JPH0813162A - 塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板 - Google Patents
塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】鋼板の両表面に、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ
2 の亜鉛または合金化亜鉛めっき層と、その上層めっき
として形成され、Ｃｒ含有率が１〜２５重量％で、めっ
き量が１〜１５ｇ／ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層を形
成する。これらＺｎ−Ｃｒ複合めっき層のうち少なくと
も一方の表面上にＣｒ酸化物を介在することなく付着量
０．５〜４ｇ／ｍ2 のリン酸塩皮膜を形成し、複層複合
めっき鋼板を得る。 【効果】塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、しかも
加工性、溶接性が良好であり、自動車車体として好適な
複層複合めっき鋼板が提供される。
2 の亜鉛または合金化亜鉛めっき層と、その上層めっき
として形成され、Ｃｒ含有率が１〜２５重量％で、めっ
き量が１〜１５ｇ／ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層を形
成する。これらＺｎ−Ｃｒ複合めっき層のうち少なくと
も一方の表面上にＣｒ酸化物を介在することなく付着量
０．５〜４ｇ／ｍ2 のリン酸塩皮膜を形成し、複層複合
めっき鋼板を得る。 【効果】塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、しかも
加工性、溶接性が良好であり、自動車車体として好適な
複層複合めっき鋼板が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用として好適な
塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板に関する。
塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】自動
車車体の耐食性向上のためには、塗装面、車体設計面で
も種々の対策がなされているが、長期防錆に対する信頼
性等の面から防錆鋼板を使用するのが現状では主流とな
っている。一般に防錆鋼板の中で最も多用されているの
は亜鉛めっき鋼板および合金化亜鉛めっき鋼板であり、
低コスト化および高耐食化を両立し得る薄目付高耐食鋼
板を開発すべく研究が行われている。
車車体の耐食性向上のためには、塗装面、車体設計面で
も種々の対策がなされているが、長期防錆に対する信頼
性等の面から防錆鋼板を使用するのが現状では主流とな
っている。一般に防錆鋼板の中で最も多用されているの
は亜鉛めっき鋼板および合金化亜鉛めっき鋼板であり、
低コスト化および高耐食化を両立し得る薄目付高耐食鋼
板を開発すべく研究が行われている。
【０００３】このような特性を得ることができる最も有
力な皮膜系として、例えば、特公平５−３４４３６号、
特公平２−５１９９６号、特開昭６４−５５３９７号、
特開平３−２４０９９４号などの公報に開示されたＺｎ
−Ｃｒ複合めっきが挙げられる。これらのＺｎ−Ｃｒ複
合めっきは、皮膜中に存在するＣｒによる腐食の抑制効
果が顕著であり、非常に優れた耐食性を有する。また、
不動態化に至らず比較的卑な電位を保持することから、
いわゆる犠牲防食作用も長期にわたり有効であり、地鉄
が露出するような状況下でも耐食性に優れる。
力な皮膜系として、例えば、特公平５−３４４３６号、
特公平２−５１９９６号、特開昭６４−５５３９７号、
特開平３−２４０９９４号などの公報に開示されたＺｎ
−Ｃｒ複合めっきが挙げられる。これらのＺｎ−Ｃｒ複
合めっきは、皮膜中に存在するＣｒによる腐食の抑制効
果が顕著であり、非常に優れた耐食性を有する。また、
不動態化に至らず比較的卑な電位を保持することから、
いわゆる犠牲防食作用も長期にわたり有効であり、地鉄
が露出するような状況下でも耐食性に優れる。
【０００４】しかしながら、鋼板の合わせ部のような環
境下では、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっきをもってしても、厚目
付溶融めっき鋼板より耐食性が劣る傾向にある。自動車
には構造上合わせ部は必ず存在し、実車の腐食状況を観
察すると、この合わせ部の腐食が最も激しい。合わせ部
での腐食が激しい要因については十分明らかではない
が、リン酸塩皮膜や電着塗装のつき回りが不十分である
ことや、比較的水分がたまりやすく、かつ乾燥過程では
合わせ部内が不均一に乾燥することなどが材料の腐食環
境をより厳しくしているものと考えられる。上記Ｚｎ−
Ｃｒ複合めっき鋼板は、通常の平板における暴露環境等
での耐食性は良好であるにもかかわらず、自動車防錆鋼
板として非常に重要な特性である合わせ部の耐食性は未
だ十分とは言えない。
境下では、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっきをもってしても、厚目
付溶融めっき鋼板より耐食性が劣る傾向にある。自動車
には構造上合わせ部は必ず存在し、実車の腐食状況を観
察すると、この合わせ部の腐食が最も激しい。合わせ部
での腐食が激しい要因については十分明らかではない
が、リン酸塩皮膜や電着塗装のつき回りが不十分である
ことや、比較的水分がたまりやすく、かつ乾燥過程では
合わせ部内が不均一に乾燥することなどが材料の腐食環
境をより厳しくしているものと考えられる。上記Ｚｎ−
Ｃｒ複合めっき鋼板は、通常の平板における暴露環境等
での耐食性は良好であるにもかかわらず、自動車防錆鋼
板として非常に重要な特性である合わせ部の耐食性は未
だ十分とは言えない。
【０００５】また、Ｃｒを含有する皮膜は時間の経過と
ともに表面に安定な酸化物層を形成しやすく、このため
製造時には良好な表面品質を有していたはずの鋼板も、
自動車メーカーでの化成処理・塗装時には化成不良（ム
ラなど）や塗装不良（ムラ、密着性不良など）を引き起
こす可能性が高い。
ともに表面に安定な酸化物層を形成しやすく、このため
製造時には良好な表面品質を有していたはずの鋼板も、
自動車メーカーでの化成処理・塗装時には化成不良（ム
ラなど）や塗装不良（ムラ、密着性不良など）を引き起
こす可能性が高い。
【０００６】一方、従来主に家電用と向け亜鉛めっき鋼
板の塗装性向上を目的としたリン酸塩処理亜鉛めっき鋼
板は、プレス成形性の向上効果もあるという理由によ
り、特に厚めっきが主流の欧州において自動車用防錆鋼
板としても使用されている（例えば、ＳＡＥ（Society
of Automotive Engineers ）１９９３年刊行のProceedi
ngs of the 6th Automotive Corrosion and Prevension
Conference,No.932354(p.297-303)。
板の塗装性向上を目的としたリン酸塩処理亜鉛めっき鋼
板は、プレス成形性の向上効果もあるという理由によ
り、特に厚めっきが主流の欧州において自動車用防錆鋼
板としても使用されている（例えば、ＳＡＥ（Society
of Automotive Engineers ）１９９３年刊行のProceedi
ngs of the 6th Automotive Corrosion and Prevension
Conference,No.932354(p.297-303)。
【０００７】しかしながら、これらのリン酸塩処理亜鉛
めっき鋼板は塗装後の耐食性などは満足するものの、合
わせ部における耐食性に関しては効果が小さい。したが
って、合わせ部耐食性を満足させるために亜鉛めっき層
は６０ｇ／ｍ2 以上のめっき量を確保しなければならな
いのが実情であり、このような厚めっき鋼板はめっき層
の加工性やスポット溶接性の低下を生じやすい。
めっき鋼板は塗装後の耐食性などは満足するものの、合
わせ部における耐食性に関しては効果が小さい。したが
って、合わせ部耐食性を満足させるために亜鉛めっき層
は６０ｇ／ｍ2 以上のめっき量を確保しなければならな
いのが実情であり、このような厚めっき鋼板はめっき層
の加工性やスポット溶接性の低下を生じやすい。
【０００８】この他、Ｚｎ−Ｃｒめっきの上層に被覆処
理を行う技術が特開平４−８８１９６号公報に開示され
ている。これによると、Ｚｎ−Ｃｒめっきを含むＺｎ系
合金めっき表面にリン酸化物などの酸化物を被覆するこ
とにより、プレス性、化成処理性を向上させることがで
きるとある。しかしながら、この技術に示されたりん酸
化物の付着量は１〜５００ｍｇ／ｍ2 と微量であり、合
わせ部耐食性を向上させる効果は十分であるとはいえな
い。
理を行う技術が特開平４−８８１９６号公報に開示され
ている。これによると、Ｚｎ−Ｃｒめっきを含むＺｎ系
合金めっき表面にリン酸化物などの酸化物を被覆するこ
とにより、プレス性、化成処理性を向上させることがで
きるとある。しかしながら、この技術に示されたりん酸
化物の付着量は１〜５００ｍｇ／ｍ2 と微量であり、合
わせ部耐食性を向上させる効果は十分であるとはいえな
い。
【０００９】このように、加工性や溶接性が良好な薄め
っき鋼板で、しかも塗装性や合わせ部の耐食性を十分満
足する防錆鋼板は得られていないのが現状である。
っき鋼板で、しかも塗装性や合わせ部の耐食性を十分満
足する防錆鋼板は得られていないのが現状である。
【００１０】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、し
かも加工性、溶接性が良好であり、自動車車体として好
適な複層複合めっき鋼板を提供することを目的とする。
のであって、塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、し
かも加工性、溶接性が良好であり、自動車車体として好
適な複層複合めっき鋼板を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者らは
上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、亜鉛めっき鋼
板の上層めっきとして、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっきを形成
し、その表面に適当量かつ緻密なリン酸塩被膜を設ける
ことにより、優れた耐食性と塗装性とを兼備した自動車
車体として好適な表面処理鋼板が得られることを見出し
た。
上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、亜鉛めっき鋼
板の上層めっきとして、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっきを形成
し、その表面に適当量かつ緻密なリン酸塩被膜を設ける
ことにより、優れた耐食性と塗装性とを兼備した自動車
車体として好適な表面処理鋼板が得られることを見出し
た。
【００１２】本発明はこのような知見に基づいて完成さ
れたものであり、第１に、鋼板と、鋼板の表面に形成さ
れ、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2 の亜鉛または合金化
亜鉛めっき層と、その上層めっきとして形成され、Ｃｒ
含有率が１〜２５重量％で、めっき量が１〜１５ｇ／ｍ
2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層と、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき
層の表面上にＣｒ酸化物を介在することなく設けられた
０．５超え４ｇ／ｍ2以下のリン酸塩皮膜と、を具備し
てなる塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板を提
供するものである。
れたものであり、第１に、鋼板と、鋼板の表面に形成さ
れ、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2 の亜鉛または合金化
亜鉛めっき層と、その上層めっきとして形成され、Ｃｒ
含有率が１〜２５重量％で、めっき量が１〜１５ｇ／ｍ
2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層と、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき
層の表面上にＣｒ酸化物を介在することなく設けられた
０．５超え４ｇ／ｍ2以下のリン酸塩皮膜と、を具備し
てなる塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板を提
供するものである。
【００１３】また、第２に、鋼板と、鋼板の表面に設け
られ、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2 の亜鉛または合金
化亜鉛めっき層と、その上層めっきとして形成され、Ｃ
ｒ含有率が１〜２５重量％で、かつＦｅ、ＮｉおよびＣ
ｏのうちの１種以上を０．０１〜３重量％含有し、めっ
き量が１〜１５ｇ／ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層と、
Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき層の表面上にＣｒ酸化物を介在す
ることなく設けられた０．５超え４ｇ／ｍ2 以下のリン
酸塩皮膜と、を具備してなる塗装性と耐食性に優れた複
層複合めっき鋼板を提供するものである。
られ、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2 の亜鉛または合金
化亜鉛めっき層と、その上層めっきとして形成され、Ｃ
ｒ含有率が１〜２５重量％で、かつＦｅ、ＮｉおよびＣ
ｏのうちの１種以上を０．０１〜３重量％含有し、めっ
き量が１〜１５ｇ／ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層と、
Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき層の表面上にＣｒ酸化物を介在す
ることなく設けられた０．５超え４ｇ／ｍ2 以下のリン
酸塩皮膜と、を具備してなる塗装性と耐食性に優れた複
層複合めっき鋼板を提供するものである。
【００１４】以下、本発明について具体的に説明する。
【００１５】本発明に係る表面処理鋼板は、上述したよ
うに基本的に、鋼板と、鋼板の両面に形成されたＺｎ系
めっき層と、その上層めっきとしてのＺｎ−Ｃｒ複合め
っき層と、この複合めっき層の少なくとも一方の表面上
にＣｒ酸化物を介在することなく形成されたリン酸塩皮
膜とを具備するものである。
うに基本的に、鋼板と、鋼板の両面に形成されたＺｎ系
めっき層と、その上層めっきとしてのＺｎ−Ｃｒ複合め
っき層と、この複合めっき層の少なくとも一方の表面上
にＣｒ酸化物を介在することなく形成されたリン酸塩皮
膜とを具備するものである。
【００１６】まず、めっき層の構成について述べる。
【００１７】下層めっきである亜鉛または合金化亜鉛め
っき層の付着量は１０〜４５ｇ／ｍ2 である。１０ｇ／
ｍ2 未満では良好な合わせ部耐食性がえられない。一
方、４５ｇ／ｍ2 を超えると加工性や溶接性が低下する
ほかコスト的にも好ましくない。このような亜鉛または
合金化亜鉛めっき層は電気亜鉛めっきまたは溶融亜鉛め
っきによって製造することができる。合金化亜鉛めっき
の中では、電気めっきによって形成されるＺｎ−Ｆｅ合
金めっきやＺｎ−Ｎｉ合金めっきなどが好ましく、また
溶融亜鉛めっき後熱処理によって形成されるいわゆるガ
ルバニールド鋼板なども好都合であるが、従来から提案
されている各種の合金めっきあるいは複合めっきのいず
れも適用することが可能であり、これらを用いた場合で
も同様の効果が得られる。
っき層の付着量は１０〜４５ｇ／ｍ2 である。１０ｇ／
ｍ2 未満では良好な合わせ部耐食性がえられない。一
方、４５ｇ／ｍ2 を超えると加工性や溶接性が低下する
ほかコスト的にも好ましくない。このような亜鉛または
合金化亜鉛めっき層は電気亜鉛めっきまたは溶融亜鉛め
っきによって製造することができる。合金化亜鉛めっき
の中では、電気めっきによって形成されるＺｎ−Ｆｅ合
金めっきやＺｎ−Ｎｉ合金めっきなどが好ましく、また
溶融亜鉛めっき後熱処理によって形成されるいわゆるガ
ルバニールド鋼板なども好都合であるが、従来から提案
されている各種の合金めっきあるいは複合めっきのいず
れも適用することが可能であり、これらを用いた場合で
も同様の効果が得られる。
【００１８】上層めっき層としてのＺｎ−Ｃｒ複合めっ
き層のＣｒ含有率は１〜２５重量％に規定される。その
含有率が１重量％未満では合わせ目部での耐食性が劣化
する。また、特に本発明のポイントとなるリン酸塩皮膜
との組み合わせにおいて、十分な相乗効果が得られな
い。リン酸塩皮膜は、鱗片状またはブロック状の結晶か
らなるため、腐食因子（水、酸素、塩素など）に対する
皮膜そのもののバリア効果は完璧ではなく、従って、リ
ン酸塩皮膜があってもその下地のめっき層は緩やかでは
あるが腐食環境にさらされることになる。Ｃｒ含有率が
低いめっき皮膜では、めっき層自体の耐食性が低いため
腐食しやすく、その腐食反応によって生じる腐食環境の
アルカリ化（ＯＨイオンの生成）はリン酸塩皮膜の溶解
を促進する。すなわち、Ｃｒ含有率が低くなるとリン酸
塩皮膜の耐食効果が急速に失われ、１重量％未満では本
発明が目的とするところ十分な耐食性が得られない。一
方、Ｃｒ含有率が２５重量％を超えるとめっき層自体が
脆くなり、プレス成形を受ける際にめっき剥離やパウダ
リング（めっき皮膜が粉状に脱落すること）を生じる。
また、めっき層が不活性になるあまり、緻密なリン酸塩
皮膜が形成され難くなり、塗装性にも悪影響が現われ
る。従って、Ｃｒ含有率を上述のように１〜２５重量％
に規定したのである。
き層のＣｒ含有率は１〜２５重量％に規定される。その
含有率が１重量％未満では合わせ目部での耐食性が劣化
する。また、特に本発明のポイントとなるリン酸塩皮膜
との組み合わせにおいて、十分な相乗効果が得られな
い。リン酸塩皮膜は、鱗片状またはブロック状の結晶か
らなるため、腐食因子（水、酸素、塩素など）に対する
皮膜そのもののバリア効果は完璧ではなく、従って、リ
ン酸塩皮膜があってもその下地のめっき層は緩やかでは
あるが腐食環境にさらされることになる。Ｃｒ含有率が
低いめっき皮膜では、めっき層自体の耐食性が低いため
腐食しやすく、その腐食反応によって生じる腐食環境の
アルカリ化（ＯＨイオンの生成）はリン酸塩皮膜の溶解
を促進する。すなわち、Ｃｒ含有率が低くなるとリン酸
塩皮膜の耐食効果が急速に失われ、１重量％未満では本
発明が目的とするところ十分な耐食性が得られない。一
方、Ｃｒ含有率が２５重量％を超えるとめっき層自体が
脆くなり、プレス成形を受ける際にめっき剥離やパウダ
リング（めっき皮膜が粉状に脱落すること）を生じる。
また、めっき層が不活性になるあまり、緻密なリン酸塩
皮膜が形成され難くなり、塗装性にも悪影響が現われ
る。従って、Ｃｒ含有率を上述のように１〜２５重量％
に規定したのである。
【００１９】上層めっき層としてのＺｎ−Ｃｒ複合めっ
き層には、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうちの１種以上を０．０
１〜３重量％の範囲で含有させることができる。これに
より、より良好な耐食性がもたらされる。Ｚｎ，Ｃｒに
比べて貴な金属であるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏは、リン酸塩処
理時にカソード点となってめっき層の均一溶解を促進
し、リン酸塩結晶核の生成密度を向上させる作用があ
る。また、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏは前述のめっき層腐食時に
生じる腐食環境のアルカリ化を抑制する作用もあるもの
と考えられる。これらＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏの含有率が０．
１重量％未満では上記効果が小さく、３重量％を超える
とめっき層自体が脆くなり、プレスを受ける際にめっき
剥離やパウダリングを生じることになる。また、めっき
製造時にも電解効率の低下などを引き起こし、製造コス
トアップの原因にもなる。従って、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの
含有率は０．１〜３重量％に規定される。
き層には、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうちの１種以上を０．０
１〜３重量％の範囲で含有させることができる。これに
より、より良好な耐食性がもたらされる。Ｚｎ，Ｃｒに
比べて貴な金属であるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏは、リン酸塩処
理時にカソード点となってめっき層の均一溶解を促進
し、リン酸塩結晶核の生成密度を向上させる作用があ
る。また、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏは前述のめっき層腐食時に
生じる腐食環境のアルカリ化を抑制する作用もあるもの
と考えられる。これらＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏの含有率が０．
１重量％未満では上記効果が小さく、３重量％を超える
とめっき層自体が脆くなり、プレスを受ける際にめっき
剥離やパウダリングを生じることになる。また、めっき
製造時にも電解効率の低下などを引き起こし、製造コス
トアップの原因にもなる。従って、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの
含有率は０．１〜３重量％に規定される。
【００２０】上層めっき層のめっき量は、１〜１５ｇ／
ｍ2 である。これは１ｇ／ｍ2 未満では合わせ部の耐食
性が不足し、１５ｇ／ｍ2 を超えるとプレス成形性が低
下するからである。なお、上層めっきの形成方法として
は電気めっき法が好適である。
ｍ2 である。これは１ｇ／ｍ2 未満では合わせ部の耐食
性が不足し、１５ｇ／ｍ2 を超えるとプレス成形性が低
下するからである。なお、上層めっきの形成方法として
は電気めっき法が好適である。
【００２１】次に、Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき層上に形成さ
れるリン酸塩皮膜について説明する。
れるリン酸塩皮膜について説明する。
【００２２】通常、自動車に存在する合わせ部のような
構造においては、塗装の付き回りが不十分であるため、
他の部分とはことなり、めっき部が露出した状態のまま
である。さらに、水分などがたまりやすく、非常に腐食
しやすい環境である。しかし、本発明の鋼板では、この
ような部位においても表層に形成されたリン酸塩皮膜が
有効に作用するため、非常に優れた耐食性を有する。こ
のような作用は通常のＺｎ系めっきでも見られるが、特
に本発明の複合めっきでめっき層を形成した場合にその
効果が著しい。その理由は上述のとおりである。
構造においては、塗装の付き回りが不十分であるため、
他の部分とはことなり、めっき部が露出した状態のまま
である。さらに、水分などがたまりやすく、非常に腐食
しやすい環境である。しかし、本発明の鋼板では、この
ような部位においても表層に形成されたリン酸塩皮膜が
有効に作用するため、非常に優れた耐食性を有する。こ
のような作用は通常のＺｎ系めっきでも見られるが、特
に本発明の複合めっきでめっき層を形成した場合にその
効果が著しい。その理由は上述のとおりである。
【００２３】リン酸塩皮膜の種類は特に限定されるもの
ではなく、市販されているリン酸塩処理液を使用するこ
とができるが、現行自動車メーカーの一連の塗装工程の
中で使用されているものと同系統であるという点で、リ
ン酸亜鉛系処理液が最も望ましい。特に、Ｎｉ、Ｍｎを
添加したものが、リン酸塩皮膜自身の耐食性の点で好ま
しい。この場合に、リン酸塩皮膜の付着量が０．５ｇ／
ｍ2 以下では良好な耐食性が得られず、４ｇ／ｍ2 を超
えると溶接性が低下し、さらにプレス成形時にリン酸塩
皮膜自体の加工剥離が無視できなくなる。従って、リン
酸塩皮膜の付着量は０．５超え４ｇ／ｍ2 以下の範囲と
する。
ではなく、市販されているリン酸塩処理液を使用するこ
とができるが、現行自動車メーカーの一連の塗装工程の
中で使用されているものと同系統であるという点で、リ
ン酸亜鉛系処理液が最も望ましい。特に、Ｎｉ、Ｍｎを
添加したものが、リン酸塩皮膜自身の耐食性の点で好ま
しい。この場合に、リン酸塩皮膜の付着量が０．５ｇ／
ｍ2 以下では良好な耐食性が得られず、４ｇ／ｍ2 を超
えると溶接性が低下し、さらにプレス成形時にリン酸塩
皮膜自体の加工剥離が無視できなくなる。従って、リン
酸塩皮膜の付着量は０．５超え４ｇ／ｍ2 以下の範囲と
する。
【００２４】リン酸塩処理皮膜の形成方法は特に限定さ
れるものではないが、電気めっきラインに付随した化成
処理設備を使用することが製造コスト、能率等の面で最
も望ましい。処理方法も浸漬型、スプレー型など特に規
定されるものではない。リン酸塩処理の前処理に関して
も一般的に行われる表面調整処理を採用することがで
き、まためっき表面の活性化のために、リン酸塩処理に
先立ってめっき液または酸液などに浸漬させる（または
これらの溶液中でアノード溶解処理を行う）こともでき
る。このような処理はリン酸塩皮膜の緻密化およびめっ
き層との結合強化に寄与する。
れるものではないが、電気めっきラインに付随した化成
処理設備を使用することが製造コスト、能率等の面で最
も望ましい。処理方法も浸漬型、スプレー型など特に規
定されるものではない。リン酸塩処理の前処理に関して
も一般的に行われる表面調整処理を採用することがで
き、まためっき表面の活性化のために、リン酸塩処理に
先立ってめっき液または酸液などに浸漬させる（または
これらの溶液中でアノード溶解処理を行う）こともでき
る。このような処理はリン酸塩皮膜の緻密化およびめっ
き層との結合強化に寄与する。
【００２５】ところで、自動車の製造工程では、従来よ
り塗装工程において、リン酸塩処理が行われており、合
わせ目対象部を除けば加工組立前のリン酸塩被膜の有無
は品質に影響しない（すなわち、自動車外面の要求品質
である塗装密着性や塗装後耐食性は自動車メーカーのリ
ン酸塩処理によって向上し得る）と一般的には考えられ
ている。しかしながら、本発明の複層複合めっきの場
合、これまでのように鋼板メーカーから塗油済みめっき
鋼板として出荷され、自動車メーカーで通常の工程に従
ってプレス加工・組立→脱脂→リン酸塩処理と進んでも
良好な化成処理被膜は得られない。これは、めっき以降
の流通過程も含めた経時的酸化により生成しためっき表
面のＣｒ酸化物がリン酸塩被膜形成を阻害するからであ
り、またリン酸塩処理前の脱脂処理不良なども化成処理
不良の要因となる。
り塗装工程において、リン酸塩処理が行われており、合
わせ目対象部を除けば加工組立前のリン酸塩被膜の有無
は品質に影響しない（すなわち、自動車外面の要求品質
である塗装密着性や塗装後耐食性は自動車メーカーのリ
ン酸塩処理によって向上し得る）と一般的には考えられ
ている。しかしながら、本発明の複層複合めっきの場
合、これまでのように鋼板メーカーから塗油済みめっき
鋼板として出荷され、自動車メーカーで通常の工程に従
ってプレス加工・組立→脱脂→リン酸塩処理と進んでも
良好な化成処理被膜は得られない。これは、めっき以降
の流通過程も含めた経時的酸化により生成しためっき表
面のＣｒ酸化物がリン酸塩被膜形成を阻害するからであ
り、またリン酸塩処理前の脱脂処理不良なども化成処理
不良の要因となる。
【００２６】これに対して、本発明によれば、このよう
な化成処理性の不安定要素に起因する、塗装密着性や闘
争後耐食性（耐外観錆性）不良までも一挙に解決するこ
とができる。すなわち、本発明は、Ｚｎ−Ｃｒ系複合め
っきを上層めっきとして有する複層複合めっきをベース
としてその電気めっき製造直後に（すなわち塗油、脱脂
を経ずに）最適化されたリン酸塩処理が施された商品を
自動車メーカーに提供することができるため、安定した
化成処理皮膜を有するめっき鋼板を製造することができ
る。
な化成処理性の不安定要素に起因する、塗装密着性や闘
争後耐食性（耐外観錆性）不良までも一挙に解決するこ
とができる。すなわち、本発明は、Ｚｎ−Ｃｒ系複合め
っきを上層めっきとして有する複層複合めっきをベース
としてその電気めっき製造直後に（すなわち塗油、脱脂
を経ずに）最適化されたリン酸塩処理が施された商品を
自動車メーカーに提供することができるため、安定した
化成処理皮膜を有するめっき鋼板を製造することができ
る。
【００２７】このように、めっき層とリン酸塩被膜の相
乗効果による優れた耐食性と優れた塗装性とを兼備した
従来にない自動車車体用めっき鋼板が提供されるのであ
る。
乗効果による優れた耐食性と優れた塗装性とを兼備した
従来にない自動車車体用めっき鋼板が提供されるのであ
る。
【００２８】なお、本発明において、めっき層の下地鋼
板は耐食鋼板、軟鋼板、高張力鋼板などのいずれでも可
能である。また一般のリン酸塩処理鋼板の後処理として
用いられるクロメートリンス（６価クロム含有液でのリ
ンス処理）などを本発明に適用を形成することも可能で
ある。
板は耐食鋼板、軟鋼板、高張力鋼板などのいずれでも可
能である。また一般のリン酸塩処理鋼板の後処理として
用いられるクロメートリンス（６価クロム含有液でのリ
ンス処理）などを本発明に適用を形成することも可能で
ある。
【００２９】また、亜鉛めっき層およびＺｎ−Ｃｒ複合
めっき層は、通常、鋼板の両面に形成されるが、リン酸
塩処理皮膜はＺｎ−Ｃｒ複合めっき層の少なくとも一方
に形成すればよい。もちろん、これらめっき層を鋼板の
片面に設けた場合でも本発明の範囲に含まれる。
めっき層は、通常、鋼板の両面に形成されるが、リン酸
塩処理皮膜はＺｎ−Ｃｒ複合めっき層の少なくとも一方
に形成すればよい。もちろん、これらめっき層を鋼板の
片面に設けた場合でも本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
１．サンプル作成 下層めっきとして種々の条件の亜鉛めっきおよび合金化
亜鉛めっきから選択されたものを施した鋼板をベース
に、電気めっき実験装置を使用して、所定の金属イオン
を含有する硫酸酸性めっき液にて、大きさ７０×１５０
ｍｍ、板厚０．８ｍｍの冷延鋼板の両面にめっきを施し
た。皮膜の組成は、電流密度およびめっき浴中のＺ
ｎ2+、Ｃｒ3+それぞれのイオン濃度比を変えることによ
り変化させ、まためっき量はめっき時間を適宜選択する
ことによりコントロールした。（なお、実機製造におい
てはそれぞれのラインの特性に応じためっき液を選択す
る必要があるが、塩化物浴の採用、流速、ｐＨの値、お
よびめっき液の安定性と皮膜組成の均質化を高めるため
にめっき工程において慣行的に行われている各種の添加
剤の使用は特に制限されるものではない。） このようにして得られためっき皮膜に対し、乾燥、塗油
の工程を経ることなくすみやかに湯浸漬型およびスプレ
ー式のリン酸塩処理を行い、上層に皮膜を形成した。リ
ン酸塩処理液は市販のものを用い、洗浄、表面調整など
の前処理についても標準の条件で行った。なお、皮膜の
膜厚は遊離酸濃度、全酸濃度、および処理時間により制
御した。さらに、生成したリン酸塩皮膜の付着量は皮膜
をクロム酸または重クロム酸アンモニウム溶液で溶解
し、溶解前後の重量差を測定してその値から把握した。
亜鉛めっきから選択されたものを施した鋼板をベース
に、電気めっき実験装置を使用して、所定の金属イオン
を含有する硫酸酸性めっき液にて、大きさ７０×１５０
ｍｍ、板厚０．８ｍｍの冷延鋼板の両面にめっきを施し
た。皮膜の組成は、電流密度およびめっき浴中のＺ
ｎ2+、Ｃｒ3+それぞれのイオン濃度比を変えることによ
り変化させ、まためっき量はめっき時間を適宜選択する
ことによりコントロールした。（なお、実機製造におい
てはそれぞれのラインの特性に応じためっき液を選択す
る必要があるが、塩化物浴の採用、流速、ｐＨの値、お
よびめっき液の安定性と皮膜組成の均質化を高めるため
にめっき工程において慣行的に行われている各種の添加
剤の使用は特に制限されるものではない。） このようにして得られためっき皮膜に対し、乾燥、塗油
の工程を経ることなくすみやかに湯浸漬型およびスプレ
ー式のリン酸塩処理を行い、上層に皮膜を形成した。リ
ン酸塩処理液は市販のものを用い、洗浄、表面調整など
の前処理についても標準の条件で行った。なお、皮膜の
膜厚は遊離酸濃度、全酸濃度、および処理時間により制
御した。さらに、生成したリン酸塩皮膜の付着量は皮膜
をクロム酸または重クロム酸アンモニウム溶液で溶解
し、溶解前後の重量差を測定してその値から把握した。
【００３１】一部の比較材についてもリン酸塩処理を施
したものを作製した。
したものを作製した。
【００３２】２．特性評価 このようにして作製した試料について、以下に示す特性
を評価した。
を評価した。
【００３３】（１）耐食性 耐食性は鋼板合わせ部を想定したサンプルによる耐食性
を評価した。鋼板合わせ部を想定したサンプルは、めっ
き後化成処理した前記１５０×７０ｍｍの板と、１００
×５０ｍｍの板の二枚を、リン酸塩処理面を向かい合わ
せてスポット溶接した後、化成処理、電着塗装を施して
作製した。次に試料を腐食促進試験に供し、所定のサイ
クルの後にサンプルを取り出し、これを解体してめっき
面での最大腐食深さを測定し、耐食性を評価した。
を評価した。鋼板合わせ部を想定したサンプルは、めっ
き後化成処理した前記１５０×７０ｍｍの板と、１００
×５０ｍｍの板の二枚を、リン酸塩処理面を向かい合わ
せてスポット溶接した後、化成処理、電着塗装を施して
作製した。次に試料を腐食促進試験に供し、所定のサイ
クルの後にサンプルを取り出し、これを解体してめっき
面での最大腐食深さを測定し、耐食性を評価した。
【００３４】その試験方法および評価方法を以下に示
す。
す。
【００３５】ａ）腐食促進試験方法 ５０℃８５％ＲＨ→５０℃３０％ＲＨ→室温放置→５％
ＮａＣｌ水浸漬 の工程を１サイクル２４時間に時間設定して所定サイク
ル実施。
ＮａＣｌ水浸漬 の工程を１サイクル２４時間に時間設定して所定サイク
ル実施。
【００３６】ｂ）評価方法 合わせ部耐食性 １２０サイクル経過後の最大穴あき深さ 評価 ０．１ｍｍ未満 ○ （良好） ０．１以上０．２ｍｍ未満 △ ０．３以上０．４ｍｍ未満 × ０．４ｍｍ以上 ××（不良） （２）塗装性および塗装後耐食性 ａ）塗装性 塗装性については、塗膜密着性を把握することにより評
価した。塗膜密着性は、上述のようにして作成したサン
プルに対し、実ラインをシミュレートするためにさらに
化成処理を施し、電着塗装、中塗り、上塗りを施した。
電着塗装の厚さは２０μｍとし、中塗り、上塗りを行っ
た後の合計膜厚はいずれのサンプルも９０μｍとした。
価した。塗膜密着性は、上述のようにして作成したサン
プルに対し、実ラインをシミュレートするためにさらに
化成処理を施し、電着塗装、中塗り、上塗りを施した。
電着塗装の厚さは２０μｍとし、中塗り、上塗りを行っ
た後の合計膜厚はいずれのサンプルも９０μｍとした。
【００３７】塗装後のサンプルを４０℃の純水中で２４
０時間保持し、これを取り出した後、速やかにカッター
で２ｍｍ角×１００個のマス目に傷を入れた。その後速
やかにテープ剥離を行い、剥離したマス目の数にて塗膜
密着性を把握し塗装性を評価した。評価方法は以下の通
りである。
０時間保持し、これを取り出した後、速やかにカッター
で２ｍｍ角×１００個のマス目に傷を入れた。その後速
やかにテープ剥離を行い、剥離したマス目の数にて塗膜
密着性を把握し塗装性を評価した。評価方法は以下の通
りである。
【００３８】 テープ剥離 評価 なし ○ （良好） ５個以内 △ ５個超え × （不良） ｂ）塗装後耐食性 塗装後耐食性は１５０×７０ｍｍの上記塗装後サンプル
にカッターでクロスカットを入れ、以下の耐食試験（腐
食促進試験）において所定サイクルの後の塗膜ふくれ幅
を測定した。
にカッターでクロスカットを入れ、以下の耐食試験（腐
食促進試験）において所定サイクルの後の塗膜ふくれ幅
を測定した。
【００３９】腐食促進試験 ５０℃８５％ＲＨ→５０℃３０％ＲＨ→室温放置→５％
ＮａＣｌ水噴霧 の工程を１サイクル２４時間に時間設定して所定サイク
ル実施。
ＮａＣｌ水噴霧 の工程を１サイクル２４時間に時間設定して所定サイク
ル実施。
【００４０】 １８０サイクル後の片側最大ふくれ幅 評価 １ｍｍ未満 ◎ （良好） １〜２ｍｍ未満 ○ ２〜５ｍｍ未満 △ ５ｍｍ以上 × （不良） （３）プレス性 プレス性はドロービード試験により評価した。ドロービ
ード試験は、以下のようにして行った。所定長さ（４０
ｍｍ）の水平な凸部を有する雄ダイスとこれに向き合っ
た雌ダイスとを、３０ｍｍの幅のサンプル片１を挟んで
５００ｋｇｆの荷重で押しつけたまま、上方に２０ｍｍ
／ｍｉｎの速度でサンプル片を１００ｍｍ引き抜く。こ
の後、サンプル片を取り外し、表面の油を溶剤で除去
し、サンプルの重量を測定する。試験前に測定しておい
たサンプル片の重量との差と、ビードの通過した面積か
ら、単位面積あたりの皮膜剥離量を算出して剥離性を評
価し、その値からプレス性を把握した。この際の評価方
法を以下に示す。
ード試験は、以下のようにして行った。所定長さ（４０
ｍｍ）の水平な凸部を有する雄ダイスとこれに向き合っ
た雌ダイスとを、３０ｍｍの幅のサンプル片１を挟んで
５００ｋｇｆの荷重で押しつけたまま、上方に２０ｍｍ
／ｍｉｎの速度でサンプル片を１００ｍｍ引き抜く。こ
の後、サンプル片を取り外し、表面の油を溶剤で除去
し、サンプルの重量を測定する。試験前に測定しておい
たサンプル片の重量との差と、ビードの通過した面積か
ら、単位面積あたりの皮膜剥離量を算出して剥離性を評
価し、その値からプレス性を把握した。この際の評価方
法を以下に示す。
【００４１】 剥離量 評価 ０以上１．５ｇ／ｍ2 未満 ○ （良好） １．５ｇ／ｍ2 以上２．５ｇ／ｍ2 未満 △ ２．５ｇ／ｍ2 以上３．５ｇ／ｍ2 未満 × ３．５ｇ／ｍ2 以上 ××（不良） （４）溶接性 溶接電流１１ＫＡにて連続スポット溶接を行い、以下の
基準で評価した。
基準で評価した。
【００４２】評価 ５００打点以上電極チップの溶着なし ○ （良好） ５００打点未満で溶着発生 × （不良） これら試験結果を表１〜表６に示す。
【００４３】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】 表１〜表４は本発明の範囲内である実施例の結果である
が、耐食性、塗装性および塗装後耐食性、プレス性、溶
接性のいずれもが優れた結果を示した。
が、耐食性、塗装性および塗装後耐食性、プレス性、溶
接性のいずれもが優れた結果を示した。
【００４４】これに対して、表５，６の比較例は本発明
の要件のいずれかが本発明の範囲を外れるものであり、
これら特性のうち少なくとも１つが劣っていた。
の要件のいずれかが本発明の範囲を外れるものであり、
これら特性のうち少なくとも１つが劣っていた。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、しかも加工性、
溶接性が良好であり、自動車車体として好適な複層複合
めっき鋼板が提供される。また、本発明ではめっき形成
直後にリン酸塩処理した製品を自動車メーカーに供給す
ることができるので、塗装性および耐食性に優れている
のみならず、自動車メーカーにおいてリン酸塩処理設備
を省略することも可能となり、製造工程の合理化の面か
ら波及効果が極めて大きい。
塗装性および合わせ部の耐食性に優れ、しかも加工性、
溶接性が良好であり、自動車車体として好適な複層複合
めっき鋼板が提供される。また、本発明ではめっき形成
直後にリン酸塩処理した製品を自動車メーカーに供給す
ることができるので、塗装性および耐食性に優れている
のみならず、自動車メーカーにおいてリン酸塩処理設備
を省略することも可能となり、製造工程の合理化の面か
ら波及効果が極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 豊文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼板と、 鋼板の表面に形成され、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2
の亜鉛または合金化亜鉛めっき層と、 その上層めっきとして形成され、Ｃｒ含有率が１〜２５
重量％で、めっき量が１〜１５ｇ／ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複
合めっき層と、 Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき層の表面上にＣｒ酸化物を介在す
ることなく設けられた０．５超え４ｇ／ｍ2 以下のリン
酸塩皮膜と、 を具備してなる塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき
鋼板。 - 【請求項２】 鋼板と、 鋼板の表面に設けられ、めっき量が１０〜４５ｇ／ｍ2
の亜鉛または合金化亜鉛めっき層と、 その上層めっきとして形成され、Ｃｒ含有率が１〜２５
重量％で、かつＦｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの１種以上
を０．０１〜３重量％含有し、めっき量が１〜１５ｇ／
ｍ2 のＺｎ−Ｃｒ複合めっき層と、 Ｚｎ−Ｃｒ複合めっき層の表面上にＣｒ酸化物を介在す
ることなく設けられた０．５超え４ｇ／ｍ2 以下のリン
酸塩皮膜と、 を具備してなる塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき
鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148239A JPH0813162A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148239A JPH0813162A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813162A true JPH0813162A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15448362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6148239A Pending JPH0813162A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 塗装性と耐食性に優れた複層複合めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813162A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045096A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Nippon Steel Corporation | 無機有機複合処理亜鉛系めっき鋼板 |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP6148239A patent/JPH0813162A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045096A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Nippon Steel Corporation | 無機有機複合処理亜鉛系めっき鋼板 |
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