JP2819427B2 - プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents
プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板Info
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- JP2819427B2 JP2819427B2 JP2204067A JP20406790A JP2819427B2 JP 2819427 B2 JP2819427 B2 JP 2819427B2 JP 2204067 A JP2204067 A JP 2204067A JP 20406790 A JP20406790 A JP 20406790A JP 2819427 B2 JP2819427 B2 JP 2819427B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系
めっき鋼板に関するものである。
めっき鋼板に関するものである。
亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性を向上させる方法と
して、例えば特開昭62−185883号公報記載の如く、めっ
き鋼板表面に電解クロメート処理を施し、Cr2O3の酸化
物皮膜を生成せしめる方法や特開昭62−192597号公報記
載の如く、鉄亜鉛合金めっきを施す方法等の亜鉛系めっ
き鋼板上に硬い皮膜を形成し、プレス時のめっきとダイ
スのかじりを防止してプレスの潤滑性の向上をはかるこ
とが開示されている。
して、例えば特開昭62−185883号公報記載の如く、めっ
き鋼板表面に電解クロメート処理を施し、Cr2O3の酸化
物皮膜を生成せしめる方法や特開昭62−192597号公報記
載の如く、鉄亜鉛合金めっきを施す方法等の亜鉛系めっ
き鋼板上に硬い皮膜を形成し、プレス時のめっきとダイ
スのかじりを防止してプレスの潤滑性の向上をはかるこ
とが開示されている。
また特開平１−136952号公報記載の如く、めっき鋼板
の表面に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布または
被覆しプレス成形性を向上させることが開示されてい
る。
の表面に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布または
被覆しプレス成形性を向上させることが開示されてい
る。
しかしながら、このような製品は自動車ユーザーの使
用において、以下のような不十分な点がある。
用において、以下のような不十分な点がある。
自動車ユーザーでの使用工程の概略は、鋼板を油で洗
浄する工程、プレス工程、脱脂工程、化成処理工程、塗
装工程からなっているので、電解クロメート処理鋼板の
場合は、化成処理工程で化成処理皮膜が形成せず、また
潤滑油や潤滑皮膜などを塗布した鋼板の場合は、洗浄工
程で油が落ちるので十分な潤滑性能を発揮しない。さら
には、化成処理前の脱脂工程に負荷がかかりコストが高
くなる。一方、亜鉛系めっき鋼板に鉄−亜鉛合金フラッ
シュめっきを施したものは電解クロメート処理に比較し
て鋼板のコストが高くなる等の問題点がある。
浄する工程、プレス工程、脱脂工程、化成処理工程、塗
装工程からなっているので、電解クロメート処理鋼板の
場合は、化成処理工程で化成処理皮膜が形成せず、また
潤滑油や潤滑皮膜などを塗布した鋼板の場合は、洗浄工
程で油が落ちるので十分な潤滑性能を発揮しない。さら
には、化成処理前の脱脂工程に負荷がかかりコストが高
くなる。一方、亜鉛系めっき鋼板に鉄−亜鉛合金フラッ
シュめっきを施したものは電解クロメート処理に比較し
て鋼板のコストが高くなる等の問題点がある。
本発明はかかる現状に鑑みて、低コストで、化成処理
が可能で、脱脂等の工程に負荷をかけずに製造し得るプ
レス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提
供することを目的とする。
が可能で、脱脂等の工程に負荷をかけずに製造し得るプ
レス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提
供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、亜鉛系めっき鋼板表面
にアモルファス状のＰ酸化物１〜500mg/m2を被覆したこ
とを特徴とするプレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛
系めっき鋼板にある。
にアモルファス状のＰ酸化物１〜500mg/m2を被覆したこ
とを特徴とするプレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛
系めっき鋼板にある。
本発明が対象とする亜鉛系めっき鋼板とは、例えば溶
融めっき法、電気めっき法、蒸着めっき法、溶射法など
の各種の製造方法によるものがあり、めっき組成として
は純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,ZnとAl,ZnとMn,ZnとCr,Zn
とTi,ZnとMgなどZnを主成分として、耐食性など諸機能
の向上のためFe,Ni,Co,Al,Pb,Sn,Sb,Cu,Ti,Si,B,P,N,S,
O等の１種ないし２種以上の合金元素および不純物元素
を含み、またSiO2,Al2O3などのセラミック微粒子、Ti
O2,BaCrO4などの酸化物、アクリル樹脂などの有機高分
子をめっき層中に分散させたものがあり、めっき層の厚
み方向で単一組成のもの、連続的あるいは層状に組成が
変化するものがあり、さらに多層めっき鋼板では、最上
層に、めっき組成としては純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,Zn
とAl,ZnとMn,ZnとCr,ZnとTi,ZnとMgなどZnを主成分とし
て、耐食性など諸機能の向上のため１種ないし２種以上
の合金元素および不純物元素を含み、またSiO2,Al2O3な
どのセラミック微粒子、TiO2,BaCrO4などの酸化物、ア
クリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に分散させた
ものがある。
融めっき法、電気めっき法、蒸着めっき法、溶射法など
の各種の製造方法によるものがあり、めっき組成として
は純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,ZnとAl,ZnとMn,ZnとCr,Zn
とTi,ZnとMgなどZnを主成分として、耐食性など諸機能
の向上のためFe,Ni,Co,Al,Pb,Sn,Sb,Cu,Ti,Si,B,P,N,S,
O等の１種ないし２種以上の合金元素および不純物元素
を含み、またSiO2,Al2O3などのセラミック微粒子、Ti
O2,BaCrO4などの酸化物、アクリル樹脂などの有機高分
子をめっき層中に分散させたものがあり、めっき層の厚
み方向で単一組成のもの、連続的あるいは層状に組成が
変化するものがあり、さらに多層めっき鋼板では、最上
層に、めっき組成としては純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,Zn
とAl,ZnとMn,ZnとCr,ZnとTi,ZnとMgなどZnを主成分とし
て、耐食性など諸機能の向上のため１種ないし２種以上
の合金元素および不純物元素を含み、またSiO2,Al2O3な
どのセラミック微粒子、TiO2,BaCrO4などの酸化物、ア
クリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に分散させた
ものがある。
例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、蒸着亜鉛めっき鋼板、
鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするア
ルミニウム，鉄などの合金溶融亜鉛めっき鋼板、めっき
層断面方向で下層が合金化されている合金化溶融亜鉛め
っき鋼板（一般にハーフアロイと称する）、片面鉄−亜
鉛合金化溶融亜鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層から
なるめっき鋼板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸
着めっき等により亜鉛または亜鉛を主成分とし、鉄，ニ
ッケルを含有する金属をめっきした鋼板、あるいは、電
気亜鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケル、クロム等合金電気
めっき鋼板合、更に単一合金層または多層合金電気めっ
き鋼板、亜鉛および亜鉛含有金属の蒸着めっき鋼板等が
ある。その他、SiO2,Al2O3などのセラミック微粒子、Ti
O2酸化物微粒子および有機高分子などを亜鉛または亜鉛
合金めっき中に分散させた分散めっき鋼板がある。
鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするア
ルミニウム，鉄などの合金溶融亜鉛めっき鋼板、めっき
層断面方向で下層が合金化されている合金化溶融亜鉛め
っき鋼板（一般にハーフアロイと称する）、片面鉄−亜
鉛合金化溶融亜鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層から
なるめっき鋼板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸
着めっき等により亜鉛または亜鉛を主成分とし、鉄，ニ
ッケルを含有する金属をめっきした鋼板、あるいは、電
気亜鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケル、クロム等合金電気
めっき鋼板合、更に単一合金層または多層合金電気めっ
き鋼板、亜鉛および亜鉛含有金属の蒸着めっき鋼板等が
ある。その他、SiO2,Al2O3などのセラミック微粒子、Ti
O2酸化物微粒子および有機高分子などを亜鉛または亜鉛
合金めっき中に分散させた分散めっき鋼板がある。
このような亜鉛系めっき鋼板表面に、前記の如く、酸
化物を被覆することによりプレス成形性、化成処理性を
向上しようとするものである。
化物を被覆することによりプレス成形性、化成処理性を
向上しようとするものである。
前記皮膜がかかる効果を奏する理由は以下の如くであ
る。
る。
プレス成形に際しての潤滑性をめっき鋼板に付与する
には、めっき鋼板表面に硬質の皮膜を形成する方法が有
効である。この点で電解クロメート処理、鉄亜鉛合金め
っきは有効であるが、前者は化成処理皮膜が形成でき
ず、後者は処理量が多くコスト高になる。
には、めっき鋼板表面に硬質の皮膜を形成する方法が有
効である。この点で電解クロメート処理、鉄亜鉛合金め
っきは有効であるが、前者は化成処理皮膜が形成でき
ず、後者は処理量が多くコスト高になる。
これらの解決には、めっき鋼板表面の硬質皮膜として
は、酸化物皮膜であって、かつ化成処理液中で溶解し、
化成処理皮膜を形成できるとともに、皮膜成分が化成処
理液に溶け出しても化成処理に悪影響を与ないものであ
ることが必要である。
は、酸化物皮膜であって、かつ化成処理液中で溶解し、
化成処理皮膜を形成できるとともに、皮膜成分が化成処
理液に溶け出しても化成処理に悪影響を与ないものであ
ることが必要である。
本発明者らは、このような観点から、亜鉛系めっき鋼
板表面にＰ酸化物皮膜を形成すれば良いことを見出し
た。Ｐ酸化物皮膜はクロメート皮膜と同様少量ではガラ
ス状の皮膜となり、プレス時にめっきのダイスへのかじ
りを抑制し、摺動性を良好とする。さらに、化成処理液
には溶解するためクロメート皮膜と異なり、化成処理皮
膜を形成することができ、また化成処理液に溶け出して
も悪影響はない。
板表面にＰ酸化物皮膜を形成すれば良いことを見出し
た。Ｐ酸化物皮膜はクロメート皮膜と同様少量ではガラ
ス状の皮膜となり、プレス時にめっきのダイスへのかじ
りを抑制し、摺動性を良好とする。さらに、化成処理液
には溶解するためクロメート皮膜と異なり、化成処理皮
膜を形成することができ、また化成処理液に溶け出して
も悪影響はない。
Ｐ酸化物皮膜の構造は明確ではないが、めっきから供
給されるZn−ＯとＰ−Ｏ結合からなるネットワークが主
体で、部分的に−OH,CO3基等が結合し、さらにはめっき
から供給される金属が置換したアモルファス状の巨大分
子構造であろうと推定している。
給されるZn−ＯとＰ−Ｏ結合からなるネットワークが主
体で、部分的に−OH,CO3基等が結合し、さらにはめっき
から供給される金属が置換したアモルファス状の巨大分
子構造であろうと推定している。
また、この皮膜は酸化物皮膜のため、油による洗浄工
程や、脱脂工程でも溶解しないので、潤滑性能の低下
や、他の工程に負荷をおよぼさない。
程や、脱脂工程でも溶解しないので、潤滑性能の低下
や、他の工程に負荷をおよぼさない。
この皮膜の密着性や成膜性を良好にするために硫酸、
硝酸、塩酸などの無機酸やそれらからなる塩を添加する
ことは効果的である。
硝酸、塩酸などの無機酸やそれらからなる塩を添加する
ことは効果的である。
さらに、この皮膜中には、処理浴中や、めっきに含ま
れる物質を不純物として含んでいてもよい。これら不純
物としては、Zn,Al,Cr,Co,Mn,Pb,Sn,Cu,Ti,Si,B,N,S,P,
Cl,K,Na,Mg,Ca,Ba,In,C,Fe,V,W,Niなどがある。
れる物質を不純物として含んでいてもよい。これら不純
物としては、Zn,Al,Cr,Co,Mn,Pb,Sn,Cu,Ti,Si,B,N,S,P,
Cl,K,Na,Mg,Ca,Ba,In,C,Fe,V,W,Niなどがある。
次に、本発明の皮膜の皮膜量範囲について述べる。
この皮膜の皮膜量としては、プレス成形性を良好とす
るには、酸化物皮膜がアモルファス状が好ましく、Ｐ酸
化物皮膜がアモルファス状であるには皮膜量が少なくな
ければならない。このため皮膜量は、Ｐ酸化物（Ｐとし
て）1mg/m2以上含有すればよいが、皮膜量が500mg/m2を
超えると皮膜が結晶皮膜となり、かえって潤滑性を悪化
し、プレス成形性が低下する。また化成処理皮膜の形成
が不十分となる。ゆえに、適正なＰ酸化物皮膜量は、Ｐ
として1mg/m2以上500mg/m2以下である。好ましくは200m
g/m2以下である。
るには、酸化物皮膜がアモルファス状が好ましく、Ｐ酸
化物皮膜がアモルファス状であるには皮膜量が少なくな
ければならない。このため皮膜量は、Ｐ酸化物（Ｐとし
て）1mg/m2以上含有すればよいが、皮膜量が500mg/m2を
超えると皮膜が結晶皮膜となり、かえって潤滑性を悪化
し、プレス成形性が低下する。また化成処理皮膜の形成
が不十分となる。ゆえに、適正なＰ酸化物皮膜量は、Ｐ
として1mg/m2以上500mg/m2以下である。好ましくは200m
g/m2以下である。
かくすることにより、潤滑性を向上し、プレス成形性
が向上するものと認められる。
が向上するものと認められる。
かくして、Ｐ酸化物皮膜を亜鉛系めっき鋼板上に同時
に形成させることにより、プレス成形性と化成処理性を
向上するものである。
に形成させることにより、プレス成形性と化成処理性を
向上するものである。
このような酸化物皮膜の生成方法としては、例えば、
りん酸ナトリウム５〜60g/からなるpH2〜６の水溶液
中にめっき鋼板を浸漬するか、この水溶液中でめっき鋼
板を陰極または陽極として電解処理するか、または該水
溶液をめっき鋼板に散布する方法が採用される。
りん酸ナトリウム５〜60g/からなるpH2〜６の水溶液
中にめっき鋼板を浸漬するか、この水溶液中でめっき鋼
板を陰極または陽極として電解処理するか、または該水
溶液をめっき鋼板に散布する方法が採用される。
また、このような水溶液中へエッチング剤として、例
えば硫酸、硝酸、過塩素酸、りん酸等の１種または２種
以上を１〜10g/添加すれば、酸化物皮膜の密着性等が
向上し好ましい。
えば硫酸、硝酸、過塩素酸、りん酸等の１種または２種
以上を１〜10g/添加すれば、酸化物皮膜の密着性等が
向上し好ましい。
このようにしてめっき鋼板表面に酸化物皮膜が生成す
ると、めっき層およびめっき層中の合金金属の一部が酸
化物皮膜中へ、その他酸化物として混入する。
ると、めっき層およびめっき層中の合金金属の一部が酸
化物皮膜中へ、その他酸化物として混入する。
本発明は不純物等の酸化物が生成したものを含有して
も、何ら効力を失うものではない。
も、何ら効力を失うものではない。
（実施例） 本発明の実施例を比較例と共に、以下の表に示す。
注１） めっき鋼板の種類:AS:合金化溶融亜鉛めっき鋼
板（Fe:10％,Al:0.25％，残Zn）、EG:電気亜鉛めっき鋼
板、GI:溶融亜鉛めっき鋼板（Al:0.3％,Fe:0.8％,Pb:0.
1％，残Zn）、HA:半合金化溶融亜鉛めっき鋼板（Fe:5
％,Al:0.3％，残Zn）、Zn/Zn−Cr鋼板（下層Cr10％含有
20g/m2Zn−Cr合金めっき；上層Zn 2g/m2二層めっき鋼
板）、鋼板厚はいずれも0.8mmの普通鋼。
板（Fe:10％,Al:0.25％，残Zn）、EG:電気亜鉛めっき鋼
板、GI:溶融亜鉛めっき鋼板（Al:0.3％,Fe:0.8％,Pb:0.
1％，残Zn）、HA:半合金化溶融亜鉛めっき鋼板（Fe:5
％,Al:0.3％，残Zn）、Zn/Zn−Cr鋼板（下層Cr10％含有
20g/m2Zn−Cr合金めっき；上層Zn 2g/m2二層めっき鋼
板）、鋼板厚はいずれも0.8mmの普通鋼。
注２） プレス成形性（摩擦係数） サンプルサイズ:17mm×300mm,引張り速度:500mm/min,
角ビート肩R:1.0/3.0mm,摺動長:200mm,塗油：ノックス
ラスト530F40,1g/m2の条件で、面圧を100〜600kg fの間
で数点試験を行い、引き抜き加重を測定し、面圧と引き
抜き加重の傾きから摩擦係数を求めた。
角ビート肩R:1.0/3.0mm,摺動長:200mm,塗油：ノックス
ラスト530F40,1g/m2の条件で、面圧を100〜600kg fの間
で数点試験を行い、引き抜き加重を測定し、面圧と引き
抜き加重の傾きから摩擦係数を求めた。
注３） 化成処理性 化成処理液にはSD5000（日本ペイント社製）を用い、
処方どおり脱脂、表面調整を行った後化成処理を行っ
た。化成処理皮膜の判定は、SEM（２次電子線像）によ
り、均一に皮膜が形成されているものは○、部分的に皮
膜形成されているものは△、皮膜が形成されていないも
のは×と判定した。
処方どおり脱脂、表面調整を行った後化成処理を行っ
た。化成処理皮膜の判定は、SEM（２次電子線像）によ
り、均一に皮膜が形成されているものは○、部分的に皮
膜形成されているものは△、皮膜が形成されていないも
のは×と判定した。
注４） 酸化膜生成は、りん酸ナトリウム５〜60g/を
加えたpH2〜６の水溶液中で、めっき鋼板を陰極または
陽極として電解処理（５〜10A/dm2、1.0〜1.5秒）する
かまたは浸漬処理して酸化物皮膜を生成せしめた。
加えたpH2〜６の水溶液中で、めっき鋼板を陰極または
陽極として電解処理（５〜10A/dm2、1.0〜1.5秒）する
かまたは浸漬処理して酸化物皮膜を生成せしめた。
本発明によれば、プレス成形においては摺動性を冷延
鋼板並以上に向上し、かつ化成処理皮膜も形成可能とす
ることができ、又溶接性をも向上することができる。こ
れによって、従来より低コストで、またユーザーの工程
における負荷を低減でき、生産性を向上させることがで
きるなどの優れた効果が奏せられる。
鋼板並以上に向上し、かつ化成処理皮膜も形成可能とす
ることができ、又溶接性をも向上することができる。こ
れによって、従来より低コストで、またユーザーの工程
における負荷を低減でき、生産性を向上させることがで
きるなどの優れた効果が奏せられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 勝利 愛知県東海市東海町５―３ 新日本製鐵 株式會社名古屋製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭63−186883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−63394（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12 C23C 24/00 - 30/00
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛系めっき鋼板表面にアモルファス状の
Ｐ酸化物１〜500mg/m2を被覆したことを特徴とするプレ
ス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204067A JP2819427B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 |
| KR1019910700888A KR940001032B1 (ko) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | 프레스 성형성, 화성처리성 등에 뛰어난 아연계 도금강판 및 그 강판의 제조방법 |
| PCT/JP1990/001615 WO1991009152A1 (en) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | Galvanized steel plate having excellent capability of press working, chemical conversion and the like, and production of said plate |
| EP91900051A EP0456834B1 (en) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | Galvanized steel plate having excellent capability of press working, chemical conversion and the like, and production of said plate |
| DE69027428T DE69027428T2 (de) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | Verzinktes stahlblech mit ausgezeichneter pressverformung, chemischer oberflächenumwandlung und ähnlichen eigenschaften sowie herstellung eines solchen bleches |
| AU68889/91A AU629724B2 (en) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | Deep drawing galvanised steel plate for press working and conversion coating |
| CA002046288A CA2046288C (en) | 1989-12-12 | 1990-12-11 | Zinc-base galvanized sheet steel excellent in press-formability, phosphatability, etc. and process for producing the same |
| US08/108,937 US5525431A (en) | 1989-12-12 | 1993-08-19 | Zinc-base galvanized sheet steel excellent in press-formability, phosphatability, etc. and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204067A JP2819427B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488196A JPH0488196A (ja) | 1992-03-23 |
| JP2819427B2 true JP2819427B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=16484217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204067A Expired - Lifetime JP2819427B2 (ja) | 1989-12-12 | 1990-08-01 | プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819427B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009242815A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
| US8852753B2 (en) | 2010-07-09 | 2014-10-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Galvanized steel sheet |
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| US5849423A (en) | 1995-11-21 | 1998-12-15 | Nkk Corporation | Zinciferous plated steel sheet and method for manufacturing same |
| US6129995A (en) * | 1997-03-19 | 2000-10-10 | Nkk Corporation | Zinciferous coated steel sheet and method for producing the same |
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| WO2007034570A1 (ja) | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Jfe Steel Corporation | 亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性評価方法 |
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