JPH02163382A - 燐酸塩処理性の優れたＺｎ―Ｎｉ系合金電気めっき鋼板 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金；Ｕ気
めっき鋼板に関し、さらに詳しくは、塗装の前処理とし
て行なわれる燐酸塩処理において浸れた処理性を示すＺ
ｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板に関するものである。

［従来技術］ 近年になって、Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板は、自
動車用防錆鋼板として広く使用されてきており、さらに
、ナンバーパネル、メンバー等の内板ばかりでなく、ド
ア、フェンダ−、フード等の外板パネルの外面側にし使
用されるようになってきている。

そして、このように自動車外板の外面側に、Ｚｎ−Ｎｉ
系合金電気めっき層が設けられて使用される場合、自動
車用塗装工程の白下地処理として行なイっれる燐酸塩処
理工程において、燐酸塩処理液の流れの不均一等に起因
する表面の処理ムラが発生することがある。

この処理ムラの発生が著しくなると、塗装後の表面に６
処理ムラの影響が残る。そのため、自動車用外板用Ｚｎ
−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板には、燐酸塩処理により表
面に処理ムラの発生しないものが要求されている。

このＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板の燐酸塩処理性に
およぼす燐酸塩処理液の流速の影響については、既に研
究が行なわれており（加藤はか、材料とプロセス（ＣＡ
ＭＰ　　ｌ５ＩＪ）Ｖｏｌ、ｌ（１９８８）Ｐ　１６３
　Ｂ）、Ｎｉ含有量が９ｗｔ％以下と低いものでは、燐
酸塩処理液の流速が遅い場合に被膜の生成速度が遅く、
流速の影響を受は易いために処理ムラの発生し易いこと
が知られている。

この研究からは、Ｎｉ含有量を高くすれば処理ムラの発
生が減少することは明らかであるが、Ｎｉ含有量か１１
〜１３ｗｔ％のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっきにおいてら
燐酸塩処理のムラを完全に消滅させることは困難であり
、また、Ｎｉ含有量を上記以上に増加させるとＺｎ−Ｎ
ｉ系合金電気めっき鋼板の耐蝕性が劣化するという問題
がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記に説明した従来のＺｎ−Ｎｉ系合金電気め
っきｗ４仮の燐酸塩処理において、処理ムラが発生し、
かつ、耐蝕性が劣化するという問題点に鑑み、本発明者
が鋭意研究を行い、検討を重ねた結果、Ｚｎ−Ｎｉ系合
金電気めっき鋼板の塗装の前処理として行なわれる燐酸
塩処理において優れた燐酸塩処理性と耐蝕性を有するＺ
ｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板を開発したのである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金電
気めっき鋼板は、 （１）表面にＰを１〜２０ｍｇ／ｍ’含打し、かつ、実
質的に燐酸塩の結晶を含まない被覆層が設けられている
Ｎｉ含有量７〜１５ｗｔ％のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっ
き鋼板を第１の発明とし、 （２）表面にＰを１〜２０ｍｇ／ｍ”およびＰｂ、Ｓｎ
。

Ｓｂ、Ｂｉの内から選んだ１種または２種以上をｌ〜１
０ｍｇ／ｍ”含有し、かつ、実質的に燐酸塩の結晶を含
まない被覆層が設けられているＮｉ含打量７〜１５ｗｔ
％のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板を第２の発明とす
る２つの発明よりなる乙のである。

本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金電
気めっき鋼板について、以下詳細に説明する。

本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金電
気めっき鋼板において、Ｐを含有する被覆層が鋼板に設
けられているＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層の表面に付
着していることにより、燐酸塩処理時に燐酸塩結晶生成
の核の発生を促し、結果として、流速の不均一による処
理ムラが発生するのを防止するしのである。

また、Ｐを含有する被覆層には、このＰの他にＰｂ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｂの内から選んだ１種または２％１１
以上を含有させることにより、核発生は一層促進され、
処理ムラの発生はさらに抑制されるようになる。

本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金電
気めっき鋼板において、鋼板に設けられてい−ａＺｎ−
Ｎｉ系合金電気めっき層の表面に付着さローるＰを含有
する被覆屑を、その有効成分であるＰの単位面積当りの
付着項で示してあり、これは、彼＠層が極めて薄く、ま
た、必ずしも７．ｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層表面に均
一に被覆されているとは限らず、また、その組成も被覆
層内で一定であるとは限らないので、被覆層を組成と厚
さにより示すことは困難であるばかりか、誤解を生じる
という恐れもある。従って、被覆層の分析により定量分
析することかできる有効成分の単位面積当りの付青量で
示した。

先ず、本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系
合金電気めっき鋼板におけるＰを含有する被覆屑を形成
する方法について説明する。

■燐酸イオンを含有する溶液中にＺｎ−Ｎｉ系合金電気
めっき！、！仮を浸漬することにより、燐酸塩の形で上
記Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層表面に極めて薄い被覆
層を形成する方法。

燐酸イオンを含有する溶液としては、オルト燐酸、メタ
燐酸、ピロ燐酸等の溶液も使用ずろことができ、また、
第１燐酸亜鉛等の溶液による処理、即ち、燐酸塩処理を
行なうことらできろ。

■燐酸イオンを含有する溶液中において、ＺｎＮｉ系合
金電気めっき鋼板を陰極として電解ｔろことにより、表
面に燐酸の不溶性塩を析出させる方法。

これらの何れの方法により、Ｐ含有の被覆層を形成さけ
ても、燐酸塩処理性を良好にすることができる。

そして、このＰ含有被覆層のＰ付着量を１〜２０ｍｇ／
ｍ”とする必要があり、Ｐ付着量が１ｍｇ／ｍ２未満で
は燐酸塩処理時の結晶核生成か促進されず、従って、燐
酸塩処理後の処理ムラ解消に効果がなく、また、Ｐ付着
量が２０ｍｇ／ｍ”を越えると以下説明するような問題
がある。

即ち、燐酸イオンを含有する溶液中に浸漬することによ
り、Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層表面に形成される被
覆層の場合には、被覆層はＺｎＳＮｉの不溶解性燐酸塩
を主成分とするものと推定されるが、Ｐ付着量が２０ｍ
ｇ／ｍ”を越えると結晶性の被覆層となり、Ｘ線回折に
よりｚｎ＊（ｐｏ４）ｔ・４日、０（ホバイト）等のピ
ークが出現し、表面ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ　ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｅ）［１察によってら
表面に結晶が不均一に析出していることを確認すること
ができる。

このような、Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板に自動車
用の燐酸塩処理を行なうと、結晶性の被覆層の結晶が出
現した部分は、下層のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層を
充分に被覆しているので、燐酸塩処理液との反応が起り
難く、その結果、元の結果が燐酸塩処理後もそのまま残
存したり、結晶性被覆層の付着した部分のみ燐酸塩処理
により生成した結果の寸法が小さくなるため、燐酸塩付
着量が少なくなる。

また、のこのようにして生成された燐酸塩被膜は（０２
０）の面が、鋼板面の方向に著しく背向したホパイト結
晶となるため、この上に塗装した場合、耐水密着性が通
常のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層に比べて悪くなる傾
向となる。

即ち、本発明に係る燐酸塩処理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系
合金電気めっき鋼板においては、Ｐの付着量を上記に説
明したように極めて少量に制御すると共に、有害な燐酸
塩の結晶を実質的に含まない被覆層をＺｎ−Ｎｉ系合金
電気めっき鋼板上に形成させることに大きな特色がある
。

なお、この燐酸塩結晶がＳＥＭ観察により認識できない
ほどの極めて微少量であれば、たとえ被覆層中に含まれ
ている場合でも実害はないので許容することができる。

次に、上記したＰを含有する被覆層中にＰｂ。

Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂの内から選んだｌｌｌ！または２種以
上を１〜ｌｏｇ＋ｇ／ｍ’含何させることにより、化成
処理性はさらに向上する。そして、これらの選択成分は
Ｐと同様に燐酸塩処理時の結晶核の生成を促進４”るら
のである。

付着量がＩＨ／ｍ”未満では燐酸塩処理液による流れム
ラの改善効果は期待することができず、また、ｌ０ｍｇ
／ｎ”を越えろとＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき層の耐蝕
性か劣化する。

この上うなＰを含有する被覆層の下Ｒ’ｘとなるＺｎ−
Ｎｉ系合金電気めっき層は、耐蝕性の上からはＮｉ含仔
屯は７〜１５ｗｔ％とする必要があり、含ＨＡＴＥが７
ｗｔ％未満ではこの効果は少なく、また、プレス加工時
の摺動抵抗、即ち、摩擦係数の点からはｌ０ｗｔ％以上
が必要で、かつ、鋼素地の変形により生じるＺｎ−Ｎｉ
系合金電気めっき層の粉化現象の耐パウダリング特性の
点からは１．５ｗｔ％以下とするのがよい。従って、Ｎ
ｉ含有量は７〜１５ｗｔ％とする。

［実　施　例コ 本発明に係る燐酸塩処理性の浸れたＺｎ−Ｎｉ系合金電
気めっきｊＩ４板の実施例を説明する。

実施例１ Ｎｉ含Ｗｍ　１ｌｖｔ％、付着ｆｆｉ　３０ｍｇ／ｎ＋
”のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板に、 ■オルト燐酸溶液に浸漬（Ｐ付着量は燐酸濃度、浸漬時
間を変化させて制御した。）。

■電気亜鉛めっきライン用燐酸塩処理溶液（日本パーカ
ライノング製、Ｂ’ｌ”−３３１２，主成分は燐酸二水
素亜鉛）に浸漬（Ｐ付着量は遊離酸度（Ｆ’、Ａ。

）により制御した。）。

の何れかの方法によりＰ含有被覆層を形成させた。

これらの鋼板は、防錆油を塗布した後、自動車用燐酸塩
処理（日本ペイント製、グラノジン５Ｄ−２５００）を
行ない、処理後の表面外観および燐酸塩付着量をちょう
さした。

なお、これらのＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき＊仮表面の
Ｐ付着１はグロー放電発光分析法により測定した。

第１表に結果を示す。

この第１表から明らかであるが、本発明に係る燐酸塩処
理性の優れたＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板は、すべ
て燐酸塩処理後の外観が良好であり、燐酸塩付着量は２
ｍ／ｍ２程度の適正量となっているのがわかる。

また、被覆層の厚さが過剰となると、燐酸塩処理後の外
観が再び劣化すると共に、燐酸塩付着量も減少すること
がわかる。

第１表 ＊１　二　目視により３段階に評価 Ｏ流れムラ発生せず。

Δ　流れムラ少々発生。

×　流れムラ著しく発生。

実施例２ 実施例１と同様のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板を、
オルト燐酸およびＰｂ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉの可溶性塩か
らなる溶液に浸漬し、ＰおよびＰｂ％Ｓｎ。

５ｂＳＢｉの１種または２種以上を含有する被覆層を設
けた。

これらの鋼板を実施例Ｉと同様の溶液により燐酸塩処理
を行なって評価した。

また、Ｐ、Ｐｂ、５ｎＳＳｂ、Ｂｉの付着量は、グロー
放電発光分光分析法により、耐蝕性は塩水噴霧試験によ
り赤錆が１％発生するまでの時間により評価した。

なお、実施例２の調板は実施例Ｉの鋼板より燐酸塩処理
性が良好であるため、燐酸塩処理条件は脱脂時間を短く
して不完全脱脂の状態とし、さらに、燐酸塩処理液の温
度も低下させて反応性を低下させることにより、通常よ
り流れムラの出現し易い状態とした。

第２表に結果を示す。

または２種を含むものは通常より悪い処理条件下におい
ても、流れムラの発生はない。しかし、Ｐｂ、Ｓｎｓ　
Ｓｂ％Ｂｉの付１ｆｆｉがｌＯｎ＋ｇ／ｍ”のらのは耐
蝕性が劣化していることがわかる。

被覆層中にＰの他にｒ）ｂ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、　Ｂｉの
１種第 Ｏ流れムラ発生せず。

△　流れムラ少々発生。

×　流れムラ汗しく発生。

表 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る燐酸塩処理性の優れ
たＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板は上記の構成である
から、燐酸塩処理時の処理ムラ発生というＺｎ−Ｎｉ系
合金電気めっき鋼板を自動車外板に適用する場合の大き
な障害を除去し、さらに、耐蝕性の優れたＺｎ−Ｎｉ系
合金電気めっき鋼板の使用範囲を拡大できるという工業
的に優れた効果をａしているものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にＰを１〜２０ｍｇ／ｍ＾２含有し、かつ、
   実質的に燐酸塩の結晶を含まない被覆層が設けられてい
   るＮｉ含有量７〜１５ｗｔ％のＺｎ−Ｎｉ系合金電気め
   っき鋼板。（２）表面にＰを１〜２０ｍｇ／ｍ＾２およ
   びＰｂ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉの内から選んだ１種または２
   種以上を１〜１０ｍｇ／ｍ＾２含有し、かつ、実質的に
   燐酸塩の結晶を含まない被覆層が設けられているＮｉ含
   有量７〜１５ｗｔ％のＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板
   。