JP2836480B2 - 耐高温変色性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
耐高温変色性に優れた表面処理鋼板Info
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- JP2836480B2 JP2836480B2 JP7233694A JP7233694A JP2836480B2 JP 2836480 B2 JP2836480 B2 JP 2836480B2 JP 7233694 A JP7233694 A JP 7233694A JP 7233694 A JP7233694 A JP 7233694A JP 2836480 B2 JP2836480 B2 JP 2836480B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐高温変色性に優れた
表面処理鋼板、特にクロメート処理したZn−Ni系電気め
っき鋼板であって、例えばブラウン管の防爆バンドを取
付ける際の焼嵌めなどの加熱加工もしくは加熱処理を経
ても色調の変化しない、また、むらの出ない表面処理鋼
板に関する。
表面処理鋼板、特にクロメート処理したZn−Ni系電気め
っき鋼板であって、例えばブラウン管の防爆バンドを取
付ける際の焼嵌めなどの加熱加工もしくは加熱処理を経
ても色調の変化しない、また、むらの出ない表面処理鋼
板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、錆対策や腐食対策として家庭電気
製品やＯＡ機器類等への電気亜鉛めっき鋼材の使用が増
加しているが、最近、クロメート処理技術の向上を背景
として、これらの産業分野を中心にクロメート処理鋼材
を裸使用して塗装工程を省略することでコストダウンを
図る傾向が強まってきている。
製品やＯＡ機器類等への電気亜鉛めっき鋼材の使用が増
加しているが、最近、クロメート処理技術の向上を背景
として、これらの産業分野を中心にクロメート処理鋼材
を裸使用して塗装工程を省略することでコストダウンを
図る傾向が強まってきている。
【０００３】さらに、オーディオ等の分野では、シルク
印刷といわれる下地の鋼板がそのまま見える印刷様式が
好まれている。これらの分野では、クロメート処理鋼材
のうち色調が明るい方が好ましいため、色調の明るいク
ロメート鋼板の開発が行われてきた。
印刷といわれる下地の鋼板がそのまま見える印刷様式が
好まれている。これらの分野では、クロメート処理鋼材
のうち色調が明るい方が好ましいため、色調の明るいク
ロメート鋼板の開発が行われてきた。
【０００４】特開平２−104673号公報には、色調の明る
いクロメート処理亜鉛めっき鋼材が開示されているが、
これは本質的には、電気純亜鉛めっきに関する発明であ
り、しかもクロメート皮膜を設けることにより色調を明
るくするものではなく、めっき面方位により色調を明る
くするものである。
いクロメート処理亜鉛めっき鋼材が開示されているが、
これは本質的には、電気純亜鉛めっきに関する発明であ
り、しかもクロメート皮膜を設けることにより色調を明
るくするものではなく、めっき面方位により色調を明る
くするものである。
【０００５】また、そのクロメート皮膜は加熱により変
質し、色調が大きく変化する恐れがある。めっき面方位
の点からも、亜鉛の融点の419 ℃を超えるような加熱加
工工程が加われば大きく変化すると考えられる。このよ
うに、従来は、加熱後の色調変化の安定性については何
ら考慮が払われていなかった。
質し、色調が大きく変化する恐れがある。めっき面方位
の点からも、亜鉛の融点の419 ℃を超えるような加熱加
工工程が加われば大きく変化すると考えられる。このよ
うに、従来は、加熱後の色調変化の安定性については何
ら考慮が払われていなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、加熱処理前後の色調変化が少なく、加熱処理後も裸
使用に耐え得る表面処理鋼板を提供することである。具
体的には、本発明の目的は、めっき鋼板にクロメート処
理を行って使用する表面処理鋼板における耐高温変色性
を改善し、例えばブラウン管の防爆バンド、ガスコンロ
等高温環境に使用できる表面処理鋼板を提供することで
ある。
は、加熱処理前後の色調変化が少なく、加熱処理後も裸
使用に耐え得る表面処理鋼板を提供することである。具
体的には、本発明の目的は、めっき鋼板にクロメート処
理を行って使用する表面処理鋼板における耐高温変色性
を改善し、例えばブラウン管の防爆バンド、ガスコンロ
等高温環境に使用できる表面処理鋼板を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者が、かかる課題
を達成すべく、検討を重ねた結果、例えばZn−Ni電気合
金めっき鋼板にクロメート皮膜を設けるに際して、クロ
メート皮膜中に粒径が５〜50 nm のシリカゾルを配合
し、Cr量に対するその割合を規定することで色調の安定
性が顕著に改善されることを知り、本発明を完成した。
を達成すべく、検討を重ねた結果、例えばZn−Ni電気合
金めっき鋼板にクロメート皮膜を設けるに際して、クロ
メート皮膜中に粒径が５〜50 nm のシリカゾルを配合
し、Cr量に対するその割合を規定することで色調の安定
性が顕著に改善されることを知り、本発明を完成した。
【０００８】よって、本発明の要旨とするところは、め
っき皮膜中にNiを９〜15重量％含有する目付量５〜40g/
m2のZn−Ni系電気めっき鋼板上に、10mg/m2 以上120 mg
/m2以下のCrと、粒径が５〜50 nm のシリカゾルを、重
量比で、SiO2／Cr＝ 2.5〜4.5 の範囲で含有し、かつCr
6+／全Cr＝ 0.10 〜0.70であるクロメート皮膜を備えた
ことを特徴とする耐高温変色性に優れた表面処理鋼板で
ある。
っき皮膜中にNiを９〜15重量％含有する目付量５〜40g/
m2のZn−Ni系電気めっき鋼板上に、10mg/m2 以上120 mg
/m2以下のCrと、粒径が５〜50 nm のシリカゾルを、重
量比で、SiO2／Cr＝ 2.5〜4.5 の範囲で含有し、かつCr
6+／全Cr＝ 0.10 〜0.70であるクロメート皮膜を備えた
ことを特徴とする耐高温変色性に優れた表面処理鋼板で
ある。
【０００９】
【作用】次に、本発明の作用についてさらに具体的に説
明する。図１は、本発明にかかる表面処理鋼板の表面皮
膜の構成を説明する略式断面図であり、図中、鋼板10に
は予めZn−Ni電気めっき層12が設けられており、次いで
クロメート処理によってクロメート皮膜14が設けられて
いる。Zn−Ni系電気合金めっき、およびクロメート処理
それ自体はすでに公知であって、本発明にあっても、シ
リカゾルを配合する点を除いて通常行われている操作に
よってそれらを実施すればよい。以下、これらについて
順次説明する。
明する。図１は、本発明にかかる表面処理鋼板の表面皮
膜の構成を説明する略式断面図であり、図中、鋼板10に
は予めZn−Ni電気めっき層12が設けられており、次いで
クロメート処理によってクロメート皮膜14が設けられて
いる。Zn−Ni系電気合金めっき、およびクロメート処理
それ自体はすでに公知であって、本発明にあっても、シ
リカゾルを配合する点を除いて通常行われている操作に
よってそれらを実施すればよい。以下、これらについて
順次説明する。
【００１０】まず、Zn−Ni系電気合金めっき鋼板は、そ
の良好なる耐食性のため従来より数多く使用されてい
る。しかし、めっき後無処理での使用は、赤錆こそ早期
では発生しないが、亜鉛を使用していることによりZnの
酸化物である白錆の発生が避けられない。そこで、白錆
の発生を予防するためにクロメート処理を施すのであ
る。
の良好なる耐食性のため従来より数多く使用されてい
る。しかし、めっき後無処理での使用は、赤錆こそ早期
では発生しないが、亜鉛を使用していることによりZnの
酸化物である白錆の発生が避けられない。そこで、白錆
の発生を予防するためにクロメート処理を施すのであ
る。
【００１１】したがって、このような観点からは、従来
より、クロム酸クロメート皮膜をZn−Ni系電気めっき鋼
板上に施した製品は多く存在する。また、SiO2を含有し
たクロメート処理鋼板は、耐食性向上を目的とした純Zn
めっき鋼板には、存在するが、純Znめっき鋼板を加熱処
理用途に用いた場合、その融点の低さにより純Znめっき
が融解し、めっき皮膜そのものの持つ犠牲防食能が失わ
れ、防錆能力を失うことになる。
より、クロム酸クロメート皮膜をZn−Ni系電気めっき鋼
板上に施した製品は多く存在する。また、SiO2を含有し
たクロメート処理鋼板は、耐食性向上を目的とした純Zn
めっき鋼板には、存在するが、純Znめっき鋼板を加熱処
理用途に用いた場合、その融点の低さにより純Znめっき
が融解し、めっき皮膜そのものの持つ犠牲防食能が失わ
れ、防錆能力を失うことになる。
【００１２】一方、従来より存在するクロム酸クロメー
トを加熱処理過程に用いた場合、クロメート皮膜の変色
が著しく、さらには、防食能も失われるので、裸使用が
不可能になる。しかし、予想外にも、融点の高いZn−Ni
系にSiO2添加系クロメートを被覆させるとSiO2は耐食性
向上の働きをし、有効となる。
トを加熱処理過程に用いた場合、クロメート皮膜の変色
が著しく、さらには、防食能も失われるので、裸使用が
不可能になる。しかし、予想外にも、融点の高いZn−Ni
系にSiO2添加系クロメートを被覆させるとSiO2は耐食性
向上の働きをし、有効となる。
【００１３】そこで、本発明においては、融点の高いZn
−Ni系電気めっき鋼板を下地とした、耐高温変色性に優
れた、新しいクロメート処理皮膜を開発した。高温での
変色は、クロメート皮膜中Crの結晶化および酸化および
Cr6+→Cr3+への反応によるから、本発明にあっては、そ
のような反応を抑制する方向でクロメート皮膜組成を変
えるのである。すなわち、クロメート皮膜中のCr6+／全
Crを規定するのである。
−Ni系電気めっき鋼板を下地とした、耐高温変色性に優
れた、新しいクロメート処理皮膜を開発した。高温での
変色は、クロメート皮膜中Crの結晶化および酸化および
Cr6+→Cr3+への反応によるから、本発明にあっては、そ
のような反応を抑制する方向でクロメート皮膜組成を変
えるのである。すなわち、クロメート皮膜中のCr6+／全
Crを規定するのである。
【００１４】クロメート皮膜中にＣｒ６＋がもし過剰に
存在すると、その黄色皮膜が高温加熱によりＣｒ６＋が
還元されることにより黄色度が低下する。例えば黄色か
ら緑系の色に変色する。そこで、Ｃｒ６＋はできるだけ
少ない方がよい。しかし、６価のＣｒが存在しない場
合、皮膜の自己修復作用が十分でなくなり耐食性が劣
る。また、還元のために必要とする熱量の観点から全Ｃ
ｒに対する重量割合で１０〜７０％の６価クロムが存在
することを必要とする。好ましくは２０〜４０％であ
る。また、結晶化によるＣｒ酸化皮膜干渉色は防げな
い。よって、シリカゾルを添加する。
存在すると、その黄色皮膜が高温加熱によりＣｒ６＋が
還元されることにより黄色度が低下する。例えば黄色か
ら緑系の色に変色する。そこで、Ｃｒ６＋はできるだけ
少ない方がよい。しかし、６価のＣｒが存在しない場
合、皮膜の自己修復作用が十分でなくなり耐食性が劣
る。また、還元のために必要とする熱量の観点から全Ｃ
ｒに対する重量割合で１０〜７０％の６価クロムが存在
することを必要とする。好ましくは２０〜４０％であ
る。また、結晶化によるＣｒ酸化皮膜干渉色は防げな
い。よって、シリカゾルを添加する。
【００１５】ここに、シリカゾル配合の効果としては、
クロメート皮膜中にシリカゾルが拡散・分散することに
よりバリヤ的な働きをする。よって、変色が外面より目
立たないようにするものである。もし、シリカゾルが存
在しないならば、加熱によるクロムの変色が100 ％外観
の変化となって現れてくることになる。
クロメート皮膜中にシリカゾルが拡散・分散することに
よりバリヤ的な働きをする。よって、変色が外面より目
立たないようにするものである。もし、シリカゾルが存
在しないならば、加熱によるクロムの変色が100 ％外観
の変化となって現れてくることになる。
【００１６】本発明においてシリカゾルの配合は、例え
ば塗布型クロメート皮膜の場合、予め調製したクロメー
ト液に単に所定粒径のシリカゾルを所定量だけ添加する
ことによって行えばよい。配合するシリカゾルは粒径が
５ nm より小さいと十分な色調変動改善がみられず、一
方、50 nm を越えると耐食性が劣化する。好ましくは10
〜30 nm である。
ば塗布型クロメート皮膜の場合、予め調製したクロメー
ト液に単に所定粒径のシリカゾルを所定量だけ添加する
ことによって行えばよい。配合するシリカゾルは粒径が
５ nm より小さいと十分な色調変動改善がみられず、一
方、50 nm を越えると耐食性が劣化する。好ましくは10
〜30 nm である。
【００１７】シリカゾルの配合量は、重量比で、SiO2／
Cr：2.5 〜4.5 、好ましくは３〜４の範囲内とするが、
これより少ないと十分な効果が得られず、一方この比が
４．５を越えるとＳｉＯ２増量の効果があらわれず、コ
ストアップおよび処理液の安定化が損なわれる。
Cr：2.5 〜4.5 、好ましくは３〜４の範囲内とするが、
これより少ないと十分な効果が得られず、一方この比が
４．５を越えるとＳｉＯ２増量の効果があらわれず、コ
ストアップおよび処理液の安定化が損なわれる。
【００１８】ところで、高温での変色に起因する現象と
して、高温域での明度の低下が挙げられる。明度が低下
した場合、もともとの明度が高ければ目立ち易く、低け
れば目立ちにくいという特徴がある。そこで、本発明で
は、クロメート皮膜の下層となるZn−Niめっき皮膜のNi
含有量を９〜15％と制限することで、前述のクロメート
皮膜組成の改善と組合せた相乗的効果を利用しようとす
るものである。
して、高温域での明度の低下が挙げられる。明度が低下
した場合、もともとの明度が高ければ目立ち易く、低け
れば目立ちにくいという特徴がある。そこで、本発明で
は、クロメート皮膜の下層となるZn−Niめっき皮膜のNi
含有量を９〜15％と制限することで、前述のクロメート
皮膜組成の改善と組合せた相乗的効果を利用しようとす
るものである。
【００１９】一般に、Znめっき中にNiが含有されると、
皮膜の色調が暗くなる傾向がある。そこで、一定比率の
Niを常時含有させる。併せてNiの添加により製造の安定
性も確保できる。さらには、皮膜の溶解速度が遅くなる
ために、高耐食性が実現できるとの期待もできる。融点
も、純Znの419 ℃からNiを合金化することで800 ℃以上
にまで上昇し、さらに鋼板表面のFeのめっき層への拡散
も減少するため、さらなる色調の安定性も確保でき、そ
の後の高温加工の過程を経る用途にも使用に耐え得るも
のとなる。
皮膜の色調が暗くなる傾向がある。そこで、一定比率の
Niを常時含有させる。併せてNiの添加により製造の安定
性も確保できる。さらには、皮膜の溶解速度が遅くなる
ために、高耐食性が実現できるとの期待もできる。融点
も、純Znの419 ℃からNiを合金化することで800 ℃以上
にまで上昇し、さらに鋼板表面のFeのめっき層への拡散
も減少するため、さらなる色調の安定性も確保でき、そ
の後の高温加工の過程を経る用途にも使用に耐え得るも
のとなる。
【００２０】一方、めっき皮膜付着量が５g/m2未満であ
るとめっきの鋼板表面被覆性が劣化し、さらには、めっ
きの薄膜化によりFeがめっき皮膜に拡散するための色調
変動の影響を受けやすい。好ましくはめっき皮膜付着量
の下限は、10g/m2以上である。しかし、めっき付着量が
40g/m2を越えると電力のコストが上昇するため、経済性
に劣るものである。好適上限は30g/m2である。次に、本
発明の作用について実施例にもとづいてさらに具体的に
説明する。
るとめっきの鋼板表面被覆性が劣化し、さらには、めっ
きの薄膜化によりFeがめっき皮膜に拡散するための色調
変動の影響を受けやすい。好ましくはめっき皮膜付着量
の下限は、10g/m2以上である。しかし、めっき付着量が
40g/m2を越えると電力のコストが上昇するため、経済性
に劣るものである。好適上限は30g/m2である。次に、本
発明の作用について実施例にもとづいてさらに具体的に
説明する。
【００２１】
【実施例】SPCC級冷延鋼板に表１の如く組成を変えたZn
−Ni合金電気めっきを、慣用手段でもって、20g/m2の厚
さに施し、次いで表２の如き組成のクロメート皮膜を、
これも慣用手段でもって施した。
−Ni合金電気めっきを、慣用手段でもって、20g/m2の厚
さに施し、次いで表２の如き組成のクロメート皮膜を、
これも慣用手段でもって施した。
【００２２】作成した供試材を表３に示す如き加熱処理
を加え、加熱前後の色差を下記の第式の計算式になら
って算出した。ただし、Ｌ: 明度、ａ: 彩度、ｂ: 彩度
であり、ミノルタ (株) 製 Cr-300 色彩色差計を用い、
ハンター表示にて求めた。 色差（ΔＥ）＝√ (ΔL2＋Δa2＋Δb2) ・・・
を加え、加熱前後の色差を下記の第式の計算式になら
って算出した。ただし、Ｌ: 明度、ａ: 彩度、ｂ: 彩度
であり、ミノルタ (株) 製 Cr-300 色彩色差計を用い、
ハンター表示にて求めた。 色差（ΔＥ）＝√ (ΔL2＋Δa2＋Δb2) ・・・
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】加熱試験の後に前述のようにして求めた色
差ΔＥを、表４の基準にしたがって評点を付し、評点１
を合格とし、２以上を不合格とした。これらの結果を表
５にまとめて示す
差ΔＥを、表４の基準にしたがって評点を付し、評点１
を合格とし、２以上を不合格とした。これらの結果を表
５にまとめて示す
【００２７】
【表５】
【００２８】以上、実施例のごとく本発明材料は、加熱
後の耐変色性に優れていることが明らかとなった。
後の耐変色性に優れていることが明らかとなった。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる表
面処理鋼板は、加熱処理 (加工) を経ても変色しないか
ら、例えばブラウン管の防爆バンドに本材料を採用した
場合にも、焼嵌め工程などで加熱しても色調の変化が少
なく、外観などばらつきの少ない製品を製造可能とす
る。
面処理鋼板は、加熱処理 (加工) を経ても変色しないか
ら、例えばブラウン管の防爆バンドに本材料を採用した
場合にも、焼嵌め工程などで加熱しても色調の変化が少
なく、外観などばらつきの少ない製品を製造可能とす
る。
【図１】本発明にかかる表面処理鋼板の皮膜構造の概略
説明図である。
説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 めっき皮膜中にNiを９〜15重量％含有す
る目付量５〜40g/m2のZn−Ni系電気めっき鋼板上に、10
mg/m2 以上120 mg/m2 以下のCrと、粒径が５〜50 nm の
シリカゾルとを、重量比で、SiO2／Cr＝ 2.5〜4.5 の範
囲で含有し、かつクロメート皮膜中のCr6+／全Cr＝ 0.1
0 〜0.70であるクロメート皮膜を備えたことを特徴とす
る耐高温変色性に優れた表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233694A JP2836480B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 耐高温変色性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233694A JP2836480B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 耐高温変色性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07278837A JPH07278837A (ja) | 1995-10-24 |
| JP2836480B2 true JP2836480B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=13486356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7233694A Expired - Fee Related JP2836480B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 耐高温変色性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836480B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015113878B4 (de) * | 2015-08-21 | 2023-03-16 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur thermischen Behandlung eines mit einer Konversionsschicht beschichteten Schwarzblechs |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP7233694A patent/JP2836480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07278837A (ja) | 1995-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980908 |
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