JPS6027757B2 - 高耐食性電気亜鉛めつき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は裸耐食性および塗装後の耐食性に優れた高耐食
性電気歴鉛めつき鋼板およびその製造方法に関する。

近年自動車車体においては下廻りの耐食性を向上させる
ため電気亜鉛めつき鋼板の使用が検討され、裸耐食Ｉ性
および塗装後の耐食性に優れた高耐食性電気亜鉛めつき
鋼板が要求されるようになっている。

耐食性電気亜鉛めつき鋼板としては従来Ｚｎ−Ｎｉ合金
を亀気めつきしたものが付着量が少くてもすぐれた裸耐
食性を発揮するため重要視されていたが、自動車車体の
下廻りのように高耐食性を必要とする部分に使用できる
ようにするにはめつき層中のニッケル含有量を８〜２の
重量％と高くしなければならない。

しかしニッケルは高価であるため、含有量を８％以上に
するということはコスト的に著しく高くなる。またニッ
ケルは化成処理性および塗装性に劣るうえ、硬度が高い
ので、めつき層に多量に含有させることは塗装後の耐食
性を低下させることになり、かつ厚目付による耐食性の
改善がめつき層の加工性との関係において困難となる。
このため、自動車車体の下廻り部材のように高度の塗装
後の耐食性を必要とする用途にニッケル含有量を高めて
使用することは従来品質上問題があった。一方製造方法
においてもケルを８〜２の重量％の範囲で安定して析出
させるにはめつき裕中のニッケルイオン濃度を亜鉛イオ
ン濃度の１．５〜４倍と高くする必要があって、格組成
の維持が難しく、かつストリップによるニッケルイオン
の持出しも多く、コスト的に高くなるという問題があっ
た。

Ｚｎ−Ｎｉ合金電気亜鉛めつき鋼板における上述のよう
な問題を解消する方法としてめつき層のニッケル含有量
を減少させて、その減少に伴う耐食性の下を付着量の増
加により補う方法が考えられる。しかしこの方法の場合
ニッケル含有量減少に対する付着量増加割合が大きいた
め、かえってコスト高になる。そこで本発明者らは付着
量増加によらずニッケル含有量を減少させる方法につい
て種々検討を行った結果チタンまたはチタン化合物をチ
タンとして０．００１〜２重量％含有させることにより
耐食性をそこなうことないこニッケル含有量を１重量％
まで低下させうるとともに、従来のＮｉ含有量８〜２０
％のＺｎ−Ｎｉ合金めつき層中にチタンを０．００１〜
２重量％添加することにより耐食性を１．２〜２倍程度
向上させることに成功した。

すなわち本発明はめつき層中に、ツケルを１〜２の重量
％含みかつタンまたはチタン化合物をチタンとして０．
００１〜２重量％含有する電気亜鉛合金めつき層を有す
ることを特徴とする高耐食性電気亜鉛めつき鋼板を提供
するものである。

本発明においてめつき層に含有されるチタンは、チタン
単体、チタン化合物いずれでよいが、その合計量はチタ
ン化合物中のチタンを含めてめつきの総量に対して０．
００１〜２重量％であることを要する。

これは０．００１重量％未満では、裸耐食性の改善効果
を示さず、また２重量％を越えるとその効果が飽和する
からである。めつき層にチタンまたはチタン化合物が上
記量含有されている場合、ニッケル含有量をめつき層の
総量に対して１重量％まで低下させても、裸耐食性はニ
ッケル含有量が８〜２の重量％のＺｎ−Ｎｉ合金めつき
の耐食性にはおよばないが、塗装密着性の向上により塗
装後の耐食性はむしろすぐれている。

また、Ｎｉ量８〜２０重量％のＺｎ−Ｎｉ合金めつき層
にチタンまたはチタン化合物が上記量含有されている場
場合、チタンを含まないＮｉ含有量８〜２０重量％のＺ
ｎ−Ｎｊ合金めつきに比べて耐食性を１．２〜２倍程度
向上させることができる。しかしニッケル含有量を２の
重量％より多くすると、Ｚｎ−Ｎｉ合金相は混相となっ
て、ニッケル含有による裸耐食性の改善はなくなり、前
述のような種々の問題が生じるようになる。このためニ
ッケル含有量は１〜２の重量％にする必要がある。上述
のようにしてめつき層のニッケル含有量を低下させても
裸耐食性があまり変わらず、かつ塗装後の耐食性が向上
し、また従来の８〜２広重量％のニッケル含有量におい
て耐食性が大幅に向上する理由については定かではない
が、これはチタンの化合物、とくにチタン酸化物の表面
被膜によりもたらされるものと思われる。本発明の、電
気亜鉛めつき鋼板のめつき層は亜鉛を基材とし、これに
上述のようにニッケル、チタンまたはチタン化合物が含
有された亜鉛合金よりなるが、製造上含有される不可避
的不純物が含まれていてもその性能は変るものではない
。

本発明の電気亜鉛めつき鋼板の製造はめつき浴として、
亜鉛、ニッケルおよびチタンをイオンとして落籍させる
都合上酸性浴を用いて鋼板に露気めつきを行う。この場
合酸性俗であれば塩化俗、硫酸裕あるいはこれらの混合
浴でもよい。めつき裕中のイオンのうち、とくにチタン
イオンについてはその安定化に工夫を要する。

これは可溶性チタン化合物は一般に溶解の際加水分解を
受けて雛港性の水酸化チタンとなりやすいためである。
このため浴中におけるチタンイオンを安定させるため、
裕中にフッ化物、塩酸塩のような錆化剤、あるいはクエ
ン酸や酒石酸のようなキレート剤を添加する必要がある
。

例えばフッ化物のフッ素イオンによりチタンイオンを安
定させる場合には、塩素イオンもしくは硫酸イオンに対
するフッ素イオン濃度を重量比でＦ‐／ＣＩ−またはＦ
−／Ｓ０４２十＝１／６０〜１／２にするのが適当であ
る。

この重量比が１／６０より小さいとチタンイオンは加水
分解を受け、水酸化チタンとなりやすい。また１／２よ
り大きいとチタン錆イオンが安定化して充分なチタンの
霞析や起らない。フッ素イオンの添加はチタン化合物と
してフツ化チタンカリウムのようなフッ化物を用いて、
チタンイオンの形成と同時に添加するようにしてもよく
、またチタン化合物の溶解前にフッ化水素酸、フッ化ナ
トリウムのようなフッ素化合物を添加しておくようにし
てもよい。

めつき裕中の亜鉛、ニッケルおびチタンの各イオン濃度
はそれぞれ１０〜１２雌／夕、１５〜７０ｇ′〆、およ
び０．７〜１ね／れこする必要がある。

亜鉛イオンおよびニッケルイオンの各濃度がそれぞれｌ
ｏｇ／夕および１５ｇ／そ未満であると亜鉛およびニッ
ケルの霞析効率が低下し、生産性が低い。一方１２０ｇ
／そおよび７０ｇ／Ｚを越えると、めつき操業中鋼板の
持出いこよる亜鉛イオンおよびニッケルイオンの損失が
大きく、コスト高になる。チタンイオンは０．７ｇ／そ
禾満であると、目標のチタン含有量にすることができず
、１７ｇ′Ｚを越えると鍔化剤やキレート剤を加えても
加水分解を受けて沈澱が生じ、その沈澱がめつさ層に含
有されてめつき層の密着性を損う。以上のような組成の
浴を用いて、めつき層中のニッケル含有量を１重量％以
上にするには、亜鉛イオンに対するニッケルイオンの重
量比（Ｎｉが／Ｚｎ２十）が０．２５以上になるように
調整する。

しかしこのイオン比が４より大きくなると部分的にニッ
ケルに富んだ蟹析物が偏折して塗装後の耐食性を低下さ
せるのでその値は４以下になるよう管理する。また前記
俗を用いてめつき層中のチタン含有量をチタン化合物中
のチタンン量を含めて０．００１〜２重量％にするには
亜鉛イオンとニッケルイオンの合計に対するチタンイオ
ンの重量比〔Ｔｉイオン／（Ｚだ＋／Ｎｉ２十）〕が０
．００５〜０．５になるよう管理する。格のｐＨは１禾
満であると電析効率の低下を招き、かつチタンまたはチ
タン化合物の電折が困難となり、逆に４．２を越えると
チタンの沈澱が生じるので、１〜４．２の範囲に管理す
る。

本発明の場合めつき格を上述のように管理すれば、他の
めつき条件は常法により行うことができる。

例えば電流密度は２０〜４船／ｄの、格温は５０〜７０
ｑｏで行えばよい。実施例 １ 板厚０．８肋の冷延鋼板を常法により脱脂、酸洗した後
第１表に示すめつき格を用いて電流密度、格温は一般的
条件で露気めつきを施し、本発明材、および比較材を製
造した。

その後これらをＪＩＳ・Ｚ・２３７１による塩水噴霧試
験に供し、赤錆の発生するまでの時間を調査した。第２
表にめつき層の組成と赤錆発生までの時間を示す。第１
表 第２表 第１表、第２表の本発明材１〜３と比較材１〜３を比較
してみればわかるように本発明材は、同じ量のＮｉを含
むＺｎ−Ｎｉ合金電気めつきに比べてチタンを加えると
約１．２〜２．ぴ音の裸耐食性を示すようになる。

またＮｉ含有量を１〜２％にした場合チタンを加えると
その裸耐食性はＮｉを１３％含む比較材１〜３には及ば
ないが、比較材４〜５に比べると約２〜３倍の裸耐食性
を示すようになる。実施例 ２ 実施例１で製造した本発明材、比較材に厚さ５仏のヱポ
キシ系塗料の下塗りを施した後さらに厚さ１０仏のポリ
エステル塗料の上塗りを施して塗装鋼板とした。

その後この塗装鋼板に４ｔ折曲げ加工を行い、その折曲
げ加工部を１００岬時間塩水蟻霧試験し、塗膜フクレお
よび赤鈴の発生状態を調査した。第３表にこの結果を示
す。第３表 （注） 塗膜フクレおよび赤錆の評価基準◎ 塗膜フク
レおよび赤錆の発生が全くないもの○ 塗膜フクレおよ
び赤錆の発生が軽度のもの△ 塗膜フクレおよび赤錆の
発生が多いもの× 塗膜フクレおよび赤鈴の発生が著し
いもの第３表より比較材はめつき層中のニッケル含有量
が多いと塗膜フクレの発生が多く、逆にニッケル含有量
が少し、と赤錆の発生が多い。

しかし本発明材の場合、このような欠点は改善され、と
くにニッケル含有量を少くしてチタン含有量を多くする
と好結果が得られる。以上の説明より明らかな如く、本
発明の電気頭鉛めつき鋼板は裸耐食性が従来のＺｎ−Ｎ
ｉ合金めつきの電気亜鉛めつき鋼板以上で、塗装後の耐
食性は一段と優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板表面にニツケルを１〜２０重量％含み、かつチ
   タンまたはチタン化合物をチタンとして０．００１〜２
   重量％含有する電気亜鉛合金めつき層を有することを特
   徴とする高耐食性電気亜鉛めつき鋼板。 ２ 亜鉛イオンを１０〜１２０ｇ／ｌ、ニツケルイオン
   を１５〜７０ｇ／ｌおよびチタンイオンを０．７〜１７
   ｇ／ｌ含み、かつ亜鉛イオンに対するニツケルイオンの
   重量比（Ｎｉ＾２＾＋／Ｚｎ＾２＾＋）が０．２５〜４
   、また亜鉛イオンとニツケルイオンの合計に対するチタ
   ンイオンの重量比〔Ｔｉイオン／（Ｎｉ＾２＾＋／Ｚｎ
   ＾２＾＋）〕が０．００５〜０．５になつた酸性電気亜
   鉛めつき浴で電気めつきすることにより鋼板表面にニツ
   ケルを１〜２０重量％含み、かつチタンまたはチタン化
   合物をチタンとして０．００１〜２重量％含有する亜鉛
   合金めつき層を生成させることを特徴とする高耐食性電
   気亜鉛めつき鋼板の製造方法。 ３ めつき浴ｐＨを１〜４．２にすることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の高耐食性電気亜鉛めつき鋼
   板の製造方法。