JP5272563B2 - 亜鉛系めっき金属材料に適した表面処理液、亜鉛系めっき金属材料及び亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明において、「亜鉛系めっき」なる用語は、純亜鉛めっきと亜鉛合金めっきの両方を包含する意味である。
しかし、環境問題に対する意識の高まりから、処理液が人体に有害な6価クロムを含有するクロメート処理の代りに、クロム化合物を用いない表面処理が望まれるようになってきた。
・前記シランカップリング剤がエポキシ基含有シランカップリング剤である;
・前記オキシカルボン酸が酒石酸、リンゴ酸、およびクエン酸から選ばれ、前記アルコキシシランがテトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランから選ばれる;
・前記チタン化合物がチタンフッ化水素酸およびその塩ならびに有機チタン化合物から選ばれた1種又は2種以上である。
塗布後の加熱(皮膜の焼付け)も、通常実施される熱風式、赤外式、誘導加熱式等の方法によって実施すればよい。加熱は、基材である亜鉛系めっき鋼板の最高到達温度が50〜200℃の範囲となるように行うことが好ましい。この加熱温度が50℃未満では、焼付けが皮膜形成には不十分で、十分な耐食性が得ることができず、200℃を超えると、皮膜の耐食性の向上が得られなくなることがある。
電気亜鉛めっき鋼板(板厚0.8mm,目付け量20g/m2)の片面のめっき層の上に、Si/Liモル比2.5のリチウムシリケートを10%、バナジン酸アンモニウムをバナジウム換算で0.2%、チタンフッ化水素酸(ヘキサフルオロチタン酸)をチタン換算で0.2%、シランカップリング剤の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを3%、およびポリエチレンワックス(粒子径0.2μm)を0.05%の量で含有する水溶液をスピンコーターで塗布し、100℃で焼付けて、付着量が1g/m2の表面処理皮膜を形成し、表面処理亜鉛系めっき鋼板を作製した。
表1に示す表面処理液組成、焼付温度、付着量とした他は実施例1と同様の方法で表面処理皮膜を形成し、表面処理亜鉛系めっき鋼板を作成した。
前述の実施例および比較例で得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板の試験片を用いて塩水噴霧試験を行い、耐食性の評価を行った。試験は、JISZ−2371規格に準拠した塩水噴霧装置を用いて、塩水濃度5%、槽内温度35℃、噴霧圧力200PSIの条件で行い、72時間後の表面に発生した白錆の面積率を測定した。評価は次の5段階にて行った。○以上であれば、合格であると判断できる。
○:白錆面積率5%未満、
△:白錆面積率5%以上、10%未満、
×:白錆面積率10%以上、50%未満、
××:白錆面積率50%以上。
アルカリ脱脂前に予め色差を測定した各表面処理亜鉛系めっき鋼板の試験片を、60℃のアルカリ脱脂液(日本パーカライジング社製N364S)に120秒間浸漬し、水洗した後、乾燥させた。このアルカリ脱脂液浸漬後の試験片の色差を色差計で測定し、色差変化(次式で算出されるΔE)により耐アルカリ性を評価した:
アルカリ脱脂前の鋼板表面の色差:L1a1b1(ハンター表色系)、
アルカリ脱脂後の鋼板表面の色差:L2a2b2(ハンター表色系)、
ΔE={(L2−L1)2+(L2−L1)2+(L2−L1)2}1/2。
◎:0≦ΔE<1.0、
○:1.0≦ΔE<1.5、
△:1.5≦ΔE<2.0、
×:ΔE≦2.0。
各表面処理亜鉛系めっき鋼板の試験片に次の条件で、金型の手入れ無しに連続7個の円筒加工を実施した。この加工条件は、加工深さが大きく、高速の連続加工である小型モータケースの加工を模したものであり、厳しい加工条件であると言える:
試験片:90mmφ(板厚5mm)、ポンチ径50mmφ、ダイス径52mmφ、
BH荷重:10kN、絞り速度:800mm/min、温度:25℃、
塗油:日本工作油製G6231F(速乾油)。
◎:ろ紙の変色なし、加工品にも疵が付かない、
○:ろ紙の変色若干あり、加工品には疵が付かない、
△:ろ紙の変色大、加工品には疵が付かない、
×:ろ紙の変色大、加工品に若干疵が付着する、
××:ろ紙の変色大、加工品への疵の付着大。
各表面処理亜鉛系めっき鋼板の150mm×30mmの試験片に、ポンチ−ダイ間のクリアランス10%でコの字成型を実施し、成形品をJISZ−2371規格に準拠した塩水噴霧装置を用いて、塩水濃度5%、槽内温度35℃、噴霧圧力200PSIの条件で塩水噴霧試験に付して、24時間後の成形品の摺動部分の白錆の発生程度を調査し、次の基準で評価した。
○:白錆の発生極僅か
△:中程度の白錆が発生
×:顕著な白錆が発生
Claims (10)
- 水性媒質中に、Si/Liモル比が1〜4の範囲内のリチウムシリケートと、それぞれ該リチウムシリケート100質量部に対する量で、5〜50質量部のシランカップリング剤、0.2〜10質量部(バナジウム金属として)のバナジウム化合物、0.2〜10質量部(チタン金属として)のチタン化合物、および0.01〜10質量部のワックスとを含有することを特徴とする、亜鉛系めっき金属材料用表面処理液。
- 水性媒質中に、Si/Liモル比が1〜4の範囲内のリチウムシリケートと、それぞれ該リチウムシリケート100質量部に対する量で、5〜50質量部のシランカップリング剤、0.2〜10質量部(バナジウム金属として)のバナジウム化合物、0.2〜10質量部(チタン金属として)のチタン化合物、ならびに0.2〜10質量部のオキシカルボン酸およびテトラアルコキシシランから選ばれた化合物とを含有することを特徴とする、亜鉛系めっき金属材料用表面処理液。
- 水性媒質中に、Si/Liモル比が1〜4の範囲内のリチウムシリケートと、それぞれ該リチウムシリケート100質量部に対する量で、5〜50質量部のシランカップリング剤、0.2〜10質量部(バナジウム金属として)のバナジウム化合物、0.2〜10質量部(チタン金属として)のチタン化合物、0.01〜10質量部のワックス、ならびに0.2〜10質量部オキシカルボン酸およびテトラアルコキシシランから選ばれた化合物とを含有することを特徴とする亜鉛系めっき金属材料用表面処理液。
- 前記シランカップリング剤がエポキシ基含有シランカップリング剤である、請求項1〜3のいずれかに記載の金属材料用表面処理液。
- 前記オキシカルボン酸が酒石酸、リンゴ酸、およびクエン酸から選ばれ、前記アルコキシシランがテトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランから選ばれる、請求項2〜4のいずれかに記載の金属材料用表面処理液。
- 前記チタン化合物が、チタンフッ化水素酸およびその塩、ならびに有機チタン化合物から選ばれる、請求項1〜5のいずれかに記載の金属材料用表面処理液。
- 亜鉛系めっき層の上に、請求項1〜6のいずれかに記載の処理液から形成された皮膜を備えることを特徴とする、亜鉛系めっき金属材料。
- 前記皮膜の付着量が0.05〜10g/m2の範囲内である、請求項7に記載の亜鉛系めっき金属材料。
- 亜鉛系めっき鋼板の少なくとも片面のめっき層の上に請求項1〜6のいずれかに記載の表面処理液を塗布した後、加熱して乾燥皮膜を形成することを特徴とする、表面処理された亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
- 前記加熱を、亜鉛系めっき鋼板の最高到達温度が50℃以上、200℃以下の温度となるように行う、請求項9に記載の方法。
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