JP2001020078A - 耐穴あき性に優れた亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主に自動車車体用鋼板として供される亜鉛め
っき鋼板の、特に耐穴あき性を向上させる。 【解決手段】 この発明の亜鉛めっき鋼板は、鋼板表面
上に、所定付着量の亜鉛めっき層、0.5 〜3.0 g/m²であ
るりん酸亜鉛系皮膜及びMg−りん酸化合物層を順次積層
形成し、該りん酸亜鉛系皮膜中に、Mgを0.5 〜10.0重量
％、Niを0.5 〜2.0 重量％及びMnを３〜８重量％を含有
し、かつMnとNiの含有量が所定の関係式を満足すること
を特徴とする。また、上記亜鉛めっき鋼板の製造方法
は、亜鉛めっき鋼板にNi、Mn及びMgを含むりん酸亜鉛処
理液を用いてりん酸亜鉛系処理を施した後、りん酸によ
ってｐＨを1.5 〜2.7 の範囲に調整したMgイオン： 2〜
30ｇ／Ｌを含有する水溶液を塗布し、乾燥させることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主に自動車車体
用鋼板として供され、プレス加工性、溶接性、電着塗装
性、塗料密着性の性能を犠牲にすることなく、電着塗装
後の耐穴あき性さらには無塗装での耐穴あき性を格段に
向上させた亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛系のめっきを施した鋼板は、自動車
車体の車体強度が長期間の腐食環境下での使用によって
低下するのを防ぐために広く使用されており、わが国に
おいては、主として亜鉛合金めっきである亜鉛−ニッケ
ル合金めっき鋼板と亜鉛−鉄合金めっき鋼板が使用され
ている。

【０００３】これら亜鉛系合金めっきは、亜鉛とNiやFe
を合金化させることによって、高耐食性を鋼板に付与す
ることができるものの、合金化による次に示す生産上の
問題点がある。

【０００４】亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板は、電気め
っき法によって製造されるが、Niが高価であるためコス
トが高くなり、また、Ni含有量を極めて狭い範囲（通常
12±１重量％）に制御せねばならず製造し難いという問
題点がある。

【０００５】亜鉛−鉄合金めっき鋼板は、電気めっき法
と溶融めっき法のいずれかの方法によって製造すること
ができるが、一般には、溶融めっき法によって製造され
ることが多い。

【０００６】しかしながら、亜鉛−鉄合金めっき鋼板を
電気めっき法によって製造する場合には、上述した亜鉛
−ニッケル合金めっき鋼板と同様に亜鉛めっき層中の鉄
含有率を極めて狭い範囲に制御する合金制御が困難であ
ることに加えて、めっき液中のFe²⁺イオンが酸化しやす
く、これによりめっきが不安定となり製造に困難が伴
い、結果的にコストが高くなるという問題がある。

【０００７】また、亜鉛−鉄合金めっき鋼板を溶融めっ
き法によって製造する場合には、鋼板表面に溶融した亜
鉛を被着させた後に、高温に保持して鋼板と亜鉛を合金
化させる必要があるが、合金化させるための温度及び時
間や溶融亜鉛めっき浴中のAlの影響などによって、均一
な合金めっき層を製造することが困難であり品質が安定
しないという問題がある。さらにこれらの結果としてコ
ストが高くなる。以上示したように、亜鉛系合金めっき
は製造が困難であり、さらにコストが高くなるという問
題を有している。

【０００８】一方、亜鉛のみをめっきした亜鉛めっき鋼
板は、コストを低く電気めっき法又は溶融めっき法のい
ずれでも製造することができるが、自動車車体に使用さ
れることは希であった。この理由は、亜鉛めっきのみで
は耐食牲が不十分であり、とりわけ、亜鉛めっき鋼板を
長期間にわたって腐食環境下に曝した場合に、腐食によ
って鋼板の穴あきが生じ易く、車体の強度保証上問題が
あるためである。また、溶接時に電極に多量の亜鉛が蓄
積されやすく、電極の寿命を短くしてしまうといった問
題やプレス加工性が悪いといった問題があった。

【０００９】ところで、自動車車体の製造では鋼板又は
めっき鋼板をプレス加工した後に溶接し、さらに化成処
理、電着塗装、スプレー塗装を順次施してから自動車車
体として使用される。

【００１０】また、自動車車体において、腐食により最
も穴あきを生じ易い部分は、ドアの下部であると一般に
言われている。この理由は、ドア下部は、その内部に窓
の隙間等を通じて侵入した水が溜まり易い構造になって
おり、腐食の進行速度が他の車体部分に比べて速くなる
傾向があるからである。

【００１１】そして、ドアの下部は、化成処理と電着塗
装については廻り込むものの、その後に行われるスプレ
ー塗装では隙間が狭いために塗料がまわらず、スプレー
塗装による防食効果は期待できないことから、電着塗装
後の耐穴あき性が重要となる。また、その中でも最も腐
食環境の厳しい袋構造部において、電着塗装も行き渡ら
ず、そのまま腐食環境にさらされる。従って耐穴あき性
は、電着塗装されない場合（無塗装）での性能と、電着
塗装のみ施された場合（電着塗装後）の両方の性能とが
重要である。

【００１２】ここで、亜鉛めっき鋼板の耐食性を向上さ
せる方法として、亜鉛めっき上に、Mgを含有する皮膜を
形成する技術が開示されている。

【００１３】例えば、特開平１−３１２０８１号公報に
は、電気亜鉛めっき層上に0.1 重量％以上のMgを含有す
るりん酸塩皮膜を形成した表面処理金属材料が開示され
ているが、Mgのみを含有するりん酸塩皮膜を形成した表
面処理金属材料は、塩水噴霧試験での錆発生については
抑制効果があるものの、自動車車体の実際の腐食と結果
がよく一致する複合サイクル腐食試験での耐穴あき性に
ついては不十分である。

【００１４】また、特開平３−１０７４６９号公報に
は、電気亜鉛系めっき層上にMgを１〜７％含有するりん
酸塩皮膜を形成させた材料が開示されているが、この場
合にも、りん酸塩皮膜中にMgのみを含有するため、塩水
噴霧試験での錆発生については抑制効果があるものの、
自動車車体の実際の腐食と結果がよく一致する複合サイ
クル腐食試験での耐穴あき性については不十分である。

【００１５】さらに、特開平７−１３８７６４号公報に
は、亜鉛含有金属めっき層の表面上に、亜鉛とりんとを
重量比（亜鉛／りん）2.504 ：１〜3.166 ：１で含み、
且つ、鉄、コバルト、ニッケル、カルシウム、マグネシ
ウム及びマンガンから選ばれた１種以上の金属を0.06〜
9.0 重量％の含有率で含有するりん酸亜鉛複合皮膜を形
成した亜鉛含有金属めっき鋼板が開示されているが、こ
のめっき鋼板は、自動車車体製造時の高速プレス加工性
については優れているものの、耐食性については考慮さ
れておらず耐穴あき性が十分ではない。

【００１６】さらにまた、特公昭55−51437 号公報に
は、重りん酸マグネシウムと縮合りん酸塩あるいはホウ
素化合物を含む水溶液で処理し150 〜500 ℃で熱処理す
る方法が開示されているが、この方法では、塩水噴霧試
験での耐食性は改善するものの、電着塗装後では腐食湿
潤環境下における塗料密着性が悪いために耐食性が悪
く、耐穴あき性が不十分である。

【００１７】加えて、特開平４−246193号公報には、亜
鉛めっき上にマグネシウム酸化物やマグネシウム水和酸
化物を10〜5000mg／ｍ² 付着させることが開示されてい
るが、この方法でも、塩水噴霧試験での耐食性は改善す
るものの、電着塗装後では腐食湿潤環境下における塗料
密着性が悪いために塗装後の耐食性が悪く、耐穴あき性
が不十分である。

【００１８】また、特開昭58−130282号公報には、亜鉛
めっきに化成処理を行った後にMgを10〜10000ppm含有水
溶液を接触させる方法が開示されているが、この方法で
は、亜鉛めっき上に化成処理が施されているので、塗装
密着性は向上しているものの、通常のMg塩（塩化物、硫
酸塩、酸化物等）を使用しているため、電着塗装後及び
無塗装での耐穴あき性は不十分である。

【００１９】さらにまた、特開昭59−130573号公報に
は、りん酸塩処理後に鉄イオンとマグネシウムイオンを
総量で５〜9000ppm 含有するｐＨ２以上の水溶液に接触
させる方法が開示されているが、この方法では、亜鉛め
っき上にりん酸塩処理が施されているので、塗装密着性
は向上しているものの、処理液中に鉄イオンを含んでい
るため、電着塗装後及び無塗装での耐穴あき性は不十分
である。

【００２０】加えて、特開昭57−177378号公報には、り
ん酸塩皮膜を形成せしめた後、りん酸塩等の酸化型イン
ヒビターや、マグネシウム塩等の沈殿型インヒビターを
含有する水溶液を付着、乾燥させる塗装前処理法が開示
されているが、りん酸塩皮膜の主成分がりん酸鉄、りん
酸亜鉛、りん酸鉄亜鉛、りん酸カルシウム等であり、ま
た、その後に付着させる水溶液がりん酸塩、マグネシウ
ム塩の単純水溶液であるため、電着塗装後及び無塗装で
の耐穴あき性が不十分である。

【００２１】よって、上述したように、亜鉛系合金めっ
きはコスト高である。一方、コストの低い亜鉛めっきを
自動車車体に使用すると耐食性が問題となる。そこで亜
鉛めっきの耐食性を向上させるために、種々の試みがな
されている。その中でMgを含有する皮膜を亜鉛めっき層
上に形成する技術が開示されているが、十分な電着塗装
後及び無塗装での耐穴あき性を得ることは難しい。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、主
に自動車車体用鋼板として供される表面処理鋼板であっ
て、プレス加工性、溶接性、電着塗装性、塗装密着性の
性能を犠牲にすることなく、電着塗装後の耐穴あき性さ
らには無塗装での耐穴あき性に優れた亜鉛めっき鋼板及
びその製造方法を安価に提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記問題点
を解決すべく検討を重ねた結果、鋼板表面上に、所定付
着量の亜鉛めっき層及びりん酸亜鉛系皮膜を順次積層形
成し、りん酸亜鉛系皮膜中のMg、Ni及びMnの含有量の適
正化を図るとともに、前記りん酸亜鉛系皮膜上に所定Mg
付着量のMg−りん酸化合物層を形成することによって、
プレス加工性、溶接性、電着塗装性、塗料密着性等の他
の性能を犠牲にすることなく、電着塗装後及び無塗装で
の耐穴あき性を飛躍的に向上できることを新規に見出
し、この発明を完成させるに至った。

【００２４】即ち、この発明の亜鉛めっき鋼板は、鋼板
表面上に、片面当たりの付着量が20〜60g/m²である亜鉛
めっき層と、片面当たりの付着量が0.5 〜3.0 g/m²であ
るりん酸亜鉛系皮膜とを順次積層形成し、該りん酸亜鉛
系皮膜中に、Mgを0.5 〜10.0重量％、Niを0.5 〜2.0 重
量％及びMnを３〜８重量％を含有し、かつMnとNiの含有
量が下記(1) の関係式を満足し、さらに、前記りん酸亜
鉛系皮膜上に、片面当たりのMg付着量が金属Mg換算で0.
05〜0.50g/m²であるMg−りん酸化合物層を形成すること
を特徴とする。

【００２５】 記 〔Ni〕×1.8 ＋0.7 ≦〔Mn〕≦〔Ni〕×11.4 ------ (1) 但し、〔Mn〕はMn重量％、〔Ni〕はNi重量％である。

【００２６】また、この発明の亜鉛めっき鋼板の製造方
法は、亜鉛めっき鋼板にNi、Mn及びMgを含むりん酸亜鉛
処理液を用いてりん酸亜鉛系処理を施した後、りん酸に
よってｐＨを1.5 〜2.7 の範囲に調整したMgイオン： 2
〜30ｇ／Ｌを含有する水溶液を塗布し、乾燥することを
特徴とする。

【００２７】尚、前記水溶液中のMgイオンの供給源は、
酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、次亜りん酸マ
グネシウム、りん酸水素マグネシウム、りん酸三マグネ
シウム及びホウ酸マグネシウムの１種又は２種以上であ
ることが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明を上記発明特定事
項に限定した理由を説明する。 (1) 亜鉛めっき層 片面当たりの付着量：20〜60g/m² 亜鉛めっき層は、片面当たりの付着量を20〜60g/m²とす
る。前記付着量が20g/m²未満だと耐穴あき性が不十分で
あり、また、60g/m²超えだと耐穴あき性は十分である
が、大量の亜鉛めっきを付着させることはコスト性を悪
化させるばかりでなく、プレス加工性や溶接性を劣化さ
せることになるからである。

【００２９】(2) りん酸亜鉛系皮膜 (i) 片面当たりの付着量：0.5 〜3.0g/m² りん酸亜鉛皮膜は、片面当たりの付着量が0.5 〜3.0g/m
² の範囲とする。前記付着量が0.5g/m² 未満だと、その
後に形成されるMg−りん酸化合物との密着性が劣り、耐
穴あき性が不十分であり、また、3.0g/m² を超えると、
耐穴あき性は十分に得られるが、皮膜形成に長時間を要
しコストがかさむだけでなく、表面の摩擦抵抗が大きく
なってプレス加工性が劣化するからである。 (ii)りん酸亜鉛系皮膜中の成分組成 Mg：0.5 〜10.0重量％、Ni：0.5 〜2.0 重量％、Mn：３
〜８重量％、かつ、〔Ni〕×1.8 ＋0.7 ≦〔Mn〕≦〔N
i〕×11.4を満足することりん酸亜鉛系皮膜中の成分組
成は、Mgを0.5 〜10.0重量％、Niを0.5 〜2.0 重量％、
Mnを３〜８重量％とし、かつ、〔Ni〕×1.8 ＋0.7 ≦
〔Mn〕≦〔Ni〕×11.4の関係式を満足することが必要で
ある。

【００３０】以下、りん酸亜鉛系皮膜中の成分組成を上
記範囲に限定するに至るまでの経緯を説明する。自動車
車体の製造工程では、プレス加工後に溶接等で組み上げ
られたボディを化成処理し、さらに電着塗装、スプレー
塗装するのが一般的であるが、腐食によって穴あきに至
りやすい箇所では、スプレー塗装が十分に乗らず、この
塗装による防食作用は期待できないことから、電着塗装
後の耐穴あき性が特に重要となる。

【００３１】化成処理と上記各塗装を順次行った亜鉛め
っき鋼板を腐食環境下に曝すと、腐食環境中の水分によ
って化成処理皮膜が復水（吸着水あるいは結合水を持つ
ようになる）して、塗膜膨れを生じやすくなり、その結
果、腐食進行が速くなる傾向がある。

【００３２】このため、自動車用の亜鉛めっき鋼板で
は、その化成処理（りん酸亜鉛）皮膜中にNiやMnを含有
させることで、この復水を防ぎ、電着塗装後の耐食性を
改善することが一般に行われている。

【００３３】また、りん酸亜鉛皮膜中にMgを含有させる
と、耐食性が向上することも知られている。

【００３４】発明者らは、りん酸亜鉛皮膜中にMgとNi、
Mnとを含有させることができれば、Mgの耐食性向上効果
と、Ni及びMnの塗膜膨れ防止効果の双方の相乗効果によ
って、電着塗装後の耐食性、特に耐穴あき性を向上でき
ると考えて鋭意検討を行った。

【００３５】その結果、りん酸亜鉛皮膜中に所定量以上
のMgを含有させると、適正量のNi、Mnを前記皮膜中に含
有させることができず、反対に、りん酸亜鉛皮膜中に所
定量以上のNi、Mnを含有させると、適正量のMgを前記皮
膜中に含有させることができず、よって、いずれにして
も、りん酸亜鉛皮膜中にMgとNi、Mnとの双方を適正量含
有させることが現状では困難であり、十分な耐穴あき性
が得られないことが分かった。

【００３６】そこで、発明者らは、りん酸亜鉛皮膜中の
MgとNi、Mnとの双方を適正に含有させるための検討をさ
らに進めた結果、Mgを0.5 〜10.0重量％の範囲に限定す
れば、塗膜膨れ防止効果が発揮できる量のNiとMnを含有
させることが可能となり、加えて、NiとMnの含有量の適
正化を図ることによって、特に電着塗装後の耐穴あき性
が向上することを見出した。

【００３７】即ち、りん酸亜鉛系皮膜中のMg含有量を0.
5 〜10.0重量％の範囲に限定したのは、Mg含有量が上記
範囲よりも少ないと、耐穴あき性が十分に得られず、一
方、上記範囲よりも多いと、Ni及びMnを塗膜膨れ防止効
果が発揮できる程度の量を含有させることができないた
め、腐食環境下での塗膜膨れが大きくなって耐穴あき性
が不十分となるからである。

【００３８】また、図１に示すようにNi含有量を0.5 〜
2.0 重量％の範囲、Mn含有量を３〜８重量％の範囲、か
つ、〔Ni〕×1.8 ＋0.7 ≦〔Mn〕≦〔Ni〕×11.4の関係
式を満足すること、即ち、NiとMnの含有量を図１に示す
適正範囲に限定したのは、りん酸亜鉛系皮膜中のNi含有
量が0.5 重量％未満、及びMn含有量が３重量％未満であ
ると、腐食環境下での塗膜膨れが大きくなって耐穴あき
性が十分に得られないからであり、一方、Ni含有量が2.
0 重量％超え、及びMn含有量が８重量％超えであると、
りん酸亜鉛皮膜中にMgを上述した適正含有範囲の下限値
である0.5 重量％以上含有させることが極めて困難にな
り、結局、耐穴あき性が十分に得られないからである。

【００３９】さらに、Mn重量％が｛〔Ni〕×1.8 ＋0.7
｝未満だと、腐食環境下での塗膜膨れが大きくなって
耐穴あき性が不十分であり、一方、Mn重量％が｛〔Ni〕
×11.4｝よりも大きいと、りん酸亜鉛皮膜中にMgを0.5
重量％以上含有させることが極めて困難になり、結局、
耐穴あき性が十分に得られないからである。

【００４０】よって、この発明では、鋼板表面上に、所
定付着量の亜鉛めっき層及びりん酸亜鉛系皮膜を順次積
層形成するとともに、りん酸亜鉛系皮膜中のMg、Ni及び
Mnの含有量の適正化を図ることを必須の発明特定事項と
した。しかしながら、この構成だけでは、電着塗装も付
き回らない袋構造部のような使用条件下では、耐穴あき
性が十分ではない場合があった。つまり無塗装での耐穴
あき性が不充分であった。

【００４１】そこで、発明者らがさらに検討を行ったと
ころ、上記構成に加えて、さらに前記りん酸亜鉛系皮膜
上に所定Mg付着量のMg−りん酸化合物層を形成するこ
と、具体的には、片面当たりのMg付着量が金属Mg換算で
0.05〜0.50g/m²であるMg−りん酸化合物層を形成するこ
とによって、他の性能を犠牲にすることなく、無塗装で
の耐穴あき性をも飛躍的に向上できることを新規に見出
し、この発明を完成させるに至ったのである。

【００４２】(3) Mg−りん酸化合物層 Mg−りん酸化合物層は、片面当たりのMg付着量が金属Mg
換算で0.05〜0.50g/m²であることが必要である。前記Mg
付着量が前記範囲よりも少ないと、無塗装での耐穴あき
性が十分に得られなくなるからである、また、前記Mg付
着量を前記範囲よりも多くしても、必要以上のMg等の使
用によるコストの増加を招くだけであって、それ以上の
無塗装での耐穴あき性の向上効果は期待できないからで
ある。また、りん酸の付着量はMgイオンの供給源により
変化すること、さらに無塗装での耐穴あき性への効果は
Mgが大であることから特に規定は設けない。

【００４３】(4) 亜鉛めっき鋼板の製造方法 次に、この発明に従う亜鉛めっき鋼板の製造方法につい
て説明する。

【００４４】まず、鋼板表面上に亜鉛めっき層を形成す
る。上記亜鉛めっき層は、公知の電気めっき法及び溶融
めっき法のいずれかのめっき方法によって形成すればよ
い。

【００４５】尚、各めっき法によって形成した亜鉛めっ
き層は、亜鉛めっき層中にSn、Ni、Fe、Al等の不可避的
不純物が混入するのが一般的であるため、この発明で
は、これらの不純物を不可避的に混入した亜鉛めっき層
も対象とする。この場合、亜鉛めっき層中の上記不可避
的不純物の各含有量は１重量％以下であることが好まし
い。

【００４６】上記亜鉛めっき層を形成した後、Ni、Mn及
びMgを含むりん酸亜鉛処理液を用いてりん酸亜鉛系処理
を施して、亜鉛めっき層上にりん酸亜鉛系皮膜を形成す
る。

【００４７】りん酸亜鉛系皮膜の形成は、例えば表１に
示すりん酸亜鉛処理条件にて処理液中に浸漬処理あるい
は処理液をスプレー処理する。このりん酸亜鉛系処理の
前には常法による脱油処理、表面調整処理を行うことが
好ましい。

【００４８】そして、上記りん酸亜鉛系皮膜を形成した
後、この皮膜上にさらにMg−りん酸化合物層を形成す
る。

【００４９】Mg−りん酸化合物層の形成は、Mgイオンと
りん酸イオンからなる水溶液を塗布する方法によって行
うことができるが、りん酸亜鉛系皮膜との密着良く被着
するため、りん酸によってｐＨを1.5 〜2.7 の範囲に調
整したMgイオン： 2〜30ｇ／Ｌを含有する水溶液を塗布
し、乾燥する。これは鋼板温度が80〜250 ℃となる条件
で乾燥することが好ましい。

【００５０】前記水溶液の塗布は、スプレー、浸漬、ロ
ールコート、バーコート等の一般的な塗布方法によって
行えばよい。

【００５１】前記水溶液中のMgイオンの供給源は、酸化
マグネシウム、水酸化マグネシウム、次亜りん酸マグネ
シウム、りん酸水素マグネシウム、りん酸三マグネシウ
ム及びホウ酸マグネシウムの１種又は２種以上とするこ
とが好ましい。

【００５２】尚、上記Mgイオン供給源を含む水溶液中の
ｐＨ調整をりん酸で行うこととしたのは、前記水溶液を
りん酸との混合液にすることによって、下地のりん酸亜
鉛系皮膜との結合性が高まるとともに、一部りん酸亜鉛
結晶の隙間に存在する下層の亜鉛めっき層の部分と反応
して密着力も高められ、これが、耐穴あき性の向上に有
利に作用するからである。

【００５３】また、水溶液中のｐＨを1.5 〜2.7 の範囲
に限定したのは、ｐＨが1.5 未満だと、下地層が溶解す
るようになり、外観や耐食性が劣化するからであり、ま
た、ｐＨが2.7 よりも大きいと、Mgが水酸化物として沈
殿しやすくなるからである。

【００５４】さらに、前記水溶液中のMgイオン濃度を 2
〜30ｇ／Ｌとしたのは、Mgイオン濃度が２ｇ／Ｌ未満だ
と、Mg付着量が少なく耐穴あき性が不十分であるからで
あり、また、Mgイオン濃度が30ｇ／Ｌ超えだと、Mg付着
量が多すぎるばかりでなく水溶液中に沈殿が生じやすく
なるからである。

【００５５】加えて、前記塗布後の乾燥を鋼板温度が80
〜250 ℃となる条件で行うことが好ましいのは、80℃未
満では乾燥に長時間を要することになるからであり、ま
た、250 ℃よりも高いと、Mg−りん酸化合物層が酸化し
て、酸化マグネシウムを生じやすくなるからである。

【００５６】以上のことから、この発明では、上記構成
を採用することととし、これによって、亜鉛めっき鋼板
に優れた電着塗装後、さらには無塗装での耐穴あき性を
付与することができる。

【００５７】尚、上述したところは、この発明の実施形
態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の
変更を加えることができる。

【００５８】

【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。
表３に示すめっき法を用いて、表２に示す付着量の亜鉛
めっき層を有する各亜鉛めっき鋼板に、表１に示す条件
で浸漬法によるりん酸亜鉛系処理を行うことによって、
表２に示す付着量及びNi、Mn及びMgの含有量を有するり
ん酸亜鉛系皮膜をそれぞれ形成した。尚、りん酸亜鉛系
処理の前には必要に応じて脱油処理を行った後、通常の
表面調整処理を行った。

【００５９】次いで、りん酸亜鉛系皮膜を形成した後、
バーコーター塗装法にて、Mgイオンとりん酸を含む水溶
液を塗布し、電気炉で最高到達板温100 ℃になるように
乾燥することによって、表２に示すMg付着量のMg−りん
酸化合物層を形成した。尚、前記Mg−りん酸化合物層の
形成条件については表３に示す。かくして得られた亜鉛
めっき鋼板について、以下に示す各種試験を行って、諸
特性を評価した。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】(1) 耐穴あき性（無塗装耐食性） 上記各亜鉛めっき鋼板から採取した試料を165 ℃×25分
間で空焼きした後、下記に示すサイクルを１日１回、10
日間繰り返し行って、10日後の赤錆発生面積率を調査し
た。調査結果については、赤錆発生面積率が50％未満で
ある場合を可（○）及び赤錆発生面積率が50％以上であ
る場合を不可（×）として２段階で評価した。その評価
結果を表３に示す。

【００６４】記 塩水噴霧（35℃,6h) → 乾燥（50℃,3h) → 湿潤
（50℃,14h） →放置（35℃,1h)

【００６５】(2) 耐穴あき性（塗装後耐食性） 上記各亜鉛めっき鋼板は、自動車車体製造工程に準じ
て、通常のアルカリ脱脂、次いで表面調整を行った後、
りん酸塩処理液ＳＤ2500（日本ペイント株式会社製）に
２分間浸漬した。その後、電着塗料（日本ペイント株式
会社製のＶ−20、浴温：28〜30℃）を用いて電着電圧25
0 Ｖで電着塗装を施し、165 ℃で20分間焼付けして電着
塗膜（膜厚：10μm ）を形成させた。電着塗装後のサン
プルは、ナイフによるクロスカットを入れた後、下記に
示す複合サイクル腐食試験を１日１回、100 日間繰り返
し行い、最大腐食深さを測定し、この測定値から耐穴あ
き性を評価した。その評価結果を表３に示す。

【００６６】記 塩水噴霧（35℃,6h) → 乾燥（50℃,3h) → 湿潤
（50℃,14h） →放置（35℃,1h)

【００６７】(3) 電着塗装性 上記(2) と同様に化成処理（りん酸塩処理）及び電着塗
装（膜厚：15μm ）を行った後の表面処理鋼板につい
て、ピンホール状の電着塗膜欠陥（ガスピン又はクレー
ター）等の発生の有無を観察した。そして、電着塗膜欠
陥の発生がない場合を良（○）、電着塗膜欠陥の発生が
１個／cm² 以上３個／cm² 未満の場合を可（△）及び電
着塗膜欠陥の発生が３個／cm² 以上の場合を（×）とし
て評価した。その評価結果を表３に示す。

【００６８】(4) 塗料密着性 塗料密着性は、耐水二次密着性試験により評価した。上
記のりん酸塩処理液ＳＤ2500による化成処理、次いで電
着塗装した後の鋼板に、自動車用中塗り塗装ＯＴＯ−87
0 Ｈ（日本ペイント株式会社製）と自動車用上塗り塗装
ＯＴＯ650 （日本ペイント株式会社製）をそれぞれ40μ
ｍの厚さで塗布し、50℃の純水に10日間浸漬した後に取
り出し、直ちにカッターで２mm幅の碁盤目状にキズを入
れテープ剥離する試験を行い、塗膜の剥離状況を観察し
た。そして、剥離試験後の塗膜残存率が95〜100 ％であ
る場合を良（○）、同塗膜の残存率が85％以上95％未満
である場合を可（△）及び同塗膜残存率が85％未満であ
る場合を不可（×）として評価した。その評価結果を表
３に示す。

【００６９】(5) プレス加工性 上記各表面処理鋼板を100mm のブランク径に打ち抜き、
ポンチ径50mmφ、ダイス径52mmφでしわ押さえ圧１ｔ、
ポンチスピード120mm ／分で円筒プレス加工を行い、加
工面（円筒側面）の損傷程度を目視にて「○」と「×」
の２段階で判定し、プレス加工性を評価した。この評価
結果を表３に示す。尚、表３中の「○」は損傷が軽度以
下であることを意味し、また「×」は損傷が中程度以上
であることを意味する。

【００７０】(6) 溶接性 上記各表面処理鋼板と冷延鋼板を25点ごとに交互にスポ
ット溶接する混合打点方式により、溶接性を評価した。
この評価結果を表３に示す。尚、表３中の「○」は、電
極先端径以上のナゲット径が形成される連続打点数が50
0 点以上であり、「×」は前記連続打点数が500 点未満
であり、ここでは、「○」を合格とした。

【００７１】表３の評価結果から明らかなように、この
発明の亜鉛めっき鋼板は、比較材に比べて、電着塗装後
さらには無塗装での耐穴あき性が優れており、加えて、
電着塗装性、塗料密着性、プレス加工性及び溶接性につ
いても良好であることが分かる。

【００７２】

【発明の効果】この発明によって、主に自動車車体用鋼
板として供される亜鉛めっき鋼板であって、プレス加工
性等の他の性能を犠牲にすることなく、電着塗装後さら
には無塗装の耐穴あき性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供
することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の亜鉛めっき鋼板上に形成するりん
酸亜鉛系皮膜中のMnとNiの含有量の適正範囲を説明する
ための図である。

フロントページの続き (72)発明者 望月 一雄 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K026 AA02 AA07 AA12 AA13 AA22 BA03 BA04 BA11 BA12 BB07 BB08 BB09 BB10 CA13 CA18 CA23 CA24 CA26 CA28 CA32 CA36 DA02 DA11 DA15 DA16 EB04 4K027 AA02 AA05 AA22 AB02 AB05 AB09 AB13 AB42 AC82 AE23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板表面上に、片面当たりの付着量が20
   〜60g/m²である亜鉛めっき層と、片面当たりの付着量が
   0.5 〜3.0 g/m²であるりん酸亜鉛系皮膜とを順次積層形
   成し、該りん酸亜鉛系皮膜中に、Mgを0.5 〜10.0重量
   ％、Niを0.5 〜2.0重量％及びMnを３〜８重量％を含有
   し、かつMnとNiの含有量が下記(1) の関係式を満足し、
   さらに、前記りん酸亜鉛系皮膜上に、片面当たりのMg付
   着量が金属Mg換算で0.05〜0.50g/m²であるMg−りん酸化
   合物層を形成することを特徴とする耐穴あき性に優れた
   亜鉛めっき鋼板。 記 〔Ni〕×1.8 ＋0.7 ≦〔Mn〕≦〔Ni〕×11.4 ------ (1) 但し、〔Mn〕はMn重量％、〔Ni〕はNi重量％である。
2. 【請求項２】 亜鉛めっき鋼板にNi、Mn及びMgを含むり
   ん酸亜鉛処理液を用いてりん酸亜鉛系処理を施した後、
   りん酸によってｐＨを1.5 〜2.7 の範囲に調整したMgイ
   オン： 2〜30ｇ／Ｌを含有する水溶液を塗布し、乾燥す
   ることを特徴とする耐穴あき性に優れた亜鉛めっき鋼板
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記水溶液中のMgイオンの供給源は、酸
   化マグネシウム、水酸化マグネシウム、次亜りん酸マグ
   ネシウム、りん酸水素マグネシウム、りん酸三マグネシ
   ウム及びホウ酸マグネシウムの１種又は２種以上である
   請求項２に記載の亜鉛めっき鋼板の製造方法。