JPH0256438B2

JPH0256438B2 -

Info

Publication number: JPH0256438B2
Application number: JP61135811A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Suzuki; Kazuhide Ooshima
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1990-11-30
Also published as: JPS62290895A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、耐食性にすぐれた表面処理鋼板、特
に、防錆性能にすぐれ、自動車車体の内板として
はもとより外板としても好適な、めつき密着性に
すぐれたZn―Ni系電気亜鉛合金めつき鋼板に関
する。（従来の技術）自動車車体の防錆に対する要求は近年ますます
厳しくなつてきており、いわゆるカナダコードの
防錆目標が自動車メーカーからかかげられてお
り、その要求レベルも一段とレベルアツプしてき
ている。特に穴あき10年、外面錆５年の保証に重
点がおかれ、これに対応すべく多くの表面処理鋼
板が開発提案されている。この中で、Zn―Niめ
つき合金もその有力な手段の一つであり、特に耐
穴あき性にすぐれていることから、自動車の穴あ
き対策として、日本の自動車メーカーを中心とし
て多量に使用されている。一方、昨今耐外面錆対
策として、自動車外面に表面処理鋼板の使用の傾
向にあるが、Zn―Ni合金めつきは、耐チツピン
グ性に劣る欠点を有している。すなわち、外面側
では自動車走行時に、石、砂等により、チツピン
グ衝撃を受ける。特に、Zn―Ni合金めつきはγ
単相から成り、高耐食性を有しているが、めつき
としては硬い金属間化合物であるがために、脆性
的な性質を有している。それ故、その塗装面が、
低温時にチツピング現象を受けた場合、塗膜が硬
化しているが故に、塗膜のめつき皮膜に対する拘
束力が大きくなるため、つまり弾力性がなく衝撃
力が吸収しにくくなるため、塗膜の剥離と同時に
めつきが剥離する現象が生じる。その結果とし
て、めつき剥離部から赤錆等が生じ耐外面錆性で
劣ることになる。かかる問題を解消すべく、従来にあつても次の
ように多くの提案がみられる。特開昭58−204196号：下層に、上層よりNi含有量が高い厚さ0.05〜
0.8μｍのZn―Ni合金層（Ni：12〜28％）をめ
つきし、上層にZn―Ni合金をめつきして耐食
性を改善することが開示されている。Znまた
はNi系合金は硬くて脆いため、これを上述の
ように極薄層としてその加工性を確保しようと
するものである。しかしながら、下層と鋼板界
面の耐食性は改善されるが、下層は、加工性
（展伸性）のない上層と同じ性質なので、チツ
ピングを受けた時、衝撃力を吸収しにくく、下
層と鋼板の密着性が悪く、界面剥離のおそれが
あり、この部分に赤錆が発生する。つまり、上記公報開示の方法は上層のクラツ
チの伝播を防止する方法であつて、この方法で
は耐チツピング性で要求されている密着性を確
保できない。同様の内容の文献として特開昭58
−130299号公報が挙げられる。「鉄と鋼」Vol.71、85−S1273：下層に、極薄の純Ni、純Fe、純Znめつき層
を使用する方法が開示されているが、上層と下
層のめつき浴を別にしなければならない為、め
つき浴の金属イオンの供給系等を別にもたなけ
ればならず設備費がかさむ欠点がある。特開昭60−141894号下層にZn―Niめつき（Ni＝２〜30％）、上
層Zn―Niめつき（Ni＝２〜60％）を行つてい
るが、下層は特開昭58−204196号の場合と同
様、加工性に乏しくチツピングによる下層と鋼
板の界面剥離のおそれがある。特開昭58−6995号：下層に、Ni2〜９％の（η＋γ）二相のZn―
Niめつきをし、上層にNi10〜20％のγ単相の
Zn―Niめつきをして、密着性、耐衝撃性（チ
ツピング性に相当）、耐食性を改善しているが、
今日要求されている水準からは十分とは云えな
い。（発明が解決しようとする問題点）かくして、本発明の目的は、自動車用鋼板とし
て、耐食性、耐衝撃性、密着性の向上した表面処
理鋼板を提供することである。さらに、本発明の目的は、耐食性はもちろん、
耐衝撃性、めつき密着性にすぐれたZn―Ni系電
気合金めつき鋼板を提供することである。（問題点を解決するための手段）本発明者らは、Zn―Ni合金めつきの密着性の
改善について鋭意検討した結果、チツピングによ
る密着性の悪さは下層に軟質で加工性の良いめつ
き層を含有させることにより改善でき、そのよう
な層として同じZn―Ni合金のα相含有めつき層
を利用できることを知見し、本発明を完成した。したがつて、本発明の要旨とするところは、
Zn―Ni系電気めつき鋼板において、γ単相から
なる上層のZn―Ni系合金めつき層の下層として
予め鋼板上にα相を有するNi含有率が60％を超
え100％未満のZn―Ni系合金めつき層を厚さ
0.005〜0.5μｍだけ設けて成る、耐衝撃性および
めつき密着性にすぐれた電気亜鉛合金めつき鋼板
である。ここに「α相を有する高Ni含有量」とはZn―
Ni二元状態図からも分かるようにNi：52％以上
を意味するが、本発明では耐食性、耐衝撃性、密
着性等の点から60％を超える範囲とする。本発明
は、その好適態様にあつては、上層および／また
は下層の前記Zn―Ni系合金めつき層がCoを0.1〜
１％含有し、さらには下層の前記Zn―Ni系合金
めつき層のNi含有率が60重量％を超え、100重量
％未満であるとしてもよい。好ましくは60重量％
を超え95重量％までである。ところで、Zn―Ni系合金めつきの場合、ある
組成のめつき層を析出させた後、めつき電流の通
電を停止してこのまゝめつき浴に浸漬しておくと
めつき層中のZnがめつき浴内に溶出してNi含有
量の高くなつためつき層が残留し、そのときの
Ni含有量が52％以上となると、Zn溶出後、合金
めつき層にα相の析出がみられる。したがつて、本発明の好適態様にあつては、最
初目的とする上層の組成に同じγ相の合金めつき
を行い、次いでZnの溶出を行なわせ、合金めつ
き層に所定量のα相生が生成してから、再び同一
めつき浴を使つてγ単相の合金めつきを行つても
よい。かくして、同一めつき浴を使つても下層の
めつき層のNi含有量をα相が析出するまで高く
することができるのである。なお、5A／ｄm²以下という極低電流密度でめつ
きを行えば、Zn―Ni合金めつきの場合、α相単
独の合金めつき相を析出するようなめつき浴組成
の場合にあつても52％以上の高Ni含有量めつき
を得ることができる。（作用）次に、本発明において、めつき合金組成および
めつき厚さを上述のように限定した理由について
説明する。下層のZn―Ni合金めつきのめつき膜厚は、
0.005μｍ未満では耐チツピングによる密着性の効
果が得られず、また0.5μｍを超える場合は上層の
γ単相めつき層からのクラツクの伝播を阻止する
ことができず、密着性が多少劣化することとクロ
スカツト後の耐食性において下層高Ni皮膜の存
在によりめつき層と鋼板との界面において赤錆の
発生が生じやすくなる。好ましくは、0.01〜0.3μ
ｍである。かかる膜厚の下層めつき層はα相を有するZn
―Ni合金めつき層であるが、これはα相を有す
ると合金めつき層それ自体の加工性がγ相単独の
ものと比較して著しく改善されるからである。か
かるα相を呈するZn―Ni合金のNi含有量は52重
量％以上であるが、本発明では耐食性、耐衝撃
性、密着性等の点から60重量％を超える範囲と
し、上限は100未満重量％である。Ni100％では
Zn―Ni合金ではなくなるためである。好ましく
はα相は60〜95重量％程度存在すると加工性、耐
食性ともに満足されるので好ましい。上層めつきについては、耐食性の要求に応じ所
定の膜厚を得ればよく、好ましくは２〜5μｍで
ある。2μｍ未満では、耐食性に不十分な膜厚で
あり、一方、5μｍを超える場合はその膜厚の割
には耐食性の格段の向上が認められず経済的でな
いためである。なお、本発明はZn―Ni系合金めつきに有効で
あるが、Coを0.1〜１％含有するZn―Ni―Co合
金めつきにも有効である。 Coは、耐熱性（高温強度）、耐湿性、耐薬品性
が良く、Niと同じくFeより金属的に卑で（Niと
ほとんど同じ）、Feより優先的に酸化される。高
価なので少量加えるが、0.1％未満では効果なし。次に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説
明する。実施例１実験室試験装置を用い、板厚0.8mmの冷延鋼板
を常法により脱脂、酸洗した後、第１表に示すめ
つき浴を用いて、電気めつき法により下層めつ
き、次いで上層めつきを行い、Zn―Ni系合金め
つき鋼板を製造した。特に、下層の高Ni含有率でα相を有するZn―
Ni合金めつき層は、極低電流密度である5A／ｄ
m²程度でめつきを施すことによつても得られる
し、（低電流密度法）、さらに通常のめつきの電流
密度20〜100A／ｄでγ単相のめつきを施した
のち、めつき液中に浸漬し、Zn―Niめつき皮膜
中のZnを溶解しても高Ni含有率のめつきを得る
ことができ、Zn溶解後α相が析出する、いわゆ
る溶解法である。得られためつき皮膜を、リン酸悪鉛処理とし
て、日本パーカー（社）製BT 3020（商品名）に
てデイツプ処理し、さらにカチオン電着として日
本ペイント（社）製Ｕ―50（商品名）を用いて、
20μｍ施し、さらに中、上塗りとしてメラミンア
ルキツド系の焼付塗料をそれぞれ35〜40μｍ施
し、総合膜厚110〜120μｍの供試材を得た。これ
らについてチツピング性の評価としてグラベロメ
ーターを用い、条件としてASTM―D3170―74
にてテストを実施した。なお、供試材の温度を−
20℃とした。更に、デユポン衝撃テストとして、500ｇ、50
cmの条件で衝撃テストを実施し、密着性を評価し
た。その結果を第２表に示す。クロスカツト後の
SST試験は、JIS Ｚ―2731に準じて行つた。第２表に示すように、本発明にしたがつて下層
にα相を有するZn―Ni合金めつきを0.005〜0.5μ
ｍを有するZn―Ni合金めつきを施すことにより、
−20℃でのグラベロテストにおいてもまたデユポ
ン衝撃テストにおいても、めつき密着性が向上し
ているのが明確である。第１表めつき浴条件 ZnSO₄・7H₂O：120ｇ／ NiSO₄・6H₂O：250 〃 Na₂SO₄ ： 50 〃 PH＝２、浴温度： 50℃

【表】なお、各試験の評価は次のようにして行つ
た。グラベロ後のめつき剥離及びデユポン後のめ
つき剥離：〇：めつき剥離なし △：〃少 ×：〃大クロスカツト後のSST： ◎：赤錆なし〇：〃少 ×：〃大Ｘ線回折： γ：面間隔ｄ＝2.109，2.100（Å）の存在 α：〃ｄ＝2.034，−1.762，1.246の存
在実施例２ 11槽の電気めつき槽を有する電気めつきライン
にて、板厚0.8mm、板幅914mmの冷延コイルを用
い、前述の第１表のめつき浴により第３表に示す
めつき条件でZn―Ni合金めつきを施した。得ら
れた各供試材について、実施例１と同様の条件で
めつき層の密着性を評価した。その結果、Ｘ線回
折にてα相がが認められるZn―Ni合金めつきは
密着性の向上が認められるのが分かつた。

【表】実験No.２〜４については、上層、下層の合計し
ためつき組成を示したが、さらにグリムブロー発
光分光分析にて深さ方向に分析し定量した結果を
第４表に示す。

【表】なお、本例における下層合金めつき層のNi含
有量の変更は実験No.２が低電流法、同No.３，４が
溶解法によつて行つた。

Claims

【特許請求の範囲】１ Zn―Ni系電気めつき鋼板において、上層に
γ単相からなるZn―Ni系合金めつき層を、下層
としてα相を有するNi含有率が60重量％を超え
100重量％未満のZn―Ni系合金めつき層を厚さ
0.005〜0.5μｍだけ鋼板上に設けて成る、耐衝撃
性およびめつき密着性にすぐれた電気亜鉛合金め
つき鋼板。２上層および／または下層の前記Zn―Ni系合
金めつき層がCoを0.1〜１％含有する特許請求の
範囲第１項記載の鋼板。