JPH03158494A - 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 - Google Patents
潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板Info
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- JPH03158494A JPH03158494A JP29841589A JP29841589A JPH03158494A JP H03158494 A JPH03158494 A JP H03158494A JP 29841589 A JP29841589 A JP 29841589A JP 29841589 A JP29841589 A JP 29841589A JP H03158494 A JPH03158494 A JP H03158494A
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Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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]
この発明は、プレス成形時における潤滑性、耐食性およ
び塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板に関するもの
である。
び塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板に関するもの
である。
[従来の技術]
自動車の車体は、海岸地域や、冬期における道路上の氷
雪を塩で融解するような寒冷地域などにおいて、腐食性
の激しい塩素イオンを含有する腐食媒体に接する等、厳
しい腐食環境にさらされる。
雪を塩で融解するような寒冷地域などにおいて、腐食性
の激しい塩素イオンを含有する腐食媒体に接する等、厳
しい腐食環境にさらされる。
このような腐食環境下においても耐食性を有する自動車
車体用防錆鋼板として、従来から亜鉛めっき鋼板または
亜鉛合金めっき鋼板が使用されている。
車体用防錆鋼板として、従来から亜鉛めっき鋼板または
亜鉛合金めっき鋼板が使用されている。
亜鉛めっき鋼板は、簡単な設備で製造し得る長所を有し
ている。なお、めっき量が同一の亜鉛合金めっき鋼板に
比べて、亜鉛めっき鋼板の耐食性は相対的に低いが、こ
れは亜鉛めっき層のめつき量を増し厚くすることにより
解決し得る。
ている。なお、めっき量が同一の亜鉛合金めっき鋼板に
比べて、亜鉛めっき鋼板の耐食性は相対的に低いが、こ
れは亜鉛めっき層のめつき量を増し厚くすることにより
解決し得る。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、亜鉛砂2キ鋼板には、次のような問題が
ある。
ある。
(1)亜鉛めっき層の硬度が低いために、亜鉛めっき鋼
板をプレス成形したときに、成形加工に従って亜鉛めっ
き層が変形して、プレス金具との接触面積率が大になる
。この結果、プレス成形時における亜鉛めっき鋼板の摩
擦係数は、冷延鋼板および亜鉛合金めっき鋼板よりも高
い、従って、亜鉛めっき鋼板の潤滑性は低く、亜鉛めっ
き鋼板をプレス成形したときに、鋼板に割れの生ずるこ
とがある。
板をプレス成形したときに、成形加工に従って亜鉛めっ
き層が変形して、プレス金具との接触面積率が大になる
。この結果、プレス成形時における亜鉛めっき鋼板の摩
擦係数は、冷延鋼板および亜鉛合金めっき鋼板よりも高
い、従って、亜鉛めっき鋼板の潤滑性は低く、亜鉛めっ
き鋼板をプレス成形したときに、鋼板に割れの生ずるこ
とがある。
(2)自動車車体用防錆鋼板としては、車体の内外両面
の耐食性を確保するために、両面めっき鋼板が使用され
ており、車体の外面側は、耐食性に加えて塗装仕上がり
性に優れていることが要求されている。
の耐食性を確保するために、両面めっき鋼板が使用され
ており、車体の外面側は、耐食性に加えて塗装仕上がり
性に優れていることが要求されている。
しかしながら、亜鉛めっき鋼板の場合には、前述したよ
うに耐食性の向上のためにそのめっき層が厚いので、塗
装仕−ヒがり性に問題が生じている。
うに耐食性の向上のためにそのめっき層が厚いので、塗
装仕−ヒがり性に問題が生じている。
即ち、亜鉛めっき層の表面上に、電着塗装によって塗膜
を形成すると、塗膜に気泡状の空孔が生成する。生成し
た空孔は、塗膜上にトップコーティング被膜を形成した
後にも、ピン状の塗膜欠陥として残る。第4図に、上述
しためつき層上の塗膜欠陥の300倍の顕微鏡写真を示
す。
を形成すると、塗膜に気泡状の空孔が生成する。生成し
た空孔は、塗膜上にトップコーティング被膜を形成した
後にも、ピン状の塗膜欠陥として残る。第4図に、上述
しためつき層上の塗膜欠陥の300倍の顕微鏡写真を示
す。
上記(1)の潤滑性の問題を解決する手段として、従来
、プレス成形時に、亜鉛めっき鋼板の表面上に、高粘度
潤滑油(Prelube)を塗布して、潤滑性を高める
ことが行なわれている。しかしながら。
、プレス成形時に、亜鉛めっき鋼板の表面上に、高粘度
潤滑油(Prelube)を塗布して、潤滑性を高める
ことが行なわれている。しかしながら。
このような高粘度潤滑油の塗布には、作業場を汚染した
り、塗装のための前処理時における鋼板表面の洗浄が困
難になる等の問題がある。
り、塗装のための前処理時における鋼板表面の洗浄が困
難になる等の問題がある。
亜鉛めっき鋼板の摩擦係数に関し、rPlating&
5urface Finishing、 1989年
3月号P 、62〜69(以下、「先行技術」という)
には、下記が開示されている。即ち、亜鉛めっき鋼板の
表面上に通常の鋼板防錆油(Mill oil)を塗布
すると、亜鉛めっき層の結晶配向性により摩擦係数が次
のように変化する。Ba5al depositのとき
、即ち亜鉛めっき層の結晶が(0001)面に配向して
いるときの摩擦係数は0.19であって高いが、Pyr
amidal depositのとき、即ち亜鉛めっき
層の結晶が(IOIX)面(但し、X=1.2,3.4
)に配向しているときの摩擦係数は0.13であって低
い。
5urface Finishing、 1989年
3月号P 、62〜69(以下、「先行技術」という)
には、下記が開示されている。即ち、亜鉛めっき鋼板の
表面上に通常の鋼板防錆油(Mill oil)を塗布
すると、亜鉛めっき層の結晶配向性により摩擦係数が次
のように変化する。Ba5al depositのとき
、即ち亜鉛めっき層の結晶が(0001)面に配向して
いるときの摩擦係数は0.19であって高いが、Pyr
amidal depositのとき、即ち亜鉛めっき
層の結晶が(IOIX)面(但し、X=1.2,3.4
)に配向しているときの摩擦係数は0.13であって低
い。
亜鉛めっき鋼板の表面上に高粘度潤滑油を塗布したとき
の摩擦係数は0.11である。従って、前記先行技術に
開示されているような、亜鉛めっき層の結晶の(1oT
x)面への配向を維持できれば、鋼板防錆油の塗布によ
って、高粘度潤滑油の塗布と同程度の潤滑性が得られる
。
の摩擦係数は0.11である。従って、前記先行技術に
開示されているような、亜鉛めっき層の結晶の(1oT
x)面への配向を維持できれば、鋼板防錆油の塗布によ
って、高粘度潤滑油の塗布と同程度の潤滑性が得られる
。
しかしながら、亜鉛めっき層の結晶の配向性は、電流密
度などのめっき条件により簡単に変化する。
度などのめっき条件により簡単に変化する。
従って、めっきすべき鋼板の板幅などに対応して、めっ
き条件を変化させることが不可欠な、工業的規模による
亜鉛めっき鋼板の製造においては、亜鉛めっき層の結晶
の(IOIX)面への配向を維持することは、極めて困
難である。
き条件を変化させることが不可欠な、工業的規模による
亜鉛めっき鋼板の製造においては、亜鉛めっき層の結晶
の(IOIX)面への配向を維持することは、極めて困
難である。
上記(2)の塗装仕上がり性即ち塗膜に生ずる気泡状の
空孔は、新しいタイプの欠陥であり、現在までのところ
その解決策は見出だされていない。
空孔は、新しいタイプの欠陥であり、現在までのところ
その解決策は見出だされていない。
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、プ
レス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上がり
性に優れた複層めっき鋼板を提供することにある。
レス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上がり
性に優れた複層めっき鋼板を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明者等は、プレス成形時における潤滑性、耐食性お
よび塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。その結果、鋼板の少なくとも一方
の表面上に、表面粗さ(Ra)が1.5μ口以下で、め
っき量が鋼板片面当り25〜150g/n(の下層とし
ての亜鉛電気めっき層を形成し、亜鉛電気めっき層の上
に、めっき旦が鋼板片面当り1〜20 g#r?の上層
としての亜鉛合金電気めっき層を形成すれば、上述した
、プレス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上
がり性に優れためっき鋼板が得られることを知見した。
よび塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。その結果、鋼板の少なくとも一方
の表面上に、表面粗さ(Ra)が1.5μ口以下で、め
っき量が鋼板片面当り25〜150g/n(の下層とし
ての亜鉛電気めっき層を形成し、亜鉛電気めっき層の上
に、めっき旦が鋼板片面当り1〜20 g#r?の上層
としての亜鉛合金電気めっき層を形成すれば、上述した
、プレス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上
がり性に優れためっき鋼板が得られることを知見した。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、鋼板の少なくとも1つの表面上に形成された、表面粗
さ(Ra)が1.5μm以下であって。
、鋼板の少なくとも1つの表面上に形成された、表面粗
さ(Ra)が1.5μm以下であって。
めっき量が鋼板片面当り25から15 Q g/m の
範囲内の、下層としての亜鉛電気めっき層と、前記下層
としての亜鉛電気めっき層の上に形成された、めっき量
が鋼板片面当り1から20g/rr? の範囲内の、上
層としての亜鉛合金電気めっき層とからなることに特徴
を有するものである。
範囲内の、下層としての亜鉛電気めっき層と、前記下層
としての亜鉛電気めっき層の上に形成された、めっき量
が鋼板片面当り1から20g/rr? の範囲内の、上
層としての亜鉛合金電気めっき層とからなることに特徴
を有するものである。
この発明において、鋼板の少なくとも1つの表面上に形
成された下層としての亜鉛電気めっき層の表面粗さ(R
a)は、1.5μm以下とすべきである。
成された下層としての亜鉛電気めっき層の表面粗さ(R
a)は、1.5μm以下とすべきである。
前記表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えると、電着塗
装によってめっき層上に形成された塗膜に気泡状の欠陥
が発生して、塗装仕上がり性が劣化する。
装によってめっき層上に形成された塗膜に気泡状の欠陥
が発生して、塗装仕上がり性が劣化する。
第1図に、フードに亜鉛めっき鋼板(亜鉛めっき量:6
0g/rrf、原板のRa:0.8μm)が組み込まれ
た自動車車体に、実際の塗装設備によって電着塗装を施
したときの、前記フードに気泡状の塗膜欠陥が発生した
車の台数比率即ち欠陥発生率と、前記亜鉛めっき鋼板の
亜鉛電気めっき層の表面粗さ(Ra)との関係を調べた
結果を示す。第1図から明らかなように、亜鉛電気めっ
き層の表面組さ(Ra)が1.5μm以下の場合には、
塗膜に気泡状欠陥を有する鋼板の発生率は0%であるの
に対し、前記表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えると
、気泡状欠陥を有する鋼板の発生率が急増し、10%に
までなる。
0g/rrf、原板のRa:0.8μm)が組み込まれ
た自動車車体に、実際の塗装設備によって電着塗装を施
したときの、前記フードに気泡状の塗膜欠陥が発生した
車の台数比率即ち欠陥発生率と、前記亜鉛めっき鋼板の
亜鉛電気めっき層の表面粗さ(Ra)との関係を調べた
結果を示す。第1図から明らかなように、亜鉛電気めっ
き層の表面組さ(Ra)が1.5μm以下の場合には、
塗膜に気泡状欠陥を有する鋼板の発生率は0%であるの
に対し、前記表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えると
、気泡状欠陥を有する鋼板の発生率が急増し、10%に
までなる。
従って、この発明においては、下層としての亜鉛電気め
っき層の表面粗さ(Ra)を、1.5μm以下に限定し
た。なお、このような亜鉛電気めっき層の表面粗さ(R
a)は、めっき条件および原板の表面粗さによって調整
することができる。
っき層の表面粗さ(Ra)を、1.5μm以下に限定し
た。なお、このような亜鉛電気めっき層の表面粗さ(R
a)は、めっき条件および原板の表面粗さによって調整
することができる。
下層としての亜鉛電気めっき層のめっき量は、鋼板の片
面当り25から150 g/m の範囲内とすべきであ
る。めっき量が鋼板の片面当り25g/rr1未満では
、特に自動車車体用防錆鋼板として。
面当り25から150 g/m の範囲内とすべきであ
る。めっき量が鋼板の片面当り25g/rr1未満では
、特に自動車車体用防錆鋼板として。
所望の耐食性が得られない。一方、めっき量が鋼板の片
面当り150 g/rr?を超えると、亜鉛電気めっき
層のめっき結晶が粗大化する結果、亜鉛めっき層の上に
上層めっき層を均一に形成することができず、従って、
後述する上層めっき層によるn滑性向」二効果が得られ
ない。
面当り150 g/rr?を超えると、亜鉛電気めっき
層のめっき結晶が粗大化する結果、亜鉛めっき層の上に
上層めっき層を均一に形成することができず、従って、
後述する上層めっき層によるn滑性向」二効果が得られ
ない。
下層としての亜鉛電気めっき層の上に形成される上層と
しての亜鉛合金電気めっき層は、プレス成形時における
潤滑性を向上させる機能を有している。このような亜鉛
合金電気めっき層としては、コバルトを3から99wt
、%の範囲内で含有する亜鉛−コバルト合金、マンガン
を3から99wt、%の範囲内で含有する亜鉛−マンガ
ン合金、または、クロム、マンガン、鉄、コバルトおよ
びニッケルのうちの2種以上を3から99すし1%の範
囲内で含有する亜鉛合金からなっていることが好ましい
。
しての亜鉛合金電気めっき層は、プレス成形時における
潤滑性を向上させる機能を有している。このような亜鉛
合金電気めっき層としては、コバルトを3から99wt
、%の範囲内で含有する亜鉛−コバルト合金、マンガン
を3から99wt、%の範囲内で含有する亜鉛−マンガ
ン合金、または、クロム、マンガン、鉄、コバルトおよ
びニッケルのうちの2種以上を3から99すし1%の範
囲内で含有する亜鉛合金からなっていることが好ましい
。
上述した合金の亜鉛以外の成分の含有量を、3から99
wt、%の範囲内に限定した理由は、3wt、%未満で
は潤滑性向上効果が得られず、一方、99wt、%を超
えると、電着塗装の前に鋼板のめっき層上に形成された
燐酸塩被膜の燐酸塩結晶が粗大化して、鋼板の耐チッピ
ング性が低下するからである。
wt、%の範囲内に限定した理由は、3wt、%未満で
は潤滑性向上効果が得られず、一方、99wt、%を超
えると、電着塗装の前に鋼板のめっき層上に形成された
燐酸塩被膜の燐酸塩結晶が粗大化して、鋼板の耐チッピ
ング性が低下するからである。
第2図に、鋼板の一方の表面上に、めっき量が60g/
rr?の下層としての亜鉛電気めっき層を形成し、次い
で、その上に、 めっき量が5g/mの亜鉛−コバルト
合金電気めっき層を形成し、このようにして得られた亜
鉛−コバルト合金電気めっき鋼板の摩擦係数と、その上
層めっき層のコバルト含有率との関係をグラフによって
示す。第2図から明らかなように、上層めっき層のコバ
ルト含有率が3wt、%未満では摩擦係数が高く、潤滑
性向上効果は得られない。
rr?の下層としての亜鉛電気めっき層を形成し、次い
で、その上に、 めっき量が5g/mの亜鉛−コバルト
合金電気めっき層を形成し、このようにして得られた亜
鉛−コバルト合金電気めっき鋼板の摩擦係数と、その上
層めっき層のコバルト含有率との関係をグラフによって
示す。第2図から明らかなように、上層めっき層のコバ
ルト含有率が3wt、%未満では摩擦係数が高く、潤滑
性向上効果は得られない。
上層としての亜鉛合金電気めっき層のめっき量は、鋼板
片面当り1から20g/dの範囲内とすべきである。め
っき量が鋼板片面当りIg/rn’未満では、潤滑性向
上効果が得られない。一方、めっき量が鋼板片面当り2
0g/rd を超えても上述した効果に格別の向上が得
られず、不経済である。
片面当り1から20g/dの範囲内とすべきである。め
っき量が鋼板片面当りIg/rn’未満では、潤滑性向
上効果が得られない。一方、めっき量が鋼板片面当り2
0g/rd を超えても上述した効果に格別の向上が得
られず、不経済である。
[作用]
上述したように、鋼板の少なくとも1つの表面上に形成
された下層としての亜鉛電気めっき層の上に、上層とし
ての亜鉛合金電気めっき層を形成したことにより、潤滑
性が向上する理由は、次のように推定される。
された下層としての亜鉛電気めっき層の上に、上層とし
ての亜鉛合金電気めっき層を形成したことにより、潤滑
性が向上する理由は、次のように推定される。
前述したように、亜鉛めっき層の硬度は低い。
従って、亜鉛めっき鋼板をプレス成形したときに、亜鉛
めっき層が変形して、プレス金具とのミクロの接触面積
が大になる結果、摩擦係数が高くなって潤滑性が低下す
る。一方、冷延鋼板の硬度および亜鉛合金電気めっき鋼
板の亜鉛合金電気めっき層の硬度は、何れも高い、従っ
て、冷延鋼板または亜鉛合金電気めっき鋼板をプレス成
形したときに、プレス金具とのミクロの接触面積が小さ
いために、摩擦係数は低く、従って、冷延鋼板および亜
鉛合金電気めっき鋼板の潤滑性は高い。
めっき層が変形して、プレス金具とのミクロの接触面積
が大になる結果、摩擦係数が高くなって潤滑性が低下す
る。一方、冷延鋼板の硬度および亜鉛合金電気めっき鋼
板の亜鉛合金電気めっき層の硬度は、何れも高い、従っ
て、冷延鋼板または亜鉛合金電気めっき鋼板をプレス成
形したときに、プレス金具とのミクロの接触面積が小さ
いために、摩擦係数は低く、従って、冷延鋼板および亜
鉛合金電気めっき鋼板の潤滑性は高い。
この発明における上層としての亜鉛合金電気めっき層の
硬度は、下層としての亜鉛電気めっき層よりも顕著に高
い、従って、プレス成形したときに、下層としての亜鉛
電気めっき層は変形するが、上層としての亜鉛合金電気
めっき層は変形しにくく、めっき層の表面とプレス金具
との接触面積の増大が抑制される。この結果、摩擦係数
が低くなり、優れた潤滑性が発揮される。
硬度は、下層としての亜鉛電気めっき層よりも顕著に高
い、従って、プレス成形したときに、下層としての亜鉛
電気めっき層は変形するが、上層としての亜鉛合金電気
めっき層は変形しにくく、めっき層の表面とプレス金具
との接触面積の増大が抑制される。この結果、摩擦係数
が低くなり、優れた潤滑性が発揮される。
上述した推定に従えば、上層としての亜鉛合金電気めっ
き層の亜鉛以外の成分の含有率が3wt、1未満では、
潤滑性向上効果が得られない理由は。
き層の亜鉛以外の成分の含有率が3wt、1未満では、
潤滑性向上効果が得られない理由は。
上層めっき層の硬度上昇が不十分なためであると考えら
れる。
れる。
また、下層としての亜鉛電気めっき層のめっき量が鋼板
片面当り150g/rrrを超えると、潤滑性向上効果
が得られない理由は、亜鉛電気めっき層のめっき結晶の
粗大化によって、その上に形成された上層としての亜鉛
合金電気めっき暦による下層の被覆率が低く、亜鉛電気
めっき層の一部が露出するためであると考えられる。
片面当り150g/rrrを超えると、潤滑性向上効果
が得られない理由は、亜鉛電気めっき層のめっき結晶の
粗大化によって、その上に形成された上層としての亜鉛
合金電気めっき暦による下層の被覆率が低く、亜鉛電気
めっき層の一部が露出するためであると考えられる。
更に、上層としての亜鉛合金電気めっき層のめっき量が
鋼板片面当りIg/rrr未満では、潤滑性向上効果が
得られない理由は、上記と同じように。
鋼板片面当りIg/rrr未満では、潤滑性向上効果が
得られない理由は、上記と同じように。
上層としての亜鉛合金電気めっき暦による下層の被覆率
が低く、亜鉛電気めっき層の一部が露出するためである
と考えられる。従って、そのめっき量の増加に伴って、
亜鉛合金電気めっき層による下層の被rIi率は高くな
り、鋼板片面当り20g/m2になると上層としての亜
鉛合金電気めっき層が下層を十分に被覆し、亜鉛電気め
っき層の露出部分が無くなり、それ以上めっき量を増加
しても、潤滑性の向上は進まなくなる。
が低く、亜鉛電気めっき層の一部が露出するためである
と考えられる。従って、そのめっき量の増加に伴って、
亜鉛合金電気めっき層による下層の被rIi率は高くな
り、鋼板片面当り20g/m2になると上層としての亜
鉛合金電気めっき層が下層を十分に被覆し、亜鉛電気め
っき層の露出部分が無くなり、それ以上めっき量を増加
しても、潤滑性の向上は進まなくなる。
下層としての亜鉛電気めっき層の表面粗さ(Ra)が1
゜5μ論を超えると、電着塗装によってめっき層上に形
成された塗膜に気泡状の欠陥が発生する原因は、第1図
に示すように表面粗さ(Ra)が大になるに従って欠陥
発生率が増加することから、電着塗装時に発生した水素
ガスの塗膜内における滞留と、電着塗装の前に鋼板のめ
っき層上に形成された燐酸塩被膜の燐酸塩結晶からの脱
水現象によるものと推定される。
゜5μ論を超えると、電着塗装によってめっき層上に形
成された塗膜に気泡状の欠陥が発生する原因は、第1図
に示すように表面粗さ(Ra)が大になるに従って欠陥
発生率が増加することから、電着塗装時に発生した水素
ガスの塗膜内における滞留と、電着塗装の前に鋼板のめ
っき層上に形成された燐酸塩被膜の燐酸塩結晶からの脱
水現象によるものと推定される。
即ち、電着塗装時に発生した水素ガスのうち、めっき層
表面のミクロ的な凹部に付着したガスは。
表面のミクロ的な凹部に付着したガスは。
逃げにくいので、塗膜の焼き付は時に塗膜内に閉じ込め
られ、膨張して気泡状の空孔となる。更に、上述した塗
膜の焼き付は時に、燐酸塩結晶中に含まれている水が、
結晶中から脱離する。特に、めっき層表面の凹部の塗膜
の燐酸塩結晶から脱離した水は、塗膜の焼き付は時に塗
膜内に閉じ込められ、膨張して気泡状の空孔となる。従
って、めっき層表面の凹部即ち表面粗さ(Ra)が大き
いほど、塗膜に気泡状欠陥が生じやすくなって、めっき
層の表面粗さ(Ra)が、気泡状欠陥の発生率に大きな
影響を与える。
られ、膨張して気泡状の空孔となる。更に、上述した塗
膜の焼き付は時に、燐酸塩結晶中に含まれている水が、
結晶中から脱離する。特に、めっき層表面の凹部の塗膜
の燐酸塩結晶から脱離した水は、塗膜の焼き付は時に塗
膜内に閉じ込められ、膨張して気泡状の空孔となる。従
って、めっき層表面の凹部即ち表面粗さ(Ra)が大き
いほど、塗膜に気泡状欠陥が生じやすくなって、めっき
層の表面粗さ(Ra)が、気泡状欠陥の発生率に大きな
影響を与える。
なお、上層としての亜鉛合金めっき層のめっき量は少な
いので、めっき層の表面粗さは小さく。
いので、めっき層の表面粗さは小さく。
従って、その表面粗さが気泡状欠陥の発生を促すことは
殆んどない。
殆んどない。
次に、この発明を、実施例により、比較例と対比しなが
ら説明する。
ら説明する。
[実施例]
板厚0.7mm、表面粗さ0.8〜1.0μmの冷延鋼
板に対し、下記Aに示す条件で亜鉛電気めっきを施して
、鋼板の一方の表面上に下層としての亜鉛電気めっき層
を形成し、次いで、下層としての亜鉛電気めっき層の上
に、下記Bに示す条件で亜鉛合金電気めっきを施して、
上層としての亜鉛合金電気めっき暦を形成し、第1表に
示す本発明の複層めっき鋼板の供試体(以下、「本発明
供試体」 という)Nα1〜31を調製した。
板に対し、下記Aに示す条件で亜鉛電気めっきを施して
、鋼板の一方の表面上に下層としての亜鉛電気めっき層
を形成し、次いで、下層としての亜鉛電気めっき層の上
に、下記Bに示す条件で亜鉛合金電気めっきを施して、
上層としての亜鉛合金電気めっき暦を形成し、第1表に
示す本発明の複層めっき鋼板の供試体(以下、「本発明
供試体」 という)Nα1〜31を調製した。
A、下層めっき層のめっき条件
(1) 冷 延 鋼 板ニアルミキルド鋼(2)めっ
き液流速: 0.5〜5m/5(3)めっき液温度:5
0〜60℃ (4) めっき電流密度:50〜150A/dボ(5
)めっ き時間:めっき量に応じて適宜調整 (6) めっき液の組成 ZnSO4・7H,0:440g/I2Na2SO4:
0〜70g/ n pH: 1.0〜1.8 B、上層めっき層のめつき条件 (1)めっき液流速:1〜5m/5 (2)めっき電流密度:30〜150^/di(3)め
っき液温度:50〜60℃ (4)めっ き時間:めつき量に応じて適宜調整 (5)めっき液の組成: Zn −Kn合金めっき Mn(BF4)、およびZn(BF4)z :合計濃度
100〜350g/III なお、 その比率は適宜
変化させた。
き液流速: 0.5〜5m/5(3)めっき液温度:5
0〜60℃ (4) めっき電流密度:50〜150A/dボ(5
)めっ き時間:めっき量に応じて適宜調整 (6) めっき液の組成 ZnSO4・7H,0:440g/I2Na2SO4:
0〜70g/ n pH: 1.0〜1.8 B、上層めっき層のめつき条件 (1)めっき液流速:1〜5m/5 (2)めっき電流密度:30〜150^/di(3)め
っき液温度:50〜60℃ (4)めっ き時間:めつき量に応じて適宜調整 (5)めっき液の組成: Zn −Kn合金めっき Mn(BF4)、およびZn(BF4)z :合計濃度
100〜350g/III なお、 その比率は適宜
変化させた。
H,BO,: 10〜45g/ Q
ポリエチレングリコール: 1〜5g/αpH:l〜3
.5 Zn −Knを除<Zn合金めつき ZnSO4・7H20と。
.5 Zn −Knを除<Zn合金めつき ZnSO4・7H20と。
FeSO4・7H,0,Co50.・7H20,NiS
O4・61(、OおよびCr2(S04)、のうちの少
なくとも1つ二 合計濃度100〜500g/ Q
なお、その比率は適宜変化させた。
O4・61(、OおよびCr2(S04)、のうちの少
なくとも1つ二 合計濃度100〜500g/ Q
なお、その比率は適宜変化させた。
Na、XSO,: 30g/ Q
pH:1〜3
比較のために、前述した冷延鋼板に対し電気めっきを施
して、第2表に示すこの発明の範囲外のめっき層を有す
る比較用めっき鋼板の供試体(以下、「比較用供試体」
という)Nal〜7を調製した。
して、第2表に示すこの発明の範囲外のめっき層を有す
る比較用めっき鋼板の供試体(以下、「比較用供試体」
という)Nal〜7を調製した。
上述した本発明供試体Nα1〜31および比較用供試体
Nα1〜7の各々について、潤滑性、塗装仕上がり性お
よび耐食性(耐外観錆性)を以下に述べる性能試験によ
って評価した。評価結果を、第1表および第2表に併せ
て示す。
Nα1〜7の各々について、潤滑性、塗装仕上がり性お
よび耐食性(耐外観錆性)を以下に述べる性能試験によ
って評価した。評価結果を、第1表および第2表に併せ
て示す。
(1)潤滑性:
供試体の表面に潤滑油を塗布し、第3図に示す装置によ
り摩擦係数を測定し、得られた摩擦係数を潤滑性とした
。摩擦係数測定装置は、第3図に示すように、その上面
に試験片1が載置される水平移動可能なスライドテーブ
ル2と、スライドテーブル2上の試験片1をその上方か
ら押さえる工具3と、工具3と対称位置の、スライドテ
ーブル2の下方に設けられた、スライドテーブル2の下
面に接するローラ4を有するスライドテーブル支持台5
と、スライドテーブル支持台5に取り付けられた第10
−ドセル6と、スライドテーブル2の水平移動方向の端
部に設けられた第20−ドセル7とからなっている。
り摩擦係数を測定し、得られた摩擦係数を潤滑性とした
。摩擦係数測定装置は、第3図に示すように、その上面
に試験片1が載置される水平移動可能なスライドテーブ
ル2と、スライドテーブル2上の試験片1をその上方か
ら押さえる工具3と、工具3と対称位置の、スライドテ
ーブル2の下方に設けられた、スライドテーブル2の下
面に接するローラ4を有するスライドテーブル支持台5
と、スライドテーブル支持台5に取り付けられた第10
−ドセル6と、スライドテーブル2の水平移動方向の端
部に設けられた第20−ドセル7とからなっている。
スライドテーブル支持台5を上方に押し上げて、スライ
ドテーブル2上の試験片1を工具3に、垂直力Nで接触
させると共に、スライドテーブル2を試験片1と共に外
力Fで1m/+minの速度により水平移動させる。こ
の水平移動時の垂直力Nと外力F即ち−によって摩擦係
数を算出する。
ドテーブル2上の試験片1を工具3に、垂直力Nで接触
させると共に、スライドテーブル2を試験片1と共に外
力Fで1m/+minの速度により水平移動させる。こ
の水平移動時の垂直力Nと外力F即ち−によって摩擦係
数を算出する。
(2)塗装仕上がり性:
供試体の各々から、70X150rrnのサイズの試験
月番50枚を採取し、採取した試験片の各々を、燐酸塩
処理工程および電着塗装工程よりなる自動車用鋼板の塗
装設備により電着塗装し、塗膜の気泡状欠陥を有する試
験片の発生率を調べ、その発生率によって塗装仕上がり
性を評価した。評価基準は、次の通りである。
月番50枚を採取し、採取した試験片の各々を、燐酸塩
処理工程および電着塗装工程よりなる自動車用鋼板の塗
装設備により電着塗装し、塗膜の気泡状欠陥を有する試
験片の発生率を調べ、その発生率によって塗装仕上がり
性を評価した。評価基準は、次の通りである。
A:発生率0%
B:発生率1〜5%
C:発生率5%超
(3)耐食性(耐外観錆性):
供試体の各々から、70X150m++のサイズの試験
片を採取し、採取した試験片の各々に対して、日本パー
力ライジング(株)製の燐酸塩処理液(PB3080)
を使用し燐酸塩処理を施して、試験片の表面上に燐酸塩
被膜を形成し、次いで、関西ペイント(株)製の塗料(
ニレクロン#9411)を使用し、電着塗装を施して、
燐酸塩被膜の上に厚さ20μmの塗膜を形成した。この
塗膜の上に、更に厚さ35μmの中塗り塗装およびその
上に厚さ35μmの上塗り塗装を施した後、カットを入
れた。次いで、カットの入れられた試験片を、1年間大
気下で暴露し、この間、1週間に2回、試験片に対して
5%NaCQを散布した。次いで、試験片のカット片側
にあ’1f?最大ふくれ幅を測定し、得られた測定値に
よって、耐外観錆性を評価した。評価基準は、次の通り
である。
片を採取し、採取した試験片の各々に対して、日本パー
力ライジング(株)製の燐酸塩処理液(PB3080)
を使用し燐酸塩処理を施して、試験片の表面上に燐酸塩
被膜を形成し、次いで、関西ペイント(株)製の塗料(
ニレクロン#9411)を使用し、電着塗装を施して、
燐酸塩被膜の上に厚さ20μmの塗膜を形成した。この
塗膜の上に、更に厚さ35μmの中塗り塗装およびその
上に厚さ35μmの上塗り塗装を施した後、カットを入
れた。次いで、カットの入れられた試験片を、1年間大
気下で暴露し、この間、1週間に2回、試験片に対して
5%NaCQを散布した。次いで、試験片のカット片側
にあ’1f?最大ふくれ幅を測定し、得られた測定値に
よって、耐外観錆性を評価した。評価基準は、次の通り
である。
A:最大ふくれ幅1m未満
B: 〃 〃 1〜2Ilv1未満C: n
n 2−2.5rm未満D: n n
2.5mm以上第1表および第2表において、潤滑油
は、潤滑性試験のために供試体の表面上に塗布した油で
あり、raJおよびrbJは、下記を表わす。
n 2−2.5rm未満D: n n
2.5mm以上第1表および第2表において、潤滑油
は、潤滑性試験のために供試体の表面上に塗布した油で
あり、raJおよびrbJは、下記を表わす。
a:鉱油系鋼板防錆油(NOX RUST 530F4
0パーカー興産(株)製) b=高粘度潤滑油 (FERROCOTE 61−MA
L−HCL−1クエーカー(株)ml) 第2表から明らかなように、単層の亜鉛電気めっき層か
らなる比較用供試体&1および2は、摩擦係数が高くて
潤滑性が悪く、更に、表面粗さが大きい比較用供試体&
1は、塗装仕上がり性も悪かった。
0パーカー興産(株)製) b=高粘度潤滑油 (FERROCOTE 61−MA
L−HCL−1クエーカー(株)ml) 第2表から明らかなように、単層の亜鉛電気めっき層か
らなる比較用供試体&1および2は、摩擦係数が高くて
潤滑性が悪く、更に、表面粗さが大きい比較用供試体&
1は、塗装仕上がり性も悪かった。
めっき層が複層であっても、上層としてのZn−Co合
金電気めっき層のめっき量が本発明の範囲を外れて少な
く、その表面に鋼板防錆油を塗布した比較用供試体&3
は、摩擦係数が高くて潤滑性が悪かった。また、めっき
層が複層であっても、下層としての亜鉛電気めっき層の
めっき量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体&4
は、耐外観錆性が悪く、そして、亜鉛電気めっき層のめ
っき量が本発明の範囲を外れて多く且つその表面粗さが
本発明の範囲を外れて大きい比較用供試体Nα5は、摩
擦係数が高くて潤滑性が悪く、更に、塗装仕上がり性も
悪かった。
金電気めっき層のめっき量が本発明の範囲を外れて少な
く、その表面に鋼板防錆油を塗布した比較用供試体&3
は、摩擦係数が高くて潤滑性が悪かった。また、めっき
層が複層であっても、下層としての亜鉛電気めっき層の
めっき量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体&4
は、耐外観錆性が悪く、そして、亜鉛電気めっき層のめ
っき量が本発明の範囲を外れて多く且つその表面粗さが
本発明の範囲を外れて大きい比較用供試体Nα5は、摩
擦係数が高くて潤滑性が悪く、更に、塗装仕上がり性も
悪かった。
めっき層が複層であっても、上層としてのZn−Co合
金電気めっき層のCo含有量が本発明の範囲を外れて少
ない比較用供試体Na6は、摩擦係数が高くて潤滑性が
悪かった。
金電気めっき層のCo含有量が本発明の範囲を外れて少
ない比較用供試体Na6は、摩擦係数が高くて潤滑性が
悪かった。
なお、単層の亜鉛電気めっき層からなっていても、その
表面に高粘度潤滑油を塗布した比較用供試体&7は、摩
擦係数が低く潤滑性は良好であったが、高粘度潤滑油の
ために、作業場が汚染し且つ塗装のための前処理時にお
ける鋼板表面の洗浄が困難になる問題が生じた。
表面に高粘度潤滑油を塗布した比較用供試体&7は、摩
擦係数が低く潤滑性は良好であったが、高粘度潤滑油の
ために、作業場が汚染し且つ塗装のための前処理時にお
ける鋼板表面の洗浄が困難になる問題が生じた。
これに対して、第1表から明らかなように、本発明供試
体魔1〜31は、何れも、潤滑油として鋼板防錆油を使
用したにもかかわらず摩擦係数が低く潤滑性に優れ且つ
塗装仕上がり性も良好であった。耐食性としての耐外観
錆性は、本発明供試体Na 28および29がやや劣っ
ていたが、その外の本発明供試体は、何れも良好であっ
た。
体魔1〜31は、何れも、潤滑油として鋼板防錆油を使
用したにもかかわらず摩擦係数が低く潤滑性に優れ且つ
塗装仕上がり性も良好であった。耐食性としての耐外観
錆性は、本発明供試体Na 28および29がやや劣っ
ていたが、その外の本発明供試体は、何れも良好であっ
た。
[発明の効果]
以上述べたように、この発明の複層めっき鋼板によれば
、プレス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上
がり性に優れ、自動車車体用防錆鋼板として優れた特性
が発揮される。工業上有用な効果がもたらされる。
、プレス成形時における潤滑性、耐食性および塗装仕上
がり性に優れ、自動車車体用防錆鋼板として優れた特性
が発揮される。工業上有用な効果がもたらされる。
第1図
第1図は気泡状欠陥の発生率とめっき層の表面粗さとの
関係を示すグラフ、第2図は上層めっき層のコバルト含
有率と摩擦係数との関係を示すグラフ、第3図は摩擦係
数測定装置の概略正面図。 第4図はめっき層上の塗膜欠陥を示すめっき層の金属組
織の300倍の顕微鏡写真である。 図面において。 1・・・試験片、 2・・・スライドテーブル、
3・・・工具、 4・・・ローラ、5・・・
支持台、6,7・・・ロードセル。 めっき層の表面粗さ Rα(μm) 第 2 図 上層めつさ層のコバルト含有率(wt、%)第 図
関係を示すグラフ、第2図は上層めっき層のコバルト含
有率と摩擦係数との関係を示すグラフ、第3図は摩擦係
数測定装置の概略正面図。 第4図はめっき層上の塗膜欠陥を示すめっき層の金属組
織の300倍の顕微鏡写真である。 図面において。 1・・・試験片、 2・・・スライドテーブル、
3・・・工具、 4・・・ローラ、5・・・
支持台、6,7・・・ロードセル。 めっき層の表面粗さ Rα(μm) 第 2 図 上層めつさ層のコバルト含有率(wt、%)第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、鋼板の少なくとも1つの表面上に形成された、表面
粗さ(Ra)が1.5μm以下であって、めっき量が前
記鋼板の片面当り25から150g/m^2の範囲内の
、下層としての亜鉛電気めっき層と、前記下層としての
亜鉛電気めっき層の上に形成された、めっき量が前記鋼
板の片面当り1から20g/m^2の範囲内の、上層と
しての亜鉛合金電気めっき層とからなることを特徴とす
る、潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層
めっき鋼板。 2、前記上層としての亜鉛合金電気めっき層が、コバル
トを3から99wt.%の範囲内で含有する亜鉛−コバ
ルト合金からなっている、請求項1に記載の複層めっき
鋼板。 3、前記上層としての亜鉛合金電気めっき層が、マンガ
ンを3から99wt.%の範囲内で含有する亜鉛−マン
ガン合金からなっている、請求項1に記載の複層めっき
鋼板。 4、前記上層としての亜鉛合金電気めっき層が、クロム
、マンガン、鉄、コバルトおよびニッケルのうちの2種
以上を、3から99wt.%の範囲内で含有する亜鉛合
金からなっている、請求項1に記載の複層めっき鋼板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29841589A JPH03158494A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 |
CA 2041068 CA2041068A1 (en) | 1989-11-16 | 1991-04-23 | Plated steel sheet having two plating layers and excellent in antifriction, corrosion resistance and painting adaptability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29841589A JPH03158494A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03158494A true JPH03158494A (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=17859410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29841589A Pending JPH03158494A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03158494A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58204193A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-11-28 | Kobe Steel Ltd | 表面処理鋼板 |
JPS5989785A (ja) * | 1982-11-13 | 1984-05-24 | Nippon Steel Corp | 耐食性、塗装密着性にすぐれた2層被覆層の合金めつき鋼板およびその製造方法 |
JPS6082691A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 多層めつき鋼板 |
JPS60215789A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-29 | Nippon Steel Corp | 耐食性,塗装性に優れた表面処理鋼板 |
JPS61170593A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP29841589A patent/JPH03158494A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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