JPH0317281A - 塗装耐食性に優れた鉄・亜鉛合金めっき鋼板 - Google Patents
塗装耐食性に優れた鉄・亜鉛合金めっき鋼板Info
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- JPH0317281A JPH0317281A JP14971689A JP14971689A JPH0317281A JP H0317281 A JPH0317281 A JP H0317281A JP 14971689 A JP14971689 A JP 14971689A JP 14971689 A JP14971689 A JP 14971689A JP H0317281 A JPH0317281 A JP H0317281A
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Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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）
自動車、家電製品、鋼′ｇ！１家Ｒ．建材、等に使用し
た場合に，優れた塗装耐食性を発揮する鉄・亜鉛合金め
っき鋼板である。
た場合に，優れた塗装耐食性を発揮する鉄・亜鉛合金め
っき鋼板である。
（従来の技術）
例えば、自動車業界では、自動車の長期耐久性を確保す
るため各種めっき鋼仮の使用比率を高めている。めっき
鋼板は塗装されることが多く、その場合，めっき被膜の
持つ防鯖力（犠牲防食作用？腐食因子の鉄素地への到達
の防止、遅延化）と塗膜の持つ防タｎ力（腐食因子の鋼
板素地への到達の防止，遍延化）に加えて両者の相乗作
用である塗装耐食性を考慮して防食性を議論する必要が
ある。例えば自動車外板では，脱脂後、浸漬ボンデ処理
、電着塗装、中塗り塗装、」二塗り塗装等の多工程を経
て、塗膜密着性、塗装耐食性の向上を図っており、厳し
いｌ２造管理が必要でありコストもかかる．一方では、
部品サイズが装置サイズより大きいため、浸漬ボンデ処
理、電着塗装といった前処理ができずに、脱脂後直接塗
装を実施し、そのため優れた塗膜密着性を得られない場
合もある．従って，めっき層自身が優れた塗膜密着性と
高い防錆能力を有する安価なめっき鋼板が要求されてい
る．従来の鉄・亜鉛合金めっき鋼板には，合金化溶融亜
鉛めっき鋼板、鉄・亜鉛合金電気めっき鋼板、鉄・亜鉛
合金２Ｊ’Ｎ電気めっき鋼板、あるいは２層合金化溶融
亜鉛めっき鋼板、等がある。合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、Ｆｅよりも卑で犠牲防食作用を有する主にδ■層か
らなるＺｎ − Ｆｅ合ｆＬ層を有しており、純亜鉛め
っき鋼板に比べた場合、例えばカチオン電着塗装材の塩
水浸漬に於いて、その分極抵抗の経時劣化は小さく、耐
塗膜ふくれ（ブリスター）性も改善されている．しかし
，化成処理でできる，りん酸亜鉛皮膜は大部分がホパイ
トＺｎ３（ＰＯ４）ｚとなり、 耐アルカリ性に難点が
あった。そこで、上層にＦｅ含有率の高い合金層を形成
させ，りん酸亜鉛皮膜がホスホフイライトＺｎ２Ｆｅ（
ＰＯ４）ｚの結晶形態をとることによって耐アルカリ性
を改善したのが鉄・亜鉛合金２層電気めっき鋼板、ある
いは２／Ｉ！ｆ合金化溶融亜鉛めっき鋼仮である．つま
り、りん酸塩皮膜中のＦａ含有量が高くなり、耐アルカ
リ性が向上した結果、特にカチオン電着塗装時のりん酸
塩皮膜の溶出や、塗膜下でのアルカリ腐食（酸素還元型
腐食）が起こりにくくなり、塗装耐食性が顕著に改善さ
れる，しかし，これらの鋼板は化或処理、１ｌ１！着塗
装されることを前提として開発されたものであり、上記
のように直接塗装される場合は充分な塗膜密着性が確保
できない。
るため各種めっき鋼仮の使用比率を高めている。めっき
鋼板は塗装されることが多く、その場合，めっき被膜の
持つ防鯖力（犠牲防食作用？腐食因子の鉄素地への到達
の防止、遅延化）と塗膜の持つ防タｎ力（腐食因子の鋼
板素地への到達の防止，遍延化）に加えて両者の相乗作
用である塗装耐食性を考慮して防食性を議論する必要が
ある。例えば自動車外板では，脱脂後、浸漬ボンデ処理
、電着塗装、中塗り塗装、」二塗り塗装等の多工程を経
て、塗膜密着性、塗装耐食性の向上を図っており、厳し
いｌ２造管理が必要でありコストもかかる．一方では、
部品サイズが装置サイズより大きいため、浸漬ボンデ処
理、電着塗装といった前処理ができずに、脱脂後直接塗
装を実施し、そのため優れた塗膜密着性を得られない場
合もある．従って，めっき層自身が優れた塗膜密着性と
高い防錆能力を有する安価なめっき鋼板が要求されてい
る．従来の鉄・亜鉛合金めっき鋼板には，合金化溶融亜
鉛めっき鋼板、鉄・亜鉛合金電気めっき鋼板、鉄・亜鉛
合金２Ｊ’Ｎ電気めっき鋼板、あるいは２層合金化溶融
亜鉛めっき鋼板、等がある。合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、Ｆｅよりも卑で犠牲防食作用を有する主にδ■層か
らなるＺｎ − Ｆｅ合ｆＬ層を有しており、純亜鉛め
っき鋼板に比べた場合、例えばカチオン電着塗装材の塩
水浸漬に於いて、その分極抵抗の経時劣化は小さく、耐
塗膜ふくれ（ブリスター）性も改善されている．しかし
，化成処理でできる，りん酸亜鉛皮膜は大部分がホパイ
トＺｎ３（ＰＯ４）ｚとなり、 耐アルカリ性に難点が
あった。そこで、上層にＦｅ含有率の高い合金層を形成
させ，りん酸亜鉛皮膜がホスホフイライトＺｎ２Ｆｅ（
ＰＯ４）ｚの結晶形態をとることによって耐アルカリ性
を改善したのが鉄・亜鉛合金２層電気めっき鋼板、ある
いは２／Ｉ！ｆ合金化溶融亜鉛めっき鋼仮である．つま
り、りん酸塩皮膜中のＦａ含有量が高くなり、耐アルカ
リ性が向上した結果、特にカチオン電着塗装時のりん酸
塩皮膜の溶出や、塗膜下でのアルカリ腐食（酸素還元型
腐食）が起こりにくくなり、塗装耐食性が顕著に改善さ
れる，しかし，これらの鋼板は化或処理、１ｌ１！着塗
装されることを前提として開発されたものであり、上記
のように直接塗装される場合は充分な塗膜密着性が確保
できない。
（発明が解決しようとする課題）
これらの鋼板を直接塗装して用いる場合には、クロメー
ト処理が施されるが、酸化クロム皮膜の単層であり、且
つ皮膜摩が薄いことより充分な耐食性を得られないでい
る。又、特公昭６３−５４７９９号公報の如く片面電気
亜鉛めっき鋼板の両面に金属クロｌ１及び酸化クロムの
被覆層を付着させたものがあるが、この鋼板では、素地
に到達する傷が生じた場合に、Ｚｎの溶出速度が速く、
その上の金属クロｌ１皮膜，酸化クロム皮膜及びその上
の塗膜が剥離するい才）ゆるアンダーカッティング腐食
が生じやすい等何れも難点がある。
ト処理が施されるが、酸化クロム皮膜の単層であり、且
つ皮膜摩が薄いことより充分な耐食性を得られないでい
る。又、特公昭６３−５４７９９号公報の如く片面電気
亜鉛めっき鋼板の両面に金属クロｌ１及び酸化クロムの
被覆層を付着させたものがあるが、この鋼板では、素地
に到達する傷が生じた場合に、Ｚｎの溶出速度が速く、
その上の金属クロｌ１皮膜，酸化クロム皮膜及びその上
の塗膜が剥離するい才）ゆるアンダーカッティング腐食
が生じやすい等何れも難点がある。
本発明は裸耐食性に優れ、且つ脱脂後、前処理を行わず
，直接塗装した場合でも、優れた耐水密着性、塗装耐食
性を発揮する鉄・亜鉛合金めっき鋼板を提供するもので
ある。
，直接塗装した場合でも、優れた耐水密着性、塗装耐食
性を発揮する鉄・亜鉛合金めっき鋼板を提供するもので
ある。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、裸耐食性に優れ、且つりん酸塩処理を行
うことなく、直接塗装した場合でも塗装耐食性に優れた
防錆鋼板の開発を進．めできており、鋭意研究を重ねた
結果、鉄・亜鉛合金めっき層１０〜１００ｇ／ｎ？鋼板
の上に目付け量１０〜１ ０ ０ ０ ｒａｇ／−ｒｒ
ｒの金属クロム層と、その上に金属クロム換算で５〜１
５０＋＋＋ｇ／ｒｒｒの酸化クロム層を形成することで
優れた塗装耐食性を有することを見出した。
うことなく、直接塗装した場合でも塗装耐食性に優れた
防錆鋼板の開発を進．めできており、鋭意研究を重ねた
結果、鉄・亜鉛合金めっき層１０〜１００ｇ／ｎ？鋼板
の上に目付け量１０〜１ ０ ０ ０ ｒａｇ／−ｒｒ
ｒの金属クロム層と、その上に金属クロム換算で５〜１
５０＋＋＋ｇ／ｒｒｒの酸化クロム層を形成することで
優れた塗装耐食性を有することを見出した。
（作用）
すなわち、Ｆｅよりも卑で犠牲防食作用を有し、純亜鉛
よりも分極抵抗が高く、溶出速度が遅い鉄・亜鉛合金層
を有するめっき鋼板を用い、その上にアンダーカッティ
ング腐食に優れた金属クロム層と、さらにその上に酸素
還元過電圧が非常に高く，且つ自動還元溶解を生じず，
塗膜下でのカソード反応抑制に効果のある酸化クロム層
を形或することによって覆れた耐水密着性、塗装耐食性
を発揮するものである．これに加えて、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の場合、凹凸の激しいＺｎ − Ｆｅ合金層
を被覆する金属クロム，酸化クロム、及びその上に塗布
する塗膜は、アンカー効果によってより強固な密着性を
確保できる。
よりも分極抵抗が高く、溶出速度が遅い鉄・亜鉛合金層
を有するめっき鋼板を用い、その上にアンダーカッティ
ング腐食に優れた金属クロム層と、さらにその上に酸素
還元過電圧が非常に高く，且つ自動還元溶解を生じず，
塗膜下でのカソード反応抑制に効果のある酸化クロム層
を形或することによって覆れた耐水密着性、塗装耐食性
を発揮するものである．これに加えて、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の場合、凹凸の激しいＺｎ − Ｆｅ合金層
を被覆する金属クロム，酸化クロム、及びその上に塗布
する塗膜は、アンカー効果によってより強固な密着性を
確保できる。
本発明に使用する鉄・亜鉛合金めっき鋼板としては、合
金化溶融！ＩＩ鉛めっき鋼板、鉄・亜鉛合金２，ＩＩ電
気めっき鋼板、あるいは２層合金化溶融亜鉛めっき鋼板
、等がある。合金化！８融亜鉛めっき鋼板は溶融亜鉛め
っき後、加熱処理を施し、主にδＬ層からむるＺｎ −
Ｆｅ合金ｆｆｊ （Ｆａ７ 〜１ ５％）を形威せし
めたもので、その日付け量は１００ｇ／一以下にするこ
とが望ましい。１ ０ ０ ｇ／ｍ超の目付け量になる
と、戊形時にパウダリングやブレーキングといった、め
っき剥離が生じる危険性が高い．下限は、耐食性から１
ｏｇｌｒｄ以上でよい。
金化溶融！ＩＩ鉛めっき鋼板、鉄・亜鉛合金２，ＩＩ電
気めっき鋼板、あるいは２層合金化溶融亜鉛めっき鋼板
、等がある。合金化！８融亜鉛めっき鋼板は溶融亜鉛め
っき後、加熱処理を施し、主にδＬ層からむるＺｎ −
Ｆｅ合金ｆｆｊ （Ｆａ７ 〜１ ５％）を形威せし
めたもので、その日付け量は１００ｇ／一以下にするこ
とが望ましい。１ ０ ０ ｇ／ｍ超の目付け量になる
と、戊形時にパウダリングやブレーキングといった、め
っき剥離が生じる危険性が高い．下限は、耐食性から１
ｏｇｌｒｄ以上でよい。
鉄・亜鉛合金２Ｎ１電気めっき鋼板はコスト面から厚目
付けにすることは得策ではなく、下層のＺｎリッチ層（
例えばＺｎ６０％以上、残Ｆｅ）は５０ｇ／ボ以下に，
上層のＦｅリッチ層（例、えば、Ｆｅ６０％以上、残Ｚ
ｎ）は１ ０ ｇ ／ ｍ以下の日付け量にすることが
望ましい。２層合金化溶融亜鉛めっき鋼板は戒形性の点
から、下層の主にδ１層からなるＺｎ一Ｆｅ合金，！ｉ
！ （Ｆｅ７ 〜１ ５％）を９ ０ ｇ ／ ｒｒ？
以下に、上層のＦｅリッチＭ（例えばＦｅ６０％以上．
，残Ｚｎ）をＬｏｇ／ｒｒ？以下の目付け量にすること
が望ましい．金属クロム及び酸化クロムを析出させる方
法としては、通常のＴＦＳ−ＣＴの技術を用いることが
でき、１液方式及び２液方式のどちらを用いても差し支
えない。
付けにすることは得策ではなく、下層のＺｎリッチ層（
例えばＺｎ６０％以上、残Ｆｅ）は５０ｇ／ボ以下に，
上層のＦｅリッチ層（例、えば、Ｆｅ６０％以上、残Ｚ
ｎ）は１ ０ ｇ ／ ｍ以下の日付け量にすることが
望ましい。２層合金化溶融亜鉛めっき鋼板は戒形性の点
から、下層の主にδ１層からなるＺｎ一Ｆｅ合金，！ｉ
！ （Ｆｅ７ 〜１ ５％）を９ ０ ｇ ／ ｒｒ？
以下に、上層のＦｅリッチＭ（例えばＦｅ６０％以上．
，残Ｚｎ）をＬｏｇ／ｒｒ？以下の目付け量にすること
が望ましい．金属クロム及び酸化クロムを析出させる方
法としては、通常のＴＦＳ−ＣＴの技術を用いることが
でき、１液方式及び２液方式のどちらを用いても差し支
えない。
本発明鋼での金属クロムの目付け量は、１０〜１０００
ｍｇ／ｒｒｒにする，目付け量がＬｏｗ／ｒｒｒ未満の
場合は、Ｚｎ − Ｆｅ合金層の表層を充分に被覆する
ことが困難で、耐食性効果を発揮できず、クロメート処
理の性能に近づく。１．ＯＯＯｍｇ／＋ｒｒ超では、加
工時に皮膜にクラックが発生し，耐食性が低下する危険
があり好ましくない。酸化クロムの目付け量は、金属ク
ロム換算で５〜１５０ｍｇ／ｎ｛にする．目付け量が５
■／一未満の場合、充分な被覆ができず，優れた塗膜密
着性効果を発揮できない。１５０ｍｇ／ｒｒｌ’超の場
合は、加工時に酸化クロム皮膜中での凝集剥離やクラッ
クを生じ，耐食性が低下するため好ましくない。
ｍｇ／ｒｒｒにする，目付け量がＬｏｗ／ｒｒｒ未満の
場合は、Ｚｎ − Ｆｅ合金層の表層を充分に被覆する
ことが困難で、耐食性効果を発揮できず、クロメート処
理の性能に近づく。１．ＯＯＯｍｇ／＋ｒｒ超では、加
工時に皮膜にクラックが発生し，耐食性が低下する危険
があり好ましくない。酸化クロムの目付け量は、金属ク
ロム換算で５〜１５０ｍｇ／ｎ｛にする．目付け量が５
■／一未満の場合、充分な被覆ができず，優れた塗膜密
着性効果を発揮できない。１５０ｍｇ／ｒｒｌ’超の場
合は、加工時に酸化クロム皮膜中での凝集剥離やクラッ
クを生じ，耐食性が低下するため好ましくない。
このような本発明めっきｍ板は、自動車外板，家電用に
最適である。
最適である。
？下、本発明の実施例について説明する．（実施例）
合金化亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき後、加熱処理
により鉄（ｆｌ４板）をめっき層中へ拡散せしめた。２
層合金化溶融亜鉛めっき鋼板は，下層に上記のごとく合
金化処理し，上層に鉄・亜鉛合金電気めっきを施した． クロムめっきは、次の２液方式、即ち，クロムめっき浴
より金属クロム皮膜を、ケミカル浴より酸化クロム皮膜
を，それぞれ電流密度と通電時間を変更することが形威
した５ クロムめっき浴組成 Ｃｒｙ， １４０ｇ／Ｑ Ｉ１■Ｓｏ． ０．５ｍｇ／Ｑ Ｎａ，ＳｉＦ， ８ ． １ ｇ ／ Ｑ浴温 ５
５℃ ケミカル浴組成 ＣｒＯ，３０ｇ／Ｑ ＮａＯＨ１５ｇ／Ｑ ＮＨ４Ｆ ２．３ｇ／Ｑ ？′６温 ５５℃ 上記の方法でめっきした鋼板に直接５関西ペイント製ア
ミラック中塗り、上塗り塗料をそれぞれ３５μスプレー
塗布し、加熱乾燥させた。
により鉄（ｆｌ４板）をめっき層中へ拡散せしめた。２
層合金化溶融亜鉛めっき鋼板は，下層に上記のごとく合
金化処理し，上層に鉄・亜鉛合金電気めっきを施した． クロムめっきは、次の２液方式、即ち，クロムめっき浴
より金属クロム皮膜を、ケミカル浴より酸化クロム皮膜
を，それぞれ電流密度と通電時間を変更することが形威
した５ クロムめっき浴組成 Ｃｒｙ， １４０ｇ／Ｑ Ｉ１■Ｓｏ． ０．５ｍｇ／Ｑ Ｎａ，ＳｉＦ， ８ ． １ ｇ ／ Ｑ浴温 ５
５℃ ケミカル浴組成 ＣｒＯ，３０ｇ／Ｑ ＮａＯＨ１５ｇ／Ｑ ＮＨ４Ｆ ２．３ｇ／Ｑ ？′６温 ５５℃ 上記の方法でめっきした鋼板に直接５関西ペイント製ア
ミラック中塗り、上塗り塗料をそれぞれ３５μスプレー
塗布し、加熱乾燥させた。
上記のようにして得られた種々の処理鋼板について下記
の試験を実施した。
の試験を実施した。
その結果をまとめて第１表に示す。表より明らかなよう
に、本発明である鉄・亜鉛合金めっき鋼板の上に金属ク
ロム層とその上に酸化クロム層を形或した鋼板は，裸で
の耐食性は勿論のこと、塗膜密着性（耐水二次密着性）
，塗装耐食性に優れていることがわかる。
に、本発明である鉄・亜鉛合金めっき鋼板の上に金属ク
ロム層とその上に酸化クロム層を形或した鋼板は，裸で
の耐食性は勿論のこと、塗膜密着性（耐水二次密着性）
，塗装耐食性に優れていることがわかる。
１）裸耐食性
端面及び裏面シールを行い、塩水噴霧試９ＪＩＳＺ２３
７１）を実施し、赤幻あるいは白錆発生率で１０％を超
えるのに要した時間で評価した。
７１）を実施し、赤幻あるいは白錆発生率で１０％を超
えるのに要した時間で評価した。
２）耐水二次密着性
２コート処理した塗装鋼板を４０℃純水中に２０日間浸
漬後，直ちに２ｍ角の素地鋼板に達する碁盤目を１００
個描き、セロテー゛プで剥離した時の塗膜の剥離数で評
価した。
漬後，直ちに２ｍ角の素地鋼板に達する碁盤目を１００
個描き、セロテー゛プで剥離した時の塗膜の剥離数で評
価した。
３）平板での塗装耐食性
２コート処理した塗装鋼板に素地鋼板に達するクロスカ
ットを描き、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ ２３７１）を実
施．４０日経過後，クロスカット部をテープで剥離した
時のクロスカット部がらの塗膜の最大剥離幅で評価した
。
ットを描き、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ ２３７１）を実
施．４０日経過後，クロスカット部をテープで剥離した
時のクロスカット部がらの塗膜の最大剥離幅で評価した
。
４）成形後の塗装耐食性
エリクセン張り出し後、２コート処理し、張り出し部に
素地鋼板に達するクロスカットを描き、塩水噴霧試験（
ＪＩＳＺ ２３７１） を実施．１０日経過後，クロ
スカット部をテープで剥離した時のクロスカット部から
の塗膜の最大剥離幅で評価した。
素地鋼板に達するクロスカットを描き、塩水噴霧試験（
ＪＩＳＺ ２３７１） を実施．１０日経過後，クロ
スカット部をテープで剥離した時のクロスカット部から
の塗膜の最大剥離幅で評価した。
（発明の効果）
かくすることにより、合金化亜鉛めっき鋼板の塗装耐食
性を著しく向上し，自動車用鋼板等に最適なものとなり
工業的に大きな効果を奏する．又製造技術としても工業
的に安定して製造することができる等の優れた効果が得
られる。
性を著しく向上し，自動車用鋼板等に最適なものとなり
工業的に大きな効果を奏する．又製造技術としても工業
的に安定して製造することができる等の優れた効果が得
られる。
手続補正書
平成１年７月２１日
Claims (1)
- 合金化亜鉛めっき層１０〜１００ｇ／ｍ＾２の上層と
して１０〜１０００ｍｇ／ｍ＾２の金属クロム層とその
上にさらに金属クロム換算で５〜１５０ｍｇ／ｍ＾２の
酸化クロム層を有することを特徴とする鉄・亜鉛合金め
っき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14971689A JPH0317281A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 塗装耐食性に優れた鉄・亜鉛合金めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14971689A JPH0317281A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 塗装耐食性に優れた鉄・亜鉛合金めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317281A true JPH0317281A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15481263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14971689A Pending JPH0317281A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 塗装耐食性に優れた鉄・亜鉛合金めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317281A (ja) |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP14971689A patent/JPH0317281A/ja active Pending
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