JPH01290796A - 高耐食性複層電気めっき鋼板 - 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） 本発明は高耐食性複合電気めっき鋼板に関するものであ
る。

詳しくは例えば、自動車、建材、電気製品等に使用され
る防錆鋼板の耐食性を向上せしめためつき鋼板に関する
ものである。

（従来の技術） すでに冷延鋼板の耐食性、塗装後の耐食性の向上及び加
工性を損なわず量産化できる表面処理鋼板としては電気
亜鉛メツキ鋼板が汎用されていることは周知である。

ところが近年では寒冷地帯における冬期の道路凍結防止
用の散布塩に対する自動車の防錆鋼板として亜鉛メツキ
鋼板の使用が試みられ、苛酷な腐食環境での耐食性の要
求が増加する傾向にある。

これら亜鉛メツキ鋼板の耐食性の向上要求に対して亜鉛
のメツキ量（付着量）による耐食性の向上が知られてい
るが、メツキ量の増加以外の方法として亜鉛自身の溶解
を抑制するだめの合金メツキが数多く提案されている。

これらの多くは、　Ｆｅ。

Ｎｉ、Ｃｏといった鉄族元素を合金成分として含有する
ものであり、特に、Ｚｎ−Ｎｉ　、　Ｎｉ−Ｃｏ合金め
っき、及びＺｎ　−Ｆｅ　　合金めつきはその有用性が
認められ実用化に至っている。

（発明が解決しようとする課題） 最近に至っては、金属以外の物質を共析させた複合めっ
きについても、種々提案されている。例えば特開昭５４
−１４６２２８では、Ｚｎ−３ｉ０２、本発明者等の特
開昭６０−１４１８９８では、Ｚｎ　−鉄族元素合金め
っき中に、５ｔ０２１　Ｔ１０□などを含有させる複合
めっき、特開昭６０−１２５３９５゜６１−２７０３９
８ではアルミナをめっき層中に含有される複合めっきが
開示されている。これらの複合めっきの耐食性は、アル
ミナ、５ｉ０２などの共析物質のめつき層内での均一性
がポイントになってお９、めっき条件や、組成の変動に
よっては共析物質が凝集して塊状に共析したシ、共析量
そのものが不安定となり期待したような効果が発揮でき
ない場合があり、極めて不安定である。又、寒冷地帯や
高温多湿地帯の如き、厳しい腐食環境下では、なお耐食
性不足である点が指摘される。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、耐食性
に優れた複層電気めっき鋼板を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は鋼板の表面に、Ｃｒ：Ｏ，ｌ〜ｌＯ重ｉ
−％、ＳｉＯ２：Ｏ，ｌ　〜ｌ　０重量％、Ｎｉ：１〜
１５重量％、残部Ｚｎからなる複合電気めっき層を形成
し、その上層にＺｎもしくはＺｎ系合金電気めっき層を
形成せしめたことを特徴とする高耐食性複層電気めっき
鋼板である。

（作用） 先づＣｒの作用について説明する。ＣｒはＺｎと共存下
では不働態化せず、活性状態を維持するので、Ｚｎ　　
とともに鋼素地に対する犠牲防食作用に加担する。更に
、Ｃｒの腐食生成物はＺｎと異なシ、極めて難溶性の保
護皮膜を腐食部に堆積するので、耐食性が大巾に向上す
るものと考えられる。

めっき層中のＣｒ含有量は０．１〜１］４ｉ係が好まし
く、３〜１０重量％が特に好ましい。０．１重量％未満
では、耐食性向上効果が不十分である。

３重量％以上になると、例えば塩水噴霧試験等では白錆
発生が抑制され、効果が顕著に認められる。

１０重量％を超える含有率は、安定して得られないばか
りか刀ロエ時にめっき剥離が起り易くなり、実用上は好
ましくない。

次に、５１０２は、旧イオンや、Ｃｒイオンの共存下で
、めっき層中に微細な状態で均一に析出する。

これは、ＮｉイオンやＣｒイオンが３１０２　　粒子の
回シに特異吸着し、５１０２　　が正に帯電するため、
ＳｉＯ２粒子間の反発力により５ｉ０２の凝集が抑制さ
れると共に、陰極に電気泳動してめっき層内に共析しや
すくなるためである。５ｉ０２は、腐食生成物の保護作
用を通して耐食性向上に寄与する。また、５１０２は優
れた耐アルカリ性を有するので、塗装後耐食性を向上さ
せる。めっき層中のＳｉＯ２含有景は、０．１〜１０重
量％が好ましい。０．１重量％未満では、耐食性向上効
果がほとんど認められず、１０重量％超では、加工時の
めつき剥離の危険性が高まるので好ましくない。

Ｎｉは、ＳｉＯ□を共析させるために不可欠であると同
時に、めっき層の電位を貴側に移行させ、塗装後傷付部
に発生する塗膜ふくれを抑制する効果を発揮する。Ｃｒ
とＳｉＯ□のみをＺｎめつき中に共析させた複合めっき
は、特に裸耐食性が優れるものの塗装後の傷付部におけ
る塗膜ふくれがやや発生し易く、総合的な意味での耐食
性は不十分である。

Ｃｒと＄１０．のみをＺｎめっき中に共析させた複合め
っき層の電位はＺｎ単独りつきとほぼ同等であるため、
耐アルカリ性に優れる５１０２　　の存在により、塗膜
ふくれは、抑制されるが、まだ不十分である。

然るに、Ｎｉを含有させると確実に電位が食倒に移行す
るので、塗膜ふくれは発生しにくくなる。めっき層中の
Ｎｉ含有量は、１〜１５重量％が好ましい。１重量％未
満では、塗膜ふくれの抑制効果が顕著ではなく、１５重
量係超では、未塗装耐食性が低下する傾向が現われ、好
ましくない。

めっき付着量としては、１０〜５０　ｆ　／ｍ’　で十
分に耐食性を確保できる。なお、残部は、Ｚｎからなる
ものであるが、Ｆｅ　、　Ｃｏ　、　Ｐｂ　、　Ｓｎ　
、　Ａ９゜Ｉｎ、　Ｂｉ、　Ｃｕ、　　！Ｅｂ、　Ａｓ
、　Ａｓ、　Ｔｉ、　Ｎａ、　Ｐ、Ｓ。

Ｃ等が不可避的に微量共析していても、本質的に本発明
の効果は変わらないものである。

上層のＺｎもしくは、Ｚｎ系合金電気めっき層は、りん
酸塩処理において、緻密なシん酸塩皮膜を形成する作用
を持ち、この作用を通して、安定して良好な塗装後耐食
性が得られ、かつカチオン電着塗装時の塗装欠陥発生を
抑制する。

Ｚｎ　　系合金電気めっき層とは、従来よりあるＺｎ　
−Ｎｉ　、　Ｚｎ−Ｆｅ　、　Ｚｎ−Ｃｏ　　等であり
、Ｚｎを５％以上含有していれば、スプレー型、浸漬型
側れのりん酸塩処理においても、緻密なりん酸塩皮膜を
形成できる。上層のめつき付着量は、１〜５ｒ／ｒｒ？
　で十分である。

製造方法に関して述べるならば、Ｚｎ２＋を３０〜６０
　ｙ／Ｌ　、　Ｎｉ２＋を５〜６ｏ　ｆ／Ｌ含有する酸
性電気めっき浴中にＣｒ３＋を１〜３０　Ｗ／ｌ　、　
５ｔｏ２を５〜５０ｙ７を共存させ、ｐＨを１〜３、浴
温を４０〜７０°Ｃとして、電気密度５０〜３００Ａ／
ｄ−で電気めっきすればよい。他に適当な電導助剤例え
ば、Ｎａ２５ｏ４１　（ＮＨ４）２　ＳＯ４やｐＨ緩衝
剤例えばほう酸や酢酸ナトリウムを含有させても差し支
えない。Ｃｒ源としては、硫酸酸性浴では硫酸Ｃｒがよ
い。ＳｉＯ□は、水分散ゾル、コロイダルシリカ、ドラ
イシリカ、ヒユームシリカの何れを使用してもよいが、
１次粒径１〜ｌ　ＯＯｎｍ　　の微細なものが望ましい
。

上層のＺｎもしくはＺｎ系合金めっき層については、周
知の電気めっき方法でよい。

本発明の構造は必ずしも鋼板の両面に対して用いる必要
はなく、用途に応じて片面のみに適用し、他の面は鋼板
面のまま、もしくは他のめつき層、あるいは有機皮膜を
被覆しためつき層としてもよい。

本発明を適用する素地鋼板は通常ダル仕上げ圧延をした
軟鋼板であるが、ブライト仕上げ圧延をした軟鋼板、鋼
成分としてＭｎ、Ｓ、Ｐ　等を多く含んだ高張力鋼板、
Ｃｒ、　Ｃｕ、　Ｎｉ、　Ｐ　等を多く含んだ腐食速度
の小さい高耐食性鋼板でも適用可能である。

（実施例） 冷延鋼板を、アルカリ脱脂し、５係硫酸で酸洗した後、
水洗し、以下の条件により、電気めっきを行なった。ポ
ンプ攪拌により液流速９０　ｍ／ｍ１ｎ、極間距離１０
ｆｉとし、浴温６０°Ｃ，ＩＤＨ２の硫酸酸性浴を用い
た。めっき浴に添加する５ｉ０２としては、平均１次粒
径１０〜２０　ｎｍ　　のコロイダルシリカまたは平均
粒径３０〜５０　ｎｍ　　のドライシリカを用いた。め
っき層中に含有するＮｉ　、　Ｃｒ　、　５ｉｎ２の含
有率は、めっき浴中のそれぞれの添加量及び電流密度に
よりコントロールし、目付量は２０ｆ〜とした。上層に
、ＺｎもしくはＺｎ系合金めっきを周知の条件で３　ｔ
／ｌｒ？施した。

第１表にめっき鋼板の組成・及び耐食性評価結果を示す
。耐食性評価方法については以下の通りである。

■未塗装耐食性 めっき鋼板を裸のまま、塩水噴霧試験（Ｚ工５Ｚ２３７
１）に供し、５００時間後の赤錆発生面積（＠を測定し
た。

０〜１％　◎ １〜１０％　０ １０〜５０％　△ ５０チ以上× ■塗装後耐食性 浸漬りん酸塩処理及びカチオン電着塗装（２０μ）及び
メラミンアルキド系の自動車用中塗、上塗塗装（各４０
μ）を行なった後、地鉄に達するクロスカットを入れ、
下記サイクル腐食試験を５０サイクル行ない、クロスカ
ット部のふくれ巾で評価した。

０〜１笥　　◎ １〜３ｆｆｉＩｌ　　　○ ３〜５鳩　　△ ５噸以上　　× サイクル腐食試験７ ■りん酸塩処理性 浸漬型りん酸塩処理での皮膜結晶のサイズで評価した。

平均サイズ　１０μｍ以下　０ ２０μｍ以下　△ ２０μｍ超　　× ■カチオン電着性 浸漬型りん酸塩処理を施した後、印加電圧３００Ｖ、極
間１ＯＣｒｎ、昇圧時間３０秒、膜厚２０〜２５μｍ　
の条件でカチオン電着塗装を行ない、その外観を評価し
た。

塗膜欠陥（クレータ−、ガスビン）の発生個数２個／　
ａ　ｍ’以下：０ １０個／　ａ　ｒｒ？以下：△ １０１固／ｄ−超　　　：　× 本発明の実施例は、比較例に比して、耐食性１．りん酸
塩処理性、カチオン電着性共に明らかに良好である。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明の複層めっき鋼板は、電気Ｚ
ｎめつき層中に：　Ｃｒ　、　５ｉｎ２．　Ｎｉを適量
複合化させることによシ、従来のめつき鋼板に止べ耐食
性を飛躍的に向上させることができ、２層構造とするこ
とにより、りん酸塩処理性、カチオン電着性にも優れた
ものであり、自動車、あるいは家電製品等に好適である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板の表面に、Ｃｒ：０．１〜１０重量％、ＳｉＯ＿２
   ：０．１〜１０重量％、Ｎｉ：１〜１５重量％、残部Ｚ
   ｎからなる複合電気めつき層を形成し、その上層にＺｎ
   もしくはＺｎ系合金電気めつき層を形成せしめたことを
   特徴とする高耐食性複層電気めつき鋼板。