JP2002317278A - 加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板 - Google Patents
加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストをある程度低減しつつ、塗装性や
溶接性等を低下することなく被覆鋼板の加工性及び耐食
性を改善することを課題とする。 【解決手段】 本発明の被覆鋼板は、素地鋼板表面に、
シリカを含有するリン酸塩皮膜を被覆した鋼板であっ
て、前記リン酸塩皮膜の鋼板表面への付着量が、０．０
５〜３ｇ／ｍ2であることを特徴とする加工性及び耐食
性に優れた被覆鋼板である。
溶接性等を低下することなく被覆鋼板の加工性及び耐食
性を改善することを課題とする。 【解決手段】 本発明の被覆鋼板は、素地鋼板表面に、
シリカを含有するリン酸塩皮膜を被覆した鋼板であっ
て、前記リン酸塩皮膜の鋼板表面への付着量が、０．０
５〜３ｇ／ｍ2であることを特徴とする加工性及び耐食
性に優れた被覆鋼板である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工性及び耐食性
に優れた被覆鋼板に関するものであり、特に自動車用鋼
板などとして好適な加工性及び耐食性に優れる被覆鋼板
に関するものである。
に優れた被覆鋼板に関するものであり、特に自動車用鋼
板などとして好適な加工性及び耐食性に優れる被覆鋼板
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、自動車用鋼板としては、一般的
に、めっき処理などの表面処理を施しためっき鋼板や圧
延鋼板等が使用されている。これらの自動車鋼板には、
ルーフ、フェンダー、ドアなどに成形する際の加工性
や、自然環境下で長期間劣化しないという耐食性の他、
耐衝撃性などが要求される。
に、めっき処理などの表面処理を施しためっき鋼板や圧
延鋼板等が使用されている。これらの自動車鋼板には、
ルーフ、フェンダー、ドアなどに成形する際の加工性
や、自然環境下で長期間劣化しないという耐食性の他、
耐衝撃性などが要求される。
【０００３】前記めっき鋼板としては、例えば、亜鉛系
めっきを鋼板表面に形成した溶融亜鉛めっき鋼板や電気
亜鉛めっき鋼板などの亜鉛めっき鋼板があり、耐食性に
優れていることが知られている。
めっきを鋼板表面に形成した溶融亜鉛めっき鋼板や電気
亜鉛めっき鋼板などの亜鉛めっき鋼板があり、耐食性に
優れていることが知られている。
【０００４】しかしながら、これらの亜鉛めっき鋼板
は、耐食性には優れるものの、コストが高くなるという
問題の他、例えば、突合せ溶接を行なう部分では、溶接
中に亜鉛が蒸発して、溶接部分に気泡が発生するため
に、溶接不良を起こす場合がある。また、自動車部品に
組み立てる際のスポット溶接では、低融点の亜鉛めっき
が溶接中に溶融して、通電径を拡大し、ナゲット形成に
必要なジュール熱が得られず、溶接ができなくなる（電
極寿命が短い）等の問題が指摘されている。また、さら
にプレス加工をする際には、めっきの剥離という問題が
発生しやすく、素地が露出することによって、腐食が進
むという問題もある。
は、耐食性には優れるものの、コストが高くなるという
問題の他、例えば、突合せ溶接を行なう部分では、溶接
中に亜鉛が蒸発して、溶接部分に気泡が発生するため
に、溶接不良を起こす場合がある。また、自動車部品に
組み立てる際のスポット溶接では、低融点の亜鉛めっき
が溶接中に溶融して、通電径を拡大し、ナゲット形成に
必要なジュール熱が得られず、溶接ができなくなる（電
極寿命が短い）等の問題が指摘されている。また、さら
にプレス加工をする際には、めっきの剥離という問題が
発生しやすく、素地が露出することによって、腐食が進
むという問題もある。
【０００５】一方、冷延鋼板や熱延鋼板等の圧延鋼板
は、その表面にリン酸塩皮膜処理やクロメート処理（化
成処理）等を施した後、電着塗装することにより、自動
車外板として、また、各種メンバー類等の補強部材や足
回り部品などとして使用されており、これらの化成処理
によって塗膜の密着性や耐久性が向上し、鋼板の耐食性
も向上することが知られている。特に最近では、車体の
軽量化による燃費向上とそれに伴う排ガスの低減化とい
う点、或いは、衝突安全規制の強化及びローコストとい
う点等から、薄肉で高強度の圧延鋼板の需要が増えて来
ている。
は、その表面にリン酸塩皮膜処理やクロメート処理（化
成処理）等を施した後、電着塗装することにより、自動
車外板として、また、各種メンバー類等の補強部材や足
回り部品などとして使用されており、これらの化成処理
によって塗膜の密着性や耐久性が向上し、鋼板の耐食性
も向上することが知られている。特に最近では、車体の
軽量化による燃費向上とそれに伴う排ガスの低減化とい
う点、或いは、衝突安全規制の強化及びローコストとい
う点等から、薄肉で高強度の圧延鋼板の需要が増えて来
ている。
【０００６】耐食性を改善する他の方法としては、例え
ば、特開平４−１４１５５４号公報には、鋼板そのもの
の耐食性を改善する方法が開示されているが、鋼板中に
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の元素を相当量含有させるので原料
コストが高くなるだけでなく、加工性が低下することが
考えられる。また、耐食性についてもまだ十分とは言え
ない。
ば、特開平４−１４１５５４号公報には、鋼板そのもの
の耐食性を改善する方法が開示されているが、鋼板中に
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の元素を相当量含有させるので原料
コストが高くなるだけでなく、加工性が低下することが
考えられる。また、耐食性についてもまだ十分とは言え
ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】高強度の圧延鋼板は、
降伏強度が高く、伸びや伸びフランジ性に劣るため、プ
レス加工の際に割れが発生しやすいという問題がある。
また、軟鋼の場合でも難成形性部品を加工する場合、材
料特性や塗油のばらつき、金型の型調整のばらつきなど
によっては、加工割れを起こすことがあり、鋼板の加工
性を向上することは、自動車メーカーにとって重要な課
題である。
降伏強度が高く、伸びや伸びフランジ性に劣るため、プ
レス加工の際に割れが発生しやすいという問題がある。
また、軟鋼の場合でも難成形性部品を加工する場合、材
料特性や塗油のばらつき、金型の型調整のばらつきなど
によっては、加工割れを起こすことがあり、鋼板の加工
性を向上することは、自動車メーカーにとって重要な課
題である。
【０００８】この様な状況の下、冷延鋼板または熱延鋼
板の加工性の改善については、潤滑性の良好な潤滑油や
プレス油を塗布するといった方法も採用されている。し
かし、この方法では、潤滑油等の流体を使用することか
ら、塗布量の不均一化や油分の蒸発が避けられず、必ず
しも安定した加工性が得られないという問題がある。ま
た、潤滑効果の安定性を高めるために、使用する油分の
粘性を高めたり、極圧添加剤の添加等も試みられている
が、これらの方法を採用すると、プレス加工後に実施す
る脱脂が困難となり、化成処理不良や塗装不良などが発
生するという障害が生じている。
板の加工性の改善については、潤滑性の良好な潤滑油や
プレス油を塗布するといった方法も採用されている。し
かし、この方法では、潤滑油等の流体を使用することか
ら、塗布量の不均一化や油分の蒸発が避けられず、必ず
しも安定した加工性が得られないという問題がある。ま
た、潤滑効果の安定性を高めるために、使用する油分の
粘性を高めたり、極圧添加剤の添加等も試みられている
が、これらの方法を採用すると、プレス加工後に実施す
る脱脂が困難となり、化成処理不良や塗装不良などが発
生するという障害が生じている。
【０００９】また、めっきを実施しない圧延鋼板の場
合、めっき鋼板ほど耐食性が十分とは言えず、特に需要
の増えている高強度で薄肉の鋼板は、腐食すると板厚が
さらに薄くなるので、その強度が低下するという場合も
ある。特に最近では、自動車車体の軽量化や塗装材料の
耐久性、美観の向上が一層強く求められ、塗装鋼板の耐
食性の向上が求められているが、単に化成処理を施した
後に、塗装を行なう従来の塗装鋼板の耐食性では満足で
きなくなっている。
合、めっき鋼板ほど耐食性が十分とは言えず、特に需要
の増えている高強度で薄肉の鋼板は、腐食すると板厚が
さらに薄くなるので、その強度が低下するという場合も
ある。特に最近では、自動車車体の軽量化や塗装材料の
耐久性、美観の向上が一層強く求められ、塗装鋼板の耐
食性の向上が求められているが、単に化成処理を施した
後に、塗装を行なう従来の塗装鋼板の耐食性では満足で
きなくなっている。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、低い製造コストで、塗装性や溶接性を低下する
ことなく被覆鋼板の加工性及び耐食性を改善することを
課題とするものである。
であり、低い製造コストで、塗装性や溶接性を低下する
ことなく被覆鋼板の加工性及び耐食性を改善することを
課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の加工性及び耐食
性に優れる被覆鋼板とは、素地鋼板表面にシリカを含有
するリン酸塩皮膜を被覆した鋼板であって、前記リン酸
塩皮膜の鋼板表面への付着量は、０．０５〜３ｇ／ｍ2
であることろに要旨を有する。前記リン酸塩皮膜は、リ
ン酸塩１００質量部に対し１〜３０質量部のシリカを含
有することが好ましい。また、前記リン酸塩皮膜は、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃａよりなる群から選ばれる少なくとも１種
を金属塩の金属成分として０．３〜２５質量％含有する
ことが望ましい。さらに、前記シリカの平均粒子径は、
１２０ｎｍ以下であることが望ましい。
性に優れる被覆鋼板とは、素地鋼板表面にシリカを含有
するリン酸塩皮膜を被覆した鋼板であって、前記リン酸
塩皮膜の鋼板表面への付着量は、０．０５〜３ｇ／ｍ2
であることろに要旨を有する。前記リン酸塩皮膜は、リ
ン酸塩１００質量部に対し１〜３０質量部のシリカを含
有することが好ましい。また、前記リン酸塩皮膜は、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃａよりなる群から選ばれる少なくとも１種
を金属塩の金属成分として０．３〜２５質量％含有する
ことが望ましい。さらに、前記シリカの平均粒子径は、
１２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において使用する素地鋼板
（原板）は、熱延鋼板又は冷延鋼板のどちらでも使用す
ることができる。前記鋼板の種類は、特に限定されず、
例えば、軟質鋼板、高強度鋼板、アルミキルド鋼板、Ｔ
ｉ添加ＩＦ鋼板、Ｎｂ添加ＩＦ鋼板、Ｃ−Ｍｎ系高強度
鋼板等が挙げられる。めっき鋼板は含まない。
（原板）は、熱延鋼板又は冷延鋼板のどちらでも使用す
ることができる。前記鋼板の種類は、特に限定されず、
例えば、軟質鋼板、高強度鋼板、アルミキルド鋼板、Ｔ
ｉ添加ＩＦ鋼板、Ｎｂ添加ＩＦ鋼板、Ｃ−Ｍｎ系高強度
鋼板等が挙げられる。めっき鋼板は含まない。
【００１３】また、鋼板の化学組成も、特に限定される
ことなく、Ｃ、Ｍｎ及び不可避残部の他，強度や金属組
織に応じて、あるいは、更に耐食性を付与するためにＳ
ｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ、Ｂ、Ｍｏ等を一般に用いられる範囲で含有する
ことができる。
ことなく、Ｃ、Ｍｎ及び不可避残部の他，強度や金属組
織に応じて、あるいは、更に耐食性を付与するためにＳ
ｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ、Ｂ、Ｍｏ等を一般に用いられる範囲で含有する
ことができる。
【００１４】本発明の被覆鋼板の表面を被覆するリン酸
塩皮膜は、リン酸塩とシリカを必須成分として含有す
る。前記リン酸塩皮膜の鋼板表面の付着量は、０．０５
ｇ／ｍ 2以上、好ましくは０．１ｇ／ｍ2以上、より好ま
しくは０．５ｇ／ｍ2以上であり、３ｇ／ｍ2以下、好ま
しくは２ｇ／ｍ2以下、より好ましくは１．５ｇ／ｍ2以
下である。前記リン酸塩皮膜の付着量が０．０５ｇ／ｍ
2未満であると、鋼板の耐食性や加工性が低下し、付着
量が３ｇ／ｍ2を超えると曲げ等による変形抵抗が高く
なるために、加工性が低下するからである。
塩皮膜は、リン酸塩とシリカを必須成分として含有す
る。前記リン酸塩皮膜の鋼板表面の付着量は、０．０５
ｇ／ｍ 2以上、好ましくは０．１ｇ／ｍ2以上、より好ま
しくは０．５ｇ／ｍ2以上であり、３ｇ／ｍ2以下、好ま
しくは２ｇ／ｍ2以下、より好ましくは１．５ｇ／ｍ2以
下である。前記リン酸塩皮膜の付着量が０．０５ｇ／ｍ
2未満であると、鋼板の耐食性や加工性が低下し、付着
量が３ｇ／ｍ2を超えると曲げ等による変形抵抗が高く
なるために、加工性が低下するからである。
【００１５】本発明において、「加工性」とは、一般的な
プレス加工時の深絞り性、張出し性、伸びフランジ性、
曲げ性等の他、特に、プレス成形時に鋼板摺動部で発生
する熱や圧力によって、該摺動部に施した皮膜組成物
（例えばリン酸塩皮膜層）と金型面との間に凝着が生じ
ず、鋼板に割れが生じない（割れ性）ということであ
る。また、本発明において、「耐食性」とは、鋼板が、酸
化や硫化などによって劣化を受けにくいことである。
プレス加工時の深絞り性、張出し性、伸びフランジ性、
曲げ性等の他、特に、プレス成形時に鋼板摺動部で発生
する熱や圧力によって、該摺動部に施した皮膜組成物
（例えばリン酸塩皮膜層）と金型面との間に凝着が生じ
ず、鋼板に割れが生じない（割れ性）ということであ
る。また、本発明において、「耐食性」とは、鋼板が、酸
化や硫化などによって劣化を受けにくいことである。
【００１６】本発明において、シリカを含有するリン酸
塩皮膜で鋼板表面を被覆することによって加工性が向上
するメカニズムについては、明らかではないが、シリカ
を含有させることによって、低面圧から高面圧のプレス
加工におけるプレス油の保持効果が高まり、その結果、
金型と鋼板表面との潤滑性が高まるためと推定される。
また、耐食性が向上するのは、シリカを含有するリン酸
塩皮膜で鋼板表面を被覆することによって、腐食要因で
ある水分子や塩素イオンの拡散を抑制し、腐食速度を遅
くする傾向があるためと推定される。
塩皮膜で鋼板表面を被覆することによって加工性が向上
するメカニズムについては、明らかではないが、シリカ
を含有させることによって、低面圧から高面圧のプレス
加工におけるプレス油の保持効果が高まり、その結果、
金型と鋼板表面との潤滑性が高まるためと推定される。
また、耐食性が向上するのは、シリカを含有するリン酸
塩皮膜で鋼板表面を被覆することによって、腐食要因で
ある水分子や塩素イオンの拡散を抑制し、腐食速度を遅
くする傾向があるためと推定される。
【００１７】本発明の被覆鋼板は、さらに化成処理、電
着塗装を行ない、例えば、自動車用外板として用いるこ
とができるが、シリカを含有するリン酸塩皮膜で鋼板表
面を被覆しておくことにより、塗装後の鋼板の耐食性に
ついても向上することができる。塗装後の耐食性が改善
される理由についても明らかではないが、塗膜欠陥部付
近のカソード反応を抑制する効果があるためと考えられ
る。
着塗装を行ない、例えば、自動車用外板として用いるこ
とができるが、シリカを含有するリン酸塩皮膜で鋼板表
面を被覆しておくことにより、塗装後の鋼板の耐食性に
ついても向上することができる。塗装後の耐食性が改善
される理由についても明らかではないが、塗膜欠陥部付
近のカソード反応を抑制する効果があるためと考えられ
る。
【００１８】前記リン酸塩皮膜の必須成分であるリン酸
塩は、特に限定されず、例えばホパイト[Zn3(PO4)2・4H
2O]、ホスホフィライト[Zn2Fe(PO4)2]等のリン酸亜鉛
系；[CaZn2(PO4)2・2H2O]の様なリン酸亜鉛‐カルシウ
ム系；[(Mn,Fe)5H2(PO4)4・４H2O]の様なリン酸マンガ
ン系；[Fe3(PO4)2・8H2O]の様なリン酸鉄系などが挙げ
られ、耐食性や塗料密着性を特に向上するという点か
ら、ホパイト、ホスホフィライト等のリン酸亜鉛系が特
に好ましい。前記リン酸塩は、単独で或いは２種類以上
を組合せて用いることができる。
塩は、特に限定されず、例えばホパイト[Zn3(PO4)2・4H
2O]、ホスホフィライト[Zn2Fe(PO4)2]等のリン酸亜鉛
系；[CaZn2(PO4)2・2H2O]の様なリン酸亜鉛‐カルシウ
ム系；[(Mn,Fe)5H2(PO4)4・４H2O]の様なリン酸マンガ
ン系；[Fe3(PO4)2・8H2O]の様なリン酸鉄系などが挙げ
られ、耐食性や塗料密着性を特に向上するという点か
ら、ホパイト、ホスホフィライト等のリン酸亜鉛系が特
に好ましい。前記リン酸塩は、単独で或いは２種類以上
を組合せて用いることができる。
【００１９】前記リン酸塩皮膜に含有されるシリカの種
類についても、特に限定されず、例えば、完全結晶化し
た乾式シリカ、水分散型シリカ（コロイダルシリカ）な
どを用いることができ、特にコロイダルシリカの使用
は、水分散タイプのために配合が容易になるので好まし
い。また、前記シリカの平均粒子径は、１２０ｎｍ以下
であることが好ましい。平均粒子径が１２０ｎｍを超え
ると、耐食性が低下する傾向があるからである。前記シ
リカの平均粒子径は、光散乱強度測定法によって求める
ことができる。
類についても、特に限定されず、例えば、完全結晶化し
た乾式シリカ、水分散型シリカ（コロイダルシリカ）な
どを用いることができ、特にコロイダルシリカの使用
は、水分散タイプのために配合が容易になるので好まし
い。また、前記シリカの平均粒子径は、１２０ｎｍ以下
であることが好ましい。平均粒子径が１２０ｎｍを超え
ると、耐食性が低下する傾向があるからである。前記シ
リカの平均粒子径は、光散乱強度測定法によって求める
ことができる。
【００２０】前記リン酸塩皮膜中の前記シリカの含有量
は、特に限定されるものではないが、好ましくは、前記
リン酸塩１００質量部に対して１質量部以上、より好ま
しくは５質量部以上であって、３０質量部以下、より好
ましくは２０質量部以下である。前記シリカの含有量
が、１質量部未満では、加工性及び耐食性の向上効果が
ともに極めて小さく、また３０質量部を超えると、リン
酸塩皮膜中に含有されるシリカの割合が高くなるため
に、皮膜が脆くなり、鋼板加工時にリン酸塩皮膜にクラ
ックが入りやすくなったり、リン酸塩皮膜の剥離が生じ
やすくなるので好ましくない。
は、特に限定されるものではないが、好ましくは、前記
リン酸塩１００質量部に対して１質量部以上、より好ま
しくは５質量部以上であって、３０質量部以下、より好
ましくは２０質量部以下である。前記シリカの含有量
が、１質量部未満では、加工性及び耐食性の向上効果が
ともに極めて小さく、また３０質量部を超えると、リン
酸塩皮膜中に含有されるシリカの割合が高くなるため
に、皮膜が脆くなり、鋼板加工時にリン酸塩皮膜にクラ
ックが入りやすくなったり、リン酸塩皮膜の剥離が生じ
やすくなるので好ましくない。
【００２１】前記リン酸塩皮膜は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａより
なる群から選ばれる少なくとも１種を金属塩の金属成分
として含むことが好ましい。この金属成分は、必須成分
であるリン酸塩の金属成分とさらに耐食性を向上させる
ために添加される金属塩の金属成分のいずれか、或いは
両方の金属成分に由来するものである。
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａより
なる群から選ばれる少なくとも１種を金属塩の金属成分
として含むことが好ましい。この金属成分は、必須成分
であるリン酸塩の金属成分とさらに耐食性を向上させる
ために添加される金属塩の金属成分のいずれか、或いは
両方の金属成分に由来するものである。
【００２２】さらに耐食性を向上させるために添加され
る前記金属塩としては、特に限定されないが、例えば、
Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃａよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の金属の無機酸又は有機酸などの塩が挙げられ、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｌｉ等と硫酸若しくはリン酸
との金属塩が特に好ましく、例えば、リン酸マグネシウ
ム、リン酸亜鉛、リン酸リチウム、リン酸ニッケル、リ
ン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム、硫酸チタン、硫酸ジルコニウム、硫酸ランタノイ
ド、硫酸セシウム、、硫酸銅などが挙げられる。Ｍｇ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃａ等の金属成分は腐食先端
でのｐＨの低下を抑制することによって、またＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｌａ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属成分は腐食生成物の緻密
化により腐食の進行を抑制して、耐食性を向上するもの
と推定される。
る前記金属塩としては、特に限定されないが、例えば、
Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃａよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の金属の無機酸又は有機酸などの塩が挙げられ、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｌｉ等と硫酸若しくはリン酸
との金属塩が特に好ましく、例えば、リン酸マグネシウ
ム、リン酸亜鉛、リン酸リチウム、リン酸ニッケル、リ
ン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム、硫酸チタン、硫酸ジルコニウム、硫酸ランタノイ
ド、硫酸セシウム、、硫酸銅などが挙げられる。Ｍｇ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃａ等の金属成分は腐食先端
でのｐＨの低下を抑制することによって、またＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｌａ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属成分は腐食生成物の緻密
化により腐食の進行を抑制して、耐食性を向上するもの
と推定される。
【００２３】また、前記リン酸塩皮膜は、さらに加工性
や塗装性等を向上するために、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどを
含有しても良い。前記金属塩は、例えば、必須成分であ
るリン酸塩とシリカの配合時に添加することができる。
や塗装性等を向上するために、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどを
含有しても良い。前記金属塩は、例えば、必須成分であ
るリン酸塩とシリカの配合時に添加することができる。
【００２４】前記金属成分（リン酸塩及び／又は耐食性
向上金属塩の金属成分）は、前記リン酸塩皮膜中に、
０．３質量％以上、好ましくは０．５質量％以上、２５
質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましく
は１５質量％以下含有される。０．３質量％未満では、
耐食性向上効果が極めて小さく、２５質量％を超えると
リン酸塩皮膜の比率が小さくなるために、鋼板と電着塗
装との密着性改善効果が小さくなるために好ましくな
い。前記リン酸塩皮膜中に含有される金属成分の含有量
は、例えば、蛍光Ｘ線分析法、高周波誘導結合プラズマ
（ＩＣＰ）発光分光分析法等の定量分析法を用いて測定
することができる。
向上金属塩の金属成分）は、前記リン酸塩皮膜中に、
０．３質量％以上、好ましくは０．５質量％以上、２５
質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましく
は１５質量％以下含有される。０．３質量％未満では、
耐食性向上効果が極めて小さく、２５質量％を超えると
リン酸塩皮膜の比率が小さくなるために、鋼板と電着塗
装との密着性改善効果が小さくなるために好ましくな
い。前記リン酸塩皮膜中に含有される金属成分の含有量
は、例えば、蛍光Ｘ線分析法、高周波誘導結合プラズマ
（ＩＣＰ）発光分光分析法等の定量分析法を用いて測定
することができる。
【００２５】次に、前記リン酸塩皮膜の鋼板表面への被
覆方法について説明するが、特に下記方法に限定される
ものではない。まず、リン酸塩、コロイダルシリカ及び
水とを配合したリン酸塩皮膜処理液を作製する。さらに
耐食性を向上させる場合には、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａよりな
る群から選ばれる少なくとも１種を含む金属塩を前記リ
ン酸塩皮膜処理液に配合する。前記リン酸塩皮膜処理液
を鋼板表面に塗布した後、または、鋼板を当該処理液に
浸漬処理した後、乾燥させることにより、鋼板表面をシ
リカを含有するリン酸塩皮膜で被覆することができる。
前記乾燥の温度は、特に限定されず、５０℃以上、好ま
しくは８０℃以上であって、１５０℃以下、好ましくは
１００℃以下の温度とすることが望ましい。また、前記
リン酸塩皮膜中にシリカを均一に分散するためには、塗
布型の被覆方法を採用することが好ましい。
覆方法について説明するが、特に下記方法に限定される
ものではない。まず、リン酸塩、コロイダルシリカ及び
水とを配合したリン酸塩皮膜処理液を作製する。さらに
耐食性を向上させる場合には、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａよりな
る群から選ばれる少なくとも１種を含む金属塩を前記リ
ン酸塩皮膜処理液に配合する。前記リン酸塩皮膜処理液
を鋼板表面に塗布した後、または、鋼板を当該処理液に
浸漬処理した後、乾燥させることにより、鋼板表面をシ
リカを含有するリン酸塩皮膜で被覆することができる。
前記乾燥の温度は、特に限定されず、５０℃以上、好ま
しくは８０℃以上であって、１５０℃以下、好ましくは
１００℃以下の温度とすることが望ましい。また、前記
リン酸塩皮膜中にシリカを均一に分散するためには、塗
布型の被覆方法を採用することが好ましい。
【００２６】シリカを含有するリン酸塩皮膜処理を施し
た本発明の被覆鋼板は、造船、石油輸送管、大型構造
物、自動車フレーム、自動車用外板、スチール家具、家
庭電気製品等の用途に使用され得るが、特に高度な加工
性や耐食性が要求される自動車用鋼板に好適である。
た本発明の被覆鋼板は、造船、石油輸送管、大型構造
物、自動車フレーム、自動車用外板、スチール家具、家
庭電気製品等の用途に使用され得るが、特に高度な加工
性や耐食性が要求される自動車用鋼板に好適である。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明は、下記実施例によって限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の
態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。
るが、本発明は、下記実施例によって限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の
態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。
【００２８】[評価方法] （１）加工性 供試材に防錆油を塗布し（１．５ｇ/ｍ2）、平面工具引
き抜き試験を以下の条件で行ない、摩擦係数μを測定す
ることにより評価した。 工具：平面工具（１８×１８ｍｍ） 加圧力：３０ＭＰａ 摺動速度：３００ｍｍ/ｍｉｎ 摺動距離：１５０ｍｍ 摩擦係数μの判断基準：摩擦係数が小さい程、鋼板表面
と金型の潤滑性に優れるので、プレス加工性に優れるこ
とを意味する。 ◎：μ＜０．１０ ○：０．１０≦μ＜０．１３ ×：０．１３≦μ
き抜き試験を以下の条件で行ない、摩擦係数μを測定す
ることにより評価した。 工具：平面工具（１８×１８ｍｍ） 加圧力：３０ＭＰａ 摺動速度：３００ｍｍ/ｍｉｎ 摺動距離：１５０ｍｍ 摩擦係数μの判断基準：摩擦係数が小さい程、鋼板表面
と金型の潤滑性に優れるので、プレス加工性に優れるこ
とを意味する。 ◎：μ＜０．１０ ○：０．１０≦μ＜０．１３ ×：０．１３≦μ
【００２９】（２）耐食性 裸耐食性 供試材について、塩水、乾燥、湿潤の腐食環境サイクル
を１日３サイクル行なう腐食試験を３０日間実施し、供
試材の最大侵食深さによって評価を行なった。最大侵食
深さの判断基準：最大侵食深さの小さい程、鋼板表面の
劣化を受けにくく耐食性に優れることを意味する。 ◎：４００μｍ未満 ○：４００μｍ以上、６００μｍ未満 ×：６００μｍ以上
を１日３サイクル行なう腐食試験を３０日間実施し、供
試材の最大侵食深さによって評価を行なった。最大侵食
深さの判断基準：最大侵食深さの小さい程、鋼板表面の
劣化を受けにくく耐食性に優れることを意味する。 ◎：４００μｍ未満 ○：４００μｍ以上、６００μｍ未満 ×：６００μｍ以上
【００３０】電着塗装後耐食性 供試材の中心付近にカッターナイフを用いて、長さ８０
ｍｍで６０度の角度で交差するように２本の傷（以下、
「クロスカット」という）をつける。前記クロスカット
は、塗膜を貫通して素地鋼板に届く様に行なった。その
後、クロスカットした供試材について、塩水、乾燥、湿
潤の腐食環境サイクルを１日３サイクル行なう腐食試験
を６０日間実施した。評価は、図１に示した様にクロス
カット部２と塗膜が膨れた部分３との片側最大膨れ幅４
にて評価した。片側最大膨れ幅の判断基準：最大膨れ幅
が小さい程、塗膜の密着性や耐久性に優れるので、塗装
後耐食性に優れることを意味する。 ◎：４．０ｍｍ未満 ○：４．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ未満 ×：５．０ｍｍ以上
ｍｍで６０度の角度で交差するように２本の傷（以下、
「クロスカット」という）をつける。前記クロスカット
は、塗膜を貫通して素地鋼板に届く様に行なった。その
後、クロスカットした供試材について、塩水、乾燥、湿
潤の腐食環境サイクルを１日３サイクル行なう腐食試験
を６０日間実施した。評価は、図１に示した様にクロス
カット部２と塗膜が膨れた部分３との片側最大膨れ幅４
にて評価した。片側最大膨れ幅の判断基準：最大膨れ幅
が小さい程、塗膜の密着性や耐久性に優れるので、塗装
後耐食性に優れることを意味する。 ◎：４．０ｍｍ未満 ○：４．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ未満 ×：５．０ｍｍ以上
【００３１】（３）金属元素量及びシリカの測定 供試材のリン酸塩皮膜を５％無水クロム酸溶液にて溶解
して、セイコー電子（株）製ＩＣＰ発光分光分析装置を
用いてシリカ、およびＭｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａ等の含有量を測定
した。
して、セイコー電子（株）製ＩＣＰ発光分光分析装置を
用いてシリカ、およびＭｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａ等の含有量を測定
した。
【００３２】[試験片の作製及び評価] リン酸塩皮膜処理 表１および表２の処方に基づき、リン酸塩、コロイダル
シリカ（日産化学工業（株）製）、水、及びＭｇ、Ｚ
ｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃａ等の金属塩を添加し、リン酸塩皮膜処理液を調
整した。前記リン酸塩皮膜処理液を原板の表面に塗布
し、乾燥させた後、供試材とした。原板としては、４４
０ＭＰａ級の冷延鋼板（板厚１．２ｍｍ）及び熱延鋼板
（板厚１．８ｍｍ）を用いた。
シリカ（日産化学工業（株）製）、水、及びＭｇ、Ｚ
ｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃａ等の金属塩を添加し、リン酸塩皮膜処理液を調
整した。前記リン酸塩皮膜処理液を原板の表面に塗布
し、乾燥させた後、供試材とした。原板としては、４４
０ＭＰａ級の冷延鋼板（板厚１．２ｍｍ）及び熱延鋼板
（板厚１．８ｍｍ）を用いた。
【００３３】電着塗装処理 で得られた供試材について、さらに自動車外板用のリ
ン酸塩処理を施した後、カチオン型電着塗装、中塗り、
上塗り塗装を行ない、塗装後耐食性試験の供試材とし
た。 電着塗装：カチオン型ＰＴ−Ｕ８０（日本ペイント製） 中塗り：ＥＳプライマーＴＰ−６５−２（関西ペイント
製） 上塗り：エオアミラックＮｏ．６０００改２(日本ペイ
ント製)
ン酸塩処理を施した後、カチオン型電着塗装、中塗り、
上塗り塗装を行ない、塗装後耐食性試験の供試材とし
た。 電着塗装：カチオン型ＰＴ−Ｕ８０（日本ペイント製） 中塗り：ＥＳプライマーＴＰ−６５−２（関西ペイント
製） 上塗り：エオアミラックＮｏ．６０００改２(日本ペイ
ント製)
【００３４】及びで得られた供試材について、加工
性、耐食性について試験を行なった。その結果を表１お
よび表２に示した。素地鋼板表面へのリン酸塩皮膜の付
着量は、リン酸塩皮膜処理前後の鋼板の重量変化により
求め、リン酸塩皮膜中に含有される金属元素の量につい
てはＩＣＰ発光分析法により測定した。
性、耐食性について試験を行なった。その結果を表１お
よび表２に示した。素地鋼板表面へのリン酸塩皮膜の付
着量は、リン酸塩皮膜処理前後の鋼板の重量変化により
求め、リン酸塩皮膜中に含有される金属元素の量につい
てはＩＣＰ発光分析法により測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１より、本発明の被覆鋼板は、加工性、
裸耐食性、電着塗装後の耐食性に優れていることが分か
る。実施例４、９及び実施例１２等の場合の様に、シリ
カの平均粒子径が１５０ｎｍになると、耐食性が少し低
下するような傾向が認められるので、シリカの平均粒子
径は、１２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、実
施例１６や実施例２０のように、リン酸塩皮膜中に含ま
れる金属成分の量が２５質量％を超えている場合には、
電着塗装後の耐食性が低下する傾向が認められるので、
リン酸塩皮膜中に含まれる金属成分は、２５質量％以下
であることが望ましい。
裸耐食性、電着塗装後の耐食性に優れていることが分か
る。実施例４、９及び実施例１２等の場合の様に、シリ
カの平均粒子径が１５０ｎｍになると、耐食性が少し低
下するような傾向が認められるので、シリカの平均粒子
径は、１２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、実
施例１６や実施例２０のように、リン酸塩皮膜中に含ま
れる金属成分の量が２５質量％を超えている場合には、
電着塗装後の耐食性が低下する傾向が認められるので、
リン酸塩皮膜中に含まれる金属成分は、２５質量％以下
であることが望ましい。
【００３７】
【表２】
【００３８】比較例１、３、８及び９では、リン酸塩皮
膜はシリカを含有しているものの、加工性、耐食性のい
ずれも低下した。これは、リン酸塩皮膜の付着量が少な
すぎるために、その改善効果が小さいためと考えられ
る。比較例２、４、１０及び１１においても、加工性が
低下しているが、これは、逆にリン酸塩皮膜の付着量が
多すぎるために、鋼板表面が硬質化し、変形抵抗が高く
なり、加工性が低下したものと考えられる。
膜はシリカを含有しているものの、加工性、耐食性のい
ずれも低下した。これは、リン酸塩皮膜の付着量が少な
すぎるために、その改善効果が小さいためと考えられ
る。比較例２、４、１０及び１１においても、加工性が
低下しているが、これは、逆にリン酸塩皮膜の付着量が
多すぎるために、鋼板表面が硬質化し、変形抵抗が高く
なり、加工性が低下したものと考えられる。
【００３９】比較例５〜７は、シリカを含まないリン酸
塩皮膜処理をした場合であり、シリカを含まない場合に
は、裸耐食性、電着塗装後の耐食性のいずれも悪くなっ
た。この結果より、本発明におけるリン酸塩皮膜処理
は、シリカを必須成分として含有することが極めて重要
であるということがわかる。
塩皮膜処理をした場合であり、シリカを含まない場合に
は、裸耐食性、電着塗装後の耐食性のいずれも悪くなっ
た。この結果より、本発明におけるリン酸塩皮膜処理
は、シリカを必須成分として含有することが極めて重要
であるということがわかる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の被覆鋼板は、以上の様に構成さ
れており、素地鋼板表面にシリカを含有するリン酸塩皮
膜を処理することにより、加工性、耐食性の両特性に優
れる被覆鋼板を提供することができた。また、本発明の
被覆鋼板は、さらに溶接性や塗装性にも優れるものであ
る。
れており、素地鋼板表面にシリカを含有するリン酸塩皮
膜を処理することにより、加工性、耐食性の両特性に優
れる被覆鋼板を提供することができた。また、本発明の
被覆鋼板は、さらに溶接性や塗装性にも優れるものであ
る。
【図１】電着塗装後の耐食性テストの試験結果例であ
る。
る。
１：電着塗装後の供試体 ２：クロスカット ３：塗膜が膨れた部分 ４：片側最大膨れ幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂 博雄 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 清水 正文 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K026 AA02 AA22 BA03 BB07 CA18 CA23 CA27 DA02 DA11
Claims (4)
- 【請求項１】 素地鋼板表面に、シリカを含有するリン
酸塩皮膜を被覆した鋼板であって、前記リン酸塩皮膜の
鋼板表面への付着量が、０．０５〜３ｇ／ｍ 2であるこ
とを特徴とする加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板。 - 【請求項２】 前記リン酸塩皮膜は、リン酸塩１００質
量部に対し１〜３０質量部のシリカを含むものである請
求項１に記載の被覆鋼板。 - 【請求項３】 前記リン酸塩皮膜は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａ
よりなる群から選ばれる少なくとも１種を金属塩の金属
成分として０．３〜２５質量％含有している請求項１又
は２に記載の被覆鋼板。 - 【請求項４】 前記シリカの平均粒子径は、１２０ｎｍ
以下である請求項１〜３のいずれかに記載の被覆鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120943A JP4727840B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板、並びにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120943A JP4727840B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板、並びにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002317278A true JP2002317278A (ja) | 2002-10-31 |
| JP4727840B2 JP4727840B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=18970903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001120943A Expired - Lifetime JP4727840B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 加工性及び耐食性に優れた被覆鋼板、並びにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4727840B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088225A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Jfe Steel Corporation | 耐食性及び耐黒変性に優れたリン酸塩処理亜鉛めっき鋼板 |
| WO2009093545A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 塗装鋼材 |
| WO2009093546A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 曲げ加工性に優れた塗装鋼材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02228482A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-11 | Nippon Paint Co Ltd | 金属表面のリン酸亜鉛処理方法 |
| JPH11335865A (ja) * | 1998-05-21 | 1999-12-07 | Nippon Hyomen Kagaku Kk | 金属の保護皮膜形成用処理剤と形成方法 |
| JP2000064054A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-02-29 | Nkk Corp | 潤滑性および塗料密着性に優れた塗布型リン酸塩処理鋼板およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120943A patent/JP4727840B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02228482A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-11 | Nippon Paint Co Ltd | 金属表面のリン酸亜鉛処理方法 |
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| JP2000064054A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-02-29 | Nkk Corp | 潤滑性および塗料密着性に優れた塗布型リン酸塩処理鋼板およびその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088225A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Jfe Steel Corporation | 耐食性及び耐黒変性に優れたリン酸塩処理亜鉛めっき鋼板 |
| WO2009093545A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 塗装鋼材 |
| WO2009093546A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 曲げ加工性に優れた塗装鋼材 |
| JP2009173996A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Nippon Light Metal Co Ltd | 塗装鋼材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4727840B2 (ja) | 2011-07-20 |
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