JP3279190B2 - Method for producing chromated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet with excellent resistance to blackening and white rust - Google Patents
Method for producing chromated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet with excellent resistance to blackening and white rustInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の技術分野】本発明は、クロメート処理による
耐黒変性および耐白錆性に優れたクロメート処理鉛含有
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a chromate-treated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet having excellent resistance to blackening and white rust due to chromate treatment.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼板の亜鉛めっきによる犠牲防食は最も
効果的で且つ経済的であるため、現在では我国の年間粗
鋼生産量(約1億トン)の約10%に当たる1000万
トンが亜鉛系めっき鋼板として生産され、建材、自動
車、家電等の広い分野で使用されている。亜鉛による犠
牲防食機構は、亜鉛と鉄という2つの金属が接触した状
況下で電池が形成され、より卑な金属である亜鉛が陽極
となり、鉄を陰極化して鉄単独の場合の局部電池形成に
よる陽極溶解を抑止し、鉄の腐食を防止するものであ
る。このような防錆作用は鉄と接触している亜鉛が消失
した時点で終わるため、その作用効果を長期間持続させ
るためには亜鉛層の腐食を抑制することが必要であり、
その対策としてめっき後にクロメート処理を施すことが
広く行われている。2. Description of the Related Art Since sacrificial corrosion protection by galvanizing steel sheets is the most effective and economical, at present, 10 million tons, equivalent to about 10% of Japan's annual crude steel production (about 100 million tons), are galvanized. It is produced as a steel sheet and is used in a wide range of fields such as building materials, automobiles and home appliances. The sacrificial corrosion protection mechanism using zinc is based on the formation of a battery in a situation where two metals, zinc and iron, are in contact with each other. It suppresses anode dissolution and prevents corrosion of iron. Since such rust prevention action ends when zinc in contact with iron disappears, it is necessary to suppress corrosion of the zinc layer in order to maintain the action effect for a long time,
As a countermeasure, chromate treatment is widely performed after plating.
【0003】ところが、亜鉛めっき鋼板をクロメート処
理すると耐食性(耐白錆性)は顕著に改善されるもの
の、逆に保管中や輸送中に鋼板の外観性を大きく損なう
黒変現象が発生するという問題がある。この黒変現象
は、めっき後にスキンパスを行った溶融亜鉛めっき鋼
板、鉛を含有するめっき浴で製造された溶融亜鉛めっき
鋼板並びに数%のアルミニウムを含有する溶融亜鉛−ア
ルミニウムめっき鋼板において特に発生し易いことが知
られている。この黒変現象は、めっき表面のスパングル
中のある特定の結晶方位のところが特に灰黒色になる特
徴があり、このため黒変の発生を抑えるにはスパングル
を周知の方法でミニマイズド化することもある程度有効
である。また、黒変の発生するスパングル内には鉛の粒
子が存在し、これが活性点となって黒変現象を助長する
ため、めっき浴の組成を極低鉛化(Pb:0.01wt
%以下)することにより黒変が発生しにくくなることも
知られている。しかし、溶融亜鉛めっき鋼板に関しては
スパングルを好むユーザーも多く、めっき浴中への鉛添
加は避けられない。[0003] However, when a galvanized steel sheet is chromate-treated, the corrosion resistance (white rust resistance) is remarkably improved, but on the contrary, a blackening phenomenon that greatly impairs the appearance of the steel sheet during storage or transportation occurs. There is. This blackening phenomenon is particularly likely to occur in a hot-dip galvanized steel sheet that has been skin-passed after plating, a hot-dip galvanized steel sheet manufactured in a plating bath containing lead, and a hot-dip zinc-aluminum-coated steel sheet that contains several percent of aluminum. It is known. This blackening phenomenon is characterized in that a particular crystal orientation in the spangle on the plating surface becomes particularly gray-black, and therefore, in order to suppress the occurrence of blackening, spangles may be minimized by a well-known method to some extent. It is valid. Further, lead particles are present in spangles in which black discoloration occurs, and these become active sites to promote the black discoloration phenomenon. Therefore, the composition of the plating bath is made extremely low lead (Pb: 0.01 wt.
% Or less), it is also known that blackening hardly occurs. However, many users prefer spangles for hot-dip galvanized steel sheets, and adding lead to the plating bath is inevitable.
【0004】クロメート処理後の黒変を防止する方法と
して、特開昭59−177381号公報にはNiイオン
またはCoイオン含有水溶液によるフラッシュ処理(化
学的に極微量の金属を析出させる処理)が提案されてお
り、最近ではこのフラッシュ処理がクロメート処理後の
黒変対策として有望視されている。特開昭59−177
381号公報に開示された方法は、亜鉛または亜鉛合金
めっき鋼板のクロメート処理に先立ち、pHが1〜4ま
たは11〜13.5で、且つNiイオン、Coイオンの
1種または2種を含む水溶液で鋼板の表面をフラッシュ
処理し、この処理によって前記金属イオンを金属または
酸化物の形で鋼板表面に析出させた後、水洗し、しかる
後クロメート皮膜を形成させるものである。As a method for preventing black discoloration after chromate treatment, Japanese Patent Application Laid-Open No. S59-177381 proposes a flash treatment (a treatment for chemically depositing a trace amount of metal) with an aqueous solution containing Ni ions or Co ions. In recent years, this flash processing is regarded as promising as a countermeasure against blackening after chromate processing. JP-A-59-177
No. 381 discloses an aqueous solution having a pH of 1 to 4 or 11 to 13.5 and containing one or two types of Ni ions and Co ions prior to chromate treatment of a zinc or zinc alloy plated steel sheet. The surface of the steel sheet is subjected to a flash treatment to precipitate the metal ions in the form of a metal or an oxide on the surface of the steel sheet, followed by washing with water, and then a chromate film is formed.
【0005】このようなNiやCoによるフラッシュ処
理がクロメート処理後の亜鉛系めっき鋼板の黒変を防止
する機構については未だ定説はないが、金属表面技術協
会の第60回学術講演大会要旨集の第150頁〜第15
1頁の記載によれば、フラッシュされた金属は亜鉛結晶
の粒界に多く析出しており、その後に行なわれる塗布型
クロメート処理によって付着したクロム化合物も同様に
粒界に分布していることから、フラッシュされた金属と
クロム化合物との間に何らかのインタラクション(相互
作用)があり、フラッシュ金属にクロム化合物が吸着固
定化されるものと推察される。The mechanism by which such flash treatment with Ni or Co prevents blackening of a zinc-coated steel sheet after chromate treatment is not yet established, but is described in the abstract of the 60th Annual Conference of the Japan Society for Metal Surface Technology. Page 150 to 15
According to the description on page 1, a large amount of flashed metal is precipitated at the grain boundaries of zinc crystals, and the chromium compound attached by the subsequent coating-type chromate treatment is also distributed at the grain boundaries. It is presumed that there is some interaction (interaction) between the flashed metal and the chromium compound, and the chromium compound is adsorbed and fixed to the flash metal.
【0006】亜鉛系めっき鋼板の黒変現象は、白錆と同
じく(ZnCO3)x・[Zn(OH)2]yで表される塩
基性炭酸亜鉛が400〜700nmの可視光波長領域の
粒径であるため、光が散乱と吸収を起こしやすく黒く見
えるものと考えられる。黒変は酸素不足の状況下での腐
食生成物であり、特に粒界からの腐食進行に伴って形成
されると考えられ、そのためフラッシュ金属によって粒
界に濃化したクロム化合物が粒界からの腐食を抑止し、
黒錆発生の防止に寄与しているものと考えられる。この
ようにクロメート処理に先立ってNi、Co等をフラッ
シュ処理することは、亜鉛系めっき鋼板の黒変に対して
有力な対策となり得る。[0006] The blackening phenomenon of a zinc-based plated steel sheet is that basic zinc carbonate represented by (ZnCO 3 ) x · [Zn (OH) 2 ] y, like white rust, has a grain size of 400 to 700 nm in the visible light wavelength region. Because of the diameter, light is likely to be scattered and absorbed, and appears to be black. Blackening is a corrosion product under oxygen-deficient conditions, and is thought to be formed especially as corrosion progresses from the grain boundaries. Deters corrosion,
It is considered that this contributes to the prevention of black rust. Such flash treatment of Ni, Co, etc. prior to the chromate treatment can be an effective countermeasure against blackening of the galvanized steel sheet.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなフラッシュ処理をクロメート処理に先立って実施
した場合、黒変の発生は抑制されるが白錆はむしろ発生
し易くなるという問題があることが明らかとなった。こ
れは、フラッシュ処理によってめっき表面に析出したN
iやCoが亜鉛との間で局部電池を形成するためである
と考えられる。したがって本発明の目的は、Ni、Co
等のフラッシュ処理を施すことなく、耐黒変性および耐
白錆性に優れたクロメート処理鉛含有溶融亜鉛めっき鋼
板を製造し得る方法を提供することにある。However, when the above-mentioned flash treatment is performed prior to the chromate treatment, blackening is suppressed but white rust is more likely to occur. It became clear. This is due to the N deposited on the plating surface by flash treatment.
This is probably because i and Co form a local battery with zinc. Therefore, the object of the present invention is
It is an object of the present invention to provide a method capable of producing a chromate-treated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet having excellent blackening resistance and white rust resistance without flash treatment.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、クロメー
ト処理鉛含有溶融亜鉛系めっき鋼板の耐黒変性および耐
白錆性を改善することができる方法について種々の実験
と検討を行った結果、硝酸イオンを含有した特定組成の
クロメート処理液によるクロメート処理を施すことによ
り、優れた耐黒変性および耐白錆性を有するクロメート
処理鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板を工業的に安定して製造
できることを見い出した。 Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various experiments and studies on a method capable of improving the blackening resistance and white rust resistance of a chromate-treated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet. By performing chromate treatment with a chromate treatment solution having a specific composition containing nitrate ions, it is possible to industrially produce a chromate-treated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet having excellent blackening resistance and white rust resistance. It was out have seen.
【0009】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴とする構成は、Pb:0.05〜0.
3重量%、Al:0.1〜0.3重量%を含有する溶融
亜鉛めっき浴でめっきされた鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板
に、6価クロムイオンと3価クロムイオンと硝酸イオン
とを含有するとともに、さらにストロンチウム及びバリ
ウムの各金属イオンの中から選ばれる1種または2種を
含有し、3価クロムイオン/6価クロムイオンのモル比
が1/9〜1/1、全クロムイオンに対する硝酸イオン
のモル比が0.1〜1.6、全クロムイオンに対する前
記金属イオンの合計のモル比が0.04〜0.2に調整
されたクロメート処理液を塗布し、水洗することなく4
0〜250℃の板温で乾燥し、金属クロム換算で付着量
が5〜50mg/m2のクロメート皮膜を形成させるこ
とを特徴とする耐黒変性および耐白錆性に優れたクロメ
ート処理鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。 The present invention has been made based on such findings.
The characteristic configuration is as follows: Pb : 0.05-0.
3 wt%, Al: 0.1 to 0.3 in lead-containing galvanized steel sheet plated with molten zinc plating bath containing a weight percent, containing the hexavalent chromium ions and trivalent chromium ions and nitrate ions With strontium and burr
One or two selected from the metal ions of
Containing trivalent molar ratio of chromium ions / hexavalent chromium ions 1 / 9-1 / 1, before the molar ratio of nitrate ions 0.1 to 1.6, to the total chromium ions to total chromium ions
Apply a chromate treatment solution in which the total molar ratio of the metal ions is adjusted to 0.04 to 0.2 , and wash the solution without washing with water.
It is dried at a plate temperature of 0 to 250 ° C. and forms a chromate film having an adhesion amount of 5 to 50 mg / m 2 in terms of chromium metal. This is a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet .
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明は、Pb:0.05〜0.
3重量%、Al:0.1〜0.3重量%を含有する溶融
亜鉛めっき浴でめっきされた鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板
をクロメート処理する方法である。このような鉛含有溶
融亜鉛めっき鋼板において、めっき皮膜中の鉛は美麗な
スパングル模様を得るために必要な成分であるが、この
鉛はめっき表面に濃化しており、このようにめっき表面
に濃化した鉛が存在するとめっき皮膜が電気化学的に不
均一となり、黒変現象がより一層促進される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method for producing Pb: 0.05-0.
In this method, a lead-containing hot-dip galvanized steel sheet plated in a hot-dip galvanizing bath containing 3% by weight and Al: 0.1 to 0.3% by weight is chromate-treated. In such a lead-containing hot-dip galvanized steel sheet, the lead in the plating film is a component necessary for obtaining a beautiful spangle pattern, but this lead is concentrated on the plating surface, and thus the lead is concentrated on the plating surface. The presence of the converted lead makes the plating film electrochemically non-uniform, further promoting the blackening phenomenon.
【0012】このような問題に対し、本発明では硝酸を
含有するクロメート処理液に鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板
を接触させるとめっき表面に濃化していた鉛が除去さ
れ、黒変現象を効果的に抑制できることを見い出した。
勿論、このようなクロメート処理によってもめっき表面
の鉛が全て除去される訳ではなく、めっき表面に鉛は残
存するが、上記クロメート処理による黒変抑制効果は顕
著であり、しかもこのクロメート処理によるクロメート
皮膜の形成によって、めっき表面に残存する活性な鉛の
表面が多量のクロムで覆われる結果、耐食性も向上する
ことが判明した。めっき表面に濃化した鉛の除去効果
は、硝酸を含有するクロメート処理液を使用した場合に
特に顕著であり、クロメート処理液に他の無機酸、例え
ばリン酸、硫酸、フッ酸等を含有させても十分な除去効
果は得られない。また、従来知られたクロム酸やその一
部を部分還元したクロム酸溶液では鉛の除去効果はほと
んどない。In order to solve such a problem, according to the present invention, when a lead-containing hot-dip galvanized steel sheet is brought into contact with a chromate treatment solution containing nitric acid, lead concentrated on the plating surface is removed, and the blackening phenomenon is effectively prevented. We found that it could be suppressed.
Of course, not all of the lead on the plating surface is removed by such a chromate treatment, and lead remains on the plating surface. However, the effect of suppressing the blackening by the above chromate treatment is remarkable, and the chromate treatment It has been found that the formation of the film covers the surface of the active lead remaining on the plating surface with a large amount of chromium, thereby improving the corrosion resistance. The effect of removing lead concentrated on the plating surface is particularly remarkable when a chromate treatment solution containing nitric acid is used, and the chromate treatment solution contains other inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and the like. However, a sufficient removal effect cannot be obtained. In addition, a conventionally known chromic acid or a chromic acid solution in which a part thereof is partially reduced has almost no effect of removing lead.
【0013】また、上記のクロメート処理に関しては、
6価クロムイオンと3価クロムイオンと硝酸イオンを含
有し、硝酸イオンを全クロムイオンとのモル比で0.1
〜1.6に調製したクロメート処理液を用いることによ
り、極わずかなエッチング量で鉛を効果的に除去できる
こと、またこのようなクロメート処理液は長期間使用し
ても亜鉛などの夾雑イオンの混入によるスラッジ発生が
なく、クロメート処理液の組成を安定して維持できるこ
とが判った。Regarding the above chromate treatment,
It contains hexavalent chromium ion, trivalent chromium ion and nitrate ion, and has a nitrate ion in a molar ratio of 0.1 to the total chromium ion.
The use of the chromate treatment solution prepared at ~ 1.6 allows the lead to be effectively removed with an extremely small etching amount, and the use of such a chromate treatment solution for contamination of impurities such as zinc even after long-term use. It was found that no sludge was generated due to the above, and the composition of the chromate treatment solution could be stably maintained.
【0014】以下、本発明の詳細と限定理由について説
明する。本発明がクロメート処理の対象とする鉛含有溶
融亜鉛めっき鋼板は、鋼板をPb:0.05〜0.3重
量%、Al:0.1〜0.3重量%を含有する溶融亜鉛
めっき浴でめっきして得られたものであり、先に述べた
ようにこのような鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板は特に黒変
の問題を生じ易い。めっき浴中の鉛含有量が0.05重
量%未満では、めっき鋼板の美麗なレギュラースパング
ルが十分に得られず、一方、0.3重量%を超えるとそ
の効果が飽和して経済性を損なうばかりでなく、めっき
粒界腐食を起こし易くなる。また、めっき浴中のアルミ
ニウム含有量が0.1重量%未満では十分なめっき密着
性が得られず、一方、0.3重量%を超えるとクロメー
ト処理後に高温多湿環境に曝されると黒変し易くなるた
め好ましくない。The details of the present invention and the reasons for limitation will be described below. The lead-containing hot-dip galvanized steel sheet to be subjected to the chromate treatment according to the present invention is prepared by subjecting the steel sheet to a hot-dip galvanizing bath containing Pb: 0.05 to 0.3% by weight and Al: 0.1 to 0.3% by weight. It is obtained by plating. As described above, such a lead-containing hot-dip galvanized steel sheet is particularly liable to cause blackening. If the lead content in the plating bath is less than 0.05% by weight, a beautiful regular spangle of the plated steel sheet cannot be sufficiently obtained, while if it exceeds 0.3% by weight, the effect is saturated and the economy is impaired. Not only that, the grain boundary corrosion is easily caused. On the other hand, if the aluminum content in the plating bath is less than 0.1% by weight, sufficient plating adhesion cannot be obtained. On the other hand, if the aluminum content exceeds 0.3% by weight, blackening occurs when exposed to a high-temperature and high-humidity environment after chromate treatment. It is not preferable because it becomes easy to perform.
【0015】本発明法は、6価クロムイオンと3価クロ
ムイオンと硝酸イオンとを含有し(さらに、後述する特
定の金属イオンも含有する)、3価クロムイオン/6価
クロムイオンのモル比および全クロムイオンに対する硝
酸イオンのモル比が所定の範囲に調製されたクロメート
処理液を塗布し、クロメート皮膜を形成する。前記クロ
メート処理液に含まれる3価クロムイオンと6価クロム
イオンは、3価クロムイオン/6価クロムイオンのモル
比で1/9〜1/1、好ましくは1/4〜2/3とす
る。3価クロムイオン/6価クロムイオンのモル比が1
/9未満では腐食環境下におけるクロムの溶出が過多と
なるため長期にわたる耐食性の維持ができず、またクロ
ム溶出による環境汚染を招くため好ましくない。一方、
3価クロムイオン/6価クロムイオンのモル比が1/1
を超えると、6価クロムイオンによる耐食性の改善効果
が十分に得られない。The method of the present invention contains hexavalent chromium ion, trivalent chromium ion and nitrate ion (further described below.
(Contains a constant metal ion.) Apply a chromate treatment solution in which the molar ratio of trivalent chromium ion / hexavalent chromium ion and the molar ratio of nitrate ion to all chromium ions are within predetermined ranges to form a chromate film. I do. The molar ratio of trivalent chromium ion and hexavalent chromium ion contained in the chromate treatment liquid is 1/9 to 1/1, preferably 1/4 to 2/3 in a molar ratio of trivalent chromium ion / hexavalent chromium ion. . The molar ratio of trivalent chromium ion / hexavalent chromium ion is 1
If it is less than / 9, the elution of chromium in a corrosive environment becomes excessive, so that it is not possible to maintain corrosion resistance for a long period of time, and environmental pollution due to elution of chromium is not preferred. on the other hand,
The molar ratio of trivalent chromium ion / hexavalent chromium ion is 1/1
If it exceeds 3, the effect of improving corrosion resistance by hexavalent chromium ions cannot be sufficiently obtained.
【0016】クロメート皮膜による白錆発生の防止機構
は、一般的に6価クロムイオンによる亜鉛の腐食を抑制
するインヒビター効果であると理解されており、さらに
クロメート皮膜から溶出する6価クロムイオンが皮膜の
損傷部分を補修する自己補修作用も耐白錆性向上に寄与
しているものと考えられている。しかし、6価クロムイ
オンだけで得られるクロメート皮膜は、水分の介在によ
り6価クロムイオンが過剰に溶出して白錆発生の原因と
なるため、6価クロムイオンの過剰溶出を防止する目的
で3価クロムイオンを配合することが広く行われてい
る。本発明においても同様の目的で、クロメート処理液
中に上記のモル比で3価クロムイオンと6価クロムイオ
ンを含有させる。The mechanism for preventing the formation of white rust by the chromate film is generally understood to be an inhibitory effect of inhibiting the corrosion of zinc by hexavalent chromium ions. It is considered that the self-repairing action of repairing the damaged part also contributes to the improvement of white rust resistance. However, a chromate film obtained only with hexavalent chromium ions causes excessive elution of hexavalent chromium ions due to the presence of moisture and causes the formation of white rust. It is widely practiced to incorporate chromium ions. In the present invention, for the same purpose, trivalent chromium ions and hexavalent chromium ions are contained in the chromate treatment solution in the above molar ratio.
【0017】一般に、3価クロムイオンと6価クロムイ
オンのみからなる水溶液では、3価クロムイオンが沈降
しないでイオンとして水溶液中に存在するためには、3
価クロムイオン/6価クロムイオンのモル比を2/3以
下にする必要がある。一方、美麗なスパングル模様を有
する鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板では外観色調が重要視さ
れるケースが多く、このような場合には、クロム付着量
が多いと黄色みが出て外観色調が損われるため、耐食性
をある程度犠牲にしてでもクロム付着量を抑制せざるを
得なくなる。このような問題に対しては、本発明が用い
るクロメート処理液はクロム酸以外の酸成分として硝酸
が添加されているため、表面色調に悪影響を与える6価
クロムイオンの割合を低減させ、3価クロムイオン/6
価クロムイオンのモル比を2/3以上に高める(但し、
上述した上限のモル比1/1を限度として)ことがで
き、これによりクロム付着量を低減させることなく所望
の着色防止効果を得ることができる。In general, in an aqueous solution containing only trivalent chromium ions and hexavalent chromium ions, it is necessary for the trivalent chromium ions to be present in the aqueous solution as ions without sedimentation.
The molar ratio of valent chromium ion / hexavalent chromium ion needs to be 2/3 or less. On the other hand, lead-containing hot-dip galvanized steel sheets with beautiful spangled patterns are often considered to have an important appearance color, and in such cases, a large amount of chromium adhering causes yellowish appearance and impairs the appearance color. In addition, even if the corrosion resistance is sacrificed to some extent, the amount of chromium deposited must be suppressed. In order to solve such a problem, the chromate treatment solution used in the present invention contains nitric acid as an acid component other than chromic acid. Chrome ion / 6
The molar ratio of the chromium ion is increased to 2/3 or more (however,
(The upper limit of the molar ratio of 1/1 described above is a limit), whereby a desired anti-coloring effect can be obtained without reducing the amount of deposited chromium.
【0018】クロムイオンをクロメート処理液に供給す
るためには、無水クロム酸水溶液を公知の還元剤で部分
還元したものを用いることができ、また3価クロムイオ
ンの供給には硝酸クロムを用いることもできる。クロメ
ート処理液に含まれる硝酸イオンは、硝酸イオン/全ク
ロムイオンのモル比で0.1〜1.6、好ましくは0.
4〜1.2とする。硝酸イオン/全クロムイオンのモル
比が0.1未満では黒変抑制効果が不十分であり、一
方、硝酸イオン/全クロムイオンのモル比が1.6を超
えるとクロメート液のエッチング力が高くなり過ぎ、Z
n、Al等の夾雑イオン混入によるスラッジ発生の原因
となり、安定的に高い耐食性を維持できなくなるため好
ましくない。クロメート液中の硝酸イオンは、硝酸、硝
酸クロム、硝酸コバルト、硝酸亜鉛等により供給するこ
とができる。In order to supply chromium ions to the chromate treatment solution, a solution obtained by partially reducing an aqueous solution of chromic anhydride with a known reducing agent can be used, and chromium nitrate is used to supply trivalent chromium ions. Can also. The nitrate ion contained in the chromate treatment liquid has a molar ratio of nitrate ion / total chromium ion of 0.1 to 1.6, preferably 0.1 to 1.6.
4 to 1.2. When the molar ratio of nitrate ion / total chromium ion is less than 0.1, the effect of suppressing blackening is insufficient. On the other hand, when the molar ratio of nitrate ion / total chromium ion exceeds 1.6, the etching power of the chromate solution is high. Too much, Z
It is not preferable because it causes sludge generation due to contamination of contaminant ions such as n and Al, which makes it impossible to stably maintain high corrosion resistance. The nitrate ions in the chromate solution can be supplied by nitric acid, chromium nitrate, cobalt nitrate, zinc nitrate or the like.
【0019】さらに、クロメート処理液にはストロンチ
ウム及びバリウムの各金属イオンの中から選ばれる1種
または2種を、全クロムイオンに対するモル比で0.0
4〜0.2の範囲で含有させる。これらの金属イオンは
クロム酸イオンとの間で難溶性の化合物を生成し、この
化合物によってクロメート皮膜のバリヤー性が高まるこ
とにより耐食性が向上するものと考えられる。金属イオ
ンの添加量が全クロムイオンに対するモル比で0.04
未満では耐食性向上効果が乏しく、一方、0.2を超え
るとクロメート処理液が沈殿を生じやすくなり、液安定
性が低下するため好ましくない。なお、クロメート処理
液には、エッチング作用によってめっき成分から不可避
的に混入してくるZn、Al、Pb等の金属イオンが含
まれる場合があるが、これら金属イオンの混入は本発明
の効果に影響を与えない。Furthermore, strontium is used in the chromate treatment solution.
One or two selected from metal ions of chromium and barium are used in a molar ratio of 0.0
It is contained in the range of 4 to 0.2 . It is considered that these metal ions form a hardly soluble compound with the chromate ion, and this compound enhances the barrier property of the chromate film to improve the corrosion resistance. The amount of metal ions added is 0.04 in molar ratio to all chromium ions.
If it is less than 0.2, the effect of improving the corrosion resistance is poor. On the other hand, if it exceeds 0.2, the chromate-treated solution tends to precipitate and the stability of the solution is undesirably reduced. In some cases, the chromate treatment solution contains metal ions such as Zn, Al, and Pb which are inevitably mixed from the plating components due to the etching action. The mixing of these metal ions affects the effect of the present invention. Do not give.
【0020】クロメート処理液中の金属イオンは、塩基
性炭酸塩や炭酸塩、硝酸塩等により供給することができ
る。なお、クロメート処理液には必要に応じてシリカゲ
ルやヒュームドリシリカ等のコロイダルシリカ、水系樹
脂等を添加することができる。 The metal ions in the chromate treatment liquid can be supplied by a basic carbonate, carbonate, nitrate or the like. In addition, colloidal silica such as silica gel or fumed silica, an aqueous resin, or the like can be added to the chromate treatment liquid as needed.
【0021】上記クロメート処理液をめっき鋼板の表面
に塗布した後、水洗することなく40〜250℃の最高
到達板温の範囲で乾燥させる。板温が40℃未満では水
分が残留するため溶解しやすいクロメート皮膜となり、
一方、250℃超では耐食性に有効な6価クロムイオン
が3価クロムイオンに還元されるとともに、高分子化し
ていたクロメート皮膜が低分子化し、これらが耐食性低
下の原因となるため好ましくない。このようにして塗
布、乾燥したクロメート皮膜のクロム付着量は金属クロ
ム換算で5〜50mg/m2、好ましくは10〜30m
g/m2とする。クロメート皮膜の付着量が金属クロム
換算で5mg/m2未満では耐食性が不十分であり、一
方、50mg/m2を超えると着色が著しくなり、鉛含
有溶融亜鉛めっき鋼板の美麗な外観を損なうため好まし
くない。クロメート処理液の塗布法は任意であり、例え
ば、スプレーまたは浸漬後にロール絞りや気体絞りを行
う方法、ロールコート法等の公知の塗布方法を適用する
ことができる。After the above-mentioned chromate treatment solution is applied to the surface of the plated steel sheet, it is dried without washing with water at a maximum temperature of 40 to 250 ° C. If the plate temperature is lower than 40 ° C, moisture remains, resulting in an easily soluble chromate film.
On the other hand, if the temperature exceeds 250 ° C., hexavalent chromium ions effective for corrosion resistance are reduced to trivalent chromium ions, and the chromate film which has been polymerized is reduced in molecular weight, which causes a reduction in corrosion resistance. The amount of chromium deposited on the chromate film coated and dried in this way is 5 to 50 mg / m 2 , preferably 10 to 30 m 2 in terms of chromium metal.
g / m 2 . If the amount of the chromate film adhered is less than 5 mg / m 2 in terms of chromium metal, the corrosion resistance is insufficient, while if it exceeds 50 mg / m 2 , the coloring becomes remarkable and the beautiful appearance of the lead-containing galvanized steel sheet is impaired. Not preferred. The method of applying the chromate treatment liquid is arbitrary, and for example, a known application method such as a method of performing roll squeezing or gas squeezing after spraying or dipping, or a roll coating method can be applied.
【0022】[0022]
【実施例】Pb:0.1重量%、Al:0.2重量%を
含有する溶融亜鉛めっき浴でめっきされた鉛含有溶融亜
鉛めっき鋼板(めっき付着量:90g/m2、レギュラ
ースパングル材)を水道水によりスプレー水洗(10
秒)し、乾燥させた後、表1に示す組成のクロメート処
理液をロールコート法で塗布し、炉温300℃、炉内風
速2m/secの熱風乾燥炉内で最高到達板温40〜2
70℃の範囲で乾燥させ、クロメート処理鉛含有溶融亜
鉛めっき鋼板の供試材を製造した。得られた供試材につ
いて、皮膜外観、耐黒変性および耐食性の評価を行っ
た。これらの評価は、本発明例の全部と比較例の一部に
ついては、クロメート処理を開始して間もない段階で製
造された供試材と、クロメート処理がある程度進行し
(処理液1Lに対して供試材を20m2連続処理した
後)、Znが溶解した状態となった処理液でクロメート
処理を行った供試材の両方について行った。その結果を
クロメート処理液の組成、クロム付着量等とともに表1
に示す。[Example] Lead-containing hot-dip galvanized steel sheet plated in a hot-dip galvanizing bath containing 0.1% by weight of Pb and 0.2% by weight of Al (amount of plating: 90 g / m 2 , regular spangle material) Spray water with tap water (10
Seconds) and dried, and then a chromate treatment solution having a composition shown in Table 1 is applied by a roll coating method, and a maximum reached plate temperature of 40 to 2 is obtained in a hot air drying oven having a furnace temperature of 300 ° C. and an in-furnace air velocity of 2 m / sec.
The sample was dried at a temperature of 70 ° C. to produce a test material of a chromate-treated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet. The obtained test materials were evaluated for film appearance, blackening resistance and corrosion resistance. In these evaluations, for all of the examples of the present invention and a part of the comparative examples, the test material manufactured at a stage shortly after the start of the chromate treatment and the chromate treatment proceeded to some extent (with respect to 1 L of the treatment liquid). After the test material was continuously treated for 20 m 2 ), the test was performed on both of the test materials subjected to the chromate treatment with the treatment liquid in which Zn was dissolved. Table 1 shows the results together with the composition of the chromate treatment solution, the amount of chromium adhering, etc.
To show.
【0023】[性能評価] (1)皮膜外観 色差計で供試材と無処理材とのΔb(供試材のb値−無
処理材のb値)を測定し、下記評価基準で皮膜外観を評
価した。 ◎:Δbが1未満 ○:Δbが1以上、3未満 △:Δbが3以上、5未満 ×:Δbが5以上[Evaluation of Performance] (1) Appearance of Film The Δb (b value of the test material−b value of the untreated material) of the test material and the untreated material was measured with a color difference meter, and the film appearance was evaluated according to the following evaluation criteria. Was evaluated. ◎: Δb is less than 1 ○: Δb is 1 or more and less than 3 Δ: Δb is 3 or more and less than 5 ×: Δb is 5 or more
【0024】(2)耐黒変性 各供試材から70mm×150mmの試験片を複数枚切
り出し、各試験片の供試面を対面させて1対としたもの
を5〜10対重ねてビニールコート紙にて梱包し、これ
を内側にアクリル板を貼り付けた厚さ10mmの2枚の
ステンレス板の間に挾み、その四隅をボルト締めしてト
ルクレンチで0.67kgf・cm2の荷重をかけ、5
0℃、95%の相対湿度の湿潤箱内に240時間保持し
た後、取り出し、重ね合わせ部の黒変状況を目視にして
判定した。その評価基準は下記の通りである。 ◎:黒変なし ○:極めて軽度に灰色化 △:黒変発生 ×:著しい黒変発生(2) Blackening resistance A plurality of test pieces of 70 mm × 150 mm were cut out from each test material, and the test surfaces of the test pieces were faced to form a pair. Packed in paper, sandwiched between two stainless steel plates with a thickness of 10 mm with an acrylic plate attached on the inside, tightened the four corners with bolts and applied a load of 0.67 kgf · cm 2 with a torque wrench. 5
After being kept in a humid box at 0 ° C. and a relative humidity of 95% for 240 hours, it was taken out, and the blackened state of the overlapped portion was visually judged. The evaluation criteria are as follows. :: no blackening ○: extremely slight graying △: blackening occurred ×: remarkable blackening occurred
【0025】(3)耐食性 各供試材ら70mm×150mmの試験片を複数枚切り
出し、これらの試験片にJIS Z 2371に規定され
た塩水噴霧試験を実施し、96時間および120時間後
の白錆発生面積を目視で判定した。その評価基準は下記
の通りである。 ◎:白錆発生なし ○:白錆発生面積率5%未満 △:白錆発生面積率5%以上、25%未満 ×:白錆発生面積率25%以上(3) Corrosion resistance A plurality of test specimens of 70 mm × 150 mm were cut out from each test material, and a salt spray test specified in JIS Z 2371 was performed on these test specimens. The rust generation area was visually determined. The evaluation criteria are as follows. :: No white rust generated ○: White rust generated area rate less than 5% △: White rust generated area rate 5% or more, less than 25% ×: White rust generated area rate 25% or more
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、皮膜
外観、耐黒変性及び耐白錆性のいずれにも優れた鉛含有
溶融亜鉛めっき鋼板を安定して製造することができる。As described above, according to the present invention, a hot-dip galvanized steel sheet containing lead excellent in film appearance, blackening resistance and white rust resistance can be stably manufactured.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−54156(JP,A) 特開 平5−331659(JP,A) 特開 平7−180070(JP,A) 特開 平5−65669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 - 22/86 C23C 28/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masaaki Yamashita 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-7-54156 (JP, A) JP-A-5 -331659 (JP, A) JP-A-7-180070 (JP, A) JP-A-5-65669 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 22/00- 22/86 C23C 28/00
Claims (1)
0.1〜0.3重量%を含有する溶融亜鉛めっき浴でめ
っきされた鉛含有溶融亜鉛めっき鋼板に、6価クロムイ
オンと3価クロムイオンと硝酸イオンとを含有するとと
もに、さらにストロンチウム及びバリウムの各金属イオ
ンの中から選ばれる1種または2種を含有し、3価クロ
ムイオン/6価クロムイオンのモル比が1/9〜1/
1、全クロムイオンに対する硝酸イオンのモル比が0.
1〜1.6、全クロムイオンに対する前記金属イオンの
合計のモル比が0.04〜0.2に調整されたクロメー
ト処理液を塗布し、水洗することなく40〜250℃の
板温で乾燥し、金属クロム換算で付着量が5〜50mg
/m2のクロメート皮膜を形成させることを特徴とする
耐黒変性および耐白錆性に優れたクロメート処理鉛含有
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。1. Pb: 0.05-0.3% by weight, Al:
The lead-containing galvanized steel sheet plated with molten zinc plating bath containing 0.1 to 0.3 wt%, containing Then preparative and hexavalent chromium ions and trivalent chromium ions and nitrate ions
In addition, strontium and barium metal ions
One or two selected from the group consisting of: trivalent chromium ion / hexavalent chromium ion in a molar ratio of 1/9 to 1 /
1. The molar ratio of nitrate ions to all chromium ions is 0.1.
1 to 1.6 , the ratio of the metal ion to all chromium ions
A chromate treatment solution adjusted to a total molar ratio of 0.04 to 0.2 is applied and dried at a plate temperature of 40 to 250 ° C. without washing with water.
/ M 2, a method for producing a chromate-treated hot-dip galvanized steel sheet excellent in blackening resistance and white rust resistance, characterized by forming a chromate film of / m 2 .
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
JP19136596A JP3279190B2 (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Method for producing chromated lead-containing hot-dip galvanized steel sheet with excellent resistance to blackening and white rust |
BR9706566A BR9706566A (en) | 1996-07-02 | 1997-06-30 | Manufacturing process on galvanized steel sheet containing lead coated with chromate with black anti-patina property and white anti-rust property |
US09/029,574 US6280535B2 (en) | 1996-07-02 | 1997-06-30 | Manufacturing process on chromate-coated lead-containing galvanized steel sheet with anti-black patina property and anti-white rust property |
KR1019980701596A KR100326653B1 (en) | 1996-07-02 | 1997-06-30 | Manufacturing method of hot-dip galvanized steel sheet containing chromate treatment with excellent black resistance and whiteness |
PCT/JP1997/002261 WO1998000579A1 (en) | 1996-07-02 | 1997-06-30 | Process for producing lead-containing hot-galvanised and chromated steel sheet excellent in resistances to blackening and formation of white rust |
TW086109464A TW393523B (en) | 1996-07-02 | 1997-07-02 | Manufacturing method of a lead-containing galvanized steel sheet treated with chromate with excellent blackening resistance and white rust resistance |
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