(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００１ 〜０．１ ％、Ｓｉ：０．１ ％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．１５％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００１ 〜０．０１０％、Ａｌ：０．００３ 〜０．０３％、Ｔｉ：０．０３〜０．２ ％、Ｚｒ：０．００１ 〜０．１ ％を含有し、かつＺｒ／Ｔｉ ≧０．０３を満たし、残部がＦｅと不可避的不純物からなる鋼板の片面または両面に片面当りのめっき付着量５ｇ／ｍ２以上の亜鉛系めっき層を形成してなる切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板。
【請求項２】
さらに前記亜鉛系めっき層の表面に、無機被覆層、有機被覆層のいずれか一方を、または両方をこの順に、形成してなる請求項１記載の切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板に関し、詳しくは、主として室内で使用される電気製品、事務機器などとして使用される亜鉛系めっき鋼板の剪断端面、打ち抜き面など、亜鉛めっきの犠牲防食が及ばない切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛系めっきを施した表面処理鋼板は優れた耐食性を有していることから、家電、事務機器などの製品部材として広く使用されている。これらの製品部材は、その生産工程で鋼板の片面または両面に亜鉛系めっきあるいはさらにその上に表面処理を施してなる表面処理鋼板を剪断加工、 打ち抜き加工、 穴あけ、 トリミングなど何らかの機械的切断加工したものを所望の形に成形して製造される。
【０００３】
従来、これら製品部材として使用された後の表面処理鋼板は、製品と共に廃却されるのが一般的であった。しかしながら、平成13年より施行された家電リサイクル法により、これら部材を再利用（リユース）する動きが出ている。しかるに、製品を回収して部材を再度同様な製品の部材として再利用しようとすると、切断面（剪断面、打ち抜き面、 トリミング面など）に赤錆が発生して、 再利用になかなか適合し難い問題が露呈されてきた。錆は電気伝導性などを有し、錆の剥落による電気回路の損傷などが懸念されるためである。
【０００４】
亜鉛めっき鋼板では、これが家電製品分野で使用されるときその切断端面を除く大部分の面積が十分に防食されるために、切断端面にも亜鉛めっきの犠牲防食効果が及ぶであろうと楽観されていたためか、端面耐食性についての十分な検討はされていなかった。端面耐食性不足の問題を根本的に解決するには、下地鋼材すなわち母材の耐食性を向上させる必要があると考えられる。
【０００５】
亜鉛系めっき鋼板の耐食性向上に関する従来の技術としては、Ｃ：0.15wt% 以下、酸可溶Al：0.005 〜0.10wt% 、Cr：1.5 〜20wt% に、Cu：0.8wt%以下、Ｐ：0.15wt% 以下、Ni：10wt% 以下の１種または２種以上を含有する鋼板を母材とする耐食性と塗装性能に優れた亜鉛系めっき鋼板（特許文献１）や、Ｃ：0.01〜0.08wt% 、Si：0.04wt% 以下、Mn：0.4wt%以下、Ｐ：0.04wt% 以下、Ｓ：0.015wt%以下を含み、かつMn（wt% ）×Ｓ（wt% ）≦0.003 およびＳ（wt% ）×Ｐ（wt% ）≦0.0003を満たす鋼板に片面当りZn付着量５ｇ/m2 以上の片面または両面亜鉛系めっきをした耐端面錆性に優れる表面処理鋼板（特許文献２）や、質量％で、Ｃ：0.10％以下、Si：0.20％以下、Mn：0.40％以下、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.0050％以下、Al：0.01〜0.07％、Cr：2.0 〜10.0％を含有する鋼板に片面当りZn付着量５ｇ/m2 以上の片面または両面亜鉛系めっきをした耐端面錆性に優れる表面処理鋼板（特許文献３）などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−７８８８号公報
【特許文献２】
特開平１０−３３０８８３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１５５３７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の技術では、Cu添加のためその亜鉛系めっき鋼板が鉄資源として回収しにくく、また、Cr、Ni添加のため高価であるという問題があった。また、特許文献２の技術では、その表面処理鋼板が必ずしも十分な耐端面錆性を有しておらず、特に板厚が2.0mm 超の場合、その性能に乏しいという問題があった。また、特許文献３の表面処理鋼板では、Cr多量添加のため高価であるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、これらの問題を解決し、製品部材への再利用および十分な鉄資源回収ができ、安価であって板厚2.0mm 超でも十分な耐端面錆性を有する切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、鋼中に含まれる不純物の量を制限するとともに、Mn系析出物、Ｓ系析出物を減少させることにより、良好な切断端面の耐食性が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、質量％で、Ｃ：０．００１ 〜０．１ ％、Ｓｉ：０．１ ％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．１５％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００１ 〜０．０１０ ％、Ａｌ：０．００３ 〜０．０３％、Ｔｉ：０．０３〜０．２ ％、Ｚｒ：０．００１ 〜０．１ ％を含有し、かつＺｒ／Ｔｉ ≧０．０３を満たし、残部がＦｅと不可避的不純物からなる鋼板の片面または両面に片面当りのめっき付着量５ｇ／ｍ２ 以上の亜鉛系めっき層を有し、あるいはさらに前記亜鉛系めっき層の表面に、無機被覆層、有機被覆層のいずれか一方を、または両方をこの順に、形成してなる切断端面の耐食性に優れた表面処理鋼板である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明者らは、大気中、特に屋内使用環境下での鋼材の腐食について考究し、その腐食環境が極めてマイルドであることから、腐食の起点が鋼材の析出物に起因するものとの結論に達した。その結果、 不純物成分をはじめとする鋼成分の含有量を制限して、切断端面での錆の発生起点を極力低減させることにより、屋内環境下での切断端面の耐食性が格段に向上することを見いだしたのである。
【００１２】
本発明で規定された鋼組成の成分元素は、いずれも製鋼段階や機械的性質の面から有用な元素であるが、その反面、切断端面の耐食性の低下因子ともなりうる。これら成分元素の含有量を限定した理由を以下に述べる。
Ｃは、0.1 ％を超えると鋼材が硬くなりすぎて後述のTi添加の場合と同様の不利を被り、一方、 0.001 ％未満になると鋼材が軟化しすぎて切断時にバリなどの不具合が発生しやすくなるため、0.001 〜0.1 ％とした。
【００１３】
Siは、0.1 ％を超えると耐食性が低下するので0.1 ％以下とした。Siはできる限り低下させることが好ましいが、不可避的不純物として入ってしまうので、0. 001％以下にするにはコストがかかりすぎ、好ましくない。
Ｓは、鋼中に不可避的に存在する不純物元素であり、低減できればできるほど好ましい。ただし、0.001 ％未満に低減しようとすると製鋼コストが嵩みすぎ、また、0.1 ％以下では切断端面の耐食性が許容範囲内にあるため、0.001 〜0.1 ％の範囲とした。
【００１４】
Alは、製鋼段階での脱酸剤として0.003 ％以上を必要とするが、0.03％を超えると介在物が増加し、耐食性が劣化するため0.03％以下とする。
Ｐは、0.02％を超えると耐食性が劣化するため、0.02％以下とする。Ｐは不可避的不純物として入ってしまうが、できるだけ低く抑制することが好ましい。
Mnは、0.15％を超えるとMnS ができやすくなり耐食性が低下し、0.05％未満では鋼材が軟化してバリなどの不具合が発生しやすくなるため、0.05〜0.15％とした。
【００１５】
Tiは、Ｓと優先的に結びつくので、腐食の起点となるMnS を減少させることができる。この効果は0.03％以上で顕現する（図１参照）。一方、0.2 ％を超えるとＹＳ、ＴＳが上昇し、鋼材の材質が大きく変化し、硬くなり、加工性が低下する。よって、Tiは0.03〜0.2 ％とする。
ただし、Tiを添加すると、鋼材が硬くなりすぎて、プレス時に所望の形状が得られなかったり、めっき層から剪断面への亜鉛の回り込み量が減ってかえって耐食性が低下することがある。
【００１６】
Zrは、上記Ti添加による悪影響を抑えるために添加される。すなわち、Zr/Ti ≧0.03を満たす範囲内でZrを添加すると、Zr系析出物を核としてTi系析出物が粗大化し、硬度上昇を抑制することができる。ただし、Zrが0.001 ％未満ではその効果に乏しく、一方、0.1 ％を超えるような添加では製鋼コストが増大するため、Zrは0.001 〜0.1 ％とする。
【００１７】
本発明の表面処理鋼板は、上記鋼組成になる鋼板の少なくとも片面に犠牲防食性を有する亜鉛系めっきが施されたものであり、より一層優れた切断端面の耐食性を有するから、同様な製品部材への再利用が可能である。また、Cuを含有しないから十分な鉄資源回収ができる。また、Cr、Ni等の高価な元素を含有しないから安価にできる。めっきの方法としては、溶融めっき、電気めっき、蒸着めっきなどいかなる方法でもよい。めっき金属は、Zn単一系のほか、Zn-Al 、Zn-Ni 、Zn-Cr 、Zn-Fe 、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Mg-Si などの多元系でもよい。ただし、めっき付着量が片面当り５ｇ/m2 に満たないと、特に板厚2.0mm 超での切断端面におけるZnの犠牲防食性が不十分であるため、片面当り５ｇ/m2 以上のめっき付着量を有するものとした。これにより、板厚2.0mm 超の場合でも優れた切断端面の耐食性を確保できる。めっき付着量の上限は特に定める必要はなく、製造上の制約から適宜設定すればよい。
【００１８】
本発明の効果は、上記亜鉛系めっきのままでも得られるが、さらに未塗装で使用する場合の平板部の赤錆対策、塗装などの被覆処理を行って使用する場合の平板部の耐食性向上、あるいは耐食性以外の耐指紋性などのために、亜鉛系めっき層の表面に例えばクロメート処理層、リン酸塩処理層、シラン処理層などの無機被覆層、あるいは例えばエポキシ樹脂層、アクリル樹脂層、ポリウレタン樹脂層、ポリオレフィン樹脂層、フッ素樹脂層などの有機被覆層のいずれか一方を、または両方を無機被覆層、有機被覆層の順に、形成することなどは、良好な切断端面の耐食性とともに平板部の耐食性を付与する上で好ましい。有機被覆層の形成方法としては、塗装、ラミネート（フィルム貼付）などが好ましく用いうる。
【００１９】
【実施例】
表１に示す化学組成になる鋼板（母材）に、表２に示す種々の表面処理を施し（母材板厚は1.6 〜3.2mm ）表面処理鋼板を得た。これらの表面処理鋼板を剪断機で切断し、得たサンプルについて、50℃×95％ＲＨ（相対湿度）の恒温槽内に24時間保持したのち取り出して切断端面を観察し、これを10回繰り返すという端面錆発生促進試験を行った。切断端面の耐食性は、試験終了後サンプルの切断端面の赤錆発生面積率を測定し、該面積率が10％以下を“◎”、10％超20％以下を“○”、20％超30％以下を“△”、30％超を“×”とする４段階評価法によって評価した。その結果を表３に示す。表３より、本発明例はいずれも良好な切断端面の耐食性を示していることがわかる。また、ここで用いた端面錆発生促進試験からは、実製品部材の切断端面の耐食性の程度と良好な正相関をもつデータが得られる。この点は本発明者らが予め確認した。よって、本発明の表面処理鋼板が実際に事務機器等の強度部材に適用されると、優れた切断端面の耐食性を発揮し、回収部材の再利用が可能となる。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、切断端面の耐食性に一層優れた表面処理鋼板を提供できるようになるから、部品のリユースが可能となり、製品コストの大幅削減、 材料使用量の削減が達成でき、地球環境の保護に貢献すること大であるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼中のTiとMn系析出物との定量的関係を示す図である。
【図１】
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