JPS63125698A - 亜鉛系複合電気めつき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、自動車車体の塗装後の耐外面腐食性および
側内面腐食性に優れた亜鉛系複合電気めっき鋼板に関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

近年、自動車車体に対する耐久性の要求が高まり、自動
車用鋼板として、防錆鋼板の使用量が増大している。

このような防錆鋼板として、電気亜鉛めっき鋼板、溶融
亜鉛めっき鋼板、熱処理合金めっき鋼板、鉄−亜鉛合金
電気めっき鋼板、ニッケルー亜鉛合金電気めっき鋼板等
、多品種に及ぶ鋼板が知られている。

自動車車体の内板または外板内面のような部位では、比
較的湿った腐食環境となっているが、塗装としては電着
塗装までしか施されず、ここでの塗装後側食性が重要視
されている。上述の防錆鋼板は、この湿った環境での腐
食（以下内面腐食という）の発生個所に多く使用されて
おり、その使用形態は様々である。

上述した防錆鋼板の中でも、鉄−亜鉛合金電気めっき鋼
板は、耐内面腐食性に特に優れていることから、自動車
車体の内板用鋼板および内面がめつきされた外板用鋼板
として、古くから使用されている。鉄−亜鉛合金電気め
っき鋼板におけるめっき皮膜中の鉄含有割合は、加工性
等も考慮して、一般に１０〜２５ｗｔ、％である。

また、ニッケルー亜鉛合金電気めっき鋼板も、耐内面腐
食性に優れていることから、鉄−亜鉛合金電気めっき鋼
板と同じように、自動車用鋼板として使用されている。

ニッケルー亜鉛合金電気めっき鋼板におけるめっき皮膜
中のニッケル含有割合は、一般に１０〜１３ｗｔ、係で
ある。

しかるに、最近では、各種の規制および高級化指向から
、自動車車体の外板用防錆鋼板は、その外面にも防御処
理を施すことが要求されている。

ところが、この自動車車体の外板外面での腐食環境は、
内板および外板内面のような湿った環境ではなく乾いた
環境であり、ここでは、一般にスキャグローソヨンと称
する内向腐食とは明らかに異なった腐食（以下外面腐食
という）を生じる。

耐外面腐食性の評価は、一般に大気暴露試験、および塩
水散布大気暴露試験によって行われている。亜鉛電気厚
めつき鋼板および溶融合金化亜鉛めっき鋼板の耐外向腐
食性は、比較的良好であるが、亜鉛電気薄めつき鋼板お
よび亜鉛合金電気めっき鋼板の耐外面腐食性は悪い。

例えは、耐内面腐食性は良好な、１０〜２５ｗｔ、％の
鉄を含有する鉄−亜鉛合金電気めっき鋼板でも、上述し
た耐外面腐食性の評価のための２試験結果は悪い。

耐水性および耐クレータリング性向上を狙った防錆鋼板
として−１−下２層の鉄−亜鉛合金電気めっき層からな
り、上層のめつき層の鉄含有割合が下層よシも多い、鉄
−亜鉛合金電気めっき鋼板が知られている。しかしなが
ら、このような鉄−亜鉛合金電気めっき鋼板においても
、外面腐食は主として下層によって支配されること、お
よび鉄の含有割合が増加するほどかえって乾燥環境での
耐食性能が低下する傾向にあることなどの理由から、耐
外面腐食性は不十分である。

このようなことから、自動車用の防錆鋼板として、耐内
面腐食性および耐外向腐食性の両方が優れている亜鉛合
金電気めっき鋼板の開発が望まれているが、かかる特性
を具備した亜鉛合金電気めつ＠鋼板は、寸だ提案されて
いない。

〔発明の目的〕

従って、この発明の目的は、自動車用の防錆銅板として
好適な、耐内面腐食性および耐外向腐食性の両方が優れ
ている、亜鉛系複合電気めっき鋼板を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明者等は、上述の問題を解決するために鋭意研究を
重ねた。その結果、亜鉛合金電気めっき鋼板のめつき層
を、チタン、マンガン、アルミニウム、ストロンチウム
、クロム、モリブデン、マグネシウムおよびタングステ
ンの各々の酸化物のうちの少なくとも１つが、０．０１
〜１０ｗｔ、％の範囲内で含有する亜鉛複合電気めっき
層によって構成すれば、亜鉛複合電気めっき鋼板の耐外
面腐食性（耐スキャグコロージョン）の向上が図られ、
自動用防錆鋼板として好適な、優れた耐内面腐食性およ
び耐外向腐食性が得られることを知見した。

この発明は、上述の知見に基づいて外されたものであっ
て、鋼板の少なくとも１つの表面上に、チタン、マンガ
ン、アルミニウム、ストロンチウム、クロム、モリブデ
ン、マグネシウムおよびタングステンの各々の酸化物の
うちの少なくとも１つを、０．０１〜１０ｗｔ、％含有
し、残りが亜鉛、または亜鉛および鉄、才たけ亜鉛およ
びニッケルからなる亜鉛複合めっき層が形成されている
ことに特徴を有するものである。

〔発明の構成〕

この発明において、亜鉛めっき層中に、チタン、マンガ
ン、アルミニウム、ストロンチウム、クロム、モリブデ
ン、マグネシウムおよびタングステンのうちの少なくと
も１つを酸化物の形態によって含有させることにより、
酬内向腐食性および耐外面腐食性が共に向上するメカニ
ズムの詳細は不明であるが、鋼板の腐食過程において、
これらの金属酸化物が鋼板の腐食を抑制するものと考え
られる。

チタン、マンガン、アルミニウム、ストロンチウム、ク
ロム、モリブデン、マグネシウムおよびタングステンの
各々の酸化物のうちの少なくとも１つの、めっき層中に
おける含有割合を０．０１〜１０ｗｔ、、％の範囲内に
限定した理由は、０．０１ｗｔ、％未満では上述した作
用に所望の効果が得られず、一方、１．Ｏｗｔ、％以上
は現状技術では含有させることができないからである。

この発明において、基本成分を鉄−亜鉛またはニッケル
ー亜鉛とすることにより、基本成分が亜鉛のみの場合よ
シも耐内面腐食性をよシ向上させることができる。

〔実施例〕

次にこの発明の亜鉛系複合電気めっき鋼板の性能を、実
施例により詳述する。

下記（１）のめつき浴組成および下記（２）のめつき条
件によって、鋼板に亜鉛合金電気めっき処理を施して、
第１表に示すこの発明の範囲内の亜鉛合金めっき層を有
する亜鉛合金電気めっき鋼板の供試体（以下本発明の供
試体という）Ａ１−３０と、第１表に併せて示すこの発
明の範囲外の供試体（以下比較用供試体という）　Ａ　
１〜１１とを調製した。

（１）めっき浴組成 （イ）金属イオン濃度 ０）基本成分が亜鉛のみの場合 ｚｎ　：　６０〜１４０！／１ ■基本成分が亜鉛および鉄の場合 Ｚｎ：３０〜６０ｙ／ｌ Ｆｅ　：　５０〜７５　ｙ／ＩＪ Ｃ６Ｈ８０７：　１５ｆＪ／ｌ！ ■基本成分が亜鉛およびニッケルの場合Ｚｏ：３０〜６
０り／ｌ Ｎｉ　：　５０〜７５１！／１ （ロ）添加剤 電導補助剤およびＰｔ（緩衝剤 （２）めっき条件 （イ）めっき浴の温度：５０°Ｃ （ロ）めっき電流密度：５０Ａ、’面′（ハ）めっき浴
のＰＨ：　１〜３ に）めっき量：　］、　−６０！／ｍ”／　（片面）（
＝ｔ９　チタン、マンガン、アルミニウム、ストロンチ
ウム、クロム、モリブデン、マグネシウムおよびタング
ステンの各々の酸化物は、カチオン系外向活性剤を含ん
だ別のめつき液中に浸漬し、一定時間撹拌して前処理を
行う。

本発明の供試体茄８　、１２　、１．７　、３０および
比較用供試体扁６および７に対しては、更に、上層とし
ての鉄−亜鉛合金電気めっき処理を、下記（３）のめつ
き浴組成および下記（４）のめつき条件によって施した
。

（３）めっき浴組成 （イ）金属イオン濃度 Ｚｎ：６ｙ／ｌ Ｆ’ｅ　：　９５　！／ｌ） （ロ）添加剤 電導補助剤およびＰＨ緩衝剤 （２）めっき条件 （イ）めっき浴の温度：５０°Ｃ （ロ）めっき電流密度：　５０Ａ／ｄｔｒ？０うめつき
浴のＰｌ−１：　１〜３ に）めっき量：３ｙ／ぜ 次いで、上述の亜鉛合金電気めっきを施した本発明の供
試体篇１〜３０と、比較用供試体篇１〜１１とに対して
、各々、フルディップタイプのリン酸塩処理を施して、
次いでカチオンタイプの電着塗装（２０μｍ）を行なっ
た。

■耐内面腐食性試験 このようにして塗膜の形成された供試体について、次に
述べる耐内面腐食性試験を施し、その結果を第１表に示
した。

上述の塗装供試体にクロスカットを入れ、塩水噴霧試験
および複合サイクル試験（塩水噴震、塩水浸漬および乾
燥を複数回繰り返して行う試験）を一定期間行い、クロ
スカット部のふくれ程度、赤錆の発生程度について総合
的に評価した。

■耐外面腐食性試験 上述の電着塗装が施された供試体の塗膜の上に、ポリエ
ステルタイプの中塗り塗料を使用し、３０〜４０μｍの
中塗り塗装と、同じくポリエステルタイプの上塗り塗料
を使用し、３０〜４０μｍの上塗り塗装とを施した。

このようにして塗膜の形成された供試体について、次に
述べる耐外面腐食性試験を施し、その結果を第１衣に併
せて示した。

塗膜の形成された供試体にクロスカットを入れクロスカ
ットの施された供試体に対し、大気暴露試験、塩水散布
大気暴露試験を一定期間行い、クロスカット部のふくれ
程度、赤錆の発生程度について総合的に評価した。

市販の亜鉛電気めっき鋼板であるめっき量４゜’ｆ　／
ｎ？　の比較用供試体ＡＩ　２、および市販の溶融亜鉛
めっき鋼板であるめっき量１２０　Ｐ／ＴＴ？　　の比
較用供試体煮１３を使用して、次に述べる耐内面腐食性
試験および耐外面腐食性試験を施し、その結果を第１表
に併せて示した。

■耐内面腐食性試験 供試体にクロスカットを入れ、クロスカットの施された
供試体に対し、塩水噴霧試験および複合サイクル試験を
一定期間行い、クロスカット部のふくれ程度、赤錆の発
生程度について総合的に評価した。

■耐外面腐食性試験 供試体にクロスカットを入れ、クロスカットの施された
供試体に対し、大気暴露試験、塩水散布大気暴露試験を
一定期間行い、クロスカット部のふくれ程度、赤錆の発
生程度について総合的に評価した。

上述した各供試体における評価基準は次の通りである。

◎印：優 ○印：良 △印：やや不良 ×印：不良 第１表に示すように、めっき層がＦｅ　−Ｚｎ　合金層
のみからなる比較用供試体Ａ１〜７は、耐外面腐食性試
験である大気暴露試験および塩水散布大気暴露試験のい
ずれかまたは両方の結果が劣っていた。

めっき藤がＮｉ−Ｚｎ　合金層のみからなる比較用供試
体Ａ８は、塩水噴霧試験を除く他の試験結果が劣ってい
た。

めっき層が、Ｔ１をＴｉＯ２の形態で０．００５ｗｔ、
係含有するＦｅ−Ｚｎ層からなる比較用供試体Ａ９は、
大気暴露試験および塩水散布大気暴露試験の結果が劣っ
ていた。

めっき層が、Ａｇ　ｔ　Ａｌ２Ｏ３の形態で０．００６
ｗｔ、％含有するＡ／　−Ｚｎ　合金層からなる比較用
供試体Ａ１０は、大気暴露試験を除く他の試験の結果が
劣っていた。

めっき層が、Ｍｏ　ｋ　ＣａＭｏＯ４の形態で０．００
９ｗｔ、％含有するＭｏ−Ｚｎ　合金層からなる比較用
供試体Ａｌｌは、大気暴露試験を除く他の試験の結果が
劣っていた。

市販の純亜鉛電気めっき鋼板である比較用供試体Ａ１２
は、大気暴露試験を除く他の試験の結果が劣っていた。

市販の溶融亜鉛めっき鋼板である比較用供試体Ａ１３は
、塩水噴霧試験の結果が劣っていた。

これに対して、基本成分を、鉄−亜鉛とした、本発明の
供試体況１〜３．Ａ５〜８　、　Ａ　１１および１２　
、　Ａ　１５〜１９．Ａ２１および２２　、’　Ａ２４
〜２６　、　Ａ　２８〜３０および基本成分を、ニッケ
ルー亜鉛とした本発明の供試体Ａ９は耐内面腐食性試験
である塩水噴霧試験および複合サイクル試験、および、
耐外面腐食性試験である大気暴露試験および塩水散布大
気暴露試験のいずれの試験にも良好な結果を示した。

基本成分を、ニッケルー亜鉛とした、本発明の供試体Ａ
　４　、１３　、２３および２７は、耐内面腐食性試験
である塩水噴霧試験、および、耐外面腐食性試験である
大気暴露試験および塩水散布大気暴露試験に、良好な結
果を示した。

基本成分を、亜鉛のみとした、本発明の供試体Ａ　１０
　、１４および２０は、耐外面腐食性試験である大気暴
露試験および塩水散布大気暴露試験に、良好な結果を示
した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、耐外面腐食性
および耐内面腐食性に優れた、とりわけ自動車用防錆鋼
板に要求される耐外面腐食性が著しく向上した亜鉛系複
合電気めっき鋼板が得られる産業上極めて有効な効果が
得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鋼板の少なくとも１つの表面上に、チタン、マンガ
   ン、アルミニウム、ストロンチウム、クロム、モリブデ
   ン、マグネシウムおよびタングステンの各々の酸化物の
   うちの少なくとも１つを、０．０１〜１０ｗｔ．％含有
   し、残りが亜鉛からなる亜鉛系複合めつき層が形成され
   ていることを特徴とする亜鉛系複合電気めつき鋼板。 ２　鋼板の少なくとも１つの表面上に、チタン、マンガ
   ン、アルミニウム、ストロンチウム、クロム、モリブデ
   ン、マグネシウムおよびタングステンの各々の酸化物の
   うちの少なくとも１つを０．０１〜１０ｗｔ．％含有し
   、残りが亜鉛および鉄からなる亜鉛系複合めつき層が形
   成されていることを特徴とする亜鉛系複合電気めつき鋼
   板。 ３　鋼板の少なくとも１つの表面上に、チタン、マンガ
   ン、アルミニウム、ストロンチウム、クロム、モリブデ
   ン、マグネシウムおよびタングステンの各々の酸化物の
   うちの少なくとも１つを０．０１〜１０ｗｔ．％含有し
   、残りが亜鉛およびニッケルからなる亜鉛系複合めつき
   層が形成されていることを特徴とする亜鉛系複合電気め
   つき鋼板。