JP3307267B2 - Chromate treated steel sheet with excellent blackening resistance - Google Patents
Chromate treated steel sheet with excellent blackening resistanceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛めっき鋼板
または亜鉛合金めっき鋼板(以下、「亜鉛系めっき鋼
板」という)とその表面上に形成されたクロメート被膜
とからなる、耐黒変性に優れたクロメート処理鋼板に関
するものである。The present invention relates to a galvanized steel sheet or a zinc alloy-coated steel sheet (hereinafter, referred to as a "zinc-based steel sheet") and a chromate film formed on the surface thereof, and has excellent blackening resistance. It relates to a chromate treated steel sheet.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼板に亜鉛めっきを施すと、亜鉛の犠牲
防食作用によって、鋼板の耐食性が向上する。即ち、鋼
板に亜鉛めっきを施すと、亜鉛と鉄とが接触して電池が
形成され、より卑な金属である亜鉛が陽極となり、より
貴な金属である鉄が陰極となる。従って、亜鉛めっき鋼
板においては、鉄単独の場合の局部電池の陽極溶解によ
る鉄の腐食の場合と異なり、鋼板の耐食性が向上する。2. Description of the Related Art When a steel sheet is galvanized, the corrosion resistance of the steel sheet is improved by the sacrificial corrosion prevention effect of zinc. That is, when a steel sheet is galvanized, zinc and iron come into contact with each other to form a battery, and zinc, which is a more noble metal, becomes an anode, and iron, which is a noble metal, becomes a cathode. Therefore, in the galvanized steel sheet, the corrosion resistance of the steel sheet is improved, unlike the case of iron corrosion due to anodic dissolution of the local battery when iron alone is used.
【0003】このような亜鉛めっき鋼板においては、鉄
と接触している亜鉛が腐食によって消失した時点で、亜
鉛めっきによる防食作用は終了する。従って、上述した
亜鉛めっきによる犠牲防食作用を長期間に亘って持続さ
せるためには、亜鉛めっき層の腐食を抑制する必要があ
る。その対応策として、亜鉛めっき鋼板には、クロメー
ト処理が施される。In such a galvanized steel sheet, when the zinc in contact with the iron disappears due to corrosion, the anticorrosion action by the galvanization ends. Therefore, in order to maintain the sacrificial corrosion protection effect of the galvanizing described above for a long period of time, it is necessary to suppress the corrosion of the galvanized layer. As a countermeasure, a galvanized steel sheet is subjected to a chromate treatment.
【0004】クロメート処理が施された電気亜鉛めっき
鋼板は、耐食性および耐指紋性に優れていることから、
様々な分野に広く利用されている。電気亜鉛めっき鋼板
に施されるクロメート処理方法は、塗布型、反応型およ
び電解型の3通りに大別される。[0004] Chromate-treated electrogalvanized steel sheet is excellent in corrosion resistance and fingerprint resistance.
Widely used in various fields. Chromate treatment methods applied to electrogalvanized steel sheets are roughly classified into three types: coating type, reaction type, and electrolytic type.
【0005】そのうち、塗布型クロメート処理は、ロー
ルコーターなどでクロメート処理溶液をめっき鋼板の表
面上に塗布し、次いで、これを、水洗することなく、焼
き付け、乾燥することからなっている。[0005] The coating type chromate treatment involves coating a chromate treatment solution on the surface of a plated steel sheet with a roll coater or the like, and then baking and drying it without washing with water.
【0006】反応型クロメート処理は、亜鉛めっき鋼板
を、6価のCrイオンを含有するクロメート処理溶液に
浸漬またはスプレー処理によって接触させ、金属亜鉛め
っき層を溶解し、同時に還元生成された3価のCrイオ
ンと6価のCrイオンとからなるクロメートをゲル状に
析出させることからなっており、かくして、亜鉛めっき
鋼板の亜鉛めっき層上にクロメート被膜が形成される。[0006] In the reactive chromate treatment, a galvanized steel sheet is brought into contact with a chromate treatment solution containing hexavalent Cr ions by dipping or spraying to dissolve a metal zinc plating layer, and at the same time, reduce and produce a trivalent chromium. Chromate composed of Cr ions and hexavalent Cr ions is deposited in a gel state, and thus a chromate film is formed on the galvanized layer of the galvanized steel sheet.
【0007】上述したクロメート処理が施された電気亜
鉛めっき鋼板においては、亜鉛の白錆の発生は顕著に防
止されるものの、このようなクロメート処理鋼板に黒錆
が発生し、外観の低下に関する問題が生ずる。このよう
な黒錆の発生は、黒変現象と呼ばれており、特に、外観
を重視する用途の鋼板においては、商品価値を著しく低
下させる。しかも、この黒変現象は、クロメート処理鋼
板の製造直後には現れず、その保管中または輸送中に現
れるため、このような厄介な問題である黒変現象を解決
するための手段の開発が望まれていた。[0007] In the electrogalvanized steel sheet subjected to the above-mentioned chromate treatment, although the generation of white rust of zinc is remarkably prevented, black rust is generated in such a chromate-treated steel sheet, and there is a problem relating to deterioration in appearance. Occurs. The occurrence of such black rust is called a blackening phenomenon, and in particular, in a steel sheet for use in which appearance is important, the commercial value is significantly reduced. Moreover, since this blackening phenomenon does not appear immediately after the production of the chromate-treated steel sheet, but appears during storage or transportation, it is desired to develop a means for solving such a troublesome blackening phenomenon. Was rare.
【0008】クロメート処理鋼板の上述した黒変現象を
防止する方法として、特開昭60−152680号公報
は、不純物であるPb2+の量が0.2ppm以下に限定
された電気亜鉛めっき浴を用いて亜鉛めっきを行い、次
いで、クロメート処理を施すことによって、黒変現象を
防止することを開示している(以下、「先行技術1」と
いう)。As a method for preventing the above-described blackening phenomenon of a chromate-treated steel sheet, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-152680 discloses an electrogalvanizing bath in which the amount of Pb 2+ as an impurity is limited to 0.2 ppm or less. It discloses that the blackening phenomenon is prevented by performing galvanization and then performing a chromate treatment (hereinafter referred to as “prior art 1”).
【0009】特公平2−8374号公報は、不純物であ
るPb2+の量が0.5ppm以下に限定され、100か
ら300ppmの範囲内のNi2+が添加され、且つ、P
b2+に対するNi2+の量の比(Ni2+/Pb2+)が50
0以上であるところの電気亜鉛めっき浴を用いて亜鉛め
っきを行い、次いで、クロメート処理を施すことによっ
て、黒変現象を防止することを開示している(以下、
「先行技術2」という)。Japanese Patent Publication No. 2-8374 discloses that the amount of Pb 2+ as an impurity is limited to 0.5 ppm or less, Ni 2+ in the range of 100 to 300 ppm is added, and P
The ratio of the amount of Ni 2+ to b 2+ (Ni 2+ / Pb 2+ ) is 50
It discloses that galvanizing is performed using an electrogalvanizing bath having a value of 0 or more, and then a chromate treatment is performed to prevent a blackening phenomenon (hereinafter, referred to as “chromating”).
"Prior art 2").
【0010】また、特開平7−268592号公報は、
黒変現象は、クロメート下地の亜鉛が酸化する現象であ
り、亜鉛の酸化を防止するためには、亜鉛めっき直後
に、亜鉛めっき層に水溶性金属塩を噴射することが効果
的であることを開示している(以下、「先行技術3」と
いう)。[0010] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-268592 discloses that
The blackening phenomenon is a phenomenon in which zinc on a chromate base is oxidized.To prevent oxidation of zinc, it is effective to spray a water-soluble metal salt onto a zinc plating layer immediately after galvanizing. (Hereinafter referred to as “prior art 3”).
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】先行技術1−3から明
らかなように、黒変現象の対策として、亜鉛めっき層中
のPbの量を少なくし、Niの量を多くし、亜鉛の酸化
の防止に鑑み、亜鉛めっき直後に水溶性金属塩を噴射す
ることが提案されている。As apparent from the prior art 1-3, as a countermeasure against the blackening phenomenon, the amount of Pb in the galvanized layer is reduced, the amount of Ni is increased, and the oxidation of zinc is reduced. In view of the prevention, it has been proposed to spray a water-soluble metal salt immediately after galvanization.
【0012】しかしながら、実質的には亜鉛めっき浴の
Pbの含有量は1ppm以下で低ければ低いほど良く、
鉛含有量の制御によって亜鉛めっきの耐黒変性を維持す
るにはPbイオンを排除し、鉛イオンを1ppm以下の
高感度でモニターする必要があり、コスト的に不利であ
る。特に、亜鉛の自溶性電極を用いた電気亜鉛めっきに
おいては、亜鉛電極中の鉛を完全に除去することは不可
能である為に、常にめっき浴中から鉛除去を実施しなけ
ればならない。However, the lower the Pb content of the zinc plating bath is, the lower the better, the better.
In order to maintain the blackening resistance of zinc plating by controlling the lead content, it is necessary to exclude Pb ions and monitor lead ions with high sensitivity of 1 ppm or less, which is disadvantageous in cost. In particular, in electrogalvanizing using a self-fluxing electrode of zinc, it is impossible to completely remove lead from the zinc electrode, so lead must always be removed from the plating bath.
【0013】また、特開平5−279889号公報にも
記載されているように、亜鉛めっき浴中にNiイオンを
添加すると、クロメートの耐黒変性は向上するが、同一
の亜鉛めっき浴によって調製された電気亜鉛めっき鋼板
にりん酸塩処理を施した場合、外観を著しく低下させる
ことが公知である。従って、同一の生産設備を用いて耐
黒変性に優れたクロメート処理用ニッケル添加亜鉛めっ
き鋼板製造直後にりん酸塩処理用亜鉛めっき鋼板の製造
を行うことを避ける必要が発生する為に、生産スケジュ
ールの調整が必要になり、設備全体の生産性に悪影響を
及ぼす。As described in JP-A-5-279889, when Ni ions are added to a zinc plating bath, the blackening resistance of chromate is improved, but the zincate is prepared using the same zinc plating bath. It has been known that when a galvanized steel sheet is subjected to a phosphate treatment, the appearance is significantly reduced. Therefore, it is necessary to avoid producing a galvanized steel sheet for phosphate treatment immediately after producing a nickel-added galvanized steel sheet for chromate treatment with excellent blackening resistance using the same production equipment. Adjustment is required, which adversely affects the productivity of the entire equipment.
【0014】更に、亜鉛めっき直後に、亜鉛めっき層に
水溶性金属塩を噴射し、次いで、クロメート処理を施す
ことは、製造設備を変更する必要があり、コストの面で
不利である。この点に鑑みて、先行技術3は実現性に乏
しい。Furthermore, spraying a water-soluble metal salt onto the zinc plating layer immediately after the zinc plating and then subjecting the zinc plating layer to a chromate treatment is disadvantageous in terms of cost because it requires changing manufacturing equipment. In view of this point, the prior art 3 is not feasible.
【0015】従って、この発明の目的は、先行技術1か
ら3が包蔵する上述した問題を解決し、即ち、亜鉛めっ
き浴中におけるPbイオンの厳密な制御、Niイオンの
添加、および、製造設備の変更を行うことなく、黒変現
象の発生を防止することができ、且つ、製造コストが低
廉なクロメート処理鋼板を提供することにある。[0015] Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems embraced by prior arts 1 to 3, that is, strict control of Pb ions in a zinc plating bath, addition of Ni ions, and production equipment. An object of the present invention is to provide a chromate-treated steel sheet that can prevent the occurrence of a blackening phenomenon without making any change and that has a low manufacturing cost.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、亜鉛系めっき鋼板と、その表面上に形成されたクロ
メート被膜とからなるクロメート処理鋼板において、前
記クロメート被膜の表面における、オージェ電子分光法
によって定量された、Crに対するZnの原子数比(Z
n/Cr)が1.2から3.0の範囲内であることに特
徴を有するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a chromate-treated steel sheet comprising a galvanized steel sheet and a chromate film formed on the surface thereof, wherein the Auger electron beam on the surface of the chromate film is provided. Atomic ratio of Zn to Cr (Z
(n / Cr) is in the range of 1.2 to 3.0.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施態様のクロ
メート処理鋼板を以下に詳細に説明する。この発明のク
ロメート処理鋼板は、亜鉛系めっき鋼板と、その表面上
に形成されたクロメート被膜とからなる基本構造を有し
ている。この発明のクロメート処理鋼板の特徴は、上記
基本構造において、クロメート被膜の表面における、オ
ージェ電子分光法によって定量された、Crに対するZ
nの原子数比(Zn/Cr)が1.2から3.0の範囲
内に維持されていることにある。Next, a chromate-treated steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The chromate-treated steel sheet of the present invention has a basic structure including a zinc-based plated steel sheet and a chromate film formed on the surface thereof. A feature of the chromate-treated steel sheet of the present invention is that, in the above basic structure, Z with respect to Cr, determined by Auger electron spectroscopy, on the surface of the chromate film
That is, the atomic ratio of n (Zn / Cr) is maintained in the range of 1.2 to 3.0.
【0018】この発明のクロメート処理鋼板におけるク
ロメート被膜は、上述から明らかなように、既存のクロ
メート被膜と比較して、クロメート被膜中のZn原子の
量がCr原子の量よりも多い。従って、この発明のクロ
メート処理鋼板と従来のクロメート処理鋼板とが、同一
のCr付着量を有していても、前者においては、クロメ
ート被膜中にZnが多く取り込まれていることに起因し
て、クロメート被膜は厚く非常に緻密になる。これと同
時に、ZnとCrとの複合酸化被膜は複雑な構造を有し
ており、その結果、耐黒変性が向上する。As is clear from the above description, the amount of Zn atoms in the chromate film of the chromate-treated steel sheet of the present invention is larger than that of Cr atoms as compared with the existing chromate film. Therefore, even if the chromate-treated steel sheet of the present invention and the conventional chromate-treated steel sheet have the same Cr adhesion amount, in the former, a large amount of Zn is incorporated in the chromate film, The chromate film becomes thick and very dense. At the same time, the composite oxide film of Zn and Cr has a complicated structure, and as a result, blackening resistance is improved.
【0019】この発明のクロメート処理鋼板は、亜鉛系
めっき鋼板と、その表面上に形成されたクロメート被膜
とからなる基本構造を有している。この発明のクロメー
ト鋼板の特徴は、上記基本構造において、クロメート被
膜の表面におけるオージェ電子分光法によって定量され
たCrに対するZnの原子数比(Zn/Cr)が1.2
から3.0の範囲内に維持されていることにある。この
様なクロメート被膜は、クロメート被膜中のZnの原子
数がCrの原子数より十分に多く、通常のクロメート被
膜とは異なる。この様なクロメート被膜は、通常のクロ
メート被膜と比較して、同一のクロム付着量を有してい
た場合、クロメート被膜中にZnが多く取り込まれてい
ることに起因してクロメート被膜は厚く、非常に緻密に
なる。これと同時に、ZnとCrとの複合酸化被膜は複
雑な構造を有しており、その結果、耐黒変性が向上す
る。The chromate-treated steel sheet of the present invention has a basic structure consisting of a galvanized steel sheet and a chromate film formed on the surface thereof. A feature of the chromate steel sheet of the present invention is that, in the above basic structure, the atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) on the surface of the chromate film determined by Auger electron spectroscopy is 1.2.
From 3.0 to 3.0. Such a chromate film differs from a normal chromate film in that the number of Zn atoms in the chromate film is sufficiently larger than the number of Cr atoms. When such a chromate film has the same amount of chromium as that of a normal chromate film, the chromate film is thick and extremely Become dense. At the same time, the composite oxide film of Zn and Cr has a complicated structure, and as a result, blackening resistance is improved.
【0020】クロメート被膜のオージェ電子分光法によ
って定量された、Crに対するZnの原子数比(Zn/
Cr)が1.2未満の場合には、良く知られているよう
に亜鉛めっき浴中の鉛を減少させたり、ニッケル添加を
実施したりしないかぎり、黒変現象が発生する。この事
は、後述する実施例における比較例の通りである。この
様なCrに対するZnの原子数比(Zn/Cr)の場
合、本発明の効果であるクロメート被膜中のZn原子数
がCr原子数より十分に多い事によるクロメート被膜が
厚く緻密であるという効果が現れない。The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Zn), determined by Auger electron spectroscopy of the chromate coating.
When Cr) is less than 1.2, a blackening phenomenon occurs unless lead in the galvanizing bath is reduced or nickel is added as is well known. This is the same as the comparative example in the example described later. In the case of such an atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr), the effect of the present invention is that the number of Zn atoms in the chromate film is sufficiently larger than the number of Cr atoms, so that the chromate film is thick and dense. Does not appear.
【0021】一方、クロメート被膜の表面における、オ
ージェ電子分光法によって定量された、Crに対するZ
nの原子数比(Zn/Cr)が3.0を超えると、クロ
メート被膜の性質が、亜鉛とクロムの酸化物という性質
よりもむしろ、酸化亜鉛的性質が強くなり、更に、Cr
に対するZnの原子数比(Zn/Cr)が5.0以上に
なると、白錆のような脆い被膜になり、耐食性が劣化す
る。On the other hand, on the surface of the chromate film, Z with respect to Cr, determined by Auger electron spectroscopy.
If the atomic ratio of n (Zn / Cr) exceeds 3.0, the properties of the chromate film become stronger than the properties of zinc and chromium oxides, and the properties of zinc oxide become stronger.
When the atomic ratio of Zn to Zn (Zn / Cr) is 5.0 or more, a brittle film such as white rust is formed, and the corrosion resistance is deteriorated.
【0022】従って、クロメート被膜の表面における、
オージェ電子分光法によって定量された、Crに対する
Znの原子数比(Zn/Cr)を1.2から3.0の範
囲内に維持すべきである。Therefore, on the surface of the chromate coating,
The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr), as determined by Auger electron spectroscopy, should be maintained in the range of 1.2 to 3.0.
【0023】オージェ電子分光法によって定量された、
Crに対するZnの原子数比(Zn/Cr)が1.2か
ら3.0の範囲内に維持された上述したクロメート被膜
は、例えば、クロメート浴中のCrイオン還元率(Cr
3+/総Crイオン(Cr3+とCr6+との和)、Znイオ
ン量、遊離酸度(FA)を制御することによって得られ
る。Quantified by Auger electron spectroscopy,
The above-described chromate film in which the atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) is maintained in the range of 1.2 to 3.0 is, for example, a Cr ion reduction ratio (Cr) in a chromate bath.
It can be obtained by controlling 3 + / total Cr ions (sum of Cr3 + and Cr6 + ), Zn ion amount, and free acidity (FA).
【0024】この発明によれば、亜鉛めっき浴中のPb
イオンやNiイオンの量の制御という非常に難しい技術
を導入することなく、また、新たな設備を導入すること
なしに、通常の亜鉛めっき浴およびクロメート浴を用
い、クロメート被膜中の、Crに対するZnの原子数比
(Zn/Cr)を1.2から3.0の範囲内に維持する
ことによって、上述したようにZnが多く取り込まれた
クロメート被膜を得ることができ、従って、耐黒変性に
優れたクロメート処理鋼板を安価に製造することができ
る。According to the present invention, Pb in the zinc plating bath
Without introducing a very difficult technique of controlling the amount of ions and Ni ions, and without introducing new equipment, using a normal zinc plating bath and a chromate bath, Zn in the chromate film, By maintaining the atomic ratio (Zn / Cr) in the range of 1.2 to 3.0, a chromate film containing a large amount of Zn can be obtained as described above. An excellent chromate-treated steel plate can be manufactured at low cost.
【0025】[0025]
【実施例】次に、この発明のクロメート処理鋼板を、実
施例により、比較例と対比しながら更に詳細に説明す
る。Next, the chromate-treated steel sheet of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
【0026】〔実施例〕供試体として、20g/m2 の
亜鉛めっき量を有する電気亜鉛めっき鋼板を使用し、こ
れを弱アルカリの脱脂剤によって脱脂洗浄した後、これ
を水洗し、更に、熱風乾燥した。次いで、このように乾
燥した電気亜鉛めっき鋼板に、スプレーによってクロメ
ート処理液を噴射して、クロメート処理を行い、次い
で、これを水洗することによって、この発明の範囲内の
クロメート処理鋼板(以下、「本発明処理鋼板No.1
から5」という)を調製した。EXAMPLE A galvanized steel sheet having a galvanizing amount of 20 g / m 2 was used as a test piece, degreased and washed with a weak alkaline degreasing agent, washed with water, and further heated with hot air. Dried. Next, a chromate treatment liquid is sprayed onto the thus dried electrogalvanized steel sheet to perform a chromate treatment, and then the water is washed with water to thereby obtain a chromate treated steel sheet within the scope of the present invention (hereinafter, referred to as “ No. 1 treated steel sheet of the present invention
To 5 ").
【0027】クロメート処理液については、クロメート
被膜の膜質、特に、クロメート被膜中のZnの存在量を
変化させるために、クロメート処理液のCrイオン還元
率(Cr3+/総Crイオン(Cr3+とCr6+との和)、
Znイオン量、遊離酸度(FA)をパラメータとして制
御し、更に、硫酸イオン、フッ素イオンおよび塩素イオ
ンを適量配合して、総Crイオン量を5000ppm
に、そして、Znイオン量を2500ppmに維持し、
アニオンとして、SO4 2- 、NO3 - 、F- を適宜添加
した。With regard to the chromate treatment liquid, in order to change the quality of the chromate coating film, in particular, the amount of Zn in the chromate coating film, the Cr ion reduction ratio (Cr 3+ / total Cr ion (Cr 3+ And Cr 6+ ),
The amount of Zn ions and the free acidity (FA) are controlled as parameters, and the appropriate amounts of sulfate ions, fluorine ions and chloride ions are blended to reduce the total amount of Cr ions to 5000 ppm.
And maintaining the Zn ion amount at 2500 ppm,
SO 4 2− , NO 3 − , and F − were appropriately added as anions.
【0028】本発明処理鋼板No.1から5のクロメー
ト処理条件における処理時間、クロメート処理液中の遊
離酸度(FA)およびCrイオン還元率(Cr3+/総C
rイオン(Cr3+とCr6+との和)を、下記表1に示
す。The steel sheet treated according to the present invention, Treatment time, chromate treatment solution free acidity (FA) and Cr ion reduction rate (Cr 3+ / total C
The r ions (sum of Cr 3+ and Cr 6+ ) are shown in Table 1 below.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】上述したようにして調製された本発明処理
鋼板No.1から5の各々について、Cr付着量を原子
吸光法によって測定した。このようにして測定されたC
r付着量を、表1に併せて示す。The treated steel sheet No. 1 of the present invention prepared as described above was used. For each of 1 to 5, the amount of Cr attached was measured by the atomic absorption method. C measured in this way
The amount of r adhesion is shown in Table 1.
【0031】更に、本発明処理鋼板No.1から5の各
々について、耐黒変性を評価するために、明度L値を測
定した。次いで、クロメート処理鋼板を湿度の高い場所
において保管した場合に、黒変現象が生じ易いことに鑑
み、50°Cの温度および95%の湿度を有する箱内
で、本発明処理鋼板No.1から5を10日間保管し
て、黒変促進試験を行い、その後、明度L値を再び測定
した。このようにして測定された、黒変促進試験前の明
度L値と黒変促進試験後の明度L値との差ΔLを求め、
耐黒変性の指標として使用した。このようにして求めら
れた、耐黒変性の指標としてのΔLの値を、表1に併せ
て示す。黒変促進試験後の明度は、黒変促進試験前の明
度よりも低下するので、ΔLは負の値であり、その絶対
値が小さい程耐黒変性が良好であり、その絶対値が大き
い程耐黒変性が劣っていることを意味する。Further, the treated steel sheet No. For each of 1 to 5, the lightness L value was measured in order to evaluate the blackening resistance. Next, considering that the chromate-treated steel sheet is likely to be blackened when stored in a place with high humidity, the treated steel sheet No. 1 of the present invention was placed in a box having a temperature of 50 ° C. and a humidity of 95%. 1 to 5 were stored for 10 days to perform a blackening acceleration test, and then the lightness L value was measured again. The difference ΔL between the lightness L value before the black discoloration acceleration test and the lightness L value after the black discoloration acceleration test thus determined was determined,
It was used as an index of blackening resistance. Table 1 also shows the value of ΔL as an index of blackening resistance thus obtained. Since the lightness after the accelerated blackening test is lower than the lightness before the accelerated blackening test, ΔL is a negative value. The smaller the absolute value is, the better the blackening resistance is. It means that the blackening resistance is inferior.
【0032】更に、オージェ電子分光装置PHI−54
0Aを用いて、本発明処理鋼板No.1から5の各々の
表面からの、CrおよびZnの各々の原子数を定量し、
クロメート被膜中の、Crに対するZnの原子数比(Z
n/Cr)を求めた。このようにして求められたCrに
対するZnの原子数比(Zn/Cr)を、表1に併せて
示す。Further, Auger electron spectrometer PHI-54
0A, the treated steel sheet No. of the present invention. Quantifying the number of atoms of each of Cr and Zn from each surface of 1 to 5;
In the chromate film, the atomic ratio of Zn to Cr (Z
n / Cr). The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) thus determined is also shown in Table 1.
【0033】上述したCrおよびZnの各々の原子数の
定量に関しては、本発明処理鋼板No.1から5の各々
について、クロメート処理を施したままの状態で、その
表面の任意の10箇所の位置における測定値の平均値を
採用した。入射電子の加速電圧は3keVであり、測定
したオージェピークはCr−LMMおよびZn−LMM
であった。このような定量においては、各装置、各元素
についての固有のオージェピーク強度を持つために、相
対感度係数を用いる必要がある。従って、この実施例に
おいては、相対感度係数をCrについて0.320、Z
nについて0.170を用いて定量を行った。Regarding the determination of the number of atoms of each of Cr and Zn described above, the treated steel sheet No. With respect to each of 1 to 5, the average value of the measured values at arbitrary 10 positions on the surface was employed while the chromate treatment was performed. The acceleration voltage of the incident electrons was 3 keV, and the measured Auger peaks were Cr-LMM and Zn-LMM.
Met. In such quantification, it is necessary to use a relative sensitivity coefficient in order to have a unique Auger peak intensity for each device and each element. Therefore, in this embodiment, the relative sensitivity coefficient is 0.320 for Cr, Z
Quantification was performed using 0.170 for n.
【0034】上述した条件で測定する限り、Cr付着量
から予測されるクロメート被膜厚さおよびオージェ電子
脱出長さの観点から判断して、得られた数値は、少なく
ともクロメート被膜の正確なCrに対するZnの原子数
比(Zn/Cr)を反映しており、下地亜鉛めっき層の
Znがオージェ強度に寄与しないことは明らかである。
これらの測定方法に関しては、一般的な方法、例えば、
共立出版「ユーザーのためのオージェ電子分光」などに
記載されている方法で定量する限り、上述した定量値と
同一の値が得られることは言うまでもない。As far as the measurement is performed under the above-mentioned conditions, judging from the viewpoint of the chromate coating film thickness and the Auger electron escape length predicted from the Cr adhesion amount, the obtained numerical value is at least the exact Zn to Cr content of the chromate film. It is clear that Zn in the underlying zinc plating layer does not contribute to Auger strength.
Regarding these measurement methods, general methods, for example,
It goes without saying that the same value as the above-mentioned quantitative value can be obtained as long as the quantitative value is determined by a method described in Kyoritsu Shuppan “Auger electron spectroscopy for users”.
【0035】本発明処理鋼板No.1から5の各々にお
ける、耐黒変性の指標としてのΔLの値を図1にプロッ
トした。図1は、Cr付着量と耐黒変性の指標としての
ΔLとの関係を示すグラフである。図1から明らかなよ
うに、約11から79mg/m2 のCr付着量を有する
本発明処理鋼板No.1から5においては、ΔLの値が
約−1.8から−2.9の範囲内であり、耐黒変性に優
れていた。The treated steel sheet No. In each of 1 to 5, the value of ΔL as an index of blackening resistance was plotted in FIG. FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of Cr attached and ΔL as an index of blackening resistance. As is apparent from FIG. 1, the treated steel sheet No. 1 having a Cr adhesion amount of about 11 to 79 mg / m 2 was obtained. From 1 to 5, the value of ΔL was in the range of about -1.8 to -2.9, and the blackening resistance was excellent.
【0036】更に、本発明処理鋼板No.1から5の各
々における、クロメート被膜中の、Crに対するZnの
原子数比(Zn/Cr)を図2にプロットした。図2
は、クロメート被膜中の、Crに対するZnの原子数比
(Zn/Cr)と耐黒変性の指標としてのΔLとの関係
を示すグラフである。図2から明らかなように、クロメ
ート被膜中の、Crに対するZnの原子数比(Zn/C
r)が1.2から3.0の範囲内である本発明処理鋼板
No.1から5においては、ΔLの値が約−1.8から
−2.9の範囲内であり、耐黒変性に優れていた。Further, the treated steel sheet No. The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) in the chromate coating for each of 1 to 5 is plotted in FIG. FIG.
Is a graph showing the relationship between the atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) in the chromate film and ΔL as an index of blackening resistance. As is clear from FIG. 2, the atomic ratio of Zn to Cr in the chromate film (Zn / C
r) within the range of 1.2 to 3.0, the treated steel sheet No. of the present invention. From 1 to 5, the value of ΔL was in the range of about -1.8 to -2.9, and the blackening resistance was excellent.
【0037】〔比較例〕比較のために、上述した実施例
におけると同様に、供試体として、20g/m 2 の亜鉛
めっき量を有する電気亜鉛めっき鋼板を使用し、これを
弱アルカリの脱脂剤によって脱脂洗浄した後、これを水
洗し、更に、熱風乾燥した。次いで、このように乾燥し
た電気亜鉛めっき鋼板に、スプレーによってクロメート
処理液を噴射して、反応クロメート処理を行い、次い
で、これを水洗することによって、この発明の範囲外の
クロメート処理鋼板(以下、「比較用処理鋼板No.1
から4」という)を調製した。[Comparative Example] For comparison, the above-described embodiment was used.
As in the above, as a test sample, 20 g / m TwoZinc
Use an electrogalvanized steel sheet with a plating amount
After degreasing and washing with a weak alkaline degreasing agent,
It was washed and dried with hot air. Then dry like this
Chromated by spraying on galvanized steel sheet
Inject the treatment liquid, perform the reaction chromate treatment, and then
By washing this with water, it is out of the scope of the present invention.
Chromate treated steel sheet (hereinafter referred to as “Comparative treated steel sheet No. 1
To 4 ").
【0038】クロメート処理液については、クロメート
被膜の膜質、特に、クロメート被膜中のZnの存在量を
変化させるために、クロメート処理液のCrイオン還元
率(Cr3+/総Crイオン(Cr3+とCr6+との和)、
Znイオン量、遊離酸度(FA)をパラメータとして制
御し、更に、硫酸イオン、フッ素イオンおよび塩素イオ
ンを適量配合して、総Crイオン量を5000ppm
に、そして、Znイオン量を2500ppmに維持し
た。With respect to the chromate treatment liquid, the Cr ion reduction ratio (Cr 3+ / total Cr ions (Cr 3+) of the chromate treatment liquid is changed in order to change the film quality of the chromate film, in particular, the amount of Zn in the chromate film. And Cr 6+ ),
The amount of Zn ions and the free acidity (FA) are controlled as parameters, and the appropriate amounts of sulfate ions, fluorine ions and chloride ions are blended to reduce the total amount of Cr ions to 5000 ppm.
And the Zn ion content was maintained at 2500 ppm.
【0039】比較用処理鋼板No.1から4のクロメー
ト処理条件における処理時間、クロメート処理液中の遊
離酸度(FA)およびCrイオン還元率(Cr3+/総C
rイオン(Cr3+とCr6+との和)を、下記表1に併せ
て示す。The comparative treated steel sheet No. Treatment time, chromate treatment solution free acidity (FA) and Cr ion reduction rate (Cr 3+ / total C
The r ions (sum of Cr 3+ and Cr 6+ ) are also shown in Table 1 below.
【0040】上述したようにして調製された比較用処理
鋼板No.1から4の各々について、上述した実施例に
おけると同様に、Cr付着量を蛍光X線法によって測定
した。このようにして測定されたCr付着量を、表1に
併せて示す。The comparative treated steel sheet No. 1 prepared as described above was used. For each of Examples 1 to 4, the amount of Cr attached was measured by the fluorescent X-ray method as in the above-described examples. Table 1 also shows the Cr adhesion amounts measured in this manner.
【0041】更に、比較用処理鋼板No.1から4の各
々について、耐黒変性を評価するために、明度L値を測
定した。次いで、上述した実施例におけると同一の条件
下において、黒変促進試験を行い、その後、明度L値を
再び測定した。このようにして測定された、黒変促進試
験前の明度L値と黒変促進試験後の明度L値との差ΔL
を求め、耐黒変性の指標として使用した。このようにし
て求められた、耐黒変性の指標としてのΔLの値を、表
1に併せて示す。Further, the comparative treated steel sheet No. For each of 1 to 4, the lightness L value was measured in order to evaluate blackening resistance. Next, a blackening acceleration test was performed under the same conditions as in the above-described examples, and then the lightness L value was measured again. The difference ΔL between the lightness L value before the blackening acceleration test and the lightness L value after the blackening acceleration test thus measured.
And used as an index of blackening resistance. Table 1 also shows the value of ΔL as an index of blackening resistance thus obtained.
【0042】更に、上述した実施例におけると同一のオ
ージェ電子分光装置を用いて、同一の条件下で、比較用
処理鋼板No.1から4の各々の表面からの、Crおよ
びZnの各々の原子数を定量し、クロメート被膜中の、
Crに対するZnの原子数比(Zn/Cr)を求めた。
このようにして求められたCrに対するZnの原子数比
(Zn/Cr)を、表1に併せて示す。Further, under the same conditions and using the same Auger electron spectroscopy apparatus as in the above-described embodiment, the comparative treated steel sheet No. 1 The number of atoms of each of Cr and Zn from each of the surfaces 1 to 4 was quantified, and
The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) was determined.
The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) thus determined is also shown in Table 1.
【0043】比較用処理鋼板No.1から4の各々にお
ける、耐黒変性の指標としてのΔLの値を図1に併せて
プロットした。図1から明らかなように、約13から4
4mg/m2 のCr付着量を有する比較用処理鋼板N
o.1から4においては、ΔLの値が約−5.5から−
8.2の範囲内であり、耐黒変性に劣っていた。特に、
比較用処理鋼板No.1から4においては、Cr付着量
が増加するに従って、耐黒変性が低下することが確認さ
れた。The treated steel sheet No. The value of ΔL as an index of blackening resistance in each of 1 to 4 was also plotted in FIG. As is apparent from FIG.
Comparative treated steel sheet N having a Cr adhesion amount of 4 mg / m 2
o. From 1 to 4, the value of ΔL is from about -5.5 to-
8.2, which was inferior to blackening resistance. In particular,
Comparative treated steel sheet No. In Examples 1 to 4, it was confirmed that the blackening resistance decreased as the amount of deposited Cr increased.
【0044】更に、比較用処理鋼板No.1から4の各
々における、クロメート被膜中の、Crに対するZnの
原子数比(Zn/Cr)を図2に併せてプロットした。
図2から明らかなように、クロメート被膜中の、Crに
対するZnの原子数比(Zn/Cr)が0.3から1.
0の範囲内である比較用処理鋼板No.1から4におい
ては、ΔLの値が約−5.5から−8.2の範囲内であ
り、耐黒変性に劣っていた。Furthermore, the comparative treated steel sheet No. The atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) in the chromate coating for each of 1 to 4 was also plotted in FIG.
As is clear from FIG. 2, the atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) in the chromate film is from 0.3 to 1.
0, which is in the range of No. 0 for comparison. From 1 to 4, the value of ΔL was in the range of about -5.5 to -8.2, and the blackening resistance was poor.
【0045】上述した実施例においては、クロメート処
理として反応型クロメート処理を適用したが、塗布型お
よび電解型クロメート処理を適用しても、上述と同様の
結果が得られた。In the above-described embodiment, the reaction type chromate treatment was applied as the chromate treatment. However, the same results as described above were obtained by applying the coating type and the electrolytic type chromate treatments.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、亜鉛めっき浴中におけるPbイオンの厳密な制御、
Niイオンの添加、および、製造設備の変更を行うこと
なく、黒変現象の発生を防止することができ、且つ、製
造コストが低廉なクロメート処理鋼板を提供することが
でき、かくして、有用な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention, strict control of Pb ions in a zinc plating bath,
It is possible to provide a chromate-treated steel sheet that can prevent the occurrence of black discoloration phenomenon and that can be manufactured at low cost without adding Ni ions and without changing manufacturing equipment, and thus has a useful effect. Is brought.
【図1】クロメート被膜におけるCr付着量と耐黒変性
の指標としてのΔLとの関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of Cr attached to a chromate film and ΔL as an index of blackening resistance.
【図2】クロメート被膜中の、Crに対するZnの原子
数比(Zn/Cr)と耐黒変性の指標としてのΔLとの
関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the atomic ratio of Zn to Cr (Zn / Cr) in a chromate film and ΔL as an index of blackening resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 芳春 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9−67682(JP,A) 特開 平5−311455(JP,A) 特開 昭57−63680(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 - 22/86 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiharu Sugimoto 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-9-67682 (JP, A) JP-A-5 JP-A-57-63680 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 22/00-22/86
Claims (1)
されたクロメート被膜とからなるクロメート処理鋼板に
おいて、前記クロメート被膜の表面における、オージェ
電子分光法によって定量された、Crに対するZnの原
子数比(Zn/Cr)が1.2から3.0の範囲内であ
ることを特徴とする、耐黒変性に優れたクロメート処理
鋼板。1. A chromate-treated steel sheet comprising a galvanized steel sheet and a chromate film formed on the surface thereof, wherein the number of Zn atoms relative to Cr on the surface of the chromate film is determined by Auger electron spectroscopy. A chromate-treated steel sheet having excellent blackening resistance, wherein the ratio (Zn / Cr) is in the range of 1.2 to 3.0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09408697A JP3307267B2 (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Chromate treated steel sheet with excellent blackening resistance |
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Publications (2)
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---|---|
JPH10280160A JPH10280160A (en) | 1998-10-20 |
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