JPH03249183A - プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板

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JPH03249183A
JPH03249183A JP4821090A JP4821090A JPH03249183A JP H03249183 A JPH03249183 A JP H03249183A JP 4821090 A JP4821090 A JP 4821090A JP 4821090 A JP4821090 A JP 4821090A JP H03249183 A JPH03249183 A JP H03249183A
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眞一 鈴木
Tatsuya Kanamaru
金丸 辰也
Katsutoshi Arai
新井 勝利
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系め
っき鋼板に関するものである。
〔従来の技術〕
亜鉛めっき鋼板のプレス性を向上させる方法として、例
えば特開昭62−185883号公報記載の如く、めっ
き鋼板表面に電解クロメート処理を施し、Cr2O:、
の酸化物皮膜を生成せしめる方法や、特開昭62−19
2597号公報記載の如く、鉄亜鉛合金めっきを施す方
法等の亜鉛系めっき鋼板上に硬い皮膜を形成し、プレス
時のめっきとダイスのかじりを防止してプレスの潤滑性
の向上をはかることが開示されている。
又特開平1−136952号公報記載の如く、めっき鋼
板の表面に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布、ま
たは被覆しプレス成形性を向上させることが開示されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような製品は自動車ユーザーの使用
において、以下のような不十分な点がある。
自動車ユーザーでの処理工程の概略は、鋼板を油で洗浄
する工程、プレス工程、脱脂工程、化成処理工程、塗装
工程からなっているが、電解クロメート処理鋼板の場合
は、化成処理工程で化成処理皮膜が形成せず、また潤滑
油や潤滑皮膜などを塗布した鋼板の場合は、洗浄工程で
油が落ちるので十分な潤滑性能を発揮しない。さらに、
化成処理前の脱脂工程に負荷がかかりコストが高くなる
。一方、亜鉛系めっき鋼板に鉄−亜鉛合金フラッシュめ
っきを施したものは電解クロメート処理に比較して鋼板
のコストが高くなるという問題点がある。
本発明はかかる現状み鑑みて、低コストで、化成処理が
可能で、脱脂等の工程に負荷をかけずに製造し得るプレ
ス成形性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨とするところは、亜鉛系めっき鋼板表面に
Mn酸化物5〜500mg/m2(Mnとして)、リン
酸トコロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイ
ダル7V203の1種又は2種以上1000■/ボ以下
(P、 5in2. Tie、、 7Vzo、として)
及びその他酸化物からなる皮膜を被覆したプレス成形性
、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板にある。
〔作 用〕
本発明の対象とする亜鉛系めっきmiとは、例えば溶融
めっき法、電気めっき法、蒸着めっき法、溶射法などの
各種の製造方法によるものがあり、めっき組成としては
純Znの他、ZnとFe、 ZnとNi。
Znと/IJ、ZnとMn、 ZnとCr、 ZnとT
i、 ZnとMgなどZnを主成分として、耐食性など
諸機能の向上のためFe、Nt、 Co、N、 Pb+
 Sn、 sb、 Cu、 Tll Sll BI P
N、 S、 O等の1種ないし2種以上の合金元素およ
び不純物元素を含み、また5iOz、 k1203など
のセラミック微粒子、TiO2、 BaCr0.などの
酸化物、アクリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に
分散させたものがあり、めっき層の厚み方向で単一組成
のもの、連続的あるいは層状に組成が変化するものがあ
り、さらに多層めっき鋼板では、最上層に、めっき組成
としては純Znの他、ZnとFe、 ZnとNi+ Z
nとA7.ZnとMn、 ZnとCr、 ZnとTi、
 ZnとMgなどZnを主成分として、耐食性などの諸
機能の向上のため1種ないし2種以上の合金元素および
不純物元素を含み、また、5iO1,Ajt03などの
セラミックス微粒子、TiO2、 BaCr0.などの
酸化物、アクリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に
分散させたものがある。
例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、蒸着亜鉛めっき鋼板、鉄
−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするアル
ミニウム、鉄などの合金溶融亜鉛めっき鋼板、めっき層
断面方向で下層が合金化されている合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板(一般にハーフアロイと称する)、片面鉄−亜鉛
合金化溶融亜鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層からな
るめっき鋼板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸着
めっき等により亜鉛、または亜鉛を主成分とし、鉄、ニ
ッケルを含む金属をめっきした鋼板、あるいは、電気亜
鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケル、クロム等合金電気めっ
き鋼板等、更に単一合金層又は多層合金電気めっき鋼板
、亜鉛および亜鉛含有金属の蒸着めっき鋼板等がある。
その他、5iOz。
N2O3などのセラミックス微粒子、TiO□酸化物微
粒子及び有機高分子などを亜鉛又は亜鉛合金めっき中に
分散させた分散めっき鋼板がある。
このような亜鉛系めっき鋼板の表面に前記のごとき、酸
化物を被覆し、プレス成形性等を向上しようとするもの
である。
即ち、プレスの潤滑性をめっき鋼板に付与するには、め
っき鋼板表面に硬質の皮膜を形成することが有効である
。この点で電解クロメート処理、鉄亜鉛合金めっきは有
効であるが、前者は化成処理皮膜が形成できず、後者は
処理量が多くコスト高になる。
これらの解決には、めっき鋼板表面の硬質皮膜としては
、酸化物皮膜であって、かつ化成処理液中で溶融し、化
成処理皮膜を形成できるとともに、皮膜成分が化成処理
液に溶は出しても化成処理に悪影響を与えないものであ
ることが必要である。
本発明者らは、このような観点から、亜鉛系めっき鋼板
表面にMn系酸化物皮膜を形成すれば良いことを見出し
た。Mn系酸化物皮膜はクロメート皮膜と同様ガラス状
の皮膜となり、プレス時にめっきのダイスへのかじりを
抑制し、摺動性を良好とする。さらに、化成処理液には
溶解するためクロメート皮膜と異なり、化成処理皮膜を
形成することができ、また、化成処理皮膜の成分でもあ
るため、化成処理液に溶出しても悪影響はない。
Mn系酸化物皮膜の構造は明確ではないが、Mn −0
結合、P−0結合、5i−0結合、Ti−0結合、Af
−0結合からなるネットワークが主体で、部分的に−O
H,Co、基等が、さらにはめっきから供給される金属
が置換したアモルファス状の巨大分子構造であろうと推
定している。
また、Mn系酸化物皮膜は酸化物皮膜のため、油による
洗浄工程や、脱油工程でも溶解しないので、潤滑性能の
低下や、他の工程に負荷を与えない。
Mn系酸化物皮膜の密着性、成膜性を向上させるために
リン酸とコロイダルSin、、コロイダルTie、、コ
ロイダル7V20.の1種又は2種以上1000■/ボ
以下(P、 SiO2、 TfO2、 7117.O,
として)を混入する。かくして、Mn系酸化物の皮膜構
造が均一化し、成膜性も向上し、プレス成形性が良好に
なり、又化成処理性をも向上することができる。
このような酸化物皮膜は、亜鉛系めっき鋼板を水溶液中
へ浸漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で陰
極電解処理することにより確実に生成させることができ
る。このときに前記の如きめっき金属の亜鉛、亜鉛合金
めっきの場合は、亜鉛と合金元素(金属)、水溶液中の
不純物等がその他の酸化物として混入する。
次に、本発明の皮膜の皮膜量範囲について述べる。
Mn酸化物の皮膜量はプレス性を良好とするには、Mn
として5■/ボ以上あればよいが、皮膜量が500■/
m2を越えると化成処理皮膜の形成が不十分となる。ゆ
えに、Mn酸化物の適正な皮膜量は、Mnとして5■/
ボ以上500./rrr以下、好ましくは5〜200■
/ボである。
次にリン酸とコロイダルSiO2、コロイダルTiO2
、コロイダルA 1203の1種又は2種以上の合計量
としては1000M/m2以下(P 、 5iOz、 
Ti02A1203として)、好ましくは200■/イ
以下がよ<1000■/ボ超になると、化成処理性が劣
化することがあり好ましくない。下限は存在していれば
よい。
次に上記のごとき酸化物皮膜の生成方法としては、例え
ば、過マンガン酸カリウム1 g/l−溶解比、リン酸
1〜60 g/l、コロイダルSiO2、コロイダルT
iO2、コロイダルAl2O3はそれぞれ1〜60g/
fで十分であり、この他エツチング補助剤として硫酸等
を用いるものである。
このような水溶液に前記のごとき亜鉛系めっき鋼板を浸
漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で電解処
理することにより確実に皮膜を生成することができる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。
めっき鋼板: AS:合金化溶融亜鉛めっき鋼板(Fe 10%、 A
710.25%、残Zn)、EG:電気亜鉛めっき鋼板
、 GI:溶融亜鉛めっき鋼板(A70.3%、 Fe
 O,8%、 PbO,1%、残Zn)、l(A:半合
金化溶融亜鉛めっき鋼板(Fe 5%、 A70.3%
、残Zn)、CR:冷延鋼板、鋼板厚はいずれも0.8
 @mの普通鋼。
プレス成形性(摩擦係数): サンプルサイズ: 17mm X 300mm 、引張
り速度:  500mm/min、角ビート肩R: 1
.0/3.0mm、  摺動長: 200mm、  塗
油:ノンクスラス)530F−40(パーカー興産株式
会社)塗油量1 g/m”の条件で、面圧を100〜6
00kgfの間で数点試験を行い、引き抜き加重を測定
し、面圧と引き抜き加重の傾きから摩擦係数を求めた。
注3)化成処理性: 化成処理液(亜鉛−リン酸−弗素系処理浴)には5D5
000 (日本ペイント社製)を注1) 注2) 用い、処方どおり脱脂、表面調整を行った後化成処理を
行った。化成処理皮膜の判定は、SEM (、2次電子
線像)により、均一に皮膜が形成されているものは○、
部分的に皮膜が形成されているものはΔ、皮膜が形成さ
れていないものは×と判定した。
注4)酸化皮膜量は、Mn酸化物二Mn量、リン酸:P
量、コロイダルSiO□: Si0g量、コロイダルT
t02 : TiO2、コロイダルlV2O3:N z
 O3量でそれぞれ表示。
注5)酸化物生成は、過マンガン酸カリウム30gel
、リン酸10g/l、コロイダルSiO2、コロイダル
Ti0z、コロイダルA/20.は各40g/ f、エ
ツチング補助剤として硫酸3g/lをそれぞれ選択して
合成し、亜鉛系めっき鋼板の浸漬時間を調整して施し た。
〔発明の効果〕
本発明によれば、プレス成形において摺動性が冷延鋼板
並以上に向上し、かつ化成処理皮膜も形成可能な亜鉛系
めっき鋼板を提供し得るので、ユーザーの工程における
負荷を低減でき、プレス成形に際しての生産性を向上さ
せることができるなど、本発明は産業上極めて有用であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 亜鉛系めっき鋼板表面にMn酸化物5〜500mg/m
    ^2(Mnとして)、リン酸とコロイダルSiO_2、
    コロイダルTiO_2、コロイダルAl_2O_3の1
    種又は2種以上1000mg/m^2以下(P,SiO
    _2,TiO_2,Al_2O_3として)及びその他
    酸化物からなる皮膜を被覆したことを特徴とするプレス
    成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007092134A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Jfe Steel Kk 化成処理性に優れた冷延鋼板およびその製造方法
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