(57)【要約】  合金コーティング鋼板およびその製造方法に関し、鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板およびその製造方法を提供することができる。
2019506525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板；および
前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板。
【請求項２】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、
Ａｌ３Ｍｇ２を含むものである、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項３】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
Ｍｇ２Ｓｉを含むものである、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項４】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
不定形である、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、
１重量％以上、および７０重量％以下である、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項６】
前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置する
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層をさらに含むものである、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項７】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置する
Ｍｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものである、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項８】
鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法であるが、
前記合金コーティング鋼板は、
鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、
Ａｌ３Ｍｇ２を含むものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
Ｍｇ２Ｓｉを含むものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
不定形である、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、
１重量％以上、および７０重量％以下である、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記合金コーティング鋼板は、
前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置する
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層をさらに含むものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記合金コーティング鋼板は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置する
Ｍｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；のコーティングは、
物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、
溶融アルミニウムメッキ鋼板である、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１７】
鋼板；
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および
前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、
前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、
前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板。
【請求項１８】
前記コーティング層は、
３つの層に区分され、
前記３つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項１９】
前記コーティング層は、
３つの層に区分され、
前記３つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２０】
前記コーティング層は、
２つの層に区分され、
前記２つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２１】
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２２】
鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２３】
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、
２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、
前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、請求項２２に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２４】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものである、請求項２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２５】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものである、請求項２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２６】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２７】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、
物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものである、請求項２２に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２８】
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；において、
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項２２に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金コーティング鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄は、豊富な資源と優れた特性および安い価格により産業的に最も幅広く用いられる金属である。鉄は、このような利点にもかかわらず、大気中で腐食が発生するという欠点がある。鉄の腐食は、鉄と酸素または水とが電気化学的な反応を起こして鉄イオンが溶出する現象で、このような反応が進むと、溶出した部分に鉄の酸化物（ＦｅＯＯＨ）が生成されるが、これをサビと呼ぶ。鉄のサビは、多様な化学量論の酸化物および水酸化物からなり、時間の経過とともに持続的に酸化が起こることが、鉄の特徴の一つである。鉄は、様々な形態に加工して使用されるが、自動車や建材および家電製品の場合、冷間圧延された鋼板つまり、冷延鋼板が主に用いられている。
鋼板の腐食を防止するための方法として代表的なのが、鋼板の表面に他の金属をメッキすることである。メッキ被膜の種類は、犠牲防食型被膜と遮断防食型被膜とに分けられる。犠牲防食型被膜には、亜鉛やマグネシウム、アルミニウムなどのように鉄より酸化が容易で、サビが発生しやすい金属を被覆することで、被覆した金属が優先的に腐食して鋼板を保護する。遮断防食型被膜は、鉛やスズなど鋼板より腐食しにくい金属で被覆して、水と酸素が鉄に到達しないように遮断するものである。
【０００３】
現在、鋼板の腐食を防止するために最も幅広く行われていることが亜鉛メッキである。亜鉛メッキ鋼板が開発されて以降、耐食性向上のための多様な努力が進められたが、その一つが亜鉛合金を被覆することである。合金を用いた高耐食性物質系には、Ｚｎ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇなどがある。このような亜鉛または亜鉛合金メッキ鋼板は、自動車を含めて建材および家電製品に幅広く用いられている。
【０００４】
アルミニウムも鋼板の腐食防止用に使用されているが、アルミニウムは、亜鉛とは異なってその応用分野がさらに多様である。アルミニウム被膜は、色が美しくて耐食性および耐熱性に優れ、化粧品ケースやアクセサリーなどの装飾用被膜はもちろん、半導体の導電膜、磁性材料や鋼板の保護被膜、温熱系統の家電製品、自動車用マフラなどのコーティングに用いられている。
【０００５】
アルミニウムの被膜は、真空コーティングや電気メッキまたは溶融メッキ方法を利用して製造する。しかし、電気メッキの場合は、その効率が低くて生産性に劣るため、大部分が溶融メッキ法と真空コーティング方法を利用している。
【０００６】
アルミニウムメッキ鋼板は、耐食性に優れているのに対し、被膜に欠陥が発生するとその部位で集中的に腐食が発生するという欠点があるが、これは、アルミニウムが亜鉛に比べて犠牲防食性に劣るからである。したがって、溶融アルミニウムメッキ鋼板の場合、厚さを１５ミクロン（μｍ）以上に厚くしてこれを克服している。溶融アルミニウムメッキ鋼板はまた、高温で工程が行われるので、界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金が作られ、加工性に劣るという欠点がある。
【０００７】
真空コーティングを利用したアルミニウム被膜は、大部分の用途では厚さを薄くして応用されており、耐食性コーティングにおいても数ミクロン程度の厚さにコーティングすることが一般的である。アルミニウム被膜の場合、厚さが数ミクロン以下になると、塩水噴霧試験で７２時間程度で赤サビが発生する。したがって、アルミニウムを耐食性コーティングで鋼板に適用するためには特性の向上が必要である。また、亜鉛に比べて犠牲防食特性が弱いため、一度赤サビが発生すると短時間で全体に広がるという欠点がある。
【０００８】
そこで、上記の問題を解決するための研究が急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一実施形態は、鋼板上に犠牲防食型合金被膜を形成して、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態は、鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板を提供する。
【００１１】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであってもよい。
【００１２】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。
【００１３】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。
【００１４】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。
【００１５】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００１６】
前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００１７】
本発明の他の実施形態は、鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法であるが、前記合金コーティング鋼板は、鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００１８】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであってもよい。
【００１９】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。
【００２０】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。
【００２１】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。
【００２２】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００２３】
前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００２４】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。
【００２５】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態は、鋼板；前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板を提供する。
【００２７】
前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものであってもよい。
【００２８】
前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものであってもよい。
【００２９】
前記コーティング層は、２つの層に区分され、前記２つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３０】
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態は、鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００３２】
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものであってもよい。
【００３３】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものであってもよい。
【００３４】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものであってもよい。
【００３５】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３６】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。
【００３７】
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；において、前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一実施形態は、鋼板上に犠牲防食型合金被膜を形成して、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板およびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】合金コーティング鋼板の製造に用いられる連続コーティング装置の概略模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図６】実施例２のＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真である。
【図７】実施例４の合金コーティング鋼板に対する走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真である。
【図８】実施例２の合金コーティング鋼板に対する透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）写真である。
【図９】実施例１の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。
【図１０】実施例２の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。
【図１１】実施例３の合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。
【図１２】実施例４の合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法に用いられる装置の概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板のコーティング層の概略構成図である。
【図１５】本発明の実施例６、および実施例７の合金コーティング鋼板試験片に対するグロー放電分光器（ｇｌｏｗ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＧＤＬＳ）の分析結果グラフである。
【図１６】本発明の実施例６、および実施例７のＸ線回折（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＸＲＤ）分析結果グラフである。
【図１７】本発明の実施例７の合金コーティング鋼板試験片の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例として提示されるものであり、これによって本発明が制限されず、本発明は後述する請求範囲の範疇によってのみ定義される。
【００４１】
別の定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解される意味で使用できる。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。また、単数形は、文章で特に言及しない限り、複数形も含む。
【００４２】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のところに限定されない。
【００４３】
明細書全体において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上部」にあるとしたり、「〜上」にあるとする時、これは、他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
【００４４】
明細書全体において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上部」にあるとしたり、「〜上」にあるとする時、これは、対象部分の上または下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準として上側に位置することを意味するものではない。
【００４５】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ層」は、当該層がＡからなる場合のみならず、Ａを含む場合も含む。
【００４６】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ−Ｂ合金層」は、当該層がＡ−Ｂ合金からなる場合のみならず、Ａ−Ｂ合金を含む場合も含む。
【００４７】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ−Ｂ−Ｃ合金層」は、当該層がＡ−Ｂ−Ｃ合金からなる場合のみならず、Ａ−Ｂ−Ｃ合金を含む場合も含む。
【００４８】
最近、上記の背景技術で言及した溶融アルミニウムメッキ鋼板が有する問題点を解決するために、シリコンが含有された溶融アルミニウムメッキ鋼板にマグネシウムを添加して、耐食性と共に犠牲防食性を向上させようとする研究が進められている。
【００４９】
一例として、溶融メッキでＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造して、耐食性に優れたコーティング鋼板を製造しようとする研究がある。しかし、溶融メッキ方式で製造する場合、Ｍｇ含有量の制御に限界があり、２０ｇ／ｍ２以下の薄メッキの場合、耐食性が急激に低下するという欠点がある。また、Ｍｇ２Ｓｉ合金相が耐食性向上の役割を果たすと知られているが、この場合、Ｍｇが６％前後の狭い範囲でのみ特性が向上する問題がある。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板は、Ｍｇ２Ｓｉ相がメッキ層に形成され、優れた耐食性を有すると知られている。Ｍｇ２Ｓｉ相は、メッキ層内に面積比で０．５％以上、および３０％以下、Ｍｇ２Ｓｉ相の長径は１０μｍ以下の時、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の耐食性が向上すると報告されている。しかし、溶融メッキ方法で作製されるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板は、作製工程上、Ｍｇ含有量の調節に限界があるため、一定の含有量以上のＭｇ含有量（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を作製することが容易でない。
【００５０】
他の例として、アルミニウムがコーティングされた基板を真空中で３５０以上、および５００以下で加熱した状態で、Ｍｇを蒸着してＡｌ−Ｍｇ合金層を形成する方法に関する研究がある。しかし、この方法は、真空中で高温に加熱された基板にＭｇを蒸着するため、蒸気の損失が発生することがあり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ層については正確な合金相による特性変化資料を提示しにくい問題がある。
【００５１】
本発明は、上述した溶融アルミニウムメッキ鋼板が有する問題点および、Ａｌ−Ｍｇ合金鋼板の問題点を解決するためになされたものであり、本発明は、Ｍｇを溶融メッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でコーティングするため、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層のＭｇ含有量の制御に限界がなく、多様なコーティング層の構造を作製することが可能である。
【００５２】
具体的には、シリコンが含有された溶融アルミニウムメッキ鋼板にマグネシウムを蒸着し、熱処理により多層型の合金被膜を形成して犠牲防食性を付与すると同時に、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板を提供することができる。
【００５３】
以下、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の製造方法および、製造された合金コーティング鋼板について説明する。
【００５４】
本発明の一実施形態は、鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００５５】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【００５６】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよいし、具体的には、メッキ層の総量１００重量％に対して、Ｓｉ：８重量％以上、および１０重量％以下；Ａｌ：８８重量％以上、９０重量％以下；および残部のＦｅからなるものであってもよい。
【００５７】
また、前記アルミニウムメッキ鋼板のメッキ層は、アルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００５８】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。より具体的には、電磁浮上物理気相蒸着（ＥＭＬ−ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。ただし、これに限定するものではなく、電子ビーム蒸発装置、熱蒸発装置、スパッタリングソース、陰極アークソースなどの物理的な方法でＭｇの蒸着が可能であれば、多様な方法を採用してＭｇをコーティングすることができる。
【００５９】
前記熱処理段階での熱処理方法は、誘導加熱装置によれば良いが、これに限定するものではなく、適切な他の熱処理手段を採用することができる。また、誘導加熱方式以外の方式で熱処理を行うと、熱処理方法により熱処理温度が異なる。
【００６０】
図１の装置は、合金コーティング鋼板の製造に用いられる連続コーティング装置の模式図である。ただし、これは製造方法の一例にすぎず、これに限定するものではない。
【００６１】
前記装置は、大気中で溶融アルミニウムメッキ鋼板１７を供給する鋼板供給装置１１と、真空中で鋼板を前処理できる逆マグネトロンスパッタリングソース（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ）１２と、前処理後にＭｇをコーティングする物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）装置１３と、大気中に排出された鋼板を熱処理できる誘導加熱装置１４と、熱処理されたコーティング鋼板を再び巻き戻す鋼板排出装置１５とで構成されている。物理気相蒸着装置１３は、電磁浮上（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ；ＥＭＬ）ソースであってもよい。逆マグネトロンスパッタリングソース１２と物理気相蒸着装置１３は、真空容器１６内に設けられて運用される。
【００６２】
前記装置を用いる例示的な合金コーティング鋼板の製造方法は、次の通りである。まず、溶融アルミニウムメッキ鋼板１７を準備し、前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行うことができる。
【００６３】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置１１を介して移送させながら真空容器１６に供給する。次に、真空容器１６内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソース１２に電力を印加して鋼板表面の清浄を行うことができる。
【００６４】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移送させながら、真空容器１６内に設けられた電磁浮上ソース１３によりＡｌメッキ層上にＭｇを真空コーティングすることができる。
【００６５】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移送させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置１４を用いて一定の温度および時間で熱処理することができる。
【００６６】
熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得ることができる。
【００６７】
以下、上述した製造方法により製造された鋼板について説明する。本発明により明らかにされたコーティング鋼板の特徴は大きく４つに分けられ、本明細書において、これらを本発明の第１実施形態〜第４実施形態という。以下、本発明の第１〜第４実施形態について詳しく説明する。
【００６８】
第１実施形態
【００６９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板２１上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、Ａｌ−Ｍｇ合金相２４からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子２５が含まれている形態であってもよい。
【００７０】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、既存の溶融メッキ方法より高いマグネシウム含有量のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能である。溶融メッキ方法でＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造する場合、工程上、マグネシウム含有量の調節に限界があって、一定の含有量以上のマグネシウム（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の作製が難しい。そのため、メッキ層の構造が、アルミニウムメッキ層の内部にＭｇ−Ｓｉ合金相が粒状で存在する。これによって、粒状のＭｇ−Ｓｉ合金相は、アルミニウムメッキ層の内部に均一に分散分布しにくいため、メッキ層の耐食性の向上に限界がある。また、溶融メッキ工程はＭｇ含有量が制限的であるため、Ａｌ−Ｍｇ合金相の生成が十分に発生せず、Ｍｇ−Ｓｉ合金相の生成位置を制御しにくい問題がある。
【００７１】
反面、前記本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板は、溶融メッキ方法で作製されたメッキ層と異なって、Ａｌ−Ｍｇ合金相で形成されたコーティング層内にＭｇ−Ｓｉ合金粒子が存在するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能であり、後述する実施例に裏付けられるように、犠牲防食性および高耐食特性が実現できる。
【００７２】
より具体的には、前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであり、前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ１２Ｍｇ１７相をさらに含んでもよい。
【００７３】
前記のように、Ａｌ３Ｍｇ２相を含む合金層内にＭｇ２Ｓｉ相の合金粒子を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が形成されることによって、後述する実施例から裏付けられるように、犠牲防食性が増加してメッキ鋼板の耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【００７４】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。不定形のＭｇ−Ｓｉ合金粒子は、表面積が広いため、コーティング層内部の密着力向上効果がある。
【００７５】
また、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ単一層が形成される場合、Ｍｇの十分な拡散によって合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が高い。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が少なすぎる場合、耐食性の向上がわずかでありうる。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が多すぎる場合、犠牲防食性が増加して、速い時間にコーティング層が消耗して耐食性が減少する問題が発生しうる。
【００７６】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のように、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００７７】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【００７８】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式の腐食が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【００７９】
第２実施形態
【００８０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層２６；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層２６上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、Ａｌ−Ｍｇ合金相２４からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子２５が含まれている形態であってもよい。
【００８１】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に関する説明は、前記第１実施形態で説明したものと同じであるので、省略する。
【００８２】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【００８３】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【００８４】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のように、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００８５】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【００８６】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【００８７】
さらに、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および５０重量％以下であってもよい。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が少なすぎる場合、耐食性の向上がわずかでありうる。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が多すぎる場合、犠牲防食性が増加し、速い時間にコーティング層が消耗して耐食性が減少する問題が発生しうる。
【００８８】
第３実施形態
【００８９】
図４は、本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）が存在するものであってもよい。
【００９０】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、従来技術と異なってＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層のマグネシウム含有量の制御に限界がなく、マグネシウムの分布を拡散熱処理などで制御できるため、多様なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の構造を作製することが可能である。
【００９１】
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ層内のＭｇ含有量の勾配が存在することによって、Ｍｇ濃度に応じた多様な合金相が存在して耐食性向上効果を期待することができる。多様な合金相の例として、Ａｌ１２Ｍｇ１７、Ａｌ３Ｍｇ２、Ｍｇ２Ｓｉなどであってもよい。このような合金相がＭｇの濃度勾配に応じて存在すると、各合金相が層状構造を形成するため、コーティング鋼板の腐食が遅延する効果がある。
【００９２】
具体的には、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に減少する形態であってもよい。
【００９３】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に増加する形態であってもよい。
【００９４】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量が最大になる地点を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に増加し、前記Ｍｇ含有量が最大になる地点から減少する形態であってもよい。
【００９５】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内の合金層の表面から内部方向にＭｇ含有量が一定の含有量一定部を含み、前記Ｍｇ含有量は、含有量一定部が終わる地点から増加する形態であってもよい。
【００９６】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内の合金層の表面から内部方向にＭｇ含有量が一定の含有量一定部を含み、前記Ｍｇ含有量は、含有量一定部が終わる地点から減少する形態であってもよい。
【００９７】
前述のように、本発明の合金コーティング鋼板の製造方法によりＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層のマグネシウム含有量の制御に限界がなく、マグネシウムの分布を拡散熱処理などで制御できるため、多様なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の構造を作製することが可能であり、これによって、Ｍｇ濃度が均一な溶融メッキ鋼板とは異なって層状構造の合金層の製造が可能で犠牲防食性と遮断防食性を適切に組み合わせて耐食性を最大化する効果を期待することができる。
【００９８】
また、後述する実施例から裏付けられるように、高耐食性の特性を示す。
【００９９】
前記合金コーティング鋼板は、図４に示していないが、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層をさらに含んでもよい。
【０１００】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【０１０１】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【０１０２】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のようなＡｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１０３】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【０１０４】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【０１０５】
さらに、前記合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態であってもよい。
【０１０６】
このような形態も耐腐食性の向上に寄与し、具体的な内容は、前述した通りである。
【０１０７】
第４実施形態
【０１０８】
図５は、本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３内のＭｇ含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１５重量％以上であってもよい。より具体的には、１５重量％以上、および９０重量％以下であってもよい。
【０１０９】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、既存の溶融メッキ方法より高いマグネシウム含有量のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能である。溶融メッキ方法でＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造する場合、工程上、マグネシウム含有量の調節に限界があって、一定の含有量以上のマグネシウム（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の製造が難しい。
【０１１０】
反面、前記本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板は、溶融メッキ方法で作製されたメッキ層と異なってＭｇ含有量の制御に限界がなく、高含有量のＭｇを有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の製造が可能である。これによって、後述する実施例に裏付けられるように、犠牲防食性および高耐食特性が実現できる。
【０１１１】
前記合金コーティング鋼板は、図５に示していないが、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層をさらに含んでもよい。
【０１１２】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【０１１３】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【０１１４】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のようなＡｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１１５】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【０１１６】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【０１１７】
さらに、前記合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態であってもよい。
【０１１８】
このような形態も耐腐食性の向上に寄与し、具体的な内容は、前述した通りである。
【０１１９】
本発明の一実施形態は、鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【０１２０】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【０１２１】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよいし、具体的には、メッキ層の総量１００重量％に対して、Ｓｉ：８重量％以上、および１０重量％以下；Ａｌ：８８重量％以上、９０重量％以下；および残部のＦｅからなるものであってもよい。
【０１２２】
また、前記アルミニウムメッキ鋼板のメッキ層は、アルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１２３】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。より具体的には、電磁浮上物理気相蒸着（ＥＭＬ−ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。ただし、これに限定するものではなく、電子ビーム蒸発装置、熱蒸発装置、スパッタリングソースなど物理的な方法でＭｇの蒸着が可能であれば、多様な方法を採用してＭｇをコーティングすることができる。
【０１２４】
前記合金メッキ鋼板の製造方法は、より具体的には、前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものであってもよい。
【０１２５】
前記熱処理段階での熱処理方法は、誘導加熱装置によれば良いが、これに限定するものではなく、適切な他の熱処理手段を採用することができる。また、誘導加熱方式以外の方式で熱処理を行うと、熱処理方法により熱処理温度が異なる。
【０１２６】
具体的には、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものであってもよい。
【０１２７】
あるいは、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものであってもよい。
【０１２８】
つまり、鋼板の表面から順にＭｇ層（またはＡｌ−Ｍｇ合金層）／Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層形態の層構造が形成される。これによって、それぞれの層に存在する金属または合金が、腐食を起こす物質が鋼板まで到達することを遮断（Ａｌ−Ｓｉ）する効果が発生する。これに加えて、犠牲防食性（Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ）による腐食防止で、順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示すと判断される。
【０１２９】
また、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【０１３０】
つまり、鋼板の表面から順にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層形態の層構造が形成される。これによって、それぞれの層に存在する金属または合金が、腐食を起こす物質が鋼板まで到達することを遮断（Ａｌ−Ｓｉ）する効果が発生する。これに加えて、犠牲防食性（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）による腐食防止で、順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示すと判断される。
【０１３１】
図１３は、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法に用いられる装置の概略図である。図１を参照して、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法について説明する。
【０１３２】
図１３の装置は、連続コーティング装置で、大気中で溶融アルミニウムメッキ鋼板１１７を供給する鋼板供給装置１１１と、真空中で鋼板を前処理できる逆マグネトロンスパッタリングソース（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ）１１１２と、前処理後にＭｇをコーティングする物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）装置１１１３と、大気中に排出された鋼板を熱処理できる誘導加熱装置１１４と、熱処理されたコーティング鋼板を再び巻き戻す鋼板排出装置１１５とで構成されている。物理気相蒸着装置１１３は、電磁浮上（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ；ＥＭＬ）ソースであってもよい。逆マグネトロンスパッタリングソース１１２と物理気相蒸着装置１１３は、真空容器１１６内に設けられて運用される。
【０１３３】
前記装置を用いる例示的な合金コーティング鋼板の製造方法は、次の通りである。まず、溶融アルミニウムメッキ鋼板１１７を準備し、前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行うことができる。
【０１３４】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置１１１を介して移送させながら真空容器１１６に供給する。次に、真空容器１１６内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソース１１２に電力を印加して鋼板表面の清浄を行うことができる。
【０１３５】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移送させながら、真空容器１１６内に設けられた電磁浮上ソース１１３によりＡｌメッキ層上にＭｇを真空コーティングすることができる。
【０１３６】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移送させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置１１４を用いて一定の温度および時間で熱処理することができる。
【０１３７】
熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得ることができる。
【０１３８】
以下、上述した合金コーティング鋼板の製造方法により製造される合金コーティング鋼板について詳しく説明する。
【０１３９】
本発明の他の実施形態は、鋼板；前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板を提供する。
【０１４０】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【０１４１】
具体的には、前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものであってもよい。
【０１４２】
あるいは、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものであってもよい。
【０１４３】
より具体的には、相対的に低温の温度で熱処理する場合、鋼板表面のＭｇコーティング層のＭｇの一部がアルミニウムメッキ層内に拡散し、拡散していないＭｇは表面に残ってＭｇ層が残っていることがある。あるいは、表面のＭｇ層は無くなり、表面にＡｌ−Ｍｇ合金層が形成される。
【０１４４】
また、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；は、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相を含むものであってもよい。
【０１４５】
前記のように表面のＭｇ層、またはＡｌ１２Ｍｇ１７相を含むＡｌ−Ｍｇ合金層を含むことによって、メッキ層の遮断防食による耐食性とともに犠牲防食性が与えられて耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【０１４６】
前記コーティング層は、２つの層に区分され、前記２つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【０１４７】
具体的には、相対的に高い温度で熱処理した結果、表面のＭｇがコーティング層の内部に拡散する量が増加して表面のＭｇコーティング層が無くなり、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層により深く拡散するため、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して相対的に低くなる。これによって、Ｍｇ含有量が高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が無くなり、Ａｌ３Ｍｇ２相が形成される。また、高いＭｇ含有量でＳｉおよびＭｇが反応してＭｇ２Ｓｉ相が形成される。
【０１４８】
前記のように、Ｍｇ２Ｓｉ相、およびＡｌ３Ｍｇ２相を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；が形成されることによって、犠牲防食性が増加してメッキ鋼板の耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【０１４９】
また、Ａｌを含むメッキ層は、鋼板へのアルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１５０】
図１４は、このような熱処理温度範囲の調節により形成できる合金コーティング鋼板の概略構成図である。
【０１５１】
図１４を参照して、本発明の一実施形態に係る具体的な合金コーティング鋼板の構造をさらに説明する。
【０１５２】
図１４において、１２０は冷延鋼板、１２１はＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、そして１２２はＡｌ−Ｓｉ合金層を示し、１２５は溶融アルミニウムメッキ鋼板の一般的な構造である。また、１２６は本発明の一実施形態で形成されたコーティング層である。
【０１５３】
溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングした後、３００で熱処理すると、図１４（ａ）のように、表面のＭｇコーティング層がＡｌ−Ｓｉ合金層１２２と反応してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１２３を形成する。３００の熱処理温度では、表面にＭｇがそのまま残っており、Ａｌ−Ｓｉ合金層も存在する３層構造を示す。
【０１５４】
図１４（ｂ）は、Ｍｇを溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングした後、３７５で熱処理したコーティング層構造の概略図である。溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングされたＭｇが３７５で熱処理するとすべてＡｌ−Ｓｉ合金層１２２に拡散する。表面に存在するＭｇコーティング層のＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層にすべて拡散してＭｇ層が無くなり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１２３およびＡｌ−Ｓｉ層１２２のみが残る。しかし、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層との界面まで拡散せず、Ａｌ−Ｓｉ合金層が残っている。
【０１５５】
以下、本発明の好ましい実施例および比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例に過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【０１５６】
実施例：合金コーティング鋼板の製造
【０１５７】
実施例１
冷延鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Ａｌメッキ層の厚さは約６ｕｍであった。
【０１５８】
前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行った。
【０１５９】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置を介して真空容器に供給しながら、真空容器内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソースで鋼板表面の清浄を行った。
【０１６０】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移動させながら、真空容器内に設けられた電磁浮上ソースによりＡｌメッキ層上にＭｇを１．０ｕｍの厚さに真空コーティングした。
【０１６１】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移動させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置を用いて熱処理した。熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得た。
【０１６２】
実施例２
前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６３】
実施例３
前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６４】
実施例４
Ａｌメッキ層上にＭｇを１．５ｕｍの厚さに真空コーティングした点を除けば、前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６５】
比較例１
鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
【０１６６】
比較例２
片面メッキ量４０ｇ／ｍ２の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１６７】
比較例３
片面メッキ量１３７．５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１６８】
前記実施例１〜４、および比較例１〜３で製造された試験片に関する情報を下記表１にまとめた。
【０１６９】
【表１】
2019506525.tif 000003
【０１７０】
実験例
【０１７１】
実験例１：走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真の観察
図６は、実施例２のＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
【０１７２】
図６（ａ）は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングし、熱処理を行っていない鋼板の走査電子顕微鏡写真で、冷延鋼板５１、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層５２、Ａｌ−Ｓｉ合金層５３、そしてＭｇコーティング層５４を区分することができる。
【０１７３】
図６（ｂ）は、熱処理を行った実施例２の走査電子顕微鏡写真で、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層５５を形成したことを確認することができる。
【０１７４】
図７は、前記実施例４で製造された合金コーティング鋼板の走査電子顕微鏡写真である。コーティング層内の各成分の含有量をそれぞれ異なる線（ｌｉｎｅ）で表示した。図７から分かるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から一定の深さまでＭｇの含有量が高く維持され、その後に鋼板との界面方向に減少することを確認することができる。また、Ａｌ−Ｓｉメッキ層が存在することも確認することができる。
【０１７５】
実験例２：透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）写真の観察
図８は、実施例２で製造された合金コーティング鋼板に対するＴＥＭ写真である。図８において、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２相を含む合金層内に、Ｍｇ２Ｓｉ合金粒子が存在する形態であることを確認することができる。
【０１７６】
実験例３：ＸＲＤ分析
前記実施例１および実施例２で製造された合金コーティング鋼板について、Ｘ−Ｒａｙ回折装置（装置名：Ｄ／ＭＡＸ−２５００Ｖ−ＰＣ、製造会社：Ｒｉｇａｋｕ）を用いてＸＲＤ分析を行った。
【０１７７】
図９は、実施例１の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。図９に示されるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２合金相とＭｇ２Ｓｉ合金相とからなることが分かる。
【０１７８】
図１０は、実施例２の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。図１０に示されるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２合金相とＭｇ２Ｓｉ合金相とからなることが分かる。また、純粋なＡｌ相とＳｉ相は、Ａｌ−Ｓｉ合金層に存在する純粋な金属が検出されたと判断される。
【０１７９】
実験例４：グロー放電分光器分析
前記実施例３で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器（装置名：ＧＤＳ８５０Ａ、製造会社：ＮＥＣＯ）を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
【０１８０】
その結果を図１１に示した。図１１に示されるように、熱処理によりＭｇが溶融アルミニウムメッキ層に拡散したことを確認することができる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面ではＭｇの含有量が高く、鋼板との界面方向に線形的に減少することを確認することができる。さらに、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇの含有量が１５重量％以上であることを確認することができる。
【０１８１】
図１２は、前記実施例４で製造された合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。図１２に示されるように、熱処理によりＭｇが溶融アルミニウムメッキ層に拡散したことを確認することができる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から一定の深さまでＭｇの含有量が増加し、その後に鋼板との界面方向に減少することを確認することができる。さらに、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇの含有量が１５重量％以上であることを確認することができる。
【０１８２】
実験例５：耐食性評価
前記実施例１〜４、および比較例１〜３の鋼板試験片について、塩水噴霧試験（ＡＳＴＭ  Ｂ−１１７）方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表２に示した。
【０１８３】
【表２】
2019506525.tif 000004
【０１８４】
前記表２から分かるように、比較例１〜３は、１００時間にもならないうちに赤サビが発生した。反面、実施例１〜４は、比較例に比べて最小１０倍以上、最大約９０倍以上の耐食性を有することを確認することができた。
【０１８５】
これによって、本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層を有する合金コーティング鋼板は、従来の合金コーティング鋼板に比べて非常に向上した耐食性を有し、高耐食性が要求される製品の表面処理に有用に適用できると期待される。
【０１８６】
実施例５
冷延鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Ａｌメッキ層の厚さは約６ｕｍであった。
【０１８７】
前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行った。
【０１８８】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置を介して真空容器に供給しながら、真空容器内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソースで鋼板表面の清浄を行った。
【０１８９】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移動させながら、真空容器内に設けられた電磁浮上ソースによりＡｌメッキ層上にＭｇを０．５ｕｍの厚さに真空コーティングした。
【０１９０】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移動させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置を用いて３７５で熱処理した。熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得た。
【０１９１】
実施例６
Ｍｇを１ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３００で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９２】
実施例７
Ｍｇを１ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３７５で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９３】
実施例８
Ｍｇを１．５ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３７５で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９４】
比較例４
鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
【０１９５】
比較例５
片面メッキ量４０ｇ／ｍ２の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１９６】
比較例６
片面メッキ量１３７．５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
前記実施例５〜４、および比較例４〜３で製造された試験片に関する情報を下記表３にまとめた。
【０１９７】
【表３】
2019506525.tif 000005
【０１９８】
実験例６：グロー放電分光器分析
前記実施例６および実施例７で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器（装置名：ＧＤＳ８５０Ａ、製造会社：ＮＥＣＯ）を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
【０１９９】
その結果は図１５に示した。図１５において、３１はＭｇ、３２はＡｌ、３３はＳｉ、３４はＦｅを示す。
【０２００】
図１５（ａ）は、３００で熱処理を行った実施例６の合金メッキ鋼板に対する分析結果である。これによって、コーティング層の表面にＭｇが存在するが、一部のＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散したことを確認することができる。
【０２０１】
図１５（ｂ）は、３７５で熱処理を行った実施例７の合金メッキ鋼板に対する分析結果である。これによって、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングされたＭｇがすべてＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散したことが分かる。しかし、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層との界面まで拡散しておらず、Ａｌ−Ｓｉ合金層が残っていることが分かる。
【０２０２】
実験例７：ＸＲＤ分析結果
前記実施例６および実施例７で製造された合金コーティング鋼板について、Ｘ−Ｒａｙ回折装置（装置名：Ｄ／ＭＡＸ−２５００Ｖ−ＰＣ、製造会社：Ｒｉｇａｋｕ）を用いてＸＲＤ分析を行った。
【０２０３】
分析結果は図１６に示した。
【０２０４】
３００で熱処理を行った実施例６は、Ｍｇ相、Ａｌ相、そしてＡｌ１２Ｍｇ１７相が混在していることを確認することができる。拡散熱処理温度１５００では、Ｍｇがコーティング層の最上層にそのまま残っており、一部がＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散するため、Ｍｇ相とＡｌ相、そしてＭｇ含有量がＡｌ含有量と比較して高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が観察されると判断される。
【０２０５】
３７５で熱処理を行った実施例７は、Ｍｇ相が観察されず、Ａｌ相、Ａｌ３Ｍｇ２相、そしてＭｇ２Ｓｉ相が混在していることを確認することができる。Ｍｇ相が観察されないのは、Ａｌ−Ｓｉ合金層にすべて拡散したためと判断され、Ａｌ−Ｓｉ合金層に存在するＳｉとＭｇが反応してＭｇ２Ｓｉ相が現れたと見られる。３７５で熱処理すると、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層により深く拡散して、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して低くなり、これによってＭｇ含有量が高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が無くなり、Ａｌ３Ｍｇ２相が現れると判断される。
【０２０６】
実験例８：走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真の観察
図１７は、１ｕｍのＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
【０２０７】
図１７（ａ）は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングし、熱処理を行っていない鋼板の走査電子顕微鏡写真で、冷延鋼板１５１、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層１５２、Ａｌ−Ｓｉ合金層１５３、そしてＭｇコーティング層１５４を区分することができる。
【０２０８】
図１７（ｂ）は、３７５で熱処理を行った実施例７の走査電子顕微鏡写真で、Ｍｇコーティング層１５４とＡｌ−Ｓｉ合金層１５３との界面が明らかに区分されず、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１５５を形成したことを確認することができる。
【０２０９】
実験例９：耐食性評価
前記実施例５〜８、および比較例４〜６の鋼板試験片について、塩水噴霧試験（ＡＳＴＭ  Ｂ−１１７）方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表４に示した。
【０２１０】
【表４】
2019506525.tif 000006
【０２１１】
熱処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング鋼板は、Ｍｇコーティング層の厚さに応じて大差を示しておらず、塩水噴霧試験を始めてから約１４６４〜１５３６時間後に赤サビが発生したことを確認することができる。これは、Ｍｇがコーティングされていない比較例４の溶融アルミニウムメッキ鋼板と比較して３０倍以上向上した耐食性を示すものである。３７５で熱処理された試験片が、３００で熱処理された試験片より比較的優れた耐食性を示した。
【０２１２】
コーティング層構造としては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層とＡｌ−Ｓｉ合金層が共存する構造であり、コーティング層にＡｌ相、Ａｌ３Ｍｇ２相、そしてＭｇ２Ｓｉ相が適切な比率で混合されている時、最も優れた耐食性を示すことが確認された。
【０２１３】
実験例１０：コーティング層内のＭｇの含有量分布分析
グロー放電分光器でコーティング層を分析すると、コーティング層の表面からコーティング層と鋼板との界面方向にＭｇ含有量を数値的に確認することができる。図１５に示すコーティング層のグロー放電分光結果をみると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除いて３層構造を有するコーティング層は、純粋なＭｇ層とＡｌ−Ｍｇ層に大部分のＭｇが分布している。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除けば全体厚さの約２０％を占めるコーティング層の表面に９０重量％のＭｇが分布している。
【０２１４】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除いて２層構造を有するコーティング層は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除けば全体厚さの約４０％を占めるコーティング層に平均４０重量％のＭｇが分布している。
【０２１５】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施例はあらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【０２１６】
１１：鋼板供給装置
１２：逆マグネトロンスパッタリングソース
１３：物理気相蒸着装置
１４：誘導加熱装置
１５：鋼板排出装置
１６：真空容器
１７：溶融アルミニウムメッキ鋼板
２１：鋼板
２２：Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層
２３：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
２４：Ａｌ−Ｍｇ合金相
２５：Ｍｇ−Ｓｉ合金相
２６：Ａｌ−Ｓｉ合金層
４１：アルミニウム（Ａｌ）
４２：マグネシウム（Ｍｇ）
４３：シリコン（Ｓｉ）
４４：鉄（Ｆｅ）
５１：冷延鋼板
５２：Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層
５３：Ａｌ−Ｓｉ合金層
５４：Ｍｇ層
５５：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
１１１：鋼板供給装置
１１２：逆マグネトロンスパッタリングソース
１１３：物理気相蒸着装置
１１４：誘導加熱装置
１１５：鋼板排出装置
１１６：真空容器
１１７：溶融アルミニウムメッキ鋼板
１２０：冷延鋼板
１２１：Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層
１２２：Ａｌ−Ｓｉ合金層
１２３：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
１２４：Ｍｇコーティング層
１２５：溶融アルミニウムメッキ鋼板
１２６：コーティング層
１３１：マグネシウム（Ｍｇ）
１３２：アルミニウム（Ａｌ）
１３３：シリコン（Ｓｉ）
１３４：鉄（Ｆｅ）
１５１：冷延鋼板
１５２：Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層
１５３：Ａｌ−Ｓｉ合金層
１５４：Ｍｇコーティング層
１５５：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
【図１】
2019506525.tif 000007
【図２】
2019506525.tif 000008
【図３】
2019506525.tif 000009
【図４】
2019506525.tif 000010
【図５】
2019506525.tif 000011
【図６（ａ）】
2019506525.tif 000012
【図６（ｂ）】
2019506525.tif 000013
【図７】
2019506525.tif 000014
【図８】
2019506525.tif 000015
【図９】
2019506525.tif 000016
【図１０】
2019506525.tif 000017
【図１１】
2019506525.tif 000018
【図１２】
2019506525.tif 000019
【図１３】
2019506525.tif 000020
【図１４】
2019506525.tif 000021
【図１５（ａ）】
2019506525.tif 000022
【図１５（ｂ）】
2019506525.tif 000023
【図１６】
2019506525.tif 000024
【図１７（ａ）】
2019506525.tif 000025
【図１７（ｂ）】
2019506525.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月22日(2018.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金コーティング鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄は、豊富な資源と優れた特性および安い価格により産業的に最も幅広く用いられる金属である。鉄は、このような利点にもかかわらず、大気中で腐食が発生するという欠点がある。鉄の腐食は、鉄と酸素または水とが電気化学的な反応を起こして鉄イオンが溶出する現象で、このような反応が進むと、溶出した部分に鉄の酸化物（ＦｅＯＯＨ）が生成されるが、これをサビと呼ぶ。鉄のサビは、多様な化学量論の酸化物および水酸化物からなり、時間の経過とともに持続的に酸化が起こることが、鉄の特徴の一つである。鉄は、様々な形態に加工して使用されるが、自動車や建材および家電製品の場合、冷間圧延された鋼板つまり、冷延鋼板が主に用いられている。
鋼板の腐食を防止するための方法として代表的なのが、鋼板の表面に他の金属をメッキすることである。メッキ被膜の種類は、犠牲防食型被膜と遮断防食型被膜とに分けられる。犠牲防食型被膜には、亜鉛やマグネシウム、アルミニウムなどのように鉄より酸化が容易で、サビが発生しやすい金属を被覆することで、被覆した金属が優先的に腐食して鋼板を保護する。遮断防食型被膜は、鉛やスズなど鋼板より腐食しにくい金属で被覆して、水と酸素が鉄に到達しないように遮断するものである。
【０００３】
現在、鋼板の腐食を防止するために最も幅広く行われていることが亜鉛メッキである。亜鉛メッキ鋼板が開発されて以降、耐食性向上のための多様な努力が進められたが、その一つが亜鉛合金を被覆することである。合金を用いた高耐食性物質系には、Ｚｎ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇなどがある。このような亜鉛または亜鉛合金メッキ鋼板は、自動車を含めて建材および家電製品に幅広く用いられている。
【０００４】
アルミニウムも鋼板の腐食防止用に使用されているが、アルミニウムは、亜鉛とは異なってその応用分野がさらに多様である。アルミニウム被膜は、色が美しくて耐食性および耐熱性に優れ、化粧品ケースやアクセサリーなどの装飾用被膜はもちろん、半導体の導電膜、磁性材料や鋼板の保護被膜、温熱系統の家電製品、自動車用マフラなどのコーティングに用いられている。
【０００５】
アルミニウムの被膜は、真空コーティングや電気メッキまたは溶融メッキ方法を利用して製造する。しかし、電気メッキの場合は、その効率が低くて生産性に劣るため、大部分が溶融メッキ法と真空コーティング方法を利用している。
【０００６】
アルミニウムメッキ鋼板は、耐食性に優れているのに対し、被膜に欠陥が発生するとその部位で集中的に腐食が発生するという欠点があるが、これは、アルミニウムが亜鉛に比べて犠牲防食性に劣るからである。したがって、溶融アルミニウムメッキ鋼板の場合、厚さを１５ミクロン（μｍ）以上に厚くしてこれを克服している。溶融アルミニウムメッキ鋼板はまた、高温で工程が行われるので、界面にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金が作られ、加工性に劣るという欠点がある。
【０００７】
真空コーティングを利用したアルミニウム被膜は、大部分の用途では厚さを薄くして応用されており、耐食性コーティングにおいても数ミクロン程度の厚さにコーティングすることが一般的である。アルミニウム被膜の場合、厚さが数ミクロン以下になると、塩水噴霧試験で７２時間程度で赤サビが発生する。したがって、アルミニウムを耐食性コーティングで鋼板に適用するためには特性の向上が必要である。また、亜鉛に比べて犠牲防食特性が弱いため、一度赤サビが発生すると短時間で全体に広がるという欠点がある。
【０００８】
そこで、上記の問題を解決するための研究が急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一実施形態は、鋼板上に犠牲防食型合金被膜を形成して、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態は、鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板を提供する。
【００１１】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであってもよい。
【００１２】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。
【００１３】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。
【００１４】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。
【００１５】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００１６】
前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００１７】
本発明の他の実施形態は、鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法であるが、前記合金コーティング鋼板は、鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００１８】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであってもよい。
【００１９】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。
【００２０】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。
【００２１】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。
【００２２】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００２３】
前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。
【００２４】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。
【００２５】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態は、鋼板；前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板を提供する。
【００２７】
前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものであってもよい。
【００２８】
前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものであってもよい。
【００２９】
前記コーティング層は、２つの層に区分され、前記２つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３０】
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態は、鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００３２】
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものであってもよい。
【００３３】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものであってもよい。
【００３４】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものであってもよい。
【００３５】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【００３６】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。
【００３７】
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；において、前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一実施形態は、鋼板上に犠牲防食型合金被膜を形成して、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板およびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】合金コーティング鋼板の製造に用いられる連続コーティング装置の概略模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。
【図６】実施例２のＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真である。
【図７】実施例４の合金コーティング鋼板に対する走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真である。
【図８】実施例２の合金コーティング鋼板に対する透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）写真である。
【図９】実施例１の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。
【図１０】実施例２の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。
【図１１】実施例３の合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。
【図１２】実施例４の合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法に用いられる装置の概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板のコーティング層の概略構成図である。
【図１５】本発明の実施例６、および実施例７の合金コーティング鋼板試験片に対するグロー放電分光器（ｇｌｏｗ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＧＤＬＳ）の分析結果グラフである。
【図１６】本発明の実施例６、および実施例７のＸ線回折（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＸＲＤ）分析結果グラフである。
【図１７】本発明の実施例７の合金コーティング鋼板試験片の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例として提示されるものであり、これによって本発明が制限されず、本発明は後述する請求範囲の範疇によってのみ定義される。
【００４１】
別の定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解される意味で使用できる。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。また、単数形は、文章で特に言及しない限り、複数形も含む。
【００４２】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のところに限定されない。
【００４３】
明細書全体において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上部」にあるとしたり、「〜上」にあるとする時、これは、他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
【００４４】
明細書全体において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上部」にあるとしたり、「〜上」にあるとする時、これは、対象部分の上または下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準として上側に位置することを意味するものではない。
【００４５】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ層」は、当該層がＡからなる場合のみならず、Ａを含む場合も含む。
【００４６】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ−Ｂ合金層」は、当該層がＡ−Ｂ合金からなる場合のみならず、Ａ−Ｂ合金を含む場合も含む。
【００４７】
明細書全体において、特別な定義がない限り、「Ａ−Ｂ−Ｃ合金層」は、当該層がＡ−Ｂ−Ｃ合金からなる場合のみならず、Ａ−Ｂ−Ｃ合金を含む場合も含む。
【００４８】
最近、上記の背景技術で言及した溶融アルミニウムメッキ鋼板が有する問題点を解決するために、シリコンが含有された溶融アルミニウムメッキ鋼板にマグネシウムを添加して、耐食性と共に犠牲防食性を向上させようとする研究が進められている。
【００４９】
一例として、溶融メッキでＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造して、耐食性に優れたコーティング鋼板を製造しようとする研究がある。しかし、溶融メッキ方式で製造する場合、Ｍｇ含有量の制御に限界があり、２０ｇ／ｍ２以下の薄メッキの場合、耐食性が急激に低下するという欠点がある。また、Ｍｇ２Ｓｉ合金相が耐食性向上の役割を果たすと知られているが、この場合、Ｍｇが６％前後の狭い範囲でのみ特性が向上する問題がある。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板は、Ｍｇ２Ｓｉ相がメッキ層に形成され、優れた耐食性を有すると知られている。Ｍｇ２Ｓｉ相は、メッキ層内に面積比で０．５％以上、および３０％以下、Ｍｇ２Ｓｉ相の長径は１０μｍ以下の時、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の耐食性が向上すると報告されている。しかし、溶融メッキ方法で作製されるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板は、作製工程上、Ｍｇ含有量の調節に限界があるため、一定の含有量以上のＭｇ含有量（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を作製することが容易でない。
【００５０】
他の例として、アルミニウムがコーティングされた基板を真空中で３５０℃以上、および５００℃以下で加熱した状態で、Ｍｇを蒸着してＡｌ−Ｍｇ合金層を形成する方法に関する研究がある。しかし、この方法は、真空中で高温に加熱された基板にＭｇを蒸着するため、蒸気の損失が発生することがあり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ層については正確な合金相による特性変化資料を提示しにくい問題がある。
【００５１】
本発明は、上述した溶融アルミニウムメッキ鋼板が有する問題点および、Ａｌ−Ｍｇ合金鋼板の問題点を解決するためになされたものであり、本発明は、Ｍｇを溶融メッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でコーティングするため、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層のＭｇ含有量の制御に限界がなく、多様なコーティング層の構造を作製することが可能である。
【００５２】
具体的には、シリコンが含有された溶融アルミニウムメッキ鋼板にマグネシウムを蒸着し、熱処理により多層型の合金被膜を形成して犠牲防食性を付与すると同時に、薄い厚さでも高耐食性の特性を有する合金コーティング鋼板を提供することができる。
【００５３】
以下、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の製造方法および、製造された合金コーティング鋼板について説明する。
【００５４】
本発明の一実施形態は、鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【００５５】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【００５６】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよいし、具体的には、メッキ層の総量１００重量％に対して、Ｓｉ：８重量％以上、および１０重量％以下；Ａｌ：８８重量％以上、９０重量％以下；および残部のＦｅからなるものであってもよい。
【００５７】
また、前記アルミニウムメッキ鋼板のメッキ層は、アルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００５８】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。より具体的には、電磁浮上物理気相蒸着（ＥＭＬ−ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。ただし、これに限定するものではなく、電子ビーム蒸発装置、熱蒸発装置、スパッタリングソース、陰極アークソースなどの物理的な方法でＭｇの蒸着が可能であれば、多様な方法を採用してＭｇをコーティングすることができる。
【００５９】
前記熱処理段階での熱処理方法は、誘導加熱装置によれば良いが、これに限定するものではなく、適切な他の熱処理手段を採用することができる。また、誘導加熱方式以外の方式で熱処理を行うと、熱処理方法により熱処理温度が異なる。
【００６０】
図１の装置は、合金コーティング鋼板の製造に用いられる連続コーティング装置の模式図である。ただし、これは製造方法の一例にすぎず、これに限定するものではない。
【００６１】
前記装置は、大気中で溶融アルミニウムメッキ鋼板１７を供給する鋼板供給装置１１と、真空中で鋼板を前処理できる逆マグネトロンスパッタリングソース（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ）１２と、前処理後にＭｇをコーティングする物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）装置１３と、大気中に排出された鋼板を熱処理できる誘導加熱装置１４と、熱処理されたコーティング鋼板を再び巻き戻す鋼板排出装置１５とで構成されている。物理気相蒸着装置１３は、電磁浮上（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ；ＥＭＬ）ソースであってもよい。逆マグネトロンスパッタリングソース１２と物理気相蒸着装置１３は、真空容器１６内に設けられて運用される。
【００６２】
前記装置を用いる例示的な合金コーティング鋼板の製造方法は、次の通りである。まず、溶融アルミニウムメッキ鋼板１７を準備し、前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行うことができる。
【００６３】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置１１を介して移送させながら真空容器１６に供給する。次に、真空容器１６内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソース１２に電力を印加して鋼板表面の清浄を行うことができる。
【００６４】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移送させながら、真空容器１６内に設けられた電磁浮上ソース１３によりＡｌメッキ層上にＭｇを真空コーティングすることができる。
【００６５】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移送させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置１４を用いて一定の温度および時間で熱処理することができる。
【００６６】
熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得ることができる。
【００６７】
以下、上述した製造方法により製造された鋼板について説明する。本発明により明らかにされたコーティング鋼板の特徴は大きく４つに分けられ、本明細書において、これらを本発明の第１実施形態〜第４実施形態という。以下、本発明の第１〜第４実施形態について詳しく説明する。
【００６８】
第１実施形態
【００６９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板２１上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、Ａｌ−Ｍｇ合金相２４からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子２５が含まれている形態であってもよい。
【００７０】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、既存の溶融メッキ方法より高いマグネシウム含有量のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能である。溶融メッキ方法でＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造する場合、工程上、マグネシウム含有量の調節に限界があって、一定の含有量以上のマグネシウム（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の作製が難しい。そのため、メッキ層の構造が、アルミニウムメッキ層の内部にＭｇ−Ｓｉ合金相が粒状で存在する。これによって、粒状のＭｇ−Ｓｉ合金相は、アルミニウムメッキ層の内部に均一に分散分布しにくいため、メッキ層の耐食性の向上に限界がある。また、溶融メッキ工程はＭｇ含有量が制限的であるため、Ａｌ−Ｍｇ合金相の生成が十分に発生せず、Ｍｇ−Ｓｉ合金相の生成位置を制御しにくい問題がある。
【００７１】
反面、前記本発明の第１実施形態に係る合金コーティング鋼板は、溶融メッキ方法で作製されたメッキ層と異なって、Ａｌ−Ｍｇ合金相で形成されたコーティング層内にＭｇ−Ｓｉ合金粒子が存在するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能であり、後述する実施例に裏付けられるように、犠牲防食性および高耐食特性が実現できる。
【００７２】
より具体的には、前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ３Ｍｇ２を含むものであり、前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、Ｍｇ２Ｓｉを含むものであってもよい。前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、Ａｌ１２Ｍｇ１７相をさらに含んでもよい。
【００７３】
前記のように、Ａｌ３Ｍｇ２相を含む合金層内にＭｇ２Ｓｉ相の合金粒子を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が形成されることによって、後述する実施例から裏付けられるように、犠牲防食性が増加してメッキ鋼板の耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【００７４】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、不定形であってもよい。不定形のＭｇ−Ｓｉ合金粒子は、表面積が広いため、コーティング層内部の密着力向上効果がある。
【００７５】
また、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および７０重量％以下であってもよい。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ単一層が形成される場合、Ｍｇの十分な拡散によって合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が高い。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が少なすぎる場合、耐食性の向上がわずかでありうる。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が多すぎる場合、犠牲防食性が増加して、速い時間にコーティング層が消耗して耐食性が減少する問題が発生しうる。
【００７６】
前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のように、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００７７】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【００７８】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式の腐食が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【００７９】
第２実施形態
【００８０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第２実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層２６；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層２６上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、Ａｌ−Ｍｇ合金相２４からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子２５が含まれている形態であってもよい。
【００８１】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に関する説明は、前記第１実施形態で説明したものと同じであるので、省略する。
【００８２】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【００８３】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【００８４】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のように、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【００８５】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【００８６】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【００８７】
さらに、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１重量％以上、および５０重量％以下であってもよい。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が少なすぎる場合、耐食性の向上がわずかでありうる。Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量が多すぎる場合、犠牲防食性が増加し、速い時間にコーティング層が消耗して耐食性が減少する問題が発生しうる。
【００８８】
第３実施形態
【００８９】
図４は、本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第３実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３は、合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）が存在するものであってもよい。
【００９０】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、従来技術と異なってＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層のマグネシウム含有量の制御に限界がなく、マグネシウムの分布を拡散熱処理などで制御できるため、多様なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の構造を作製することが可能である。
【００９１】
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ層内のＭｇ含有量の勾配が存在することによって、Ｍｇ濃度に応じた多様な合金相が存在して耐食性向上効果を期待することができる。多様な合金相の例として、Ａｌ１２Ｍｇ１７、Ａｌ３Ｍｇ２、Ｍｇ２Ｓｉなどであってもよい。このような合金相がＭｇの濃度勾配に応じて存在すると、各合金相が層状構造を形成するため、コーティング鋼板の腐食が遅延する効果がある。
【００９２】
具体的には、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に減少する形態であってもよい。
【００９３】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に増加する形態であってもよい。
【００９４】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量が最大になる地点を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ含有量の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から内部方向に増加し、前記Ｍｇ含有量が最大になる地点から減少する形態であってもよい。
【００９５】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内の合金層の表面から内部方向にＭｇ含有量が一定の含有量一定部を含み、前記Ｍｇ含有量は、含有量一定部が終わる地点から増加する形態であってもよい。
【００９６】
あるいは、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内の合金層の表面から内部方向にＭｇ含有量が一定の含有量一定部を含み、前記Ｍｇ含有量は、含有量一定部が終わる地点から減少する形態であってもよい。
【００９７】
前述のように、本発明の合金コーティング鋼板の製造方法によりＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層のマグネシウム含有量の制御に限界がなく、マグネシウムの分布を拡散熱処理などで制御できるため、多様なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の構造を作製することが可能であり、これによって、Ｍｇ濃度が均一な溶融メッキ鋼板とは異なって層状構造の合金層の製造が可能で犠牲防食性と遮断防食性を適切に組み合わせて耐食性を最大化する効果を期待することができる。
【００９８】
また、後述する実施例から裏付けられるように、高耐食性の特性を示す。
【００９９】
前記合金コーティング鋼板は、図４に示していないが、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層をさらに含んでもよい。
【０１００】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【０１０１】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【０１０２】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のようなＡｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１０３】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【０１０４】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【０１０５】
さらに、前記合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態であってもよい。
【０１０６】
このような形態も耐腐食性の向上に寄与し、具体的な内容は、前述した通りである。
【０１０７】
第４実施形態
【０１０８】
図５は、本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板の模式図である。これを参照して説明すれば、前記製造方法により製造された本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板は、鋼板２１；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３；を含み、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３内のＭｇ含有量は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、１５重量％以上であってもよい。より具体的には、１５重量％以上、および９０重量％以下であってもよい。
【０１０９】
前記合金コーティング鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上に物理気相蒸着方法でマグネシウムをコーティングして製造されるため、既存の溶融メッキ方法より高いマグネシウム含有量のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング層の作製が可能である。溶融メッキ方法でＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板を製造する場合、工程上、マグネシウム含有量の調節に限界があって、一定の含有量以上のマグネシウム（約１５％以上）を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の製造が難しい。
【０１１０】
反面、前記本発明の第４実施形態に係る合金コーティング鋼板は、溶融メッキ方法で作製されたメッキ層と異なってＭｇ含有量の制御に限界がなく、高含有量のＭｇを有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉメッキ鋼板の製造が可能である。これによって、後述する実施例に裏付けられるように、犠牲防食性および高耐食特性が実現できる。
【０１１１】
前記合金コーティング鋼板は、図５に示していないが、前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層をさらに含んでもよい。
【０１１２】
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ溶融メッキ鋼板に存在していたものであってもよく、または前記製造方法での熱処理時、ＡｌおよびＳｉが鋼板の表面方向に拡散して新たに形成されたものであってもよい。
【０１１３】
これによって、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。
【０１１４】
さらに、前記合金コーティング鋼板は、前記鋼板２１と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層２３との間に位置するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層２２をさらに含むものであってもよいし、これは、前述のようなＡｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。あるいは、Ｍｇコーティング後の熱処理時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１１５】
これによって、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、Ａｌ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層が順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示す。
【０１１６】
また、前記合金コーティング鋼板は、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層またはＭｇの拡散により形成されたＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものであってもよい。これによって、順次的な方式で耐食性が強化され、優れた耐腐食特性を示すことができる。
【０１１７】
さらに、前記合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態であってもよい。
【０１１８】
このような形態も耐腐食性の向上に寄与し、具体的な内容は、前述した通りである。
【０１１９】
本発明の一実施形態は、鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法を提供する。
【０１２０】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【０１２１】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、溶融アルミニウムメッキ鋼板であってもよいし、具体的には、メッキ層の総量１００重量％に対して、Ｓｉ：８重量％以上、および１０重量％以下；Ａｌ：８８重量％以上、９０重量％以下；および残部のＦｅからなるものであってもよい。
【０１２２】
また、前記アルミニウムメッキ鋼板のメッキ層は、アルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１２３】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。より具体的には、電磁浮上物理気相蒸着（ＥＭＬ−ＰＶＤ）で行われるものであってもよい。ただし、これに限定するものではなく、電子ビーム蒸発装置、熱蒸発装置、スパッタリングソースなど物理的な方法でＭｇの蒸着が可能であれば、多様な方法を採用してＭｇをコーティングすることができる。
【０１２４】
前記合金メッキ鋼板の製造方法は、より具体的には、前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものであってもよい。
【０１２５】
前記熱処理段階での熱処理方法は、誘導加熱装置によれば良いが、これに限定するものではなく、適切な他の熱処理手段を採用することができる。また、誘導加熱方式以外の方式で熱処理を行うと、熱処理方法により熱処理温度が異なる。
【０１２６】
具体的には、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものであってもよい。
【０１２７】
あるいは、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものであってもよい。
【０１２８】
つまり、鋼板の表面から順にＭｇ層（またはＡｌ−Ｍｇ合金層）／Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層形態の層構造が形成される。これによって、それぞれの層に存在する金属または合金が、腐食を起こす物質が鋼板まで到達することを遮断（Ａｌ−Ｓｉ）する効果が発生する。これに加えて、犠牲防食性（Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｇ）による腐食防止で、順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示すと判断される。
【０１２９】
また、前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【０１３０】
つまり、鋼板の表面から順にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｓｉ合金層／Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層形態の層構造が形成される。これによって、それぞれの層に存在する金属または合金が、腐食を起こす物質が鋼板まで到達することを遮断（Ａｌ−Ｓｉ）する効果が発生する。これに加えて、犠牲防食性（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）による腐食防止で、順次的な方式で腐食を防止できる。その結果、物理的な遮断防食、または犠牲防食性など単一の方式で腐食を防止する一般的なアルミニウムまたは亜鉛メッキ層より優れた耐腐食特性を示すと判断される。
【０１３１】
図１３は、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法に用いられる装置の概略図である。図１を参照して、本発明の一実施形態に係る合金コーティング鋼板の例示的な製造方法について説明する。
【０１３２】
図１３の装置は、連続コーティング装置で、大気中で溶融アルミニウムメッキ鋼板１１７を供給する鋼板供給装置１１１と、真空中で鋼板を前処理できる逆マグネトロンスパッタリングソース（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ）１１１２と、前処理後にＭｇをコーティングする物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）装置１１１３と、大気中に排出された鋼板を熱処理できる誘導加熱装置１１４と、熱処理されたコーティング鋼板を再び巻き戻す鋼板排出装置１１５とで構成されている。物理気相蒸着装置１１３は、電磁浮上（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ；ＥＭＬ）ソースであってもよい。逆マグネトロンスパッタリングソース１１２と物理気相蒸着装置１１３は、真空容器１１６内に設けられて運用される。
【０１３３】
前記装置を用いる例示的な合金コーティング鋼板の製造方法は、次の通りである。まず、溶融アルミニウムメッキ鋼板１１７を準備し、前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行うことができる。
【０１３４】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置１１１を介して移送させながら真空容器１１６に供給する。次に、真空容器１１６内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソース１１２に電力を印加して鋼板表面の清浄を行うことができる。
【０１３５】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移送させながら、真空容器１１６内に設けられた電磁浮上ソース１１３によりＡｌメッキ層上にＭｇを真空コーティングすることができる。
【０１３６】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移送させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置１１４を用いて一定の温度および時間で熱処理することができる。
【０１３７】
熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得ることができる。
【０１３８】
以下、上述した合金コーティング鋼板の製造方法により製造される合金コーティング鋼板について詳しく説明する。
【０１３９】
本発明の他の実施形態は、鋼板；前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板を提供する。
【０１４０】
前記鋼板は、冷延鋼板であってもよい。ただし、これに限定するものではない。
【０１４１】
具体的には、前記コーティング層は、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものであってもよい。
【０１４２】
あるいは、３つの層に区分され、前記３つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものであってもよい。
【０１４３】
より具体的には、相対的に低温の温度で熱処理する場合、鋼板表面のＭｇコーティング層のＭｇの一部がアルミニウムメッキ層内に拡散し、拡散していないＭｇは表面に残ってＭｇ層が残っていることがある。あるいは、表面のＭｇ層は無くなり、表面にＡｌ−Ｍｇ合金層が形成される。
【０１４４】
また、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；は、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相を含むものであってもよい。
【０１４５】
前記のように表面のＭｇ層、またはＡｌ１２Ｍｇ１７相を含むＡｌ−Ｍｇ合金層を含むことによって、メッキ層の遮断防食による耐食性とともに犠牲防食性が与えられて耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【０１４６】
前記コーティング層は、２つの層に区分され、前記２つの層は、前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものであってもよい。
【０１４７】
具体的には、相対的に高い温度で熱処理した結果、表面のＭｇがコーティング層の内部に拡散する量が増加して表面のＭｇコーティング層が無くなり、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層により深く拡散するため、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して相対的に低くなる。これによって、Ｍｇ含有量が高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が無くなり、Ａｌ３Ｍｇ２相が形成される。また、高いＭｇ含有量でＳｉおよびＭｇが反応してＭｇ２Ｓｉ相が形成される。
【０１４８】
前記のように、Ｍｇ２Ｓｉ相、およびＡｌ３Ｍｇ２相を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；が形成されることによって、犠牲防食性が増加してメッキ鋼板の耐食性が向上できる。これによって、薄い厚さ範囲でも、高い耐食性を示すことができる。
【０１４９】
また、Ａｌを含むメッキ層は、鋼板へのアルミニウムメッキ時に形成されたＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層を含むことができ、前記合金層は、鋼板上にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、およびＡｌ−Ｓｉ合金層の順に形成される。前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層は、Ａｌメッキ鋼板の製造時、鋼板内のＦｅがＡｌ−Ｓｉメッキ層内に拡散して形成されたものであってもよい。
【０１５０】
図１４は、このような熱処理温度範囲の調節により形成できる合金コーティング鋼板の概略構成図である。
【０１５１】
図１４を参照して、本発明の一実施形態に係る具体的な合金コーティング鋼板の構造をさらに説明する。
【０１５２】
図１４において、１２０は冷延鋼板、１２１はＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層、そして１２２はＡｌ−Ｓｉ合金層を示し、１２５は溶融アルミニウムメッキ鋼板の一般的な構造である。また、１２６は本発明の一実施形態で形成されたコーティング層である。
【０１５３】
溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングした後、３００℃で熱処理すると、図１４（ａ）のように、表面のＭｇコーティング層がＡｌ−Ｓｉ合金層１２２と反応してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１２３を形成する。３００の℃熱処理温度では、表面にＭｇがそのまま残っており、Ａｌ−Ｓｉ合金層も存在する３層構造を示す。
【０１５４】
図１４（ｂ）は、Ｍｇを溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングした後、３７５℃で熱処理したコーティング層構造の概略図である。溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングされたＭｇが３７５℃で熱処理するとすべてＡｌ−Ｓｉ合金層１２２に拡散する。表面に存在するＭｇコーティング層のＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層にすべて拡散してＭｇ層が無くなり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１２３およびＡｌ−Ｓｉ層１２２のみが残る。しかし、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層との界面まで拡散せず、Ａｌ−Ｓｉ合金層が残っている。
【０１５５】
以下、本発明の好ましい実施例および比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例に過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【０１５６】
実施例：合金コーティング鋼板の製造
【０１５７】
実施例１
冷延鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Ａｌメッキ層の厚さは約６ｕｍであった。
【０１５８】
前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行った。
【０１５９】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置を介して真空容器に供給しながら、真空容器内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソースで鋼板表面の清浄を行った。
【０１６０】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移動させながら、真空容器内に設けられた電磁浮上ソースによりＡｌメッキ層上にＭｇを１．０ｕｍの厚さに真空コーティングした。
【０１６１】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移動させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置を用いて熱処理した。熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得た。
【０１６２】
実施例２
前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６３】
実施例３
前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６４】
実施例４
Ａｌメッキ層上にＭｇを１．５ｕｍの厚さに真空コーティングした点を除けば、前記実施例１と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１６５】
比較例１
鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
【０１６６】
比較例２
片面メッキ量４０ｇ／ｍ２の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１６７】
比較例３
片面メッキ量１３７．５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１６８】
前記実施例１〜４、および比較例１〜３で製造された試験片に関する情報を下記表１にまとめた。
【０１６９】
【表１】
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【０１７０】
実験例
【０１７１】
実験例１：走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真の観察
図６は、実施例２のＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
【０１７２】
図６（ａ）は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングし、熱処理を行っていない鋼板の走査電子顕微鏡写真で、冷延鋼板５１、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層５２、Ａｌ−Ｓｉ合金層５３、そしてＭｇコーティング層５４を区分することができる。
【０１７３】
図６（ｂ）は、熱処理を行った実施例２の走査電子顕微鏡写真で、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層５５を形成したことを確認することができる。
【０１７４】
図７は、前記実施例４で製造された合金コーティング鋼板の走査電子顕微鏡写真である。コーティング層内の各成分の含有量をそれぞれ異なる線（ｌｉｎｅ）で表示した。図７から分かるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から一定の深さまでＭｇの含有量が高く維持され、その後に鋼板との界面方向に減少することを確認することができる。また、Ａｌ−Ｓｉメッキ層が存在することも確認することができる。
【０１７５】
実験例２：透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）写真の観察
図８は、実施例２で製造された合金コーティング鋼板に対するＴＥＭ写真である。図８において、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２相を含む合金層内に、Ｍｇ２Ｓｉ合金粒子が存在する形態であることを確認することができる。
【０１７６】
実験例３：ＸＲＤ分析
前記実施例１および実施例２で製造された合金コーティング鋼板について、Ｘ−Ｒａｙ回折装置（装置名：Ｄ／ＭＡＸ−２５００Ｖ−ＰＣ、製造会社：Ｒｉｇａｋｕ）を用いてＸＲＤ分析を行った。
【０１７７】
図９は、実施例１の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。図９に示されるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２合金相とＭｇ２Ｓｉ合金相とからなることが分かる。
【０１７８】
図１０は、実施例２の合金コーティング鋼板のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層に対するＸ−Ｒａｙ回折分析結果である。図１０に示されるように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ３Ｍｇ２合金相とＭｇ２Ｓｉ合金相とからなることが分かる。また、純粋なＡｌ相とＳｉ相は、Ａｌ−Ｓｉ合金層に存在する純粋な金属が検出されたと判断される。
【０１７９】
実験例４：グロー放電分光器分析
前記実施例３で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器（装置名：ＧＤＳ８５０Ａ、製造会社：ＮＥＣＯ）を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
【０１８０】
その結果を図１１に示した。図１１に示されるように、熱処理によりＭｇが溶融アルミニウムメッキ層に拡散したことを確認することができる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面ではＭｇの含有量が高く、鋼板との界面方向に線形的に減少することを確認することができる。さらに、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇの含有量が１５重量％以上であることを確認することができる。
【０１８１】
図１２は、前記実施例４で製造された合金コーティング鋼板に対するグロー放電分光器の分析結果である。図１２に示されるように、熱処理によりＭｇが溶融アルミニウムメッキ層に拡散したことを確認することができる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の表面から一定の深さまでＭｇの含有量が増加し、その後に鋼板との界面方向に減少することを確認することができる。さらに、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇの含有量が１５重量％以上であることを確認することができる。
【０１８２】
実験例５：耐食性評価
前記実施例１〜４、および比較例１〜３の鋼板試験片について、塩水噴霧試験（ＡＳＴＭ  Ｂ−１１７）方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表２に示した。
【０１８３】
【表２】
2019506525.tif 000028
【０１８４】
前記表２から分かるように、比較例１〜３は、１００時間にもならないうちに赤サビが発生した。反面、実施例１〜４は、比較例に比べて最小１０倍以上、最大約９０倍以上の耐食性を有することを確認することができた。
【０１８５】
これによって、本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層を有する合金コーティング鋼板は、従来の合金コーティング鋼板に比べて非常に向上した耐食性を有し、高耐食性が要求される製品の表面処理に有用に適用できると期待される。
【０１８６】
実施例５
冷延鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。Ａｌメッキ層の厚さは約６ｕｍであった。
【０１８７】
前記鋼板の表面上に付いている防錆油のような残留オイルを除去するためにアルカリ脱脂を行った。
【０１８８】
その後、前記鋼板を鋼板供給装置を介して真空容器に供給しながら、真空容器内に設けられた逆マグネトロンスパッタリングソースで鋼板表面の清浄を行った。
【０１８９】
清浄を完了した後、続いて、鋼板を移動させながら、真空容器内に設けられた電磁浮上ソースによりＡｌメッキ層上にＭｇを０．５ｕｍの厚さに真空コーティングした。
【０１９０】
コーティングが完了した後、続いて、鋼板を移動させて大気中に排出した後、大気中で誘導加熱装置を用いて３７５℃で熱処理した。熱処理が完了した後、続いて、鋼板を移送させて製造された合金コーティング鋼板を得た。
【０１９１】
実施例６
Ｍｇを１ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３００℃で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９２】
実施例７
Ｍｇを１ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３７５℃で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９３】
実施例８
Ｍｇを１．５ｕｍの厚さに真空コーティングし、熱処理を３７５℃で行った点を除けば、前記実施例５と同様の方法で合金コーティング鋼板を製造した。
【０１９４】
比較例４
鋼板上にＳｉ９重量％、Ａｌ８８重量％、および残部としてＦｅを含むＡｌメッキ層が片面メッキ量１５ｇ／ｍ２形成された溶融アルミニウムメッキ鋼板を準備した。
【０１９５】
比較例５
片面メッキ量４０ｇ／ｍ２の電気亜鉛メッキ鋼板を準備した。
【０１９６】
比較例６
片面メッキ量１３７．５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛メッキ鋼板を準備した。
前記実施例５〜８、および比較例４〜６で製造された試験片に関する情報を下記表３にまとめた。
【０１９７】
【表３】
2019506525.tif 000029
【０１９８】
実験例６：グロー放電分光器分析
前記実施例６および実施例７で製造された合金コーティング鋼板について、グロー放電分光器（装置名：ＧＤＳ８５０Ａ、製造会社：ＮＥＣＯ）を用いて鋼板上に形成されたコーティング層の成分を分析した。
【０１９９】
その結果は図１５に示した。図１５において、３１はＭｇ、３２はＡｌ、３３はＳｉ、３４はＦｅを示す。
【０２００】
図１５（ａ）は、３００℃で熱処理を行った実施例６の合金メッキ鋼板に対する分析結果である。これによって、コーティング層の表面にＭｇが存在するが、一部のＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散したことを確認することができる。
【０２０１】
図１５（ｂ）は、３７５℃で熱処理を行った実施例７の合金メッキ鋼板に対する分析結果である。これによって、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にコーティングされたＭｇがすべてＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散したことが分かる。しかし、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層との界面まで拡散しておらず、Ａｌ−Ｓｉ合金層が残っていることが分かる。
【０２０２】
実験例７：ＸＲＤ分析結果
前記実施例６および実施例７で製造された合金コーティング鋼板について、Ｘ−Ｒａｙ回折装置（装置名：Ｄ／ＭＡＸ−２５００Ｖ−ＰＣ、製造会社：Ｒｉｇａｋｕ）を用いてＸＲＤ分析を行った。
【０２０３】
分析結果は図１６に示した。
【０２０４】
３００℃で熱処理を行った実施例６は、Ｍｇ相、Ａｌ相、そしてＡｌ１２Ｍｇ１７相が混在していることを確認することができる。拡散熱処理温度１５００℃では、Ｍｇがコーティング層の最上層にそのまま残っており、一部がＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散するため、Ｍｇ相とＡｌ相、そしてＭｇ含有量がＡｌ含有量と比較して高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が観察されると判断される。
【０２０５】
３７５℃で熱処理を行った実施例７は、Ｍｇ相が観察されず、Ａｌ相、Ａｌ３Ｍｇ２相、そしてＭｇ２Ｓｉ相が混在していることを確認することができる。Ｍｇ相が観察されないのは、Ａｌ−Ｓｉ合金層にすべて拡散したためと判断され、Ａｌ−Ｓｉ合金層に存在するＳｉとＭｇが反応してＭｇ２Ｓｉ相が現れたと見られる。３７５℃で熱処理すると、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層により深く拡散して、Ｍｇ含有量がＡｌ含有量と比較して低くなり、これによってＭｇ含有量が高い時に生成されるＡｌ１２Ｍｇ１７相が無くなり、Ａｌ３Ｍｇ２相が現れると判断される。
【０２０６】
実験例８：走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）写真の観察
図１７は、１ｕｍのＭｇをコーティングした溶融アルミニウムメッキ鋼板の熱処理前と熱処理後の走査電子顕微鏡写真である。
【０２０７】
図１７（ａ）は、溶融アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングし、熱処理を行っていない鋼板の走査電子顕微鏡写真で、冷延鋼板１５１、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層１５２、Ａｌ−Ｓｉ合金層１５３、そしてＭｇコーティング層１５４を区分することができる。
【０２０８】
図１７（ｂ）は、３７５℃で熱処理を行った実施例７の走査電子顕微鏡写真で、Ｍｇコーティング層１５４とＡｌ−Ｓｉ合金層１５３との界面が明らかに区分されず、ＭｇがＡｌ−Ｓｉ合金層に拡散してＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層１５５を形成したことを確認することができる。
【０２０９】
実験例９：耐食性評価
前記実施例５〜８、および比較例４〜６の鋼板試験片について、塩水噴霧試験（ＡＳＴＭ  Ｂ−１１７）方法を利用して初期赤サビ発生時間を基準として表面耐食性を評価した。その結果を下記表４に示した。
【０２１０】
【表４】
2019506525.tif 000030
【０２１１】
熱処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉコーティング鋼板は、Ｍｇコーティング層の厚さに応じて大差を示しておらず、塩水噴霧試験を始めてから約１４６４〜１５３６時間後に赤サビが発生したことを確認することができる。これは、Ｍｇがコーティングされていない比較例４の溶融アルミニウムメッキ鋼板と比較して３０倍以上向上した耐食性を示すものである。３７５℃で熱処理された試験片が、３００℃で熱処理された試験片より比較的優れた耐食性を示した。
【０２１２】
コーティング層構造としては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層とＡｌ−Ｓｉ合金層が共存する構造であり、コーティング層にＡｌ相、Ａｌ３Ｍｇ２相、そしてＭｇ２Ｓｉ相が適切な比率で混合されている時、最も優れた耐食性を示すことが確認された。
【０２１３】
実験例１０：コーティング層内のＭｇの含有量分布分析
グロー放電分光器でコーティング層を分析すると、コーティング層の表面からコーティング層と鋼板との界面方向にＭｇ含有量を数値的に確認することができる。図１５に示すコーティング層のグロー放電分光結果をみると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除いて３層構造を有するコーティング層は、純粋なＭｇ層とＡｌ−Ｍｇ層に大部分のＭｇが分布している。Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除けば全体厚さの約２０％を占めるコーティング層の表面に９０重量％のＭｇが分布している。
【０２１４】
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除いて２層構造を有するコーティング層は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ層を除けば全体厚さの約４０％を占めるコーティング層に平均４０重量％のＭｇが分布している。
【０２１５】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施例はあらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【０２１６】
１１：鋼板供給装置
１２：逆マグネトロンスパッタリングソース
１３：物理気相蒸着装置
１４：誘導加熱装置
１５：鋼板排出装置
１６：真空容器
１７：溶融アルミニウムメッキ鋼板
２１：鋼板
２２：Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層
２３：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
２４：Ａｌ−Ｍｇ合金相
２５：Ｍｇ−Ｓｉ合金相
２６：Ａｌ−Ｓｉ合金層
４１：アルミニウム（Ａｌ）
４２：マグネシウム（Ｍｇ）
４３：シリコン（Ｓｉ）
４４：鉄（Ｆｅ）
５１：冷延鋼板
５２：Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層
５３：Ａｌ−Ｓｉ合金層
５４：Ｍｇ層
５５：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
１１１：鋼板供給装置
１１２：逆マグネトロンスパッタリングソース
１１３：物理気相蒸着装置
１１４：誘導加熱装置
１１５：鋼板排出装置
１１６：真空容器
１１７：溶融アルミニウムメッキ鋼板
１２０：冷延鋼板
１２１：Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層
１２２：Ａｌ−Ｓｉ合金層
１２３：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
１２４：Ｍｇコーティング層
１２５：溶融アルミニウムメッキ鋼板
１２６：コーティング層
１３１：マグネシウム（Ｍｇ）
１３２：アルミニウム（Ａｌ）
１３３：シリコン（Ｓｉ）
１３４：鉄（Ｆｅ）
１５１：冷延鋼板
１５２：Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層
１５３：Ａｌ−Ｓｉ合金層
１５４：Ｍｇコーティング層
１５５：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板；および
前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板。
【請求項２】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、
Ａｌ３Ｍｇ２を含むものである、請求項１に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項３】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
Ｍｇ２Ｓｉを含むものである、請求項１または２に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項４】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
不定形である、請求項１〜３のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、
１重量％以上、および７０重量％以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。
【請求項６】
前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置する
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層をさらに含むものである、請求項１〜５のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。
【請求項７】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置する
Ｍｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものである、請求項１〜６のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。
【請求項８】
鋼板上に位置するＡｌ、およびＳｉを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含む合金コーティング鋼板の製造方法であるが、
前記合金コーティング鋼板は、
鋼板；および前記鋼板上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含み、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層は、Ａｌ−Ｍｇ合金相からなる合金層内に、Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子が含まれている形態である、合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記Ａｌ−Ｍｇ合金相は、
Ａｌ３Ｍｇ２を含むものである、請求項８に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
Ｍｇ２Ｓｉを含むものである、請求項８または９に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記Ｍｇ−Ｓｉ合金粒子は、
不定形である、請求項８〜１０のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層内のＭｇ−Ｓｉ合金粒子の含有量は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層の総量１００重量％に対して、
１重量％以上、および７０重量％以下である、請求項８〜１１のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記合金コーティング鋼板は、
前記鋼板と、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層との間に位置する
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ合金層をさらに含むものである、請求項８〜１２のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記合金コーティング鋼板は、
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置する
Ｍｇ層またはＡｌ−Ｍｇ合金層をさらに含むものである、請求項８〜１３のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；のコーティングは、
物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものである、請求項８〜１４のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記アルミニウムメッキ鋼板は、
溶融アルミニウムメッキ鋼板である、請求項８〜１５のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項１７】
鋼板；
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；および
前記メッキ層上に位置するコーティング層；を含む合金コーティング鋼板であるが、
前記コーティング層は、２つ、または３つの層に区分され、
前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、合金コーティング鋼板。
【請求項１８】
前記コーティング層は、
３つの層に区分され、
前記３つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項１９】
前記コーティング層は、
３つの層に区分され、
前記３つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２０】
前記コーティング層は、
２つの層に区分され、
前記２つの層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項１７に記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２１】
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層；は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項１７〜２０のいずれかに記載の合金コーティング鋼板。
【請求項２２】
鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングしてＭｇコーティング層を形成する段階；および
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；を含むものである、合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２３】
前記Ｍｇがコーティングされたアルミニウムメッキ鋼板を熱処理してＭｇを前記メッキ層に拡散させる段階；により、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に、
２つ、または３つの層に区分されるコーティング層が形成されるが、
前記コーティング層は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＭｇのうちの１種の相、またはこれらの２種以上を含む合金相を含むものである、請求項２２に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２４】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＭｇ層を含むものである、請求項２２または２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２５】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、３つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、３つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ合金層；を含むものである、請求項２２または２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２６】
前記コーティング層は、前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌを含むメッキ層上に形成された、２つの層に区分されるコーティング層であり、
前記メッキ層上に形成される、２つの層に区分されるコーティング層は、
前記メッキ層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；および
前記Ａｌ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項２２または２３に記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２７】
前記アルミニウムメッキ鋼板上にＭｇをコーティングする段階；のコーティングは、
物理気相蒸着（ＰＶＤ）で行われるものである、請求項２２〜２６のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【請求項２８】
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層を含むアルミニウムメッキ鋼板を準備する段階；において、
前記鋼板の一面または両面上にＡｌを含むメッキ層は、
前記鋼板の一面または両面上に位置するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層；および前記Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金層上に位置するＡｌ−Ｓｉ合金層；を含むものである、請求項２２〜２７のいずれかに記載の合金コーティング鋼板の製造方法。
【国際調査報告】
2019506525.tif 000031
2019506525.tif 000032
2019506525.tif 000033
2019506525.tif 000034