(57)【要約】【課題】被覆層の曲げ加工性に優れた溶融Ａｌ系めっき鋼板を実現する。【解決手段】溶融Ａｌ系めっき鋼板（１）は、基材鋼板（１０）の表面に、Ａｌを主体とするめっき層（２１）と、めっき層（２１）と上記表面との間に形成された合金層（２２）とからなる被覆層（２０）を有する。被覆層（２０）は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む。【選択図】図１
2020084223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の表面に、Ａｌを主体とするめっき層と、当該めっき層と前記表面との間に形成された合金層とからなる被覆層を有する溶融Ａｌ系めっき鋼板であって、
前記被覆層は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含むことを特徴とする溶融Ａｌ系めっき鋼板。
【請求項２】
前記合金層は、
Ｃｒ濃度が質量％で２％以上１０％以下であるＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部と、
Ｃｒ組成が１％以下であり、かつ、Ｆｅ濃度が互いに異なる少なくとも２つの層を含むＡｌ−Ｆｅ系合金層とを含み、
厚さが、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の溶融Ａｌ系めっき鋼板。
【請求項３】
質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む溶融Ａｌ系めっき浴に鋼板を浸漬する浸漬工程と、
前記溶融Ａｌ系めっき浴から引き上げられた前記鋼板を冷却する冷却工程とを含む溶融Ａｌ系めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融Ａｌ系めっき鋼板および溶融Ａｌ系めっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融Ａｌ系めっき鋼板は、Ａｌを主体とする溶融めっき浴に鋼板を浸漬させる工程により製造される。当該手法により製造された溶融Ａｌ系めっき鋼板の被覆層は、Ａｌを主とするＡｌめっき層（以下めっき層と称する）、および、被めっき鋼板とＡｌ浴の反応により形成された金属間化合物からなる層（以下、合金層と称する）を有する。溶融Ａｌ系めっき鋼板は、耐食性、耐熱性に優れ、美麗な表面外観を持つことから、自動車用排気部材、熱器具を主体とする家電製品、あるいは屋根、壁等の建築材料として広範な分野で使用されている。
【０００３】
上記のように溶融Ａｌ系めっき鋼板は、広範な分野で使用されていることから、さらなる改良が求められている。例えば、特許文献１、２には、溶融Ａｌ系めっき鋼板の物性（例えば、耐食性、耐熱性）を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−８８７５４号公報
【特許文献２】特開平６−２２８７２５号公報
【特許文献３】特許第４６４４３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、家電製品あるいは建築材料の用途では、主として曲げ加工により所望の形に成形される。溶融Ａｌ系めっき鋼板は、めっき層および合金層が硬いため、厳しい曲げ加工を受けた際にめっき層にクラックが発生し、野外での使用時に加工部から早期に赤錆発生するという問題がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２の技術は、耐食性または耐熱性の向上を目的としており、溶融Ａｌ系めっき鋼板の曲げ加工性を向上させるものではない。
【０００７】
また、特許文献３には、めっき層および合金層からなる被覆層を、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｒ合金とし、合金層がＣｒを含むＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ層と、Ａｌ５Ｆｅ２およびＡｌ３．２ＦｅからなるＡｌ−Ｆｅ層との複層構造としている。これにより、曲げ加工時の割れを各層間で停止、伝播を押え、めっき層が剥離するような割れの発生防止、つまり加工性の向上を図っている。しかしながら、特許文献３の技術では、Ａｌ系めっきの耐食性に悪影響を与えるＺｎを含むことから、長期耐久性は劣るものとなる。
【０００８】
本発明の一態様は、被覆層の曲げ加工性に優れた溶融Ａｌ系めっき鋼板、およびその製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る溶融Ａｌ系めっき鋼板は、鋼板の表面に、Ａｌを主体とするめっき層と、当該めっき層と前記表面との間に形成された合金層とからなる被覆層を有する溶融Ａｌ系めっき鋼板であって、前記被覆層は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む。
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る溶融Ａｌ系めっき鋼板の製造方法は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む溶融Ａｌ系めっき浴に鋼板を浸漬する浸漬工程と、前記溶融Ａｌ系めっき浴から引き上げられた前記鋼板を冷却する冷却工程とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、被覆層の曲げ加工性に優れた溶融Ａｌ系めっき鋼板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における溶融Ａｌ系めっき鋼板の、基材鋼板の表面に対して垂直な断面の模式図である。
【図２】本発明の実施例および比較例としての溶融Ａｌ系めっき鋼板における合金層の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、本明細書中の「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。例えば、明細書中で「１％〜５％」または「１〜５％」と記載されていれば、「１％以上、５％以下」を示す。また、本明細書中では、特に明記しない限り、組成を示す際に用いる「％」は、「質量％」を意味するものとする。
【００１４】
（溶融Ａｌ系めっき鋼板の構造）
図１は、本実施形態における溶融Ａｌ系めっき鋼板１の、基材鋼板１０の表面に対して垂直な断面の模式図である。
【００１５】
図１に示すように、溶融Ａｌ系めっき鋼板１は、基材鋼板１０（鋼板）と、被覆層２０とを有している。
【００１６】
基材鋼板１０は、特に制限されるものではなく、従来から溶融Ａｌ系めっき鋼板のめっき原板として適用されている鋼種をはじめ、用途に応じて種々の鋼種の中から選択することができる。例えば、耐食性を重視する用途ではステンレス鋼板を基材鋼板１０として適用すればよい。基材鋼板１０の板厚は、限定されないが、例えば０.４〜３．２ｍｍとすることができる。
【００１７】
被覆層２０は、Ａｌを主体とするめっき層２１と、合金層２２とを含んでいる。被覆層２０は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む。
【００１８】
被覆層２０中のＡｌの濃度範囲は特に定めないが、７５％よりも大きいことが好ましい。これは、溶融Ａｌ系めっき鋼板において、めっき層のＡｌ濃度が高いほど長期耐久性が優れるためである。
【００１９】
被覆層２０中のＦｅ濃度は、めっき付着量（すなわち、合金層２２の厚さとめっき層２１の厚さとの比）によって変動するため濃度範囲を設定しない。
【００２０】
合金層２２は、めっき層２１と基材鋼板１０の表面との間に形成されている層である。合金層２２は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３と、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４とを含む。
【００２１】
なお、以降における合金層２２の組成の分析は、合金層断面組織のＥＤＳ測定による結果であるが、ＥＤＳ測定以外の分析手法を否定するものではない。
【００２２】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、めっき層２１とＡｌ−Ｆｅ系合金層２４と間に位置しており、めっき層２１と接している。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、２％以上１０％以下のＣｒを含むＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物からなる。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３の代表的な組成は、Ａｌ：６０〜７０％、Ｆｅ：２０％〜３０％、Ｓｉ：５％〜１２％、Ｃｒ：２％〜１０％のである。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物は、その組成より恐らくＡｌ８Ｆｅ２Ｓｉから構成されると考えられる。
【００２３】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、粒状の、Ｃｒを含むＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物（以下では、単にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物と称する）が、めっき層２１とＡｌ−Ｆｅ系合金層２４の間に集合することで形成される。
【００２４】
被覆層２０におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の割合は、被覆層２０中のＣｒ濃度に比例して増加する。そのため、被覆層２０中のＣｒ濃度が低い（具体的には、０．５％以下）と、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物は、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４上に互いに離散した粒状（塊状）に形成される。この場合、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、層状にならず不連続となる。一方で、被覆層２０中のＣｒ濃度が高い（具体的には、０．５％よりも多い）と、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が多量に形成されるため、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、層状（連続）となる。
【００２５】
Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３と、基材鋼板１０との間に位置しており、基材鋼板１０と接している。Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４は、第１層２５と第２層２６とを含む。Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４は、Ｃｒの含有量が１％以下となっている。
【００２６】
第１層２５は、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４における、溶融Ａｌ系めっき鋼板１の表層側に位置している。第１層２５の代表的な組成は、Ａｌ：５５％〜７０％、Ｆｅ：３０％〜４０％、Ｓｉ：０．５％〜４％、Ｃｒ：０．１％〜１．０％である。第１層２５は、その組成より恐らくＡｌ１３Ｆｅ４から構成されると考えられる。
【００２７】
第２層２６は、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４における、溶融Ａｌ系めっき鋼板１の鋼板側に位置している。第２層２６の代表的な組成は、Ａｌ：４５〜６０％、Ｆｅ：４０％〜５０％、Ｓｉ：０．５％〜５％、Ｃｒ：０．０５％〜０．７％である。第２層２６は、その組成より恐らくＡｌ５Ｆｅ２から構成されると考えられる。
【００２８】
（溶融Ａｌ系めっき鋼板の製造方法）
溶融Ａｌ系めっき鋼板１の製造方法は、浸漬工程と、冷却工程とを含む。
【００２９】
浸漬工程は、質量％で、溶融Ａｌ系めっき浴（以下では、単にめっき浴と呼称する）に基材鋼板１０を浸漬する工程である。
【００３０】
本実施形態におけるめっき浴は、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む。なお、溶融Ａｌ系めっき鋼板１の成分組成は、めっき浴の組成とほぼ同一となる。ＣｒおよびＳｉの組成を上記のように設定する理由については後述する。
【００３１】
めっき浴中のＦｅ濃度は、実操業における、基材鋼板１０またはめっき設備（具体的には、めっき釜、浸漬ロール）などからのめっき浴中への鉄の溶出と、浸漬工程後に鋼板により持ち出されるめっき浴を補充するために供給される新浴(Ｆｅをほとんど含まない)による希釈とのバランスで決まる。めっき浴中のＦｅ濃度は、めっき浴温度などの操業条件によるが、通常は１．５％〜３．０％の範囲に収まる。
【００３２】
めっき浴中には必要に応じて、製造性や耐食性向上を目的にアルカリ土類金属、または、スパングルの微細化を目的にＴｉおよび／またはＢの添加をしてもよい。この場合、被覆層２０中におけるそれぞれの濃度は１％以下まで添加してもよい。
【００３３】
また、めっき浴中には、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎなどをそれぞれの目的に応じて含ませてもよい。また、これらの元素は、原料などから不可避的に混入する場合もある。これらの元素は、被覆層２０中にそれぞれ最大で１％程度含まれていてもよい。
【００３４】
めっき浴の融点は、その浴組成により変化するが、おおむね６００〜６４０℃である。そのため、当該融点に合わせてめっき浴の温度を６５０℃〜７００℃に設定すればよい。
【００３５】
浸漬工程において、めっき浴浸漬直前の基材鋼板１０の温度は、６２０℃〜７００℃であることが好ましい。これは、基材鋼板１０の温度が６２０℃未満では、めっき浴と基材鋼板１０との反応が十分に進行せず、被覆層２０と基材鋼板１０とを十分に密着させることができない恐れがあるためである。一方で、基材鋼板の温度が７００℃を超えると、過剰な厚さの合金層２２が形成される虞がある。また、めっき浴温度から１００℃以上異なるような、極端に離れた温度の基材鋼板１０を連続的にめっき浴に浸漬・通過させることは、めっき浴温度の管理上、大きな困難を伴う。
【００３６】
基材鋼板１０のめっき浴への浸漬時間は、１秒〜５秒とすることが好ましい。浸漬時間が１秒未満では、めっき浴と基材鋼板１０の反応時間が十分に確保されず、被覆層２０と基材鋼板１０とを十分に密着させることができない虞がある。また、浸漬時間が５秒を超えると、過剰な厚さの合金層２２を形成する虞がある。
【００３７】
基材鋼板１０へのめっき付着量は、特に限定されるものでは無いが、片面付着量で１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。片面付着量が１０ｇ／ｍ２未満では、曲げ加工時に合金層２２に生じるクラックの幅に対してめっき層２１が薄くなりすぎるため、めっき層２１が伸びて鋼素地を被覆することが難しくなってしまう。また、片面付着量が２００ｇ／/ｍ２を超えると、めっき層２１が厚くなりすぎるため、曲げ加工時に生じる応力によりめっき層２１にクラックが発生しやすくなる。
【００３８】
冷却工程は、前記溶融Ａｌ系めっき浴から引き上げられた基材鋼板１０を冷却する工程である。冷却工程において、めっき浴から基材鋼板１０を引き上げた時点から凝固までの冷却速度を５℃／秒〜３０℃／秒（より好ましくは、１０℃／秒〜２０℃／秒）とすることにより、溶融Ａｌ系めっき鋼板１を製造することができる。
【００３９】
以上のように、溶融Ａｌ系めっき鋼板１は、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含むめっき浴を用いて製造される。換言すれば、溶融Ａｌ系めっき鋼板１の被覆層２０は、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む。
【００４０】
上記の製造方法で製造された溶融Ａｌ系めっき鋼板１における合金層２２は、Ｃｒ濃度が質量％で２％以上１０％以下であるＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３と、Ｃｒ組成が１％以下であり、かつ、Ｆｅ濃度が互いに異なる少なくとも２つの層（すなわち、第１層２５および第２層２６）を含むＡｌ−Ｆｅ系合金層とを含む。
【００４１】
また、上記の製造方法で製造された溶融Ａｌ系めっき鋼板１の合金層２２の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下となる。なお、合金層２２の厚さが過剰に厚く、１０μｍを超えると被覆層２０の曲げ加工性が劣ってくる。被覆層２０と基材鋼板１０との密着性および、被覆層２０の曲げ加工性の観点から、合金層２２の厚さは、２μｍ以上６μｍ以下であることがより好ましい。
【００４２】
本発明者らは、上記の構成を有する溶融Ａｌ系めっき鋼板１の被覆層２０の曲げ加工性が高いことを見出した。曲げ加工性が高くなるメカニズムは明らかではないが、以下の事由の複合的な効果によるものであると考えられる。なお、本発明の効果は、下記の理論によって制限されるものではない。
【００４３】
すなわち、めっき浴にＣｒを添加することにより、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の生成自由エネルギーが低下する。その結果、基材鋼板１０をめっき浴から引き上げた後の冷却過程時に、めっき層２１と基材鋼板１０との界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が析出する。そして、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が析出する際に、めっき層２１中のＳｉは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物に移行する。換言すれば、Ｓｉは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３に濃化される。その結果、凝固後のめっき層２１中におけるクラックの起点となる析出Ｓｉ量を少なくすることができる。すなわち、曲げ加工時にめっき層２１にクラックが発生することを抑制することができる。
【００４４】
さらに、めっき層２１中のＳｉがＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物に移行するため、めっき層２１の主成分であるＡｌの延性を低下させる要因となる固溶Ｓｉの量を低減することができる。そのため、曲げ加工時にめっき層２１が伸び、合金層２２に生じたクラックを覆うことで、早期赤錆発生につながる鋼素地の露出を防止すると考えられる。
【００４５】
また、上記の製造方法で製造された溶融Ａｌ系めっき鋼板１では、合金層２２が、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３、ならびに、Ｆｅ濃度が互いに異なる、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４の第１層２５および第２層２６から構成される複層構造となっている。これにより、曲げ加工時にクラックが発生した際に、層間の界面におけるクラックの進行の停止、各層における内部応力の緩和、界面での横領の低減が発生していると考えられる。
【００４６】
ここで、針状のＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物、または、針状のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物のＡｌ地金中への析出は、地金の機械的性質に悪影響を与えることは広く知られている。そのため、Ａｌ鋳造の分野では、再生Ａｌの利用にあたり、Ａｌ溶湯にＣｒまたはＭｎを添加することにより、析出する針状のＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物、または析出する針状のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物を、塊状に変化させることにより機械的性質を改善することが一般的に行われている。本実施形態における製造方法においても、めっき浴にＣｒを添加することから、同様の効果がめっき層に発現していると推測される。
【００４７】
また、合金層２２においてＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３を十分に形成させるためには、めっき浴中のＣｒ濃度を０．１５％以上にする必要がある。逆に言えば、めっき浴中のＣｒ濃度を０．１５％以上にすることによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３を十分に形成されることができる。換言すれば、被覆層２０中のＣｒの濃度を０．１５％以上とすることによって、溶融Ａｌ系めっき鋼板１におけるＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３の量を十分に確保することができ、それゆえ、被覆層２０の曲げ加工性を良好なものとすることができる。なお、めっき浴中のＣｒ濃度が５％を超えると、めっき浴からのドロス発生量が増大してしまう。以上のことから、めっき浴中のＣｒ濃度（または、被覆層２０のＣｒ濃度）は、０．１５％以上５％以下であることが好ましい。
【００４８】
なお、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３は、被覆層２０中のＣｒ濃度により形態が変化するが、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３を形成するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の長軸径は、１．５μｍ以上であり、かつ、アスペクト比が０．４以上であることが好ましい。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物が上記の形状を有することにより、被覆層２０の曲げ加工性を良好なものとすることができる。
【００４９】
また、めっき浴には、浸漬工程および冷却工程における合金層２２の成長を制御するためにＳｉが含まれている。めっき浴に含まれるＳｉの量は、１．０％以上、７．０％以下であることが好ましい。めっき浴中のＳｉ濃度が１．０％未満である場合、合金層２２の成長を抑制できず、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４が過剰に厚く形成されてしまう。その結果、被覆層２０の曲げ加工性が劣化する。また、めっき浴中のＳｉ濃度が７．０％よりも多い場合、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４が形成されず、合金層がＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物からなる単相となる。すなわち、Ａｌ−Ｆｅ系合金層２４が、Ｆｅ濃度が互いに異なる２層以上の複層構造とはならないため、被覆層２０の良好な曲げ加工性が得られない。以上のことから、めっき浴中のＳｉ濃度（または、被覆層２０のＳｉ濃度）は、１．０％以上７．０％以下であることが好ましい。
【００５０】
また、めっき層の主成分であるＡｌ中にＳｉが固溶すると、Ａｌの硬さが増し、それに伴い延性が低下する。そのため、合金層２２の成長を十分に抑制し、かつ、めっき層２１の延性を向上させるためには、被覆層２０中のＳｉ濃度は、２．０％以上５．０％以下であることがより好ましい。
【００５１】
（付記事項）
一方、本発明は、質量％で、０．１５％以上５％以下のＣｒ、および、１．０％以上７．０％以下のＳｉを含む溶融Ａｌ系めっき浴に鋼板を浸漬させて冷却させる際に、めっき浴中のＳｉがＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部２３に濃化することを、発明者らが鋭意研究の結果見出すことにより、完成させたものである。
【００５２】
ここで、特許文献３には、合金層がＣｒを含むＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ層と、Ａｌ５Ｆｅ２およびＡｌ３．２ＦｅからなるＡｌ−Ｆｅ層との複層構造となっており、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ層にＣｒが濃化していることが開示されている。
【００５３】
しかしながら、特許文献３の技術は、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板に関するものであり、本願の溶融Ａｌ系めっき鋼板に関するものではない。したがって、本発明は、特許文献３に基づいて創作することができない、全く別の発明であることを付言する。
【００５４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００５５】
本発明の発明例および比較例として、表１に示す化学組成を有する冷延焼鈍鋼板（寸法：１３０ｍｍ×４０ｍｍ、板厚：０．８ｍｍ）を基材鋼板として、溶融Ａｌ系めっき鋼板を作製した。なお、表１に示す数値は、質量％の値である。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
溶融Ａｌ系めっき鋼板は、以下のようにして作製した。まず、めっき試験シミュレータ（レスカ製）を用いて、基材鋼板を５０ｖｏｌ％Ｈ２−Ｎ２雰囲気下にて７２０℃に昇温し、１５秒保持することにより還元加熱を施した後、表２に示す組成となるように建浴した溶融Ａｌ系めっき浴に基材鋼板を浸漬した。なお、表２に示す数値は、質量％の値である。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
次に、基材鋼板を溶融Ａｌ系めっき浴から引き上げ、冷却することにより溶融Ａｌ系めっき鋼板を作製した。溶融Ａｌ系めっき浴のデータ、および、冷却条件を表３に示す。
【００６０】
【表３】
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【００６１】
（曲げ加工性試験）
作製した溶融Ａｌ系めっき鋼板を４０ｍｍ×４０ｍｍの大きさに切断した後、２Ｔの１８０°曲げ加工を行った。曲げ加工後の溶融Ａｌ系めっき鋼板を樹脂埋めした後研磨を施して断面観察用のサンプルとした。発明例および比較例の各サンプルは、それぞれ３個ずつ作製した。作製したサンプルを、光学顕微鏡を用いて２００倍の視野にて、曲げ加工部のクラックを観察し、以下に示す基準で加工性を評価した。試験結果を表４に示す。
○：被覆層表層から鋼素地に到達するクラックなし
×：被覆層表層から鋼素地に到達するクラックあり。
【００６２】
本明細書では、溶融Ａｌ系めっき鋼板の曲げ加工の程度を示す単位として、Ｔを使用する。１Ｔ曲げとは、めっき鋼板を曲げた場合に互いに対向する対向面の間に、当該めっき鋼板１枚分の隙間が形成されるように曲げる曲げ方を意味する。すなわち、２Ｔ曲げとは、当該めっき鋼板２枚分の厚みに等しい隙間が形成されるように曲げることになる。
【００６３】
(合金層の構造の特定)
上記断面観察用のサンプルを４８％のＨＦ溶液２ｍｌおよびグリセリン２０ｍｌを混合した溶液に２ｓ〜１０ｓ浸漬しエッチングを施した後、光学顕微鏡または電子顕微鏡(ＳＥＭ)にて観察することにより、合金層の厚さおよび合金層の構造を調査した。なお、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部が不連続である場合は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部の面積を算出し、当該面積となる均一な層の厚さをＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部の厚さとした。合金層の構造および合金層の厚さを表４に示す。なお、表４に示す合金層の構造は、以下の通りである、また、それぞれの合金層の構造の模式図を図２に示す。
Ａ：連続したＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部（Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ）および２層のＡｌ−Ｆｅ系合金層(Ａｌ１３Ｆｅ４およびＡｌ５Ｆｅ２)からなる複層構造
Ｂ：不連続なＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部（Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ）および２層のＡｌ−Ｆｅ系合金層(Ａｌ１３Ｆｅ４およびＡｌ５Ｆｅ２)からなる複層構造
Ｃ：２層のＡｌ−Ｆｅ系合金層(Ａｌ１３Ｆｅ４およびＡｌ５Ｆｅ２)からなる複層構造
Ｄ：Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金層の単層構造(Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ)。
【００６４】
(被覆層に含有されるＳｉおよびＣｒの量の測定)
被覆層に含有されるＳｉおよびＣｒの量を以下のようにして測定した。まず、作製した溶融Ａｌ系めっき鋼板を所定の大きさに切り出して、切り出し片を作製した。各溶融Ａｌ系めっき鋼板の切り出し片を、それぞれ、濃度２５％のＮａＯＨ溶液（１０ｍｌ）に投入して静置した。次に、ＮａＯＨ溶液を加温して被覆層を溶液に完全に溶解させた。被覆層が全て溶解したことを確認した後、被覆層が溶解除去された切り出し片を溶液から取り出した。次に、この溶液をさらに加温し、液体を蒸発乾固させ、蒸発乾固物を得た。この蒸発乾固物を、混酸（硝酸４０ｍｌと塩酸１０ｍｌとの混合溶液）を用いて加温しながら溶解させ、超純水を加えて２５０ｍｌに定容した。定容後の溶液を、それぞれ溶融Ａｌ系めっき鋼板の組成測定溶液とした。その後、この組成測定溶液について、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ法）によりＳｉおよびＣｒの定量分析を行った。分析結果を表４に示す。なお、Ｎｏ．２４およびＮｏ．２５では、Ｃｒの含有量が分析限界未満であった。
【００６５】
【表４】
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【００６６】
表４に示すように、被覆層中のＣｒの濃度が０．１５％〜５％であり、かつ、Ｓｉの濃度が１％〜７％である、本発明例としてのＮｏ．１〜Ｎｏ．２３の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、合金層が表層側からＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部および２層のＡｌ−Ｆｅ系合金層の複層構造となっており、被覆層の良好な曲げ加工性が得られた。
【００６７】
一方、Ｎｏ．２４〜２６、およびＮｏ３０の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、被覆層中のＣｒ濃度が０．１５％よりも低く、また、Ｓｉ濃度が１％未満または７％を超えていたため、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部および２層のＡｌ−Ｆｅ系合金層の複層構造となっておらず、被覆層の良好な曲げ加工性が得られなかった。
【００６８】
また、Ｎｏ．２７およびＮｏ．２８の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、被覆層中のＣｒ濃度が０．１５％よりも低く、被覆層の良好な曲げ加工性が得られなかった。また、Ｎｏ．２８の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、Ｓｉ濃度が１％未満であったため、１０μｍを超える厚い合金層が形成された。
【００６９】
また、Ｎｏ．２９の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、被覆層中のＳｉ濃度が１％〜７％の範囲内であるが、Ｃｒ濃度が０．１５％よりも低いため、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ部が十分に形成されず、被覆層の良好な曲げ加工性が得られなかった。
【００７０】
Ｎｏ．３１およびＮｏ．３４の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、被覆層中のＣｒ濃度は０．１５％〜５％であるが、Ｓｉ濃度が１％未満であったため、合金層が十分に薄くならず、被覆層の良好な曲げ加工性が得られなかった。
【００７１】
Ｎｏ．３２、Ｎｏ．３３およびＮｏ．３５の溶融Ａｌ系めっき鋼板では、被覆層中のＣｒ濃度は０．１５％〜５％であるが、Ｓｉ濃度が７％を超えていたため、合金層がＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金層の単層構造となり、被覆層の良好な曲げ加工性が得られなかった。
【符号の説明】
【００７２】
１  溶融Ａｌ系めっき鋼板
１０  基材鋼板（鋼板）
２０  被覆層
２１  めっき層
２２  合金層
２３  Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金部
２４  Ａｌ−Ｆｅ系合金層
【図１】
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【図２】
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