JPH0533313B2 - - Google Patents

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JPH0533313B2
JPH0533313B2 JP62036039A JP3603987A JPH0533313B2 JP H0533313 B2 JPH0533313 B2 JP H0533313B2 JP 62036039 A JP62036039 A JP 62036039A JP 3603987 A JP3603987 A JP 3603987A JP H0533313 B2 JPH0533313 B2 JP H0533313B2
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Takashi Haneda
Yasuhiko Mitsuyoshi
Kazumi Nishimura
Akira Takahashi
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は高耐食性分散めつき鋼板に関し、更に
詳しくは優れた耐食性を有し、種々の用途、例え
ば自動車、建材、家電等に適用できる高耐食性分
散めつき鋼板に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に表面処理鋼板は、腐食環境下での耐食性
として裸耐食性のみならず、塗装後の耐食性、す
なわち塗膜傷部の塗膜密着性、耐孔あき性や耐赤
錆性等が要求される。また、耐食性のみでなく、
加工性や溶接性にも優れることが重要である。従
来この分野に於いてはZn系を中心に各種めつき
鋼板が使用されている。また、それらの改良も
種々試みられている。 しかしながら、例えば特開昭56−133488号公報
に見られるZn−Fe2層めつき鋼板や、特公昭50−
29821号公報に見られるZn−Niめつき鋼板といえ
ども現在の厳しい要求水準から見て必ずしも満足
すべき性質を有していない。 また、特公昭56−49999号、特公昭57−17960
号、特開昭56−123395号、特開昭52−109439号、
特公昭46−37882号各公報には各種の複合めつき
方法あるいは複合めつき鋼板が提案されている
が、これらに関しても現在の要求水準を満足する
性能を有しているとは言い難い。 本発明者らも、上記実情に鑑み、耐赤錆性、塗
装耐食性等に優れた分散めつき鋼板を特願昭59−
185300号ですでに提案済である。 さらに近年では一段と苛酷な腐食条件下にある
例えば自動車のヘム部等に対する適用も要求さ
れ、これに対応するための加工部の耐孔あき性等
のなお一層の改良が望まれている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、以上の如き問題点、即ち自動車等の
用途における加工部の耐孔あき性等の耐食性が不
十分であるという問題点を解決しようとしたもの
である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はかかる問題点を解決するために次のよ
うな分散めつき鋼板を提供する。即ち、本発明の
要旨とする所は、Si、Al、Fe、Ti、Mo、Cu、
Zn、Ni、Co、La、Ce、Bの1種以上の酸化物、
炭化物、窒化物、硼化物、燐化物、硫化物よりな
る平均粒径5μ以下の微粒子を単独あるいは複合
で0.01%以上含有するZnもしくはZn合金層の上
に、表面被覆率が50%以上、最表面からの厚さが
0.01〜1μの膜状のセラミツク凝集体層を有するZn
もしくはZn合金層を設けた2層構造の分散めつ
き層を鋼板の片面あるいは両面に被覆したことを
特徴とする高耐食性複層分散めつき鋼板、及びそ
の上に厚さ0.1μ以上の有機高分子塗膜を施した分
散めつき鋼板、さらには有機高分子塗膜の厚さを
0.1〜100μとし、分散めつき層と有機高分子塗膜
との中間層としてCr量で0.1〜300mg/m2のクロメ
ート処理を行なつた分散めつき鋼板である。この
ような構成とすることによつて分散めつき鋼板に
要求される各種耐食性のうち特に自動車のヘム部
等の加工された部分での耐孔あき性に極めて優れ
たものが得られる。 〔作用〕 以下、本発明を詳細に説明する。 まず、本発明において上層の表層部に膜状のセ
ラミツク凝集体層を設けたのは、通常の粒子状の
セラミツクを有するZn合金層に比較して、耐食
性のうち特に加工部の耐孔あき性が良好になるこ
とが、ヘムモデルを作製し、より実際の腐食環境
に近似した腐食サイクルテスト(CCT)で評価
した結果判明したためである。この理由は、膜状
のセラミツク層の方が粒子状の場合よりも腐食反
応に対してバリヤー効果が大きく、カソード反応
である酸素還元反応の抑制効果が大きいためと思
われる。 膜状のセラミツク凝集体層としては、Sio2
TiO2、Al2O3、Fe2O3、Cr2O3、SnO2、ZrO2
SiC、TiN等が適用できる。 セラミツク凝集体層の表面被覆率を50%以上と
定めたのは、この範囲において特に耐孔あき性の
向上が認められたためである。 また、凝集体層の厚みを0.01〜1μと定めたの
は、耐孔あき性及びプレス時の加工性特に耐パウ
ダリング性を考慮したためである。0.01μ以上で
耐孔あき性への効果が特に顕著であり、1μ以下
で耐パウダリング性が良好である。ここでパウダ
リングとは、加工によるめつき層の一部の剥離挙
動を指す。 上層のZn合金層としてはFe、Ni、Co、Cr、
Mn等の1種以上を単独あるいは複合で含有する
層が適当である。厚みは特に定めないが、加工性
を考慮すると10μ以下が望ましい。 次に、本発明において、下層として微粒子を含
有するZnもしくはZn合金層を設けたのはより厳
しい加工を受けた際の耐孔あき性等の耐食性が下
層が存在しない場合に比較して飛躍的に向上する
ためである。 この理由は明らかではないが、次のように考え
られる。加工を受けた際に、上層のみの場合だと
セラミツク凝集体層に割れが生じ、場合によつて
は剥離し、耐食性が劣化することが予想される
が、上層の凝集体層が割れても、下層に微粒子が
存在すれば、割れたセラミツク凝集体層と微粒子
とが層相互に機械的にからみあうことにより、む
しろより強力なセラミツクバリヤー層が形成さ
れ、酸素還元反応が抑制されることにより、相乗
効果が生じるものと考えられる。 また、下層における微粒子の種類をSi、Al、
Fe、Ti、Mo、Cu、Zn、Ni、Co、La、Ce、B
の1種以上の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、
燐化物、硫化物の単独あるいは複合と定めたもの
は、微粒子を含有しないZn若しくはZn合金被覆
層、又は上記以外の微粒子を含有するZn若しく
はZn合金層に比較して、耐食性のうち、特に加
工部の耐孔あき性に優れることが判明したためで
ある。 酸化物としてはSiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2
MoO3、CuO、ZnO、NiO、La2O3、CeO2、炭化
物としてはSiC、TiC、窒化物としてはBN、
Si3N4、硼化物としてはTiB、燐化物としては
CuP、硫化物としてはMoS等が好適であつて、
これらの粒子は他の粒子に比較して腐食反応のう
ちカソード反応であるO2還元反応を抑制し易い。
これが、耐孔あき性向上の1つの理由と考えられ
る。 また、下層のZn合金被覆層とは、Ni、Co、
Cr、Fe、Mn等を単独あるいは複合で含有する
Zn被覆層を指す。 次に、下層における微粒子の平均粒径は5μ以
下であることが必要である。5μ以下に保つこと
によつて厳しい加工を受けた場合の耐パウダリン
グ性が良好になる。また、めつき製造上は粒径
0.001μ以上の粒子が望ましい。なお、ここで言う
平均粒径とは、全粒子のうち最も分布量が大であ
る粒径を意味する。 さらに、下層の微粒子の含有量の下限を0.01%
と定めたのは、0.01%以上の添加で特に耐食性の
向上効果が認められたためである。上限について
は特に定めないが、Znの犠牲防食効果を考慮す
ると95%以下が望ましい。 次に、分散めつき層の上層に、厚さ0.1μ以上の
有機高分子塗膜を施せば、プレス加工時に伸び、
縮み変形により生じるめつき層の割れ、剥離、セ
ラミツク凝集体の脱離がより減少し、従つて加工
部の耐孔あき性はさらに向上する。 有機高分子塗膜としては、めつき層との密着性
が良く、表面に均一な厚さの皮膜を形成する物質
であればいずれでも良く、例えばエポキシ樹脂、
フツ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化
ビニル樹脂等が挙げられる。塗膜厚は0.1μ以上で
耐食性への効果が生じ、最大でも100μmあれば
十分の効果を有する。 さらに、分散めつき層と有機高分子塗膜との中
間層として、Cr量で0.1〜300mg/m2のクロメート
処理を行なうことにより耐食性がさらに向上す
る。クロメート皮膜が、有機高分子塗膜との密着
力を向上させ、さらには、分散めつき層上層の膜
状のセラミツク凝集層が覆いきれていない部分を
覆い、バリヤー効果を発揮するためと思われる。
Cr量で0.1mg/m2以上でその効果が発揮され、最
大でも300mg/m2であれば十分の効果を有する。 次に、本発明の分散めつき鋼板の製造手段につ
いて述べる。 分散めつき層の下層の製造は、電気めつき法或
いは蒸着めつき法で製造可能である。最も好まし
い製造手段は電気めつき法である。例えばPH1〜
3の硫酸塩浴又は塩化物浴を用いて電流密度1〜
200A/dm2、ラインスピード1〜250m/mmのめ
つき条件下で作製できる。また、ZnまたはZn合
金層を有する下層の製造手段としては、電気めつ
きのみでなく溶融めつき、蒸着めつき等も適用で
きる。 上層の膜状のセラミツク凝集体層を有する層の
製造法としては、電気めつき、真空蒸着、イオン
プレーテイング法等が適用できる。特に、セラミ
ツクとしてSiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、Cr2O3
SnO2、ZrO2等のコロイド粒子を用いる場合は、
電気めつきによる製造が望ましい。電気めつき時
のH2発生反応に伴つて陰極界面PHが上昇する。
これらのコロイド粒子は特定PHで凝集し易い性質
を有していることから、めつき時に容易に膜状の
セラミツク層を形成させることが可能となる。 また、下地鋼板としては普通鋼、Alキルド鋼、
高張力鋼板、低腐食速度鋼板等種々のものが適用
できる。 次に、有機高分子塗膜の製造法としては、ロー
ルコーター法、スプレー法、はけ塗り法等いずれ
の方法を適用しても良く、水性、油性塗料のいず
れでも良い。例えば、水溶性エマルジヨンタイプ
のエポキシ樹脂をロールコーターで塗布する方法
が挙げられる。 さらに、クロメート処理法としては、デイツプ
法、電解法、塗布法等いずれでも良い。 また、本発明の被覆層は必ずしも鋼板両面を全
面にわたつて被覆しなくても、加工を予定される
部分のみあらかじめ片面或いは部分的にのみ被覆
することも有効であることは云うまでもない。 また、分散めつき層を片面に形成させる場合、
他の面はFeあるいはZnめつき、Zn合金めつきを
施すこともできる。即ち、少なくとも片面が本発
明の要件を満たす被覆層であれば、他面はそれ以
外のめつき面であつても良い。 以下、実施例をもつて本発明の効果をさらに具
体的に説明する。 〔実施例〕 本発明鋼板のうち、片面めつき鋼板の代表的な
もののめつき層組成及び耐食性試験、加工性試験
結果を第1表にまとめて示す。 試料No.1〜3、7〜9、12〜16、18〜22、24〜
54、60〜62が本発明鋼板であり、他は比較材(※
印)である。めつき層組成は化学分析で調べた。 耐食性試験用のサンプルには化成処理として通
常のリン酸Zn系デイツプ型のものを施し、さら
にカチオンED塗装(20μm)を施した。耐食性試
験としては、冷熱サイクル腐食試験(CCT)を
行なつた。CCTは、塩水噴霧試験に乾燥、湿潤、
冷却試験を組み合わせたものを行なつた。なお、
加工部耐孔あき性試験用のサンプルとしてはヘム
型の合わせ材を使用した。 一方、加工性は深絞り成形後、パウダリング性
をテープテストにより調べた。 各試験の評価基準は次の通りである。 (耐食性) 加工部耐孔あき性…CCT4週後最大孔あき深さ 0.1mm未満 ◎ 0.1mm以上0.2mm未満 ○ 0.2mm以上0.3mm未満 △ 0.3mmを超える場合 × 耐外面錆性…クロスカツト部耐赤錆性
(SST1000時間) 赤錆発生なし ◎ 極一部点錆発生 ○ 一部赤錆発生 △ 赤錆全面発生 × 傷部の塗膜密着性…CCT4週後クロスカツト部最
大ふくれ幅 2mm未満 ◎ 2mm以上3mm未満 ○ 3mm以上5mm未満 △ 5mm以上 × (加工性) パウダリング性…深絞り成形後テープテスト黒化
後の目視判定 剥離なし ◎ 一部剥離 ○ 半分剥離 △ 全面剥離 × 本発明鋼板は他の分散めつき鋼板(No.4〜6、
No.10〜11、No.17、No.23、No.55〜57)、合金めつき
鋼板(No.58、59)に比較して優れた耐食性を示し
た。特に上層のセラミツク層が粒子状のもの(No.
55)に対して、本発明のように上層に膜状のセラ
ミツク層を有する場合の優位性が明白である。 上層のセラミツク凝集体層の表面被覆率が50%
以上のものはそれ未満の場合(No.4、5)に比較
して特に耐孔あき性が良好となる。 また、凝集体層の厚みは0.01〜1μが最適で、
0.01μ未満(No.6)では耐孔あき性が向上せず、
1μを超えると(No.10、11)加工性が向上する。 また、下層の微粒子は0.01%以上必要で、0.01
未満(No.17)では耐孔あき性は向上しない。さら
に、粒子径は5μ以下で、5μを超えると(No.23)
加工性が劣化する。 また、分散めつき層を上層に有機塗膜を施した
場合(No.36〜45)、耐食性は一段と向上した。 さらに、クロメート層を中間に設けた場合は
(No.46〜54)耐食性のうち、特に傷部の塗膜密着
性がなお一層良好になつた。 なお、以上の結果は全て片面めつきに関するも
のであるが、両面めつきについても同等な性能を
有することを本発明者らは確認している。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明の高耐食性複層分散め
つき鋼板は耐食性のみならず加工性、溶接性にも
優れた高性能のめつき鋼板であり、その実用的価
値は誠に大きい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Si、Al、Fe、Ti、Mo、Cu、Zn、Ni、Co、
    La、Ce、Bの1種以上の酸化物、炭化物、窒化
    物、硼化物、燐化物、硫化物よりなる平均粒径
    5μ以下の微粒子を単独あるいは複合で0.01%以上
    含有するZnもしくはZn合金層の上に、表面被覆
    率が50%以上、最表面からの厚さが0.01〜1μの膜
    状のセラミツク凝集体層を有するZnもしくはZn
    合金層を設けた2層構造の分散めつき層を鋼板の
    片面あるいは両面に被覆したことを特徴とする高
    耐食性複層分散めつき鋼板。 2 Si、Al、Fe、Ti、Mo、Cu、Zn、Ni、Co、
    La、Ce、Bの1種以上の酸化物、炭化物、窒化
    物、硼化物、燐化物、硫化物よりなる平均粒径
    5μ以下の微粒子を単独あるいは複合で0.01%以上
    含有するZnもしくはZn合金層の上に、表面被覆
    率が50%以上、最表面からの厚さが、0.01〜1μの
    膜状のセラミツク凝集体層を有するZnもしくは
    Zn合金層を設けた2層構造の分散めつき層にさ
    らに厚さ0.1μ以上の有機高分子塗膜を施した被覆
    層を鋼板の片面あるいは両面に設けたことを特徴
    とする高耐食性複層分散めつき鋼板。 3 Si、Al、Fe、Ti、Mo、Cu、Zn、Ni、Co、
    La、Ce、Bの1種以上の酸化物、炭化物、窒化
    物、硼化物、燐化物、硫化物よりなる平均粒径
    5μ以下の微粒子を単独あるいは複合で0.01%以上
    含有するZnもしくはZn合金層の上に、表面被覆
    率が50%以上、最表面からの厚さが、0.01〜1μの
    膜状のセラミツク凝集体層を有するZnもしくは
    Zn合金層を設けた2層構造の分散めつき層にCr
    量で0.1〜300mg/m2のクロメート処理を行ない、
    さらにその上に厚さ0.1〜100μの有機塗膜を施し
    た被膜層を鋼板の片面あるいは両面に設けたこと
    を特徴とする高耐食性複層分散めつき鋼板。
JP3603987A 1987-02-19 1987-02-19 高耐食性複層分散めつき鋼板 Granted JPS63203778A (ja)

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