JPH01176096A - 高耐食性電気複合めっき鋼板 - Google Patents
高耐食性電気複合めっき鋼板Info
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- JPH01176096A JPH01176096A JP33405787A JP33405787A JPH01176096A JP H01176096 A JPH01176096 A JP H01176096A JP 33405787 A JP33405787 A JP 33405787A JP 33405787 A JP33405787 A JP 33405787A JP H01176096 A JPH01176096 A JP H01176096A
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- JP
- Japan
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- corrosion
- fine particles
- alloy
- steel sheet
- plated steel
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、Zn−Fe系めっき層中に無機物又は有機物
の薄膜で被覆処理(この処理をマイクロカプセル化と呼
ぶことにする)された腐食阻止微粒子等を含有する高耐
食性電気複合めっき鋼板に関するものである。
の薄膜で被覆処理(この処理をマイクロカプセル化と呼
ぶことにする)された腐食阻止微粒子等を含有する高耐
食性電気複合めっき鋼板に関するものである。
(従来技術)
近年、北米、欧州をはじめとする冬期寒冷地においては
、道路凍結防止のため、岩塩や塩化カルシウムが散布さ
れ、自動車が使用される環境は増々厳しいものになって
いる。このような環境において、一定期間赤錆発生なし
、孔あきなしを満足する高耐食性自動車用めっき鋼板の
開発が急務である。これに対して、2つの開発の動きが
ある。
、道路凍結防止のため、岩塩や塩化カルシウムが散布さ
れ、自動車が使用される環境は増々厳しいものになって
いる。このような環境において、一定期間赤錆発生なし
、孔あきなしを満足する高耐食性自動車用めっき鋼板の
開発が急務である。これに対して、2つの開発の動きが
ある。
すなわち、米国、カナダのような電力コストの安価な国
での厚目付電気めっき鋼板の開発と日本のように電力コ
ストが高く溶接性、めっき加工密着性等に対するユーザ
ーの要求が厳しい国での薄目付で高耐食性な電気めっき
鋼板の開発がある。本発明は、後者に関するもので、薄
目付電気めっき鋼板は、現在までに、Zn−Fe−Zn
−Ni、Zn−Mn等亜鉛合金めっき鋼板およびZn又
はZn−Ni合金めっき層上にクロメート+有機樹脂塗
装を施こした有機複層電気めっき鋼板が開発されている
。しかし、上記合金めっきおよび有機複N電気めっき鋼
板は20〜30g/m”程度の薄目付であり、現在国内
外自動車メーカーの目標の″耐外面錆5年(自動車外面
部に赤錆が5年間発生しないこと)II It耐封
孔き10年(自動車外面および内面からの孔あきが10
年間生じないこと)″特にパ封孔あき10年”を満足す
るまでに至っていないと言われている。そこで、最近で
は、さらに高耐食性を有するめっき鋼板として、めっき
層中に腐食阻止の性質を持った微粒子を分散共析させた
めっき鋼板いわゆる高耐食性複合めっき鋼板の製造が検
討されている。
での厚目付電気めっき鋼板の開発と日本のように電力コ
ストが高く溶接性、めっき加工密着性等に対するユーザ
ーの要求が厳しい国での薄目付で高耐食性な電気めっき
鋼板の開発がある。本発明は、後者に関するもので、薄
目付電気めっき鋼板は、現在までに、Zn−Fe−Zn
−Ni、Zn−Mn等亜鉛合金めっき鋼板およびZn又
はZn−Ni合金めっき層上にクロメート+有機樹脂塗
装を施こした有機複層電気めっき鋼板が開発されている
。しかし、上記合金めっきおよび有機複N電気めっき鋼
板は20〜30g/m”程度の薄目付であり、現在国内
外自動車メーカーの目標の″耐外面錆5年(自動車外面
部に赤錆が5年間発生しないこと)II It耐封
孔き10年(自動車外面および内面からの孔あきが10
年間生じないこと)″特にパ封孔あき10年”を満足す
るまでに至っていないと言われている。そこで、最近で
は、さらに高耐食性を有するめっき鋼板として、めっき
層中に腐食阻止の性質を持った微粒子を分散共析させた
めっき鋼板いわゆる高耐食性複合めっき鋼板の製造が検
討されている。
(発明の解決しようとする問題点)
複合めっき鋼板は分散共析する微粒子によってめっき層
に種々の性質を与えることが可能で、新しい機能をもつ
めっき鋼板として多く使用される傾向にある。例えば、
最近高耐食性を発揮する複合めっき鋼板が特開昭60−
96786号公報、特開昭60−211094〜211
096号公報等多くの特許公報によって紹介されている
。
に種々の性質を与えることが可能で、新しい機能をもつ
めっき鋼板として多く使用される傾向にある。例えば、
最近高耐食性を発揮する複合めっき鋼板が特開昭60−
96786号公報、特開昭60−211094〜211
096号公報等多くの特許公報によって紹介されている
。
特開昭60−96786号公報には、ZnやZn−Ni
合金めっき層中に、防錆顔料(例えばPbCr0.、
SrCrO4、ZnCr0.、 BaCrO4,Zn1
(PO4)z等)を分散共析させた複合めっき鋼板とそ
の製造法が記されている。この複合めっき鋼板は、前記
合金めっきや有機複層電気めっきに比べて耐外面錆や射
孔あきに対してすぐれた耐食性を有するものと評価する
ことができる。しかしながら、特開昭60−96786
号公報のように難溶性クロム酸塩の防錆顔料(水溶液中
で、はとんど溶解しない)のみを含有しためっき鋼板は
、本発明者らが目標とする耐食性レベルに至っていない
。本発明者らの腐食促進試験結果を第1図に示す。ここ
で溶融亜鉛めっき(90g/m2)は射孔あき10年レ
ベルにあり、比較材として使用した。
合金めっき層中に、防錆顔料(例えばPbCr0.、
SrCrO4、ZnCr0.、 BaCrO4,Zn1
(PO4)z等)を分散共析させた複合めっき鋼板とそ
の製造法が記されている。この複合めっき鋼板は、前記
合金めっきや有機複層電気めっきに比べて耐外面錆や射
孔あきに対してすぐれた耐食性を有するものと評価する
ことができる。しかしながら、特開昭60−96786
号公報のように難溶性クロム酸塩の防錆顔料(水溶液中
で、はとんど溶解しない)のみを含有しためっき鋼板は
、本発明者らが目標とする耐食性レベルに至っていない
。本発明者らの腐食促進試験結果を第1図に示す。ここ
で溶融亜鉛めっき(90g/m2)は射孔あき10年レ
ベルにあり、比較材として使用した。
Znめっき中にBaCrO4粒子のみを分散させた複合
めっき鋼板■は、溶融亜鉛めっき鋼板(90g/m’
)■に比べ射孔あき性が劣っている。また、難溶性クロ
ム酸塩等の防錆顔料が充分に分散析出しためっき層を得
ることは困難である。この理由は本発明者らの推測によ
ると難溶性クロム酸塩等の防錆顔料は、亜鉛めっき洛中
において表面電位がほぼゼロであるため、鋼板を陰極に
して電解処理しても浴中zn2 ′″イオン優先析出し
、防錆顔料のめつき層への析出が起こり難く、その結果
、安定した耐食性を有する複合めっき鋼板が得られない
。また、特開昭60−211095号公報には、Zn−
Ni合金めつき層中に、クロム、アルミナ(A120.
)、シリカ(SjOZ )等を分散共析させた複合めっ
き鋼板が示されている。この公報では、めっき浴中のク
ロム供給源として塩化クロム(CrCL)を使用してい
るが、塩化クロムがめつき浴中で溶解し、Cr3+イオ
ンを放出する。この浴中で鋼板を陰極にして電解処理す
ると、金属クロムおよび酸化クロム(Cr20.・nH
,O)が析出し、めっき層はZn−N1−Cr(+Cr
、O,・nH,O)となり、さらに、アルミナやシリカ
を共析した複合めっき鋼板を製造する。この複合めっき
鋼板は、Zn−Ni合金めっきやZn−Ni−Cr (
+ Cr2O,・nH,O)めっき層に比べ、耐食性向
上幅は小さく第1図にZn−Ni−Cr−Al2O,系
複合めっき鋼板■の腐食促進試験結果を示すように、射
孔あき10年を満足するまでには至っていない。すなわ
ち、Zn−Nx−Cr−A12off系複合めっき鋼板
も溶融亜鉛めっき鋼板(90g/+m” )の封孔あき
性に及ばない。
めっき鋼板■は、溶融亜鉛めっき鋼板(90g/m’
)■に比べ射孔あき性が劣っている。また、難溶性クロ
ム酸塩等の防錆顔料が充分に分散析出しためっき層を得
ることは困難である。この理由は本発明者らの推測によ
ると難溶性クロム酸塩等の防錆顔料は、亜鉛めっき洛中
において表面電位がほぼゼロであるため、鋼板を陰極に
して電解処理しても浴中zn2 ′″イオン優先析出し
、防錆顔料のめつき層への析出が起こり難く、その結果
、安定した耐食性を有する複合めっき鋼板が得られない
。また、特開昭60−211095号公報には、Zn−
Ni合金めつき層中に、クロム、アルミナ(A120.
)、シリカ(SjOZ )等を分散共析させた複合めっ
き鋼板が示されている。この公報では、めっき浴中のク
ロム供給源として塩化クロム(CrCL)を使用してい
るが、塩化クロムがめつき浴中で溶解し、Cr3+イオ
ンを放出する。この浴中で鋼板を陰極にして電解処理す
ると、金属クロムおよび酸化クロム(Cr20.・nH
,O)が析出し、めっき層はZn−N1−Cr(+Cr
、O,・nH,O)となり、さらに、アルミナやシリカ
を共析した複合めっき鋼板を製造する。この複合めっき
鋼板は、Zn−Ni合金めっきやZn−Ni−Cr (
+ Cr2O,・nH,O)めっき層に比べ、耐食性向
上幅は小さく第1図にZn−Ni−Cr−Al2O,系
複合めっき鋼板■の腐食促進試験結果を示すように、射
孔あき10年を満足するまでには至っていない。すなわ
ち、Zn−Nx−Cr−A12off系複合めっき鋼板
も溶融亜鉛めっき鋼板(90g/+m” )の封孔あき
性に及ばない。
第1図は本発明複合めっき鋼板および比較材の無塗装材
の複合腐食試験50サイクル実施後の腐食深さ結果を示
す。
の複合腐食試験50サイクル実施後の腐食深さ結果を示
す。
(注)複合腐食試験サイクル内容は
注 評価サンプル
1 : Zn−0,3%BaCrO4複合めっき鋼板(
特開昭60−96786号公報条件にてめっき)2 :
Zn−1%Ni−1%Cr−1%Al2O,複合めっ
き鋼板(特開昭60−211095号公報条件にてめっ
き)3 : Zn−10%C0−4%BaCr0. (
Sin、薄膜コート)(本発明による複合めっき) 4:溶融亜鉛厚めつき(90g/m2)(問題点を解決
するための手段) そこで、本発明者らは、より高耐食性を有する複合めっ
き鋼板開発の必要性を痛感し、鋭意検討した結果、第1
図に示すように、極薄膜で表面被覆することによりマイ
クロカプセル化された微粒子を分散共析させためっき層
を施しためっき鋼板■は、自動車用防錆鋼板としてすぐ
れた特性を有し、特に耐錆性、封孔あき性にすぐれてい
ることを見い出した。
特開昭60−96786号公報条件にてめっき)2 :
Zn−1%Ni−1%Cr−1%Al2O,複合めっ
き鋼板(特開昭60−211095号公報条件にてめっ
き)3 : Zn−10%C0−4%BaCr0. (
Sin、薄膜コート)(本発明による複合めっき) 4:溶融亜鉛厚めつき(90g/m2)(問題点を解決
するための手段) そこで、本発明者らは、より高耐食性を有する複合めっ
き鋼板開発の必要性を痛感し、鋭意検討した結果、第1
図に示すように、極薄膜で表面被覆することによりマイ
クロカプセル化された微粒子を分散共析させためっき層
を施しためっき鋼板■は、自動車用防錆鋼板としてすぐ
れた特性を有し、特に耐錆性、封孔あき性にすぐれてい
ることを見い出した。
すなわち本発明の要旨は、
(1)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
を有してなることを特徴とする高耐食性電気複合めっき
鋼板。
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
を有してなることを特徴とする高耐食性電気複合めっき
鋼板。
(2)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上にZn、 Fe、 Co、Ni、 Hn、
Crの1種又は2種以上からなる電気めっき層を有して
なることを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上にZn、 Fe、 Co、Ni、 Hn、
Crの1種又は2種以上からなる電気めっき層を有して
なることを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。
(3)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上に樹脂塗装、クロメート処理後に樹脂塗装、
クロムイオンを含有する樹脂塗装の何れかの層を有して
なることを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上に樹脂塗装、クロメート処理後に樹脂塗装、
クロムイオンを含有する樹脂塗装の何れかの層を有して
なることを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。
(4)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上にZn、 Fe、 Co、Ni、 Hn、
Crの1種又は2種以上からなる電気めっき層と、更に
その上に樹脂塗装、クロメート処理後に樹脂塗装、クロ
ムイオンを含有する樹脂塗装の何れかを積層してなるこ
とを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板である。
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はHn、 Cr、 Sn、 Sb、 Pb、 Moの
1種又は2種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層
と、その上にZn、 Fe、 Co、Ni、 Hn、
Crの1種又は2種以上からなる電気めっき層と、更に
その上に樹脂塗装、クロメート処理後に樹脂塗装、クロ
ムイオンを含有する樹脂塗装の何れかを積層してなるこ
とを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板である。
(作 用)
以下本発明の複合めっき鋼板について詳細に説明する。
第2図(a)、(b)、 (c)、(d)は本発明の複
合めっき鋼板モデルの断面図を示したものである。
合めっき鋼板モデルの断面図を示したものである。
第2図(a)において、
1は鋼板で、通常の表面処理用鋼板製造工程を経て表面
清浄された薄鋼板である。
清浄された薄鋼板である。
2は、Zn−Fe合金めっきあるいはZn−FeにHn
、 Cr。
、 Cr。
Sn、 Sb、 Pb、 Moの1種又は2種以上を混
合して含有するめっき層で、鋼板1の片面又は両面に付
着される。
合して含有するめっき層で、鋼板1の片面又は両面に付
着される。
3は、マイクロカプセル化された各種微粒子である。マ
イクロカプセル化される腐食阻止微粒子は、Il溶性ク
ロム酸塩微粒子(PbCrO,、BaCr0.。
イクロカプセル化される腐食阻止微粒子は、Il溶性ク
ロム酸塩微粒子(PbCrO,、BaCr0.。
5rCrO,、ZnCr0.等)、易溶性クロム酸塩(
Cry、、Na2Cry、、 K、CrO,、K2O・
4Znl)4CrO,等)、アルミ化合物(Zn−A1
合金粉末、A1. Ol・2SiO2・2)1. O等
)、リン酸塩(Zn3(PO,)2・2)120等)、
モリブデン化合物(ZnO−ZnMoO4,CaMoO
4・znMoOイPbCrO4・PbMoO4・pbs
o4等)、チタン化合物(TiO□・NiO・5b2o
、等)をはじめとして、無機物粒子、有機物粒子例えば
弗素樹脂、ポリプロピレン樹脂のいずれでもよい。
Cry、、Na2Cry、、 K、CrO,、K2O・
4Znl)4CrO,等)、アルミ化合物(Zn−A1
合金粉末、A1. Ol・2SiO2・2)1. O等
)、リン酸塩(Zn3(PO,)2・2)120等)、
モリブデン化合物(ZnO−ZnMoO4,CaMoO
4・znMoOイPbCrO4・PbMoO4・pbs
o4等)、チタン化合物(TiO□・NiO・5b2o
、等)をはじめとして、無機物粒子、有機物粒子例えば
弗素樹脂、ポリプロピレン樹脂のいずれでもよい。
上記のような微粒子をマイクロカプセル化する極薄膜は
、Sin、、Tie2、Al2O3、ZrO2等の1種
又は2種以上の無機物やエチルセルロース、アミノ樹脂
、塩化ビニデン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン等の
有機物質から成る。その膜厚は、10人〜1μ(望まし
くは10人〜500人)がよい。膜厚が1μを超えると
薄膜材質の性質が顕著に現れ(例えば5in2では粒子
の凝集が起こりやすい)るため、めっき性がやや劣化し
、また逆に10人より薄くなると、被覆性が劣化するた
め、粒子の溶解を抑制する効果が低下する傾向にある。
、Sin、、Tie2、Al2O3、ZrO2等の1種
又は2種以上の無機物やエチルセルロース、アミノ樹脂
、塩化ビニデン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン等の
有機物質から成る。その膜厚は、10人〜1μ(望まし
くは10人〜500人)がよい。膜厚が1μを超えると
薄膜材質の性質が顕著に現れ(例えば5in2では粒子
の凝集が起こりやすい)るため、めっき性がやや劣化し
、また逆に10人より薄くなると、被覆性が劣化するた
め、粒子の溶解を抑制する効果が低下する傾向にある。
微粒子をマイクロカプセル化することにより、次の作用
が発生する。上記微粒子自体は、めっき浴中で表面電位
がゼロあるいはわずかに帯電しているにすぎないため電
気泳動作用を利用する電気めっき法においては、めっき
層への充分な分散共析を確保できない。
が発生する。上記微粒子自体は、めっき浴中で表面電位
がゼロあるいはわずかに帯電しているにすぎないため電
気泳動作用を利用する電気めっき法においては、めっき
層への充分な分散共析を確保できない。
しかし、5in2、Tie、、Al2O,、ZrO2等
の極薄膜は、それ自体電位を持っており、この性質は、
微粒子表面に被覆処理された場合でも変化することがな
いため、微粒子に電位を持たせることが可能である。こ
のため、微粒子のめっき層への分散共析量を向上させる
ことができる。
の極薄膜は、それ自体電位を持っており、この性質は、
微粒子表面に被覆処理された場合でも変化することがな
いため、微粒子に電位を持たせることが可能である。こ
のため、微粒子のめっき層への分散共析量を向上させる
ことができる。
マイクロカプセル化の2つ目の利点は、めっき浴中で微
粒子の溶解を抑制することである。例えば、難溶性クロ
ム酸塩微粒子は、微量ではあるがめつき浴に溶解し、C
r’+イオンを放出する。このCr0イオンが一定濃度
以上になると、微粒子の放出量が低下したり、めっき外
観が黒く粉体状を呈し、めっき密着性も劣化する。そこ
でマイクロカプセル化によって、微粒子の溶解を抑制し
、長時間安定しためっき鋼板を得ることが可能になる。
粒子の溶解を抑制することである。例えば、難溶性クロ
ム酸塩微粒子は、微量ではあるがめつき浴に溶解し、C
r’+イオンを放出する。このCr0イオンが一定濃度
以上になると、微粒子の放出量が低下したり、めっき外
観が黒く粉体状を呈し、めっき密着性も劣化する。そこ
でマイクロカプセル化によって、微粒子の溶解を抑制し
、長時間安定しためっき鋼板を得ることが可能になる。
マイクロカプセル化の3つ目の利点は、微粒子のみの分
散共析よりも耐食性を向上する。その理由は、微粒子の
持つ腐食阻止性質がそのままマイクロカプセル化後も有
効に働いているためと思われる。
散共析よりも耐食性を向上する。その理由は、微粒子の
持つ腐食阻止性質がそのままマイクロカプセル化後も有
効に働いているためと思われる。
分散微粒子およびマイクロカプセル化微粒子の腐食阻止
作用について詳細に述べる。
作用について詳細に述べる。
微粒子をめっき層に分散共析させることにより、めっき
層の耐食性が向上する理由は、次のように考えられる。
層の耐食性が向上する理由は、次のように考えられる。
難溶性クロム酸塩微粒子を分散共析させた場合は、腐食
環境において、めっき層の腐食進行に伴い、分解し、C
r’+イオンを放出する。
環境において、めっき層の腐食進行に伴い、分解し、C
r’+イオンを放出する。
このCrs+イオンがめつき層金属と反応して耐食性に
すぐれたクロム化合物やクロム酸化物又は水酸化物を形
成する。これにより高耐食性が向上する。
すぐれたクロム化合物やクロム酸化物又は水酸化物を形
成する。これにより高耐食性が向上する。
さらに、このクロム化合物層が破壊されてもめっき層全
体に微粒子が均一分散していることから、再び上記形成
反応が繰り返えされ、耐食性が維持される。
体に微粒子が均一分散していることから、再び上記形成
反応が繰り返えされ、耐食性が維持される。
次に、マイクロカプセル化微粒子を使用した場合耐食性
が一層向上する。マイクロカプセル化によるSin、等
の皮膜は完全密閉型でなく、多孔質となっているため、
Cr’+イオンが少量ずつ溶出して、クロム化合物によ
る防錆皮膜を形成して耐食性を向上させることはカプセ
ル化しない微粒子の作用と同じである。しかしながら、
マイクロカプセル化した難溶性クロム酸塩微粒子の場合
、カプセル化しない難溶性クロム酸塩微粒子に比べ、C
r’+イオンの溶出速度が抑えられることにより(発明
者らの実験によると1/3〜1/10の速度となる)、
防錆皮膜形成寿命がそれだけ延長する大きな特徴がある
。自動車向の防錆鋼板の射孔あき寿命は前述の如く10
年という長期を目標としたものであり、実験で実施する
腐食促進試験も1%3ケ月の長期にわたるものである。
が一層向上する。マイクロカプセル化によるSin、等
の皮膜は完全密閉型でなく、多孔質となっているため、
Cr’+イオンが少量ずつ溶出して、クロム化合物によ
る防錆皮膜を形成して耐食性を向上させることはカプセ
ル化しない微粒子の作用と同じである。しかしながら、
マイクロカプセル化した難溶性クロム酸塩微粒子の場合
、カプセル化しない難溶性クロム酸塩微粒子に比べ、C
r’+イオンの溶出速度が抑えられることにより(発明
者らの実験によると1/3〜1/10の速度となる)、
防錆皮膜形成寿命がそれだけ延長する大きな特徴がある
。自動車向の防錆鋼板の射孔あき寿命は前述の如く10
年という長期を目標としたものであり、実験で実施する
腐食促進試験も1%3ケ月の長期にわたるものである。
従って、めっき層中の分散粒子が一時的にCr″+イオ
ンを放出してクロム化合物による厚い防錆皮膜を形成す
るよりも、徐々にCr”+イオンを放出して薄い防錆皮
膜を繰り返し生成する方が、長期の防食性を発揮する。
ンを放出してクロム化合物による厚い防錆皮膜を形成す
るよりも、徐々にCr”+イオンを放出して薄い防錆皮
膜を繰り返し生成する方が、長期の防食性を発揮する。
なお、代表例として難溶性クロム酸塩微粒子から溶出す
るCr’+イオンの防食作用について述べたが、リン酸
塩化合物から溶出するPO4′−イオン、モリブデン化
合物から溶出するM004″−イオンについても作用は
同じである。マイクロカプセル化された微粒子の含有量
は、発明者らの実験によると、めっき付着量の0.1〜
30wt%がよい(望ましくは0.5〜20wt%がよ
い)。0.1%より低ければ、耐食性向上に効果が小さ
く、また30%を超えるとめっき加工密着性が劣化する
傾向にある。
るCr’+イオンの防食作用について述べたが、リン酸
塩化合物から溶出するPO4′−イオン、モリブデン化
合物から溶出するM004″−イオンについても作用は
同じである。マイクロカプセル化された微粒子の含有量
は、発明者らの実験によると、めっき付着量の0.1〜
30wt%がよい(望ましくは0.5〜20wt%がよ
い)。0.1%より低ければ、耐食性向上に効果が小さ
く、また30%を超えるとめっき加工密着性が劣化する
傾向にある。
こうして得られた複合めっき層は、前述したように耐錆
性、謝礼あき性については充分な性能を示すが、塗装前
処理として実施する化成処理の皮膜結晶を阻害する場合
がある。例えば、マイクロカプセル化された難溶性クロ
ム酸塩微粒子を含有した複合めっき層は、カプセル化さ
れても、皮膜は完全な密閉型でなく多孔質のため微粒子
の性質を保持している。化成処理として行なわれるリン
酸塩処理はクロム上では反応しないため皮膜結晶が粗大
化したり、スケ(結晶が形成されない)を発生し、塗装
後の塗料密着性や塗装後の謝礼あきにバラツキを生ずる
要因となる。そのため、自動車外板等の塗装を施こすよ
うな場合には、第2図(b)で示すように複合めっき層
上に1〜5g/mの電気薄めっき層■を施こすことが有
効である。1g/mより少ない場合は複合めっき層を完
全にカバーすることが難しくなり、また5g/n(を越
えると、めっき加工密着性がやや劣化傾向にあるため、
上記範囲でコントロールする方がよい。この電気めっき
層■は、Zn、 Fe、 Co、 Hn、 Crの1種
又は2種以上から成るめっき層多層処理してもよい。但
しその場合の全付着量は、1〜5g/蕾でコントロール
するのは前記理由と同じである。
性、謝礼あき性については充分な性能を示すが、塗装前
処理として実施する化成処理の皮膜結晶を阻害する場合
がある。例えば、マイクロカプセル化された難溶性クロ
ム酸塩微粒子を含有した複合めっき層は、カプセル化さ
れても、皮膜は完全な密閉型でなく多孔質のため微粒子
の性質を保持している。化成処理として行なわれるリン
酸塩処理はクロム上では反応しないため皮膜結晶が粗大
化したり、スケ(結晶が形成されない)を発生し、塗装
後の塗料密着性や塗装後の謝礼あきにバラツキを生ずる
要因となる。そのため、自動車外板等の塗装を施こすよ
うな場合には、第2図(b)で示すように複合めっき層
上に1〜5g/mの電気薄めっき層■を施こすことが有
効である。1g/mより少ない場合は複合めっき層を完
全にカバーすることが難しくなり、また5g/n(を越
えると、めっき加工密着性がやや劣化傾向にあるため、
上記範囲でコントロールする方がよい。この電気めっき
層■は、Zn、 Fe、 Co、 Hn、 Crの1種
又は2種以上から成るめっき層多層処理してもよい。但
しその場合の全付着量は、1〜5g/蕾でコントロール
するのは前記理由と同じである。
また化成処理を行なわない場合は、第2図(c)および
(d)で示すように有機樹脂やクロメート処理後に有機
樹脂皮膜、クロムイオンを含有した有機樹脂皮膜のいず
れかの皮膜■を複合めっき層あるいは電気薄めっき層■
の上に施こすことにより、塗装後の塗料密着性や謝礼あ
き性を確保することができる。この作用は、腐食阻止微
粒子を包みこんでいるカプセルの材質が5in2、Ti
O2等の無機物や有機物であるため、それらを含有した
複合めっき層上に処理される樹脂との結合性(−〇・・
・H等の化学結合が発生すると考えられる)が強くなる
。樹脂皮膜と塗料との密着性は良好であり、樹脂塗装を
施された複合めっき鋼板の塗料密着性も良好である。
(d)で示すように有機樹脂やクロメート処理後に有機
樹脂皮膜、クロムイオンを含有した有機樹脂皮膜のいず
れかの皮膜■を複合めっき層あるいは電気薄めっき層■
の上に施こすことにより、塗装後の塗料密着性や謝礼あ
き性を確保することができる。この作用は、腐食阻止微
粒子を包みこんでいるカプセルの材質が5in2、Ti
O2等の無機物や有機物であるため、それらを含有した
複合めっき層上に処理される樹脂との結合性(−〇・・
・H等の化学結合が発生すると考えられる)が強くなる
。樹脂皮膜と塗料との密着性は良好であり、樹脂塗装を
施された複合めっき鋼板の塗料密着性も良好である。
さらに耐食性を向上させるために、複合めっき層上にク
ロムメート処理を行なうこともよい。しかし、クロメー
ト処理のみでは自動車生産工程での脱脂、化成処理工程
においてクロメルト皮膜中のクロム(特にCr’+イオ
ン)の溶出が懸念される。
ロムメート処理を行なうこともよい。しかし、クロメー
ト処理のみでは自動車生産工程での脱脂、化成処理工程
においてクロメルト皮膜中のクロム(特にCr’+イオ
ン)の溶出が懸念される。
クロムの溶出は、公害衛生的に大きな社会問題となるた
め、溶出はほぼゼロに抑えなければならない。クロメー
トの手法によってクロムの溶出に差が生ずることが知ら
れている(溶出大物塗布型クロメート〉反応型クロメー
ト〉電解クロメート→溶出小)が耐食性能は溶出性の逆
の順になる。このため要求される耐食性能等に応じて使
い分けが必要となる。しかし、いずれのクロメート処理
においてもクロムの溶出が起こるため、クロメート処理
後には樹脂塗装によって被覆することが必要となる。ま
たクロムを樹脂塗料の中に含有させておいてその塗料を
鋼板上に塗装し焼き付けることでクロムを樹脂中に固定
化することで溶出防止を行なうこともできる。
め、溶出はほぼゼロに抑えなければならない。クロメー
トの手法によってクロムの溶出に差が生ずることが知ら
れている(溶出大物塗布型クロメート〉反応型クロメー
ト〉電解クロメート→溶出小)が耐食性能は溶出性の逆
の順になる。このため要求される耐食性能等に応じて使
い分けが必要となる。しかし、いずれのクロメート処理
においてもクロムの溶出が起こるため、クロメート処理
後には樹脂塗装によって被覆することが必要となる。ま
たクロムを樹脂塗料の中に含有させておいてその塗料を
鋼板上に塗装し焼き付けることでクロムを樹脂中に固定
化することで溶出防止を行なうこともできる。
ここで言う有機樹脂とは、エポキシ系、エポキシフェノ
ール系、水溶性アクリルエマルジョン系樹脂等であり、
その塗装処理法は、ロールコート法、静電霧化法、カー
テンフロー法等のいずれでもよい。その時の樹脂液組成
は樹脂分が5〜50重量%であり、またクロムを含有す
る場合はその樹脂分の1〜20重量%のクロムイオンを
含有するものが使用される。しかし、その皮膜厚が0.
1μより少ないとクロメート中のクロムの溶出防止能が
著しく低下し、また2μを越えると溶接が難しくなるた
め、0.1〜2μの範囲でコントロールすることが望ま
しい。
ール系、水溶性アクリルエマルジョン系樹脂等であり、
その塗装処理法は、ロールコート法、静電霧化法、カー
テンフロー法等のいずれでもよい。その時の樹脂液組成
は樹脂分が5〜50重量%であり、またクロムを含有す
る場合はその樹脂分の1〜20重量%のクロムイオンを
含有するものが使用される。しかし、その皮膜厚が0.
1μより少ないとクロメート中のクロムの溶出防止能が
著しく低下し、また2μを越えると溶接が難しくなるた
め、0.1〜2μの範囲でコントロールすることが望ま
しい。
次に本発明を実施例に基づいて説明する。
冷延鋼板をアルカリ脱脂し、10%硫酸で酸洗した後、
水洗し、以下の条件により電気複合めっきを実施した。
水洗し、以下の条件により電気複合めっきを実施した。
めっきは卓上ポンプで液循環を行ないながら、各種微粒
子のめっき浴中添加量を変化させて、浴中pH=2の硫
酸酸性Zn−Fe系合金めっき浴中にて、鋼板を陰極と
して電解処理することにより行なった。例えば Zn−Fe−BaCr04(sio□薄膜コート粒子)
複合めっきの場合には、 次に、複合めっきの上に行なう薄電気めっきについては
、硫酸亜鉛めっき浴中にFe、 Co、 Ni、 Hn
、Crの硫酸塩を適当量添加(Znめっきの場合は、添
加なし)しためっき浴を用いて、全付着量が1〜5g/
mの範囲で実施した。
子のめっき浴中添加量を変化させて、浴中pH=2の硫
酸酸性Zn−Fe系合金めっき浴中にて、鋼板を陰極と
して電解処理することにより行なった。例えば Zn−Fe−BaCr04(sio□薄膜コート粒子)
複合めっきの場合には、 次に、複合めっきの上に行なう薄電気めっきについては
、硫酸亜鉛めっき浴中にFe、 Co、 Ni、 Hn
、Crの硫酸塩を適当量添加(Znめっきの場合は、添
加なし)しためっき浴を用いて、全付着量が1〜5g/
mの範囲で実施した。
また、樹脂塗装およびクロムを含有した樹脂塗装につい
ては、樹脂として水溶性アクリルエマルジョン系を用い
、ロールコート法により実施した。
ては、樹脂として水溶性アクリルエマルジョン系を用い
、ロールコート法により実施した。
また、クロメート処理樹脂塗装については、ロールコー
ト法にて樹脂塗装を行ない、クロメートについては塗布
1反応および電解のいずれのタイプでも行なった。
ト法にて樹脂塗装を行ない、クロメートについては塗布
1反応および電解のいずれのタイプでも行なった。
このようにして製造した種々の本発明複合めっき鋼板に
ついては、以下の性能評価試験を行なった。
ついては、以下の性能評価試験を行なった。
(1)耐食性
■処理:無塗装および塗装材(Full−dip型化成
処理→カチオン電着塗装→スクラッチ傷)■評価:複合
腐食試験(CCT) 30サイクル後の赤錆発生率と腐
食深さ測定 (注)CCT:塩水噴@ (35℃x 6Hr)、乾燥
(70℃、60%x 4Hr)、湿潤(49℃、〉95
%X411r)、冷凍(−20℃X 4Hr)の順に行
い、これを1サイクルとし複合腐食試験 (2)塗料密着性 ■処理: Full−dip型化成処理→3コート塗装
→温水浸漬(40℃×10日間) ■評価:試験後2■のゴバン目×100マスを入れ、テ
ーピングにより塗膜剥離率を測定(3)赤錆発生率の評
価は、次のように行なった。
処理→カチオン電着塗装→スクラッチ傷)■評価:複合
腐食試験(CCT) 30サイクル後の赤錆発生率と腐
食深さ測定 (注)CCT:塩水噴@ (35℃x 6Hr)、乾燥
(70℃、60%x 4Hr)、湿潤(49℃、〉95
%X411r)、冷凍(−20℃X 4Hr)の順に行
い、これを1サイクルとし複合腐食試験 (2)塗料密着性 ■処理: Full−dip型化成処理→3コート塗装
→温水浸漬(40℃×10日間) ■評価:試験後2■のゴバン目×100マスを入れ、テ
ーピングにより塗膜剥離率を測定(3)赤錆発生率の評
価は、次のように行なった。
◎・・・赤錆発生率 0%
O・・・ /l 5%以下
Δ・・・ 〃 5〜20%×・・・
〃 20〜50%XX・・・ 〃50%以上 (4)腐食深さの評価は次のようである。
〃 20〜50%XX・・・ 〃50%以上 (4)腐食深さの評価は次のようである。
O・・・腐食深さ 01IIl
o・・・80.1m11以下
Δ・・・ 〃0.1〜0.3mm
X −n O,3〜0.5+amn・−n
O,5m+a以上 (5)塗料密着性の評価は次のようである。
O,5m+a以上 (5)塗料密着性の評価は次のようである。
◎・・・塗膜剥離率 0%
0・・・ 〃 5%以下
Δ・・・ 〃 5〜20%
×・・・ 〃20〜50%
×x・・・ 1150%以上
第1表に評価結果を示す。これから明らかなように、本
発明の複合めっき鋼板は比較材に比べて諸性能にすぐれ
た高耐食性複合めっき鋼板であることがよくわかる。
発明の複合めっき鋼板は比較材に比べて諸性能にすぐれ
た高耐食性複合めっき鋼板であることがよくわかる。
(発明の効果)
Sin、等の薄膜で表面被覆された腐食阻止微粒子を使
用することにより、微粒子の溶解が抑制され、また微粒
子の腐食阻止能も長期継続させることができ、非被覆粒
子分散に比べて諸性能に優れている。さらに、易溶性化
合物を表面被覆することでめっき層中への分散析出が可
能となる。本発明は、上記性質をもった微粒子を含有し
たZn−Fe系合金電気複合めっき鋼板が得られる。
用することにより、微粒子の溶解が抑制され、また微粒
子の腐食阻止能も長期継続させることができ、非被覆粒
子分散に比べて諸性能に優れている。さらに、易溶性化
合物を表面被覆することでめっき層中への分散析出が可
能となる。本発明は、上記性質をもった微粒子を含有し
たZn−Fe系合金電気複合めっき鋼板が得られる。
第1図は本発明複合めっき鋼板および比較材の腐食深さ
結果を、 第2図は本発明の複合めっき鋼板モデルの断面図を示す
。 代理人 弁理士 吉 島 寧 第1図 評価サンプル
結果を、 第2図は本発明の複合めっき鋼板モデルの断面図を示す
。 代理人 弁理士 吉 島 寧 第1図 評価サンプル
Claims (4)
- (1)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はMn、Cr、Sn、Sb、Pb、Moの1種又は2
種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層を有してな
ることを特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。 - (2)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はMn、Cr、Sn、Sb、Pb、Moの1種又は2
種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層と、その上
にZn、Fe、Co、Ni、Hn、Crの1種又は2種
以上からなる電気めっき層を有してなることを特徴とす
る高耐食性電気複合めっき鋼板。 - (3)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はMn、Cr、Sn、Sb、Pb、Moの1種又は2
種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層と、その上
に樹脂塗装、クロメート処理後に樹脂塗装、クロムイオ
ンを含有する樹脂塗装の何れかの層を有してなることを
特徴とする高耐食性電気複合めっき鋼板。 - (4)鋼板の片面又は両面に無機物又は有機物の極薄膜
で被覆した腐食阻止微粒子を含有する、Zn−Fe合金
又はMn、Cr、Sn、Sb、Pb、Hoの1種又は2
種以上を含有するZn−Fe合金のめっき層と、その上
にZn、Fe、Co、Ni、Mn、Crの1種又は2種
以上からなる電気めっき層と、更にその上に樹脂塗装、
クロメート処理後に樹脂塗装、クロムイオンを含有する
樹脂塗装の何れかを積層してなることを特徴とする高耐
食性電気複合めっき鋼板。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33405787A JPH01176096A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 高耐食性電気複合めっき鋼板 |
| US07/284,120 US4910095A (en) | 1987-12-29 | 1988-12-14 | High corrosion resistant plated composite steel strip |
| CA000586933A CA1334018C (en) | 1987-12-29 | 1988-12-22 | High corrosion resistant plated composite steel strip and method of producing same |
| AU27516/88A AU601094B2 (en) | 1987-12-29 | 1988-12-22 | High corrosion resistant plated composite steel strip and method of producing same |
| KR1019880017830A KR910007162B1 (ko) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | 고내식성 전기복합도금강판 및 그 제조방법 |
| DE3851425T DE3851425T2 (de) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Mit korrosionsbeständigem Verbundmaterial plattiertes Stahlblech und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| EP88312413A EP0323756B1 (en) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Corrosion-resistant plated composite steel strip and method of producing same |
| US07/437,439 US5082536A (en) | 1987-12-29 | 1989-11-16 | Method of producing a high corrosion resistant plated composite steel strip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33405787A JPH01176096A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 高耐食性電気複合めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176096A true JPH01176096A (ja) | 1989-07-12 |
| JPH0433877B2 JPH0433877B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=18273025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33405787A Granted JPH01176096A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 高耐食性電気複合めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01176096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009529583A (ja) * | 2006-03-10 | 2009-08-20 | マツクス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシャフテン エー フアウ | 腐食防止剤のナノレザーバーを含む腐食防止顔料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54159342A (en) * | 1978-06-08 | 1979-12-17 | Nippon Steel Corp | Manufacture of corrosion resistant zinc composite- electroplated steel products |
| JPS60141898A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Nippon Steel Corp | 複合電気めつき鋼板及びその製造方法 |
| JPS61127900A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-16 | Kawasaki Steel Corp | 複合めつき方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33405787A patent/JPH01176096A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54159342A (en) * | 1978-06-08 | 1979-12-17 | Nippon Steel Corp | Manufacture of corrosion resistant zinc composite- electroplated steel products |
| JPS60141898A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Nippon Steel Corp | 複合電気めつき鋼板及びその製造方法 |
| JPS61127900A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-16 | Kawasaki Steel Corp | 複合めつき方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009529583A (ja) * | 2006-03-10 | 2009-08-20 | マツクス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシャフテン エー フアウ | 腐食防止剤のナノレザーバーを含む腐食防止顔料 |
| US9340676B2 (en) | 2006-03-10 | 2016-05-17 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Corrosion inhibiting pigment comprising nanoreservoirs of corrosion inhibitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433877B2 (ja) | 1992-06-04 |
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