JPH0610359B2 - 高耐食Ｚｎ系複層電気めつき鋼板 - Google Patents
高耐食Ｚｎ系複層電気めつき鋼板Info
- Publication number
- JPH0610359B2 JPH0610359B2 JP29137586A JP29137586A JPH0610359B2 JP H0610359 B2 JPH0610359 B2 JP H0610359B2 JP 29137586 A JP29137586 A JP 29137586A JP 29137586 A JP29137586 A JP 29137586A JP H0610359 B2 JPH0610359 B2 JP H0610359B2
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- oxide
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は塗装部分のみならず未塗装部分が存在しても優
れた耐食性を発揮する自動車部材用Zn系複層めっき鋼板
に関する。
れた耐食性を発揮する自動車部材用Zn系複層めっき鋼板
に関する。
（従来技術） 亜鉛系めっき鋼板はめっき層が優れた犠牲防食能を有し
ているので、従来自動車、家電、建材などの種々の分野
において耐食性の要求される用途に多く使用されてい
る。特にこの亜鉛系めっき鋼板は近年自動車に使用する
場合北米、カナダ等の寒冷地では冬季に道路に岩塩など
の凍結防止剤を散布し、腐食環境が厳しくなっているの
で、そのような環境下でも耐塗膜ふくれや耐穴あき性に
優れたものが要求されている。
ているので、従来自動車、家電、建材などの種々の分野
において耐食性の要求される用途に多く使用されてい
る。特にこの亜鉛系めっき鋼板は近年自動車に使用する
場合北米、カナダ等の寒冷地では冬季に道路に岩塩など
の凍結防止剤を散布し、腐食環境が厳しくなっているの
で、そのような環境下でも耐塗膜ふくれや耐穴あき性に
優れたものが要求されている。
自動車用亜鉛系めっき鋼板としては、従来主として溶融
亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板あるいは合金化溶
融亜鉛めっき鋼板等が使用されてきたが、純亜鉛系めっ
き鋼板の場合はめっき層の溶出速度が多きすぎるため上
記のような環境に耐えられない。また合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の場合はめっき層加工性が劣るため、薄くして
加工性を改善しようとしても、製造上めっき付着量を３
０ｇ/m2以下にすることが困難であるので、加工面で問
題がある。従って近年ではめっき層をZn−Ni系、Zn−Fe
系などの合金系にしたり、複層にした電気めっき鋼板が
使用されるようになってきている。
亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板あるいは合金化溶
融亜鉛めっき鋼板等が使用されてきたが、純亜鉛系めっ
き鋼板の場合はめっき層の溶出速度が多きすぎるため上
記のような環境に耐えられない。また合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の場合はめっき層加工性が劣るため、薄くして
加工性を改善しようとしても、製造上めっき付着量を３
０ｇ/m2以下にすることが困難であるので、加工面で問
題がある。従って近年ではめっき層をZn−Ni系、Zn−Fe
系などの合金系にしたり、複層にした電気めっき鋼板が
使用されるようになってきている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような電気めっき鋼板を使用しても車
体には構造上板合わせ部や袋構造部など未塗装部分また
は塗膜の薄い部分がどうしても生じてしまうため、その
ような部分の耐食性が低下し、耐穴あき性が不十分であ
るという問題があった。
体には構造上板合わせ部や袋構造部など未塗装部分また
は塗膜の薄い部分がどうしても生じてしまうため、その
ような部分の耐食性が低下し、耐穴あき性が不十分であ
るという問題があった。
そこで本発明は自動車車体などにおいて未塗装部分また
は塗膜の薄い部分が存在していても、耐食性および耐穴
あき性に優れた亜鉛系複層めっき鋼板を提供するもので
ある。
は塗膜の薄い部分が存在していても、耐食性および耐穴
あき性に優れた亜鉛系複層めっき鋼板を提供するもので
ある。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは電気Zn−Fe系合金めっき鋼板に注目して、
その耐食性、耐穴あき性を高めるべく種々検討した結
果、Zn−Fe系めっきにシリカ、アルミナ、酸化チタン、
マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコニウムなどの酸化
物粒子を含有させると耐食性、耐穴あき性を向上させる
ことができるのを見出したのである。
その耐食性、耐穴あき性を高めるべく種々検討した結
果、Zn−Fe系めっきにシリカ、アルミナ、酸化チタン、
マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコニウムなどの酸化
物粒子を含有させると耐食性、耐穴あき性を向上させる
ことができるのを見出したのである。
しかしめっき層にこのような化学的に安定した酸化物粒
子を含有させると塗装前処理のリン酸塩処理性が低下
し、塗装上問題のあることおよび酸化物粒子が突出して
いると電気抵抗溶接の際溶接機チップが均一に接触しな
いため、溶接性が劣り、また溶接やプレス加工の際チッ
プを摩耗させたり、金型をかじりったりすることが判明
した。特にリン酸塩処理性については酸化物粒子含有量
が0.05wt％以上になると低下が著しくなるものであっ
た。そこで本発明ではそのめっき層の上にリン酸塩処理
性の優れたZn−Fe系合金めっきをさらに施し、塗装性が
損なわれないようにするとともに、突出酸化物粒子を被
覆して、溶接性やプレス加工性を改善したのである。
子を含有させると塗装前処理のリン酸塩処理性が低下
し、塗装上問題のあることおよび酸化物粒子が突出して
いると電気抵抗溶接の際溶接機チップが均一に接触しな
いため、溶接性が劣り、また溶接やプレス加工の際チッ
プを摩耗させたり、金型をかじりったりすることが判明
した。特にリン酸塩処理性については酸化物粒子含有量
が0.05wt％以上になると低下が著しくなるものであっ
た。そこで本発明ではそのめっき層の上にリン酸塩処理
性の優れたZn−Fe系合金めっきをさらに施し、塗装性が
損なわれないようにするとともに、突出酸化物粒子を被
覆して、溶接性やプレス加工性を改善したのである。
すなわち本発明は下層にFe含有率が１０〜３０wt％で、
シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を0.005〜
５wt％含有するZn−Fe系合金めっき層を有し、かつ上層
にFe含有率が１０〜３０wt％のZn−Fe系合金めっき層を
有することを特徴とする高耐食Zn系複層電気めっき鋼板
を提供するものである。
シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を0.005〜
５wt％含有するZn−Fe系合金めっき層を有し、かつ上層
にFe含有率が１０〜３０wt％のZn−Fe系合金めっき層を
有することを特徴とする高耐食Zn系複層電気めっき鋼板
を提供するものである。
本発明で下層に上記のように酸化物粒子を共析分散させ
ると、耐食性、耐穴あき性が向上するのは、腐食が下層
にまで及んできたとき酸化物が非成長型腐食生成物の形
成を促進し、内部への腐食進行を防止するためと考えら
れる。
ると、耐食性、耐穴あき性が向上するのは、腐食が下層
にまで及んできたとき酸化物が非成長型腐食生成物の形
成を促進し、内部への腐食進行を防止するためと考えら
れる。
下層のZn−Fe系めっき層中に含有させるシリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコ
ニウムなどの酸化物粒子の含有量を鋼板0.005〜５wt％
にしたのは、0.005wt％未満では耐食性、耐穴あき性
上、添加効果がほとんど認められないからであり、また
５wt％を越える量含有させても、５wt％の添加の場合と
比べて耐食性、耐穴あき性の顕著な向上効果はないう
え、電気めっきの際、５wt％を越える量共析させるのに
めっき浴に酸化物粒子を多量に添加しなければならない
ため、粒子が凝集して、めっき液中のスラジ等の不純物
を除去するろ過装置でろ過されてしまい、その結果酸化
物粒子が浪費されて製造コストが上昇し、また短時間に
濃度不足になって、酸化物粒子の濃度管理が困難である
かである。
ナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコ
ニウムなどの酸化物粒子の含有量を鋼板0.005〜５wt％
にしたのは、0.005wt％未満では耐食性、耐穴あき性
上、添加効果がほとんど認められないからであり、また
５wt％を越える量含有させても、５wt％の添加の場合と
比べて耐食性、耐穴あき性の顕著な向上効果はないう
え、電気めっきの際、５wt％を越える量共析させるのに
めっき浴に酸化物粒子を多量に添加しなければならない
ため、粒子が凝集して、めっき液中のスラジ等の不純物
を除去するろ過装置でろ過されてしまい、その結果酸化
物粒子が浪費されて製造コストが上昇し、また短時間に
濃度不足になって、酸化物粒子の濃度管理が困難である
かである。
またFe含有率を１０〜３０wt％にしたのは、１０wt％未
満であると合金相はη相が主成分で、その犠牲防食能は
亜鉛めっきとほぼ同程度であるため、腐食速度が大き過
ぎ、３０wt％を越えると合金相は硬くてもろいΓ相が主
成分になって、車体の部材などに加工するときめっき層
が剥離するからである。これに対して１０〜３０wt％に
すると合金層はδ1が主成分になって、純亜鉛またはη
相を主成分とするZn−Fe合金めっき層より電気化学的に
貴に、鋼素地より卑になる。このため腐食速度は小さく
なり、鋼素地を長期間保護する。
満であると合金相はη相が主成分で、その犠牲防食能は
亜鉛めっきとほぼ同程度であるため、腐食速度が大き過
ぎ、３０wt％を越えると合金相は硬くてもろいΓ相が主
成分になって、車体の部材などに加工するときめっき層
が剥離するからである。これに対して１０〜３０wt％に
すると合金層はδ1が主成分になって、純亜鉛またはη
相を主成分とするZn−Fe合金めっき層より電気化学的に
貴に、鋼素地より卑になる。このため腐食速度は小さく
なり、鋼素地を長期間保護する。
下層のめっき付着量は片面当り１０〜５０ｇ/m2にする
のが好ましい。これは１０ｇ/m2未満であるとめっき層
が腐食された時に安定な腐食生成物が形成されないうち
に母材が腐食されてしまい、下層による耐食性、耐穴あ
き性向上が期待できないためである。また５０ｇ/m2を
越える量めっきすると成形加工時にめっき層のパウダリ
ングが発生し易くなるからである。
のが好ましい。これは１０ｇ/m2未満であるとめっき層
が腐食された時に安定な腐食生成物が形成されないうち
に母材が腐食されてしまい、下層による耐食性、耐穴あ
き性向上が期待できないためである。また５０ｇ/m2を
越える量めっきすると成形加工時にめっき層のパウダリ
ングが発生し易くなるからである。
下層と異なり、上層に酸化物粒子を含有させないのは、
シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムのような酸化物が化学的に安定で
あるため、リン酸塩処理性を低下させるからである。周
知のごとくリン酸塩処理はめっき層表層を約0.5〜１ｇ/
m2溶解させて、その溶解反応に基づきリン酸塩の結晶を
析出させるのであるが、化学的に安定な酸化物が含有さ
れていると溶解反応が遅くなり、処理時間が長くなる。
まためっき層表層の溶解は主にZn−Fe合金が溶解される
ため、溶解後の表面は酸化物が濃化した状態になり、リ
ン酸塩結晶が緻密でなくなる。さらに上層は下層の突出
酸化物粒子を被覆して、電気抵抗溶接の際溶接機チップ
がめっき層に均一に接触するようにしたり、あるいは溶
接機チップの摩耗やプレス金型のかじりを防止するのに
酸化物粒子が含有されていると問題があるからである。
シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムのような酸化物が化学的に安定で
あるため、リン酸塩処理性を低下させるからである。周
知のごとくリン酸塩処理はめっき層表層を約0.5〜１ｇ/
m2溶解させて、その溶解反応に基づきリン酸塩の結晶を
析出させるのであるが、化学的に安定な酸化物が含有さ
れていると溶解反応が遅くなり、処理時間が長くなる。
まためっき層表層の溶解は主にZn−Fe合金が溶解される
ため、溶解後の表面は酸化物が濃化した状態になり、リ
ン酸塩結晶が緻密でなくなる。さらに上層は下層の突出
酸化物粒子を被覆して、電気抵抗溶接の際溶接機チップ
がめっき層に均一に接触するようにしたり、あるいは溶
接機チップの摩耗やプレス金型のかじりを防止するのに
酸化物粒子が含有されていると問題があるからである。
上層のFe含有率を１０〜３０wt％にしたのは、前述の下
層の場合と同理由である。
層の場合と同理由である。
上層のめっき付着量は片面当り0.5〜１０ｇ/m2にするの
が好ましい。これは0.5ｇ/m2未満であると下層表面を完
全に被覆できないためリン酸塩処理性が低下するからで
ある。これに対して１０ｇ/m2を越えても品質特性上、
問題はないが、付着量増加による耐食性向上は下層に比
べて小さく、製造コストの上昇の方が大きくなる。
が好ましい。これは0.5ｇ/m2未満であると下層表面を完
全に被覆できないためリン酸塩処理性が低下するからで
ある。これに対して１０ｇ/m2を越えても品質特性上、
問題はないが、付着量増加による耐食性向上は下層に比
べて小さく、製造コストの上昇の方が大きくなる。
本発明の下層および上層のめっきは共にpH１〜３を硫酸
系めっき浴にて行えば得られる。この場合下層めっきの
際にはめっき浴中に酸化物を添加しなければならない
が、この酸化物は細かい粒状のものでも、コロイド状ゾ
ルでもよい。酸化物粒子は低pHのめっき浴でめっきした
場合、正に帯電するためか、めっき層中に容易に共析す
る。
系めっき浴にて行えば得られる。この場合下層めっきの
際にはめっき浴中に酸化物を添加しなければならない
が、この酸化物は細かい粒状のものでも、コロイド状ゾ
ルでもよい。酸化物粒子は低pHのめっき浴でめっきした
場合、正に帯電するためか、めっき層中に容易に共析す
る。
なお本発明では耐食性をさらに高めるために下層または
上層に、あるいは両層にCo、Cr、Ti、Ni、Mo、Mnなどの
耐食性改善元素を１種または２種以上若干添加してもよ
い。
上層に、あるいは両層にCo、Cr、Ti、Ni、Mo、Mnなどの
耐食性改善元素を１種または２種以上若干添加してもよ
い。
次に実施例により本発明を説明する。
（実施例） 冷延鋼板に常法により脱脂、酸洗等の前処理を施した
後、下記の条件で下層めっき、上層めっきを施した。
後、下記の条件で下層めっき、上層めっきを施した。
(1)めっき浴(酸化物粒子以外は下層、上層共通) 硫酸第一鉄 ３００ｇ/ 硫酸亜鉛 ５０〜１００ｇ/ 硫酸ナトリウム ７０ｇ/ クエン酸 １ｇ/ pH １．５〜２．５ 但し下層めっきの場合は上記めっき浴に酸化物粒子を次
のように添加した。
のように添加した。
平均粒経 添加量 シリカ(SiO2) １６ｍμ １０〜５０ｇ/ アルミナ(Al2O3) ２０ｍμ １０〜３０ｇ/ 酸化チタン(TiO2) ３０ｍμ １５〜４０ｇ/ マグネシア(MgO) ５０ｍμ １０〜５０ｇ/ 酸化クロム(Cr2O3) ２０ｍμ １０〜３０ｇ/ 酸化ジルコニウム ３０ｍμ １５〜４０ｇ/ (ZrO2) (2)浴温（下層、上層共通） ４０〜６０℃ (3)電流密度（下層、上層共通） ２０〜８０A/dm2 なお下層、上層共めっき層中のFe含有率の調整は浴中の
亜鉛濃度、pH、電流密度の組合わせを変えることにより
行い、また下層の酸化物粒子含有量は酸化物粒子添加
量、pH、電流密度の組合わせを変えることにより行っ
た。
亜鉛濃度、pH、電流密度の組合わせを変えることにより
行い、また下層の酸化物粒子含有量は酸化物粒子添加
量、pH、電流密度の組合わせを変えることにより行っ
た。
次に以上のような条件でめっきした鋼板と比較材とにリ
ン酸塩処理(日本パーカーライジング製ボンデライト＃
３０３０)を施して、カチオン電着塗装(日本ペイント製
パワートップＵ−３０、塗膜厚２０μｍ)をした後次の
試験を行った。
ン酸塩処理(日本パーカーライジング製ボンデライト＃
３０３０)を施して、カチオン電着塗装(日本ペイント製
パワートップＵ−３０、塗膜厚２０μｍ)をした後次の
試験を行った。
(1)塗膜密着性 塗装鋼板に鋼素地に達するまでのクロスカットを入れ
て、１サイクル(２４hr)が次のような複合サイクル試験
を５０サイクル行い、試験後クロスカット部からの最大
塗膜ふくれ幅を測定し、次の基準により評価した。
て、１サイクル(２４hr)が次のような複合サイクル試験
を５０サイクル行い、試験後クロスカット部からの最大
塗膜ふくれ幅を測定し、次の基準により評価した。
(A)複合サイクル試験 塩水噴霧試験(JIS Z 2371)１２hr→６０℃乾燥６hr→湿
潤試験(５０℃、ＲＨ９５％以上)６hr (B)評価基準 ３mm未満 ○ ３〜１０mm △ １０mm超 × (2)耐穴あき腐食性 上記塗膜密着性と同様の複合サイクル試験を５０サイク
ル実施後クロスカット部近傍の鋼素地最大侵食深さを測
定し、次の基準で評価した。
潤試験(５０℃、ＲＨ９５％以上)６hr (B)評価基準 ３mm未満 ○ ３〜１０mm △ １０mm超 × (2)耐穴あき腐食性 上記塗膜密着性と同様の複合サイクル試験を５０サイク
ル実施後クロスカット部近傍の鋼素地最大侵食深さを測
定し、次の基準で評価した。
0.1mm未満 ○ 0.1〜0.2mm △ 0.2mm超 × (3)パウダリング性 未塗装めっき鋼板を深絞り成形加工して、加工部にセロ
テープを貼付け、引きはがして、パウダーの付着状態を
次の基準で評価した。
テープを貼付け、引きはがして、パウダーの付着状態を
次の基準で評価した。
テープへの付着が微量 ○ テープへの付着が少量 △ テープへの付着が多量 × 第１〜６表はこれらの試験結果を示したものであるが、
本発明の鋼板は上層が酸化物粒子を含有しないZn−Fe合
金めっきであるので、塗膜密着性は従来のZn−Fe合金め
っき鋼板と同様である。また耐食性、耐穴あき性は同一
付着量でも優れていることがわかる。
本発明の鋼板は上層が酸化物粒子を含有しないZn−Fe合
金めっきであるので、塗膜密着性は従来のZn−Fe合金め
っき鋼板と同様である。また耐食性、耐穴あき性は同一
付着量でも優れていることがわかる。
（発明の効果） 以上のごとく、本発明の鋼板は従来のZn−Fe合金めっき
鋼板と同等の塗膜密着性を有しているので、自動車部材
に使用するのに適している。また耐穴あき性に関しては
従来のZn−Fe合金めっき鋼板より優れているので、自動
車車体の板合わせ部や袋構造部のごとく未塗装または薄
塗装の生じる用途に使用しても優れた耐食性を発揮し、
車体が腐食されるのを防止することができる。
鋼板と同等の塗膜密着性を有しているので、自動車部材
に使用するのに適している。また耐穴あき性に関しては
従来のZn−Fe合金めっき鋼板より優れているので、自動
車車体の板合わせ部や袋構造部のごとく未塗装または薄
塗装の生じる用途に使用しても優れた耐食性を発揮し、
車体が腐食されるのを防止することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】下層にFe含有率が１０〜３０wt％で、シリ
カ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、
酸化ジルコニウムの１種または２種以上を0.005〜５wt
％含有するZn−Fe系合金めっき層を有し、かつ上層にFe
含有率が１０〜３０wt％のZn−Fe系合金めっき層を有す
ることを特徴とする高耐食Zn系複層電気めっき鋼板。 - 【請求項２】下層のめっき付着量が片面当り１０〜５０
ｇ/m2で、上層のめっき付着量が片面当り０．５〜１０
ｇ／ｍ２であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の高耐食Zn系複層電気めっき鋼板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16433886 | 1986-07-12 | ||
| JP61-164338 | 1986-07-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153299A JPS63153299A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH0610359B2 true JPH0610359B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=15791273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29137586A Expired - Lifetime JPH0610359B2 (ja) | 1986-07-12 | 1986-12-06 | 高耐食Ｚｎ系複層電気めつき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610359B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114214683B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-04-11 | 广州超邦化工有限公司 | 一种酸性镀锌方法 |
-
1986
- 1986-12-06 JP JP29137586A patent/JPH0610359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63153299A (ja) | 1988-06-25 |
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