JP2003268522A - 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 - Google Patents
溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた加工性、溶接性、耐食性を有し、特に
自動車燃料タンク材料として好適なＰｂフリーの溶融Ｓ
ｎ−Ｚｎ系めっきを提供する。 【解決手段】 鋼板表面に、Ａ層、その上層にＢ層、更
にその上層にＣ層を有し、Ａ層はＮｉまたはＮｉを含む
合金よりなり、Ｂ層はＺｎを５０質量％以上含有するＺ
ｎ−ｒｉｃｈ層、Ｃ層はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎ
の組成を有し、Ｂ層がＺｎ−（１〜５０質量％）Ｎｉの
組成を有し、その厚みが０．０１〜１．０μｍであり、
その被覆率が５０％以上である溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 【効果】 該めっき鋼板は、Ｐｂを使用しない燃料タン
ク材料として好適な特性を有する。
自動車燃料タンク材料として好適なＰｂフリーの溶融Ｓ
ｎ−Ｚｎ系めっきを提供する。 【解決手段】 鋼板表面に、Ａ層、その上層にＢ層、更
にその上層にＣ層を有し、Ａ層はＮｉまたはＮｉを含む
合金よりなり、Ｂ層はＺｎを５０質量％以上含有するＺ
ｎ−ｒｉｃｈ層、Ｃ層はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎ
の組成を有し、Ｂ層がＺｎ−（１〜５０質量％）Ｎｉの
組成を有し、その厚みが０．０１〜１．０μｍであり、
その被覆率が５０％以上である溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 【効果】 該めっき鋼板は、Ｐｂを使用しない燃料タン
ク材料として好適な特性を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐食性、加
工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用電気機械
材料、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板を提供するものである。
工性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用電気機械
材料、産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｎめっき鋼板は、Ｓｎの有する優れた
耐食性と加工性から、食缶、飲料缶用途を主として広く
使用されている。しかしながら、食缶内部等の溶存酸素
の無い環境では、Ｓｎは地鉄を犠牲防食することが知ら
れているが、酸素の存在する環境下では地鉄からの腐食
が進行しやすいという欠点がある。これを補うため、Ｚ
ｎを２０〜４０％添加したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板も電子
部品、自動車部品等への後めっき分野を主として使用さ
れている特開平６−１１６７４９号公報。しかし、これ
までは電気めっき法によるもので、Ｓｎの電気めっきは
電流密度が低いため、コスト、生産性上の理由で高付着
量は困難であった。一方、本発明者らは、自動車燃料タ
ンク用途でこのＳｎ−Ｚｎめっき鋼板が優れた特性を有
することを知見し、特開平８−２６９７３３号公報、特
開平８−２６９７３４号公報において、めっき組織を制
御した溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を開示してきた。
耐食性と加工性から、食缶、飲料缶用途を主として広く
使用されている。しかしながら、食缶内部等の溶存酸素
の無い環境では、Ｓｎは地鉄を犠牲防食することが知ら
れているが、酸素の存在する環境下では地鉄からの腐食
が進行しやすいという欠点がある。これを補うため、Ｚ
ｎを２０〜４０％添加したＳｎ−Ｚｎめっき鋼板も電子
部品、自動車部品等への後めっき分野を主として使用さ
れている特開平６−１１６７４９号公報。しかし、これ
までは電気めっき法によるもので、Ｓｎの電気めっきは
電流密度が低いため、コスト、生産性上の理由で高付着
量は困難であった。一方、本発明者らは、自動車燃料タ
ンク用途でこのＳｎ−Ｚｎめっき鋼板が優れた特性を有
することを知見し、特開平８−２６９７３３号公報、特
開平８−２６９７３４号公報において、めっき組織を制
御した溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を開示してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記したＳｎ−Ｚｎめ
っき鋼板は、確かに優れた耐食性、加工性を有するもの
であるが、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの１種以上を含む合金層を
有するもので、その合金層は厚く成長している。合金層
は一般的にめっき金属と地鉄の反応物で、金属間化合物
層である。従って、一般に脆性な層であり、この層が厚
く成長すると加工時に亀裂を生じたり、内部で層状剥離
を誘起することがある。そういう意味から、連続した厚
い合金層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板はやや加工性に
劣る傾向があった。
っき鋼板は、確かに優れた耐食性、加工性を有するもの
であるが、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎの１種以上を含む合金層を
有するもので、その合金層は厚く成長している。合金層
は一般的にめっき金属と地鉄の反応物で、金属間化合物
層である。従って、一般に脆性な層であり、この層が厚
く成長すると加工時に亀裂を生じたり、内部で層状剥離
を誘起することがある。そういう意味から、連続した厚
い合金層を有するＳｎ−Ｚｎめっき鋼板はやや加工性に
劣る傾向があった。
【０００４】また、厚い合金層を有するＳｎ−Ｚｎめっ
き鋼板は表面粗度が大きい傾向にある。そしてそのよう
な粗い表面にクロメート処理等の化成皮膜を施すと、表
面形状に沿って化成処理状況が均一でなくなり、化成処
理皮膜の分布にムラが生じ易い。このような皮膜構造の
Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板は溶接性、特にスポット溶接性に
劣る傾向がある。これは一般に溶接時には表面皮膜が発
熱抵抗として作用するが、不均一な表面皮膜のため、局
部発熱しやすくなったためと考えられる。更に、このよ
うな表面粗度の大きい状態では、艶消し外観となり、Ｓ
ｎめっき特有の光沢外観が失われやすい。本発明は、上
記の課題、すなわち合金層が厚く形成されることによ
る、溶接性、表面外観、加工性の低下という課題を解決
し、溶接性、加工性、耐食性が高度にバランスした溶融
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供するものである。
き鋼板は表面粗度が大きい傾向にある。そしてそのよう
な粗い表面にクロメート処理等の化成皮膜を施すと、表
面形状に沿って化成処理状況が均一でなくなり、化成処
理皮膜の分布にムラが生じ易い。このような皮膜構造の
Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板は溶接性、特にスポット溶接性に
劣る傾向がある。これは一般に溶接時には表面皮膜が発
熱抵抗として作用するが、不均一な表面皮膜のため、局
部発熱しやすくなったためと考えられる。更に、このよ
うな表面粗度の大きい状態では、艶消し外観となり、Ｓ
ｎめっき特有の光沢外観が失われやすい。本発明は、上
記の課題、すなわち合金層が厚く形成されることによ
る、溶接性、表面外観、加工性の低下という課題を解決
し、溶接性、加工性、耐食性が高度にバランスした溶融
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、溶融Ｓｎ
−Ｚｎ系めっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ系めっき層とＮｉ系プ
レめっき層との界面に生成する層に着目し、その構成と
めっき鋼板の特性について詳細に調査し、この層を適正
に制御することで、より高い性能が得られるとの知見を
得、本発明を完成させたものである。その趣旨はＺｎ−
ｒｉｃｈ層の組成、厚み、分布を制御することにより、
優れためっき密着性、耐食性を得ることにある。本発明
の要旨とするところは、次のようなものである。 （１）鋼板表面に、Ａ層、その上層にＢ層、更にその上
層にＣ層を有し、Ａ層はＮｉまたはＮｉを含む合金より
なり、Ｂ層はＺｎを５０質量％以上含有するＺｎ−ｒｉ
ｃｈ層、Ｃ層はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎの組成を
有することを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板。
−Ｚｎ系めっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ系めっき層とＮｉ系プ
レめっき層との界面に生成する層に着目し、その構成と
めっき鋼板の特性について詳細に調査し、この層を適正
に制御することで、より高い性能が得られるとの知見を
得、本発明を完成させたものである。その趣旨はＺｎ−
ｒｉｃｈ層の組成、厚み、分布を制御することにより、
優れためっき密着性、耐食性を得ることにある。本発明
の要旨とするところは、次のようなものである。 （１）鋼板表面に、Ａ層、その上層にＢ層、更にその上
層にＣ層を有し、Ａ層はＮｉまたはＮｉを含む合金より
なり、Ｂ層はＺｎを５０質量％以上含有するＺｎ−ｒｉ
ｃｈ層、Ｃ層はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎの組成を
有することを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板。
【０００６】（２）Ｂ層がＺｎ−（１〜５０質量％）Ｎ
ｉの組成であることを特徴とする前記（１）記載の溶融
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板。 （３）Ｂ層がＮｉ5 Ｚｎ21を含有することを特徴とする
前記（１）または（２）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 （４）Ｂ層の厚みが０．０１〜１．０μｍであることを
特徴とする前記（１）〜（３）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板。 （５）Ｂ層の被覆率が５０％以上であることを特徴とす
る前記（１）〜（４）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼
板にある。
ｉの組成であることを特徴とする前記（１）記載の溶融
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板。 （３）Ｂ層がＮｉ5 Ｚｎ21を含有することを特徴とする
前記（１）または（２）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき
鋼板。 （４）Ｂ層の厚みが０．０１〜１．０μｍであることを
特徴とする前記（１）〜（３）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系
めっき鋼板。 （５）Ｂ層の被覆率が５０％以上であることを特徴とす
る前記（１）〜（４）記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼
板にある。
【０００７】次に本発明を詳細に説明する。本発明は、
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき層とＮｉ系プレめっき層の間にＺｎ
−ｒｉｃｈ層を有するＳｎ−Ｚｎ系めっき鋼板である。
更に、このＺｎ−ｒｉｃｈ層は、Ｚｎ−（１〜５０質量
％）Ｎｉの組成を有し、Ｎｉ5 Ｚｎ21を含有することが
ある。このＺｎ−ｒｉｃｈ層は０．０１〜１．０μｍの
厚さであり、被覆率が５０％以上である。Ａ層のＮｉ系
プレめっき層は、Ｓｎ−Ｚｎめっきに先立って処理され
るもので、これら金属はＦｅよりもＳｎとの反応性が高
いために、不めっきと呼ばれるめっき欠陥を抑制する効
果がある。Ｎｉ系プレめっきはＮｉまたはＮｉを含む合
金であり、Ｎｉを含む合金としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ
−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｓｎ等が挙げら
れる。その厚みは特に限定するものではないが、良好な
被覆状態を得るためには０．０１μｍ以上の厚みである
ことが好ましい。
Ｓｎ−Ｚｎ系めっき層とＮｉ系プレめっき層の間にＺｎ
−ｒｉｃｈ層を有するＳｎ−Ｚｎ系めっき鋼板である。
更に、このＺｎ−ｒｉｃｈ層は、Ｚｎ−（１〜５０質量
％）Ｎｉの組成を有し、Ｎｉ5 Ｚｎ21を含有することが
ある。このＺｎ−ｒｉｃｈ層は０．０１〜１．０μｍの
厚さであり、被覆率が５０％以上である。Ａ層のＮｉ系
プレめっき層は、Ｓｎ−Ｚｎめっきに先立って処理され
るもので、これら金属はＦｅよりもＳｎとの反応性が高
いために、不めっきと呼ばれるめっき欠陥を抑制する効
果がある。Ｎｉ系プレめっきはＮｉまたはＮｉを含む合
金であり、Ｎｉを含む合金としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ
−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｓｎ等が挙げら
れる。その厚みは特に限定するものではないが、良好な
被覆状態を得るためには０．０１μｍ以上の厚みである
ことが好ましい。
【０００８】Ｃ層はＳｎ−Ｚｎめっきであり、その組成
はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎに限定する。Ｚｎが１
質量％未満の場合は腐食電位の低下による犠牲防食能が
薄れ、安定した耐食性を得ることができない。一方、Ｚ
ｎが５０質量％を超え、Ｚｎが主成分になるとＺｎによ
る犠牲防食能は向上するが、逆に被覆型の防錆効果を示
すＳｎの被覆性が悪くなり、長期的な防錆効果を得難
い。また、Ｚｎに起因する白錆の発生と、融点上昇すな
わちめっき浴温の上昇に伴うＡ層とＣ層の間に合金層の
過剰な成長を引き起こす。よって、Ｃ層のＳｎ−Ｚｎめ
っきの組成はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎに限定す
る。
はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎに限定する。Ｚｎが１
質量％未満の場合は腐食電位の低下による犠牲防食能が
薄れ、安定した耐食性を得ることができない。一方、Ｚ
ｎが５０質量％を超え、Ｚｎが主成分になるとＺｎによ
る犠牲防食能は向上するが、逆に被覆型の防錆効果を示
すＳｎの被覆性が悪くなり、長期的な防錆効果を得難
い。また、Ｚｎに起因する白錆の発生と、融点上昇すな
わちめっき浴温の上昇に伴うＡ層とＣ層の間に合金層の
過剰な成長を引き起こす。よって、Ｃ層のＳｎ−Ｚｎめ
っきの組成はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎに限定す
る。
【０００９】Ｃ層の厚みは特に限定するものではない
が、薄すぎると十分な耐食性を得ることはできず、逆に
厚すぎると特に溶接性に悪影響を及ぼすので、１〜５０
μｍの厚さが好ましい。Ｓｎ−Ｚｎめっきの方法は特に
限定するものではないが、例えばゼンジマー法あるいは
フラックス法により溶融めっきを行うことにより、Ｓｎ
−Ｚｎめっきが生成される。
が、薄すぎると十分な耐食性を得ることはできず、逆に
厚すぎると特に溶接性に悪影響を及ぼすので、１〜５０
μｍの厚さが好ましい。Ｓｎ−Ｚｎめっきの方法は特に
限定するものではないが、例えばゼンジマー法あるいは
フラックス法により溶融めっきを行うことにより、Ｓｎ
−Ｚｎめっきが生成される。
【００１０】Ｂ層は、Ｎｉ系プレめっき層とＳｎ−Ｚｎ
めっき層の間に生成されるＺｎを５０質量％以上含有す
るＺｎ−ｒｉｃｈ層であり、本発明において最も特徴的
な層である。Ａ層の主成分であるＳｎはＣ層の主成分で
あるＮｉあるいは地鉄のＦｅと反応し合金化することに
よって、Ａ層のめっき密着性を得ている。しかし、過剰
に反応し合金化をおこし、厚い合金層（金属間化合物
層）が生成されると、加工性の低下あるいはめっき表面
粗度が大きくなる。Ｂ層は、Ａ層の主成分であるＳｎと
Ｃ層の主成分であるＮｉあるいは地鉄のＦｅとの過剰の
反応を抑制する効果を持つ。このＢ層によりめっき密着
性を劣化させることなく加工性とめっき表面粗度を低く
保つことができる。
めっき層の間に生成されるＺｎを５０質量％以上含有す
るＺｎ−ｒｉｃｈ層であり、本発明において最も特徴的
な層である。Ａ層の主成分であるＳｎはＣ層の主成分で
あるＮｉあるいは地鉄のＦｅと反応し合金化することに
よって、Ａ層のめっき密着性を得ている。しかし、過剰
に反応し合金化をおこし、厚い合金層（金属間化合物
層）が生成されると、加工性の低下あるいはめっき表面
粗度が大きくなる。Ｂ層は、Ａ層の主成分であるＳｎと
Ｃ層の主成分であるＮｉあるいは地鉄のＦｅとの過剰の
反応を抑制する効果を持つ。このＢ層によりめっき密着
性を劣化させることなく加工性とめっき表面粗度を低く
保つことができる。
【００１１】Ｂ層は５０質量％以上のＺｎを含有する。
Ｚｎが５０質量％未満の場合は、Ａ層とＣ層の合金化反
応を十分に抑制することはできない。また、Ｂ層がＺｎ
−（１〜５０質量％）Ｎｉの組成を有し、更にはＮｉ5
Ｚｎ21を含有する場合、Ａ層とＣ層の合金化反応抑制効
果が高まる。Ｂ層の厚みもＡ層とＣ層の合金化反応抑制
効果に影響し、０．０１μｍ未満では十分な効果を得る
ことはできず、また１．０μｍを超えると、Ａ層とＣ層
の合金化反応抑制効果が飽和するばかりでなく、Ｂ層自
体の加工性が低下する。よって、Ｂ層の厚みを０．０１
〜１．０μｍに限定する。
Ｚｎが５０質量％未満の場合は、Ａ層とＣ層の合金化反
応を十分に抑制することはできない。また、Ｂ層がＺｎ
−（１〜５０質量％）Ｎｉの組成を有し、更にはＮｉ5
Ｚｎ21を含有する場合、Ａ層とＣ層の合金化反応抑制効
果が高まる。Ｂ層の厚みもＡ層とＣ層の合金化反応抑制
効果に影響し、０．０１μｍ未満では十分な効果を得る
ことはできず、また１．０μｍを超えると、Ａ層とＣ層
の合金化反応抑制効果が飽和するばかりでなく、Ｂ層自
体の加工性が低下する。よって、Ｂ層の厚みを０．０１
〜１．０μｍに限定する。
【００１２】同様にＢ層の被覆率もＡ層とＣ層の合金化
反応抑制効果に影響し、被覆率が５０％未満では被覆さ
れていない箇所よりＡ層とＣ層の合金化が進むため、加
工性の低下とめっき表面粗度が高まる。よって、Ｂ層の
被覆率は５０％以上とする。Ｂ層の被覆率の求め方は、
Ｃ層のみを電解剥離等で剥離し、Ｂ層を露出させ、ＳＥ
Ｍ、ＥＰＭＡ等で表面を観察することによる。Ｂ層はＺ
ｎを５０質量％以上を含有し、Ａ層にはほとんど含有し
ていないのでＥＰＭＡで識別可能で、またＢ層は特定の
結晶形態を有するため、ＳＥＭ観察でも識別可能であ
る。
反応抑制効果に影響し、被覆率が５０％未満では被覆さ
れていない箇所よりＡ層とＣ層の合金化が進むため、加
工性の低下とめっき表面粗度が高まる。よって、Ｂ層の
被覆率は５０％以上とする。Ｂ層の被覆率の求め方は、
Ｃ層のみを電解剥離等で剥離し、Ｂ層を露出させ、ＳＥ
Ｍ、ＥＰＭＡ等で表面を観察することによる。Ｂ層はＺ
ｎを５０質量％以上を含有し、Ａ層にはほとんど含有し
ていないのでＥＰＭＡで識別可能で、またＢ層は特定の
結晶形態を有するため、ＳＥＭ観察でも識別可能であ
る。
【００１３】Ｃ層の表面に種々の後処理を施すことも可
能である。その目的は、初期防錆、酸化皮膜の成長防
止、溶接性等であるが、本発明において後処理皮膜は無
機化合物、有機化合物、またはその混合物からなり、付
着量が片面０．００５〜２ｇ／ｍ2 であることが望まし
い。本発明において、後処理皮膜は特に溶接性に影響が
大きく、溶接性を向上せしめるには、０．００５ｇ／ｍ
2 以上の処理量が必要であり、一方皮膜量が多すぎても
鋼板−電極間で発熱が起こりすぎて溶接性を阻害する。
皮膜の種類として、酸化皮膜、水酸化皮膜、陽極酸化皮
膜、化成皮膜、有機樹脂皮膜等があるが、特に種類ある
いは製造法を限定するものではない。また処理の仕方と
して、片面処理、両面同一処理、両面異処理がありうる
が、本発明においては、特に規定せず、どのような処理
も可能である。
能である。その目的は、初期防錆、酸化皮膜の成長防
止、溶接性等であるが、本発明において後処理皮膜は無
機化合物、有機化合物、またはその混合物からなり、付
着量が片面０．００５〜２ｇ／ｍ2 であることが望まし
い。本発明において、後処理皮膜は特に溶接性に影響が
大きく、溶接性を向上せしめるには、０．００５ｇ／ｍ
2 以上の処理量が必要であり、一方皮膜量が多すぎても
鋼板−電極間で発熱が起こりすぎて溶接性を阻害する。
皮膜の種類として、酸化皮膜、水酸化皮膜、陽極酸化皮
膜、化成皮膜、有機樹脂皮膜等があるが、特に種類ある
いは製造法を限定するものではない。また処理の仕方と
して、片面処理、両面同一処理、両面異処理がありうる
が、本発明においては、特に規定せず、どのような処理
も可能である。
【００１４】使用するめっき原板の組成も特に限定する
ものではない。しかし高度な加工性を要求される部位に
は、加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。加工性を要求され
ない用途に対しては、Ａｌ−ｋ鋼の適用が望ましい。ま
た鋼板の製造法としては通常の方法によるものとする。
鋼成分は例えば転炉−真空脱ガス処理により調節されて
溶製され、鋼片は連続鋳造法等で製造され、熱間圧延さ
れる。
ものではない。しかし高度な加工性を要求される部位に
は、加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ましく、さらには
溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確保するためにＢ
を数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。加工性を要求され
ない用途に対しては、Ａｌ−ｋ鋼の適用が望ましい。ま
た鋼板の製造法としては通常の方法によるものとする。
鋼成分は例えば転炉−真空脱ガス処理により調節されて
溶製され、鋼片は連続鋳造法等で製造され、熱間圧延さ
れる。
【００１５】さらに、めっき後の後処理として、クロメ
ート等の化成処理、有機樹脂被覆以外に、溶融めっき後
の外観均一処理であるゼロスパングル処理、めっきの改
質処理である焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための
調質圧延等があり得るが、本発明においては特にこれら
を限定せず、適用することも可能である。次に実施例に
より本発明をさらに詳細に説明する。
ート等の化成処理、有機樹脂被覆以外に、溶融めっき後
の外観均一処理であるゼロスパングル処理、めっきの改
質処理である焼鈍処理、表面状態、材質の調整のための
調質圧延等があり得るが、本発明においては特にこれら
を限定せず、適用することも可能である。次に実施例に
より本発明をさらに詳細に説明する。
【００１６】
【実施例】（実施例１）表１に示す成分の鋼を通常の転
炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常
の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼
鈍鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板の一部に電
気めっき法でＮｉめっき、Ｎｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−Ｃｏ
めっきを施した。引き続き、電気めっき法によりＺｎ−
Ｎｉめっきを施した。Ｚｎ−Ｎｉめっき浴は酸性塩化物
浴でＺｎの金属濃度比を５０％、浴温６０℃にした。め
っき組成は低電流密度では低Ｚｎとなり、高電流密度で
は高Ｚｎとなるため、電流密度により組成を制御した。
また、総通電量によりＺｎ−Ｎｉめっきの厚みを制御し
た。しかる後、フラックス法でＳｎ−Ｚｎめっきを行っ
た。フラックスはＺｎＣｌ2 水溶液をロール塗布して使
用し、Ｚｎの組成は０〜６０質量％まで変更した。浴温
は２４０〜４００℃とし、めっき後ワイピング法により
めっき付着量を調整した。これらの鋼板の一部には後処
理皮膜を施した。後処理の種類と組成を表２に示す。
炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常
の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼
鈍鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板の一部に電
気めっき法でＮｉめっき、Ｎｉ−Ｐめっき、Ｎｉ−Ｃｏ
めっきを施した。引き続き、電気めっき法によりＺｎ−
Ｎｉめっきを施した。Ｚｎ−Ｎｉめっき浴は酸性塩化物
浴でＺｎの金属濃度比を５０％、浴温６０℃にした。め
っき組成は低電流密度では低Ｚｎとなり、高電流密度で
は高Ｚｎとなるため、電流密度により組成を制御した。
また、総通電量によりＺｎ−Ｎｉめっきの厚みを制御し
た。しかる後、フラックス法でＳｎ−Ｚｎめっきを行っ
た。フラックスはＺｎＣｌ2 水溶液をロール塗布して使
用し、Ｚｎの組成は０〜６０質量％まで変更した。浴温
は２４０〜４００℃とし、めっき後ワイピング法により
めっき付着量を調整した。これらの鋼板の一部には後処
理皮膜を施した。後処理の種類と組成を表２に示す。
【００１７】なお、後処理皮膜は全て両面同一処理と
し、その付着量の表示方法は、以下のようにした。ク
ロメートＡ、クロメートＢ：金属Ｃｒ量をｇ／ｍ2 で表
示 化成皮膜：シリカ量をｇ／ｍ2 で表示 樹脂皮
膜：皮膜の全体量をｇ／ｍ2 で表示した。これらの燃料
タンクとしての性能を評価した。このときの評価方法は
下に記述した方法によった。材料明細と性能評価結果を
表３に示す。
し、その付着量の表示方法は、以下のようにした。ク
ロメートＡ、クロメートＢ：金属Ｃｒ量をｇ／ｍ2 で表
示 化成皮膜：シリカ量をｇ／ｍ2 で表示 樹脂皮
膜：皮膜の全体量をｇ／ｍ2 で表示した。これらの燃料
タンクとしての性能を評価した。このときの評価方法は
下に記述した方法によった。材料明細と性能評価結果を
表３に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】（１）Ｚｎ−ｒｉｃｈ層（Ｂ層）の組成、
厚さ、被覆率 組成と厚さ：めっき鋼板をＦＩＢ法により薄膜断面試料
を作製し、ＴＥＭ観察を行い、ＥＤＳで組成を、直接観
察により厚さを求めた。なおＥＤＳは局所的な情報とな
るため、１０点測定し、その平均組成を求めた、 被覆率：Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ層（Ｃ層）
のみを電解剥離法で剥離した。電解剥離は、５％ＮａＯ
Ｈ溶液中で行い、電流密度は１０ｍＡ／ｃｍ2とした。
その後、剥離面の表面をＥＰＭＡで倍率１０００倍で任
意の３視野を分析し、Ｚｎ−ｒｉｃｈ層の生成した面積
率を求め、その平均を求めた。
厚さ、被覆率 組成と厚さ：めっき鋼板をＦＩＢ法により薄膜断面試料
を作製し、ＴＥＭ観察を行い、ＥＤＳで組成を、直接観
察により厚さを求めた。なおＥＤＳは局所的な情報とな
るため、１０点測定し、その平均組成を求めた、 被覆率：Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板のＳｎ−Ｚｎ層（Ｃ層）
のみを電解剥離法で剥離した。電解剥離は、５％ＮａＯ
Ｈ溶液中で行い、電流密度は１０ｍＡ／ｃｍ2とした。
その後、剥離面の表面をＥＰＭＡで倍率１０００倍で任
意の３視野を分析し、Ｚｎ−ｒｉｃｈ層の生成した面積
率を求め、その平均を求めた。
【００２１】（２）めっき層加工性の評価
ドロービード試験を行った。このときの金型はビード
部：４Ｒ、ダイス型：２Ｒであり、油圧により押付け力
１０００ｋｇで圧下した。試験片の幅は３０ｍｍであ
り、引き抜いた後のビード通過部のめっき損傷状況を４
００倍の断面観察により調査した。観察長は２０ｍｍと
し、めっき層のクラック発生を評価した。 〔評価基準〕 ○：めっき層の欠陥無し △：めっき層にクラックが発生 ×：成形可能だが、めっき層に局部剥離発生
部：４Ｒ、ダイス型：２Ｒであり、油圧により押付け力
１０００ｋｇで圧下した。試験片の幅は３０ｍｍであ
り、引き抜いた後のビード通過部のめっき損傷状況を４
００倍の断面観察により調査した。観察長は２０ｍｍと
し、めっき層のクラック発生を評価した。 〔評価基準〕 ○：めっき層の欠陥無し △：めっき層にクラックが発生 ×：成形可能だが、めっき層に局部剥離発生
【００２２】（３）表面粗度
表面粗度指標であるＲＭＳを測定した。表示は表裏の平
均値とした。ＲＭＳは自乗平均粗さを意味し、ある区間
の粗さ曲線の自乗の積分値を区間長さで除し、平方根を
とったものである。 （４）耐食性試験 ＪＩＳ Ｚ２１３５に準拠したＳＳＴ試験２０日を行
い、白錆、赤錆発生状況を観察した。 〔評価基準〕 ○：赤錆発生無し、白錆発生３％以下 △：赤錆発生無し、白錆発生２０％以下 ×：赤錆発生
均値とした。ＲＭＳは自乗平均粗さを意味し、ある区間
の粗さ曲線の自乗の積分値を区間長さで除し、平方根を
とったものである。 （４）耐食性試験 ＪＩＳ Ｚ２１３５に準拠したＳＳＴ試験２０日を行
い、白錆、赤錆発生状況を観察した。 〔評価基準〕 ○：赤錆発生無し、白錆発生３％以下 △：赤錆発生無し、白錆発生２０％以下 ×：赤錆発生
【００２３】（５）スポット溶接性
以下の溶接条件でスポット溶接を行い、ナゲット径が４
√ｔを切った時点までの連続打点数を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０
ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型
電極、先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 ○：連続打点５００点超 △：連続打点２００〜５００点 ×：連続打点２００点未満
√ｔを切った時点までの連続打点数を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０
ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型
電極、先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 ○：連続打点５００点超 △：連続打点２００〜５００点 ×：連続打点２００点未満
【００２４】
【表３】
【００２５】Ｎｏ．３５のようにＡ層がない場合にはＢ
層は全く生成しない。この状態では地鉄のＦｅとＣ層の
合金化が進み加工性が低下する。また、めっき表面粗度
が大きくなり、後処理皮膜の均一塗布が困難となり耐食
性、溶接性に劣る。また、Ｎｏ．３６のようにＢ層のＺ
ｎ量が少ないと、Ａ層とＣ層の合金化が進み加工性が低
下する。また、めっき表面粗度が高くなり、後処理皮膜
の均一塗布が困難となり耐食性、溶接性に劣る。
層は全く生成しない。この状態では地鉄のＦｅとＣ層の
合金化が進み加工性が低下する。また、めっき表面粗度
が大きくなり、後処理皮膜の均一塗布が困難となり耐食
性、溶接性に劣る。また、Ｎｏ．３６のようにＢ層のＺ
ｎ量が少ないと、Ａ層とＣ層の合金化が進み加工性が低
下する。また、めっき表面粗度が高くなり、後処理皮膜
の均一塗布が困難となり耐食性、溶接性に劣る。
【００２６】Ｎｏ．３７のようにＣ層がＺｎを含有しな
い純Ｓｎめっきの場合にはＢ層は全く生成せず、Ｎｏ．
３８のようにＣ層のＺｎ量が少ない場合にはＢ層は生成
しても厚さが薄く、被覆率も低くなる。この状態ではＡ
層とＣ層の合金化が進み加工性が低下する。また、めっ
き表面粗度が大きくなり、後処理皮膜の均一塗布が困難
となり耐食性、溶接性に劣る。逆に、Ｎｏ．３９のよう
にＺｎ量が多すぎると、浴温を高める必要があり、結果
的にＢ層が成長しやすくなり、表面粗度が高くなるた
め、溶接性がやや劣化する。発明例では、いずれの特性
もバランスしている。ただし、表面粗度が大きいと、抵
抗溶接性がやや劣化し、また、めっき最表層の皮膜が無
いときにも溶接性、耐食性に劣る傾向がある。従ってこ
のような鋼板は、溶接性を要求されない用途への適用が
望ましい。
い純Ｓｎめっきの場合にはＢ層は全く生成せず、Ｎｏ．
３８のようにＣ層のＺｎ量が少ない場合にはＢ層は生成
しても厚さが薄く、被覆率も低くなる。この状態ではＡ
層とＣ層の合金化が進み加工性が低下する。また、めっ
き表面粗度が大きくなり、後処理皮膜の均一塗布が困難
となり耐食性、溶接性に劣る。逆に、Ｎｏ．３９のよう
にＺｎ量が多すぎると、浴温を高める必要があり、結果
的にＢ層が成長しやすくなり、表面粗度が高くなるた
め、溶接性がやや劣化する。発明例では、いずれの特性
もバランスしている。ただし、表面粗度が大きいと、抵
抗溶接性がやや劣化し、また、めっき最表層の皮膜が無
いときにも溶接性、耐食性に劣る傾向がある。従ってこ
のような鋼板は、溶接性を要求されない用途への適用が
望ましい。
【００２７】（実施例２）実施例１の表１に示す鋼成分
の冷延鋼板を材料として、ゼンジマー方式の溶融Ｓｎ−
８％Ｚｎめっきを行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきは無酸
化炉−還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融
めっきライン内で行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきに先立
って、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｐめっきをそれぞれ１
ｇ／ｍ2 施した後、電気めっき法によりＺｎ−１５Ｎｉ
めっきを施した。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。
めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片面３５ｇ
／ｍ 2 に調節した。この際のめっき温度は２８０℃とし
た。更に、表２の符号δの後処理皮膜を０．０２０ｇ／
ｍ2 施した。こうして製造した鋼板の燃料タンクとして
の性能を評価した。このときの評価方法も実施例１のそ
れと同じである。評価結果は、いずれも良好な性能を示
した。
の冷延鋼板を材料として、ゼンジマー方式の溶融Ｓｎ−
８％Ｚｎめっきを行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきは無酸
化炉−還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融
めっきライン内で行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきに先立
って、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｐめっきをそれぞれ１
ｇ／ｍ2 施した後、電気めっき法によりＺｎ−１５Ｎｉ
めっきを施した。焼鈍温度は８００〜８５０℃とした。
めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片面３５ｇ
／ｍ 2 に調節した。この際のめっき温度は２８０℃とし
た。更に、表２の符号δの後処理皮膜を０．０２０ｇ／
ｍ2 施した。こうして製造した鋼板の燃料タンクとして
の性能を評価した。このときの評価方法も実施例１のそ
れと同じである。評価結果は、いずれも良好な性能を示
した。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、優れた耐食性、溶接性、加工
性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用電気機械、
産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板
を提供するものである。これまでＰｂ系めっきを適用し
ていた箇所へ有害性の無いＳｎ系めっきの適用を可能に
するもので、産業上の寄与は大きい。
性を兼備し、自動車燃料タンク材料、家庭用電気機械、
産業機械材料として好適な溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板
を提供するものである。これまでＰｂ系めっきを適用し
ていた箇所へ有害性の無いＳｎ系めっきの適用を可能に
するもので、産業上の寄与は大きい。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山口 伸一
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新
日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
(72)発明者 伊崎 輝明
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新
日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Ｆターム(参考） 4K027 AA05 AA22 AB02 AB05 AB28
AB43 AB46 AC62
4K044 AA02 AB02 BA06 BA10 BB04
BC02 BC05 BC08 BC09 CA11
CA61 CA64
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼板表面に、Ａ層、その上層にＢ層、更
にその上層にＣ層を有し、Ａ層はＮｉまたはＮｉを含む
合金よりなり、Ｂ層はＺｎを５０質量％以上含有するＺ
ｎ−ｒｉｃｈ層、Ｃ層はＳｎ−（１〜５０質量％）Ｚｎ
の組成を有することを特徴とする溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板。 - 【請求項２】 Ｂ層がＺｎ−（１〜５０質量％）Ｎｉの
組成であることを特徴とする請求項１に記載の溶融Ｓｎ
−Ｚｎ系めっき鋼板。 - 【請求項３】 Ｂ層がＮｉ5 Ｚｎ21を含有することを特
徴とする請求項１または２に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系め
っき鋼板。 - 【請求項４】 Ｂ層の厚みが０．０１〜１．０μｍであ
ることを特徴とする請求項１〜３に記載の溶融Ｓｎ−Ｚ
ｎ系めっき鋼板。 - 【請求項５】 Ｂ層の被覆率が５０％以上であることを
特徴とする請求項１〜４に記載の溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっ
き鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074016A JP3717114B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074016A JP3717114B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003268522A true JP2003268522A (ja) | 2003-09-25 |
| JP3717114B2 JP3717114B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=29203527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002074016A Expired - Fee Related JP3717114B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 溶融Ｓｎ−Ｚｎ系めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3717114B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011006732A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Nippon Steel Corp | 車両の燃料タンク用の溶融めっき鋼板及び車両用の燃料タンク |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002074016A patent/JP3717114B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011006732A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Nippon Steel Corp | 車両の燃料タンク用の溶融めっき鋼板及び車両用の燃料タンク |
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| JP3717114B2 (ja) | 2005-11-16 |
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