JPH02267281A - 耐白錆性および耐黒変性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 - 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） 本発明は、耐食性、特に耐白錆性、耐黒変性を改善した
クロメート被膜を設けた溶融亜鉛めっき鋼板およびその
製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、その優れた耐食性から溶融亜鉛めっき鋼板は
広く使用されてきており、その用途に応じたそれぞれ特
有の耐食性の改善を図るべく、例えばさらにクロメート
被膜を設けるなど各種の提案がなされている。

ところで、溶融亜鉛めっきは、めっき時にＦｅＺｎ合金
の形成を防止する目的で通常めっき浴に０．０５〜０．
２％の八Ｑを添ノ用している。このため、（容融亜鉛め
っき層の凝固時にめっき表面の酸化により、Ｚｎはもと
より、めっき層に含まれるＡＱが表面にｆｉｌした形で
酸化物を形成する。このようにして形成されたＡＱの酸
化物は、次にクロメート処理を行う場合、クロム酸処理
時にも完全に溶解せず、めっき表面の全面に均一なりロ
メート皮膜が形成されず、５クロメート皮膜の厚い部分
で変色を生じる。

一方、耐食性とともに溶融亜鉛めっき鋼板に要求される
加工性、塗装性の向上を図るためにはＺｎめっき層が凝
固する時に微細水滴粒等をめっき層表面に吹きつけ、め
っき層の亜鉛結晶を細かくするいわゆる「ゼロスパング
ル処理」または「ミニマムスパングル処理Ｊを行ってい
る。このような処理を行う場合、表面形状および外観を
さらに向上させる目的でレベラー加工やスキンバス圧延
が行われることがある。しかし、レベラー加工、スキン
パス圧延を行った後にクロメート処理を行うと、比較的
短期間で亜鉛めっき鋼板の表面が黒色に変色する現象が
経験される。

このように、溶融亜鉛めっき鋼板にクロメート処理を行
う場合、へＱ酸化物の存在に起因しであるいはレベラー
加工やスキンパス加工に起因して変色、県色化が起こり
（以下これらの変色を「黒色化」あるいは「黒変」と総
称する）、表面性状を悪化させている。

これら熔融亜鉛めっき鋼板の黒変防止法としては、これ
までにもいくつか提案されており、例えば特開昭５５−
１３１１７８号、特開昭５７−１１４８９５号、特開昭
５９−１７７３８１号の技術がある。

特開昭５５−１３１１７８号の技術は、溶融亜鉛めっき
→機械的加工（スキンパス加工）→加熱（２００°Ｃ以
上）による酸化膜生成→クロメート処理である。

この技術はスキンパス加工により変質し、他の部分と異
った表面性状部分を酸化膜生成でもとの表面性状に回復
させる方法であり、積極的に黒変化を防止する技術では
ない。また、表面を加熱酸化するための加熱設備が高価
なものとなること、それに要する加熱エネルギーもコス
ト高の要因となり経済的に不利である。

特開昭５７−１１４６９５号の技術は、溶融亜鉛めっき
→アルカリ金属炭酸塩処理（表面の酸化膜除去）→電気
亜鉛めっきである。この技術は溶融亜鉛めっきの酸化膜
を完全に除去し、その上にさらに電気亜鉛めっきを行い
表面を純亜鉛で均一化させる方法で積極的に黒変を防止
する技術であり、黒変防止には優れた技術である。しか
し、溶融亜鉛めっきラインにさらに電気めっき設備を設
置しなければならず、高価な設備投資が必要であり、か
つ製造工程が複雑になりコストが高くなる欠点がある。

特開昭５９−１７７３８１号の技術は、溶融亜鉛めっき
を行ってからＮｉイオンまたはＣｏイオンあるいはその
両者を混合して含む溶液で処理する技術である。

本技術は、処理が日車で黒変防止のみに関しては優れた
技術であるが、耐食性および塗装を行う場合に行われる
下地処理としてのリン酸塩処理性が悪く塗装後の二次密
着性が悪くなる欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ＺｎまたはＺｎ−ＡＱ系溶融めっき鋼板につ
いては前述のように用途の多様化とともに、耐食性ばか
りでなく、化成処理性、耐スクラッチ性、塗装性、外観
、加工性等各種の特性が共に優れた鋼板の要求が高まっ
ている。これらの対策として、亜鉛付着蟹の増加、Ｚｎ
−ＡＱ合金化めっき、クロメート処理、スキンバス処理
、レベラー加工、ミニマムスパングル処理等を単独であ
るいは組み合わせて行ない、溶融亜鉛系めっき鋼板が製
造されている。特にクロメート処理との組み合わせ、そ
してそれに先立つスキンパスは不可欠となっている。

しかしながら、か力・る多くの処理を行うことによって
、前述のような黒変化は顕著に見られるようになってき
ており、よって上述のような特性を備えながらかつ黒変
化を効果的に防止できる技術の開発が求められている。

なお、この黒変化は、製造後の保管中にｗ４板の表面が
黒色に変色するという現象であり、耐食性等の前記特性
に特に悪影響を与えるものでないが、商品価値を著しく
低下させるものである。

かくして、本発明の目的は、上述のような各種処理を行
っても黒変化防止、耐食性の改善をはかることのできる
１８融亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段〕 まず、上述のような目的を達成する方法を検討するに当
たって、それを実用的足らしめるための条件を考察した
ところ、次のような項目を挙げることができる。

（１）安価な処理法、つまり処理が簡単であること。

（２）高速処理性、つまり処理時間が短いこと。

（３）現有の溶融めっきラインの大幅な改造を必要とし
ないこと。

（４）黒変を完全に防止あるいは著しく抑制できること
。

（５）黒変化を防止してもそれにより塗装性、耐食性、
加工性を損なわないこと。

そこで、これらの前提条件を考慮したうえで、上述の目
的達成が可能な手段を求めてＡＱを０．０５〜０．２０
％含む溶融亜鉛めっき鋼板の黒変発生原因を鋭意研究し
た結果、次のことを見い出した。

■黒変は、レベラー、スキンパス圧延により、加工を受
けた部分を起点として生じる。

■黒変は、亜鉛スパングルにより発生する面と、発生し
ない面がある。

■（ｏｏｉ）面の比率が高いめっき鋼板では、スキンパ
ス等によって加工を受けても黒変しにく■Ｐｂはめっき
浴に３０〜４０ｐｐｍ程度は不可避的に混入してくるが
、これを減少させてめっき被膜のＰｂ量を０．０２重量
％以下とすることにより耐白錆性が著しく改善される。

以上の調査結果より、耐食性、表面の美麗さ等を損なう
ことなく、黒変を抑制するには、めっき被膜のＰｂ量を
０．０２重量％以下に制限するとともに、（ｏｏｉ）面
の比率を高くコントロールすればよいこと、およびこの
（ｏｏｉ）面は、Ｚｎ結晶の最稠密面であり、熔融亜鉛
を２．冷することにより作ることができ、外観は非常に
！細なシダ状スパングルとなることが判明し、本発明を
完成した。

ここに、本発明は、１Ｈ１ｎ４めっき被膜中のＰｂ含有
量が０．０２重量％以下である溶融亜鉛めっき鋼板の表
面にクロメート被膜を施した鋼板であって、前記Ｚｎめ
っき被膜のＺｎ結晶方位の配向指数Σ（０，０，ｊ） が０．９４以とであることを特徴とする、耐白錆性、耐
黒変性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板である。

さらに、本発明はその別の面からは、溶融亜鉛めっき処
理を行ってからＺｎめっき被膜を冷却ガスで急冷し、前
記Ｚｎめっき被膜のＺｎ結晶方位の配向指数 Σ（０，０，ｉ） を０．９４以上とし、得られたＺｎめっき被膜にスキン
パスを行ってからクロメート被膜を設けることを特徴と
する、耐白錆性、耐黒変性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法である。

（作用） 次に、本発明において上述のようにＰｂ含有量、Ｚｎ結
晶方位の配向指数、そして操業条件を限定した理由を詳
述する。

まず、本発明の対象をクロメート処理による被膜を設け
たものに限定するが、これはクロメート処理を施さない
場合には黒変化は問題にならないからである。なお、本
発明におけるクロメート処理は特に制限されないが、処
理が容易ということから、酸化物コロイドを含有した塗
布型クロメートが好ましい。

Ｐｂｌを０．０２％以下に限定するのは、これを越えた
Ｐｂ量の場合には白錆の発生が顕著になるからである。

配向指数が０．９４未満では黒変化の防止は十分ではな
い。

特に、クロメート処理を行う前に最表面の平滑化のため
にスキンパスを施す場合、黒変化は顕著に現れるから、
本発明はそのような場合に通用するとその効果は著しい
。

スキンパスは、その伸率は制限されないが、表面平滑を
目的に行われるスキンパスであれば、いずれも可能であ
る。

本発明を次にその実施例に基づいてさらに具体的に説明
する。

実施例 供試材としてＪＩＳ　ＳＰＣグレード相当の未焼鈍鋼板
を用い、慣用の連続溶融亜鉛めっきラインで冷却条件を
変えて各種溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。このように
して製造した溶融亜鉛めっき鋼板にスキンバス伸率が１
．０％のスキンパスを行ってから実験室でクロメート処
理を施し、それぞれ得られた鋼板について下記の要領で
耐黒変化性および耐白錆性の評価試験を行った。クロメ
ート処理は、塗布型のものを使用した。

なお、本例における亜鉛めっき浴の組成は次の通りであ
った。

皿鉦Δ−ｚ！？勧υｈ− Ｍ＝０．１４％、Ｐｂ：０．０１〜０．１％、残部：Ｚ
ｎ（１）耐黒変化評価試験方法： クロメート処理後の鋼板サンプルを冷却後、大気で結露
させたのち、重ね合せる。結露スタンク後、５０°Ｃ１
１２０時間保持し、表面の色調を目視にて判定し、次の
５段階の基準で耐黒変化性を評価した。

１；黒変大←−−−５：変化なし く２）耐白錆性評価試験方法： ５％ＮａＣＱ水溶液３５°Ｃ１１２０時間の条件下での
塩水噴ｎ試験（ＳＳＴ試験）にてクロメート処理した鋼
板サンプルの白錆発生面積率を求め、その面積率で耐白
錆性を評価した。

これらの実験結果は、その処理条件とともに下掲表にま
とめて示す。

第１図および第２図にはこれらの結果を一部グラフで示
しである。

これからも分かるように、本発明にかかる溶融亜鉛めっ
き鋼板では、黒変化は殆ど生ぜず、また白錆の発生面積
も１０％以下であり、比較例が４０％以上の面積領域に
白錆が発生していることを考慮すれば、その顕著な効果
は明白である。

なお、ここに前記「配向指数」はピーク強度をＪＣＰ　
ＤＳカードのピーク強度で割り込むことにより規格化し
、配向指数を求めた。

（発明の効果） 以上、本発明を詳述してきたところから明きらかなよう
に、本発明の７８避亜鉛めっき鋼板は、従来の表面処理
亜鉛めっきＥ仮に比較し、耐黒変性、耐白錆性のいずれ
にも著しく優れているのであって、製品価値の低下を招
く黒変化、白錆発生を簡便な手段でもって防止できるこ
とから、本発明の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、実施例の結果を一部まとめれ示
すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎめっき被膜中のＰｂ含有量が０．０２重量％
   以下である溶融亜鉛めっき鋼板の表面にクロメート被膜
   を施した鋼板であって、前記Ｚｎめっき被膜のＺｎ結晶
   方位の配向指数 ▲数式、化学式、表等があります▼ が０．９４以上であることを特徴とする、耐白錆性、耐
   黒変性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板。
2. （２）溶融亜鉛めっき処理を行ってからＺｎめっき被膜
   を冷却ガスで急冷し、前記Ｚｎめっき被膜のＺｎ結晶方
   位の配向指数 ▲数式、化学式、表等があります▼ が０．９４以上であるように調整し、次いで得られたＺ
   ｎめっき被膜にスキンバスを行ってからクロメート被膜
   を設けることを特徴とする、耐白錆性、耐黒変性に優れ
   た溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。