JP2991920B2 - 複層めっき鋼板 - Google Patents
複層めっき鋼板Info
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- JP2991920B2 JP2991920B2 JP6040151A JP4015194A JP2991920B2 JP 2991920 B2 JP2991920 B2 JP 2991920B2 JP 6040151 A JP6040151 A JP 6040151A JP 4015194 A JP4015194 A JP 4015194A JP 2991920 B2 JP2991920 B2 JP 2991920B2
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- Japan
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- steel sheet
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- plated steel
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家電、建材等
に使用される耐食性および塗装適合性に優れた防錆用の
複層めっき鋼板に関する。
に使用される耐食性および塗装適合性に優れた防錆用の
複層めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、防錆用めっき鋼板は要求される耐
食性が厳しくなり、用途によっては複層めっき鋼板が適
用されるようになってきた。例えば特公平３−２８５１
８号公報や特公平２−４８６３６号公報には、第１層に
ＮｉまたはＮｉ系合金めっき層、第２層にＺｎ系合金め
っき層、第３層にＦｅの濃度を高めたＺｎ系合金めっき
層を形成した複層めっき鋼板が開示されている。これら
は第１層（下層）で母材との密着性を向上させ、第２層
で耐食性を担い、第３層（最上層）で後に化成処理を施
して、塗装密着性を向上させる構成にしている。
食性が厳しくなり、用途によっては複層めっき鋼板が適
用されるようになってきた。例えば特公平３−２８５１
８号公報や特公平２−４８６３６号公報には、第１層に
ＮｉまたはＮｉ系合金めっき層、第２層にＺｎ系合金め
っき層、第３層にＦｅの濃度を高めたＺｎ系合金めっき
層を形成した複層めっき鋼板が開示されている。これら
は第１層（下層）で母材との密着性を向上させ、第２層
で耐食性を担い、第３層（最上層）で後に化成処理を施
して、塗装密着性を向上させる構成にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は、塗装密着性の改善要求が高まりつつあり、さらには
需要家の製造設備の都合によって塗装前の化成処理を省
略したいという要求も出てきた。そこで、本発明は、こ
のような要求を満足させて、塗装前の化成処理を施さな
くても塗装密着性を向上させた複層めっき鋼板の提供を
目的とする。
は、塗装密着性の改善要求が高まりつつあり、さらには
需要家の製造設備の都合によって塗装前の化成処理を省
略したいという要求も出てきた。そこで、本発明は、こ
のような要求を満足させて、塗装前の化成処理を施さな
くても塗装密着性を向上させた複層めっき鋼板の提供を
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、鋼材の少なくとも片面に、第１層（下
層）としてＺｎめっき被覆層を形成し、第２層（上層）
としてＮｉ−Ｐ合金で１ｇ／ｍ2 以上のめっき被覆層を
形成することを特徴とする。
解決するために、鋼材の少なくとも片面に、第１層（下
層）としてＺｎめっき被覆層を形成し、第２層（上層）
としてＮｉ−Ｐ合金で１ｇ／ｍ2 以上のめっき被覆層を
形成することを特徴とする。
【０００５】
【作用】まず、本発明において第１層（下層）にＺｎめ
っきを被覆する理由を述べる。鋼材の耐食性を向上させ
るためには、母材自体の耐食性を上げるか、あるいは母
材を保護する金属を被覆するのが一般的である。母材に
炭素鋼が適用され、その主成分の鉄の水溶液系の電極反
応及び標準電極電位（熱力学データからの計算値、２５
℃、水素基準）は、 Ｆｅ2+＋２ｅ- ＝Ｆｅ（ｓｏｌｉｄ）、−０．４４０
Ｅo ／Ｖ であるのに対して、鉄より卑な金属あるいはその合金を
めっきすれば母材の腐食を妨げることができる。そこで
亜鉛は、 Ｚｎ2+＋２ｅ- ＝Ｚｎ（ｓｏｌｉｄ）、−０．７６２７
Ｅo ／Ｖ である〔電気化学便覧 第４版（電気化学協会編，丸
善）より〕から、鉄より卑で犠牲防食作用が大きいめっ
き金属といえる。以上の観点から、第１層の金属として
Ｚｎを選定するものである。
っきを被覆する理由を述べる。鋼材の耐食性を向上させ
るためには、母材自体の耐食性を上げるか、あるいは母
材を保護する金属を被覆するのが一般的である。母材に
炭素鋼が適用され、その主成分の鉄の水溶液系の電極反
応及び標準電極電位（熱力学データからの計算値、２５
℃、水素基準）は、 Ｆｅ2+＋２ｅ- ＝Ｆｅ（ｓｏｌｉｄ）、−０．４４０
Ｅo ／Ｖ であるのに対して、鉄より卑な金属あるいはその合金を
めっきすれば母材の腐食を妨げることができる。そこで
亜鉛は、 Ｚｎ2+＋２ｅ- ＝Ｚｎ（ｓｏｌｉｄ）、−０．７６２７
Ｅo ／Ｖ である〔電気化学便覧 第４版（電気化学協会編，丸
善）より〕から、鉄より卑で犠牲防食作用が大きいめっ
き金属といえる。以上の観点から、第１層の金属として
Ｚｎを選定するものである。
【０００６】次に、第２層（上層）にＮｉ−Ｐ合金めっ
きを形成させる理由を述べる。よい耐食性を得るために
は、上層は塗装密着性を向上させる目的で、りん酸塩や
クロメート等の化成処理を施すのが一般的である。しか
しながら、本発明では上層にＮｉ−Ｐ合金めっきを被覆
することによって、化成処理を行う必要がない構成とし
たものである。例えば、ニッケルの水溶液系の電極反応
及び標準電極電位は、 Ｎｉ2+＋２ｅ- ＝Ｎｉ（ｓｏｌｉｄ）、−０．２３６ Ｅo ／Ｖ である〔電気化学便覧 第４版（電気化学協会編，丸
善）より〕から、母材のＦｅ、下層めっきのＺｎ系合
金、上層めっきのＮｉ−Ｐ合金を比較した場合、Ｎｉが
電極電位的に最も貴であることがわかる。塗装して使用
される場合、塗膜下の金属の溶出が起こり難いことが塗
装密着性を向上させることを意味している。そのため第
２層（上層）の皮膜は第１層（下層）の溶け易い皮膜を
完全に被覆することが必要である。通常電気めっきが被
めっき表面を確実に覆うためには１ｇ／ｍ2 以上の付着
量が必要とされ、Ｎｉ−Ｐ合金も同様に１ｇ／ｍ2 以上
の被覆層を形成していることが望ましい。しかも第２層
（上層）のＮｉ−Ｐ合金めっき自身は耐食性が良く、非
晶質な皮膜で比較的硬く疵がつき難く、無塗装で使用す
ることが可能であるのも大きな利点である。
きを形成させる理由を述べる。よい耐食性を得るために
は、上層は塗装密着性を向上させる目的で、りん酸塩や
クロメート等の化成処理を施すのが一般的である。しか
しながら、本発明では上層にＮｉ−Ｐ合金めっきを被覆
することによって、化成処理を行う必要がない構成とし
たものである。例えば、ニッケルの水溶液系の電極反応
及び標準電極電位は、 Ｎｉ2+＋２ｅ- ＝Ｎｉ（ｓｏｌｉｄ）、−０．２３６ Ｅo ／Ｖ である〔電気化学便覧 第４版（電気化学協会編，丸
善）より〕から、母材のＦｅ、下層めっきのＺｎ系合
金、上層めっきのＮｉ−Ｐ合金を比較した場合、Ｎｉが
電極電位的に最も貴であることがわかる。塗装して使用
される場合、塗膜下の金属の溶出が起こり難いことが塗
装密着性を向上させることを意味している。そのため第
２層（上層）の皮膜は第１層（下層）の溶け易い皮膜を
完全に被覆することが必要である。通常電気めっきが被
めっき表面を確実に覆うためには１ｇ／ｍ2 以上の付着
量が必要とされ、Ｎｉ−Ｐ合金も同様に１ｇ／ｍ2 以上
の被覆層を形成していることが望ましい。しかも第２層
（上層）のＮｉ−Ｐ合金めっき自身は耐食性が良く、非
晶質な皮膜で比較的硬く疵がつき難く、無塗装で使用す
ることが可能であるのも大きな利点である。
【０００７】さらに、第２層をＮｉ−Ｐ合金めっきに選
定したことによって、以下のような利点もある。近年し
ばしば行われるようになった複層めっき方法において、
上層にＦｅまたはＦｅ濃度の高いＺｎ系合金の電気めっ
きがしばしば施されるようになった。その理由は上述し
た本発明のＮｉ−Ｐ合金めっきの場合と同様の原理に基
づいている。しかしながら、Ｆｅ系合金電気めっき浴で
は２価のＦｅ2+がアノード酸化やエアレーション酸化に
よって３価のＦｅ3+に変わり、その割合が増えると電析
効率を低下させる。そのため別の槽でＦｅ2+に還元して
フィードバックさせる工程が必要になる。また溶質Ｆｅ
の補給方法にも工夫が必要で、浴の管理が複雑かつ困難
である。それに比べてＮｉめっき浴はＮｉ2+１種類のみ
であり、エアレーション酸化が起こらず浴管理は容易で
ある。しかも無電解法でＮｉ−Ｐ合金めっきを施す場合
は、第１層（下層）が溶融Ｚｎめっきの場合、あるいは
最終工程に電気めっき設備を設けることができないよう
な状況で、第２層（上層）のＮｉ合金を形成させる場合
により効果的である。
定したことによって、以下のような利点もある。近年し
ばしば行われるようになった複層めっき方法において、
上層にＦｅまたはＦｅ濃度の高いＺｎ系合金の電気めっ
きがしばしば施されるようになった。その理由は上述し
た本発明のＮｉ−Ｐ合金めっきの場合と同様の原理に基
づいている。しかしながら、Ｆｅ系合金電気めっき浴で
は２価のＦｅ2+がアノード酸化やエアレーション酸化に
よって３価のＦｅ3+に変わり、その割合が増えると電析
効率を低下させる。そのため別の槽でＦｅ2+に還元して
フィードバックさせる工程が必要になる。また溶質Ｆｅ
の補給方法にも工夫が必要で、浴の管理が複雑かつ困難
である。それに比べてＮｉめっき浴はＮｉ2+１種類のみ
であり、エアレーション酸化が起こらず浴管理は容易で
ある。しかも無電解法でＮｉ−Ｐ合金めっきを施す場合
は、第１層（下層）が溶融Ｚｎめっきの場合、あるいは
最終工程に電気めっき設備を設けることができないよう
な状況で、第２層（上層）のＮｉ合金を形成させる場合
により効果的である。
【０００８】ここで電気Ｚｎめっき、溶融Ｚｎめっき、
Ｎｉ−Ｐ合金無電解めっき、りん酸塩処理、クロメート
処理等の方法は、当業者においては熟知されているので
詳細な説明を省略し、実施例で標準的な工程の記述のみ
で説明する。
Ｎｉ−Ｐ合金無電解めっき、りん酸塩処理、クロメート
処理等の方法は、当業者においては熟知されているので
詳細な説明を省略し、実施例で標準的な工程の記述のみ
で説明する。
【０００９】
【実施例】次に標準的な浴組成を用いて作製した複層め
っき鋼板について実施例で説明する。 実施例１ 一般冷延鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１，ＳＰＣＣ，板厚
０．８mm）を母材として、試験片の大きさ５０mm×１０
０mmを採取し、脱脂、塩酸酸洗、水洗等の前処理を施
す。次に、 ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ：４００ｇ／ｌ （ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ： ２５ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 ： １２ｇ／ｌ からなるＺｎめっき浴組成で、浴のｐＨ１．０、浴の温
度６０℃、カソード電流密度２０Ａ／dm2 のめっき条件
で、第１層（下層）に電気Ｚｎめっきして付着量２０ｇ
／ｍ2 を得た。引き続き、市販の無電解めっき原液（日
本カニゼン製，シューマー）を５倍に薄めて、浴温７０
℃、ｐＨ６とした無電解めっき液を用いて、上記で作製
した電気Ｚｎめっき鋼板の上層に第２層としてＮｉ−Ｐ
合金を無電解めっきして表１に示す通りの付着量の試験
片Ｄ１〜Ｄ４を得た。このＤ１〜Ｄ４の試験片は化成処
理を施さないで、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き
付け硬化１８０℃、２０分を施して塗装密着性試験材Ｄ
３，Ｄ４とし、また比較材Ｄ１，Ｄ２とした。次に、同
上条件で電気Ｚｎめっき付着量２０ｇ／ｍ2 を施し、り
ん酸塩系化成処理で皮膜付着量２．５ｇ／ｍ2 を形成さ
せ、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き付け硬化１８
０℃、２０分を施した。
っき鋼板について実施例で説明する。 実施例１ 一般冷延鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１，ＳＰＣＣ，板厚
０．８mm）を母材として、試験片の大きさ５０mm×１０
０mmを採取し、脱脂、塩酸酸洗、水洗等の前処理を施
す。次に、 ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ：４００ｇ／ｌ （ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ： ２５ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 ： １２ｇ／ｌ からなるＺｎめっき浴組成で、浴のｐＨ１．０、浴の温
度６０℃、カソード電流密度２０Ａ／dm2 のめっき条件
で、第１層（下層）に電気Ｚｎめっきして付着量２０ｇ
／ｍ2 を得た。引き続き、市販の無電解めっき原液（日
本カニゼン製，シューマー）を５倍に薄めて、浴温７０
℃、ｐＨ６とした無電解めっき液を用いて、上記で作製
した電気Ｚｎめっき鋼板の上層に第２層としてＮｉ−Ｐ
合金を無電解めっきして表１に示す通りの付着量の試験
片Ｄ１〜Ｄ４を得た。このＤ１〜Ｄ４の試験片は化成処
理を施さないで、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き
付け硬化１８０℃、２０分を施して塗装密着性試験材Ｄ
３，Ｄ４とし、また比較材Ｄ１，Ｄ２とした。次に、同
上条件で電気Ｚｎめっき付着量２０ｇ／ｍ2 を施し、り
ん酸塩系化成処理で皮膜付着量２．５ｇ／ｍ2 を形成さ
せ、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き付け硬化１８
０℃、２０分を施した。
【００１０】試験材、比較材とも塗膜の一部分に下地鋼
板に達するスクラッチを入れ、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ２３７１）を１０００時間行った。その後、各試験片
の塗膜のスクラッチ部分、およびその他の平面部分のブ
リスターおよび錆の発生状況を観察し、◎印は全く異常
なし、○印は少し異常あり、△印は膨れ（ブリスターの
場合）または錆の発生あり、および×印は膨れまたは錆
の発生が顕著、として、それらの結果を表１に示す。
板に達するスクラッチを入れ、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ２３７１）を１０００時間行った。その後、各試験片
の塗膜のスクラッチ部分、およびその他の平面部分のブ
リスターおよび錆の発生状況を観察し、◎印は全く異常
なし、○印は少し異常あり、△印は膨れ（ブリスターの
場合）または錆の発生あり、および×印は膨れまたは錆
の発生が顕著、として、それらの結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１から、本発明の複層めっき鋼板で化成
処理を行っていない試験材Ｄ３，Ｄ４は、複層めっき鋼
板で上層のＮｉ−Ｐ合金めっき付着量が１ｇ／ｍ2 に満
たない比較材Ｄ１，Ｄ２および上層のＮｉ−Ｐ合金めっ
きが存在しないが、化成処理を行った比較材Ｓ１に比べ
て、優れた塗装密着性を示していることが解る。
処理を行っていない試験材Ｄ３，Ｄ４は、複層めっき鋼
板で上層のＮｉ−Ｐ合金めっき付着量が１ｇ／ｍ2 に満
たない比較材Ｄ１，Ｄ２および上層のＮｉ−Ｐ合金めっ
きが存在しないが、化成処理を行った比較材Ｓ１に比べ
て、優れた塗装密着性を示していることが解る。
【００１３】すなわち、平面部分の全て、およびスクラ
ッチ部分においてブリスターの異常は全くなかった。た
だ、スクラッチ部分に白錆が少し発生しただけであっ
た。それにくらべて化成処理を行っただけの場合および
上層めっき量が少ない場合、ブリスターを完全には抑え
ることができなかった。
ッチ部分においてブリスターの異常は全くなかった。た
だ、スクラッチ部分に白錆が少し発生しただけであっ
た。それにくらべて化成処理を行っただけの場合および
上層めっき量が少ない場合、ブリスターを完全には抑え
ることができなかった。
【００１４】実施例２ 溶融亜鉛めっき鋼板、めっき付着量１８０ｇ／ｍ2 （両
面）に実施例１と同様の条件で、Ｎｉ−Ｐ合金の無電解
めっきを施して、表２の通りの付着量の試験片Ｄ５〜Ｄ
８を得た。このＤ５〜Ｄ８の試験片は化成処理を施さな
いで、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き付け硬化１
８０℃、２０分を施して塗装密着性試験材Ｄ７，Ｄ８と
し、また比較材Ｄ５，Ｄ６とした。次に、上記と同様の
溶融亜鉛めっき鋼板に、りん酸塩系化成処理で皮膜付着
量２．５ｇ／ｍ2 を形成させ、カチオン電着塗膜厚み２
０μｍ、焼き付け硬化１８０℃、２０分を施した。
面）に実施例１と同様の条件で、Ｎｉ−Ｐ合金の無電解
めっきを施して、表２の通りの付着量の試験片Ｄ５〜Ｄ
８を得た。このＤ５〜Ｄ８の試験片は化成処理を施さな
いで、カチオン電着塗膜厚み２０μｍ、焼き付け硬化１
８０℃、２０分を施して塗装密着性試験材Ｄ７，Ｄ８と
し、また比較材Ｄ５，Ｄ６とした。次に、上記と同様の
溶融亜鉛めっき鋼板に、りん酸塩系化成処理で皮膜付着
量２．５ｇ／ｍ2 を形成させ、カチオン電着塗膜厚み２
０μｍ、焼き付け硬化１８０℃、２０分を施した。
【００１５】試験材、比較材とも塗膜の一部分に下地鋼
板に達するスクラッチを入れ、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ２３７１）を１０００時間行った。その後、各試験片
の塗膜のスクラッチ部分、およびその他の平面部分のブ
リスターおよび錆の発生状況を観察し、実施例１と同様
の評価基準で判定した結果を表２に示す。
板に達するスクラッチを入れ、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ２３７１）を１０００時間行った。その後、各試験片
の塗膜のスクラッチ部分、およびその他の平面部分のブ
リスターおよび錆の発生状況を観察し、実施例１と同様
の評価基準で判定した結果を表２に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２から、本発明の複層めっき鋼板で化成
処理を行っていない試験材Ｄ７，Ｄ８は、複層めっき鋼
板で上層のＮｉ−Ｐ合金めっき付着量が１ｇ／ｍ2 に満
たない比較材Ｄ５，Ｄ６および上層のＮｉ−Ｐ合金めっ
きは存在しないが、化成処理を行った比較材Ｓ２に比べ
て、優れた塗装密着性を示していることが解る。
処理を行っていない試験材Ｄ７，Ｄ８は、複層めっき鋼
板で上層のＮｉ−Ｐ合金めっき付着量が１ｇ／ｍ2 に満
たない比較材Ｄ５，Ｄ６および上層のＮｉ−Ｐ合金めっ
きは存在しないが、化成処理を行った比較材Ｓ２に比べ
て、優れた塗装密着性を示していることが解る。
【００１８】すなわち、平面部分の全て、およびスクラ
ッチ部分においてブリスターの異常は全くなかった。そ
れにくらべて化成処理を行っただけの場合、および上層
めっき量が少ない場合はブリスターを完全には迎えるこ
とができなかったのは実施例１とほとんどおなじ結果で
あった。
ッチ部分においてブリスターの異常は全くなかった。そ
れにくらべて化成処理を行っただけの場合、および上層
めっき量が少ない場合はブリスターを完全には迎えるこ
とができなかったのは実施例１とほとんどおなじ結果で
あった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、自動車・
家電・建材等に使用される耐食性および塗装適合性に優
れた防錆用の複層めっき鋼板を提供することができる。
家電・建材等に使用される耐食性および塗装適合性に優
れた防錆用の複層めっき鋼板を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼板の少なくとも片面に、鋼板表面よ
り、第１層としてＺｎめっき被覆層を形成し、第２層と
してＮｉ−Ｐ合金で１ｇ／ｍ2 以上のめっき被覆層を形
成したことを特徴とする複層めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040151A JP2991920B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 複層めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040151A JP2991920B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 複層めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07252672A JPH07252672A (ja) | 1995-10-03 |
| JP2991920B2 true JP2991920B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12572773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6040151A Expired - Lifetime JP2991920B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 複層めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991920B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3293001A4 (en) * | 2015-05-07 | 2018-12-12 | Hitachi, Ltd. | Laminated body having corrosion-resistant coating, and method for manufacturing same |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP6040151A patent/JP2991920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07252672A (ja) | 1995-10-03 |
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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: 19990914 |