JPH02120034A - 耐熱・耐食性重層めつき鋼材 - Google Patents
耐熱・耐食性重層めつき鋼材Info
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- JPH02120034A JPH02120034A JP63274216A JP27421688A JPH02120034A JP H02120034 A JPH02120034 A JP H02120034A JP 63274216 A JP63274216 A JP 63274216A JP 27421688 A JP27421688 A JP 27421688A JP H02120034 A JPH02120034 A JP H02120034A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D5/14—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium two or more layers being of nickel or chromium, e.g. duplex or triplex layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
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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。
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、自動車その他の各種機械装置に使用される鉄
鋼材からなる板、管、継手、クランプ、ボルト、ナツト
などの表面に耐熱・耐食性が優れている重層めっきを施
した耐熱・耐食性重層めっき鋼材に関するものである。
鋼材からなる板、管、継手、クランプ、ボルト、ナツト
などの表面に耐熱・耐食性が優れている重層めっきを施
した耐熱・耐食性重層めっき鋼材に関するものである。
［従来の技術］
自動車その他の機械装置などに使用される鉄鋼材からな
る板、管、継手、クランプ、ボルト、ナツトなどは、従
来から、これら部材に、Ｚｎめっき施行後さらに該Ｚｎ
めっき層の表面にクロメート皮膜を形成した製品が多用
されている。
る板、管、継手、クランプ、ボルト、ナツトなどは、従
来から、これら部材に、Ｚｎめっき施行後さらに該Ｚｎ
めっき層の表面にクロメート皮膜を形成した製品が多用
されている。
しかるに、自動車の前記部材については、より高い耐食
性が要求されるようになり、ｚｎめっきだけでは耐食性
が不十分で、耐食性向上のために、５ｎ−Ｚｎ、 ｚｎ
−Ｎｉなどの合金めっきやこれら合金めっきとＺｎめっ
きとの重層めっきが適用されるようになってきた。そこ
で、特開昭６０−１６５３８７号公報には鋼管の外表面
にＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき層を形成し、ついで該Ｚｎ
−Ｎｉ合金電気めっき層上にＺｎ電気めっき層を形成し
、さらに該Ｚｎ電気めっき層上にクロメート皮膜を形成
した耐食性重合めっき鋼管が提案されている。
性が要求されるようになり、ｚｎめっきだけでは耐食性
が不十分で、耐食性向上のために、５ｎ−Ｚｎ、 ｚｎ
−Ｎｉなどの合金めっきやこれら合金めっきとＺｎめっ
きとの重層めっきが適用されるようになってきた。そこ
で、特開昭６０−１６５３８７号公報には鋼管の外表面
にＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき層を形成し、ついで該Ｚｎ
−Ｎｉ合金電気めっき層上にＺｎ電気めっき層を形成し
、さらに該Ｚｎ電気めっき層上にクロメート皮膜を形成
した耐食性重合めっき鋼管が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしたがら、前記めっき製品は、いずれも常温におけ
る腐食環境下での耐食性の向上を図ることができるが、
後述するように、自動車のエンジンルーム内などの温度
の高い環境下では未だ十分な耐食性を発揮し得ない、と
いう問題があった。
る腐食環境下での耐食性の向上を図ることができるが、
後述するように、自動車のエンジンルーム内などの温度
の高い環境下では未だ十分な耐食性を発揮し得ない、と
いう問題があった。
本発明は、前記問題を解決し、高性能の耐食性に加え、
耐熱性をも有する重層めっき鋼材を得ることを目的とす
るものて゛ある。
耐熱性をも有する重層めっき鋼材を得ることを目的とす
るものて゛ある。
［課題を解決するための手段］
本発明者は、前記問題を解決し、前記目的を達成するた
めに鋭意研究を重ねた結果、下層として特定層厚のＮｉ
めっき層を形成し、その上にＺｎ−Ｎｉ合金めっき層を
被着し、さらに、その上にクロメ−１−皮膜を形成せし
めることによって前記した目的を達し得ることを見出し
て本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、鉄
鋼材、又は、表面に銅層を有する鉄鋼材の表面に形成し
た層厚０．２〜１０μｍのＮｉめっき層と、該Ｎｉめっ
き層上に被着したＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、該Ｚｎ−
Ｎｉめっき層上に形成したクロメート皮膜とからなる耐
熱・耐食性重層めっき鋼材である。
めに鋭意研究を重ねた結果、下層として特定層厚のＮｉ
めっき層を形成し、その上にＺｎ−Ｎｉ合金めっき層を
被着し、さらに、その上にクロメ−１−皮膜を形成せし
めることによって前記した目的を達し得ることを見出し
て本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、鉄
鋼材、又は、表面に銅層を有する鉄鋼材の表面に形成し
た層厚０．２〜１０μｍのＮｉめっき層と、該Ｎｉめっ
き層上に被着したＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、該Ｚｎ−
Ｎｉめっき層上に形成したクロメート皮膜とからなる耐
熱・耐食性重層めっき鋼材である。
本発明において使用する素材は、板、管、継手、クラン
プ、ボルト、ナツト等の鉄鋼材であって、特に自動車用
の油圧、燃料配管などに使用される外径が１０ｍｍ程度
以下の比較的細径管に適用され、この場合、表面及び重
合面間に溶着のための銅層を有する二重巻鋼管であって
もよく、優れた効果を発揮し得るものである。
プ、ボルト、ナツト等の鉄鋼材であって、特に自動車用
の油圧、燃料配管などに使用される外径が１０ｍｍ程度
以下の比較的細径管に適用され、この場合、表面及び重
合面間に溶着のための銅層を有する二重巻鋼管であって
もよく、優れた効果を発揮し得るものである。
次に、下層として施されるＮｉめつきはその層厚を０．
２〜１０μｍと限定したものであって、後に示す試験結
果からも明らかなように層厚が０．２μｍ未満では、鉄
鋼素地に対する被覆催力が劣り、耐熱耐食性の改善効果
があまり認められないし、又、層厚を１０μｍを超えて
厚くするとプレス、曲げ加工などの際に剥離、亀裂など
が発生する恐れがあり、めっき層を厚くする割には耐食
性の向上を期待できないからである。このＮｉめつき層
は、電気めっきにより形成され、めっき浴としては、め
っき層の応力を少なくする上でワット浴を使用し、層厚
が０．２〜１０μｍの範囲の所定層厚になるように処理
することが好ましい。
２〜１０μｍと限定したものであって、後に示す試験結
果からも明らかなように層厚が０．２μｍ未満では、鉄
鋼素地に対する被覆催力が劣り、耐熱耐食性の改善効果
があまり認められないし、又、層厚を１０μｍを超えて
厚くするとプレス、曲げ加工などの際に剥離、亀裂など
が発生する恐れがあり、めっき層を厚くする割には耐食
性の向上を期待できないからである。このＮｉめつき層
は、電気めっきにより形成され、めっき浴としては、め
っき層の応力を少なくする上でワット浴を使用し、層厚
が０．２〜１０μｍの範囲の所定層厚になるように処理
することが好ましい。
又、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層は、公知の塩化浴又は硫酸
浴を使用して電気めっきにより形成され、Ｎｉ含有率は
、めっき浴の組成、電流密度などにより左右されるが、
２〜２０％Ｎｉの範囲とすることが耐食性、クロメート
皮膜の形成の容易性及び曲げ加工などの後加工性の点で
好ましく、特に耐食性の観点からはＮｉの範囲を１２〜
１５％とすることがより好ましい。
浴を使用して電気めっきにより形成され、Ｎｉ含有率は
、めっき浴の組成、電流密度などにより左右されるが、
２〜２０％Ｎｉの範囲とすることが耐食性、クロメート
皮膜の形成の容易性及び曲げ加工などの後加工性の点で
好ましく、特に耐食性の観点からはＮｉの範囲を１２〜
１５％とすることがより好ましい。
さらに、クロメート皮膜は、クロム酸又は重クロム酸に
硫酸を添加した処理液或いは市販のＺｎ−−Ｎｉめっき
用クロメート処理液（例、荏原ニーシライト社製ＺＮ−
８０ＹＨｔｌ）を使用して形成される。
硫酸を添加した処理液或いは市販のＺｎ−−Ｎｉめっき
用クロメート処理液（例、荏原ニーシライト社製ＺＮ−
８０ＹＨｔｌ）を使用して形成される。
本発明は、このようにして形成された重層めっき鋼材で
あって、以下に示す実施例の結果からも明らかなように
耐食性に優れ、とくに高温環境下においても、また曲げ
加工を施した屈曲部においても耐食性が優れていること
が確認された。
あって、以下に示す実施例の結果からも明らかなように
耐食性に優れ、とくに高温環境下においても、また曲げ
加工を施した屈曲部においても耐食性が優れていること
が確認された。
［実施例］
次に、本発明の実施例について述べる。
実施例１
表面に造管時の溶着Ｃｕめっき層約３μｍを有する５Ｐ
ＣＣ材を使用して管径８１１ＩＩ１１、肉厚０．７ｍｍ
、長さ３３０ ｍｍの二重巻鋼管（ａ）を製作し、まず
、Ｎｉめつき層をワット浴を使用して液温５２〜５７℃
、電流密度３Ａ／’ｄイで層厚を０１５μｍ乃至１０μ
ｍの範囲でそれぞれ変えて形成した。ついで、１００ｇ
／Ｍ ｚｎｃ、ｌ！２．１３０ｇ／、Ｑ ＮｉＣ，
ｌ！２・６Ｈ２０，２００ｇ／’、Ｑ Ｎｌｌ、Ｃρ、
ｐＨ５，７の浴液を使用して、液温３４〜３６℃、電流
密度３Ａ／’ｄｄで６分間処理して層厚５μｍのｚｎ−
Ｎｉ合金めっき層をＮｉめっき層上に被着した。さらに
、ＺＮ−８０ＹＨＵ （商品名、荏原ニーシライト製）
を使用してｐＨ２，０、液温４８〜５２℃で２０秒間浸
漬処理してクロメート皮膜をＺｎ−Ｎｉ合金めっき層上
に形成し、重層めっき鋼管を製作した。
ＣＣ材を使用して管径８１１ＩＩ１１、肉厚０．７ｍｍ
、長さ３３０ ｍｍの二重巻鋼管（ａ）を製作し、まず
、Ｎｉめつき層をワット浴を使用して液温５２〜５７℃
、電流密度３Ａ／’ｄイで層厚を０１５μｍ乃至１０μ
ｍの範囲でそれぞれ変えて形成した。ついで、１００ｇ
／Ｍ ｚｎｃ、ｌ！２．１３０ｇ／、Ｑ ＮｉＣ，
ｌ！２・６Ｈ２０，２００ｇ／’、Ｑ Ｎｌｌ、Ｃρ、
ｐＨ５，７の浴液を使用して、液温３４〜３６℃、電流
密度３Ａ／’ｄｄで６分間処理して層厚５μｍのｚｎ−
Ｎｉ合金めっき層をＮｉめっき層上に被着した。さらに
、ＺＮ−８０ＹＨＵ （商品名、荏原ニーシライト製）
を使用してｐＨ２，０、液温４８〜５２℃で２０秒間浸
漬処理してクロメート皮膜をＺｎ−Ｎｉ合金めっき層上
に形成し、重層めっき鋼管を製作した。
得られた重層めっき鋼管のそれぞれの一端側を、２５Ｒ
で１８０”屈曲させてステッキ状とし、その２本につい
て耐食性をＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づく塩水噴霧試験
を行ない、赤錆発生までの時間（日数）を測定して求め
、さらに、他の２本について２００℃に２４時間加熱し
た後のＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づく塩水噴霧試験によ
る赤錆発生までの時間（日数）を測定して耐熱耐食性を
求めた。これらの結果を第１表に示す（試料番号１〜５
）。
で１８０”屈曲させてステッキ状とし、その２本につい
て耐食性をＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づく塩水噴霧試験
を行ない、赤錆発生までの時間（日数）を測定して求め
、さらに、他の２本について２００℃に２４時間加熱し
た後のＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づく塩水噴霧試験によ
る赤錆発生までの時間（日数）を測定して耐熱耐食性を
求めた。これらの結果を第１表に示す（試料番号１〜５
）。
実施例２
鉄鋼材として５ＴＰＧ−３８材を使用して実施例１と同
様寸法の電縫管（ｂ）を製作し、実施例１と同様にして
重層めっき鋼管を製作し、実施例１と同様に各試験を行
なった。これらの結果を第１表に示す（試料番号６〜ｉ
ｏ）。
様寸法の電縫管（ｂ）を製作し、実施例１と同様にして
重層めっき鋼管を製作し、実施例１と同様に各試験を行
なった。これらの結果を第１表に示す（試料番号６〜ｉ
ｏ）。
比較例１
実施例１及び実施例２と同様な二重巻鋼管（ａ）及び電
縫管（ｂ）を使用して、実施例１と同様にして、Ｎｉめ
っき層を層厚０．１及び１５μｍになるようそれぞれ形
成し、その上に実施例１と同様のＺｎ−Ｎ１合金めっき
層及びクロメート皮膜を形成した重層めっき鋼管を製作
し、実施例１と同様にして各試験を行なった。これらの
結果を第１表に示す（試料番号１１〜１４）。
縫管（ｂ）を使用して、実施例１と同様にして、Ｎｉめ
っき層を層厚０．１及び１５μｍになるようそれぞれ形
成し、その上に実施例１と同様のＺｎ−Ｎ１合金めっき
層及びクロメート皮膜を形成した重層めっき鋼管を製作
し、実施例１と同様にして各試験を行なった。これらの
結果を第１表に示す（試料番号１１〜１４）。
比較例２
実施例１及び実施例２と同様な二重巻鋼管（ａ）及び電
縫管（ｂ）を使用して、Ｎｉめっき層を形成したいで実
施例１と同様にしてＺｎ−Ｎｉ合金めつき層及びクロメ
ート皮膜を形成したｚｎ−Ｎ；合金めつき鋼管を製作し
、実施例１と同様にして各試験を行なった。これらの結
果を第１表に示す（試料番号１５、１６）。
縫管（ｂ）を使用して、Ｎｉめっき層を形成したいで実
施例１と同様にしてＺｎ−Ｎｉ合金めつき層及びクロメ
ート皮膜を形成したｚｎ−Ｎ；合金めつき鋼管を製作し
、実施例１と同様にして各試験を行なった。これらの結
果を第１表に示す（試料番号１５、１６）。
比較例３
実施例１及び実施例２と同様な二重巻鋼管（ａ）及び電
縫管（ｂ）を使用して、実施例１のＺｎ−Ｎｉ合金めっ
き層形成と同様にしてＺｎ−Ｎｉ合金めつき層を形成し
た後、該Ｚｎ−Ｎｉ合金めつき層上に、２８ｇ７’（Ｊ
ＺｎＯ１５０ｇ／ＩＪ ＮａＣＮ 、８０ｇ／’
ｕ ＮａＯＨからなる浴液を使用してＺｎめつき層を
被着させ、さらに、２ ｇ７’ｆｌ ＣｒＯ３，０，
２５ｍ、ｌｌ ／’、＋！ Ｈ２ＳＯ４，０，５ｍｌ
／ρ ＨＮ（ｈからなる処理液を使用してクロメート処
理してクロメート皮膜を形成させ、Ｚｎ−Ｎ合金めっき
層−Ｚｎめっき層−クロメート皮膜層からなる積層めっ
き鋼管を製作し、実施例１と同様にして各試験を行なっ
た。これらの結果を第１表に示す（試料番号１７．１８
）。
縫管（ｂ）を使用して、実施例１のＺｎ−Ｎｉ合金めっ
き層形成と同様にしてＺｎ−Ｎｉ合金めつき層を形成し
た後、該Ｚｎ−Ｎｉ合金めつき層上に、２８ｇ７’（Ｊ
ＺｎＯ１５０ｇ／ＩＪ ＮａＣＮ 、８０ｇ／’
ｕ ＮａＯＨからなる浴液を使用してＺｎめつき層を
被着させ、さらに、２ ｇ７’ｆｌ ＣｒＯ３，０，
２５ｍ、ｌｌ ／’、＋！ Ｈ２ＳＯ４，０，５ｍｌ
／ρ ＨＮ（ｈからなる処理液を使用してクロメート処
理してクロメート皮膜を形成させ、Ｚｎ−Ｎ合金めっき
層−Ｚｎめっき層−クロメート皮膜層からなる積層めっ
き鋼管を製作し、実施例１と同様にして各試験を行なっ
た。これらの結果を第１表に示す（試料番号１７．１８
）。
［発明の効果］
本発明は、下層として特定層厚のＮｉめっき層を形成し
、その上にＺｎ−Ｎｉ合金めつき層、さらにその上にク
ロメート皮膜を形成させた重層めっき鋼材であるので、
いちじるしく耐食性に優れ、とくに加熱処理後において
も耐食性が劣化を生じることなく、曲げ加工部における
耐食性も優れており、自動車のエンジンルーム内など温
度の高い環境下で使用する鉄鋼材として好適であるなど
、きわめて優れた効果が認められる。
、その上にＺｎ−Ｎｉ合金めつき層、さらにその上にク
ロメート皮膜を形成させた重層めっき鋼材であるので、
いちじるしく耐食性に優れ、とくに加熱処理後において
も耐食性が劣化を生じることなく、曲げ加工部における
耐食性も優れており、自動車のエンジンルーム内など温
度の高い環境下で使用する鉄鋼材として好適であるなど
、きわめて優れた効果が認められる。
Claims (2)
- （１）鉄鋼材の表面に形成した層厚０．２〜１０μｍの
Ｎｉめっき層と、該Ｎｉめっき層上に被着したＺｎ−Ｎ
ｉ合金めっき層と、該Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層上に形成
したクロメート皮膜とからなることを特徴とする耐熱・
耐食性重層めっき鋼材。 - （２）表面に銅層を有する鉄鋼材の表面に形成した層厚
０．２〜１０μｍのＮｉめっき層と、該Ｎｉめっき層上
に被着したＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、該Ｚｎ−Ｎｉ合
金めっき層上に形成したクロメート皮膜とからなること
を特徴とする耐熱・耐食性重層めっき鋼材。
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