JPH0768634B2 - 耐食性，塗装性能及び加工性に優れた亜鉛系メツキ鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、NaCl,CaCl₂等の水溶液が存在する苛酷な腐食
環境に曝された場合の耐食性，塗膜性能，加工性にすぐ
れ、建材用，自動車用等に使用される亜鉛又は亜鉛系合
金メッキ鋼板に関する。

（従来技術とその問題点） 従来から自動車用鋼板には防錆被覆層が施されていな
い、いわゆる冷延鋼板が使われて来た。この冷延鋼板は
自動車会社で自動車の各種部材に加工され、組立てられ
た後、燐酸塩処理を施し、次いで塗装される。即ち自動
車に使用されている冷延鋼板は、塗膜によって腐食から
保護されている。しかし近年になって自動車の耐久性向
上、特に腐食に基因する耐久性向上の要求が高くなり、
従来の塗装のみではこの要求に必ずしも対処出来なくな
った。例えば、冬期、道路の凍結を防止するため塩を散
布するカナダにおいては、1985年の自動車の車体腐食に
関するガイドラインとして“10年間孔あきなし”及び
“５年間錆発生なし”を目標にしている。このガイドラ
インは“カナダコード”として知られ、このため車体防
錆に対する目標として各種対策が採られつつある。

現在、冷延鋼板の耐食性，塗装後の耐食性を向上し、か
つ加工性を損なわずに量産可能なものとして、電気亜鉛
メッキ鋼板が広く使われている。しかし、亜鉛メッキ鋼
板の亜鉛が地鉄よりアノーディック（Anodic）であるた
め、一般的な腐食環境では良好な耐食性を示すが、前述
の様に塩類（NaCl,CaCl₂等）を散布する苛酷な腐食環境
では亜鉛の地鉄に対する犠牲防食作用による腐食速度が
大きく、短期間で亜鉛の犠牲防食作用が失なわれる長期
間の防食効果が得られない。

耐食性の向上にはメッキ量を増す事が最も簡単な方法で
ある。しかし、メッキ量の増加は電気メッキでは著るし
い生産性の低下とコスト上昇をもたらし、経済的に望ま
しくないばかりでなく、加工性，溶接性等の面でも次の
様な問題がある。即ち、メッキ鋼板を自動車部品に加工
する際、特に絞り加工において、メッキ層が剥離した
り、又その一部が削り取られて（所謂パウダリング）プ
レス金型に堆積し、成品に疵を生じる現象がある。この
様なパウダリングを起すと、金型の手入れで生産性が著
るしく落ちるばかりでなく、成品の性能にも悪影響があ
る所から、メッキ量を少なくする必要がある。一万加工
された各種部材の組立ては、殆んど抵抗溶接（スポット
溶接）が使われ、溶接性の良悪が重視されている。溶接
性には、メッキ量が大きく影響し、メッキ量がある程度
以上に増えると、溶接部の強度不足、外観不良等の欠陥
を生じ易くなり、更には溶接電極寿命の著るしい低下が
生じる。従って、加工性，溶接性の見地から、出来るだ
け低メッキ量である事が望ましい。更に、自動車用亜鉛
メッキ鋼板は最終的には塗装されるが、塗膜欠陥部や塗
膜を浸透した腐食性水溶液に亜鉛が腐食され易いため
に、塗膜面“ふくれ”（所謂プリスター）を発生し、塗
膜が素地から浮き上り剥離するという欠点がある。又、
自動車が走行中、飛石等により塗膜欠陥が生じると、そ
の部分から塗膜下の腐食が広がり、塗膜剥離を生じ易
い。

かかる亜鉛メッキ鋼板の欠点の解消を目的に、亜鉛より
も電位が貴（eathodic）、かつ地鉄よりは卑（Anodic）
で、地鉄に対して陽極防食効果があり、塩類による腐食
速度が小さく、更に、塗装性能（特に塗装後耐食性、二
次塗料密着性……塗装部が腐食環境に曝された時の塗膜
の密着性の劣化）、加工性、溶接性に優れるという考え
方に基づいて、例えば、Zn−Fe系（特公昭60−11117号
公報）、Zn−Ni系（特公昭58−11795号公報）、Zn−Fe
−Ni系、Zn−Ni−Co系、Zn−Fe−Cr系等、更には、それ
等を組合せた複層メッキ等多くの亜鉛系合金メッキ鋼板
が開発されている。これ等の亜鉛系合金メッキ鋼板は、
全般的に亜鉛メッキ鋼板に比して優れた性能を有してい
るものの、耐食性、特に、前述の塩類が散布される苛酷
な腐食環境での孔食（Pitting Corrosion）について
は、更に一段の向上が望まれている。

耐食性の向上は、メッキ量の増加により最も簡単に達成
されるが、しかし既に亜鉛メッキ鋼板について述べたよ
うに、Zn系合金メッキ鋼板の場合においても、メッキコ
ストの上昇、加工時のパウダリング、溶接性の劣化等の
問題を生ずるため、出来るだけ低メッキ量である事が望
ましい。

更に、亜鉛系合金メッキ鋼板の加工性やメッキ密着性を
改善せしめた鋼板を開示するものとして特開昭57−2305
4号公報、特開昭57−85963号公報などがある。

しかしながら、従来の亜鉛系合金メッキ鋼板を詳細に検
討してみるに、加工性やメッキ密着性にすぐれているも
のの、更に一層の耐食性向上、特にメッキ原板自体のよ
り一層の耐食性向上と苛酷な成形加工が施される場合の
成形加工性の向上、ひいては成形加工部の耐食性向上が
必要である事が分った。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこれらの状況に対してなされたもので、鋼成分
の更に適正な調整により、メッキ原板自体のより一層の
耐食性向上及び加工性の向上とメッキ層の相互作用或い
は相乗効果による耐孔食性の向上、加工部の耐食性向
上、塗膜性能、特に塗膜欠陥部等における塗装後耐食性
の向上効果が得られる事を見出したものである。

更に本発明は、上記のメッキ原板と亜鉛又は亜鉛系合金
メッキ層の中間層に、Ni系下地被覆層を設ける事によっ
て、鋼成分とメッキ層の相剰効果による性能向上が更に
一層得られる事を見出したものである。

而して、その要旨は （１）重量％で、 C;0.01％未満，酸可溶Al;0.005〜0.10％,P;0.02〜0.15
％,Cu;0.1％を超えて0.8％以下，さらにTi,Nb,Zr,Vの１
種又は２種以上で0.03〜0.5％を含有する鋼板の片面又
は両面に、亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ層を施してなる
耐食性、塗装性能及び加工性に優れた亜鉛系メッキ鋼
板， （２）重量％で、 C;0.01％未満，酸可溶Al;0.005〜0.10％,P;0.02〜0.15
％,Cu;0.1〜0.8％,Ni;1％以下を含有しさらにTi,Nb,Zr,
Vの１種又は２種以上で0.03〜0.5％を含有する鋼板の片
面又は両面に、亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ層を施して
なる耐食性，塗装性能及び加工性に優れた亜鉛系メッキ
鋼板， （３）重量％で、 C;0.01％未満，酸可溶Al;0.005〜0.10％,P;0.02〜0.15
％,Cu;0.1〜0.8％を含有し、Ti,Nb,Zr,Vの１種又は２種
以上;0.03〜0.5％を含有する鋼板の片面又は両面に、Ni
系下地被覆層とその上層に亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ
層を施してなる耐食性、塗装性能及び加工性に優れた亜
鉛系メッキ鋼板， （４）重量％で、 C;0.01％未満，酸可溶Al;0.005〜0.10％,P;0.02〜0.15
％,Cu;0.1〜0.8％,Ni;1％以下を含有し、さらにTi,Nb,Z
r,Vの１種又は２種以上で、0.03〜0.5％を含有する鋼板
の片面又は両面に、Ni系下地被覆層とその上層に亜鉛或
いは亜鉛系合金メッキ層を施してなる耐食性、塗装性能
及び加工性に優れた亜鉛系メッキ鋼板， である。

以下に本発明について詳細に説明する。

通常の鋼板製造工程を経て製造された前記鋼板分の鋼板
をメッキ原板として使用する。

Ｃは耐食性及び成形加工性に悪影響を及ぼす元素として
0.01％未満、好ましくは0.006％以下である。すなわ
ち、Ｃ含有量が0.01％以上では、セメンタイト或いはチ
タンカーバイト等のカーバイトの結晶粒界等への析出が
多くなり、腐食環境での粒界腐食或いは鋼板の組織の不
均一化によるメッキ原板自体の腐食性が劣化する。

また、これらセメンタイト或いは、カーバイトの析出
は、亜鉛及び亜鉛系合金メッキ層の均一析出を阻害し、
メッキ層のピンホール，不メッキを増加せしめ、メッキ
鋼板の耐食性が劣化する。

さらに、本発明におけるNi系下地被覆層の均一被覆層の
生成に対しても、ピンホール，不メッキの生成原因にな
り、特にNi系下地被覆層を拡散被覆層として設ける場合
には均一拡散を防げる原因となる。

又、Ｃの増加は機械的性質劣化の原因となり、成形加工
性を劣化させる原因となり、苛酷な成形加工が行なわれ
る場合には、これらのＣの析出物が起点となる原板の割
れ、クラックの発生等が起因となってメッキ層表面或い
は塗膜表面にまで達するクラックの生成原因となり、メ
ッキ鋼板或いは塗装後の耐食性を劣化せしめる。

次に、本発明における耐食性向上元素としてP,Cuを複合
添加せしめ、場合によってはNiが添加され、さらにこれ
らの成分と複合してTi,Nb,Zr,Vの１種又は２種以上が添
加される。

すなわち、上記の如く極低Ｃ含有量に鋼成分を規制する
事によって、その耐食性は向上し、その腐食速度が低下
する利点を有する。

反面、加工性を向上せしめるTi等が添加された鋼板で
は、鋼中に不可避的に含まれるＳ成分が原因となり穿孔
腐食を生じ易い。したがって腐食速度を小さくかつ穿孔
腐食を抑制して耐食性を改善するために、Ｐ及びCuを必
須成分としして添加する。

Ｐは、Cl^-イオンが含有される腐食雰囲気での耐食性向
上元素、特に極低Ｃ含有鋼における穿孔腐食を防止する
元素として有効であり、Cuと共存される時に特にその耐
食性向上効果が大きい。

また、鋼板の片面のみに亜鉛又は亜鉛系合金メッキ層が
施されて使用される場合、メッキ層が施されていない鉄
面の燐酸塩結晶の均一生成を助長する効果もある。

而して、その添加量は0.02〜0.15％で、0.02％未満で
は、耐食性向上効果が得られず、0.15％をこえると加工
性の劣化をもたらす。好ましいＰの添加量は0.035〜0.0
7％の範囲である。

次に、Cuの添加は耐食性向上に対して効果が大きく、Cl
^-イオンを含有する腐食雰囲気において、その電位を貴
（カソーディック化）にし、その腐食速度を減少する効
果が極めて大きい。そも添加量は0.1％を超えて0.8％以
下の添加で大きな効果が安定的に得られる。0.1％以下
では耐食性の向上効果が安定的に得られず、0.8％をこ
えると耐食性が更に向上するが、鋼板の製造工程の熱間
圧延工程において、赤熱脆性による割れや鋼板表面にCu
が濃縮し、スケールキズ等を発生し易くなる。本発明に
おいてCuの添加は0.5％以下がよい。

次に選択的に添加されNiは１％以下が添加されるが、Ni
の単独添加では耐食性向上効果が小さいが、P,Cuとの共
存添加によりその耐食性向上効果が大きく、鋼板製造工
程におけるCuの問題点を解消する効果が大きく、Cu添加
量を拡大するために１％以下、好ましくは0.5％以下を
添加する。

さらに、上記成分の鋼板にTi,Nb,Zr,Vの１種又は２種以
上で0.03〜0.50％含有させ、鋼中のＣと結合せしめて、
Ｃの悪影響を防止する。すなわち、Ti等の微細なカーバ
イトを析出させる事によって、極低Ｃ含有量の効果とあ
いまって、耐食性と機械的性質を向上させる。而して、
Tiなどの鋼成分の添加量が0.03％未満では、成形加工性
及び耐食性を向上せしめる効果が小さく、また0.50％を
こえるとその効果が飽和に達し経済的でなくなるととも
に、これらの成分の析出によって素材の硬質化をおこ
し、成形加工性を劣化する傾向にある。好ましい範囲は
0.075〜0.20％である。

また、本発明においては、製鋼過程における欠陥（介在
物の析出、表面欠陥）による耐食性劣化を防止するため
に、酸可溶Alの量が0.005〜0.10％の範囲に規制する。
すなわち、鋼中に残存する酸可溶Al（SolAl）量が0.005
％未満の少含有量は、酸化性ガスによる気泡の発生を防
止する事が困難であり、鋼の表面欠陥発生率を著しく高
め、鋼素材の耐食性劣化の起点となる。また、0.10％を
超える過剰な酸可溶Alは、Al系酸化物を鋼表面に点在て
しめて、耐食性劣化の起点或いは本鋼板に対して施され
るメッキ面においては不メッキ、ピンホール等を発生し
て、メッキ層の健全性を損じる。従って、酸可溶Al量は
上記範囲とし、好ましくは0.03〜0.08％である。

その他鋼中に不可避的に含有される成分については特に
規定されるものではないが、好ましくは各々以下の範囲
で使用される。

Ｓは耐食性に対する悪影響が大きく、0.025％以下が好
ましい。

Siは、メッキ層或いはNi系下地被覆処理の均一被覆性を
阻害するので、0.30％以下、好ましくは0.10％以下であ
る。

また、Mnについては、0.1〜1.5％の範囲で使用される。
Mnは穿孔腐食を防止する効果があり、耐食性向上の点と
片面メッキ鋼板で使用される場合の鉄面の燐酸塩結晶被
膜の均一生成の点で効果があるが、添加量が増加すると
材質を若干硬質化する傾向があるので好ましくは、0.3
〜0.6％である。

以上、述べた鋼成分の鋼板は、従来の鋼板に比して耐食
性及び加工性がすぐれているものの、現在自動車用鋼板
に要求されている耐食性からみれば不充分である。

従って、よりすぐれた耐食性、塗膜性能を付与するため
に、Zn又はZn系合金メッキ層が施される。

Znは鋼板に対して腐食電位が卑（Anodic）であり、鋼板
に対して犠牲的防食作用を有する金属であり、Znメッキ
層による防食効果は可成り著しい。

しかし、自動車用のメッキ鋼板としては前記した様に
“10年間孔あきなし”かつ“５年間錆発生なし”という
高度の耐食性と共に、塗装性能，溶接性に優れている事
が必要であり、かかる総合的な性能という見地からすれ
ば、従来のメッキ原板を用いたZnメッキ層では充分な性
能のものが得られなかった。

この原因について種々検討を加えたところ、亜鉛メッキ
層とメッキ原板・地鉄との間のカップル腐食電流が極め
て大きく、メッキ欠陥部、加工時のキズ付き部、加工に
よるメッキ層クラック発生部、或いは端面等で亜鉛メッ
キ層の犠牲防食作用による亜鉛メッキ層の著しい溶解を
生じ、メッキ量を厚くしなければ充分な耐食性が得られ
ないこと、同様に、塗装後の性能に対しても、地鉄に達
する塗膜欠陥部において、従来のメッキ原板を用いた亜
鉛メッキ層を有する鋼板は、Znの著しい犠牲防食能によ
るZnの溶解作用により、Znの腐食生成物が多く生成され
塗膜フクレ（所謂、ブリスター）の生成，塗膜剥離が著
しく生じ易くなり、その塗膜密着性，塗装後耐食性が著
しく劣ることが判った。

Znメッキ層及びZn−16％Fe合金メッキ層と本発明メッキ
原板との５％NaCl水溶液中におけるカップル腐食電流の
一例を示す第１図から知られるように、本発明のメッキ
原板を用いる事によって、亜鉛メッキ層と地鉄との間の
カップル腐食電流を減少せしめ、亜鉛メッキ層の犠牲防
食作用の軽減による亜鉛の腐食速度を減少せしめ、その
耐食性及び塗膜性能は著しく向上する。

本発明は、メッキ原板の耐食性及び加工性がすぐれてい
るため、亜鉛メッキ層の犠牲防食能が減少しても、メッ
キ欠陥部や端面部の腐食性を充分に確保し、加工時のク
ラックも生じにくくなる。

またメッキ層が消失しても、メッキ原板の耐食性によ
り、耐食寿命を延長する。

以上のように本発明は、メッキ原板とメッキ層の相剰効
果により、その耐食性，塗装性能等にすぐれた性能向上
効果が得られ、しかも、メッキ層を厚くする必要がない
ので、溶接性，加工時のメッキ密着性にすぐれているた
め自動車用防錆鋼板に適応できる。

さらに本発明においては、Znメッキ層より更に腐食速度
が小さく、また地鉄に対する犠牲防食作用を有するZn系
合金メッキ層を設ける事によって、更に一層の耐食性
能，塗膜性能を向上せしめる事が可能である。

本発明におけるZn系合金メッキには、Znに対してNi,Co,
Cr,Fe,Moの１種又は２種以上を含有せしめた合金メッキ
層が施される。すなわち、亜鉛メッキ層より電位的に貴
な合金メッキ層のため、その腐食速度が小さく、腐食環
境に長期間曝された場合のメッキ層の耐食寿命が延長さ
れ、原板の腐食性向上効果とあいまって一段とその耐食
寿命が延長される。また、塗膜欠陥部等におけるメッキ
層の溶解速度が小さいため、腐食生成物の生成も少な
く、ブリスターの生成、塗膜剥離がより生じにくくなる
等の利点を有する。

而して、これらの効果を得るためには、本発明において
は、Znに対して各々、Ni（８〜30％）,Co（８〜30％）,
Fe（８〜30％）,Cr（１〜８％）,Mo（３〜30％）が単独
で添加される。また、これらの２種以上の複合添加の場
合には、Znに対して各単独添加量の下限値以上が含有さ
れるとともに、上限は各単独添加量の上限値以下でかつ
総和が30％以下がよい。30％をこえると腐食速度の減少
効果が飽和するとともに、合金メッキ層のピンホールが
増加する傾向にあり耐食性から必ずしも有利でなく、加
工により合金メッキ層にCrackが生成され易くなるなど
の問題を生じ好ましくない。

尚、本発明におけるメッキ鋼板には、最表面層に耐食性
を劣化せしめない程度の付着量（亜鉛又は亜鉛系合金メ
ッキ層の付着量の1/4以下程度）でリン酸塩処理性を向
上せしめ、ひいては塗装性能を向上せしめるFe含有率の
高い（Fe濃度80％以上）Zn−Fe,Zn−Fe−Ni,Zn−Fe−Ｐ
系被膜層を設けてもよい。

而して、本発明においては、更に耐食性能，塗膜性能を
向上せしめるために、メッキ原板と亜鉛又は亜鉛合金メ
ッキ層との中間層として、Ni系下地被覆層を設ける。こ
のNi系下地被覆層は、Zn又はZn系合金メッキ層との重畳
効果によりピンホールを減少させ耐食性を向上させる。

また、Ni系下地被覆層を構成する金属或いは合金は、Zn
又はZn系合金メッキ層と比較的拡散速度が速く、塗装焼
付け作業等においてZn−Ni系合金層が生成易く、地鉄に
達するピンホールの減少による耐食性向上効果が得られ
る。

而して、このNi系下地被覆層は、Ni,Ni−Co合金,Ni−Ｐ
合金,Ni−Fe合金,Ni拡散処理層で、その厚さは0.01〜１
μがよい。これは、その厚さが0.01μ未満では、下地被
覆層の均一被覆効果が不足し、上記のピンホール減少効
果が得られない傾向にある。また、厚さが１μをこえる
場合は、上記効果が飽和するとともに、下地被覆層が加
工により割れを発生する傾向にあるので好ましくないか
らである。

また、これらNi系下地被覆層のうち、Ni拡散被覆層を設
ける方法が特にすぐれている。この拡散層は上記の如き
下地被覆層を設けてから冷延鋼板の加熱焼鈍工程等を利
用して拡散処理層が設けられるが、本発明の鋼成分との
複合効果により、メッキ原板表面がNi濃度の高い電気的
に貴なメッキ原板となり、原板に高度の耐食性が得られ
る。それと同時に、亜鉛メッキ層とのカップル腐食電流
が減少し、メッキ層のメッキ欠陥部や端面等で犠牲溶解
による腐食速度を減少する。その結果、メッキ鋼板の耐
食寿命の延長或いは塗装後においても地鉄に達する塗膜
欠陥部や端面等において亜鉛メッキ層等の腐食速度の減
少に基づく、塗膜下腐食が著しく抑制され、塗装後耐食
性，経時後の塗料密着性の向上効果は更に期待できる。

次に本発明においてメッキ原板に対して施されるNi系下
地被覆層，亜鉛メッキ層或いは亜鉛合金メッキ層を設け
る方法及びその付着量については、特に規制されるもの
ではないが、その被覆層を設ける方法については例えば
以下の様な方法が用いられ、また付着量については以下
の範囲が好ましい。

すなわち、Ni系下地処理法としては、 （１）ニッケル下地処理；硫酸ニッケル−塩化ニッケル
−ホウ酸系浴を用いた電気メッキ法 （２）ニッケル−コバルト合金下地処理；目的とする組
成のニッケル，コバルトイオンを含有する硫酸ニッケル
−硫酸コバルト−塩化ニッケル−塩化コバルト−ホウ酸
系浴を用いた電気メッキ法 （３）ニッケル−鉄合金下地処理；目的とする組成のニ
ッケル，鉄イオンを含有する硫酸ニッケル−硫酸鉄−ホ
ウ酸系浴を用いた電気メッキ法 （４）ニッケル−Ｐ合金下地処理；目的とする組成のニ
ッケル,Pイオンを含有する硫酸ニッケル−塩化ニッケル
−次亜リン酸ソーダー−リン酸系浴を用いた電気メッキ
法 等が行なわれる。

又、Ni系下地被覆をNi系拡散処理層にする場合は、上記
のNi及びNi合金を電気メッキ法でメッキ原板に施すか或
いはNiイオン若しくはNiイオンと他の合金化元素イオン
を含有する水溶液をメッキ原板表面に塗布して、各々加
熱拡散処理が施される。

例えば、上記のNiメッキ後或いは酢酸ニッケル−界面活
性剤水溶液、若しくは酢酸ニッケル−リン酸アンチモン
−界面活性剤水溶液をロールコーターで塗布・乾燥後に
各々非酸化性雰囲気で加熱拡散処理（例えば、650〜900
℃の温度で30〜180秒間の加熱処理）が行なわれる。

この拡散被覆層は、冷間圧延のままの鋼板（As Cold
材）及び冷間圧延後焼鈍された鋼板（フルフィニッシュ
材）のいずれかを用いて、脱脂，酸洗等の表面清浄化，
活性化処理後に電気メッキ法或いは水溶液塗布法によ
り、Ni系被覆層を設けて加熱拡散処理を行なってもよ
い。しかしながら、冷間圧延のままの鋼板にNi系被覆層
を設け、原板の焼鈍と同時に拡散処理を行なうのが、冷
間圧延材の有する加工歪により、Ni系被覆層と鋼板の相
互拡散が一層促進されるので短時間の加熱処理で目的と
する拡散層が生成され、経済的工業的にも有利である。

また、亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ層は、本発明のメッ
キ原板を表面清浄化，活性化処理後或いはNi系下地処理
層を設けてから、溶融メッキ法，電気メッキ法，真空蒸
着法等により、片面又は両面にその用途に対応して設け
られる。

溶融メッキ法による亜鉛メッキ層を設ける場合には、フ
ラックス法、ガス還元方式法いずれの方法でもよく、メ
ッキ密着性を確保するために少量のAlを含有するメッキ
浴を用いて被覆される。また、電気メッキ法により亜鉛
又は亜鉛系合金メッキ層を設ける場合は、通常の電気メ
ッキ法において用いられる電解メッキ浴を用いて被覆層
が設けられる。例えば、その一例を挙げれば、（硫酸亜
鉛−硫酸ソーダ）系水溶液の電解による亜鉛メッキ層の
被覆，（硫酸亜鉛−硫酸ニッケル−硫酸アンモン）系水
溶液の電解によるZn−Ni合金メッキ層の被覆，（硫酸亜
鉛−硫酸ニッケル−硫酸コバルト−硫酸アンモン）系水
溶液の電解によるZn−Ni−Co合金メッキ層の被覆，（硫
酸亜鉛−硫酸鉄）系水溶液の電解によるZn−Fe合金メッ
キ層の被覆処理等が、可溶性陽極或いは不溶性陽極を用
いて行なわれる。而して、これら亜鉛又は亜鉛系合金メ
ッキ層の厚さは、各々均一被覆性の確保による耐食性の
点から、その厚さは1.5μ以上、好ましく３μ以上であ
る。また、被覆層の密着性，成形加工性，溶接性等の面
から、その厚さは亜鉛メッキ層は25μ、好ましくは15μ
以下、また亜鉛合金メッキ層の場合には15μ、好ましく
は８μ以下である。

以上の様に、本発明の鋼成分を有する鋼板と亜鉛系メッ
キ層、或いはNi系下地層と亜鉛系メッキ層とで構成され
ているメッキ鋼板は、腐食環境に曝された場合に、前記
した様にメッキ原板と被覆層の複合効果によって、 （１）メッキ欠陥，成形加工時の加工疵部或いは端面部
において、メッキ層の犠牲防食作用による溶解速度が軽
減される事によって、メッキ層の腐食寿命が延長されま
た塗装されて使用される場合には塗膜下腐食の軽減によ
る経時後の塗料密着性の向上，塗装後耐食性の向上効果
が得られる。

（２）鋼成分において、Ｃ含有量を極低含有量に規制し
た鋼板を用いるために、他の耐食性向上元素の添加効果
と相まって、メッキ原板自体の耐食性向上効果，カーバ
イドの析出抑制によるメッキ層の不メッキ発生の減少に
よる耐食性向上効果及び加工性の向上によるメッキ層表
面或いは塗膜表面に達するクラックの発生防止効果によ
る耐食性の向上効果が得られる。

このように、本発明は、メッキ原板と被覆層の複合効果
により、極めて優れた効果が得られる所から、メッキ層
の付着厚さ低減が可能となり、自動車用防錆鋼板に要求
させる溶接性，成形加工時のメッキ被覆層の粉末状剥離
（所謂、パウダリング）の減少等の相剰効果も得られ
る。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を比較例とともに説明する。

第１表に示す、P,Cu,Ni,Ti,Nb等の含有量を中心に変化
させた鋼成分の鋼板を用い、下記に示す被覆法により亜
鉛系メッキ層或いはNi系下地被覆層と亜鉛系メッキ層を
設けた。

すなわち、電気メッキ法による亜鉛メッキ層は、冷延鋼
板（フルフィニッシュ材）を（３％NaOH＋0.3％界面活
性剤）系脱脂浴を用い、脱脂，水洗後に10％H₂SO₄水溶
液を用いて50℃で電流密度20A/dm²で、陽極酸洗１秒，
陰極酸洗１秒間づつの電解酸洗，水洗を行なって、表面
清浄化，活性化処理を行なった。その後、（350g/の
硫酸亜鉛−80g/硫酸ソーダ）系電解浴を用いて、60
℃,40A/dm²の電流密度で所定厚さの亜鉛メッキ層を設け
た。

一方、溶融メッキ法による、亜鉛メッキ層或いは亜鉛を
至成分とする亜鉛との共晶組織を有する亜鉛合金メッキ
層については、冷間圧延のままのAs Cold材を用いて、
無酸化炉方式による溶融亜鉛メッキ装置を用いて、Zn−
0.2％Al系メッキ浴及び第１表に示す亜鉛系合金メッキ
浴を用いて、各々所定厚さの亜鉛系メッキ層を設けた。
さらに、Ni系下地被覆層を設ける場合においては、電気
メッキ法による下地被覆層の場合には前記の電気メッキ
法と同一方法で、Ni系の電解浴組成を用いて所定厚さの
Ni系下地被覆層を施して亜鉛系メッキ層を設けた。

Ni系拡散被覆層の場合には、As Cold材を用い、その表
面を電気メッキの場合と同方法で清浄，活性化後に溶融
メッキにおける無酸化炉を用いて、加熱拡散をAs Cold
材の焼鈍と同時に行なって拡散層を設けた。而して、そ
の後亜鉛系メッキ層を施した。

その後、無処理材のまま或いはCrO₃−SiO₂系浴を用いた
クロメート処理及びフルディップ型式も燐酸塩処理を行
なって、各々所定の被覆量を設けて、下記の評価試験を
行なった。

その性能評価試験結果を示す第２表から判るように、本
発明の鋼板は比較例鋼板に比して、耐食性能及び塗装性
能において極めてすぐれた特性を有する。

○評価試験法 （Ｉ）無塗装材の耐食性 塩水噴霧試験後の耐食性 評価材に対して、地鉄に達するスクラッチ疵を入れ、塩
水噴霧試験360時間後の孔食深さにより、その耐食寿命
を評価した。評価基準は以下の通りである。

◎……穿孔腐食部の板厚減少量 0.25mm以下 ○…… 〃 0.35mm以下 △…… 〃 0.40mm以下 ×…… 〃 0.40mmをこえる場合 サイクリックコロジョンテストによる耐食性（Ａ） 0.8mmの板厚の評価材を用いて、 （ｉ）塩水噴霧（５％NaCl 35℃×４時間）→（ii）乾
燥（70℃ 湿度60％２時間）→（iii）湿潤（49℃ 湿
度98％２時間）→（iv）冷却（−20℃×２時間）→
（ｉ）塩水噴霧 （（ｉ）〜（iv）が１サイクル） の条件のサイクリックコロジョンテスト60サイクル後の
穿孔腐食深さの測定により、以下の評価基準でその耐食
寿命の評価を行なった。

◎……最大穿孔腐食深さ 0.3 mm未満 ○…… 〃 0.40mm未満 △…… 〃 0.50mm未満 ×…… 〃 0.50mm以上〜孔明き発生 サイクリックコロジョンテストによる耐食性（Ｂ） 0.8mmの板厚の評価材を用いて、470×470mmのブランク
サイズから200×200mm角，絞り深さ100mmの角筒絞り材
を用いて、上記項のサイクリックコロジョンテスト、
50サイクル後の穿孔腐食深さの測定により、加工部の耐
食寿命の評価を行なった。

評価基準は以下の方法によった。

◎……最大穿孔腐食深さ 0.20mm未満 ○…… 〃 0.25mm未満 △…… 〃 0.30mm未満 ×…… 〃 0.30mm以上〜 （II）塗装材の耐食性能 サイクリックコロジョンテストによる塗装性能
（Ａ） 評価材に対して、各々付着量２〜2.5g/m²の燐酸塩結晶
被覆層を生成させ、次いで、カチオン電着塗装を20μ厚
さ施してから、地鉄に達するスクラッチ疵を入れて前記
項のサイクリックコロジョンテスト条件で75サイクル
後のスクラッチ部の塗膜フクレ巾及びスクラッチ部の最
大穿孔腐食深さの測定を行なった。

上記試験により、塗膜欠陥部を対象とした、その経時後
の塗料密着性及び塗装後耐食性を中心とした評価を行な
った。

◎……スクラッチ部からの片側最大フクレ巾5mm以下
で、かつ最大穿孔腐食深さ0.1mm以下 ○……スクラッチ部からの片側最大フクレ巾7.0mm以下
で、かつ最大穿孔腐食深さ0.2mm以下 △……スクラッチ部からの片側最大フクレ巾8.5mm以下
で、かつ最大穿孔腐食深さ0.3mm以下 ×……スクラッチ部からの片側最大フクレ巾8.5mm超ま
たは最大穿孔腐食深さ0.3mm超 サイクリックコロジョンテストによる塗装性能
（Ｂ） 0.8mm板厚の前記項のカチオン電着材を用いて、バル
ジ加工により20％の変形加工した後に、前記項のサイ
クリックコロジョンテストの条件で50サイクルテスト後
に、加工による塗膜欠陥部からの腐食を対象とした評価
テストを実施した。

評価基準は以下の方法によった ◎……穿孔腐食深さ 0.05mm未満 ○…… 〃 0.10mm未満 △…… 〃 0.15mm未満 ×…… 〃 0.15mm以上 屋外曝露試験による塗装性能 前記項のカチオン電着材を用いて、地鉄に達するスク
ラッチ疵を入れて、５％NaCl水を１回/1日評価材に散布
して、２年間の屋外曝露テストを実施した後、その穿孔
腐食深さ測定及び評価材の端面からの腐食状況を観察し
て、以下の評価基準によりその耐食性を評価した。

◎……最大穿孔腐食深さ0.25mm未満で、端面部からの腐
食殆んどなし、 ○……最大穿孔腐食深さ0.25mm以上〜0.40mm未満で、端
面部からの腐食若干発生 △……最大穿孔腐食深さ0.40mm以上〜0.60mm未満で、端
面部からの腐食が可成り発生 ×……最大穿孔腐食深さ0.60mm以上〜部分的に孔食発
生、また端面部からの腐食により端面の初期の形状殆ん
どなし、 成形加工性 0.8mm×480×480mmのブランクサイズから、しわ押え圧
力20Tで、200×200mmサイズ，絞り深さ125mmの角筒絞り
を行ない、その割れ発生状況、表面のカジリ発生状況を
相対的に比較して、その成形加工性を評価した。

◎……非常にすぐれている ○……可成り良好 △……可成り劣る ×……非常に劣る

【図面の簡単な説明】

第１図はZnメッキ層及びZn−16％Fe合金メッキ層と本発
明メッキ原板との５％NaCl水溶液中におけるカップル腐
食電流の一例を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｍ (72)発明者 伊崎 輝明 福岡県北九州市八幡東区枝光１−１―１ 新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭59−23894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−141555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−104656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−110794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−166390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45396（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、C;0.01％未満，可溶性Al;0.005
   〜0.10％,P;0.02〜0.15％,Cu;0.1％を超えて0.8％以下
   を含有し、さらにTi,Nb,Zr,Vの１種または２種以上で0.
   03〜0.5％を含有する鋼板の片面または両面に、亜鉛或
   いは亜鉛系合金メッキ層を施してなる耐食性，塗装性能
   及び加工性に優れた亜鉛系メッキ鋼板。
2. 【請求項２】重量％で、C;0.01％未満，可溶性Al;0.005
   〜0.10％,P;0.02〜0.15％,Cu;0.1％を超えて0.8％以下,
   Ni;1％以下を含有し、さらにTi,Nb,Zr,Vの１種または２
   種以上で0.03〜0.5％を含有する鋼板の片面または両面
   に、亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ層を施してなる耐食
   性，塗装性能及び加工性に優れた亜鉛系メッキ鋼板。
3. 【請求項３】重量％で、C;0.01％未満，可溶性Al;0.005
   〜0.10％,P;0.02〜0.15％,Cu;0.1％を超えて0.8％以下
   を含有し、さらにTi,Nb,Zr,Vの１種または２種以上で0.
   03〜0.5％を含有する鋼板の片面または両面に、Ni系下
   地被覆層とその上層に亜鉛或いは亜鉛系合金メッキ層を
   施してなる耐食性，塗装性能及び加工性に優れた亜鉛系
   メッキ鋼板。
4. 【請求項４】重量％で、C;0.01％未満，可溶性Al;0.005
   〜0.10％,P;0.02〜0.15％,Cu;0.1％を超えて0.8％以下,
   Ni;1％以下を含有し、さらにTi,Nb,Zr,Vの１種または２
   種以上で0.03〜0.5％を含有する鋼板の片面または両面
   に、Ni系下地被覆層とその上層に亜鉛或いは亜鉛系合金
   メッキ層を施してなる耐食性，塗装性能及び加工性に優
   れた亜鉛系メッキ鋼板。