JPH0142359B2 - - Google Patents

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JPH0142359B2
JPH0142359B2 JP60012057A JP1205785A JPH0142359B2 JP H0142359 B2 JPH0142359 B2 JP H0142359B2 JP 60012057 A JP60012057 A JP 60012057A JP 1205785 A JP1205785 A JP 1205785A JP H0142359 B2 JPH0142359 B2 JP H0142359B2
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JP
Japan
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layer
plating
painting
corrosion resistance
zinc phosphate
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JP60012057A
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JPS61170593A (ja
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Kazuhide Ooshima
Nobukazu Suzuki
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用鋼板等として好適な、表面
処理鋼板に関し、特に、塗装後の耐食性に優れた
亜鉛系表面処理鋼板に関する。 〔従来の技術〕 従来より、Znメツキ鋼材は、Znの持つ優れた
防食機能のために自動車、家電製品、建材等に広
く使用されてきたが、Znメツキ表面は一般に塗
装後耐食性に劣り、塗膜の防食機能を十分に利用
できない問題がある。 特に自動車用の塗装工程でカチオン電着に先立
つて下地処理として施されるリン酸亜鉛処理にお
いて、ZnリツチなZn系メツキ鋼板ではアルカリ
に弱いホパイト(Hopeite Zn3(PO42・4H2O)
が化成結晶として析出し、電気化学的腐食等に対
して下地被膜として十分に機能しないことが生じ
る。 また、Ni−Zn合金メツキは、裸耐食性では高
耐食性を示し、自動車用防錆鋼板として使用され
ている。ところが、塗装後の耐食性については、
耐水密着性に劣る欠点があり、自動車用途で問題
となるコズメテイツク・コロージヨンにおいて好
ましくない。 これを解決するために、たとえば、Zn−Ni合
金メツキ層の上にFeリツチなFe−Zn合金メツキ
層を形成することにより、比較的アルカリに強い
フオスフオフイライト(phosphophyllite Zn2Fe
(PO42・4H2O)なる化成結晶を形成させ、耐水
密着性を改善することが提案されている(特開昭
58−15554号、特開昭58−52483号公報、等)。ま
た、リン酸亜鉛処理性を処理液側から改善する方
法として、リン酸亜鉛処理液中にNi2+等の金属
イオンを添加することが提案されている(たとえ
ば鉄鋼協会 鉄と鋼vol70No.5 S46(1984))。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、Zn−Ni合金メツキ層の上にFe
リツチなFe−Zn合金メツキ層を形成する方法は、
たしかに耐水密着性を改善することはできるが、
自動車用途においては、飛石等により塗膜傷(ピ
ツチング)が生じるような場合に、傷部分に赤錆
を生じ易いという別の問題が起きる。 一方、リン酸亜鉛化成処理液にNi2+等を添加
する方法は、本発明者らの研究によると、化成被
膜に取り込まれるNi等をいかに供給するかが重
要なポイントであり、化成被膜に取り込まれる
Ni等を所要のものとするためには、相当量の
Ni2+等を化成処理液中に添加しなければならな
い。しかしながら、多量のNi2+等を化成処理液
中に添加すると、液そのものが不安定となり、ま
た、安定したNi供給を行なうためには、液の管
理が極めてむつかしいという問題がある。 そこで、本発明の目的は、上記Ni源等を、効
率的かつ安定的にリン酸亜鉛被膜中に供給するこ
とのできるとともに、特に耐水密着性が良好な塗
装後の耐食性に優れた表面処理鋼板を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本発明によれば
所定量のNi等を鋼板の表層に付着させておき、
塗装前処理であるリン酸亜鉛処理においてNi等
を溶出せしめ、リン酸亜鉛被膜形成時にNi等を
取り込んだ化成被膜を形成することにより、耐水
密着性を改善することが提案される。 すなわち、本発明によれば、塗装前処理として
のリン酸亜鉛化成処理がなされる表面処理鋼板に
おいて、鋼板の少なくとも片面に、第1層とし
て、Znを80wt%以上含み、さらにFeを10wt%を
超えかつ20wt%以下含有するZn−Fe系合金メツ
キを形成し、その上に第2層として、Ni、ある
いはNiとCoおよび/またはMnを合計で30%を超
え80%以下量含有するNi−Zn系合金メツキを0.5
〜5g/m2形成したことを特徴とするものであ
る。 鋼板の少なくとも片面に、第1層として形成さ
れるメツキ層は、それ自体高耐食性を有する安定
したメツキ層である必要があり、裸耐食性に優れ
たZn−(10〜20wt%)Fe合金メツキ(ただし
10wt%を含まない)が用いられる。 また、これらに、微量(1〜5wt%)のCo、
Ni、Mn等をさらに含ましめた高耐食性メツキ被
膜であつてもよい。これらはいずれも、焼付塗装
たとえばカチオン電着の場合で160〜180℃、20分
間の加熱後に、δ1相(Zn−Fe合金)等単相で均
一な被膜を有するものである。 しかしながら、第1層において、Zn以外の元
素、たとえばFe、Ni、Mn等の合計で20wt%以
上であつてはならない。これは、Zn以外の元素
が20wt%以上となると、合金元素の種類にかか
わらず、特に自動車用途においてメツキ鋼板のプ
レス成形等の加工時にパウダリング現象を生じ易
くなるからである。この点において、合金元素は
15wt%以下であることがより好ましく、次に述
べるように第2層にNiリツチなNi−Zn合金メツ
キを施すことによつて合金元素含有率をさらに下
げることも可能である。 第2層としては、第1層上に、Niを30wt%を
超え80wt%以下量含むNi−Zn合金メツキ、ある
いは、NiとCoおよび/またはMn、すなわちNi
+Co、Ni+MnまたはNi+Co+Mn、を合計でて
30wt%を超え80wt%以下量含むNi−Zn系合金メ
ツキが0.5〜5g/m2施される。 第2層のNi等(Ni、あるいはNi+Coおよび/
またはMn)の含有率の限定理由は、基本的には
Ni等が多いほどリン酸亜鉛被膜への供給量が多
くなるけれども、第2層のNi等が80wt%を超え
ると、メツキ被膜の溶解性が極端に悪くなり、
Ni等のリン酸亜鉛被膜への供給を十分行うこと
ができず、一方Ni等の含有率が30wt%以下であ
ると、メツキ被膜の溶解性は良好であるが、Ni
等の量が少ないためそのリン酸亜鉛被膜への供給
が不十分となるためであり、また後述するスポツ
ト溶接電極寿命も低下するためでもある。 また、第2層の付着量については、0.5g/m2
に満たない場合には、そのNi等の量が少ないた
め効果を十分発揮できず、5g/m2をこえると、
その効果が飽和し経済的でないので、上記範囲に
限定される。 〔作用〕 本発明において、第2層を、Ni−Zn合金メツ
キ(30<Ni≦80%、30<Ni+Mnおよび/または
Co≦80%)層としたのは、表層に上記範囲の含
有量を有するNi、Ni+Coおよび/またはMnを
付着させておくことによつて、塗装前処理である
リン酸亜鉛処理においてNi、Coおよび/または
Mnを溶出せしめ、リン酸亜鉛皮膜形成時にNi、
Coおよび/またはMnを取り込んだリン酸亜鉛皮
膜を形成させるためである。このリン酸亜鉛皮膜
によつて、塗装後の耐食性、特に耐水密着性を向
上させることができる。 すなわち、本発明によれば、Ni2+等を化成処
理液中に添加する必要がなく、かつその添加を行
わなくとも第2層中のNi等の溶出によりリン酸
亜鉛の化成処理性が十分なものとなり、塗装後の
耐食性を向上させることができる。なお、この皮
膜は、X線回析上はHopeite Zn3(PO42・4H2O
と同様の回析角度を有しているため、通常リン酸
塩処理性の評価に用いられるPhosphophyllite
Zn2Fe(PO42・4H2OとHopeite Zn3(PO42
4H2Oの比率P/P+Hは、Oである。 さらに、上記したように、第2層により耐水密
着性等の塗装後の耐食性が向上するため、第1層
の合金元素量を減らすことが可能となり、パウダ
リングを抑制できる。しかも、第2層のNi等が
スポツト電極(Cu−Cr合金)のZuとCrとの合金
化を抑制し、電極寿命を著しく向上できる。 総合的にみれば、特有の第1層と第2層との組
み合わせが巧妙に作用し、裸耐食性および塗装後
の耐食性、特に耐水密着性がきわめて良好なもの
となる。 〔実施例〕 鋼板を電解脱脂および酸洗した後、これに、硫
酸亜鉛を主体とする第1表のような浴組成および
メツキ条件で、Zn主体の第1層を形成した。微
量の合金元素を含有させる場合には、硫酸浴中に
Co2+、Mn2+を硫酸塩の形で添加してメツキを行
なつた。 尚、第1層として合金化溶融亜鉛メツキの場合
には、鋼板をNOFで加熱したのち還元炉で還元
後、溶融メツキポツトに浸漬して、溶融メツキし
た。その後、合金化炉にて加熱して合金化させ、
その加熱温度によつてFe含有率を管理した。 第 1 表 第1層メツキ浴およびメツキ条件 メツキ浴 Zn2+:50g/ Fe2+:50g/ Na2SO4:50g/ CH3COONa・3H2O:20g/ (Co2+、Mn2+はいずれも5〜10g/添加) PH:2 メツキ浴温:60℃ メツキ条件 電流密度:20〜80A/dm2 ついで、この上に、第2表に示すような浴組成
およびメツキ条件で第2層を形成した。微量の合
金元素は第1層と同様に硫酸塩の形で添加した。 第 2 表 第2層メツキ浴およびメツキ条件 メツキ浴 Ni2+:60g/ Zn2+:30g/ Na2SO4:50g/ CH3COONa・3H2O:20g/ (Co2+、Mn2+はいずれも5〜10g/添加) PH:2 メツキ浴温:60℃ メツキ条件 電流密度:20〜80A/dm2 上記のようにして得られたメツキ鋼板に対し、
第3表に示す塗装条件で塗装を施した。 第 3 表 塗装条件 化成処理液:日本パーカー社製 「BT−3030」 カチオン電着:日本ペイント社製 「パワートツプ U−30」20μm 中・上塗り:市販の焼付型メラミンアルキツド
塗料、各35μm 総合膜厚≒90μm 塗装後耐食性の評価は、第4表に示す項目、内
容で実施した。塗装後耐食性の評価結果を第5表
に示す。 第 4 表 塗装後耐食性評価項目と内容: A 塩水噴霧テスト(SST) カチオン電着塗装までの1コート材にカツタ
ーナイフでクロスカツトを入れ、SST600時間
後のクロスカツトからのふくれ巾を評価 B 耐水密着性 中、上塗り後の3コート材を50℃脱イオン中
で10日間浸漬し、その後2mm間隔のゴバン目を
入れテープ剥離し、塗膜の残存率を評価 C 耐チツプ耐食性 3コート材をグラベロメーターにて塗膜チツ
ピングしSST240時間後の赤錆発生程度を評価 さらに、パウダリング性の評価として、円筒絞
りによる評価を実施した。結果を第5表に示す。
評価は、円筒絞りされたサンプルの外壁および内
壁について、テープ剥離テストを実施し、その剥
離量で行なつた。 第5表中評価基準は、◎:パウダリングなし、
〇:パウダリング微少、△:パウダリング少、
×:パウダリング大である。
【表】
【表】 * 溶融メツキ
第5表から明らかなように、耐食性のよい第1
層、Zn−Fe合金メツキ層の上に、特定量のNi−
Zn合金層を形成させることにより、耐ブリスタ
ー性、耐水密着性、チツプ耐食性、耐パウダリン
グ性を同時に満足する、塗装後耐食性に特に優
れ、かつスポツト溶接における電極寿命を向上さ
せることが可能な表面処理鋼板が得られる。 なお、スポツト溶接の評価試験条件は、第6図
の通りである。
【表】 〔発明の効果〕 上記したように、本発明によれば、耐水密着
性、耐ブリスター性、耐チツプ性および耐パウダ
リング性に優れ、しかもスポツト溶接における電
極寿命を著しく延長させることができる、塗装後
の耐食性に優れた表面処理鋼板が提供される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 塗装前処理としてのリン酸亜鉛処理がなされ
    る表面処理鋼板において、鋼板の少なくとも片面
    に、第1層として、Znを80wt%以上含み、さら
    にFeを10wt%を超えかつ20wt%以下含有するZn
    −Fe系合金メツキを形成し、その上に第2層と
    して、Ni、あるいはNiとCoおよび/またはMn
    を合計で30%を超え80%以下量含有するNi−Zn
    系合金メツキを0.5〜5g/m2形成したことを特
    徴とする塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板。
JP1205785A 1985-01-24 1985-01-24 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 Granted JPS61170593A (ja)

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