(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｓｉ：１．５〜４．０％、
Ａｌ：０．１〜３．０％、
Ｍｎ：０．１０〜２．４％、
残部Ｆｅおよび不純物である化学組成を有する母鋼板と、
該母鋼板の少なくとも一方の表面に形成された、一層以上のめっき層と
を備える磁気シールド鋼板であって、
該めっき層は、前記母鋼板の板厚方向へＦｅ濃度が該母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の５０％以下である領域であり、
該めっき層の厚さは、１μｍ以上であり、
該めっき層に存在する、Ｆｅ以外の元素であって該めっき層中の平均濃度が最も高いめっき金属元素の濃度が、下記（１）式および（２）式を満足する、磁気シールド鋼板。
Ａｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（１）
Ｃｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（２）
ただし、
Ａｍａｘ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、前記母鋼板との界面から該めっき層の厚さの３／１０の位置までの領域Ａにおける、前記めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）、
Ｂｍｉｎ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、該めっき層の厚さの３／１０の位置から該めっき層の厚さの７／１０の位置までの領域Ｂにおける、前記めっき金属元素の濃度の最小値（質量％）、
Ｃｍａｘ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、該めっき層の厚さの７／１０の位置から該めっき層の最外面までの領域Ｃにおける、前記めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）
である。
【請求項２】
下記（３）式を満足する、請求項１に記載の磁気シールド鋼板。
Ａｍａｘ／Ｃｍａｘ≧１．００        ・・・・・（３）
【請求項３】
前記めっき層の厚さＷｔ（μｍ）が、下記（４）〜（６）式を全て満足する、請求項１または２に記載の磁気シールド鋼板。
Ｗａ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（４）
Ｗｂ／Ｗｔ≧０．２０                ・・・・・（５）
Ｗｃ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（６）
ただし、Ｄａｖｅ＝（Ａｍａｘ＋２Ｂｍｉｎ＋Ｃｍａｘ）／４として、
Ｗａ：前記領域Ａにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上である領域の厚さ（μｍ）、
Ｗｂ：前記領域Ｂにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×０．９以下である領域の厚さ（μｍ）、
Ｗｃ：前記領域Ｃにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上の領域の厚さ（μｍ）
である。
【請求項４】
前記一方の表面と前記めっき層との間に形成された遷移領域を備え、
該遷移領域は、前記母鋼板の板厚方向へＦｅ濃度が該母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の８０％から２０％に変化する領域であるとともに、
該遷移領域の厚さは０．２０μｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気シールド鋼板。
【請求項５】
スラブに、熱間圧延、冷間圧延および仕上焼鈍を行った後に、表面にめっきを行う磁気シールド鋼板の製造方法であって、
前記めっきは、めっき浴組成を２回以上変更して複層めっきにより、行う、請求項１〜４のいずれかに記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記めっきは、電気めっきまたは溶融めっきによる、請求項５に記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【請求項７】
スラブに、熱間圧延、冷間圧延および仕上焼鈍を行った後に、表面に電気めっきによるめっきを行う磁気シールド鋼板の製造方法であって、
前記めっきは、外部から供給するめっき浴組成を一定とし、上記遷移領域が０．５０μｍ以上となるように、めっき浴組成を変えずに、めっき浴温度、めっき浴ｐＨおよびめっき電流密度の少なくとも一つを制御して行う、請求項４に記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールド鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器等には、特定空間外への磁束の漏洩を防止する目的で、または特定空間外からの磁束による影響を防止する目的で、鉄等の磁性体からなる磁気シールド材が設けられる。磁気シールド材に要求される特性は、遮蔽する磁気、電磁波の周波数によって、異なる。１Ｈｚ以下の磁気を遮蔽する場合、直流透磁率が高いことが磁気シールド材には要求される。
【０００３】
磁気シールド性を鋼板により確保する磁気シールド鋼板に用いられる鋼板の透磁率は、磁束密度１Ｔ近傍で最も高くなる。このため、鋼板に流れる磁束密度が１Ｔ以下になるように設計されるのが一般的であり、必要に応じて、鋼板の板厚を厚くしたり、複数枚重ね合わせて使用したりする。
【０００４】
磁束密度１Ｔ近傍での磁化過程は、主に磁壁移動によるものである。このため、鋼板の透磁率を高くするには、結晶粒径を粗大化して結晶粒界を減らすこと、析出物を減らすこと、磁化方向への圧縮応力を減らすこと、残留歪を減らすこと、表面の凹凸を減らすこと、磁化方向にＦｅの磁化容易方向である＜１００＞を増やすこと（あるいは磁化方向と＜１００＞のなす角を小さくすること）等が有効である。
【０００５】
磁気シールド鋼板には、磁気シールド性とともに、通常の鋼板と同様に耐食性も求められることが多い。特許文献１〜９には、表面にＺｎ系めっきが施されたＺｎ系めっき磁気シールド鋼板が多数提案されている。
【０００６】
これらのＺｎ系めっき磁気シールド鋼板の特に母鋼板に含有されるＳｉは、めっき性の観点から多量の含有には問題がある。しかし、電子部品用磁気シールド鋼板のような地磁気レベル（磁場が１０−５Ｔ未満）の低磁場での磁気シールド性を確保するためには、そもそもＳｉを多量に含有させる必要がなく、特に大きな問題は生じていない。むしろヒートシュリンクバンドのような用途で高強度化のための固溶強化元素としてのＳｉの含有量に制限がある。
【０００７】
高Ｓｉ含有鋼へのＺｎ系めっきは、磁気シールド鋼板に関するものよりも、むしろ高強度鋼板に関して多数検討されている。高強度鋼板の分野では、高Ｓｉ含有鋼に特有なめっきムラやめっき密着性の低下を回避するため、特許文献１０〜１４に開示されるようにＺｎ系めっきの前の電解処理や酸洗処理を強化したり、特許文献１５，１６に開示されるように事前にＮｉめっきを施す。
【０００８】
これら磁気シールド鋼板は、その使用時には、他の構造部材または機能部材の間に別の部材として設置されることが一般的である。しかし、一部の用途では磁気シールド鋼板自体に、外装材あるいは内装材の機能を持たせたいという要望がある。
【０００９】
特に、近年実用化が注目されているリニアモータカーの用途では、磁気シールド性の確保が必要とされるのみならず、高速化や省エネルギー化の観点から車体軽量化の要望が強く、さらに客車スペースの確保や低コスト化の観点からも部材一体化の要望も強い。
【００１０】
このような要望に応える技術として、特許文献１７〜１９には、磁気シールド性を考慮して製造した鋼板またはめっき鋼板の上に有機皮膜を形成するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２５１８９１号公報
【特許文献２】特開平１１−１０６８７６号公報
【特許文献３】特開２０００−５９０８６号公報
【特許文献４】特開２０００−９１１１３号公報
【特許文献５】特開２０００−２９０７５９号公報
【特許文献６】国際公開第９９／０２３２６８号パンフレット
【特許文献７】特開２００３−１７１７４８号公報
【特許文献８】特表２００４−５１６３８４号公報
【特許文献９】特開２００８−１６３３７２号公報
【特許文献１０】特開平５−３２０９８１号公報
【特許文献１１】特開平８−１８８８９８号公報
【特許文献１２】特開２０００−１０４１９４号公報
【特許文献１３】特開２００１−２６２２７１号公報
【特許文献１４】特開２００３−６４４９３号公報
【特許文献１５】特開平６−３０６６７４号公報
【特許文献１６】特開平８−１６５５９３号公報
【特許文献１７】特開２０００−３０３１４３号公報
【特許文献１８】国際公開第０２／０５４４３５号パンフレット
【特許文献１９】特開２０１０−４３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のように、磁気シールド性を考慮した鋼板上に耐食性を高めるためのＺｎ系めっきを施し、さらに意匠性を向上するための有機皮膜を形成した磁気シールド鋼板は、公知の各種技術を適宜組み合わせれば、製造可能であると考えられる。
【００１３】
しかし、特に上述のリニアモータカーの用途などの高磁場での磁気シールド性を考慮して、高Ｓｉ含有鋼を母鋼板とした際の磁気シールド性、およびめっき密着性に注目した技術開発は、これまで十分には行われていない。
【００１４】
本発明の目的は、母鋼板に高Ｓｉ含有鋼を用い、耐食性を付与するためのＺｎ系めっきを施した磁気シールド鋼板において、高磁場での磁気シールド性およびめっき密着性の高いレベルでの両立を可能とし、さらに意匠性を向上できる磁気シールド鋼板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、高磁場での磁気シールド性およびめっき密着性を両立させた磁気シールド鋼板を得るために種々実験し検討を重ねてきた。具体的には、磁場が０．１Ｔ以上の環境での磁気シールド性の確保を前提とした。
【００１６】
しかし、地磁気などの低磁場を対象とした公知の磁気シールド材では十分に満足できる高磁場での磁気シールド性を得られず、高磁場での磁気シールド性に特化した材料を開発する必要があることが判明した。
【００１７】
このため、耐食性とコストの観点からＺｎ系めっきを、高磁場での十分な磁気シールド性を確保するために製造した高Ｓｉ含有鋼からなる母鋼板の表面に施し、高磁場での磁気シールド性およびめっき密着性を詳細に検討した。
【００１８】
その結果、本発明者らは、以下に列記の知見Ａ〜Ｃを得て、本発明を完成した。
【００１９】
（Ａ）めっきの状態が、めっき密着性だけでなく高磁場での磁気シールド性にも影響する。この理由は明確ではないが、母鋼板およびめっき層の間の僅かな物性（変形挙動）の差が、コイルでの製造過程における曲げに通板張力も重なり、母鋼板およびめっき層の界面に応力を発生させ、これにより、母鋼板の透磁率が低下し、高磁場での磁気シールド性が劣化すると推定される。
【００２０】
（Ｂ）めっき層の厚さおよび構造が高磁場での磁気シールド性に影響する。具体的には、めっき層の厚さ方向へのめっき金属元素の濃度分布を適切に制御することにより、高磁場での十分な磁気シールド性を確保できる。
【００２１】
（Ｃ）めっき層の厚さ方向へのめっき金属元素の濃度分布は、めっき密着性にも好ましい影響を及ぼす。
【００２２】
本発明は以下に列記の通りである。
【００２３】
（１）質量％で、Ｓｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１０〜２．４％、残部Ｆｅおよび不純物である化学組成を有する母鋼板と、該母鋼板の少なくとも一方の表面に形成された、一層以上のめっき層とを備える磁気シールド鋼板であって、
該めっき層は、前記母鋼板の板厚方向へＦｅ濃度が該母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の５０％以下である領域であり、
該めっき層に存在する、Ｆｅ以外の元素であって該めっき層中の平均濃度が最も高いめっき金属元素、例えば、平均濃度が好ましくは３０質量％超、さらに好ましくは５０質量％超、最も好ましくは５５質量％以上であるめっき金属元素の濃度が、下記（１）式および（２）式を満足する、磁気シールド鋼板。
【００２４】
Ａｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（１）
Ｃｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（２）
ただし、
Ａｍａｘ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、前記母鋼板との界面から該めっき層の厚さの３／１０の位置までの領域Ａにおける、前記めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）、
Ｂｍｉｎ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、該めっき層の厚さの３／１０の位置から該めっき層の厚さの７／１０の位置までの領域Ｂにおける、前記めっき金属元素の濃度の最小値（質量％）、
Ｃｍａｘ：前記鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向での前記めっき層の厚さ方向の領域であって、該めっき層の厚さの７／１０の位置から該めっき層の最外面までの領域Ｃにおける、前記めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）
である。
【００２５】
（２）下記（３）式を満足する、１項に記載の磁気シールド鋼板。
Ａｍａｘ／Ｃｍａｘ≧１．００        ・・・・・（３）
【００２６】
（３）前記めっき層の厚さＷｔ（μｍ）が、下記（４）〜（６）式を全て満足する、１または２項に記載の磁気シールド鋼板。
【００２７】
Ｗａ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（４）
Ｗｂ／Ｗｔ≧０．２０                ・・・・・（５）
Ｗｃ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（６）
ただし、Ｄａｖｅ＝（Ａｍａｘ＋２Ｂｍｉｎ＋Ｃｍａｘ）／４として、
Ｗａ：前記領域Ａにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上である領域の厚さ（μｍ）、
Ｗｂ：前記領域Ｂにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×０．９以下である領域の厚さ（μｍ）、
Ｗｃ：前記領域Ｃにおいて前記めっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上の領域の厚さ（μｍ）
である。
【００２８】
（４）前記一方の表面と前記めっき層との間に形成された遷移領域を備え、
該遷移領域は、前記母鋼板の板厚方向へＦｅ濃度が該母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の８０％から２０％に変化する領域であるとともに、
該遷移領域の厚さは０．２０μｍ以上である、１〜３項のいずれかに記載の磁気シールド鋼板。
【００２９】
（５）スラブに、熱間圧延、冷間圧延および仕上焼鈍を行った後に、表面にめっきを行う磁気シールド鋼板の製造方法であって、
前記めっきは、めっき浴組成を２回以上変更して複層めっきにより、行う、１〜４項のいずれかに記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【００３０】
（６）前記めっきは、電気めっきまたは溶融めっきによる、５項に記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【００３１】
（７）スラブに、熱間圧延、冷間圧延および仕上焼鈍を行った後に、表面に電気めっきによるめっきを行う磁気シールド鋼板の製造方法であって、
前記めっきは、外部から供給するめっき浴組成を一定とし、上記遷移領域が０．５０μｍ以上となるように、めっき浴組成を変えずに、めっき浴温度、めっき浴ｐＨおよびめっき電流密度の少なくとも一つを制御して行う、４項に記載の磁気シールド鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性の両立が可能となり、耐食性および意匠性といった外装材あるいは内装材としての機能を有する高磁場用の磁気シールド鋼板を提供することができる。
【００３３】
これにより、内装材、磁気シールド材および外装材を個別に用いていた従来よりも、スペースの確保と低コスト化を図ることができる。
【００３４】
さらに、本発明に係る磁気シールド鋼板を例えばリニアモータカー等の移動体の構成部材として用いることにより、構成部材の一体化を図れるとともに、比較的多量に含有するＳｉ，Ａｌ，Ｍｎ等の固溶強化元素が磁気シールド鋼板を高強度化するために構成部材の薄手化も可能になり、移動体の車体の軽量化による高速化および省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。以後の説明では、化学組成または濃度に関する「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味するとともに、「磁気シールド性」とは、特に断りがない限り「高磁場、例えば０．１Ｔ以上の高磁場での磁気シールド性」を意味する。
【００３６】
１．母鋼板の化学組成
本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板の化学組成を説明する。
【００３７】
母鋼板は、本発明に係る磁気シールド鋼板の特徴の一つである磁気シールド性を確保するための主要な要素である。母鋼板は、Ｓｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜２．４％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有する。
【００３８】
（１−１）Ｓｉ：１．５〜４．０％
Ｓｉは、冷延焼鈍後の母鋼板の集合組織を変化させ、透磁率を高めて磁気シールド性にも好ましく作用する。また、Ｓｉは、母鋼板のα相からγ相への変態温度を上昇させ、より高温で焼鈍して結晶粒径を粗大化させ、これにより、最大透磁率が高まり、磁気シールド性が向上する。さらに、Ｓｉは、飽和磁歪定数を０に近づけ透磁率を高くして、磁気シールド性を向上させる効果も有する。
【００３９】
Ｓｉ含有量が１．５％未満であると、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性を両立できない。この理由は明確になっていないが、後述するように本発明の効果は微小な応力に関連して発現すると考えられ、磁歪との関連である程度の高Ｓｉ含有鋼である必要がある。このため、Ｓｉ含有量は、１．５％以上であり、好ましくは２．０％以上であり、さらに好ましくは２．１％以上であり、よりいっそう好ましくは２．６％以上である。
【００４０】
一方、Ｓｉ含有量が４．０％を越えると、母鋼板を脆化させ、さらに飽和磁束密度を低下させて磁気シールド性の上昇も飽和する。このため、Ｓｉ含有量は、４．０％以下であり、好ましくは３．８％未満であり、さらに好ましくは３．６％未満である。
【００４１】
（１−２）Ａｌ：０．１〜３．０％
ＡｌもＳｉと同様に、母鋼板のα相からγ相への変態温度を上昇させるため、Ｓｉと同様に含有させる。一方、Ａｌは、鋼中のＮと結合してＡｌＮとして析出すると、結晶粒成長および磁壁移動を阻害して透磁率を低下させる。
【００４２】
Ａｌ含有量が０．１％未満であると、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性を高いレベルで両立できない。理由は明確ではないが、後述するように本発明による高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性の高いレベルでの両立は、微小な応力に関連して発現すると考えられ、低Ａｌ鋼では、ＡｌＮが微細に析出して磁壁移動を阻害するため、微小な応力の影響が現れ難くなるためと推定される。このため、Ａｌ含有量は０．１％以上である。
【００４３】
Ａｌ含有量が増加するとＡｌＮ析出物のサイズが粗大化し、ＡｌＮ析出物の個数が減少することにより磁気シールド性への悪影響を小さくするとともに、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性を高いレベルで両立できるようになる。このため、Ａｌ含有量は、好ましくは０．３％以上であり、さらに好ましくは０．６％以上であり、よりいっそう好ましくは０．９％以上であり、最も好ましくは１．２％以上である。
【００４４】
一方、Ａｌは、Ｓｉと同様に、飽和磁束密度を低下させ、多量に含有すると母鋼板の脆化が問題になる。このため、Ａｌ含有量は、３．０％以下であり、好ましくは２．８％未満であり、さらに好ましくは２．６％未満である。
【００４５】
（１−３）Ｍｎ：０．１０〜２．４％
Ｍｎは、鋼中のＳと結合してＭｎＳとして析出すると、結晶粒成長および磁壁移動を阻害して透磁率を低下させる。Ｍｎ含有量が０．１０％未満であると、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性を高いレベルで両立できない。理由は明確でないが、後述するように、本発明による高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性の高いレベルでの両立は、微小な応力に関連して発現すると考えられ、低Ｍｎ鋼では、ＭｎＳが微細に析出して磁壁移動を阻害するため、微小な応力の影響が現れ難くなるものと推定される。このため、Ｍｎ含有量は０．１０％以上である。
【００４６】
Ｍｎ含有量が増加すると、ＭｎＳ析出物のサイズは粗大化し、ＭｎＳの析出物の個数が減少することにより磁気シールド性への悪影響を減らすとともに、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性を高いレベルで両立できるようになる。このため、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．１５％以上であり、さらに好ましくは０．３％以上である。
【００４７】
一方、Ｍｎは、母鋼板のα相からγ相への変態温度を低下させるため、過剰に含有すると高温焼鈍による結晶粒の粗大化が困難になる。製造コストも勘案し、Ｍｎ含有量は、２．４％以下であり、好ましくは２．１％未満であり、さらに好ましくは１．９％未満である。
【００４８】
さらに、本発明に係る磁気シールド鋼板は、高磁場における磁気シールド性およびめっき密着性の高いレベルでの両立が消失しないことを前提に、電磁鋼板に含有されることが知られる元素を公知の含有量で含有してもよい。このような元素として、例えば、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ等が挙げられる。以下、本発明の効果への影響が比較的強く現れる、これら元素を説明する。
【００４９】
（１−４）Ｃ：０．００４０％以下
Ｃは、炭化物を形成して磁気シールド性を劣化させる場合がある。また、磁気時効が生ずると磁気シールド性も劣化してしまうため、Ｃ含有量は低くすることが好ましい。このため、Ｃ含有量は好ましくは０．００４０％以下である。
【００５０】
製造コストの観点から、溶鋼段階で脱ガス設備（例えばＲＨ真空脱ガス設備）によりＣ含有量を低減することが有利であり、Ｃ含有量を０．００３０％以下とすれば磁気時効の抑制効果が大きい。本発明に係る磁気シールド鋼板では、高強度化の主たる手段として炭化物等の非金属析出物を用いないため、敢えてＣを含有させるメリットはなく、Ｃ含有量は少ないことが好ましい。このため、Ｃ含有量は、好ましくは０．００２０％以下であり、さらに好ましくは０．００１５％以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である０．０００１％以下に下げることも可能で、Ｃ含有量は０％であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は０．０００３％となる。
【００５１】
（１−５）Ｎ：０．００４０％以下
Ｎは、Ｃと同様に、窒化物の形成や磁気時効性により磁気シールド性を劣化させる。このため、Ｎ含有量は好ましくは０．００４０％以下である。磁気シールド性の劣化を避けるためＮ含有量は、低いほうが好ましく、０．００２７％以下とすれば磁気時効や窒化物の形成による磁気シールド性への悪影響を十分に回避できる。Ｎ含有量は、さらに好ましくは０．００２２％以下であり、よりいっそう好ましくは０．００１５％以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である０．０００１％以下に下げることも可能で、Ｎ含有量は０％であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は０．０００３％となる。
【００５２】
（１−６）Ｓ：０．０２０％以下
Ｓは、硫化物を形成して磁気シールド性を劣化させる場合があるため、Ｓ含有量は低いことが好ましい。Ｓ含有量は、好ましくは０．０２０％以下であり、さらに好ましくは０．００４０％以下であり、よりいっそう好ましくは０．００２０％以下であり、最も好ましくは０．００１０％以下である。Ｓ含有量は０％であっても構わない。
【００５３】
（１−７）Ｐ：０．５％以下
Ｐは、強度調整、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、さらに特に冷延前の粒界に偏析させた場合に集合組織を改善して磁束密度を向上させること等が知られており、０．００１％以上含有させることが可能である。一般的な実用製鋼法では、不純物として、０．００２％以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は鋼を脆化させ、冷延性や製品の加工性を低下させるため、Ｐ含有量は、好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは０．３％以下である。
【００５４】
（１−８）Ｃｒ：２０％以下
Ｃｒは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、０．００１％以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、０．０１％以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ｃｒ含有量は、好ましくは２０％以下であり、さらに好ましくは５％以下である。
【００５５】
（１−９）Ｎｉ：１０％以下
Ｎｉは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、０．００１％以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、０．０１％以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ｎｉ含有量は、好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは３％以下である。
【００５６】
（１−１０）Ｃｕ：０．２％以下
Ｃｕは、固溶元素として母鋼板の飽和磁束密度Ｂｓを大幅に低下させる。飽和磁束密度Ｂｓの低下は磁気シールド性の低下につながる。このため、本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板では、特別の目的がない限り、敢えてＣｕを含有させる必要はない。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不可避的不純物として、０．０１％以上程度含有されることもある。したがって、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．２％以下であり、さらに好ましくは０．１５％以下である。一方で、Ｃｕ析出により高強度化を図ることができることなども知られており、本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板においても公知技術に準じて適宜用いることができる。
【００５７】
（１−１１）Ｓｎ：０．５％以下
Ｓｎは、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、０．００１％以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不可避的不純物として、０．００２％以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは０．３％以下である。
【００５８】
（１−１２）Ｂ：０．０１％以下
Ｂは、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、窒化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。一方で、過剰な添加は鋼が脆化し、磁気特性を低下させるため、Ｂ含有量は、好ましくは０．０１％以下であり、さらに好ましくは０．００５％以下である。
【００５９】
（１−１３）Ｔｉ：０．００２０％以下
Ｔｉは、析出物による強度調整を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、０．０００２％以上程度含有されることもある。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させることがあるため、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．００２０％以下であり、さらに好ましくは０．００１５％以下である。
【００６０】
（１−１４）Ｎｂ：０．００２０％以下
Ｎｂは、ＮｂＣなどの析出物が高強度化に有効に作用するものの、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させるため、敢えて含有させる必要はない。このため、Ｎｂ含有量は、好ましくは０．００２０％以下であり、さらに好ましくは０．００１０％以下である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、０．０００２％以上程度含有されることもある。
【００６１】
（１−１５）Ｍｏ：０．００２０％以下
Ｍｏは、特に酸化物、炭化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させることがあるため、Ｍｏ含有量は、好ましくは０．００２０％以下であり、さらに好ましくは０．００１５％以下である。
【００６２】
（１−１６）Ｓｂ：０．５％以下
Ｓｂは、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、０．００１％以上含有させることが可能である。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ｓｂ含有量は、好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは０．３％以下である。
【００６３】
（１−１７）Ｃａ：０．０５０％以下
Ｃａは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させることがあるため、Ｃａ含有量は、好ましくは０．０５０％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。
【００６４】
（１−１８）Ｍｇ：０．０５０％以下
Ｍｇは、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させることがあるため、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．０５０％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。
【００６５】
（１−１９）ＲＥＭ：０．０５０％以下
ＲＥＭは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、０．０００１％以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気シールド性を大幅に劣化させることがあるため、ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．０５０％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。
【００６６】
（１−２０）残部
本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板は、以上の化学組成を有し、残部はＦｅおよび不純物である。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるものや、製造工程において含まれるものが例示される。上述したＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ等は、本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板には含有されない場合もあるが、不純物として含有される場合もある。
【００６７】
２．母鋼板の金属組織
次に、母鋼板の金属組織を説明する。
【００６８】
上述のように、母鋼板の集合組織および結晶粒径は、どちらも高磁場での磁気シールド性にとって好ましく作用するように、制御される。
【００６９】
（２−１）集合組織
母鋼板の集合組織は、基本的には、母鋼板の板面内磁化方向とＦｅ結晶の磁化容易方向である＜１００＞方位とのずれが小さくなる集合組織であることが好ましい。基本的には｛１１１｝が少なく、｛１００｝や｛１１０｝が多い集合組織となる。換言すると、一般的に磁束密度を高く制御した電磁鋼板と同じ集合組織になる。
【００７０】
本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板は、特にＳｉ含有量が高く、非変態系の化学組成を有することにより、上記のような集合組織が形成される。低Ｓｉ含有鋼を母鋼板とする公知の磁気シールド鋼板は、｛１１１｝が高くなっており、高磁場での磁気シールド性には好ましくない。
【００７１】
（２−２）結晶粒径
母鋼板の結晶粒径は、５０μｍ以上であることが好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以上である。一般的にＳｉなどの含有元素が少ないほうが結晶粒径を大きくし易いものの、そのような低Ｓｉ含有鋼において結晶粒径を大きくすると、集合組織としては｛１１１｝が発達してしまうので、高磁場での磁気シールド性に適合しない母鋼板となってしまう。また、上述のように焼鈍中に変態が起きると、結晶粒が細分化するため好ましくない。
【００７２】
結晶粒径は、ＪＩＳ  Ｇ０５５１：２００５記載の結晶粒度標準図との比較による方法、計数方法、切断法などにより評価できるが、本発明では切断法により評価するものとする。
【００７３】
３．めっき層
次に、めっき層を説明する。
【００７４】
本発明では、めっき層の構造を規定するが、まず厚さ方向の境界を説明する。本発明では、母鋼板の板厚方向について母鋼板側からめっき層側へ向けて、Ｆｅ濃度が母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の５０％となる位置を、母鋼板およびめっき層の「境界」とする。そして、この境界よりも外表面側であってめっき金属が存在する領域がめっき層である。なお、以降の説明で「めっき」とは、特に区別する必要がない場合は、このめっき層を意味する。
【００７５】
また、本発明では、母鋼板からめっき層にわたる領域においてもう一つ特別な領域を規定する。すなわち、母鋼板の板厚方向について母鋼板側からめっき層側へ向けて、Ｆｅ濃度が母鋼板の板厚方向の中心位置におけるＦｅ濃度の８０％から２０％まで変化する領域を「遷移領域」とする。このため、遷移領域は、母鋼板の一部からめっき層の一部までを跨ぐ領域である。
【００７６】
（３−１）めっき金属の濃度分布
めっき層は、基本的に、磁気シールド鋼板の耐食性を確保するために形成されるが、本発明に係る磁気シールド鋼板では、良好な高磁場での磁気シールド性を確保するためにも形成される。本発明に係る磁気シールド鋼板の主たる特徴は、めっき層内のめっき金属元素の濃度分布にある。
【００７７】
本発明では、めっき層に存在する、Ｆｅ以外の元素であってめっき層中の平均濃度が最も高いめっき金属元素の濃度が、下記（１）式および（２）式を満足する。
【００７８】
Ａｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（１）
Ｃｍａｘ／Ｂｍｉｎ≧１．２０        ・・・・・（２）
ただし、Ａｍａｘは、鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向でのめっき層の厚さ方向の領域であって、母鋼板との界面からめっき層の厚さの３／１０の位置までの領域Ａにおける、めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）であり、Ｂｍｉｎは、鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向でのめっき層の厚さ方向の領域であって、めっき層の厚さの３／１０の位置からめっき層の厚さの７／１０の位置までの領域Ｂにおける、めっき金属元素の濃度の最小値（質量％）であり、Ｃｍａｘは、鋼板の板厚方向の中心位置から表面へ向かう方向でのめっき層の厚さ方向の領域であって、めっき層の厚さの７／１０の位置からめっき層の最外面までの領域Ｃにおける、めっき金属元素の濃度の最大値（質量％）である。
【００７９】
厚さ方向へのめっき金属元素の濃度分布が（１）式および（２）式を満足することにより、高磁場での磁気シールド性およびめっき密着性をともに高いレベルで両立できる。
【００８０】
Ａｍａｘ／Ｂｍｉｎ、およびＣｍａｘ／Ｂｍｉｎは、好ましくは１．４０以上であり、さらに好ましくは１．６０以上である。
【００８１】
Ａｍａｘ／Ｂｍｉｎ、およびＣｍａｘ／Ｂｍｉｎの上限は特に定めないが、５．００以上にしても効果が飽和するばかりか製造も困難になるため、あえて５．００以上にする必要はない。
【００８２】
さらに、
Ａｍａｘ／Ｃｍａｘ≧１．００        ・・・・・（３）
であることが、高磁場での磁気シールド性およびめっき密着性をともに高いレベルで両立するためには、特に好ましい。
【００８３】
本発明における「めっき金属元素」は、Ｆｅ以外の元素であって、めっき層における含有量が最も多いめっき金属元素である。例えば、平均濃度が好ましくは３０％超、さらに好ましくは５０％超、最も好ましくは５５％以上であるめっき金属元素である。
【００８４】
めっき金属元素からＦｅを除外する理由は、上述したように本発明により奏される効果は母鋼板との物性差により発生する応力にあると考えられるため、めっき層が例えばＦｅめっき層であると、このような物性差を得られないからである。
【００８５】
また、めっき層中のめっき金属元素の平均濃度として３０％超が好ましい理由は、めっき層中の平均濃度が３０％超となるような、めっき物性として優勢となるようなめっき金属元素が存在しない場合（例えば、平均濃度が５０％Ｎｉ−５０％Ｚｎのようなめっき層である場合）には、本発明の効果が発現するとは考え難いからである。この場合、Ｎｉが本発明の濃度分布を満足していれば、Ｚｎはその分布とは全く逆の分布となるため、本発明が期待する効果を相殺すると考えられる。
【００８６】
このようなめっき層内でのめっき金属元素の濃度変化が高磁場での磁気シールド性に影響する理由は、現時点では明確ではないが、母鋼板およびめっき金属それぞれの熱膨張率やヤング率の差による、母鋼板およびめっき層の界面での応力が要因であって、以下のように推定される。
【００８７】
すなわち、母鋼板の表面に異種物質の皮膜であるめっき層が形成されると、母鋼板の応力との間に応力が発生し、母鋼板での磁区の移動に影響を及ぼす。これは、基本的には磁気シールド性にとっては好ましくない作用を及ぼす。
【００８８】
しかし、めっき層内でのめっき金属元素の濃度変化が相当程度に大きいと、めっき層内での熱応力やヤング率の変動によりめっき層内で応力の一部が打ち消され、めっき層全体としての母鋼板への応力の影響が緩和され、結果としてめっき層による磁気シールド性への悪影響を解消できると推定される。
【００８９】
この応力の絶対値は非常に小さいことを確認しているが、適切な応力範囲を定量的に規定できていない。ただし、一般的に、電磁鋼板の磁気特性への応力の影響が知られており、圧縮応力は透磁率を低下させ、引張応力は透磁率を上昇させる。これらの類推により、母鋼板の応力との間の応力を原因と推定している。つまり、めっき層内に圧縮応力と引張応力が交互に発生し、トータルで母鋼板への応力の悪影響を緩和すると推定される。
【００９０】
なお、以降の説明では、本発明の効果を「めっき層内でのめっき金属元素の濃度分布の応力への影響」により説明するが、これは推定メカニズムである。
【００９１】
（３−２）厚さ
めっき層は、本発明に係る磁気シールド鋼板の耐食性を向上させる目的で母鋼板の表面に形成される。めっきとして主に使用される金属元素は、母鋼板の主構成元素であるＦｅよりも磁性が低い元素であり、めっき層が厚くなると磁気シールド鋼板全体での透磁率が低下する。このため、めっき層の厚さは、必要な耐食性を確保する範囲内で、薄いことが好ましい。
【００９２】
風雨などに曝されるような過酷な腐食環境であれば、１００μｍ以上の厚さが必要とされることもある。一方、一般的な室内に設置される電気製品や内装用途では、めっき層の厚さは、１μｍもあれば十分であり、好ましくは５μｍ以下であり、さらに好ましくは３μｍ以下である。
【００９３】
また、本発明に係る磁気シールド鋼板のめっき層の厚さは、磁気シールド性も考慮すべきである。上述のように、めっき層は磁気シールド性にとっては好ましからざるものであり、母鋼板の厚さの１０％超になると影響が大きくなる。このため、めっき層の厚さは、好ましくは母鋼板の厚さの１０％以下であり、より好ましくは母鋼板の厚さの５％以下であり、さらに好ましくは母鋼板の厚さの３％以下である。例えば、母鋼板の厚さを一般的な内装材として０．８０ｍｍとすると、めっき層厚さは８０μｍ以下であることが好ましい。
【００９４】
めっき層の厚さは、高磁場での磁気シールド性への効果を発揮するために、ある程度必要になる。求められる高磁場での磁気シールド特性との兼ね合いもあるが、１μｍ以上の場合に本発明の効果が好ましく発揮される。さらに好ましくは２μｍ以上である。めっき層の厚さの下限は、上述のように部材の耐食性も考慮して決定されるべきことは言うまでもない。
【００９５】
めっき層の厚さは、主として耐食性という公知の観点で決定されるが、本発明に係る磁気シールド鋼板では、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高次元で得るために、重要になる。
【００９６】
それは、領域Ａおよび領域Ｃでの濃化領域、領域Ｂでの希薄領域の厚さである。本発明の効果は、上述のように領域Ａ，Ｂ，Ｃにおけるめっき組成の変動に伴う応力の発生または緩和により生じると考えられるため、領域Ａおよび領域Ｃでの濃化領域、および領域Ｂでの希薄領域は、ある程度の厚さを有することが好ましい。あまりに狭い領域で大きな濃度変動が生じると、前述のように異常な応力の発生による磁気シールド性の劣化やめっきの剥離が発生するおそれがある。
【００９７】
この濃化領域と希薄領域の境界濃度Ｄａｖｅを、Ｄａｖｅ＝（Ａｍａｘ＋２Ｂｍｉｎ＋Ｃｍａｘ）／４とした場合に、めっき層の厚さＷｔ（μｍ）が、
Ｗａ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（４）
Ｗｂ／Ｗｔ≧０．２０                ・・・・・（５）
Ｗｃ／Ｗｔ≧０．１０                ・・・・・（６）
を全て満足することが好ましい。
【００９８】
ただし、Ｗａは、領域Ａにおいてめっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上である領域の厚さ（μｍ）であり、Ｗｂは、領域Ｂにおいてめっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×０．９以下である領域の厚さ（μｍ）あり、Ｗｃは、領域Ｃにおいてめっき金属元素の濃度がＤａｖｅ×１．１以上の領域の厚さ（μｍ）である。
【００９９】
（４）〜（６）式の各比の上限は特に限定しないが、各領域はそれぞれ領域Ａ内、領域Ｂ内、領域Ｃ内で設定されるので、厚さＷａ，Ｗｃの上限はいずれも０．３であり、厚さＷｂの上限は０．４である。
【０１００】
全体のバランスを単純に考えると、Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃの比は１：２：１であることが好ましく、これも考慮して、Ｗａ／Ｗｔ≦０．２５、Ｗｂ／Ｗｔ≦０．４０、Ｗｃ／Ｗｔ≦０．２５であることが好ましい。
【０１０１】
領域Ａ，Ｂ，Ｃでの濃度変化が大きく、厚さＷａ，Ｗｂ，Ｗｃが各領域Ａ，Ｂ，Ｃの中に分断されて複数存在する場合には、個々の領域の厚さを合計した値を、それぞれ厚さＷａ，Ｗｂ，Ｗｃとする。ただし、分断した個々の領域の厚さが狭くなると、上述のように異常な応力の発生による磁気シールド性の劣化やめっきの剥離が起きるおそれがある。
【０１０２】
本発明に係る磁気シールド鋼板では、遷移領域の厚さも重要である。これは、本発明で規定する化学組成を有する母鋼板に単一のめっき浴組成の電気めっきを行ってめっき層内の濃度変動を形成する場合に、特に重要になる。
【０１０３】
以降の説明では、「単一のめっき浴組成の電気めっきによりめっき層内のめっき金属元素の濃度変動を形成する方法」を「特定製法」と呼ぶことがある。この特定製法および形成メカニズムについての詳細は後述するが、本発明ではこの遷移領域の厚さを片面当たり０．５０μｍ以上とすることにより、特定製法によりめっき層内でのめっき金属元素の濃度変動を形成し易くなる。また、遷移領域の厚さは、めっき密着性にも影響する。
【０１０４】
前述のめっき層の厚さが決定されれば遷移領域の厚さも自動的に決定されると一見考えられるが、実際には遷移領域の厚さは、めっき層の厚さとは独立して制御可能である。つまり、遷移領域の厚さは、電気めっき工程の初期でのめっき金属元素と母鋼板との反応、またはめっき後の熱処理条件などにより決定される。このため、めっき層の厚さは、遷移領域の厚さとは無関係に制御可能である。
【０１０５】
つまり、電気めっきの初期に遷移領域が形成されれば、その後、どれくらいの厚さでめっき層を形成するかは、遷移領域の厚さがどの程度であるかとは全く無関係に制御可能である。
【０１０６】
この遷移領域の厚さは、好ましくは０．８０μｍ以上であり、さらに好ましくは１．１０μｍ以上であり、よりいっそう好ましくは１．５μｍ以上である。遷移領域の厚さが狭いと、すなわちＦｅ濃度の変化が急峻であると、特定製法でのめっき層内の濃度変動を形成し難くなる。これについては、めっき条件の項で説明する。
【０１０７】
遷移領域の厚さの上限は、特に定めない。本発明に係る特定製法でのめっき層内の濃度変動は、遷移領域の厚さが広く緩やかに変化するほど形成され易いと考えられるからである。また、遷移領域の厚さは、特定製法によりめっき層内の濃度変動を形成する場合に限らず、複層めっきでめっき層内の濃度変動を形成した場合にも規定できるものであり、遷移領域の厚さが広ければめっき密着性の観点で好ましい効果を得ることができる。
【０１０８】
（３−３）めっき組織
本発明に係る磁気シールド鋼板のめっき層は、単相であり、含有する金属元素を濃度変化の範囲内で完全に固溶する相を形成するものが好ましい。このため、めっき金属の化学組成や熱履歴により、磁気シールド性やめっき密着性に悪影響を及ぼす金属間化合物などの特殊な金属相が形成される場合は、これを避けることが好ましい。
【０１０９】
金属間化合物が形成される場合であっても、母鋼板の特定深さ領域を全面に覆う膜状の形態でなく、さらには粗大ではないものであることが好ましい。
【０１１０】
金属間化合物の存在は、Ｘ線回折や電子線回折により判断できる。Ｘ線回折では、鋼板の状態で測定でき、めっきを剥離して粉末にした状態での測定も可能である。また、電子線回折では、ＦＩＢを用いて薄膜サンプルを作製し、ＴＥＭにより得られる電子線回折像を解析することによって結晶構造を同定することができる。
【０１１１】
Ｘ線回折および電子線回折のいずれにおいても、各種の金属間化合物の格子の面間隔に応じた位置に回折ピークや回折パターンが検出されることにより、金属間化合物の存在を判断することができる。なお、ＴＥＭに装備されたＥＤＳ検出器を用いることにより金属元素の種類も同定できる。
【０１１２】
これらの判断や同定は、当業者が通常行っている基準で行えばよい。
【０１１３】
（３−４）めっき種
めっきは、公知のめっきが適用できる。めっき金属元素は、特に限定されるものではないが、特にＺｎ系めっきが、本発明の効果がより顕著に現れる傾向が見られる。例えばＺｎ系めっきであれば、純Ｚｎ，Ｚｎ−Ｎｉ，Ｚｎ−Ｃｏ，Ｚｎ−Ｆｅ，Ｚｎ−Ｖ，Ｚｎ−Ｓｎ，Ｚｎ−Ｍｎ，Ｚｎ−Ｃｒ，Ｚｎ−Ｂｉ，Ｚｎ−Ｓｂ等の公知のＺｎ系めっきが好ましいものとして挙げられる。
【０１１４】
もちろんＺｎ系めっき以外でも、Ａｌ系めっき、Ｎｉ系めっき、Ｓｎ系めっきの他、Ｐｂ−Ｓｎ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｒ等の公知のめっきも適用できる。
【０１１５】
これらめっきのめっき手段は、電気めっき、溶融めっきや溶射などが適用できる。さらに、めっき中にＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２等のコロイドや微粒子を複合分散させためっきも適用できる。
【０１１６】
本発明におけるめっき層は、その板厚方向の濃度分布について、一般的な単層めっきでは考えられないほどの大きな化学成分の変化を形成することを特徴とする。もちろん、一般的な単層と考えているめっきにおいても、不可避的な濃度変化は存在するが、本発明はその変動を、通常の単層めっきでは想定されないほど大きな濃度変動となるよう、意図した特定の範囲に制御することにより、本発明に特有の効果を発現させるものである。
【０１１７】
このようなめっき層を単層と呼ぶべきか、複層と呼ぶべきかについては、議論はあるが、本発明において、二種以上のめっきを施すことにより化学成分を大きく変えた複層めっきは、本発明の特徴である、めっき層におけるめっき金属元素の濃度分布を制御するために有効である。例えば、めっきをＺｎめっき、Ｎｉ−Ｚｎめっき、およびＺｎめっきの三層構造として適切な濃度および厚さとすれば、容易に本発明の規定を満足するめっき構造を得ることができる。
【０１１８】
また、めっきを重ねる層数は３層である必要はなく、４層以上であっても構わない。本発明は、基本的な形態として、めっき層を３つの領域（Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域）に分けて規定するが、４層めっきであっても、本発明で期待される、めっき層内の濃度変動による応力緩和の効果は発揮されるため、本発明は４層以上の複層めっきを除外するものではない。
【０１１９】
ただし、めっきの層数が多くなると、各めっき層の厚さが狭くなることに伴って各めっき層間での濃度変化が急峻になり易く、異常な応力発生による磁気シールド性の劣化やめっきの剥離が起きるおそれがある。
【０１２０】
これらのめっき層の層数、めっきの組成や厚さは、必要とされる耐食性や製造条件、コストなども考慮して適宜決定すればよい。
【０１２１】
これらの濃度は、ＧＤＳで磁気シールド鋼板の表面からの発光強度プロファイルを調査することにより、評価できる。濃度の絶対値は、各元素の含有量を変化させた材料についてのＧＤＳの発光強度と元素含有量との検量線により特定できる。
【０１２２】
ＧＤＳは、例えばリガク製ＧＤＡ７５０を使い、アノード径４ｍｍ、圧力３ｈＰａで分析する。めっき厚により最適なスパッタ時間は変わるが、一般的には２００秒間行えば母鋼板まで分析することができ、それ以上のめっき厚の場合、スパッタ時間を長くすれば分析できる。
【０１２３】
（３−５）めっき層の上の処理
さらに、めっき層の上に公知の処理を施すことも可能である。耐食性を高めるための各種化成処理、塗装、塗装密着性を高めるための各種化成処理、意匠性の確保のための塗装やフィルム貼付等を行うことは、それら塗装やフィルムによる新たな応力の影響なども考えられるものの、母鋼板とめっき層との間における本発明の効果を消失させるものではない。むしろ塗装やフィルムによっては、本発明の効果に有効に作用することも考えられる。
【０１２４】
４．本発明に係る磁気シールド鋼板の製造方法
次に、本発明に係る磁気シールド鋼板の製造方法を説明する。
【０１２５】
（４−１）母鋼板の製造方法
本発明に係る磁気シールド鋼板の母鋼板は、公知の電磁鋼板と同様に、鋼を転炉で溶製し、連続鋳造で鋼スラブとし、ついで熱間圧延、冷間圧延および仕上焼鈍を行うことにより得られる。
【０１２６】
これらの工程に加え、熱延板焼鈍や冷間圧延途中の中間焼鈍、脱炭焼鈍など、公知の電磁鋼板に適用される工程を経ることも本発明の効果を何ら損なうものではない。特に、熱延板を高温で焼鈍することにより熱延焼鈍板の結晶粒径を粗大化すると、冷延焼鈍後の集合組織および結晶粒径が、磁気シールド性の向上にとって好ましく変化する。
【０１２７】
また、製造条件に応じて形成されるＡｌＮやＭｎＳ等の微細析出物は、結晶粒成長や磁壁移動を阻害して、磁気シールド性を低下させる。これらの微細析出物を無害化するために、公知の電磁鋼板の製造プロセスで活用される添加元素やスラブ加熱低温化や焼鈍後の緩冷却技術等は、適宜活用することができる。
【０１２８】
このような母鋼板の製造条件は、公知の磁気特性（磁束密度、鉄損）を好ましく制御する製造条件を適宜適用すればよい。
【０１２９】
（４−２）めっき条件
次に、本発明に係る磁気シールド鋼板のめっき条件を説明する。
【０１３０】
本発明で規定する、めっき層の濃度分布は、単純には例えば複層めっきにより実現できる。その条件は、公知の条件を適宜採用して行えばよいので、詳細な説明は省略する。
【０１３１】
また、めっき手段として、溶融めっき、電気めっき、溶射等の公知の表面処理法を用いることができるが、上記の範囲の厚さで、かつ低コストで均一にめっきを施すためには、電気めっきが最適である。
【０１３２】
また、溶融めっきのようにめっき時に高温状態に晒される方法では、めっきされる金属元素と母鋼板に含有される金属元素とからなる金属間化合物が生成され易く、この金属間化合物が磁気シールド性やめっき密着性に悪影響を及ぼすことがある。
【０１３３】
さらに、めっき層と母鋼板の間に発生する応力について、溶融めっきでは、冷却時に熱歪を生じて悪影響を及ぼすことがあるが、電気めっきではこの応力が非常に小さくなることを確認している。これを考えても、電気めっきは本発明に係る磁気シールド鋼板のめっき手段として最適である。
【０１３４】
なお、電気めっき条件は、特別なものである必要はなく、公知のめっき浴、浴組成、温度、電流密度、時間を適用すればよい。例えば、めっき浴にはアルカリ性浴や酸性浴等種々のめっき浴が適用できる。また、無電解法等のめっき手法等も用いることができる。コスト、用途、汎用性も勘案すると、塩酸、硫酸、ホウ酸浴系の酸性浴を用いたＺｎ系めっきが最適である。
【０１３５】
以下では、本発明に係る製法として前述の「特定製法」を中心に、電気めっき時の挙動を説明する。以下は、高Ｓｉ、高Ａｌ鋼を電気めっきする場合に、結果として遷移領域の厚さが広いと、めっき層での濃度分布が本発明にとって好ましいものとなり、高磁場での磁気シールド性が向上することのメカニズムを、推定を交えて説明する。
【０１３６】
特定製法の最大の特徴は、電気めっきの初期過程でのめっき金属の電析を遅らせることである。電気めっきの初期過程では、母鋼板からのＦｅの溶解を完全に阻止することは困難であり、溶け出したＦｅの一部は母鋼板上にめっき金属と一緒に再電析する。
【０１３７】
一般的な電気めっきでは、母鋼板をわざわざ溶解させる意味はなく、めっき金属を積極的に電析させるので、Ｆｅの十分な溶解が起きる前に母鋼板の表面はめっき金属で覆われ、遷移領域の厚さは非常に狭くなる。
【０１３８】
これに対し、特定製法では、めっき初期において、Ｆｅの溶解が迅速に起こり、めっき金属の電析がゆっくり生じる条件により遷移領域の厚さを広くする。これは、めっき初期過程でのめっき浴の組成、ｐＨ、温度、めっき電流密度などの条件を適宜調整することにより行われる。めっきの当業者にとっては、このような条件を選定することは、困難なことではない。
【０１３９】
例えば、冷延鋼板をアルカリで電解脱脂処理した後、水洗、酸洗処理（硫酸濃度７０ｇ／Ｌ、２５〜４０℃、５秒間浸漬）を施し、次いで、Ｚｎ濃度：１．０ｍｏｌ／Ｌ（０．３〜１．８ｍｏｌ／Ｌ）、必要に応じＮｉ濃度：０．０１〜０．２ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ：１．９（１．０〜４．０）、浴温：５０℃（４０〜６５℃）の硫酸浴、電流密度：５０Ａ／ｄｍ２（２０〜１５０Ａ／ｄｍ２）の条件で電気めっきを行うことが、例示される。
【０１４０】
めっき初期過程で母鋼板の溶解をより優先させるめっき条件とする目的は、母鋼板から様々な物質をめっき浴中に溶解させることであり、遷移領域の厚さを広くすることが主目的でなく、遷移領域の厚さはあくまでも結果である。
【０１４１】
次に、このような母鋼板から様々な物質が溶け出しためっき浴中でのめっき挙動を説明する。
【０１４２】
めっき初期過程でめっき浴中に溶け出したＦｅ原子を主とする母鋼板の構成元素は、その後のめっき過程でめっき金属とともに母鋼板の表面に再電析する。
【０１４３】
このため、めっき層には図らずともＦｅ原子および各種元素が相当量含有され、同時にめっき浴の組成やｐＨなどもめっき層の形成に伴い連続的に変化する。そして、これにより、めっき金属元素の電析効率を連続的に変化させる。この電析効率は、比較的初期および後期には、めっき金属元素の電析優先度を高めるように作用し、中期には、めっき金属元素の電析優先度を阻害するように作用し、結果として、本発明で規定する、めっき金属元素の濃度分布が形成される。
【０１４４】
電気めっきにおいて上記のような作用を得るには、めっき浴の組成やｐＨなどを変化させる原因となる母鋼板から溶出する元素は、ある程度複雑な挙動を誘発するようなものであることが期待される。
【０１４５】
この意味で、母鋼板は単純なＦｅでなく、様々な元素を含んでいることが好ましいと考えられる。純Ｆｅに近い、低Ｓｉ系の鋼板では、本発明が期待するめっき層内での濃度変動は形成され難く、高Ｓｉおよび高Ａｌ系の鋼板では形成され易い。
【０１４６】
これは、単純に母鋼板の化学組成が影響することに加え、高Ｓｉおよび高Ａｌ系の鋼板は、めっき前の仕上焼鈍において、表面が酸化され易く、Ｓｉ系またはＡｌ系の外部酸化物や内部酸化物が少なからず形成されることが知られており、高Ｓｉおよび高Ａｌ系の鋼板でのこのような酸化物または酸化物形成に伴う微量元素の表面濃化などの寄与に起因する可能性も考えられる。
【実施例】
【０１４７】
表１に示す化学組成（残部はＦｅおよび不純物）を有する鋼Ａ〜Ｆを真空溶解し、連続鋳造により鋼スラブとし、ついで熱間圧延を行って３．０ｍｍの熱延鋼板とした。表１における下線は本発明の範囲外であることを示す。
【０１４８】
【表１】
0006683019.tif 000002
【０１４９】
この熱延鋼板を、４０℃硫酸で酸洗した後、０．７０ｍｍ厚に冷間圧延および仕上焼鈍を行った。
【０１５０】
その後、めっき前の酸洗条件、めっき手段、めっき種、めっき層厚さおよび遷移領域の厚さを、表２に示すように変化させた各種めっきを行った。このようなめっき厚さおよび遷移領域の厚さを、各めっき手段で目的とする範囲に制御することは、多数の使用のめっき鋼板を業として製造している当業者であれば、さほど困難なものではない。
【０１５１】
その後に、水洗を行い、日本パーカライジング社製ＣＴ−Ｅ３００Ｎによる化成処理を行った。
【０１５２】
このようにして製造した試料Ｎｏ．１〜７２について、以下の特徴および特性を調べた。
【０１５３】
（１）めっき層の厚さおよび濃度分布
ＧＤＳでめっき表面からの濃度プロファイルを調査して測定した。
【０１５４】
（２）遷移領域の厚さ
リガク製ＧＤＡ７５０を使い、アノード径４ｍｍ、圧力３ｈＰａで分析することにより測定した。
【０１５５】
（３）磁気シールド性
５５ｍｍ角に切断した試験片を用いて、単板磁気試験枠と直流自記磁束計で測定した。
【０１５６】
なお、本発明が対象とする高磁場での磁気シールド性は０．１Ｔ以上の磁束密度領域が対象となることは上述した通りであるが、実用的には磁気シールド材の内部の磁束は均一ではなく、磁束の集中なども起きるため、より高磁束密度領域での透磁率が指標とされることが多い。本発明においては、１Ｔにおける透磁率で効果を判定する。この値で本発明の優位性が確認できれば、０．１Ｔ以上から１Ｔを超える程度までの広い磁束密度領域で優位なシールド性を得ることができる。
【０１５７】
なお、高磁場磁気シールド性（１Ｔの透磁率）は、本発明の効果とは無関係に、母鋼板の化学組成、母鋼板の結晶粒径や結晶方位、さらにはめっき厚さなどにより絶対値が変化する。このため、本実施例では、本発明の効果以外の条件をほぼ同一とした中で、めっき層の濃度変化がない一般的なめっき材を基準として、めっき層の濃度変化による磁気シールド性の変化を評価し、改善代が０．０００４Ｈ／ｍ以上であるものを合格とした。
【０１５８】
（４）めっき密着性
前述のポリエステル系の塗装を付与した試験片を−２０℃以下に冷凍庫で冷却し、−２０℃の時点で動力シャーを用いて剪段した剪段面を、拡大鏡を用いて観察してめっき層の剥離幅を観察測定した。剥離幅は小さいほうがよく、剥離幅：１．０ｍｍ以下を合格と判定した。
【０１５９】
結果を表２にまとめて示す。なお、表２における下線は、本発明の範囲外であることを示す。
【０１６０】
【表２】
0006683019.tif 000003
【０１６１】
本実施例では、１層の単層めっきおよび３層の複層めっきを行った。複層めっきについては、めっきＡ、めっきＢ、めっきＣの順で処理を行い、母鋼板側からこの順番で各組成のめっき層を形成した。めっき層は、トータルの厚さで、電気めっきについては３μｍを狙い厚さとし、溶融めっきについては１２μｍを狙い厚さとした。複層めっきの場合、めっきＡ，Ｂ，Ｃの厚さ比は、以下に特に断らない場合は、３：４：３を基本とした。
【０１６２】
なお、めっき厚さや遷移領域の厚さなどにおいては、例えば「同一条件」として製造したものであっても、測定値が完全に一致しない場合があるが、これは製造精度や測定誤差の問題である。
【０１６３】
以下、試料Ｎｏ．１〜７２の結果を説明する。
【０１６４】
試料Ｎｏ．１〜６は、１層の電気Ｚｎめっきを施した比較例であり、これらの特性値を本実施例における基準値とする。
【０１６５】
試料Ｎｏ．７〜１８は、組成が異なる複層めっきを行って明瞭な濃度分布を形成し、母鋼板の化学組成の影響を確認した例である。母鋼板の化学組成が本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１０〜１２，１６〜１８では、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できないことがわかる。なお、濃度差が非常に大きい試料Ｎｏ．７〜１２は、問題になるほどではないものの、めっき密着性が若干低下している。
【０１６６】
試料Ｎｏ．１９〜２８は、複層めっきの組成により、めっき層内の濃度変動を少しずつ変化させた例である。めっき金属元素の濃度変動が本発明の範囲よりも小さいと、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できないことがわかる。なお、試料Ｎｏ．２８は、試料Ｎｏ．７〜１２と同様に、過剰な濃度変動に起因してめっき密着性が低下する傾向にある。
【０１６７】
試料Ｎｏ．２９〜３４は、めっき層内でのめっき金属元素の濃度変動の大きさが同じである場合に、最大濃度および最小濃度となる領域の板厚方向の位置関係を変化させた例である。めっき層の中央となる領域Ｂが希薄領域であるとともにめっき層の外側となる領域Ａ，Ｃが濃化領域である場合に、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できることがわかる。
【０１６８】
また、試料Ｎｏ．２９，３４を比較することにより、めっき層の外側である領域Ａ，Ｃでは、領域Ｃの濃度が低いほうが高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できることがわかる。
【０１６９】
試料Ｎｏ．３５，３６を比較することにより、めっき層の外側である領域Ａ，Ｃでは、領域Ｃの濃度が低いほうが高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できることがわかる。
【０１７０】
試料Ｎｏ．３７〜４１は、めっきＡ、めっきＢ、めっきＣの各層の厚さを変化させて、濃化領域または希薄領域の厚さの影響を確認したものである。各層のうちのどれかを薄くした場合は、その他の層が厚くなるようにめっきを行い、トータルのめっき厚さはほぼ一定となるように調整した。各層の厚さのバランスが適切でないと、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立し難いことがわかる。また、狭い領域で濃度変化が起きている試料Ｎｏ．３９では、めっき密着性も低下している。
【０１７１】
試料Ｎｏ．４２〜４８は、単層の電気めっきにおいて、めっき初期過程での母鋼板の溶解量を調整し、一回のめっき工程の中でのめっき浴変動の影響を確認したものである。母鋼板の溶解量が増え、遷移領域の厚さが増加するにしたがって、めっき組成の変動が本発明にとって好ましいものとなることが分かる。また、遷移領域の厚さの影響は２μｍ程度で飽和する傾向も確認できる。
【０１７２】
試料Ｎｏ．４９〜６０も同様に単層の電気めっきにおいてめっき金属元素の濃度変動が発生するようにめっき条件を調整して、母鋼板の化学組成の影響を確認した例である。遷移領域の厚さを、試料Ｎｏ．４９〜５４では１μｍ程度とし、試料Ｎｏ．５５〜６０では２μｍ程度とした。遷移領域の厚さは狙ったように制御できても、母鋼板の化学組成が本発明の範囲を外れる試料Ｎｏ．５２〜５４，５８〜６０では、高磁場での磁気シールド性とめっき密着性を高い次元で両立できないことが分かる。
【０１７３】
さらに、試料Ｎｏ．６１〜７２は、溶融めっきを複層で実施した例である。製造過程でめっきが混合してしまうため、めっき厚さの割には、希薄層および濃化層の厚さを確保することが難しく、電気めっきほどには効果が顕著に現れない。また、金属間化合物が大量に生成しているためと思われるが、全体に特性値が低下しており、電気めっきである基準材より特性が劣ってしまう例もある。