JPS63183191A - 耐食性に優れた鉛−錫合金めつき鋼板 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、めっき皮膜のピンホールの発生を抑え、耐
食性を向上させた鉛−錫合金めっき鋼板に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来から、鉛−錫合金めっき鋼板は、ガソリンタンク、
家庭用電気製品などに広く使用されている。これは、鉛
−錫合金めっきが湿潤状態で耐食性に優れ、また、加工
性、溶接性、ハンダ付は性にも非常に優れているためで
ある。しかし、鉛−錫合金めっき皮膜は下地の鉄と比較
して電気化学的に貴であるため、めっき皮膜にピンホー
ルが存在すると、地鉄がアノード、めっき皮膜がカソー
ドとなり局部電池を形成して、地鉄の腐食が促進され、
耐食性が劣化するという問題点ン有してい゛る。

この問題を解決するために、めっき時に生じたピンホー
ルの封孔を目的として、リン酸浸漬処理が行なわれてい
る。これは、鉛−錫合金めっき後リン酸系水溶液に浸漬
することにより、めっき皮膜に存在するピンホールを溶
解度の低いリン酸鉛などで封孔するというものである。

しかし、このような、ピンホールをおおった薄いリン酸
塩皮膜が数年もの間湿潤状態で健全なまま存在できると
は、はなはだ疑問である。また、その他の方法としてニ
ッケル等の下地めっきを施したのち、鉛−錫合金めっき
を行なう方法があるが、これは、溶融鉛−錫のぬれ性が
向上するため、溶融鉛−錫合金めっきにはピンホールの
抑制に効果があるものの、電気めっきにおいては効果が
小さく、また、下地めっき用めっき液が鉛−錫合金めっ
き浴に混入するなどの操業管理上の問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように、従来の鉛−錫合金めっき鋼板は、めっき
皮膜にピンホールが存在すると、地鉄の腐食が促進され
て耐食性が劣ｒヒする等の問題があった。

この発明は、上述の現状に鑑み、めっき皮膜のピンホー
ルの発生を抑えて、耐食性を向上させた鉛−錫合金めっ
き鋼板を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、鋼板表面に形成した下層の鉛−錫合金め
っき皮膜上に、下層と異なる上層のめつき皮膜を形成さ
せることによって、めっき皮膜にピンホールが発生する
のを抑えて、めっき鋼板の耐食性を向上させるべく鋭意
研究を重ねたところ、下層の鉛−錫合金めっき皮膜上に
、下層の合金めっき皮膜中の錫含有率よりも錫含有率が
少ない、その錫含有率の差が１　ｗｔ％　以上である上
層の鉛−錫合金めっき皮膜、または、上層の鉛めっき皮
膜を形成させれば、この二層めっき皮膜にピンホールが
発生するのを抑えることができ、めっき鋼板の耐食性を
向上させることができることを見い出した。

また、このようにして形成したピンホールを有さない鉛
−錫合金めっき鋼板をリン酸系水溶液に浸漬し、上層の
めつき皮膜上にリン酸鉛などの不活性なリン酸塩皮膜を
形成させることにより、めっき鋼板の耐食性がより向上
することを見いだした。

この発明は、上記知見に基づきなされたもので、この発
明の耐食性（−優れた鉛−錫合金めっき鋼板は、 鋼板表面上に、下層の鉛−錫合金めっき皮膜と上層の鉛
−錫合金めっき皮膜とからなる二層めっき皮膜を有し、
前記上層の合金めっき皮膜の付着量がｏ、０５９／ｒｄ
以上で、前記二層めっき皮膜全体の付着量が５〜２　ｓ
　ｏ　ｆ／ｒｒ？　、そして、前記上層の合金めっき皮
膜の錫含有率が前記下層の合金めっき皮膜の錫含有率よ
りも少なく、その錫含有率の差が１ｗｔ％以上で、前記
二層めっき皮膜全体の錫含有率が２〜２５　ｖｒｔ係で
あること、または、鋼板表面上に、下層の鉛−錫合金め
っき皮膜と上層の鉛めっき皮膜とからなる二層めっき皮
膜を有し、前記上層の鉛めっき皮膜の付着量が０．０５
ｙ７ｒＩ？以上で、前記二層めっき皮膜全体の付着量が
５〜ｚ５ｏｆ／ｍ’、そして、前記二層めろき皮膜全体
の錫含有率が２〜２５ｗｔ、％であること、更に必要に
応じて、 前記上層の鉛−錫合金めっき皮膜または上層の鉛めっき
皮膜上に、リン酸系水溶液浸漬により形成されたリン酸
塩皮膜を有することに特徴を有するものである。

以下、この発明の耐食性に優れた鉛−錫合金めっき鋼板
について詳述する。

この発明においては、先ず、清浄な鋼板表面上に電気め
っき、あるいは溶融めっきにより、下層のめつき皮膜と
して、通常の鉛−錫合金めっき皮膜を形成する。次に、
下層の鉛−錫合金めっき皮膜上に上層のめつき皮膜とし
て、下層の合金めっき皮膜の錫含有率よりも錫含有率が
少ない、その錫含有率の差が１ｗｔ％　　以上である鉛
−錫合金めっき皮膜、または、鉛めっき皮膜を、電気め
っきにより形成する。そして、これによって、下層の鉛
−錫合金めっき皮膜と上層の鉛−錫合金めっき皮膜また
は鉛めっき皮膜とからなる、ピンホールのない二層めっ
き皮膜を得るものである。

また、この二層めっき皮膜を有するめっき鋼板ヲリン酸
系水溶液に浸漬することにより、上層のめつき皮膜上に
主としてリン酸鉛からなる不動態皮膜を形成し、耐食性
によりすぐれためつき皮膜を得るものである。

ここで、上層の合金めっき皮膜の錫含有率が下層の合金
めっき皮膜の錫含有率よりも少なく、その錫含有率の差
がｌ　ｗｔ％　以上であるとは、第１図に示す二層めっ
き皮膜において、鋼板４表面上の下層めっき皮膜１の錫
含有率をχ１（ｗｔ　％　）、下層めっき皮膜１上の上
層めっき皮膜２の錫含有率をχ２　（Ｗｔ　％）とする
と、χ１−χ２≧１　であることを意味する。この発明
では、上記χ２が少なくなって零となること、即ち、上
述したように、上層めっき皮膜２が鉛めっき皮膜からな
ることも可能であるが、後述するように、二層めっき皮
膜３全体の錫含有率は２　ｖｒｔ％以上とするので、上
層の九もつき皮膜が鉛めっき皮膜である特別の場合にも
、上記のχ１−χ２≧１の関係は保たれている。

下層の鉛−錫合金めっき皮膜上に、下層の合金めっき皮
膜の錫含有率よりも錫含有率が少ない、その錫含有率の
差がｘｗｔ％　　以上である上層の鉛−錫合金めっき皮
膜、または、上層の鉛めっき皮膜を形成すると、これら
二層めっき皮膜によりピンホールを封孔できる理由は、
詳しくは不明であるが、次のように推定される。即ち、
上層の合金めっき皮膜の錫含有率が下層の合金めっき皮
膜の錫含有率よりも少ないと、上層の合金めっき皮膜は
、下層の合金めっき皮膜上よりも地鉄上に優先的に析出
し、その後に下層の合金めっき皮膜上に析出するため、
下層の合金めっき皮膜中に生じているピンホールが確実
に封孔される。従って、このようなことから、下層の錫
−鉛合金めっき皮膜上に、下層の合金めっき皮膜の錫含
有率よりも錫き有率が少ない、その錫含有率の差がｌ　
ｗｔ％　以上である上層の鉛°−錫合金めっき皮膜、ま
たは、上層の鉛めっき皮膜を形成すると、ピンホールの
発生が抑制された二層めっき皮膜が得られるものと考え
られる。

上層のめつき皮膜が鉛−錫合金めっき皮膜であり、その
錫含有率が下層の鉛−錫合金めっき皮膜の錫含有率より
少なくても、これらの間の錫含有率の差が１ｗｉ％未満
の場合、または、上層のめつき皮膜が鉛めっき皮膜でな
い場合には、下層の合金めっき皮膜中に生じているピン
ホールを封孔する効果が極端に低下し、ピンホールの発
生を抑えた良好な二層めっき皮膜が得られない。

下層の鉛−錫合金めっき皮膜と上層の鉛−錫合金めっき
皮膜または鉛めっき皮膜とからなる二層めっき皮膜全体
の錫含有率は、めっき鋼板の７・ンダ付は性を確保する
観点から２　ｗｔ％　以上とすることが必要である。即
ち、先の第１図において、下層めっき皮膜１の付着量を
υ、（ｆ／ｍ”）、上層めっき皮膜２の付着量を１□（
９／ｍ’）とすると、下層めっき皮膜ｌの錫含有率およ
び上層めっき皮膜２の錫含有率に先の記号χｒ　（ｗｔ
　％　）およびχ２（ｗｔ％　）を使って、（υ１χ、
＋ｗ２χ２）／（−、＋−２）≧２となることである。

二層めっき皮膜全体の錫含有率が２　ｗｔ％未満となる
と、めっき鋼板のハンダ付は性が著しく悪化する。二層
めっき皮膜全体の錫含有率の上限は、２５ｗｔ％とする
ことが好ましい。

これは、２５ｗｔ％を超えると、めっきのコストが増加
する割には、めっき鋼板の赤錆発生率、加工性およびハ
ンダ付は性等の向上効果が小さいからである。しかし、
錫含有率の上限は必ずしも２５ｗｔ％　に限定されるも
のではなく、２０ｗｔｔ％會厖えることも妨げられない
。

鉛−錫合金めっき皮膜または鉛めっき皮膜からなる上層
のめっき皮膜の付着量は、Ｏ，，０５ｙ／ｌｒｒ″以上
であることを要する。上層のめっき皮膜の付着量がｏ、
ｏｓｔｊ／？ｗｔ″未満であると少なすぎて、下層の鉛
−錫合金めっき皮膜中のピンホールを有効に封孔できな
い。二層めっき皮膜全体の付着量は５〜２５ｏｙ／ｌｒ
？　　とする。二層めっき皮膜全体の付着量が５１／Ｒ
未満では、地鉄全面をめっき皮膜で覆うことが困難にな
り、めっき鋼板の耐食性が劣化する。一方、２５ｏｙ／
ｌｒ？　を超えると、めっき鋼板の加工性が低下する。

二層めっき皮膜を有するめっき鋼板をリン酸系水溶液に
浸漬することにより、耐食性により優れためつき皮膜が
得られる理由は、上層のめっき皮膜上に主としてリン酸
鉛からなる皮膜が生成し、これが鉛−錫合金より反応性
に乏しく、不動態皮膜として働くからであると考えられ
る。二層めっき後におこなうリン酸系水溶液浸漬処理の
溶液は、リン酸根が０．５ｙｔ％　はど含有されたもの
であればよく、その他の浴成分、処理温度、処理時間に
無関係に必要な皮膜が得られる。

以上のような、この発明の鉛−錫合金めっき鋼板によれ
ば、鉛−錫合金めっきの長所である、湿潤環境での耐食
性の高さ、並びに、加工性、溶接性およびハンダ付は性
の良さを維持しつつ、従来の欠点であったピンホールの
発生を抑制でき、耐食性を一段と向上できる。

〔実施例〕

冷延鋼板（５ｐｃｃまたは５ＰＣＤ　）　　をアルカリ
電解によって脱脂し、硫酸水溶液°で酸洗し、水洗した
のち、この発明の範囲内の条件で、下層の鉛−錫合金め
っき皮膜を冷延鋼板の表面上に電気めっきまたは溶融め
っきにより形成し、そして、上層の鉛−錫合金めっき皮
膜または鉛めっき皮膜を下層の合金めっき皮膜上に電気
めっきにより形成し、本発明めっき鋼板Ｎ［１１〜３．
６〜１０．１５〜１Ｂおよび２２を得た。また、めっき
後にリン酸系水溶液浸漬処理を行なって、本発明めっき
鋼板Ｎ［Ｌ２１を得た。

比較のために、上層のめつき皮膜を形成しないか、上層
のめつき皮膜または上層および下層の二層のめっき皮膜
全体を、この発明の範囲外とした条件で、冷延鋼板の表
面上に同様にめっき皮膜を形成し、比較めっき鋼板１４
〜５．１１〜１４゜１９〜２０および２４を得た。また
、めっき後にリン酸系水溶液浸漬処理を行なって、比較
めっき鋼板随２３を得た。

これ等本発明めっき鋼板および比較めっき鋼板における
、上層めっき皮膜等の錫含有率の条件および塩水噴霧試
験結果等について、第１表および第２表に示す。

上層めっきおよび下層めっきの電気めっき条件は、共に
同一で、次の通りであった。

浴温度：２５°Ｃ１ 電流密度：　ｌ　〜８０Ａ／ｄｍ’− 下層めっきの溶融めっき条件は次の通りであった。

めっき浴：　ＳｎＯ〜１１　ｖｒｔ％のＰｂ−８ｎ。

フラックス：　　４０　ｗｔ％ＺｎＣＪ、２水溶液。

リン酸系°水溶液浸漬処理の条件は、次の通りであった
。

浸漬液ニリン酸３　ｗｔチ水溶液 液　温：５ｏ″Ｃ 処理時間：　２秒 塩水噴霧試験は、４８時間（第１表）、１０００時間（
第２表）おこない、１０１００Ｘ１００のサンプル中に
発生した赤錆の数で評価した。第１〜２表中、◎は赤錆
発生個数が０〜５個の範囲で耐食性が優秀であること、
○印は同じく６〜１０個の範囲で良好であること、Δ印
は同じく１１〜２０個の範囲で不良であること、そして
、Ｘ印は同じ＜２１〜１００個の範囲で劣悪であること
を示す。

第１表に示されるように、本発明めっき鋼板醜１〜３．
６〜１０．１５〜１８においては、めっき皮膜にピンホ
ールが発生するのを抑制できているために、４８時間の
塩水噴霧試験において優秀乃至良好な耐食性を示してお
り、また加工性、ノ・ンダ付は性も共に良好であった。

これに対し、比較めっき鋼板Ｎ１４〜５，１１〜１４．
１９〜２０においては、加工性およびハンダ付は性を失
なわずに、めっき皮膜にピンホールが発生するのを抑制
できていないために、４８時間の塩水噴霧試験において
劣悪乃至不良な耐食性を示すか、加工性またはノ・ンダ
付は性が不良であるかのいずれかの頂点があった。

第２表に示されるようζ二、本発明めっき鋼板亀２２に
おいては、めっき後にリン酸系水溶液浸漬処理を行なっ
ていないにもかかわらず、１０００時間もの塩水噴霧試
験において、良好な耐食性を示しており、また、本発明
めっき鋼板ＮＩＬ２１においては、めっき後にリン酸系
水溶液浸漬処理を行なって、リン酸塩皮膜を形成させて
いるので、１０００時間の塩水噴霧試験において、優秀
な耐食性を示している。

これに対し、比較めっき鋼板ｍ２３においては、１００
０時間の塩水噴霧試験において、劣悪な耐食性を示して
おり、また、比較めっき鋼板随２４においては、めっき
後にリン酸系水溶液浸漬処理を行なっているにもかかわ
らず、１０００時間の塩水噴霧試験において、不良な耐
食性を示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、めっき皮膜の
ピンホールの発生を抑えて、耐食性を向上させた鉛−錫
合金めっき鋼板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のめっき鋼板の二層めっき皮膜を示
す説明図である。図面において、１・・・下層めっき皮
膜、゛　２・・・上層めっき皮膜３・・・二層めっき皮
膜、　　４・・・鋼板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼板表面上に、下層の鉛−錫合金めつき皮膜と上層
   の鉛−錫合金めつき皮膜とからなる二層めつき皮膜を有
   し、前記上層の合金めつき皮膜の付着量が０．０５ｇ／
   ｍ＾２以上で、前記二層めつき皮膜全体の付着量が５〜
   ２５０ｇ／ｍ＾２、そして、前記上層の合金めつき皮膜
   の錫含有率が前記下層の合金めつき皮膜の錫含有率より
   も少なく、その錫含有率の差が１ｗｔ％以上で、前記二
   層めつき皮膜全体の錫含有率が２〜２５ｗｔ％であるこ
   とを特徴とする、耐食性に優れた鉛−錫合金めつき鋼板
   。 ２、前記上層の合金めつき皮膜上に、リン酸系水溶液浸
   漬により形成されたリン酸塩皮膜を有することを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の耐食性に優れた鉛−
   錫合金めつき鋼板。 ３、鋼板表面上に、下層の鉛−錫合金めつき皮膜と上層
   の鉛めつき皮膜とからなる二層めつき皮膜を有し、前記
   上層の鉛めつき皮膜の付着量が０．０５ｇ／ｍ＾２以上
   で、前記二層めつき皮膜全体の付着量が５〜２５０ｇ／
   ｍ＾２、そして、前記二層めつき皮膜全体の錫含有率が
   ２〜２５ｗｔ％であることを特徴とする、耐食性に優れ
   た鉛−錫合金めつき鋼板。 ４、前記上層の鉛めつき皮膜上に、リン酸系水溶液浸漬
   により形成されたリン酸塩皮膜を有することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第３項記載の耐食性に優れた鉛−錫
   合金めつき鋼板。