JP2000282288A - 被覆鋼材 - Google Patents

被覆鋼材

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性の高い被覆鋼材を提供する。鋼材2の
外周面に、Niめっき層3、Zn−Niめっき層4、C
uめっき層11、クロメート処理層5を順次積層して設
ける。Niめっき層3とZn−Niめっき層4との間に
設けられたCuめっき層11は、Niめっき層3に存在
するピンホールを封孔するとともに、Zn−Niめっき
層4の犠牲腐食作用を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は多層のめっき層を有
する被覆鋼材に係り、特に、配管等の自動車部品に好適
に用いることができる被覆鋼材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用の配管としては、例えば、燃料
配管、ブレーキ配管、冷房配管、パワーステアリング配
管、潤滑油配管、冷却水配管、油圧配管等があり、これ
らの配管には、耐食性及び強度上の面から複合めっきを
施した鋼管(以下「被覆管材」という)が使用されてお
り、その一例として図4のような構成のものが知られて
いる。この被覆管材1では、鋼管2の外周面に下層とし
てNiめっき層3を設け、このNiめっき層の外周面に
上層としてZn−Niめっき層4を設け、さらに、Zn
−Niめっき層の外周面に最上層としてクロメート処理
層5を設けている。
【0003】しかし、従来の被覆管材1は、長期間腐食
環境下で使用した場合、Niめっき層3に存在するピン
ホール直下部の鋼管2に腐食(赤錆)が発生する。そし
て、更に腐食が進むと、前記赤錆を起点として鋼管2の
厚さ方向に孔食が進行し、穴あき(管の機能が失われ
る)に至る場合もある。
【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、耐食性の高い被覆鋼材を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記従来の技術の課題を
解決するため、本発明による被覆鋼材は、下層としての
Niめっき層と、上層としてのZn−Niめっき層との
間に中間層としてCuめっき層を設けたことを特徴とす
るものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明による被覆鋼材の実
施形態を図1を参照して説明する。なお、以下において
は、被覆鋼材の一例として、鋼管の外周面に本発明によ
る多層めっきを施した被覆管材を例にとって説明する。
【0007】被覆管材10は、心材として鋼管2を有し
ている。この鋼管2の外周面上には下層としてのNiめ
っき層3が設けられている。また、このNiめっき層3
の外周面には、中間層としてのCuめっき層11が設け
られている。更に、このCuめっき層11の外周面に
は、上層としてZn−Ni合金めっき層4(以下、単に
「Zn−Niめっき層」と呼ぶこととする)が設けられ
ている。
【0008】Niめっき層3の膜厚は、好ましくは2〜
6μmの範囲に、更に好ましくは約3μmに設定され
る。また、Cuめっき層11の膜厚は、好ましくは0.
1μm以上、更に好ましくは0.5〜1μmの範囲に設
定される。また、Zn−Niめっき層4の膜厚は、好ま
しくは5〜20μmの範囲に、更に好ましくは約8μm
に設定される。
【0009】なお、Niめっき層3は無電解めっき法、
電気めっき法のいずれにより形成してもよい。無電解め
っき法によりNiめっき層3を形成する場合には、P
(燐)がNiめっき層3中に含まれるが、このようなN
i−P合金めっきも本願発明におけるNiめっきに含ま
れる。
【0010】また、Cuめっき層11は電気めっき法に
より形成される。Zn−Niめっき層4は電気めっき法
により形成される。
【0011】Zn−Ni層4の表面には、最上層として
クロメート処理層5(膜厚0.2〜0.3μ程度)が形
成されている。なお、クロメート処理層5の上に更に塗
膜等の被膜が設けられていてもよい。
【0012】本実施形態の被覆管材10は、中間層とし
てCuめっき層11を有しているため、以下のような理
由で腐食寿命が向上する。
【0013】(1)付き回りの良いCuめっき層11
が、Niめっき層3に存在するピンホールを封孔するた
め、水、塩水、酸性水等の腐食物質が、鋼管2の表面に
到達することを防止、若しくは遅延させることができ
る。このため、鋼管2の表面に腐食(赤錆)が発生する
までの時間、ひいては被覆管材10の外観面にピット状
の赤錆が現れるまでの時間を大幅に遅延させることがで
きる。
【0014】(2)CuはNiより貴であるため、Ni
めっき層3とZn−Niめっき層4との間にCuめっき
層11を設けることにより、Niめっき層4上に直接Z
n−Niめっき層4を設けた場合に比べて、Zn−Ni
めっき層4とこれの直下の層との間の腐食電位差が増大
する。このため、鋼管2が腐食して被覆管材10の外観
面に赤錆が現れた状態においても、当該赤錆発生ポイン
トに対応するZn−Niめっき層4の犠牲腐食領域が広
がることになるため、孔食の進行を大幅に遅らせること
ができる。
【0015】更に、Cuめっき層11は軟らかく延性が
高いため、Niめっき層3とZn−Niめっき層4との
間の緩衝層として機能する。このため、表面処理層の衝
撃密着性(特に低温衝撃密着性)を向上させることがで
きる。
【0016】なお、図1に示す実施形態においては、鋼
管2の外表面上に直接Niめっき層3が設けられていた
が、本発明の実施形態はこれに限定されるものではな
い。すなわち、例えば図2に示すように、外表面に銅層
6(この銅層6もCuめっき層であるが、Cuめっき層
11と区別するため別の名称で呼ぶこととする)が予め
設けられた鋼管2を心材として用いて、この鋼管2の外
周面の銅層6上に、Niめっき層3、Cuめっき層1
1、Zn−Niめっき層4及びクロメート処理層5を順
次形成することにより被覆管材10を構成してもよい。
この場合も、図1に示す実施形態と同様の効果が得られ
る。すなわち、Niめっき層3、Cuめっき層11、Z
n−Niめっき層4を順次重層させることにより得られ
る上記の腐食寿命向上効果を損なうものでなければ、N
iめっき層3と鋼管2の外表面との間に銅層6等の別の
層を設けてもよい。
【0017】また、上記の説明においては、鋼管の外周
面上に複合めっきを設けた例について説明したが、本発
明による複合めっきは、平板状の鋼板、鋼材を溶接して
なる構造物、ボルト、ナット等のブロック状の鋼材等、
さまざまな鋼材の防食めっきとして適用することが可能
である。
【0018】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
【0019】実施例として、SPCC(JIS規格に規
定する低炭素冷間圧延鋼板)の平板(厚さ0.69m
m)を準備し、この表面に本発明による多層めっきを施
した。具体的には、まず、鋼板に無電解めっき法により
膜厚3.1μmのNiめっき層を形成した。Niめっき
層は、エニパックOLCプロセス(荏原ユージライト
(株))を用い、浴温度90℃で20分間めっき液に浸
漬することにより形成した。次に、電気めっき法によ
り、膜厚0.8μmのCuめっき層を形成した。ここで
はめっき液としてCuCNを25g/l、NaCNを4
0g/l含有するものを用い、電流密度2A/dm2
浴温度35℃、処理時間100秒にて、Cuめっき層を
形成した。次に、電気めっき法により、膜厚7.4μm
のZn−Niめっき層を形成した。ここではめっき液と
してストロンNiジンク(日本表面化学(株))を用
い、電流密度4A/dm2、浴温度23℃、処理時間2
2分にて、Zn−Niめっき層を形成した。次に、浴温
度25℃、濃度30ml/lのZNC−980(日本表面
化学(株))を含む処理液中に40秒間浸漬することに
よりクロメート処理層を形成した。
【0020】一方、比較例として、上記と同じ条件で、
鋼板上に膜厚3.2μmのNiめっき層を形成し、次い
でその上に膜厚7.7μmのZn−Niめっき層を形成
し、更にその上にクロメート処理層を形成した。
【0021】実施例の試験片と比較例の試験片に対して
複合サイクル腐食試験を行った。この複合サイクル腐食
試験は、順次行われる(1)塩水噴霧、(2)60℃で
の熱風乾燥、(3)50℃湿度95%での湿潤環境下へ
の放置、を1サイクル(1サイクルは24時間)として
このサイクルを繰り返すことにより行った。
【0022】その結果を図3のグラフに示す。図3のグ
ラフにおいて、横軸はサイクル数、縦軸は、試験片の評
価面の全表面積に対する白錆および赤錆が占める面積を
示している。図3に示すように、白錆の発生量は、実施
例および比較例でほぼ同等である。これは白錆発生量
が、Zn−Niめっき層自体の耐食性に依存するからで
ある。これに対して、赤錆の発生量は、実施例の方が比
較例に対して大幅に少ない。比較例においては、30サ
イクル目から赤錆の発生が確認されているのに対して、
実施例においては、50サイクル目から赤錆の発生が確
認されている。また、赤錆発生後の赤錆面積の増大も実
施例の方が比較例よりも大幅に少ない。90サイクル終
了後における赤錆面積比は、比較例では80%であるの
に対して実施例では15%であった。
【0023】また、90サイクル終了後における孔食の
進行状況についても確認を行った。孔食の進行状況は、
試験片を切断した後、光学顕微鏡にて鋼材の残存肉厚を
確認することにより行った。この確認は、実施例、比較
例とも3枚ずつの試験片を抜き取り、各試験片において
赤錆が発生している箇所18点を抽出して測定し、その
平均値をとることにより行った。
【0024】実施例においては、各試験片における残存
肉厚の平均は、0.37mm、0.57mm、0.44
mmであった。一方、比較例においては、各試験片にお
ける残存肉厚の平均は、0.27mm、0.02mm、
0.00mm(穴あき発生)であった。
【0025】以上の試験結果より、本発明による多層め
っきを施した被覆鋼材は、耐赤錆性、耐孔食性とも、従
来のものより大幅に優れていることが確認できた。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐食性の高い被覆鋼材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による被覆鋼材の一実施形態を示す部分
断面図。
【図2】本発明による被覆鋼材の他の実施形態を示す部
分断面図。
【図3】複合サイクル腐食試験の結果を示すグラフ。
【図4】従来の被覆管材の部分断面図。
【符号の説明】 2 鋼からなる基材 3 Niめっき層 4 Zn−Niめっき層 5 クロメート層 6 銅層 11 Cuめっき層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼からなる基材と、 前記基材上に形成されたNiめっき層と、 前記Niめっき層上に形成されたCuめっき層と、 前記Cuめっき層上に形成されたZn−Niめっき層
    と、を備えてなる被覆鋼材。
  2. 【請求項2】前記基材の表面に銅層が設けられ、 前記Niめっき層は前記銅層上に形成されていることを
    特徴とする、請求項1に記載の被覆鋼材。
  3. 【請求項3】前記Niめっき層は、前記基材の表面に直
    接形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の
    被覆鋼材。
  4. 【請求項4】前記Niめっき層は、無電解めっき法によ
    り形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の
    被覆鋼材。
  5. 【請求項5】前記Niめっき層は、電気めっき法により
    形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の被
    覆鋼材。
  6. 【請求項6】前記Zn−Niめっき層上にクロメート処
    理層が設けられていることを特徴とする、請求項1に記
    載の被覆鋼材。
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