JPH0353053A - Zn―Al合金めっき綱板の製造方法 - Google Patents
Zn―Al合金めっき綱板の製造方法Info
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- JPH0353053A JPH0353053A JP18835489A JP18835489A JPH0353053A JP H0353053 A JPH0353053 A JP H0353053A JP 18835489 A JP18835489 A JP 18835489A JP 18835489 A JP18835489 A JP 18835489A JP H0353053 A JPH0353053 A JP H0353053A
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- plating
- plated steel
- steel sheet
- steel sheets
- alloy plated
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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、建材用、自動車車体用等に用いられるZn−
Aj!合金めっき鋼板の製造方法に関する。
Aj!合金めっき鋼板の製造方法に関する。
(従来の技術)
近年、建材用鋼板あるいは自動車車体用鋼板の分野にお
いて表面処理鋼板の採用が増加しているが、それに伴い
それらの鋼板の防錆性の向上に対する要求が高まりつつ
ある。自動車防錆鋼板の場合、特に冬季に融雪塩を敗布
する北米においてその要求が非常に強い。
いて表面処理鋼板の採用が増加しているが、それに伴い
それらの鋼板の防錆性の向上に対する要求が高まりつつ
ある。自動車防錆鋼板の場合、特に冬季に融雪塩を敗布
する北米においてその要求が非常に強い。
従来より、自動車車体の防錆力を強化するため表面処理
鋼板が多量に使用されているが、最近では車体用鋼板の
耐孔あき性をlO年間保証することが要求されており、
このような要求に対しては、従来の表面処理鋼板では対
応が極めて難しい。即ち、従来よりNi−Znfl気め
っき鋼板や、Fe−Zn電気めっき鋼仮、さらには電気
亜鉛めっき鋼板等が防錆鋼板として用いられているが、
これらの電気めっき鋼仮においては、めっき付着量は一
般に20〜30g/m”で、耐孔あき性に対する前記の
要求を満たすにはその倍以上の付着量が必要とされてい
る.なお、孔あきとは、塗装欠陥部、めっき欠陥部、あ
るいは傷つき部分、もしくは塗装付き廻りの不十分な部
分から鋼板の腐食が進行して孔食を生し、場合によって
は鋼板を貫通する現象である.ところで、電気めっき調
板はめっき付着量の増加と共に製造費が著しく上昇する
ため、電気めっき鋼板のめっき付着量を増加させて耐孔
あき性を向上させることはコスト面から極めて難しい.
これに対して、溶融めっきプロセスで製造される溶融め
っき鋼板(以下、HDSと略記する)あるいはめっき後
更に加熱合金化処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(以下、GAと略記する)は、電気めっきm仮に比較す
るとめっき付着量の増加に伴うコストの増加が比較的少
ない,HDSは溶接性の点などから自動車用に使用され
ることは少ないが、GAは従来より45g/m”程度の
付着量のものがかなり使用されてきた経緯もあり、厚目
付化によって(例えば、付着量を片面当たり60g/s
+”とする)上記の耐孔あき性に対する要求に対応しよ
うとする試みもなされている. しかし、GAは従来からプレス戒形性において比較的難
点の多い素材とされており、事実戒形時に生じるフレー
キング、パウダリングと称されるめっき皮膜の剥離が問
題視されてきた.この加工時の剥離は一般にめっき付着
量の増加と共に著しくなるため、GAの厚日付化は従来
にも増して戒形過程におけるトラブルの増加を招く可能
性が大きい。そのうえスポット溶接性の観点からも付着
量の増加はあまり好ましいものと言えない。
鋼板が多量に使用されているが、最近では車体用鋼板の
耐孔あき性をlO年間保証することが要求されており、
このような要求に対しては、従来の表面処理鋼板では対
応が極めて難しい。即ち、従来よりNi−Znfl気め
っき鋼板や、Fe−Zn電気めっき鋼仮、さらには電気
亜鉛めっき鋼板等が防錆鋼板として用いられているが、
これらの電気めっき鋼仮においては、めっき付着量は一
般に20〜30g/m”で、耐孔あき性に対する前記の
要求を満たすにはその倍以上の付着量が必要とされてい
る.なお、孔あきとは、塗装欠陥部、めっき欠陥部、あ
るいは傷つき部分、もしくは塗装付き廻りの不十分な部
分から鋼板の腐食が進行して孔食を生し、場合によって
は鋼板を貫通する現象である.ところで、電気めっき調
板はめっき付着量の増加と共に製造費が著しく上昇する
ため、電気めっき鋼板のめっき付着量を増加させて耐孔
あき性を向上させることはコスト面から極めて難しい.
これに対して、溶融めっきプロセスで製造される溶融め
っき鋼板(以下、HDSと略記する)あるいはめっき後
更に加熱合金化処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(以下、GAと略記する)は、電気めっきm仮に比較す
るとめっき付着量の増加に伴うコストの増加が比較的少
ない,HDSは溶接性の点などから自動車用に使用され
ることは少ないが、GAは従来より45g/m”程度の
付着量のものがかなり使用されてきた経緯もあり、厚目
付化によって(例えば、付着量を片面当たり60g/s
+”とする)上記の耐孔あき性に対する要求に対応しよ
うとする試みもなされている. しかし、GAは従来からプレス戒形性において比較的難
点の多い素材とされており、事実戒形時に生じるフレー
キング、パウダリングと称されるめっき皮膜の剥離が問
題視されてきた.この加工時の剥離は一般にめっき付着
量の増加と共に著しくなるため、GAの厚日付化は従来
にも増して戒形過程におけるトラブルの増加を招く可能
性が大きい。そのうえスポット溶接性の観点からも付着
量の増加はあまり好ましいものと言えない。
一方、GAの耐食性を向上させる手段として、例えば特
開昭54−159340号公報ではhg添加のGAが提
案されている.しかしながら、このめっき皮膜は、めっ
き皮膜自体の耐食性には優れるものの、自動車用電着塗
装を施した後のスクランチ傷部における耐孔あき性に関
しては、従来の成分系のGAと比較してほとんど改善効
果が′認められない。
開昭54−159340号公報ではhg添加のGAが提
案されている.しかしながら、このめっき皮膜は、めっ
き皮膜自体の耐食性には優れるものの、自動車用電着塗
装を施した後のスクランチ傷部における耐孔あき性に関
しては、従来の成分系のGAと比較してほとんど改善効
果が′認められない。
また、特開昭52−131934号公報では3〜22重
量%のAlを添加したZn浴中でZn−Al溶融めっき
を行う方法が開示されているが、Al添加量が15%を
超えると融点が上昇し操業が困難になること、および、
この方法で製造したGAは、腐食環境によっては耐食性
が必ずしも十分ではない、等の問題がある. (発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記の問題点を解決することを課題としてな
されたものであって、前記従来のZn−Al溶融めっき
において、めっき浴中のl/!′a度の増加に伴う操業
性の低下を回避し、耐食性、特に耐孔あき性に優れため
っき鋼板の製造方法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) 本発明者等は、Zn−Al合金めっき鋼板のめっき皮膜
の特性を多面的に検討した結果、下記1)および2)の
事実を知見した. l) めっき層を電解液中で陽極電解処理すると、選択
的にZnのみがアノード溶解してめっき層の表層のAl
fi度が増加し、HDSの耐食性が大幅に向上する. 2)前記の陽極電解処理しためっき鯛仮を加熱合金化処
理してGAとすると、従来のGAに比較して耐食性が飛
躍的に向上する。
量%のAlを添加したZn浴中でZn−Al溶融めっき
を行う方法が開示されているが、Al添加量が15%を
超えると融点が上昇し操業が困難になること、および、
この方法で製造したGAは、腐食環境によっては耐食性
が必ずしも十分ではない、等の問題がある. (発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記の問題点を解決することを課題としてな
されたものであって、前記従来のZn−Al溶融めっき
において、めっき浴中のl/!′a度の増加に伴う操業
性の低下を回避し、耐食性、特に耐孔あき性に優れため
っき鋼板の製造方法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) 本発明者等は、Zn−Al合金めっき鋼板のめっき皮膜
の特性を多面的に検討した結果、下記1)および2)の
事実を知見した. l) めっき層を電解液中で陽極電解処理すると、選択
的にZnのみがアノード溶解してめっき層の表層のAl
fi度が増加し、HDSの耐食性が大幅に向上する. 2)前記の陽極電解処理しためっき鯛仮を加熱合金化処
理してGAとすると、従来のGAに比較して耐食性が飛
躍的に向上する。
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、その
要旨は下記のおよび■の方法にある。
要旨は下記のおよび■の方法にある。
■ 鋼板を2%(以下、%は重量%を意味する)以上1
5%以下のA2を含有するZn−Alめっき浴で溶融め
っきした後、電解液中で15000ク−oン/ m 2
以上の?電電気量(通電量)により陽極電解を施すこと
を特徴とするZn−Al合金めっき鋼板の製造方法。
5%以下のA2を含有するZn−Alめっき浴で溶融め
っきした後、電解液中で15000ク−oン/ m 2
以上の?電電気量(通電量)により陽極電解を施すこと
を特徴とするZn−Al合金めっき鋼板の製造方法。
■ 前記■の方法で製造したZn−Al合金めっき鋼仮
に、更に加熱合金化処理を施すことを特徴とするZn−
Aj2合金めっき鋼板の製造方法。
に、更に加熱合金化処理を施すことを特徴とするZn−
Aj2合金めっき鋼板の製造方法。
上記の電解液としては、塩化亜鉛(ZnC l !)、
硫酸亜鉛(ZnSO4)、塩化アルミニウム(AlCl
,)、硫酸アルミニウム(A2■(Son)z)等の塩
を単独または2種以上含む溶液が目的に通うものである
.特に、Zn2゜を3 g/ 1 〜200g/ l含
有する電解液が液性の長時間安定性の点から望ましいが
、必ずしもこれに限定されるものではない. また、前記のZn−Aj!めっき浴には、合計1%以下
のMg, Mn, Cr、T+% CQ% Cuz N
l% Zrが含有されていてもよい. (作用) Zn−AI!合金めっき鋼板を製造するにあたり、前記
■の本発明方法を通用するには、まず、通常の、ゼンジ
マー法や無酸化炉法等で行われる前処理により清浄化さ
れた鋼板をZn−Anめっき浴で7容融めっきする.こ
のとき、めっき浴中のAla度が2%以下では、引き続
き実施される陽極電解において、めっき層中のAlの相
対的濃度の上昇が小さく、耐食性向上効果に乏しいため
、AI4度の下限を2%とした.一方、A2の耐食性向
上効果はAld度が15%以上で飽和し、かつAl4度
の上昇に伴い合金化が困難となるので、AA?a度の上
限を15%とした。
硫酸亜鉛(ZnSO4)、塩化アルミニウム(AlCl
,)、硫酸アルミニウム(A2■(Son)z)等の塩
を単独または2種以上含む溶液が目的に通うものである
.特に、Zn2゜を3 g/ 1 〜200g/ l含
有する電解液が液性の長時間安定性の点から望ましいが
、必ずしもこれに限定されるものではない. また、前記のZn−Aj!めっき浴には、合計1%以下
のMg, Mn, Cr、T+% CQ% Cuz N
l% Zrが含有されていてもよい. (作用) Zn−AI!合金めっき鋼板を製造するにあたり、前記
■の本発明方法を通用するには、まず、通常の、ゼンジ
マー法や無酸化炉法等で行われる前処理により清浄化さ
れた鋼板をZn−Anめっき浴で7容融めっきする.こ
のとき、めっき浴中のAla度が2%以下では、引き続
き実施される陽極電解において、めっき層中のAlの相
対的濃度の上昇が小さく、耐食性向上効果に乏しいため
、AI4度の下限を2%とした.一方、A2の耐食性向
上効果はAld度が15%以上で飽和し、かつAl4度
の上昇に伴い合金化が困難となるので、AA?a度の上
限を15%とした。
上記の方法で溶融めっきした鋼板に、前記の電解質溶液
中で陽極電解を施す。電解時の通電量としては片面当た
り少なくとも15000クーロン/ m 2が必要であ
り、15000クーUシ/ m 2以下の通電量ではZ
n溶解量が少ないためめっき層の平均組成の変化が小さ
く、耐食性の向上効果はあまり7v2められない。
中で陽極電解を施す。電解時の通電量としては片面当た
り少なくとも15000クーロン/ m 2が必要であ
り、15000クーUシ/ m 2以下の通電量ではZ
n溶解量が少ないためめっき層の平均組成の変化が小さ
く、耐食性の向上効果はあまり7v2められない。
Ji電量の上限は溶融めっき時のめっき付着量に依存し
て決定されるべきもので、限定はできないが、通常、溶
融めっき時のめっき付着量の60%程度まで電解除去し
ても大きな悪影響は認められない 電解電7M密度は1〜IOOA/d−の範囲で設備の能
力に応して設定できるが、低電流密度の方がめつき層の
表層におけるAl冨化の効果が大きい.前記■の方広は
、■の方法に加熱合金化処理を付隨させたものであり、
合金化処理温度としては300〜650゜Cが適当であ
る. (実施例1) C :0.038%、Si:<0.01%、Mn:0.
22%、P:o.oi%、s :0.008%、Sol
.^N :0.026%を含有する低炭素Alキルド鋼
板(厚さ0. 76mn+の未焼鈍材)を供試素材とし
、脱脂後、溶融めっきシくユレーターを用いて26%H
z十Nz雰囲気中で720’CX90秒の焼鈍加熱を行
い、500゜Cまで冷却後、所定の組或および温度に設
定したZn−Alめっき浴に3秒間浸漬し、試験用のめ
っき綱板を作威した.めっき付着量は120〜150g
/m”である。このめっき鋼仮について、めっきままの
状態(比較法)および電解処理を行った状態(本発明方
法)で塩水噴霧試験(JIS Z 2867)を実施し
、48時間後の腐食減量を測定した.なお、電解液とし
てはρ113.5に調整した硫酸亜鉛(ZnSOn ・
7HzO:180g/ E )と硫酸ナトリウム(Na
zSOa:75g/i!.)とのd合溶液(液温45゜
C)を用い、電解電流密度2QA/dm”で20秒間(
通電量40000クーロン/m2)陽極電解を行った。
て決定されるべきもので、限定はできないが、通常、溶
融めっき時のめっき付着量の60%程度まで電解除去し
ても大きな悪影響は認められない 電解電7M密度は1〜IOOA/d−の範囲で設備の能
力に応して設定できるが、低電流密度の方がめつき層の
表層におけるAl冨化の効果が大きい.前記■の方広は
、■の方法に加熱合金化処理を付隨させたものであり、
合金化処理温度としては300〜650゜Cが適当であ
る. (実施例1) C :0.038%、Si:<0.01%、Mn:0.
22%、P:o.oi%、s :0.008%、Sol
.^N :0.026%を含有する低炭素Alキルド鋼
板(厚さ0. 76mn+の未焼鈍材)を供試素材とし
、脱脂後、溶融めっきシくユレーターを用いて26%H
z十Nz雰囲気中で720’CX90秒の焼鈍加熱を行
い、500゜Cまで冷却後、所定の組或および温度に設
定したZn−Alめっき浴に3秒間浸漬し、試験用のめ
っき綱板を作威した.めっき付着量は120〜150g
/m”である。このめっき鋼仮について、めっきままの
状態(比較法)および電解処理を行った状態(本発明方
法)で塩水噴霧試験(JIS Z 2867)を実施し
、48時間後の腐食減量を測定した.なお、電解液とし
てはρ113.5に調整した硫酸亜鉛(ZnSOn ・
7HzO:180g/ E )と硫酸ナトリウム(Na
zSOa:75g/i!.)とのd合溶液(液温45゜
C)を用い、電解電流密度2QA/dm”で20秒間(
通電量40000クーロン/m2)陽極電解を行った。
試験結果を第1図に示す。同図から、めっき浴中のAl
a度が2%以上では、電解処理を施した本発明方法を適
用することにより、めっきままで電解処理をしていない
比較法にくらべて耐食性が大幅に向上していることがわ
かる. (実施例2) 実施例1で作威した試験用めっき鋼板のうち、i4度5
%のZn−Alめっき浴でめっきした鋼板を、電解’t
lcA ICI s:60g/ l , ZnCl z
:80g/ N、NaC l :10g/ l , p
l! 3.0、25゜C)中で、電解電流密度2OA/
d−で通電量を変えて陽極電解処理を施し、実施例lと
同様の塩水噴霧試験を行い、48時間後の腐食減量を測
定した。
a度が2%以上では、電解処理を施した本発明方法を適
用することにより、めっきままで電解処理をしていない
比較法にくらべて耐食性が大幅に向上していることがわ
かる. (実施例2) 実施例1で作威した試験用めっき鋼板のうち、i4度5
%のZn−Alめっき浴でめっきした鋼板を、電解’t
lcA ICI s:60g/ l , ZnCl z
:80g/ N、NaC l :10g/ l , p
l! 3.0、25゜C)中で、電解電流密度2OA/
d−で通電量を変えて陽極電解処理を施し、実施例lと
同様の塩水噴霧試験を行い、48時間後の腐食減量を測
定した。
その結果を第2図に示す.同図から、通電量が1500
OA/di”以上においては、耐食性の著しい向上効果
が肥められる。
OA/di”以上においては、耐食性の著しい向上効果
が肥められる。
(実施例3)
実施例1と同一の供試素材を用いて、/8融めっきシミ
ュレーターで種々のAn濃度を有するZnAp.めっき
浴で溶融めっきを行い、めっき付着量を50〜60g/
m”に調整した.このめっき綱仮を500゜Cで合金化
処理したGA(比較法)、およびめっき後、実施例1と
同じ電解戒中で45000ク−oン/mZの通電量で陽
極電解処理した後、合金化処理したGA(本発明方法)
を作威した.前記合金化処理において、めっき皮膜中の
FeiJ度はいずれも8〜X2%となるように調整した
。得られたGAにりん酸亜鉛処理を施し、更に20μm
のカチオン電着塗装を行い、以下の方法で耐孔あき性を
評価した.耐孔あき性は、試験片にスクラッチ疵を入れ
、この試験片を演温が35゜Cの5%NaC eの溶液
中に1時間浸漬し、60’Cの熱風で1時間乾燥する試
験を繰り返し行い、200日経過後の孔あき深さを測定
して評価した。
ュレーターで種々のAn濃度を有するZnAp.めっき
浴で溶融めっきを行い、めっき付着量を50〜60g/
m”に調整した.このめっき綱仮を500゜Cで合金化
処理したGA(比較法)、およびめっき後、実施例1と
同じ電解戒中で45000ク−oン/mZの通電量で陽
極電解処理した後、合金化処理したGA(本発明方法)
を作威した.前記合金化処理において、めっき皮膜中の
FeiJ度はいずれも8〜X2%となるように調整した
。得られたGAにりん酸亜鉛処理を施し、更に20μm
のカチオン電着塗装を行い、以下の方法で耐孔あき性を
評価した.耐孔あき性は、試験片にスクラッチ疵を入れ
、この試験片を演温が35゜Cの5%NaC eの溶液
中に1時間浸漬し、60’Cの熱風で1時間乾燥する試
験を繰り返し行い、200日経過後の孔あき深さを測定
して評価した。
結果を第3図に示す.図示のとおり、本発明方法による
合金化処理材においては、耐孔あき性に対する大きな向
上効果が認められる。なお、第3図の比較法というのは
、陽極電解処理を行わないこと以外は本発明方法と同じ
処理を行ったものである. (発明の効果) Zn−Aj!合金めっきfiI板の製造において、溶融
めっき後、陽極電解処理を施す本発明方法、あるいは陽
極電解処理を施した後、加熱合金化処理を行う本発明方
法を適用することによりめっき面の耐食性、特に耐孔あ
き性は著しく向上する.
合金化処理材においては、耐孔あき性に対する大きな向
上効果が認められる。なお、第3図の比較法というのは
、陽極電解処理を行わないこと以外は本発明方法と同じ
処理を行ったものである. (発明の効果) Zn−Aj!合金めっきfiI板の製造において、溶融
めっき後、陽極電解処理を施す本発明方法、あるいは陽
極電解処理を施した後、加熱合金化処理を行う本発明方
法を適用することによりめっき面の耐食性、特に耐孔あ
き性は著しく向上する.
第1図はZn−Alfi合金めっき鋼板の耐食性に対す
るめっき浴中のAiA濃度の影響を示すグラフ、第2図
はZn−Aj!合金めっき鋼板の耐食性に対する陽極電
解処理時の通電量の影響を示すグラフ、第3図はZn−
^l合金めっき綱板の耐孔あき性に対する加熱合金化処
理の影響を示すグラフ、である.
るめっき浴中のAiA濃度の影響を示すグラフ、第2図
はZn−Aj!合金めっき鋼板の耐食性に対する陽極電
解処理時の通電量の影響を示すグラフ、第3図はZn−
^l合金めっき綱板の耐孔あき性に対する加熱合金化処
理の影響を示すグラフ、である.
Claims (2)
- (1) 鋼板を重量%で2%以上15%以下のAlを含
有するZn−Alめっき浴で溶融めっきした後、電解液
中で15000クーロン/m^2以上の通電電気量によ
り陽極電解を施すことを特徴とするZn−Al合金めっ
き鋼板の製造方法。 - (2) 請求項(1)に記載の方法で製造したZn−A
l合金めっき鋼板に、更に加熱合金化処理を施すことを
特徴とするZn−Alめっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18835489A JPH0353053A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Zn―Al合金めっき綱板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18835489A JPH0353053A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Zn―Al合金めっき綱板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353053A true JPH0353053A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16222161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18835489A Pending JPH0353053A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Zn―Al合金めっき綱板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2248662A1 (en) * | 2009-05-01 | 2010-11-10 | Fujifilm Corporation | Metal composite substrate and method of producing the same |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18835489A patent/JPH0353053A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2248662A1 (en) * | 2009-05-01 | 2010-11-10 | Fujifilm Corporation | Metal composite substrate and method of producing the same |
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