JPH01162794A - 亜鉛−クロム−鉄族系電気めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車、家電、建材等に使用される耐食性お
よび塗装適合性に優れた防錆用の電気めっき鋼板に関す
る。

（従来の技術） ＺｎないしＺｎ系合金めっき中にＣｒを含有せしめた電
気めっき鋼板としては、例えば特公昭６１−３６０７８
号、特公昭５８−５６０３９号、特開昭６１−２７０３
９８号等が公知であるが、ＣｒＯ共析率が０．００５〜
５％までの極めて微量であって、耐食性にとってＣｒの
効果は付随的でしかあり得ない。従って耐食性を改善す
る目的からは更に高含量のＣｒを共析させることが強く
望まれるところである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来Ｃｒ共析率を高め得るＺｎ−Ｃｒ電
気めっき技術がなかった。即ち、単にめっき浴中の３価
Ｃｒイオン濃度を高めても、密着性のある正常なめっき
が得られず、電流効率も急減する等の障害があって、工
業的にＣｒ共析率を高めることは極めて困難であった。

亜鉛−鉄族系電気めっき鋼板は、例えば特公昭４９−３
６１０号公報、特開昭６１−２７０３９８号公報に見ら
れるごとく、塗装後の耐食性が優れる特徴があり、工業
的に生産、実用されているが、耐食性を更に向上させる
ことが強く望まれている。

本発明者らはＣｒ含有率の高いＺｎ−Ｃｒ系電気めっき
法を考案し、耐食性を画期的に向上させる目途を得た。

しかしながら、Ｃｒ含有率が高まるにつれ、塗装前処理
として常用される化成処理において、リン酸塩皮膜が全
く形成されず、あるいは不完全にしか形成されないため
、塗装後の耐食性がめつき層自身の効果によって若干改
善されるものの、それほど大巾な改善は期待できなかっ
た。

更に、カチオン電着塗装用に使用される場合には、例え
ば、特開昭６１〜２７０３９８号のごとく、鉄ないし、
鉄含有率の高い鉄−亜鉛めっき層を上層に施すことが公
知であるが、Ｚｎ−Ｃｒ系めっき層を下層とする場合に
は、下層の腐食電位が比較的厚なため、上下層間に電位
差が生じ、腐食環境によっては好ましくない。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、耐食性およ
び塗装適合性に優れた電気めっき鋼板を提供する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、Ｃｒ５％超、鉄族金属５％以上かつＣｒと鉄
族金属の合計が４０％以下、残部がＺｎからなる亜鉛−
クロム−鉄族系電気めっき鋼板であり、また下層にＣｒ
５％超、鉄族金属５％以上かつＣｒと鉄族金属の合計が
４０％以下、残部がＺｎからなる電気めっきを施こし、
上層に鉄族系電気めっきないしＦｅ６０％以上、残部が
Ｚｎからなる電気めっきを施こしてなる亜鉛−クロム−
鉄族系電気めっき鋼板である。

（作　用） 耐食性の画期的向上は主にＣｒの作用である。

めっき層中のＣｒの含有量は５％超が好ましい。

５％未満であれば、若干の効果は認められるものの、赤
錆が発生する傾向は残り、耐食性は十分ではない。５％
超になると、例えば塩水噴霧試験等では赤錆発生が抑制
され、画期的に効果が現われてくる。

このような高耐食性は、従来公知のＺｎめっきあるいは
Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ等の合金めっきでは到底達成す
ることはできない。

ＣｒはＺｎとの共存下では不働態化せず、Ｚｎとともに
犠牲防食作用に加担し、しかもＣｒの腐食生成物が難溶
性の保護皮膜を腐食部に沈積することにより、腐食を抑
制していることが高耐食性を発揮する理由であろうと考
えられる。

鉄族金属とはＦｅ、ＮｆおよびＣｏを指し、これら鉄族
金属を各々単独あるいは２種以上合計して５％以上めっ
き層中に含有させることが好ましい。

鉄族金属の作用は、主に化成処理において、緻密なリン
酸塩結晶を析出させることにある。かくすることにより
塗装耐食性が改善される。

鉄族金属を含まないＺｎ−Ｃｒめっき層はＣｒ５％超の
組成では不均一で粗大なリン酸塩結晶を形成しやすい。

この粗大結晶がかえって塗膜密着性を阻害し、好ましく
ない。粗大結晶はリン酸塩形成反応の核生成点が少ない
ことによるもので、元来めっき表面の不均一性に由来す
るものと考えられる。鉄族金属を５％以上含有させると
緻密なリン酸塩結晶が形成されるのは、めっき層が微視
的に均一化されるためと推察される。５％未満ではその
効果が顕著ではない。

Ｃｒおよび鉄族金属の含有量が多くなると、加工時にめ
っき層が剥離する所謂パウダリング性が劣化する傾向が
現われる。Ｃｒおよび鉄族金属の合計が４０％を越える
と実用上好ましくなく、４０％以内であればプレスその
他の加工に耐える。

次に製造態様について説明する。

Ｚｎイオン、３価Ｃｒイオンおよび鉄族金属イオンとし
て２価Ｆｅイオン、ＮｉイオンおよびあるいはＣＯイオ
ンを含み、Ｃｒ析出を促進させる添加剤、例えばポリエ
チレングリコールのようなポリオキシアルキレン誘導体
あるいはおよびＳｉＯ□のごとき酸化物コロイド粒子を
含み、他にアルカリ金属イオン等の電導度付与剤を必要
に応じ板が製造できる。

ポリオキシアルキレン誘導体としては、ポリエチレング
リコールの他、アルキルポリエチレンエーテル、ポリオ
キシメチレン誘導体、α−エトキシレーテッド　ナフト
ールおよびあるいはそのスルフォン酸誘導体等を１種あ
るいは２種以上混合して０．０１〜２０ｇ＃！添加する
ことができる。

酸化物コロイドとしては、５４０□の他Ａ　ｆ　、　　
Ｚ　ｒ　＋Ｔｉ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｅ等の酸
化物微粒子を２〜２００ｇ／４２添加することができ、
まためっき層中に析出させても良い。陰イオンとしては
硫酸浴、塩化浴いずれも適用でき、ｐＨは０．５〜３が
適当である。

他に６価クロムイオン、３価鉄イオン等不可避的に共存
するイオンはもちろん、必要あればＭｎ。

Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｍｏ。

ＡＡ、Ｍｇ等のイオンを少量含有してめっき層中に析出
させても本発明のめっきに支障はない。

めっき液の流速は綱帯との相対速度として３０〜２００
　ｍ／ｍｉｎ　、めっき温度は４０〜７０°Ｃが適当で
ある。

次に上記の亜鉛−クロム−鉄族金属めっき層を下層とし
、その上層に鉄系電気めっきないしＦｅ６０％以上、残
部亜鉛からなる鉄−亜鉛系電気めっき層を形成せしめた
２層めっき鋼板は、特にカチオン電着用途に好適である
。なおここにいう鉄系とはＦｅまたは微量のＮｉ、Ｃｒ
、Ａｇ、Ｐ。

Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｄ等を含有したものを指す。

かくすることにより、カチオン電着塗装時のクレータ−
状の塗膜欠陥発生を防止し、かつ塗装密着性の優れたリ
ン酸亜鉛鉄系皮膜を形成できる。

本発明の亜鉛−クロム−鉄族金属めっきの下層めっきは
、腐食電位が５％ＮａＣＩｌ中甘せ電極基準で−０，９
〜−０，８Ｖｏｌｔ程度であり、Ｆｅ６０％以上含有す
る鉄−亜鉛合金からなる上層めっきの腐食電位も−０，
８Ｖｏｌｔ内外であって、２層間の電位差が小さいこと
も有利な点である。

なお、上層めっき層にＮｉ、Ｃｒ、ＡＮ、Ｐ。

Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｄ等を含有させることもでき、上層めっ
き量としては１〜Ｌｏｇ／ｍ”が適当である。

（実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともに第１表に挙げる。

第　　１　　表 注１）めっき条件 Ｚｎ”　　イオン１６ｇ／ｌ、Ｃｒ”　　イオン３１ｇ
／／！、Ｆｅ”°イオン２５ｇ／ＣＮａ＋イオン１２ｇ
／１．を硫酸塩として建浴、ポリエチレングリコール（
分子量＝　１５００　）をＩｇ＃！　　添加したｐＨ＝
１．５．５０°Ｃのめっき浴を用いて、冷延鋼板（０，
７■厚）にめっき液流速６０ｍ／ｍｉｎ　、電流密度１
００Ａ／ｄｍ２で実施例２のめっきを施こした。他の実
施例および比較例５はそれぞれ条件を変えて製造した。

注２） 他の比較例のめっきについては、周知の方法で作製した
。

このようにして製造した亜鉛−クロム−鉄族金属系電気
めっき鋼板を第２表のごとく評価した。

第　　２　　表 後の赤錆発生面積％をあられす。

注４）リン酸塩処理性 浸漬型リン酸塩処理での皮膜結晶状態を評価する。

Ｏ：緻密な結晶 Δ：粗大結晶 注５）耐水密着性 浸漬型リン酸塩処理、カチオン電着塗装２０μｍを施こ
し、中塗り、水研ぎ、上塗り塗装をして総合塗膜厚８０
μｍとし、４０°Ｃの水中に１０日間浸漬した直後、２
Ｍ角のます目１００コをカッターナイフで描き、セロフ
ァンテープで塗膜を剥離した。

Ｏ：剥離なし Δ：剥離マス目数　　　１／１００〜９／１００×：剥
離マス目数　　　１０／１００　　以上注６）塗装板の
耐食性 浸漬型リン酸塩処理、カチオン電着塗装２０μｍを施こ
した試験片にクロスカットを入れ、塩水噴霧試験（ＪＩ
Ｓ　Ｚ２３７１に準拠）８４０　ｈｒ後の片側塗膜ふく
れ巾（閣）を測定する注７）カチオン電着塗装塗膜外観 浸漬型リン酸塩処理を施したサンプルを３００ｖで゛カ
チオン電着塗装し、その外観を観察した。

Ｏ：　クレータ−の発生なし △：　クレータ−１〜９コ／ｄが Ｘ：’　　　　ｓ　　　　１０／ｄｍ”　　以上注８）
パウダリング性 めっき板にセロファンテープを貼り付け、セロファンテ
ープを内側にして折り曲げた後サンプルを開き、セロフ
ァンテープに付着しためっき剥離物の付着中をもって評
価した。

○：　付着中　０〜３ｆｆｌｆｆ１未満△：　　　＃　
　　　　３ｍｍ以上 （発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、高耐食性でかつ塗装
後の塗膜密着性、耐蝕性、カチオン電着外観に優れ、さ
らに加工性にも良好な防錆用の電気めっき鋼板が得られ
る。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｒ５％超、鉄族金属５％以上かつＣｒと鉄族金
   属の合計が４０％以下、残部がＺｎからなる亜鉛−クロ
   ム−鉄族系電気めっき鋼板。
2. （２）下層にＣｒ５％超、鉄族金属５％以上かつＣｒと
   鉄族金属の合計が４０％以下、残部がＺｎからなる電気
   めっきを施こし、上層に鉄系電気めっきまたはＦｅ６０
   ％以上、残部がＺｎからなる電気めっきを施こしてなる
   亜鉛−クロム−鉄族系電気めっき鋼板。