特表 2024-537358 ＰＶＤのための蒸気ノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ＰＶＤのための蒸気ノズル

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522268

(86)(22)【出願日】2022-09-05

(85)【翻訳文提出日】2024-06-10

(86)【国際出願番号】 IB2022058332

(87)【国際公開番号】W WO2023062454

(87)【国際公開日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2021/059432

(32)【優先日】2021-10-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルウェット，バンサン

(72)【発明者】

【氏名】パーチェ，セルジョ

(72)【発明者】

【氏名】ジレ，オセアーヌ

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA02

4K029AA25

4K029BA03

4K029BA07

4K029BA12

4K029BA17

4K029BA18

4K029BA21

4K029BA35

4K029CA01

4K029DA03

4K029DB03

4K029DB04

4K029DB12

4K029EA02

4K029EA03

4K029GA03

4K029JA10

4K029KA01

(57)【要約】

本発明は、金属または金属合金から形成されたコーティングを、走行している基板上に堆積させるための蒸気ジェットコータに関し、前記蒸気ジェットコータは、蒸発管に接続可能に構成された分配チャンバと、前記分配チャンバに接続され、主噴射計画および主噴射方向に沿って金属合金蒸気を噴射することができる蒸気出口オリフィスであって、ｉ．収束部と、ｉｉ．発散部とを連続的に具備する蒸気出口オリフィスと、を連続的に備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを堆積させるための蒸気ジェットコータ１であって、前記蒸気ジェットコータは、
蒸発管に接続可能に構成された、分配チャンバ２と、
前記分配チャンバ２に接続され、主噴射計画（Ｐ）および主噴射方向（Ｄ）に沿って金属合金蒸気を噴射することができる蒸気出口オリフィス３であって、
ｉｉｉ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（５、６）を画定する壁を具備する収束部４であって、前記２つの面（５、６）は、入口側の距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｃ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｃ_ＥＥ（Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｃ_ＥＸＩＴ）は１．２～１０である、収束部４と、
ｉｖ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（８、９）を画定する壁を備える発散部７であって、前記２つの面（８、９）は、入口側の距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｄ_ＥＥ（Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｄ_ＥＸＩＴ）は０．１～０．８である、発散部７と、
を連続的に備える蒸気出口オリフィス（３）と、
を連続的に備える蒸気ジェットコータ１。

【請求項2】

前記収束部において、前記比Ｃ_ＥＥは３～５である、請求項１に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項3】

前記収束部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である、請求項１または２のいずれか一項に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項4】

前記発散部において、前記比Ｄ_ＥＥは０．２５～０．３５である、請求項１～３のいずれか一項に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項5】

前記発散部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である、請求項１～４のいずれか一項に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項6】

前記蒸気出口オリフィス３は、前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの平行な面（８０、９０）を具備する端部を備え、前記２つの面は距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間される、請求項１～５のいずれか一項に記載のコーティングされた蒸気ジェット。

【請求項7】

走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを連続的に堆積させるための真空堆積設備であって、設備は、
金属または金属合金蒸気を供給するのに適した蒸発るつぼと、
蒸発管と、
所与の経路に沿って基板を通過させるのに適した堆積チャンバと、
請求項１～６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの蒸気ジェットコータと、
を連続的に備える、真空堆積設備。

【請求項8】

請求項７に記載の真空堆積設備内の少なくとも１つの金属から形成されたコーティングを、走行している基板（Ｓ）上に連続的に堆積させるための方法であって、方法は、圧力Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}を有する前記真空チャンバで、金属蒸気は、少なくとも１つの蒸気出口オリフィスを通って、圧力Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}で前記走行している基板の側面に向かって噴射され、少なくとも１つの金属の層が形成されるステップを備え、（Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}）は２～１５であり、噴射された蒸気は、前記発散部７の前記入口側で超音速を有する、方法。

【請求項9】

前記蒸気ジェットコータは、走行している基板から２０ｍｍ～８０ｍｍの距離にある、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}）は２～１０である、請求項８または９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}は１．１０^－４ｍｂａｒ～３．１０^－１ｍｂａｒである、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記蒸気ジェットコータによって噴射される金属蒸気流は３～３００ｇ．ｓ^－１である、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

金属コーティングが備えられ、場合により製造中に不可避である、微量で存在する、不純物を含み、前記金属コーティングが１％未満の空孔濃度を有する、請求項８から１２のいずれか一項に記載の製造された、鋼板。

【請求項14】

電気泳動によって生成された塗料の層が、前記金属コーティングの上部にある、請求項１３に記載の鋼板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属コーティングを連続的に堆積させるための蒸気ジェットコータおよび真空堆積設備に関する。本発明はまた、そのようなコーティングの堆積方法に関する。

【0002】

本発明は、特に、亜鉛または亜鉛－マグネシウム系コーティングを走行している鋼帯上に堆積させることを意図しているが、これに限定されない。次いで、このようなコーティングされた鋼帯を、例えばスタンピング、曲げまたは成形によって切断および成形され、次いで塗装されることができる部品を形成することができる。

【背景技術】

【0003】

溶融めっきコーティングおよび電気コーティングなどのいくつかのコーティング方法が存在する。しかしながら、これらの従来の方法は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｐ、ＣｒまたはＢなどの高レベルの酸化され易い元素を含有する鋼グレードに、満足のいくコーティングを提供しない。その結果、ＪＶＤ（ジェット蒸着）などの真空堆積技術などの新しい方法が開発されている。

【0004】

ＪＶＤでは、超音速で推進される金属蒸気スプレーが基板と接触する。国際公開第９７／４７７８２号および国際公開第２００９／０４７３３３号は、そのようなプロセスを記載している。

【0005】

国際公開第２０１５／０１５２３７号は、ＪＶＤ（ジェット蒸着）によってコーティングされた鋼の、腐食に対する一時的な保護を改善することを目的としたプロセスを開示している。これは、堆積チャンバ内の圧力と亜鉛噴射チャンバ内の圧力との比が２×１０^－３から５．５×１０^－２である真空堆積設備で鋼基板をコーティングすることによって行われる。

【0006】

国際公開第２０１９／２３９３１４号は、微粒子状欠陥を防止する、蒸気ジェットコーティングを開示している。図１に示されるように、この蒸気ジェットコータ１０１は、分配チャンバ１０２と、収束部１０４を備える蒸気出口オリフィス１０３とから形成される。

【0007】

それにもかかわらず、従来技術の装置は約２％の空孔濃度をもたらすことが観察されている。これは、コーティングの機械的抵抗を制限し、コーティングの厚さを制限するコーティングの密着性の問題を引き起こす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第９７／４７７８２号

【特許文献2】国際公開第２００９／０４７３３３号

【特許文献3】国際公開第２０１５／０１５２３７号

【特許文献4】国際公開第２０１９／２３９３１４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、従来技術の設備およびプロセスの欠点を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

他の特徴および利点は、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【0011】

本発明を説明するために、特に以下の図を参照して、様々な実施形態が説明される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来技術による蒸気ジェットコータの一実施形態の図である。

【図2】本発明による蒸気ジェットコータの一実施形態の図である。

【図3】本発明による蒸気出口オリフィスの第１の実施形態の図である。

【図4】本発明による蒸気出口オリフィスの第２の実施形態の図である。

【図5】本発明による真空堆積設備の一実施形態の図である。

【図6】従来技術による蒸気ジェットコータで実現されたコーティングのＳＥＭ画像の図である。

【図7】本発明による蒸気ジェットコータで実現されたコーティングのＳＥＭ画像の図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は、図２および図３に示されように、走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを堆積させるための蒸気ジェットコータ１に関し、前記蒸気ジェットコータは、
蒸発管に接続可能に構成された、分配チャンバ２と、
前記分配チャンバ２に接続され、主噴射計画（Ｐ）および主噴射方向（Ｄ）に沿って金属合金蒸気を噴射することができる蒸気出口オリフィス３であって、
ｉ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（５、６）を画定する壁を具備する収束部４であって、前記２つの面（５、６）は、入口側の距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｃ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｃ_ＥＥ（Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｃ_ＥＸＩＴ）は１．２～１０である、収束部４と、
ｉｉ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（８、９）を画定する壁を備える発散部７であって、前記２つの面（８、９）は、入口側の距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｄ_ＥＥ（Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｄ_ＥＸＩＴ）は０．１～０．８である、発散部７と、
を連続的に具備する蒸気出口オリフィス３と、
を連続的に備える。

【0014】

以下では、主噴射方向（Ｄ）は、噴射された金属合金蒸気の移動に対して表される。

【0015】

好ましくは、前記基板は帯材である。

【0016】

好ましくは、前記走行している基板は金属基板である。さらにより好ましくは、前記走行している基板は鋼基板である。

【0017】

好ましくは、前記走行している基板は、重量パーセントで、０．１５＜Ｓｉ＜０．４、０．５＜Ｍｎ＜２．５、０．１＜Ｃ＜０．４、Ｐ≦０．０３、Ｓ≦０．０２、０．０１＜Ａｌ≦０．１、Ｃｕ≦０．２、Ｔｉ＋Ｎｂ≦０．２０、Ｃｒ＋Ｍｏ≦１を含有する組成を有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる。

【0018】

好ましくは、前記走行している基板は、重量パーセントで、０．１５＜Ｓｉ＜０．６、０．１７＜Ｍｎ＜２．３、０．１＜Ｃ＜０．４、Ｐ≦０．０５、Ｓ≦０．０１、０．０１５＜Ａｌ≦１．０、Ｃｕ≦０．２、Ｂ≦０．００５、Ｔｉ＋Ｎｂ≦０．１５、Ｃｒ＋Ｍｏ≦１．４を含有する組成を有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる。

【0019】

蒸気ジェットコータ１は、音波蒸気ジェットコータ、すなわち音速の蒸気ジェットを生成することができるコータである。このタイプのコータは、通常、ＪＶＤ（ジェット蒸着）装置とも呼ばれる。

【0020】

分配チャンバ２の機能は、蒸気出口オリフィスに沿って、したがって基板幅に沿って金属蒸気を均一に分配することである。図２および図５に示されるように、分配チャンバ２は、蒸発管１０に接続可能に構成されており、これは、金属蒸気が蒸発管１０から分配チャンバ２に流れることができることを意味する。

【0021】

好ましくは、分配チャンバ２は、再加熱手段１１、例えば加熱カートリッジを備える。そのような再加熱手段は、蒸発管から来る金属蒸気を、蒸気出口オリフィス３に入るときに、その膨張後に再加熱することを可能にし、蒸気出口オリフィスにおける凝縮を防止する。

【0022】

好ましくは、再加熱手段は、分配チャンバの長さに沿って、さらにより好ましくは全長に沿って延びる。再加熱手段の数および位置は、蒸気の再加熱を最適化するように調整されることができる。

【0023】

蒸気出口オリフィス３は、前記分配チャンバ２に接続され、これは、金属蒸気が分配チャンバ２から蒸気出口オリフィス３へ流れることができることを意味する。この接続は、好ましくは、分配チャンバの壁に切り込まれた開口部を介して行われる。

【0024】

蒸気出口オリフィス３および発散幾何学的形状は、発散部におけるいかなる流れの擾乱も防止するように構成される。

【0025】

図２に示されるように、蒸気出口オリフィスは、収束部４および発散部７を備える。

【0026】

収束部４は、噴射計画（Ｐ）の両側に１つずつ、互いに向かって収束する２つの面（５、６）を備える。

【0027】

２つの面は、入口側および出口側を画定する。入口側を通って、金属蒸気は、修復チャンバ２から、収束部に入る。出口側を通って、金属蒸気は収束部から出る。

【0028】

主噴射計画に垂直な計画では、収束部の面は、出口側の距離Ｃ_ＥＸＩＴに対して入口側の距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}だけ離間されている。さらに、比

【数1】

は１．２～１０である。

【0029】

「互いに向かって収束する」とは、蒸気出口オリフィスの入口側幅が出口側幅よりも小さいことを意味する。これは、側面の形状を決して制限しない。

【0030】

そのような収束部は、ジェット、すなわち金属蒸気ジェットを収束部の出口で超音速に達するために加速することを可能にする。

【0031】

発散部７は噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの面（８、９）を備え、２つの面（８、９）は互いに発散している。

【0032】

２つの面は、入口側および出口側を画定する。入口側を通って、金属蒸気が発散部に入る。出口側を通って、金属蒸気は発散部から出る。

【0033】

主噴射計画に垂直な計画では、発散部の面は、入口側の距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}と出口側の距離Ｄ_ＥＸＩＴとに離間している。さらに、比

【数2】

は０．１～０．８である。

【0034】

「互いに収束する」とは、蒸気出口オリフィスの入口側幅が出口側幅よりも大きいことを意味する。これは、側面の形状を決して制限しない。

【0035】

ジェット速度がこの箇所の入口側で超音速である限り、そのような発散部は、ジェット、すなわち金属蒸気ジェットを加速し、その圧力を低下させることを可能にする。

【0036】

本発明者らによって、そのような収束部と、それに続くそのような発散部とを有することは、ジェット圧力の低下に起因して真空チャンバに入るときのジェット膨張（同じ蒸気流の場合）を減少させることが可能であることが見出された。

【0037】

ジェット膨張の減少は、鋼コーティング界面およびコーティング上面の両方でコーティングの多孔性を減少させることを可能にする。

【0038】

好ましくは、前記収束部において、前記比Ｃ_ＥＥは３～５である。

【0039】

好ましくは、前記収束部において、前記２つの面は、主噴射計画（Ｐ）に対して本質的に対称である。このような配置は、コーティングの均一性を改善する。

【0040】

好ましくは、前記収束部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である。さらにより好ましくは、前記収束部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は、等脚台形である。

【0041】

好ましくは、前記収束部において、等脚台形の底角は、６０°を超える値を有する。

【0042】

好ましくは、収束部の長さＬ_ＣＯＮＶは、８０ｍｍ～２５０ｍｍである。長さは主噴射方向Ｄに沿っている。

【0043】

好ましくは、距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}は、３０ｍｍ～１８０ｍｍである。さらに好ましくは、距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}は、５０ｍｍ～１５０ｍｍである。

【0044】

好ましくは、距離Ｃ_ＥＸＩＴは、３０ｍｍ～７５ｍｍである。さらに好ましくは、距離Ｃ_ＥＸＩＴは、３５ｍｍ～５５ｍｍである。

【0045】

好ましくは、主噴射計画（Ｐ）と収束面（５、６）を画定する２つの壁のいずれかとの間の角度は、５°～４５°、好ましくは１５°～３５°である。

【0046】

好ましくは、収束部４の入口の始まりは、以下の条件に従って曲率半径ρ_{ＥＮＴＲＹ}を呈する、すなわち、０．５×Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}＜ρ_{ＥＮＴＲＹ}＜２×Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}である。

【0047】

好ましくは、前記発散部、前記比Ｄ_ＥＥは、０．３～０．６である。

【0048】

好ましくは、前記発散部において、前記２つの面は、主噴射計画（Ｐ）に対して対称である。

【0049】

好ましくは、前記発散部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である。さらにより好ましくは、前記発散部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は、等脚台形である。

【0050】

好ましくは、前記発散部において、等脚台形の底角は、６０°を超える値を有する。

【0051】

好ましくは、発散部の長さは、３０ｍｍ～２８０ｍｍである。長さは主噴射方向Ｄに沿っている。

【0052】

好ましくは、距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}は、２０ｍｍ～６０ｍｍである。さらに好ましくは、距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}は、３０ｍｍ～５０ｍｍである。

【0053】

好ましくは、距離Ｄ_ＥＸＩＴは、５０ｍｍ～２１０ｍｍである。さらに好ましくは、距離Ｄ_ＥＸＩＴは、６０ｍｍ～２００ｍｍである。

【0054】

好ましくは、前記収束部および前記発散部は連続している。さらにより好ましくは、収束部と発散部との間の接合部における曲率は、４０°未満、好ましくは３０°未満である。

【0055】

好ましくは、前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの面を具備する壁を備える中立部が、収束部と発散部との間に配置され、前記２つの空間は、前記主噴射方向Ｄに沿って本質的に一定である距離から離間される。さらにより好ましくは、収束部と中立部との間の曲率は、４０°未満、好ましくは３０°未満である。さらにより好ましくは、発散部と中立部との間の曲率は、４０°未満、好ましくは３０°未満である。

【0056】

好ましくは、図４に示されるように、蒸気出口オリフィス３は、前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの平行な面（８０、９０）を具備する端部を備え、前記２つの面は距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間される。さらにより好ましくは、前記端部は、発散部（７）の長さの５％～１５％の長さを有する。

【0057】

この端部は、金属蒸気の経路を辿るときに収束部の下流にある。

【0058】

図５に示されように、本発明はまた、走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを連続的に堆積させるための真空堆積設備１２に関し、この設備は、基板（Ｓ）を所与の経路に沿って通過させるのに適した堆積チャンバ１３および、
金属または金属合金蒸気を供給するのに適した蒸発るつぼ１４と、
蒸発管１０と、
前述の少なくとも１つの蒸気ジェットコータ１と、
を連続的に備える。

【0059】

この設備は、基板を堆積チャンバに通すための手段１５を備える。基板は、前記基板の性質および形状に応じて、任意の適切な手段によって作動させ得る。鋼帯を支えることができる回転支持ローラが特に使用されることができる。

【0060】

堆積チャンバは、好ましくは１０^－８～１０^－３バールの圧力に保たれた密閉可能な箱であることが好ましい。好ましくは、堆積チャンバは、入口ロックおよび出口ロック（これらは図示せず）を有し、これらの間で、例えば鋼帯などの基板Ｓは、走行方向に所与の経路に沿って走行することができる。

【0061】

蒸気ジェットコータは、蒸発るつぼ１４から来る金属合金蒸気を走行している基板Ｓ上に噴霧するのに適している。

【0062】

蒸発るつぼ１４は、主としてポットおよびカバーからなる。蒸発るつぼには、金属蒸気を形成して蒸気ジェットコータに供給することを可能にする加熱手段が設けられている。蒸発るつぼには、有利には、金属合金浴の撹拌および組成均質化をより容易にするという利点を有する誘導ヒータが設けられる。

【0063】

蒸発管１０は、一方側が蒸発るつぼ１４に接続され、他方側が蒸気ジェットコータ１に接続されている。好ましくは、蒸発器とエジェクタとの間に配置された弁が金属蒸気流を制御する。

【0064】

これらの異なる部品は、例えば、グラファイトで作られてもよい。

【0065】

本発明はまた、前述のように真空堆積設備内の少なくとも１つの金属から形成されたコーティングを、走行している基板（Ｓ）上に連続的に堆積させるための方法に関するもので、この方法は、圧力Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}を有する前記真空チャンバで、金属蒸気が、少なくとも１つの蒸気出口オリフィスを通って、圧力Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}で、前記走行している基板の側面に向かって噴射され、少なくとも１つの金属の層が形成されるステップを備え、（Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}）は２～１５であり、噴射された蒸気は、前記発散部７の前記入口側で超音速を有する。

【0066】

Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}は、圧力センサによって測定されるチャンバの圧力である。

【0067】

分配チャンバの圧力Ｐ_ＲＥＰは、以下の式（１）を使用して、亜鉛質量流量Ｄ_ＺＩＮＣ、分配チャンバ内の亜鉛温度Ｔ_ＺＩＮＣ、およびエジェクタスロートの断面Ａ_{ＴＨＲＯＡＴ}から導出されることができる。

【数3】

式中、γ＝Ｃ_Ｐ／Ｃ_Ｖであり、Ｃ_Ｐは定圧比熱であり、Ｃ_Ｖは定容比熱であり、Ｒは気体定数／モル質量の比である。

【0068】

次に、蒸気出口オリフィスによって噴射されるジェットの圧力Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}は、以下の式（２）を使用して計算されることができる。

【数4】

式中、Ｍは、Ｄ_ＥＥ比およびγ＝Ｃ_Ｐ／Ｃ_Ｖに依存する、蒸気出口オリフィスにおけるマッハ数であり、Ｃ_Ｐは定圧比熱であり、Ｃ_Ｖは定容比熱である。

【0069】

走行している基板は、好ましくは金属帯であり、さらにより好ましくは鋼帯である。走行している基板の幅は、好ましくは２００～２２００ｍｍである。

【0070】

走行している基板は、好ましくは１０～８００ｍ／分の走行速度を有する。

【0071】

前記少なくとも１つの金属の層は、好ましくは、噴射された蒸気の凝縮によって形成される。

【0072】

好ましくは、コーティングの厚さは０．１～２０μｍである。０．１μｍ未満では、コーティングの防食は十分ではない。

【0073】

コーティングは、好ましくは主元素として亜鉛を含有する。コーティングは、以下の追加の元素、すなわち、個々にまたは組み合わせて考慮されるクロム、ニッケル、チタン、マンガン、マグネシウム、ケイ素およびアルミニウムを含有してもよい。

【0074】

好ましくは、Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}は２～１０である。このような比は、真空チャンバ内のジェット膨張をさらに低下させる。

【0075】

好ましくは、前記Ｐ_{ＶＡＣＣＵＭ}は１．１０^－４ｍｂａｒ～３．１０^－１ｍｂａｒである。

【0076】

好ましくは、前記蒸気ジェットコータは、走行している基板から２０ｍｍ～８０ｍｍの距離にある。

【0077】

好ましくは、前記蒸気ジェットコータによって噴射される金属蒸気流は３～３００ｇ．ｓ^－１である。

【0078】

本発明はまた、前述のように製造され、場合により製造中に不可避である、微量で存在する不純物を含む金属コーティングを備えた鋼板であって、前記金属コーティングは１％未満の空孔濃度を有する鋼板に関する。

【0079】

鋼板は、自動車用の本体部品の製造に使用できるように、好ましくは熱間圧延され、次いで冷間圧延される。本発明は必ずしもこの分野に限定されず、その最終用途にかかわらず、あらゆる鋼部品の用途を見出すことができる。

【0080】

基板鋼は、例えば、１つの特定のグレードのＶＨＳ鋼（一般に４５０～９００ＭＰａの非常に高い強度）またはＵＨＲ（一般に９００ＭＰａ超の超高強度）であることができ、非常に酸化され易い以下の要素、すなわち、
最大０．１％（重量基準）のＴｉを含有し得る、格子間元素を含まない鋼（ＩＦ－極低炭素）、
最大１％（重量基準）のＳｉ、Ｃｒおよび／またはＡｌと組み合わせて最大１２００（重量基準）３％のＭｎを含有することができるＤＰ ５００ ＤＰ鋼までの鋼などの二相鋼、
例えば約１．６％（重量基準）のＭｎおよび１．５％％のＳｉを含有するＴＲＩＰ鋼７８０としてのＴＲＩＰ鋼（塑性変態誘起）、
ＴＲＩＰ鋼またはリンを含有する二相、
ＴＷＩＰ鋼（ＴＷｉｎｉｎｇ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）－高含有量のＭｎ（一般に１７から２５重量％）を有する鋼、
Ｆｅ－Ａｌ、例えば最大１０％（重量基準）のＡｌを含有し得る低密度鋼などの鋼、
他の合金元素（Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ．．．）と組み合わせて、高いクロム含有量（一般に１３～３５重量％）を有するステンレス鋼、
である。

【0081】

空孔濃度は、ＳＥＭ画像のコントラストを比較することにより推定される。約１０枚の画像を使用して空孔が評価された。空孔濃度の推定は、コーティング厚と同じ大きさの側面を有する、正方形の断面で行われる。より暗いピクセルは空孔に対応する。

【0082】

好ましくは、前記金属コーティングは、純粋な亜鉛の少なくとも１つの層を備える。鋼板は、最終製品の所望の特性に適した方法で、亜鉛層に加えて１つまたは複数の層で任意にコーティングされてもよい。亜鉛層は、好ましくはコーティングの上層である。

【0083】

好ましくは、電気泳動によって生成された塗料の層は、前記金属コーティングの上部にある。

【0084】

実験結果
コーティングの緻密性に対する、特許請求された蒸気ジェットコータの影響を示すために、同じ真空堆積設備でジェット堆積プロセスによって亜鉛コーティングが形成された鋼帯に対して比較試験が行われた。

【0085】

真空堆積設備は、図５に示されるように、基板を所与の経路に沿って連続的に通過させるのに適した堆積チャンバと、亜鉛蒸気に適した蒸発るつぼと、蒸発管と、１つの蒸気ジェットコータとを備える。

【0086】

結果を比較するために、２つのサンプルＡおよびＢが製造された。両方のコーティングは、同じ組成を有するマルテンサイト鋼（ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌ製のＭＳ１５００）で作製した。

【0087】

両方のＪＶＤプロセスにおいて、真空チャンバにおける圧力Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}は１．２×１０^－４バールであり、蒸気ジェットコータと基板との間の距離は５０ｍｍであり、蒸気流は約１０８ｇ．ｓ^－１である。

【0088】

サンプルＡの基板は、国際公開第２０１９／１２９３１４号に記載されているように蒸気ジェットコータでコーティングされており、蒸気ジェットコータは、図１に示されているように収束部のみを備える。蒸気ジェットコータの重要な特徴は表１にまとめられている。

【0089】

サンプルＢの基板は、特許請求され、図４に示されているようにコーティングされた蒸気ジェットでコーティングされており、収束部、発散部、次いで端部を備える。蒸気ジェットコータの重要な特徴は表１にまとめられている。

【0090】

各試料について、ＳＥＭ画像が撮影され、１０枚のＳＥＭ画像を使用して亜鉛コーティングの緻密性が推定された。

【0091】

空孔濃度は、特許請求された蒸気ジェットコーティングが使用されるときに大幅に低減される。さらに、亜鉛コーティングはより均一である。

【0092】

このようなコーティングの改善は、サンプルＡ（図６）およびＢ（図７）の亜鉛コーティングのＳＥＭ画像を比較すると、視覚的にも顕著である。

【0093】

実験結果から、本発明は空孔濃度を低下させることでコーティングを改善することが明らかである。

【0094】

【表1】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-10

【手続補正1】

【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】

走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを堆積させるための蒸気ジェットコータ１であって、前記蒸気ジェットコータは、
蒸発管に接続可能に構成された、分配チャンバ２と、
前記分配チャンバ２に接続され、主噴射計画（Ｐ）および主噴射方向（Ｄ）に沿って金属合金蒸気を噴射することができる蒸気出口オリフィス３であって、
ｉｉｉ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（５、６）を画定する壁を具備する収束部４であって、前記２つの面（５、６）は、入口側の距離Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｃ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｃ_ＥＥ（Ｃ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｃ_ＥＸＩＴ）は１．２～１０である、収束部４と、
ｉｖ．前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの収束面（８、９）を画定する壁を備える発散部７であって、前記２つの面（８、９）は、入口側の距離Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}から、および出口側の距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間され、比Ｄ_ＥＥ（Ｄ_{ＥＮＴＲＹ}／Ｄ_ＥＸＩＴ）は０．１～０．８である、発散部７と、
を連続的に備える蒸気出口オリフィス（３）と、
を連続的に備える蒸気ジェットコータ１。

【請求項2】

前記収束部において、前記比Ｃ_ＥＥは３～５である、請求項１に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項3】

前記収束部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である、請求項１または２のいずれか一項に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項4】

前記発散部において、前記比Ｄ_ＥＥは０．２５～０．３５である、請求項１または２に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項5】

前記発散部において、その長さに垂直な計画に沿った断面は台形である、請求項１または２に記載の蒸気ジェットコータ。

【請求項6】

前記蒸気出口オリフィス３は、前記噴射計画（Ｐ）の各側に１つずつある、２つの平行な面（８０、９０）を具備する端部を備え、前記２つの面は距離Ｄ_ＥＸＩＴから離間される、請求項１または２に記載のコーティングされた蒸気ジェット。

【請求項7】

走行している基板（Ｓ）上に、金属または金属合金から形成されたコーティングを連続的に堆積させるための真空堆積設備であって、設備は、
金属または金属合金蒸気を供給するのに適した蒸発るつぼと、
蒸発管と、
所与の経路に沿って基板を通過させるのに適した堆積チャンバと、
請求項１または２に記載の少なくとも１つの蒸気ジェットコータと、
を連続的に備える、真空堆積設備。

【請求項8】

請求項７に記載の真空堆積設備内の少なくとも１つの金属から形成されたコーティングを、走行している基板（Ｓ）上に連続的に堆積させるための方法であって、方法は、圧力Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}を有する前記真空チャンバで、金属蒸気は、少なくとも１つの蒸気出口オリフィスを通って、圧力Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}で前記走行している基板の側面に向かって噴射され、少なくとも１つの金属の層が形成されるステップを備え、（Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}）は２～１５であり、噴射された蒸気は、前記発散部７の前記入口側で超音速を有する、方法。

【請求項9】

前記蒸気ジェットコータは、走行している基板から２０ｍｍ～８０ｍｍの距離にある、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（Ｐ_{ＥＪＥＣＴＥＤ}／Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}）は２～１０である、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記Ｐ_{ＶＡＣＵＵＭ}は１．１０^－４ｍｂａｒ～３．１０^－１ｍｂａｒである、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記蒸気ジェットコータによって噴射される金属蒸気流は３～３００ｇ．ｓ^－１である、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

金属コーティングが備えられ、場合により製造中に不可避である、微量で存在する、不純物を含み、前記金属コーティングが１％未満の空孔濃度を有する、請求項８に記載の製造された、鋼板。

【請求項14】

電気泳動によって生成された塗料の層が、前記金属コーティングの上部にある、請求項１３に記載の鋼板。

【国際調査報告】