JPH0765217B2

JPH0765217B2 - 耐チツピング性に優れたＺｎ系合金めつき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0765217B2
Application number: JP61294129A
Authority: JP
Inventors: 数馬米沢; 徹本庄; 勇高崎
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPS63149391A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明はZn系合金電気めっき鋼板の製造方法に係り、特
に自動車の外面材（ボディー）に用いるのが好適な耐チ
ッピング性に優れたZn系合金めっき鋼板の製造方法に関
する。

＜先行技術とその問題点＞近年、道路に散布される凍結防止剤による自動車車体の
腐食を防止するため、自動車用鋼板を中心に高耐食性が
求められるようになり、その一環として各種Zn系合金電
気めっき鋼板が開発され、その使用が増加している。

従来、自動車用鋼板として用いられるZn系合金電気めっ
き鋼板は、片面のみをめっきした鋼板が多く、一般的に
車体外面側には、非めっき面側（冷延鋼板）を使用し、
該鋼板上に化成処理→電着塗装→中塗り→上塗りの３コ
ートが行われていたが最近では、自動車車体外面の防錆
性をも向上させるため、車体外面側にもZn雑巾電気めっ
きを施した鋼板が用いられるようになりつつある。

しかし、Zn系合金めっき被膜は、硬くて、脆いため、自
動車車体外面に使用した場合、道路上の小石がはね、自
動車車体外面に衝突する、いわゆるチッピング等による
めっき被膜の剥離が生じ易いという問題がある。

この問題を解決することができるものとして、 Zn系合金電気めっきの製造に当り、まず下地めっき
としてCr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Zn、Cd、Sn、Pbの
うち１種または２種以上からなる析出物を１〜1000mg/m
²分散付着させ（以下、「素地調整めっき」という）、
その後Zn系合金または複合電気めっき層（以下、「主め
っき層」という）を形成する方法（特開昭59−200789
号）や、主めっき前に予め鋼板上にZn−Niめっき層中の所定
のNi含有量よりも多いNi含有量のZn−Ni系合金を厚さ0.
05〜0.8μｍ電気めっき（プレめっき）する方法（特公
昭61−439号）等のめっき密着性に優れたZn系合金電気
めっき鋼板または加工部耐食性の優れたZn−Ni系電気め
っき鋼板を製造する技術が知られている。

しかるに上記およびのいずれの方法でも、下地めっ
き（プレめっき）においては所定のZn系合金またはZn−
Ni合金めっきと、異なった設備および処理液を使用しな
ければならない。

即ち前記の方法は、素地調整めっきを、主めっきの前
処理としての酸洗工程において、その酸洗用電解液に前
記金属のうち１種または２種以上を可溶性の塩の形で添
加して陰極処理を行うか、またな主めっきの前に別途プ
レめっき工程を設けて、同処理を行なうものである。

また、前記の方法は、主めっき前に別途プレめっき工
程を設け、このプレめっきの電解液に、主めっきに用い
る電解液よりNiイオン濃度の高いZn−Ni系合金めっき液
を用いることによりプレめっき層のNi含有量をその後に
形成される主めっき層Ni含有量より多くせしめ、加工部
の耐食性を向上させるものである。

従って上記およびの方法では次のような欠点があ
る。

（１）プレめっき槽等のプレめっき用の設備を別途設け
る必要があり、多額の設備費用が必要となる。

（２）めっき前処理である電解酸洗工程を利用する場合
およびプレめっきをする場合のいずれにおいても、主め
っき液とは異なる電解液を必要とするため、めっき液の
管理が複雑となり、また、経済的にも不利である。

また、上記およびの方法により得られためっき鋼板
は、その性質上、寒冷地を走行する自動車の車体外面へ
の使用を想定したいわゆる冷凍域（−20℃程度）におけ
る耐チッピング性が十分でないという欠点もある。

＜発明の目的＞本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解消し、既存
の電気めっき設備およびZn系合金めっき液を変更するこ
となく、冷延鋼板を用いた場合と同等の耐チッピング
性、特に冷凍域での耐チッピング性を有するZn系合金電
気めっき鋼板の製造方法を提供することである。

＜発明の構成＞このような目的を達成するために、本発明者らは既存の
電気めっき整備および主めっきに用いるZn系合金めっき
液を用いてZn系合金電気めっき鋼板の耐チッピング性、
特に冷凍域における耐チッピング性を向上することがで
きるZn系合金めっき鋼板の製造方法について検討した結
果、主めっき前に鋼板表面をブラッシング研摩した後、
主めっきに用いるZn系合金めっき液で0.1〜3g/m²のプレ
めっきを行い、次いで同めっき液中に鋼板を無電解で浸
漬（デイッピング）し、その後同めっき液にて所定量の
Zn系合金電気めっきを施すことにより、冷凍域での耐チ
ッピング性が冷延鋼板とほぼ同等になることを見い出
し、本発明に至った。

即ち、本発明は、鋼板にZn系合金電気めっきを施すに際
し、鋼板表面をブラッシング研摩した後、前記Zn系合金
電気めっきに用いるめっき液にて0.1〜3g/m²のZn系合金
のプレめっきを施し、次いで鋼板を前記Zn系合金電気め
っき液中に無電解浸漬し、その後前記Zn系合金電気めっ
き液にて所定量のZn系電気めっきを施すことを特徴とす
る耐チッピング性に優れたZn系合金めっき鋼板の製造方
法を提供するものである。

以下、本発明の耐チッピング性に優れたZn系合金めっき
鋼板の製造方法について詳細に説明する。

通常、Zn系合金めっき鋼板を工業的に製造するには、電
解脱脂→水洗→酸洗→水洗等の前処理を行った後、所定
の組成の電解液を用い、数個ないし十数個のセルから成
るめっき浴で順次陰極処理を行い、所定合金含有量およ
び所定付着量の電気めっきを行う。

本発明において研摩は、プレめっきを施す前に行うもの
であるが、前処理の段階でめっきする鋼板表面を研摩す
るのがよい。その後まず0.1〜3g/m²のZn系合金めっき
（以下、プレめっきという）を施し、次いで鋼板を前記
プレめっき液と同一の（または同様の）めっき液中に無
電解で好ましくは２〜30秒間程度浸漬（以下、インター
ディップという）する。

その後、前記と同一の（また同様の）めっき液にて所定
合金組成で所定量のZn系合金電気めっき（以下、主めっ
きという）を行う。

プレめっき前に行う鋼板表面の研摩は、鋼板表面を適度
に粗面化し、プレめっきの密着力を高めるために行うも
のであり、ブラッシングを行う。また、砥粒入りナイロンブラシや
研削ベルトに代表される砥粒入り研摩材を用いれば本発
明の効果が大きく好ましい。

研摩材中に含まれる砥粒の種類は、アルミナ（Al
₂O₃）、炭化珪素（SiC）のような一般的に用いられてい
るものでよい。また、砥粒の粒度は、例えばブラシロー
ル（株式会社ホタニ製）の場合は＃100〜＃500が好まし
く、スコッチブライトロール（住友スリーエム株式会社
製）の場合は＃150〜＃1000のものがよい。粒度が＃100
（ブラシロール）または＃150（スコッチブライトロー
ル）より粗いと、研摩により大きな表面疵が発生し、こ
の疵がめっき後も外観として残り、自動車車体外面に用
いられた場合、塗装後の鮮映性が悪くなるからである。
一方、粒度が＃500（ブラシロール）あるいは、＃1000
（スコッチブライトロール）より細かいと、砥粒による
研摩効果がほとんど見られなくなり、砥粒を含まない通
常のナイロン系ブラシあるいは砥粒を一部含んだブラシ
により研摩した場合と変わらなくなるので砥粒入り研摩
材を用いる意味がなくなる。

このような鋼板表面の研摩、特に砥粒入り研摩材による
研摩は、プレめっき直前に行う。特に、前処理、即ち電
解脱脂→水洗→酸洗→水洗のように行われる通常の前処
理工程において、ブラッシングを行う。

プレめっきは電気めっきによるのが好ましく、その付着
量は0.1〜3g/m²とする。その理由は、付着量が0.1g/m²
未満では次に行われるインターディップによりほぼ全量
溶解脱落するため、プレめっきを行う効果がなく、また
付着量が3g/m²を超えると、後にインターディップを行
っても微細なクラックがプレめっき層全面に入らなくな
り、プレめっき層と素地板界面の応力緩和が不十分とな
り、やはりプレめっきを行う効果が少くなるからであ
る。

なお、プレめっきの付着量が0.1〜3g/m²の範囲内である
限り、プレめっきのめっき条件（電流密度、めっき時間
等）は特に限定されない。

プレめっき後、鋼板のインターディップを行うと、プレ
めっきにより形成されたプレめっき層（付着量0.1〜3g/
m²）が化学溶解等を受け、プレめっき層全面に微細なク
ラックが発生し、プレめっき層と素地板界面の応力が緩
和されるため、素地鋼板との密着性に優れた即ち耐チッ
ピング性に優れたプレめっき層となる。

従って、インターディップの条件としては、素地鋼板と
の密着性が良好なプレめっき層を形成するのに好適なも
のを選定し、特に浸漬時間は上記プレめっき付着量との
関係から適宜選定するのがよい。具体的には、２〜30秒
間浸漬するのが好ましい。浸漬時間が２秒未満ではプレ
めっき層全面にクラックが入らず、また30秒を超えると
プレめっき付着量が0.1〜3g/m²の範囲ではほぼ全量溶解
脱落するからである。

また、本発明では、主めっきの付着量（またはめっき付
着総量）は特に限定されないが、好ましくは５〜100g/m
²とするのがよい。

本発明を適当可能なZn系合金めっきの種類としては、２
元素、３元素またはそれ以上のいかなるものも可能であ
る。例えばZn−Ni系、Zn−Fe系、Zn−Mn系、Zn−Cr系合
金めっき、さらにはこれらにＰ、Co、Cr、Sn、Sb、Ｖ、
Fe、Ti、Ni、Mn、As、Bi等のうち一種または２種以上を
故意に添加しあるい不可避的に混入したもの等、あらゆ
るZn系合金または複合めっき被膜の形成に適用すること
ができる。

また、プレめっきや主めっきのめっき方式としては、横
型、縦型、ラジアル型等従来より用いられている任意の
方式が適用可能である。

さらに、本発明に用いるめっき浴としては、硫酸塩浴、
塩化物浴、およびこれらの混合浴等を用いればよい。

＜実施例＞以下、本発明の実施例について説明する。

板厚0.8mmのSPCC鋼板を濃度3wt％、温度60℃のメタケイ
酸ソーダ溶液中で電解脱脂した後、水洗し、次いで濃度
5wt％の塩酸で酸洗した。その後水洗をしながら砥粒入
り研摩材で鋼板表面を研摩した。次いで鋼板の研摩面に
主めっきに用いるめっき液を用いてZn系合金電気プレめ
っきを行い、さらに該めっき液と同一のめっき液中に鋼
板をディッピングした。この後、直ちに同めっき液にて
主めっきを行い、めっき付着量30g/m²のZn系合金めっき
鋼板No1〜63を得た。

なお、めっき被膜の組成、研摩条件、プレめっきの付着
量およびインターディップの浸漬時間は表１に示す通り
である。

かくして得られた鋼板No1〜63について下記評価方法に
てめっき外観を目視判定した。その結果を表１に示す。

｛めっき外観評価｝ ○……研摩により発生した表面疵は残らない ×……研摩により発生した表面疵が残るその後、各鋼板No1〜63に対し日本ペイント製リン酸塩
処理液グラノジンSD2000（Dip方式）を用いて、化成処
理を行い、次いで、カチオン電着塗装（30μｍ厚）→中
塗り塗装（35μｍ厚）→上塗り塗装（35μｍ厚）の３コ
ートを順次施し、以下に示す冷凍チッピング試験を行っ
た。その結果を表１に示す。

｛冷凍チッピング試験（飛石試験）｝３コートした塗装板を−20℃に冷却し、小石（６号御影
石）250gを空気圧4kg/cm²で噴射して塗装板に衝突さ
せ、セロテープ剥離によりめっき被膜の耐チッピング製
を調べた。その評価方法は次の通りである。

５……4mm未満（最大剥離径５点の平均値）４……4mm〜6mm未満（最大剥離径５点の平均値）３……6mm〜8mm未満（最大剥離径５点の平均値）２……8mm〜10mm未満（最大剥離径５点の平均値）１……10mm以上（最大剥離径５点の平均値）上記表１の結果から明らかなように、本発明法により得
られた鋼板No1〜46はいずれもめっき外観が良好で、し
かも冷凍下での耐チッピング性に優れており、その中で
も研摩の方法として砥粒入り研摩材を用いた鋼板No1〜1
1、No13〜23、No25〜34およびNo36〜45は、耐チッピン
グ性が格段に優れている。

＜発明の効果＞本発明の耐チッピング性に優れたZn径合金めっき効板の
製造方法によれば、既存のめっき設備およびZn系合金め
っき液をなんら変更または追加することなく、冷延鋼板
と同等の耐チッピング性、特に冷凍域での耐チッピング
性が極めて優れたZn系合金めっき鋼板を容易に製造する
ことができる。その結果、従来使用が容易でないと考え
られていたZn系合金めっき鋼板の自動車車体外面への適
用に寄与する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板にZn系合金電気めっきを施すに際し、
鋼板表面をブラッシング研摩した後、前記Zn系合金電気
めっきに用いるめっき液にて0.1〜3g/m²のZn系合金のプ
レめっきを施し、次いで鋼板を前記Zn系合金電気めっき
液中に無電解浸漬し、その後前記Zn系合金電気めっき液
にて所定量のZn系電気めっきを施すことを特徴とする耐
チッピング性に優れたZn系合金めっき鋼板の製造方法。