JP3253945B2 - 被覆鋼材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層のめっき層を有
する被覆鋼材に係り、特に、配管等の自動車部品に好適
に用いることができる被覆鋼材に関する。
する被覆鋼材に係り、特に、配管等の自動車部品に好適
に用いることができる被覆鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の配管としては、例えば、燃料
配管、ブレーキ配管、冷房配管、パワーステアリング配
管、潤滑油配管、冷却水配管、油圧配管等があり、これ
らの配管には、耐食性及び強度上の面から複合めっきを
施した鋼管（以下「被覆管材」という）が使用されてお
り、その一例として図４のような構成のものが知られて
いる。この被覆管材１では、鋼管２の外周面に下層とし
てＮｉめっき層３を設け、このＮｉめっき層の外周面に
上層としてＺｎ−Ｎｉめっき層４を設け、さらに、Ｚｎ
−Ｎｉめっき層の外周面に最上層としてクロメート処理
層５を設けている。
配管、ブレーキ配管、冷房配管、パワーステアリング配
管、潤滑油配管、冷却水配管、油圧配管等があり、これ
らの配管には、耐食性及び強度上の面から複合めっきを
施した鋼管（以下「被覆管材」という）が使用されてお
り、その一例として図４のような構成のものが知られて
いる。この被覆管材１では、鋼管２の外周面に下層とし
てＮｉめっき層３を設け、このＮｉめっき層の外周面に
上層としてＺｎ−Ｎｉめっき層４を設け、さらに、Ｚｎ
−Ｎｉめっき層の外周面に最上層としてクロメート処理
層５を設けている。
【０００３】しかし、従来の被覆管材１は、長期間腐食
環境下で使用した場合、Ｎｉめっき層３に存在するピン
ホール直下部の鋼管２に腐食（赤錆）が発生する。そし
て、更に腐食が進むと、前記赤錆を起点として鋼管２の
厚さ方向に孔食が進行し、穴あき（管の機能が失われ
る）に至る場合もある。
環境下で使用した場合、Ｎｉめっき層３に存在するピン
ホール直下部の鋼管２に腐食（赤錆）が発生する。そし
て、更に腐食が進むと、前記赤錆を起点として鋼管２の
厚さ方向に孔食が進行し、穴あき（管の機能が失われ
る）に至る場合もある。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、耐食性の高い被覆鋼材を提供するこ
とを目的としている。
されたものであり、耐食性の高い被覆鋼材を提供するこ
とを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記従来の技術の課題を
解決するため、本発明による被覆鋼材は、下層としての
Ｎｉめっき層と、上層としてのＺｎ−Ｎｉめっき層との
間に中間層としてＣｕめっき層を設けたことを特徴とす
るものである。
解決するため、本発明による被覆鋼材は、下層としての
Ｎｉめっき層と、上層としてのＺｎ−Ｎｉめっき層との
間に中間層としてＣｕめっき層を設けたことを特徴とす
るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による被覆鋼材の実
施形態を図１を参照して説明する。なお、以下において
は、被覆鋼材の一例として、鋼管の外周面に本発明によ
る多層めっきを施した被覆管材を例にとって説明する。
施形態を図１を参照して説明する。なお、以下において
は、被覆鋼材の一例として、鋼管の外周面に本発明によ
る多層めっきを施した被覆管材を例にとって説明する。
【０００７】被覆管材１０は、心材として鋼管２を有し
ている。この鋼管２の外周面上には下層としてのＮｉめ
っき層３が設けられている。また、このＮｉめっき層３
の外周面には、中間層としてのＣｕめっき層１１が設け
られている。更に、このＣｕめっき層１１の外周面に
は、上層としてＺｎ−Ｎｉ合金めっき層４（以下、単に
「Ｚｎ−Ｎｉめっき層」と呼ぶこととする）が設けられ
ている。
ている。この鋼管２の外周面上には下層としてのＮｉめ
っき層３が設けられている。また、このＮｉめっき層３
の外周面には、中間層としてのＣｕめっき層１１が設け
られている。更に、このＣｕめっき層１１の外周面に
は、上層としてＺｎ−Ｎｉ合金めっき層４（以下、単に
「Ｚｎ−Ｎｉめっき層」と呼ぶこととする）が設けられ
ている。
【０００８】Ｎｉめっき層３の膜厚は、好ましくは２〜
６μｍの範囲に、更に好ましくは約３μｍに設定され
る。また、Ｃｕめっき層１１の膜厚は、好ましくは０．
１μｍ以上、更に好ましくは０．５〜１μｍの範囲に設
定される。また、Ｚｎ−Ｎｉめっき層４の膜厚は、好ま
しくは５〜２０μｍの範囲に、更に好ましくは約８μｍ
に設定される。
６μｍの範囲に、更に好ましくは約３μｍに設定され
る。また、Ｃｕめっき層１１の膜厚は、好ましくは０．
１μｍ以上、更に好ましくは０．５〜１μｍの範囲に設
定される。また、Ｚｎ−Ｎｉめっき層４の膜厚は、好ま
しくは５〜２０μｍの範囲に、更に好ましくは約８μｍ
に設定される。
【０００９】なお、Ｎｉめっき層３は無電解めっき法、
電気めっき法のいずれにより形成してもよい。無電解め
っき法によりＮｉめっき層３を形成する場合には、Ｐ
（燐）がＮｉめっき層３中に含まれるが、このようなＮ
ｉ−Ｐ合金めっきも本願発明におけるＮｉめっきに含ま
れる。
電気めっき法のいずれにより形成してもよい。無電解め
っき法によりＮｉめっき層３を形成する場合には、Ｐ
（燐）がＮｉめっき層３中に含まれるが、このようなＮ
ｉ−Ｐ合金めっきも本願発明におけるＮｉめっきに含ま
れる。
【００１０】また、Ｃｕめっき層１１は電気めっき法に
より形成される。Ｚｎ−Ｎｉめっき層４は電気めっき法
により形成される。
より形成される。Ｚｎ−Ｎｉめっき層４は電気めっき法
により形成される。
【００１１】Ｚｎ−Ｎｉ層４の表面には、最上層として
クロメート処理層５（膜厚０．２〜０．３μ程度）が形
成されている。なお、クロメート処理層５の上に更に塗
膜等の被膜が設けられていてもよい。
クロメート処理層５（膜厚０．２〜０．３μ程度）が形
成されている。なお、クロメート処理層５の上に更に塗
膜等の被膜が設けられていてもよい。
【００１２】本実施形態の被覆管材１０は、中間層とし
てＣｕめっき層１１を有しているため、以下のような理
由で腐食寿命が向上する。
てＣｕめっき層１１を有しているため、以下のような理
由で腐食寿命が向上する。
【００１３】（１）付き回りの良いＣｕめっき層１１
が、Ｎｉめっき層３に存在するピンホールを封孔するた
め、水、塩水、酸性水等の腐食物質が、鋼管２の表面に
到達することを防止、若しくは遅延させることができ
る。このため、鋼管２の表面に腐食（赤錆）が発生する
までの時間、ひいては被覆管材１０の外観面にピット状
の赤錆が現れるまでの時間を大幅に遅延させることがで
きる。
が、Ｎｉめっき層３に存在するピンホールを封孔するた
め、水、塩水、酸性水等の腐食物質が、鋼管２の表面に
到達することを防止、若しくは遅延させることができ
る。このため、鋼管２の表面に腐食（赤錆）が発生する
までの時間、ひいては被覆管材１０の外観面にピット状
の赤錆が現れるまでの時間を大幅に遅延させることがで
きる。
【００１４】（２）ＣｕはＮｉより貴であるため、Ｎｉ
めっき層３とＺｎ−Ｎｉめっき層４との間にＣｕめっき
層１１を設けることにより、Ｎｉめっき層４上に直接Ｚ
ｎ−Ｎｉめっき層４を設けた場合に比べて、Ｚｎ−Ｎｉ
めっき層４とこれの直下の層との間の腐食電位差が増大
する。このため、鋼管２が腐食して被覆管材１０の外観
面に赤錆が現れた状態においても、当該赤錆発生ポイン
トに対応するＺｎ−Ｎｉめっき層４の犠牲腐食領域が広
がることになるため、孔食の進行を大幅に遅らせること
ができる。
めっき層３とＺｎ−Ｎｉめっき層４との間にＣｕめっき
層１１を設けることにより、Ｎｉめっき層４上に直接Ｚ
ｎ−Ｎｉめっき層４を設けた場合に比べて、Ｚｎ−Ｎｉ
めっき層４とこれの直下の層との間の腐食電位差が増大
する。このため、鋼管２が腐食して被覆管材１０の外観
面に赤錆が現れた状態においても、当該赤錆発生ポイン
トに対応するＺｎ−Ｎｉめっき層４の犠牲腐食領域が広
がることになるため、孔食の進行を大幅に遅らせること
ができる。
【００１５】更に、Ｃｕめっき層１１は軟らかく延性が
高いため、Ｎｉめっき層３とＺｎ−Ｎｉめっき層４との
間の緩衝層として機能する。このため、表面処理層の衝
撃密着性（特に低温衝撃密着性）を向上させることがで
きる。
高いため、Ｎｉめっき層３とＺｎ−Ｎｉめっき層４との
間の緩衝層として機能する。このため、表面処理層の衝
撃密着性（特に低温衝撃密着性）を向上させることがで
きる。
【００１６】なお、図１に示す実施形態においては、鋼
管２の外表面上に直接Ｎｉめっき層３が設けられていた
が、本発明の実施形態はこれに限定されるものではな
い。すなわち、例えば図２に示すように、外表面に銅層
６（この銅層６もＣｕめっき層であるが、Ｃｕめっき層
１１と区別するため別の名称で呼ぶこととする）が予め
設けられた鋼管２を心材として用いて、この鋼管２の外
周面の銅層６上に、Ｎｉめっき層３、Ｃｕめっき層１
１、Ｚｎ−Ｎｉめっき層４及びクロメート処理層５を順
次形成することにより被覆管材１０を構成してもよい。
この場合も、図１に示す実施形態と同様の効果が得られ
る。すなわち、Ｎｉめっき層３、Ｃｕめっき層１１、Ｚ
ｎ−Ｎｉめっき層４を順次重層させることにより得られ
る上記の腐食寿命向上効果を損なうものでなければ、Ｎ
ｉめっき層３と鋼管２の外表面との間に銅層６等の別の
層を設けてもよい。
管２の外表面上に直接Ｎｉめっき層３が設けられていた
が、本発明の実施形態はこれに限定されるものではな
い。すなわち、例えば図２に示すように、外表面に銅層
６（この銅層６もＣｕめっき層であるが、Ｃｕめっき層
１１と区別するため別の名称で呼ぶこととする）が予め
設けられた鋼管２を心材として用いて、この鋼管２の外
周面の銅層６上に、Ｎｉめっき層３、Ｃｕめっき層１
１、Ｚｎ−Ｎｉめっき層４及びクロメート処理層５を順
次形成することにより被覆管材１０を構成してもよい。
この場合も、図１に示す実施形態と同様の効果が得られ
る。すなわち、Ｎｉめっき層３、Ｃｕめっき層１１、Ｚ
ｎ−Ｎｉめっき層４を順次重層させることにより得られ
る上記の腐食寿命向上効果を損なうものでなければ、Ｎ
ｉめっき層３と鋼管２の外表面との間に銅層６等の別の
層を設けてもよい。
【００１７】また、上記の説明においては、鋼管の外周
面上に複合めっきを設けた例について説明したが、本発
明による複合めっきは、平板状の鋼板、鋼材を溶接して
なる構造物、ボルト、ナット等のブロック状の鋼材等、
さまざまな鋼材の防食めっきとして適用することが可能
である。
面上に複合めっきを設けた例について説明したが、本発
明による複合めっきは、平板状の鋼板、鋼材を溶接して
なる構造物、ボルト、ナット等のブロック状の鋼材等、
さまざまな鋼材の防食めっきとして適用することが可能
である。
【００１８】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１９】実施例として、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格に規
定する低炭素冷間圧延鋼板）の平板（厚さ０．６９ｍ
ｍ）を準備し、この表面に本発明による多層めっきを施
した。具体的には、まず、鋼板に無電解めっき法により
膜厚３．１μｍのＮｉめっき層を形成した。Ｎｉめっき
層は、エニパックＯＬＣプロセス（荏原ユージライト
（株））を用い、浴温度９０℃で２０分間めっき液に浸
漬することにより形成した。次に、電気めっき法によ
り、膜厚０．８μｍのＣｕめっき層を形成した。ここで
はめっき液としてＣｕＣＮを２５ｇ／ｌ、ＮａＣＮを４
０ｇ／ｌ含有するものを用い、電流密度２Ａ／ｄｍ2、
浴温度３５℃、処理時間１００秒にて、Ｃｕめっき層を
形成した。次に、電気めっき法により、膜厚７．４μｍ
のＺｎ−Ｎｉめっき層を形成した。ここではめっき液と
してストロンＮｉジンク（日本表面化学（株））を用
い、電流密度４Ａ／ｄｍ2、浴温度２３℃、処理時間２
２分にて、Ｚｎ−Ｎｉめっき層を形成した。次に、浴温
度２５℃、濃度３０ml／ｌのＺＮＣ−９８０（日本表面
化学（株））を含む処理液中に４０秒間浸漬することに
よりクロメート処理層を形成した。
定する低炭素冷間圧延鋼板）の平板（厚さ０．６９ｍ
ｍ）を準備し、この表面に本発明による多層めっきを施
した。具体的には、まず、鋼板に無電解めっき法により
膜厚３．１μｍのＮｉめっき層を形成した。Ｎｉめっき
層は、エニパックＯＬＣプロセス（荏原ユージライト
（株））を用い、浴温度９０℃で２０分間めっき液に浸
漬することにより形成した。次に、電気めっき法によ
り、膜厚０．８μｍのＣｕめっき層を形成した。ここで
はめっき液としてＣｕＣＮを２５ｇ／ｌ、ＮａＣＮを４
０ｇ／ｌ含有するものを用い、電流密度２Ａ／ｄｍ2、
浴温度３５℃、処理時間１００秒にて、Ｃｕめっき層を
形成した。次に、電気めっき法により、膜厚７．４μｍ
のＺｎ−Ｎｉめっき層を形成した。ここではめっき液と
してストロンＮｉジンク（日本表面化学（株））を用
い、電流密度４Ａ／ｄｍ2、浴温度２３℃、処理時間２
２分にて、Ｚｎ−Ｎｉめっき層を形成した。次に、浴温
度２５℃、濃度３０ml／ｌのＺＮＣ−９８０（日本表面
化学（株））を含む処理液中に４０秒間浸漬することに
よりクロメート処理層を形成した。
【００２０】一方、比較例として、上記と同じ条件で、
鋼板上に膜厚３．２μｍのＮｉめっき層を形成し、次い
でその上に膜厚７．７μｍのＺｎ−Ｎｉめっき層を形成
し、更にその上にクロメート処理層を形成した。
鋼板上に膜厚３．２μｍのＮｉめっき層を形成し、次い
でその上に膜厚７．７μｍのＺｎ−Ｎｉめっき層を形成
し、更にその上にクロメート処理層を形成した。
【００２１】実施例の試験片と比較例の試験片に対して
複合サイクル腐食試験を行った。この複合サイクル腐食
試験は、順次行われる（１）塩水噴霧、（２）６０℃で
の熱風乾燥、（３）５０℃湿度９５％での湿潤環境下へ
の放置、を１サイクル（１サイクルは２４時間）として
このサイクルを繰り返すことにより行った。
複合サイクル腐食試験を行った。この複合サイクル腐食
試験は、順次行われる（１）塩水噴霧、（２）６０℃で
の熱風乾燥、（３）５０℃湿度９５％での湿潤環境下へ
の放置、を１サイクル（１サイクルは２４時間）として
このサイクルを繰り返すことにより行った。
【００２２】その結果を図３のグラフに示す。図３のグ
ラフにおいて、横軸はサイクル数、縦軸は、試験片の評
価面の全表面積に対する白錆および赤錆が占める面積を
示している。図３に示すように、白錆の発生量は、実施
例および比較例でほぼ同等である。これは白錆発生量
が、Ｚｎ−Ｎｉめっき層自体の耐食性に依存するからで
ある。これに対して、赤錆の発生量は、実施例の方が比
較例に対して大幅に少ない。比較例においては、３０サ
イクル目から赤錆の発生が確認されているのに対して、
実施例においては、５０サイクル目から赤錆の発生が確
認されている。また、赤錆発生後の赤錆面積の増大も実
施例の方が比較例よりも大幅に少ない。９０サイクル終
了後における赤錆面積比は、比較例では８０％であるの
に対して実施例では１５％であった。
ラフにおいて、横軸はサイクル数、縦軸は、試験片の評
価面の全表面積に対する白錆および赤錆が占める面積を
示している。図３に示すように、白錆の発生量は、実施
例および比較例でほぼ同等である。これは白錆発生量
が、Ｚｎ−Ｎｉめっき層自体の耐食性に依存するからで
ある。これに対して、赤錆の発生量は、実施例の方が比
較例に対して大幅に少ない。比較例においては、３０サ
イクル目から赤錆の発生が確認されているのに対して、
実施例においては、５０サイクル目から赤錆の発生が確
認されている。また、赤錆発生後の赤錆面積の増大も実
施例の方が比較例よりも大幅に少ない。９０サイクル終
了後における赤錆面積比は、比較例では８０％であるの
に対して実施例では１５％であった。
【００２３】また、９０サイクル終了後における孔食の
進行状況についても確認を行った。孔食の進行状況は、
試験片を切断した後、光学顕微鏡にて鋼材の残存肉厚を
確認することにより行った。この確認は、実施例、比較
例とも３枚ずつの試験片を抜き取り、各試験片において
赤錆が発生している箇所１８点を抽出して測定し、その
平均値をとることにより行った。
進行状況についても確認を行った。孔食の進行状況は、
試験片を切断した後、光学顕微鏡にて鋼材の残存肉厚を
確認することにより行った。この確認は、実施例、比較
例とも３枚ずつの試験片を抜き取り、各試験片において
赤錆が発生している箇所１８点を抽出して測定し、その
平均値をとることにより行った。
【００２４】実施例においては、各試験片における残存
肉厚の平均は、０．３７ｍｍ、０．５７ｍｍ、０．４４
ｍｍであった。一方、比較例においては、各試験片にお
ける残存肉厚の平均は、０．２７ｍｍ、０．０２ｍｍ、
０．００ｍｍ（穴あき発生）であった。
肉厚の平均は、０．３７ｍｍ、０．５７ｍｍ、０．４４
ｍｍであった。一方、比較例においては、各試験片にお
ける残存肉厚の平均は、０．２７ｍｍ、０．０２ｍｍ、
０．００ｍｍ（穴あき発生）であった。
【００２５】以上の試験結果より、本発明による多層め
っきを施した被覆鋼材は、耐赤錆性、耐孔食性とも、従
来のものより大幅に優れていることが確認できた。
っきを施した被覆鋼材は、耐赤錆性、耐孔食性とも、従
来のものより大幅に優れていることが確認できた。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐食性の高い被覆鋼材を得ることができる。
耐食性の高い被覆鋼材を得ることができる。
【図１】本発明による被覆鋼材の一実施形態を示す部分
断面図。
断面図。
【図２】本発明による被覆鋼材の他の実施形態を示す部
分断面図。
分断面図。
【図３】複合サイクル腐食試験の結果を示すグラフ。
【図４】従来の被覆管材の部分断面図。
２ 鋼からなる基材 ３ Ｎｉめっき層 ４ Ｚｎ−Ｎｉめっき層 ５ クロメート層 ６ 銅層 １１ Ｃｕめっき層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 5/12 C25D 5/26 C25D 5/48
Claims (6)
- 【請求項１】鋼からなる基材と、 前記基材上に形成されたＮｉめっき層と、 前記Ｎｉめっき層上に形成されたＣｕめっき層と、 前記Ｃｕめっき層上に形成されたＺｎ−Ｎｉめっき層
と、を備えてなる被覆鋼材。 - 【請求項２】前記基材の表面に銅層が設けられ、 前記Ｎｉめっき層は前記銅層上に形成されていることを
特徴とする、請求項１に記載の被覆鋼材。 - 【請求項３】前記Ｎｉめっき層は、前記基材の表面に直
接形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の
被覆鋼材。 - 【請求項４】前記Ｎｉめっき層は、無電解めっき法によ
り形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の
被覆鋼材。 - 【請求項５】前記Ｎｉめっき層は、電気めっき法により
形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の被
覆鋼材。 - 【請求項６】前記Ｚｎ−Ｎｉめっき層上にクロメート処
理層が設けられていることを特徴とする、請求項１に記
載の被覆鋼材。
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|---|---|---|---|
| JP11-15994 | 1999-01-25 | ||
| JP1599499 | 1999-01-25 | ||
| JP2000014926A JP3253945B2 (ja) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | 被覆鋼材 |
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|---|---|---|---|
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| CN105937673A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-14 | 无锡必胜必精密钢管有限公司 | 一种小口径精密钢管 |
| CN106499915A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-03-15 | 成都佳美嘉科技有限公司 | 一种市政水管 |
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| US4418125A (en) * | 1982-12-06 | 1983-11-29 | Henricks John A | Multi-layer multi-metal electroplated protective coating |
| JPS60128286A (ja) | 1983-12-14 | 1985-07-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 積層めつき鋼板 |
| JPS60165387A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-28 | Maruyasu Kogyo Kk | 薄膜耐食性重合めつき鋼管 |
| US5275892A (en) * | 1987-11-05 | 1994-01-04 | Whyco Chromium Company, Inc. | Multi-layer corrosion resistant coating for fasteners and method of making |
| GB2222785B (en) * | 1988-09-17 | 1992-02-12 | Usui Kokusai Sangyo Kk | Multi-layered pipe coating |
| JP2750710B2 (ja) | 1988-10-29 | 1998-05-13 | 臼井国際産業株式会社 | 耐熱・耐食性重層めつき鋼材 |
| JP3369553B2 (ja) | 1989-03-28 | 2003-01-20 | 臼井国際産業株式会社 | 耐熱・耐食性を有するめっき皮膜構造 |
| GB2230537B (en) * | 1989-03-28 | 1993-12-08 | Usui Kokusai Sangyo Kk | Heat and corrosion resistant plating |
| US5422192A (en) | 1989-10-06 | 1995-06-06 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd. | Steel product with heat-resistant, corrosion-resistant plating layers |
| CA2019568C (en) * | 1990-06-21 | 1998-11-24 | Hieu C. Truong | Coins coated with nickel, copper and nickel and process for making such coins |
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-
2000
- 2000-01-24 US US09/490,689 patent/US6291083B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-24 GB GB0001493A patent/GB2345918B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-24 JP JP2000014926A patent/JP3253945B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-25 DE DE10003031A patent/DE10003031B4/de not_active Expired - Fee Related
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