JPH05245437A - 有機被覆Zn系合金めっきAl合金板 - Google Patents

有機被覆Zn系合金めっきAl合金板

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JPH05245437A
JPH05245437A JP4891092A JP4891092A JPH05245437A JP H05245437 A JPH05245437 A JP H05245437A JP 4891092 A JP4891092 A JP 4891092A JP 4891092 A JP4891092 A JP 4891092A JP H05245437 A JPH05245437 A JP H05245437A
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JP
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plating
alloy
based alloy
alloy plate
organic coating
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Withdrawn
Application number
JP4891092A
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Inventor
Kimitaka Hayashi
公隆 林
Hiromasa Nomura
広正 野村
Akira Takahashi
高橋  彰
Kazuhiko Honda
和彦 本田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、Al合金板のめっき及び有機塗膜
被覆後の耐外面錆性、潤滑性が向上することを主たる課
題とし、これらに優れた有機被覆Zn系合金めっきAl
合金板を提供することにある。 【構成】 Al合金板の片面あるいは両面に、Zn系合
金めっき層を0.1〜60g/m2 被覆し、上層にクロ
メート皮膜を介して平均粒径0.5μm以下のMoS2
を5〜70wt%含有する有機皮膜を0.01〜0.5
μm有することを特徴とする有機被覆Zn系合金めっき
Al合金板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機被覆Zn系合金めっ
きAl合金板に関するものであり、更に詳しくは優れた
耐食性および潤滑性、溶接性、電着塗装性を有し、種々
の用途、例えば自動車用Al合金板として適用できる有
機被覆Zn系合金めっきAl合金板に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術と課題】一般に自動車用鋼板は車体製造の過
程で種々の工程を経るため、プレスのための潤滑性、パ
ーツ接合のための溶接性、塗装に際しての電着塗装性等
が必須とされる。一方、自動車の走行環境では特に耐食
性が要求される。耐食性という観点からは、裸耐食性の
みならず、耐外面錆性、耐孔あき性や塗膜の温水浸漬密
着性、耐赤錆性等が要求される。例えば、特公昭50−
29821号公報に見られるZn−Niめっき鋼板、特
公昭56−133488号公報に見られるZn−Fe2
層めっき鋼板の如く従来から使用されているめっき鋼板
は、優れた耐食性を有しているが、Al合金板ではこの
様なめっきを被覆した例はなく更に、ユーザー側からの
要求性能がより高度化するに従って、耐外面錆性、加工
部の耐孔あき性の点で、なお被覆するめっきに改良の余
地がある。また、特公昭58−247984号公報に見
られる単層めっきの複合めっき鋼板も提案されている
が、Al合金板への適用は特開昭61−157693号
公報に一部見られるが耐糸錆性、潤滑性の点では充分で
はないのが現状である。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実情
に鑑み、種々の実験を重ねた結果、Al合金板の表面に
Zn系合金めっきを、また上層としてクロメート処理を
施した上にMoS2 を含有した有機塗膜を付与する事に
より、溶接性、電着塗装性を損なうことなくAl合金板
の耐外面錆性、潤滑性が良好となることを見いだした。
これは、Al合金板の上に被覆されたZn系合金めっき
とクロメート皮膜により、Al合金板に特有の糸錆が抑
制され、耐外面錆性が向上したものと考えられる。また
クロメート皮膜の上層に、MoS2 入りの有機塗膜を薄
く付与することにより、潤滑性が著しく向上することも
判明した。
【0004】本発明は、以上のごとき知見に基いてなさ
れたものであって、その要旨とするところは、 (1) Al合金板の片面あるいは両面に、下層として
めっき付着量0.1〜60g/m2 のZn系合金めっき
層を有し、上層にクロメート皮膜を介して平均粒径0.
5μm以下のMoS2 を5〜70wt%含有する有機皮
膜を0.01〜0.5μm有することを特徴とする有機
被覆Zn系合金めっきAl合金板。 (2) 下層のZn系合金めっきが、Fe,Ni,C
o,Cr,Al,Mnから選ばれる1種又は2種以上の
合金元素を1〜90wt%含有することを特徴とする
(1)の有機被覆Zn系合金めっきAl合金板にある。
【0005】以下に本発明を詳細に説明する。先ず、本
発明において有機被覆Zn系合金めっきAl合金板とは
後述するようなZn系合金めっきとクロメート皮膜およ
び上層にMoS2 を含む有機塗膜からなる3層から構成
されるものであって、これを3層構造としたのは前述の
知見の如く、耐外面錆性と潤滑性、溶接性、電着塗装性
を同時に考慮したためである。ここで下層のZn系合金
めっきとは、Fe,Ni,Co,Cr,Al,Mnから
選ばれる1種または2種以上の合金元素を含有するZn
系合金めっきを指すものであり、合金元素含有率は1〜
90%である。これらのめっきを用いる理由は、Alや
Feが糸錆を発生しやすいのに対し、Zn系合金めっき
には一般的に糸錆は見られず、Zn単独めっきに比べ耐
食性も良いため、錆幅の抑制効果にも優れている。この
ため、Al合金板にZn系合金めっきを被覆すること
で、耐外面錆性向上に効果的である。また、Zn系合金
めっきはZn単独めっきに比べ一般に表面硬度が高く、
摩擦係数も低下する傾向がある。Al合金板原板に比べ
この効果は著しい。尚、合金元素含有率の下限は、Zn
単独めっきに比して耐食性の向上が認められる1%と
し、又、90%を超えると合金めっき層が硬くなり過ぎ
て潤滑性が低下するためこれを上限とした。
【0006】また、めっき直上のクロメートは電解クロ
メート、塗布型クロメート、反応型クロメートなど、ど
のタイプを用いても基本的には良い。3層構造下でのク
ロメートの役割は耐糸錆性ばかりではなく、めっきと有
機塗膜の間の密着性向上の観点でも重要である。これら
は、これまでに開発されている有機複合めっき鋼板を考
えると公知の機能であるといえる。さらに最上層に、M
oS2 含有有機塗膜を薄く付与する事で溶接性、電着塗
装性を損なうことなく潤滑性を向上する事ができる。
【0007】ここで、有機塗膜の構成と役割について説
明する。塗膜中にMoS2 を添加するのは主として電着
塗装時の塗装性を向上させることを目的としており、M
oS 2 は条件によって半導電性を示すことを利用するも
のである。塗膜中に平均粒径0.5μm以下のMoS2
を5〜70wt%含有する塗膜は膜厚が0〜20μmの
範囲では良好な電着塗装性を示す。必要により、さらに
導電性微粒子を併用することもある。導電性微粒子の例
としては、酸化亜鉛、酸化錫、導電性カーボン、グラフ
ァイト、三四酸化鉄等がある。併用する量としては含有
されるMoS2の含有量の0〜50wt%で好ましくは
5〜20wt%が望ましい。MoS2 の添加量が増加す
るに従い通電量は増大し、後工程における電着塗装時の
電着限界膜厚も増加するが、70wt%を超えると耐食
性の低下を生じる。これらを分散せしめる樹脂としては
一般に被覆組成物に用いられる樹脂であれば特に制限は
ない。そのほかにコロイダルシリカ、流動調整剤や着色
顔料、発泡防止剤、分散剤、沈澱防止剤、ブロッキング
防止剤などの一般の塗料に使用される顔料添加剤類を被
覆の特徴を損なわない範囲で使用できる。
【0008】また、MoS2 は一般に固体潤滑剤として
知られているが、当該塗膜においても同様の効果が認め
られた。MoS2 の平均粒径を0.5μm以下と限定し
た理由は、粒径が0.5μm以上では外観上好ましくな
くかつ型かじり等の加工性不良をおこすためであり、好
ましくは塗膜厚以下とする。MoS2 含有有機塗膜は塗
膜厚0.01μm以上で非常に良好な潤滑特性が認めら
れた。さらに本発明の有機被覆Zn系合金めっきAl合
金板の上層塗膜は低電圧での電流が極めて少ないために
耐食性が良好で、かつ電着塗装性が良い性質を示す。塗
膜厚の有効範囲決定に際しては溶接性が良好であること
を必須とする。溶接性のうち特に連続打点性が重要であ
るが、塗膜厚の増加は連続打点性の低下を招く。本発明
の上層塗膜厚は0.5μmを超えると著しく打点性が低
下した。このため、上層膜厚は0.5μm以下とした。
以下、実施例をもって本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
【0009】
【実施例】本発明のめっきAl合金板の製造は、pH1
〜3のフッ化物浴またはpH13.5〜14.5のアル
カリ浴を用いた化学めっき及びpH1〜3の硫酸塩浴、
塩化物浴を用いた電気めっきを行うことで可能である。
ただし、以下に示す実施例において電気めっきの条件は
電流密度10〜200A/dm2 、ラインスピード10
〜250m/minとした。下地のAl合金板は主とし
て5000系、6000系をベースとした。めっきの上
層へは通常の電解クロメート処理(Total Cr
60mg/m2)を施した。有機塗膜被覆は以下の被覆組成
物をバーコーターで塗布した。
【0010】 (1)平均粒径0.5μm以下のMoS2 (モリパウダ
ーPA住鉱潤滑剤製) (2)SiO2 (ミズカシル
P−526水沢化学製) (3)フェノキシ樹脂 (ESRP♯
250住友化学製20%液) (4)ブチルセロソルプ (5)メチルエチルケトン (6)分散剤 ただし、配合比は膜厚及びMoS2 含有率の変化ととも
に適宜変えた。
【0011】評価試験は平板引き抜き試験(摩擦係数測
定)及び耐糸錆性試験(糸錆発生)、連続打点性試験
(打点数、チリ発生)、電着塗装性試験(表面平滑性外
観観察)を行った。各試験条件を以下に示す。 〔平板引き抜き試験条件〕 試験片寸法:1.0mm×30mm×300mm 押しつけ力:450kgf 引き抜き速度:200mm/min 工具接触面積:900mm2 (30mm×30mm)
【0012】〔耐糸錆性試験条件〕 試験片寸法:1.0mm×70mm×150mm サンプル調整:めっきアルミ板に化成処理+3コート
後、塗装の下地に達するスクラッチ傷を入れた。 試験環境:塩水噴霧+湿潤環境。
【0013】〔連続打点性試験条件〕 電極:チップC形4.5mmφ 加圧力:200kgfをベース 通電時間:10サイクル 通電条件:適正溶接電流使用 打点数の評価としてピールテストによりナゲット径の測
定およびチリ発生の観察を行い判定。
【0014】〔電着塗装性試験条件〕 種:エポキシ系カチオン型電着塗装タイプ 電着条件:200V,3min 焼き付け条件:180c,30min 塗膜厚:20±2μm
【0015】更に、各試験の評価基準は以下の通りであ
る。
【0016】 但し、糸錆はカット傷部から発生。
【0017】
【0018】
【0019】本発明の内、下層にZn−Fe(10〜5
0%),Zn−Cr(5〜30%),Zn−Ni(1〜
40%),Zn−Al(1〜80%),Zn−Fe(5
〜85%)−Cr(1〜5%)のZn系合金めっきを施
し、上層有機皮膜がMoS2を20wt%含有し、0.
5μm厚とした場合のZn系合金めっき付着量と各評価
試験の関係を図1、下層としてZn−Co(1〜40
%),Zn−Fe(1〜70%),Zn−Fe(1〜1
5%)−Al(10〜30%),Zn−Fe(1〜50
%)−Co(1〜5%),Zn−Ni(1〜90%)の
Zn系合金めっき付着量1g/m2 ,有機皮膜厚0.5
μmとした場合の有機皮膜中のMoS2 含有率と各評価
試験の関係を図2、下層として、Zn−Co(20〜5
0%),Zn−Ni(1〜30%)−Cr(5〜10
%),Zn−Fe(1〜90%),Zn−Mn(1〜5
0%),Zn−Al(1〜70%)のZn系合金めっき
付着量10g/m2 、有機皮膜中のMoS2 含有量を2
0wt%とした場合の有機皮膜厚と各評価試験の関係を
図3にそれぞれ示す。図中の(潤)、(溶)、(錆)
(電)の縦軸の記号はそれぞれ潤滑性、連続打点性、耐
糸錆性、電着塗装性を表している。
【0020】図1より、Zn系合金めっきを0.1g/
2 以上施すと糸錆の発生が見られないこと、60g/
2 を超えると潤滑性が劣化することがわかる。図2よ
り、電着塗装性の制約からMoS2 の含有率は5〜70
wt%とすることが適当と考えられる。図3より、有機
皮膜厚の下限は潤滑性から0.01μm、同様に上限は
溶接性から0.5μmであり、この範囲が好適な膜厚と
なる。以上から、現象的にZn系合金めっき層を0.1
〜60g/m2 被覆し、上層にクロメート皮膜を介して
平均粒径0.5μm以下のMoS2 を5〜70wt%含
有する有機皮膜を0.01〜0.5μmとする構造がA
l合金板の潤滑性、耐外面錆性向上に適していることが
確認できた。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明であるAl合金
板のめっき及び有機塗膜被覆後の耐外面錆性、潤滑性が
極めて優れた有機被覆Zn系合金めっきAl合金板にあ
り、特に軽量自動車用Al合金板として適用できること
は、工業的意義は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるZn系合金めっき付着量と各評
価試験の関係を示す図。
【図2】本発明に係わる有機塗膜中MoS2 含有率と各
評価試験の関係を示す図。
【図3】本発明に係わる有機塗膜厚と各評価試験の関係
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/22 5/30 (72)発明者 本田 和彦 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al合金板の片面あるいは両面に、下層
    としてめっき付着量0.1〜60g/m2 のZn系合金
    めっき層を有し、上層にクロメート皮膜を介して平均粒
    径0.5μm以下のMoS2 を5〜70wt%含有する
    有機皮膜を0.01〜0.5μm有することを特徴とす
    る有機被覆Zn系合金めっきAl合金板。
  2. 【請求項2】 下層のZn系合金めっきが、Fe,N
    i,Co,Cr,Al,Mnから選ばれる1種又は2種
    以上の合金元素を1〜90wt%含有することを特徴と
    する請求項1記載の有機被覆Zn系合金めっきAl合金
    板。
JP4891092A 1992-03-05 1992-03-05 有機被覆Zn系合金めっきAl合金板 Withdrawn JPH05245437A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518