JP6682260B2 - 自動車用防錆鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用防錆鋼板の製造方法に関する。
自動車用の車体や部品には、高い防錆性能が求められている。自動車用防錆鋼板としては、主に、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき鋼板やＺｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板に代表されるＺｎ系めっき鋼板が使用されている（例えば、特許文献１参照）。前記防錆鋼板のＺｎめっきを除去した後にＺｎ電気めっきを行う場合や、アーク溶融のある部品をＺｎ電気めっきする場合、酸エッチング（酸洗）によってＺｎめっきやアーク溶接の酸化スケールを除去する必要があるため、めっき前の酸洗時間が長くなる。そのため、鋼板のＦｅ粒界が酸エッチングされて水素ガスなどが溜まり、めっき乾燥工程でめっき層の割れが発生し、さらに塗装を行うと、塗装面にピンホールが発生するという問題がある。
本発明は上記問題点を解決するものであり、コストが安く、薄板として広く用いられるＣ鋼板において、めっき層の割れや塗装面のハジキ（塗装ピンホール）等の外観不良の発生を抑制し、外観が良好であるとともに防錆力が向上した自動車用防錆鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の防錆鋼板の製造方法は、自動車用防錆鋼板の製造方法であって、表面にＺｎ層が存在するＺｎめっき鋼板の加工後に前記Ｚｎめっき鋼板表面に存在するＺｎ層を除去する酸エッチング工程、後めっき工程および乾燥工程をこの順に有しており、前記酸エッチング工程において、酸エッチング浴の液温を３５℃以下とし、前記後めっき工程において、めっき層の厚みが５〜５０μｍの範囲内となるようにめっきを行い、前記乾燥工程において、乾燥温度を１８０℃以下とすることを特徴とする。
本発明によれば、Ｃ鋼板を用いた場合のめっき層の割れや塗装面のハジキ等の外観不良の発生を抑制し、外観が良好であるとともに防錆力が向上した自動車用防錆鋼板の製造方法を提供することができる。
以下、この発明の実施の形態を、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定および制限されない。
本発明の自動車用防錆鋼板の製造方法は、Ｃ鋼板を後めっきする場合に好適に用いることができるプロセスである。Ｃ鋼板は、コストが安く薄板として広く用いられており、本発明においては、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤおよびＳＧＡＣＤ等の鋼板であって、カーボン量が０．０１２〜０．２２ｗｔ％である、一般加工用の鋼板を好適に用いることができる。例えば、Ｚｎめっき鋼板であるＳＣＧＡ２７０Ｃ材、一般冷延鋼板であるＳＰＣ２７０Ｃ材等が挙げられる。
図３に、従来のプロセスで後めっきを行った場合の、Ｃ鋼板のめっきの状態を説明する模式図を示す。
後めっきを行う場合には、前処理として、防錆鋼板のめっき除去、または、酸化被膜や表面付着残留物の除去を主目的とした酸エッチング処理が行われる。この酸エッチング処理は、処理時間（酸洗時間）が、例えば、１０〜２０分と長時間となる場合がある。このような長時間の酸エッチング処理を行うことによって、Ｃ鋼板１０において、図３（ａ）に示すように、表面のＦｅが酸エッチングされ、これによって生じた凹部１１にＨ２や異物１２が固着するという現象が起こることを、本発明者は見出した。そして、酸エッチング処理後にめっき処理を行い（図３（ｂ））、乾燥すると、図３（ｃ）に示すように、前記の固着したＨ２や異物１２が、めっき層２０を割って噴出すると同時に、めっき層２０表面に異物１２が固着することが判明した。
図３（ｄ）および（ｅ）に、異物１２が固着しためっき層２０表面の塗装プロセス時の状態を示す。図３（ｄ）は、めっき層２０表面に電着塗装を行い、電着塗装膜３１を形成した状態である。めっき層２０表面の異物１２が存在する部分では電着塗装ができず、塗装ハジキ４１が発生する。図３（ｅ）は、電着塗装後に中塗および上塗を行った状態である。電着塗装で塗装ハジキ４１が発生した部分では、中塗膜３２および上塗膜３３についても塗装ハジキ４１が発生した状態となる。
これに対して、図１に、本発明の自動車用防錆鋼板の製造方法における、Ｃ鋼板のめっきの状態を説明する模式図を示す。
まず、加工後のＣ鋼板１０に後めっきの前処理として、酸エッチング処理を行う（酸エッチング工程）。このとき、酸エッチング処理は、酸エッチング浴の液温を３５℃以下の条件で行う。加工前のＣ鋼板の表面には、Ｃ鋼板がＺｎめっき鋼板である場合にはＺｎ層が形成されており、Ｃ鋼板がＺｎめっきを有していない一般冷延鋼板である場合であってもアーク溶接等の加工後には、酸化スケールが存在する。そこで、加工後のＣ鋼板に後めっきおよび塗装を行う前に、酸エッチング処理によって残存Ｚｎ層や酸化スケールの除去を行うことにより、めっき層の密着性を向上させることができる。
前記酸エッチング浴の液温は、３５℃以下であり、酸エッチング処理時間に応じて適正条件の温度を選択することができる。酸エッチング処理の適正条件とは、Ｃ鋼板表面に存在するＺｎ層または酸化スケールが過不足なく除去される条件をいう。前記適正条件は、図２に示すように、エッチング処理液の温度Ｔを横軸に、エッチング処理時間ｔを縦軸に取った場合、斜線を付与したエリアの条件で表すことができる。このエリアは、除去すべきＺｎ層および酸化スケールに厚みムラ等があった場合であっても、Ｚｎ層および酸化スケールは除去され、かつ、Ｃ鋼板表面のＦｅ粒界は過度にエッチングされない条件を指す。酸エッチング工程は、加工後のＣ鋼板を酸に浸漬することによって行われる。酸エッチング工程は、例えば、Ｚｎ層の目付が４５ｇ／ｍ２である場合、温度３５℃以下で濃度３００〜４５０ｍＬ／ＬのＨＣｌ水溶液（３８％ＨＣｌ）中に、加工後のＣ鋼板を１〜２０分の範囲内で浸漬するといった条件で行うことができる。このとき、酸の濃度、酸の温度および浸漬時間は、前記の適正条件となるような組み合わせとする。例えば、酸の濃度が一定である場合、温度が高くなれば浸漬時間は短くすることとなる。
酸エッチング工程を前記適正条件で行うと、図１（ａ）に示すように、Ｃ鋼板表面１０は、従来のもの（図３（ａ）参照）より平坦な状態となり、Ｈ２や異物１２の固着が低減する。
本発明においては、酸エッチング工程の前に、脱脂工程を行うことが好ましい。脱脂工程を行うことで、加工によりＣ鋼板の表面に付着した油汚れ等を除去できるので、後工程において均等な層形成を行うことができる。脱脂工程は、加工後のＣ鋼板をＮａＯＨ水溶液等のアルカリ浴中に浸漬することによって行われる。脱脂工程は、例えば、濃度５０〜６５ｇ／Ｌ、温度６０〜７０℃のＮａＯＨ水溶液中に、加工後のＣ鋼板を１０〜２０分の範囲内で浸漬するといった条件で行うことができる。前記除去すべきＺｎ層は、脱脂工程においても一部が除去され、例えば当初厚みが８μｍのＺｎ層が、脱脂工程後には厚みが６μｍ程度になる。
酸エッチング工程後に、後めっき工程を行う（図１（ｂ））。後めっき工程においては、めっき層２０の厚みが５〜５０μｍの範囲内となるようにめっきを行う。めっき層２０の厚みは、めっきの対象となる部品によって好ましい厚みは異なるが、８μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上である。めっき層２０を厚くすることにより、めっき層２０が割れにくくなる。
後めっき工程後に乾燥工程を行う（図１（ｃ））。乾燥工程においては、乾燥温度を１８０℃以下とすることができる。乾燥温度は、５０℃〜１２０℃の範囲内であることが好ましい。このような温度域での乾燥であっても、めっき層２０は割れにくくなる。本発明における酸エッチング工程の条件で酸エッチングを行った場合であっても、Ｈ２や異物１２の固着は低減するものの完全になくすことは困難であるが、Ｈ２や異物１２の量は非常に少量となる。そのため、乾燥工程において、前記の固着したＨ２や異物１２が、従来条件の場合と同様にめっき層２０を割って噴出しようとしても、Ｈ２や異物１２はめっき層の途中で止まり、表面まで突き破ることはない。
図１（ｄ）に、乾燥工程後に塗装プロセスを行い、塗装膜３０を形成した状態のＣ鋼板１０を示す。図１（ｄ）に示すように、めっき層２０の表面の割れや塗装膜３０の塗装ハジキは見られず、良好な外観品質であるとともに防錆力も向上した自動車用防錆鋼板が得られる。
このように、酸エッチング工程において、酸エッチング浴の液温を３５℃以下とし、後めっき工程において、めっき層の厚みが５〜５０μｍの範囲内となるようにめっきを行い、乾燥工程において、乾燥温度を１８０℃以下とすることで、Ｃ鋼板において、めっき層の割れや塗装面のハジキ（塗装ピンホール）等の外観不良の発生を抑制し、外観が良好であるとともに防錆力が向上した自動車用防錆鋼板を得ることが可能となる。したがって、防錆力や塗装を要する部品や車体において、コスト低減も可能となる。
１０ …Ｃ鋼板
１１ …凹部
１２ …異物
２０ …めっき層
３０ …塗装膜
３１ …電着塗装膜
３２ …中塗膜
３３ …上塗膜
４１ …塗装ハジキ
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Claims (1)
- 自動車用防錆鋼板の製造方法であって、
表面にＺｎ層が存在するＺｎめっき鋼板の加工後に前記Ｚｎめっき鋼板表面に存在するＺｎ層を除去する酸エッチング工程、後めっき工程および乾燥工程をこの順に有しており、
前記酸エッチング工程において、酸エッチング浴の液温を３５℃以下とし、
前記後めっき工程において、めっき層の厚みが５〜５０μｍの範囲内となるようにめっきを行い、
前記乾燥工程において、乾燥温度を１８０℃以下とすることを特徴とする、
防錆鋼板の製造方法。
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2015
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