JPH02294489A - 高耐食性高加工性表面処理鋼板 - 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、表面処理鋼板、特に自動車用防錆鋼板はもと
より、高耐食性が要求される建材、家電用として使用さ
れる耐食性および加工性に優れた合金化熔融亜鉛めっき
鋼板に関する． （従来の技術） 北米等の寒冷地域における融雪塩散布量の増加に伴う穴
あき腐食対策として、車体内面への表面処理鋼板の使用
量が増加している． 一方、スリップ防止のため融雪塩と共に散布され名小石
による塗膜傷に起因する外面請に対しても、表面処理鋼
板の適用が検討されている．車体外面の塗装下地が冷延
鋼板であると、Ｗ！！膜に傷ができた場合、この傷部よ
り赤錆が広がり、スキャブ鯖に進展する．したがって、
この赤錆を防ぐために塗装下地にＺｎめっき鋼板を適用
することが試みられた．しかし、その場合、Ｚｎめっき
の犠牲防食作用により傷部での鉄素地からの腐食は抑制
されるが、Ｚｎ自身の腐食速度が速いため塗膜下腐食が
進行して、遂には塗膜の剥離を招くという不都合を生じ
ることが判明した． かかるＺｎめっき鋼板の欠点を補う目的で近年開発され
たＺｎ−ＮｉＳＺｎ−Ｆｅ等の合金めっき鋼板は、犠牲
防食力が十分でないために、薄目付の場合には、このよ
うな塗膜傷部において十分な防食能が得られない．また
、特に゛、車体外面でも重防食が必要とされる部位につ
いては、めっき日付量増加により耐食性を向上させよう
とする動きがあるが、合金電気めっきでは目付量を増加
させると非常なコストアップを招く． したがって、従来の付着１３０〜７０ｇ／　ｒｒｆの合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の適用が検討されている．一方
、前述のように自動車の車体内面に表面処理鋼板が使用
されてきている状況から、その加工性改善についても要
求が高まってきている．しかし、前述のように耐食性を
改善すべく被覆層を厚くすることはそれだけ加工性は低
下することになり、両性質を共に両立させるのは困難で
ある．（発明が解決しようとする課題） ところで、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合、塗
装後耐食性は良好であるが、カチオン電着塗装時にクレ
ータリングと呼ばれる塗膜欠陥が生じやすく、塗装後の
外観や耐食性を劣化させる欠陥がある，この対策として
、亜鉛めっき層の上にＦｅおよびＦｅ　−　Ｚｎフラッ
シュコートを設ける上層被覆法による改善法が報告され
ているが（特開昭５６−１４２８８５号および特開昭５
６−１３３４８８号）、塗膜傷部耐食性に対しては、下
層のＺｎ系めっき層に対して上層のＦｅ含有フラッシュ
コート層が電位的に貴であるため、下層のＺｎ腐食を促
進する恐れがあり、かかる手段によっても十分な耐食性
が確保されるとは言い難かった． また、上層のＦｅフラッシュコートは裸耐食性、つまり
無塗装で赤錆が出やすいため、鋼板エッジ部など塗膜が
薄くなりやすい部分では赤錆を発生しやすい欠点があっ
た． 本発明の目的は、これらの欠点を改善した高耐食性高加
工性表面処理鋼板を提供することである．（課題を解決
するための手段） 一般に、Ｆｅ含脊率６〜２０重量％の合金化溶融亜鉛め
っき鋼板（以下ＧＡｉｌ仮ともいう）は、３％ＮａＣＱ
中の浸漬電位が−０．８　〜１．ＯＶ　ｖｓ．ｓ．ｃ．
Ｅ．　（飽和カロメル電極）であって、電気化学的には
卑であり、純Ｚｎと同様、犠牲防食性に優れためっき鋼
板である．しかしながらその上層に例えば耐クレータリ
ング性（電着塗装時の塗膜欠陥）を向上させるべ（Ｐｅ
フラッシュコートを行うと、Ｆｅ自身は活性で腐食（酸
化）しやすいため、塗装が充分にまわらなかった部分、
あるいは塗装前処理として行われるリン＃ｚｎ処理後に
ｒｅが残存した場合には、塗装後傷付部（石などによる
）などで赤錆が発生しやすく、また下層としての溶融亜
鉛めっき層の溶出が多く、充分な耐食性が得られなかっ
た．このように塗装後の耐食性では、塗膜下に活性なめ
っき層が存在すると！４！膜ふくれ（ブリスター）を生
じやすく、その意味では溶融亜鉛めっき単独のめっき層
でも塗膜ふくれを起こしやすかった．そこで、本発明者
らは、亜鉛めっき層の有する犠牲防食性を損なわず、そ
の活性さ（溶出量大）を抑えるべく種々検討した結果、
微ｌＺｎ−Ｎｉめっき士クロメート皮膜士有機樹脂皮膜
を溶融亜鉛めつき層上に形成させることが最も効果があ
ると判明した。

なお、Ｚｎ−Ｎｉめっき上にクロメート皮膜および有機
樹脂皮膜を形成させた複合めっき鋼板は既に提案されて
いるが、これはＺｎ　　Ｎｉめっき付着量が１０〜４０
ｇ／ｉｆであるＺｎ−Ｎｉ主体のめっき鋼板であるのに
対し、本発明者らの知見によれば、ＧＡｌｉ板を下地と
するとともにその上にＺｎ一旧めっき層を０．５〜１０
ｇ／イと微量にしたＧ＾鋼板との組合せを使用すること
により、前述のような従来技術の問題が利益的に改善さ
れるのである。

すなわち、本発明は、これらの知見に基づいてなされた
ものであり、その要旨とするところは、ａｉ表面に、第
１層として合金化溶融亜鉛めっき層、第２層としてＮｉ
含有量６〜２０重量％で付着量０．５　〜１０ｇ／ｒｒ
ｆのＺｎ−Ｎｉめっき層、該第２層上にクロム付着量１
０〜３００　ｅｒｇ／ｍ”のクロメート被膜、そして最
上層に０．２〜５一厚の有機樹脂被膜を形成したことを
特徴とする高耐食性高加工性表面処理鋼板である． 本発明の好適態様によれば、上記第２層はＣｏ，Ｍｎ，
↑ｔ，　Ｍｏ，およびＣｒのｌ種もしくは２種以上を０
．１重量％以上７重量％未満含有する複合Ｚｎ−Ｎｉめ
っき層からなるように構成してもよい．さらに、上記第
２層は↑ｉ０ｔ，　Ｓｉｆｔ、ＡＱｉｏｓ、Ｎｂ．０３
、Ｃｒｙ’ｓ　、Ｍｏ０３、Ｌａｇ０３　、ＣｕＯ　、
Ｓ％Ｃ１およびＮｉＯの１種もしくは２種以上を０．０
１重量％以上７重量％未満含有する複合分散Ｚｎ−Ｎｉ
めっき層からなるように構成してもよい． 本発明において特に制限するのではないが、上記第１層
の合金化溶融亜鉛めっき層の合金化度は６〜１０重量％
（Ｆｅ）であるのが好ましい．このように、本発明によ
れば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に微量のＺｎ−Ｎｉ
めっきおよびクロメ一ト被膜と有機樹脂被覆とを形成さ
せることにより、塗装後耐食性はもちろんのこと裸耐食
性、加工性、スボント溶接性に優れた表面処理鋼板が得
られるのである。

（作用） 本発明において各被覆層の厚さ、組成などについて上述
のように数値限定した理由は次の通りである． （１）合金化溶融亜鉛めっき層： これは特に制限されず、通常の合金化溶融亜鉛めっき層
であればよく、例えばめっき量は、３０〜８０ｇ／ｓ”
程度であれば十分である．好ましくはそのときの合金化
度は６〜１０重量％（Ｆｅ）である．（２）　Ｚｎ−Ｎ
ｉめっき層： Ｚｎ−Ｎｉめっき層は、電気めっき、蒸着めっき等によ
って容易に形成され、その条件も特に制限ないがその合
金組成は、Ｎｉ含有率６〜２０重量％であり、６％未満
ではＺｎ−Ｎｉ層にＺｎ一η層が混入し、逆に２０％超
ではＮｉ−α相が混入しどちらも耐食性が劣化し、クロ
メート反応性も低下する．付着量は０．５〜１０ｍｇ／
ｍ”であるが、０．５ｇ／ポ未満では耐食性に効果がな
く、Ｌｏｇ／ｒｒｆ超では、下層の溶融亜鉛めっき層と
局部電池形成のため、同じく耐食性が劣化する． このＺｎ−Ｎｉめっき層には、第３元素としてＣｏ，Ｍ
ｎＳＴｉ，　ＭｏＳＣｒの１種もしくは２種以上添加さ
れてもよいが、それらの第３元素の配合量は０．１〜７
重量％であり、０．１　ｗｔ％未満では純Ｚｎ−Ｎｉめ
っきの場合と耐食性が変わらない．一方、７重量％超で
はＺｎ−Ｎｉ−Ｘ（Ｘ：第３元素）自体が高耐食性とな
りクロメート反応性が劣化する． さらに、本発明にあってはこのＺｎ−ｌｆｔめっき層に
は、Ｔｉ（ｈ、ＳｉＯｚ、ＡＱｘＯｓ、ＮｂｚＯｓ、Ｃ
ｒｇ０３、Ｍｏｓｓ、Ｌａｓｈｓ　、ＣｕＯ　、ＳｉＣ
　ｓ　ＮｉＯの１種もしくは２種以上を０．０１重量％
以上７重量％未満含有してもよいが、その範囲内では耐
食性が改善される．（３）クロメート被膜： クロム付着量１０〜３００　ａ＋ｇ／ｍ”であり、１０
ｍｇ／ｓ＋”未満、３００　ｍｇ／＋”超では耐食性の
劣化が著しい．このときのクロメート被膜は慣用の手段
で設ければよく、塗布型であっても反応型であっても特
に制限はない． また、本発明におけるかかるクロメート皮膜にはさらに
耐食性向上をはかるたＳｉｎｇ、ＡＱｔＯｓ等の酸化物
、また導電性向上のためのＦｅｔＰなども含有してもよ
い． （４）有機樹脂皮膜： 有機樹脂皮膜は例えばロールコー夕法により慣用法で塗
布後、オーブン焼付けすることによって硬化させれば良
い． この有機樹脂被膜としては、例えばエボキシ樹脂、エポ
キシ変性アクリル、不飽和ポリエステルなどが例示され
るが、それらの厚さは、０．２〜５一である．０．２一
未満は耐食性が十分でなく、５一超では電気抵抗が大き
くなり、スポット熔接性が劣化するからである． 有機樹脂はエポキシ樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂等が最適であり、またＳｔＯ．
添加などの有機無機複合樹脂も適用可能である． 次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
． 実施例１ 冷延鋼板にゼンジマ一式溶融Ｚｎめっきラインにて合金
化溶融Ｚｎめっきを施した後、電気めっき法によって第
１表に示す浴組成にて各種Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきを施し
、次いで慣用法でクロメート皮膜および有機樹脂皮膜を
形成させた．得られた表面処理鋼板の耐食性および加工
性の結果を第２表に示す． 第１表 実施例２ 実施例Ｉと同様にしてゼンジマー式溶ｌｍ　Ｚ　ｎめっ
きラインにて製造した合金化溶融Ｚｎめっき鋼板上に、
Ｎｉ　１２χ、付着１５ｇ／ｎｆのＺｎ−Ｎｉ合金めっ
きを施し、さらに各種付着量のクロメート皮膜および有
機樹脂皮膜を形成させた．得られた表面処理鋼板の耐食
性および加工性の結果を第３表に示す。

（以下余白） 実施例３ 実施例ｌと同様にして得た合金化溶融Ｚｎめっき鋼板上
に、第２層として各種のＮｉ−Ｚｎ系合金めっき層を形
成した、次いでクロメート皮膜および有機樹脂皮膜を設
けた．得られた表面処理鋼板の耐食性および加工性のテ
スト結果を第４表に示す．（以下余白） 上記各実施例におけるテスト方法は、次のとおりである
． （１）裸耐食性 得られた鋼板から適宜切り出してきた試片を無塗装（傷
付けなし）で下記サイクルテストを２００サイクル実施
し、最大腐食深さで評価する．８Ｈｒ／サイクル （２）塗装後耐食性 ２０／ｊｌ厚にカチオン電着塗装後、カッターナイフで
塗膜を傷付けし、サイクル試験ＳＳＴ　（３５゜Ｃ）→
乾燥（５０℃）→湿潤（５０℃Ｘ１６１１ｒ）を１００
サイクル行った． 耐孔あき性の評価は次の３段階評価で行った．評価　Ｏ
：　最大腐食深さがＯ　．’　２　ｍ未満Δ　： ×　： ０．２ｍ＊以上０．４ｍ未満 ０．４■以上 （３）加工性 第１図に示すように、５０　Ｘ　２５０閣の試片を採取
し、５Ｒのビードによる押え部を設けて成形ポンチにて
５０■張出し成形後、内壁のめっき層剥離に目視にて検
査した．このときのめっき剥離は、焼付きフレーキング
およびバウダリング剥離の両者によるものを含む． なお、めっき剥離評価は次の５段階評価で行った． 評価　◎：　めっき剥離なし Ｏ：　　　〃　　微小 Δ：　＃中 ×：〃大 （４）スポット溶接性 板厚０．８ｆｉの両面めっき材を２枚重ね合わせて、下
記溶接条件で連続打点性を評価した．加圧力　　　　２
００ｋｇ 溶接電流　　　１１ｋ＾ スクイズ時間　０．５秒 溶接時間　　　１／６秒 保持時間　　　なし 電極チップ　　Ｒ型電極 Ｃｕ　−　Ｃｒ合金 評価　ナゲット径＜４Ａまでの打点数 ｔ　：板厚 連続打点数　○ｊ　５０００点以上 八ｊ　３０００〜５０００ Ｘ　＋　３０００点以下 （発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されたものであり、
微量のＺｎ−Ｎｉめっき、クロメート皮膜、有機樹脂皮
膜を順に形成させることにより従来のめっき鋼板に比べ
て格段に良好な耐食性はもとより特に自動車用防錆鋼板
に要求される加工性、スポット溶接性にも優れた表面処
理鋼板が得られるのであって、それに得られる効果の実
用的見地からの意義は大きい．

【図面の簡単な説明】

第１図は、試片の加工性をテストするための説明図であ
る．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面に、第１層として合金化溶融亜鉛めっき
   層、第２層としてＮｉ含有量６〜２０重量％で付着量０
   ．５〜１０ｇ／ｍ＾２のＺｎ−Ｎｉめっき層、該第２層
   上にクロム付着量１０〜３００ｍｇ／ｍ＾２のクロメー
   ト被膜、そして最上層に０．２〜５μｍ厚の有機樹脂被
   膜を形成したことを特徴とする高耐食性高加工性表面処
   理鋼板。
2. （２）前記第２層がＣｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｏ、およびＣ
   ｒの１種もしくは２種以上を０．１重量％以上７重量％
   未満含有する複合Ｚｎ−Ｎｉめっき層からなる請求項１
   記載の高耐食性高加工性表面処理鋼板。
3. （３）前記第２層がＴｉＯ＿２、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２
   Ｏ＿３、Ｎｂ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、ＭｏＯ＿３
   、Ｌａ＿２Ｏ＿３、ＣｕＯ、ＳｉＣ、およびＮｉＯの１
   種もしくは２種以上を０．０１重量％以上７重量％未満
   含有する複合分散Ｚｎ−Ｎｉめっき層からなる請求項１
   または２記載の高耐食性高加工性表面処理鋼板。
4. （４）前記第１層の合金化溶融亜鉛めっき層の合金化度
   が６〜１０重量％（Ｆｅ）である請求項１、２または３
   記載の高耐食性高加工性表面処理鋼板。