JPH01272791A - 耐食性及びめっき密着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法 - 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〉 この発明は、防錆性能が優れるのみならず、優れためっ
き密着性を備え、特に自動車車体の内板はもとより、外
板としても好適なＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法
に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、自動車車体の防錆性能に対する要求は益々厳しく
なり、その対策に苦慮する一方、さらに各自動車メーカ
ーから自動車車体内面の耐穴あき性の向上が要求されて
いる。

Ｚａ系合金めっき鋼板は、純Ｚｎめっき１ｇ仮より耐食
性が向上する事が一般的に知られており、加工性、溶接
性の点でも良好な薄目付Ｚｎ−Ｎム及びＺｎ　−Ｆｅめ
っき鋼板が自動車メーカーによって使用されている。

この耐穴あき性をさらに向上する手段として、ＩＪＡ４
Ｆｉ、上にＮｉめっきを行い、非酸化性雰囲気中で加熱
処理を行った後、’Ｚｎ系合金めっきを行うことが特開
昭５８−１１７８９０号、特開昭５７−１７１６９２号
及び特開昭５７−２１０９９１号に示されている。とこ
ろがこの様に加熱処理を行った鋼板を塗装して自動車車
体外面に使用した場合、特に寒冷地で自動車走行中の飛
石等によるチッピング衝撃を受けると、塗膜の剥離だけ
にとどまらずめっき皮膜まで剥錦する場合が多々あった
。そしてこのようなめっき剥離個所は、赤さびが生じ易
く、外面鯖の発生が極力嫌われる自動車外板としての用
途には致命的な問題であった。

またさらに前述の特開昭５１−２１０９９１号、特開昭
５８−１１７８９０号および特開昭５７−１７１６９２
号に開示されているようにＮｉ０．５ｇ／ｒｒ１以上の
Ｎｉめつきを行った場合、未拡散のＮｉめっきが残存し
、未加工部の耐食性の向上に比べて、加工部では８にめ
っき層が露出し、とりわけ塗装後の耐食性が劣る問題が
あった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は上述した従来技術の欠点を解決した耐食性に優
れ、かつめっき密着性に優れ低温チッピング特性が良好
なＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法を提案するもの
である。

＜！ｌｊｌ！ｆｉを解決するための手段〉本発明は、鋼
板の少なくとも片面に付着量が０．１〜０．５ｇ／ｒｒ
ｆのＸｉめつきを行い、次いで非酸化性雰囲気中で加熱
しＮｌの拡散層を形成した後、該Ｎｉの拡散層表層の活
性化処理を行い、引き続き該Ｎｉの拡散層上に２１系合
金電気めっきを施すことを特徴とする耐食性及びめっき
密着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法で
あり、活性化処理として、ＩＩ　Ｃ！又は）ｌｔｓＯ４
を３〜１５ｗｔ％含有する水溶液中に３秒以上浸漬する
ことが望ましい。

〈作　用〉 まず本発明に至った経過を説明する。

本発明者等は、耐食性の向上は勿論のこと耐チッピング
性も良好で自動車車体の内板としても、また外板として
も十分に満足できる表面処１ｆＩ４板を安定して従供す
べく研究を重ねた結果、以下に示される如き知見を得た
。

（１）　　下層にＭｌめっきを行い加熱処理後Ｚｎ−Ｎ
ｉめっきを行ったｍＦｉに塗装後チッピング試験を行っ
たところ、剥離が下層の旧拡散層とＺｎ　−Ｎｉめっき
界面で発生している事がわかった。

従って、この界面での接着力を向上させることが耐チッ
ピング特性の改善につながるとの観点から、また加熱処
理後は、非酸化性雰囲気であっても表面に微量の酸化物
層が存在すると考えられることから、加熱処理後に酸洗
を行い、酸化物層を除去し活性化することが重要である
こと。

（２）　　また、Ｎｉめっきの付着量、加熱処理条件を
変化させ各種耐食性を調査したところ、Ｎｉ付着量に適
正範囲のあることがわかった。

本発明者等はかかる知見に基づいて、本発明を完成した
ものである。

次に本発明の具体的構成とその作用を説明する。

本発明では、まず表面を清浄にした鋼板の片面又は両面
にＸＩめっきを施す、とこにＭｌめっきは置換めっきお
よび電気めっきのいずれの方法によってもよい０次にこ
のＮｉめっきを加熱処理によって鋼中に浸透させ、拡散
層を形成させる事により鋼板とＭｌの電気的接触による
腐食電流を小さくする。

Ｘｉのめっき厚は耐食性の要請に応じて定められるが、
特に本発明のＮｉめっきは片面において０．１ｇ／ｒｒ
ｒ以上０．５　ｇ　／　ｒｄ以下の範囲に限定される。

０．１ｇ／ｒｒｆ未滴では、Ｎｉ量が少なく耐食性向上
に効果がなく、また０、５　ｇ　／　ｉｆ超では加熱拡
散処理を行っても未拡散Ｎｉが表層に残存し、鋼板との
電位差で腐食電流が発生し、耐食性を劣化させるからで
ある。

次に、Ｎｉめっきの加熱による鋼中への拡散処理は通常
行われている非酸化性雰囲気中での加熱方法がそのまま
適用でき、冷間圧延後の焼鈍に用いる連続ｉＡ鈍あるい
は符型焼鈍を利用することができる。連続３１Ｌ鈍を用
いる場合、Ｎｌを効果的に拡散させるためには、３００
〜８５０℃の温度で５秒〜１分保持することが好ましい
０箱型焼鈍を用いる場合には、２５０〜８００℃の温度
で１〜１２時間が好ましい、要は鋼板の種類、板厚、Ｎ
ｉめっき厚などによりその加熱条件を適正に選択し、鋼
中への十分な拡散を行うことが耐食性を向上させるのに
大切である。

加熱拡散は、非酸化性雰囲気で行われるが、雰囲気中微
量酸素により又は、加熱炉直後鋼板が高温で空気中にで
るために表面に酸化物が発生する。

したがって次に加熱拡散処理中に発生した酸化物の除去
処理を行う、酸化物の除去によって表面の清浄化と活性
化がなされる。酸化物の除去による、表面の活性化方法
としては、通常の連続めっき設備で使用されることが多
いＨＣｆ又は１ＩｔｓＱ４水溶液による酸洗処理が取扱
いが容易である。この場合のｌｌＣｌ又はＨｘＳＯａの
濃度は５〜１５ｖｔ％が好ましい、濃度が５％未満にな
ると、酸化物の除去１表面の活性化を行うために長時間
を要しラインスピードが低下する。一方、濃度を１５％
超にしても、それ以上の密着性向上の効果が認められな
い、また、酸洗時間は酸化物の除去１表面の活性化のた
めに３秒以上が望ましい。

このように、酸洗された鋼板は、その後水洗しすぐに２
６系電気合金めっきを行うのが好ましく、−度乾燥する
と再度表面に酸化物が再発生し、密着性の劣化をまねく
。

Ｚｎ−Ｎｉ、　Ｚｎ−Ｆｅ等のＺｎ系電気合金めっきを
行う場合、合金の適正含有量はＺｎ　　Ｎｉの場合Ｎｉ
が１０〜１６％、Ｚｎ−Ｆｅの場合Ｆｅが１０〜２０％
の範囲が耐食性。

加工性、溶接性、化成処理性、塗装性の点で好ましい。

酸化物の除去は、上述のような酸洗による方法が２１便
で好ましいものであるが、特にこれに限定することなく
、他の方法、例えば機械的ないし物理的に研削する方法
によっても良い。

〈実施例〉 板厚０　、７　ａ　ｒ　幅７０ｍ、長さ１５０−の未焼
鈍冷延鋼板を脱脂、酸洗後ワット浴を用いてＩＯＡ／ｄ
ｎｆの電流密度、浴温５０℃で０．１．０，３．０，５
．０．７．１．０゜２．０ｇ／ｒ＋ｆの付着量になるよ
うにＮｉめっきを行った。その後Ｈｔ　１０％、Ｎｉ２
Ｏ％の還元雰囲気中で板温８００”Ｃで２０秒加熱し、
Ｎｉの拡散を行った。さらにこの試料を１〜２０％の濃
度の異なるＨＣＺ又はＩＩ　！　Ｓ　Ｏａ水溶液に１〜
３０秒間浸漬し、水洗を行い、ただちにＺｎ　−１２％
Ｎｉ、　Ｚｎ　　１５％Ｆｅの電気合金めっきを電流密
度７５　Ａ　／ｄ　ｎｌで夫々２０　ｇ　／　ｎｔ付着
させた。

これらの鋼板をその後各種テストに供した。裸耐食性試
験および電着塗装後の耐食性試験では、加工部の耐食性
を調査するために鋼板に３％の引張ひずみを与えた。結
果を第１表に示す。

なお試験方法およびその評価方法は次に示すとおりであ
る。

Ａ、無塗装での耐食性 塩水噴霧試験（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｚ−２３７１）による赤
錆発生までの日数。

Ｂ、電着塗装後の耐食性 電着塗装後の塩水噴霧試験３０日後におけるクロスカッ
ト部からの塗膜ふくれ幅。

Ｃ，３コート後の耐食性（耐外面錆性）３コート後の綱
仮にクロスカットを入れ屋外暴露を行い、週に２回の割
で海水を散布しつつ半年間経過した後の片側クリープ幅
によって評価した。

０．３コート後の耐低温チッピング性 耐チッピング性は、まず鋼板を一２０℃に冷却してから
グラベロメーターを用いてＡＳＴＭのＤ　−３１７０−
７４に規定する条件でチンピングテストを行い、その時
のめっき剥離の有無をもって評価した。

評価は、Ｏ良、Ｏやや良、へ普通、Ｘ不良で示す。

なお、鋼板の塗装は、化成処理をＰ　Ｂ　−Ｌ３０２０
（日本パー力ライジング社製）で行った後、電着塗装を
Ｕ−１００（日本ペイント社製）で２０μつける。３コ
ート塗装の場合は、その後関西ペイ、ント社製め中塗、
上塗塗料をそれぞれ４０μ付着させる。

第１表の試験結果から、本発明による表面処理鋼板は、
従来のもの（比較例７）に比べて各種耐食性にすぐれ、
また耐低温チッピング性が良好であることがわかる。

なお比較例８．９に示す様に加熱のない場合、また加熱
があっても比較例１２のようにＮｉ付付量量多すぎる場
合には未加工部での裸耐食性は良好であるが、加工した
場合、裸耐食°性が劣化する。また加熱材では、酸洗液
濃度が低い比較例１Ｏの場合及び酸洗時間が短い比較例
１１の場合低温チッピング性が劣化している。

〈発明の効果〉 本発明により、耐食性および耐低温チシピング性の優れ
たＺｎ系合金めっき鋼板の製造が可能となると共に、下
地Ｎｉめっきの日付量を従来よりも著しく低減でき、貴
重なＮｉの使用量の低減にもつながる優れた効果を有す
る。

特許出願人　　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼板の少なくとも片面に付着量が０．１〜０．５ｇ
   ／ｍ＾２のＮｉめっきを行い、次いで非酸化性雰囲気中
   で加熱しＮｉの拡散層を形成した後、該Ｎｉの拡散層表
   層の活性化処理を行い、引き続き該Ｎｉの拡散層上にＺ
   ｎ系合金電気めっきを施すことを特徴とする耐食性及び
   めっき密着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造
   方法。 ２、請求項１に記載の活性化処理として、ＨＣｌ又はＨ
   ＿２ＳＯ＿４を３〜１５ｗｔ％含有する水溶液中に３秒
   以上浸漬することを特徴とする耐食性及びめっき密着性
   に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法。