面的至少一部分中具有含有10～40质量％的Al、0.05～4质量％的Si、0.5～4质量％的Mg、剩余部分包含Zn及不可避免的杂质的镀层，上述镀层在镀层截面中含有以面积分率计为5％以上的层状Zn相与层状Al相交替地排列而成的片层组织，将包含Fe、Mn、Ti、Sn、In、Bi、Pb、B中的任一种以上的金属间化合物的合计存在比例以面积分率计限制在3％以下。(2)根据本专利技术的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，上述镀层含有10～30质量％的Al、0.05～2.5质量％的Si、2～4质量％的Mg。(3)根据本专利技术的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，上述镀层含有以面积分率计为20～80％的上述片层组织。(4)根据本专利技术的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，上述镀层含有以面积分率计为40～50％的上述片层组织。(5)根据本专利技术的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，上述镀层含有以面积分率计为20～90％的由Zn相、Al相及MgZn2相构成的Zn/Al/MgZn2三元共晶组织。(6)根据本专利技术的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，在上述镀层与上述钢板的界面处具有厚度为100nm～2μm的由Al-Fe系金属间化合物形成的界面合金层。本专利技术的热浸镀Zn系钢板由于涂装后耐蚀性优异，进而耐崩裂性优异，因此通过实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热浸镀Zn系钢板，其特征在于，其在钢板的表面的至少一部分中具有含有10～40质量％的Al、0.05～4质量％的Si、0.5～4质量％的Mg、剩余部分包含Zn及不可避免的杂质的镀层，/n所述镀层在镀层截面中含有以面积分率计为5％以上的层状Zn相与层状Al相交替地排列而成的片层组织，将包含Fe、Mn、Ti、Sn、In、Bi、Pb、B中的任一种以上的金属间化合物的合计存在比例以面积分率计限制在3％以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热浸镀Zn系钢板，其特征在于，其在钢板的表面的至少一部分中具有含有10～40质量％的Al、0.05～4质量％的Si、0.5～4质量％的Mg、剩余部分包含Zn及不可避免的杂质的镀层，
所述镀层在镀层截面中含有以面积分率计为5％以上的层状Zn相与层状Al相交替地排列而成的片层组织，将包含Fe、Mn、Ti、Sn、In、Bi、Pb、B中的任一种以上的金属间化合物的合计存在比例以面积分率计限制在3％以下。


2.根据权利要求1所述的热浸镀Zn系钢板，其特征在于，所述镀层含有10～30质量％的Al、0.05～2.5质量％的Si、2～4质量％的Mg。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：光延卓哉，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP