JPH0331496A - Ｚｎ―Ｎｉ合金電気めっき鋼板の製造方法 - 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、Ｚｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板の製造方法に
係り、特に自動車車体外面に用いるのが好適な塗装後の
鮮映性、耐チッピング性ならびに穴あき性に優れたＺｎ
−Ｎｉ合金電気めっき鋼板の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、自動車車体の腐食を防止するため、自動車用鋼板
に高耐食性が求められるようになった。　そして、その
−環として各１ＪＺｎ系合金電気めっき鋼板が開発され
、その使用量が増加している。　特に、Ｚｎ−Ｎｉ合金
電気め−っき鋼板は、耐食性および溶接性に優れている
ためその使用量が著しく増加している。

従来、自動車用鋼板として用いられるＺｎ−Ｎｉ合金電
気めっき鋼板は、内板用であり、外′板用に用いる場合
、片面のみをめっきし、車体外面側に非めっき面（冷延
鋼板）を使用する。

自動車車体防食の観点からは、外板としても両面めっき
を使用することが望ましいが、次の理由でこれまで用い
ることができなかった。

（１）Ｚｎ−Ｎｉ合金電気めっきは化成処理性不良のた
め３コート後の耐水二次密着性が不良である。

（２）Ｚｎ−Ｎｉ合金電気めっき被膜は、道路上の小石
がはね、自動車車体外面に衝突するいわゆるチッピング
によるめっき被膜の剥離が生じ易い。

（１）に関しては、化成処理液の改良がなされ現状では
、はぼ問題のないレベルになっている。

（２）に関しては、めっき密着性の観点より次のような
提案がなされている。

（Ａ）本めっき前に予め鋼板上にＺｎ−Ｎｉめっき層中
の所定のＮｉ含有率よりも高いＮｉ含有率（１〜３０％
高いのが好ましい）のＺｎ−Ｎｉ系合金を厚さ０．０５
〜０．８μｍする方法（特公昭６１−４３９号公報参照
）。

（Ｂ）鋼板表面上に下層としてＮｉまたはＣｕを０．１
〜１．５ｇ／ｍ’めっきし、上層にＺｎ−Ｎｉめっきを
被膜する方法（特開昭６１−６２９５号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかるに、上記（Ａ）の方法でめっきしても、Ｉｇ／個
の御影石２０個を５０ｍｍφの円筒中に落し、筒内に導
いた４ｋｇ／ｍ’圧のａｉｒにて一１５℃に冷却した３
コートのサンプル材に打ちつけ（グラベロ試験）、テー
プ剥離する耐チツピング性試験（以下低温チッピング試
験と称す）をおこなうと、十分な特性を示さない、　こ
れは低温チッピング試験が他の密着性テストに比すと過
酷なテストであり上記（Ａ）の方法、による改良では不
十分であるためと考えられる。

一方（Ｂ）の方法によると、耐チッピング性は良好であ
るが、カチオン電着材にきすを付けた耐食試験において
多数の穴あきが発生して耐食性に問題があることが知ら
れている。

また、これらの鋼板を自動車車体外面に使用する場合は
、商品価値を高めるために、３コート塗装後の鮮映性を
向上させる必要性がある。

一般に鮮映性を向上させるためには、塗膜を厚くする必
要があるが、塗料コスト高になるため経済的ではない。

鋼板側から鮮映性を高め−る方法として、調質圧延用ワ
ークロールの表面に凹凸模様を付け、そのワークロール
を用いて調質圧延をおこない鋼板表面に一定パターンの
凹凸をつける方法が広く知られている（例えば特開昭６
３−１３２７０１号公報参照）。

しかし、上記方法は、特殊なワークロールを用意する必
要があり、−数的な冷延鋼板およびＺｎ−Ｎｉめりき鋼
板に適用するわけにはいかない。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、低
温域での耐チッピング性を有しながら、耐大あき性が良
好で、しかも３三−ト後の鮮映性の優れた自動車車体外
面用Ｚｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板の製造方法を提供す
ることにある。

＜’ＩＩＩを解決するための手段〉 上記目的を達成するために本発明によれば、Ｚｎ−Ｎｉ
合金電気めっき鋼板を製造するに際し、予め鋼板表面を
砥粒入り研摩材で研摩したのち、０．９＜Ｎ　ｉ／　（
Ｚｎ＋Ｎ　ｉ　）＜１（モル比）、ＰＨ１〜２、電流密
度５〜！５゜Ａ　／　ｄ　ｍ　２の条件で５０〜１００
０　ｍ　ｇ　／　ｍ　’のＺｎ−Ｎｉめっきの前めっき
をおこない、引続きＺｎ−Ｎｉ合金電気めっきの本めっ
きを施すごとを特徴とするＺｎ−Ｎｉ合金電気めっぎ鋼
板の製造方法が提供される。

前記砥粒の粒度が＃１００〜＃１０００であるのが好ま
しい。

また、前記研摩材が、ブラシロールであってその芯径が
１．６ｍｍ未満であるのが好ましい。

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明においては前めっきに先立って鋼板表面の研摩を
行う。　これにより鋼板表面を適度に活性化して電析結
晶を細粒化し、めっき面の平滑性を増すことができ、塗
装後の鮮映性が高まる。

従って、鋼板表面を活性化するために砥粒入り研摩材を
用いることが必要である。

研摩材中に含まれる砥粒の種類としては、アルミナ（Ａ
ｊ２２０３）、炭化硅素（Ｓ　ｉ　Ｃ）のような−数的
に用いられているものがよい。

また、砥粒の粒度は、ｓｔ　ｏｏ〜＃１０００であるこ
とが必要である。　粒度が＃１００より粗いと、研摩に
より大きな表面疵が発生し、めっぎ結晶の細粒化による
平滑効果が得られない、　一方、粒度が５ｔｏｏｏより
細かいと、砥粒による研摩効果がほとんど見られなくな
り、砥粒を含まない研摩材により研摩した場合と変わら
ず鋼板表面の活性化が十分に得られない。

研摩材として、例えば株式会社ホタニ製のブラシロール
を使用する場合は、ブラシ芯径は、１．６ｍｍΦ未満で
あることが必要である。　芯径が１．６ｍｍΦ以上であ
ると、ブラシロールの研削力が大きく深い表面疵が発生
し、めっき結晶の細粒化による平滑効果が得られない。

このような鋼板表面の研摩は、前めっき直前、即ち電解
脱脂→水洗→酸洗−水洗のようにおこなわれる通常の前
処理工程において、酸洗後の水洗時に水洗をしながら研
摩をすることが効果的である。

前めっき条件は、 ０．９＜Ｎｉ／（Ｚｎ＋Ｎｉ）＜１　　（モル比）％ｐ
Ｈ１〜２、電流密度５〜１５０　Ａ　／　ｄ　ｍ　”目
付量が５０〜１０００ｍｇ／ｍ’であることが必要であ
る。

めっき液のモル比Ｎ　ｉ／　（Ｚｎ＋Ｎ　ｉ　）　　（
以下、Ｎｉモル比という）が０．９以下であると低温チ
ッピング性の改善効果は十分でない。

また、Ｎｉモル比が１になると耐火あき性が劣化する。

ｐＨが２を超えると、すじむらが発生して前めっきの外
観が不良になり、本めっき後もそのむらが十分に隠蔽さ
れず自動車車体外面用のめっき鋼板の外観として不適切
である。　また、ｐＨが２を超える条件での前めっきで
は十分な低温チッピング性の改善効果はない。

方、ＰＨが１未満の場合は、めっきの析出効率が低く、
しかもライン速度、電流密度への依存性が高くなり、目
付量を５０〜１０００ｍ　ｇ　／　ｍ　２の範囲にコン
トロールすることが困難である。

電流密度が５　Ａ　／　ｄ　ｍ　’未満であると、めっ
との析出効率が低く、前めっきに必要なセルが大きくな
り不経済である。　また、１５０Ａ　／　ｄ　ｍ　２を
超えると電解時間が短く、５０〜１０００ｍｇ／ｍ’の
目付量コントロールが困難である。

前めつぎ目付量が５０　ｍ　ｇ　／　ｍ　’未満である
と、低温チッピング性の改善効果がない。

方、１０００ｍｇ／ｍ”を超えると耐火あき性が不良に
なる。

前めっきにより、低温チッピング性が改善される機構は
明確ではないが、本発明者らは次のように推定している
。

低温チッピング試験は、密着試験の一種であるが、加工
変形に対する密着性試験である０１曲げ試験などとは異
なり、上側が塗装で、下側が鋼板に固定されためっき層
の衝撃密着試験である。　従って、低温チッピング性が
良好とは衝撃で加えられたストレスに耐えながら少ない
剥離でこのストレスを開放できるということである。

前めっき層は、一種のショックアブソーバ−の働きをし
ているから、ショックアブソーバ−として働くためには
一定量以上、すなわち５０ｍ　ｇ　／　ｍ　２以上の前
めっきが必要になると考えられる。　そして、少ない剥
離でストレスを解放するためには、めっき層が硬く割れ
易いことが必要であり、そのためにｐＨ２以下で、０．
９以上のＮｉモル比が必須の条件となる。

一方、前めっき量が１０００ｍｇ／ｍ”以上またはＮｉ
モル比が１の場合、耐火あき性が不良となるのは、Ｆｅ
より責な腐食電位が濃化されると、鋼板の溶解が促進さ
れることにより生じるためと考えられる。

以上の前めっきをおこなったのちにＺｎ−Ｎｉ合金電気
めっき（本めっき）を施す。

本発明では、本めっきのＮｉ含有率および付着量は、特
に限定されないが、自動車用鋼板として要求される耐食
性、加工性、溶接性の観点からＮｉ　１０〜１５冑ｔ％
、付着量１０〜１００ｇ　／　ｍ　２　とすることが好
ましい。

また、前めっきや本めっきのめつき方式としては、横型
、縦型、ラジアル型環従来より用いられている任意の方
式が適用可能である。

さらに、本発明に用いるめっき浴としては、硫酸塩浴、
塩化物浴およびこれらの混合浴等を用いればよい。

〈実施例〉 以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） ０．７ｍｍ厚５ＰＣＥ相当冷延鋼板（＃５０ダル）を用
い、実験室において、通常の電解脱脂、酸洗後、水洗を
しながら研摩材で鋼板表面を研摩した。

前めっきと本めっきには、流速が０．８〜１．２ｍ／ｓ
ｅｃで液循環が可能な流動セルをそれぞれに用意した。

研摩直後に第１表に示すめっき条件により前めっきをお
こない、速やかに（２〜３ｓｅｃ）　　水洗することな
く、本めっきのＺｎ−Ｎｉめつきをおこなった。　前め
っきの目付量は、前めっきのみでめっきを中断し、乾燥
後螢光Ｘ線にて定量分析をおこなって測定した。

本めっきに使用した浴組成は、 Ｎｉ５０４７Ｈｚ０　　３００ｇ／　ｆＬＺｎＳ０４７
Ｈｚ０　　２００ｇ／ＩＬ、　９旧、５、５０℃であり
、電流密度１００Ａ／ｄｍ２の電解をおこないＮｉ含有
率は１２．５％、目付量は、電解時間をコントロールす
ることにより１０〜６０ｇ／ｍ２のＺｎ−Ｎｉめつき層
が得られた。

こうして、得られたＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板の表
面外観を光沢度（日本重色工業製色差光沢度計使用）に
より評価した。

また、通常市販されているＤｉｐ方式りん酸塩化成処理
、カチオン型電着塗料、中塗り、上塗りの３コートを全
塗膜として１００μｍ厚に施し、鮮映性を調査した。

測定は、ＤＯＲＩＧＯＮ（Ｈｕｎｔｅｒ　Ｌａｂ社製）
を使用しＤＯＩ値で評価した。　ＤＯＩ値は、没入光と
反射光の割合で示し、その値が高いほど鮮映性が高い。

鮮映性に用いた同じ３コートのサンプルについて前述の
低温チッピング試験を実施した。

評価は、剥離径の大きいもの５点を実測して以下の基準
で判断した。

Ｏ平均値４ｍｍ以下、Ｍａｘ５ｍｍ以下Δ　　平均値４
ｍｍ以下、Ｍａｘ５ｍｍ以上×　　平均値４ｍｍ以上 その結果を第１表に示す。

第１表で研摩条件の種類は、Ａがナイロンブラシ、Ｂが
不織布である。　研摩は、９００ｒ、ｐ、ｍおよび３０
ｍ、ｐ、ｍ、の２回通しでおこなった。

また、前めっき条件の電導助剤は、１種の場合は５０ｇ
／ｆｌ、２種の場合は各２５ｇ／Ａとし、浴温５０℃で
おこなった。　第１表の中、Ｎｏ、１７．１８は研摩せ
ずにおこなったものである。

次に、カチオン電着塗装の工程でぬきだしたサンプル（
膜厚２０μｍ）に、クロスカットをおこない、５ＳＴ６
ｈｒ−Ｄｒｙ２ｈｒ　（４５℃）のサイクル腐食試験１
８０サイクル後の板厚減の大きい値を５か所実測し以下
の基準で耐大あき性を判断した。

Ｏ平均値０．４ｍｍ以下、穴あきなし Δ　　平均値０．４ｍｍ以上、穴あきなし×　　穴あき
あ′り その結果を第１表に示す。

（実施例２） 実ラインにおいて、第２表に示す条件で、第１セルを用
いて前めっきをおこない、第２セル以下で通常めっき（
本めっき）をおこなった。

鋼板は、０．８ｍｍＪｌ［５ＰＣＥ相当冷延鋼板（＃５
０ダル）を用いた。

前めっきの目付量は、本めっ咎をおこなわないでサンプ
リングした鋼板を蛍光Ｘ線にて定量分析をおこなって測
定した。　各特性の調査方法は、実施例１と同じである
。

その結果を第２表に示す。

第２表で研摩条件の種類は、Ａがナイロンブラシ、Ｂが
不織布である。　研摩は、Ｌ、３゜９０ｍ、ｐ、ｍ、回
転数８０Ｏｒ、ｐ、ｍ、２連でおこなった。

第２表の中、Ｎｏ、５．１２は研摩せずにおこなったも
のである。　また、Ｎｏ、１１．１２は前めっきをおこ
なわないものである。

〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明方法を用いることにより、
通常ダルの鋼板を用いて、低温チッピング性、耐火あき
性が良好で、しかも塗装後の鮮映性の良好なＺｎ−Ｎｉ
合金電気めフき鋼板が効率的に生産できる効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板を製造するに際し
   、予め鋼板表面を砥粒入り研摩材で研摩したのち、 ０．９＜Ｎｉ／（Ｚｎ＋Ｎｉ）＜１（モル比）、ｐＨ１
   〜２、電流密度５〜１５０Ａ／ｄｍ＾２の条件で５０〜
   １０００ｍｇ／ｍ＾２のＺｎ−Ｎｉめっきの前めっきを
   おこない、引続きＺｎ−Ｎｉ合金電気めっきの本めっき
   を施すことを特徴とするＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板
   の製造方法。
2. （２）前記砥粒の粒度が＃１００〜＃１０００である請
   求項１記載のＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板の製造方法
   。