JPH04381A

JPH04381A - 耐食性及び溶接性に優れる表面処理鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04381A
Application number: JP9954390A
Authority: JP
Inventors: Shiro Fujii; 史朗藤井; Taketoshi Taira; 平　武敏
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-01-06
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2834529B2

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、亜鉛及び亜鉛系合金めっき鋼板の表面にクロ
メート処理を施しその上層に有機皮膜を有する主として
自動車用防錆処理鋼板として用いられる高耐食性表面処
理鋼板及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術）亜鉛及び亜鉛系めっき鋼板の表面にクロメート処理皮膜
を施し、さらにその上層に有機皮膜を施す有機複合めっ
き鋼板として、従来、主として電気亜鉛系合金めっき鋼
板の表面に、膜厚５ｐ以下の有機皮膜を施す有機複合め
っき鋼板及びその製造方法として特公昭８０−３３１９
２号公報、特公平ｌ−２８１０１号公報等が開示されて
いる。

しかし、近年自動車メーカーの耐食性向上ニズはよりい
っそう高度化し、より耐食性能の優れた表面処理鋼板が
要求されている。これに対応して、鉄鋼メーカーは合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を提供し、めっきの厚目付化によ
る犠牲防食作用の強化を図ることなどを行なっている。

しかしながら、この鋼板を用いても、自動車の孔あき腐
食においてドアヘム部のような湿潤状態下で腐食反応が
進行する部位では、電気化学的反応により腐食が進行す
るので、比較的早期にめっきが溶出してしまうので、犠
牲防食作用の維持が困難である問題を有している。

この解決案として、有機皮膜を鋼板表面に施し鋼板表面
に絶縁抵抗皮膜を形成することにより、めっきの溶出を
防止することか考えられる。しかし、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板は表面粗度が大きいため、有機皮膜を施す際、
鋼板表面上で成膜しない問題が生じる。

すなわち表面の四部で有機皮膜が厚く、凸部で皮膜厚が
薄いまたは皮膜か形成されない状態となる。従って、腐
食環境下で凸部が腐食の核となり、耐食性性能を低下さ
せる問題を生じる。

この対策として有機及膜厚を厚くすることが考えられる
が、こうすると溶接時に電極抵抗が高くなりすぎる、あ
るいは溶接特電極表面へのカボン汚れ付着量が増大する
等の現象が生じ、溶接性能が大幅に低下する問題が生し
る。

以上、主として自動車用防錆処理鋼板に用いられる表面
処理鋼板において、耐食性と溶接性の両方に優れる鋼板
を得ることは困難であった。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、主として自動車用防錆処理鋼板に用い
られる、耐食性と溶接性に優れる表面処理鋼板及びその
製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の第１の発明によれ
ば、鋼板表面に、Ｆｅ６〜１３％、残部Ｚｎからなる組
成であって、表面粗度が平均粗さ（ＲａＨ，２μｓ以下
の合金化溶融亜鉛系めっき皮膜、その上層にクロメート
皮膜、その上層に皮膜厚０．２〜３．０μｍの有機皮膜
からなる耐食性と溶接性に優れる表面処理鋼板が提供さ
れる。

また、本発明の第２の発明によれば、前記第１の発明記
載の表面処理鋼板を製造するにあたって、鋼板を溶融亜
鉛めっき浴に浸漬めっきした後、これを加熱合金化処理
によりめっき組成がＦｅ６〜１３％、残部Ｚｎとし、さ
らに調質圧延により表面粗度を平均粗さ（ＲａＨ，２μ
ｍ以下とし、その上にクロメート処理し、さらにその上
に皮膜厚０．２〜３．０μｓの有機皮膜を施すことを特
徴とする耐食性と溶接性に優れる表面処理鋼板の製造方
法が提供される。

（作　　用）本発明で用いる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、Ｆｅ６〜
１３％、残部Ｚｎのめっき組成とする。尚、めっき組成
として、上記元素以外に、ＡＩ、Ｓｊ。

Ｍｇ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｃｄの元素の内、１種または２種以
上を合計量として１％以下添加したものも含まれる。こ
の範囲において本発明の目的とする耐食性と溶接性の両
方に優れる表面処理鋼板を得ることが可能となる。

Ｆｅ６％未満では、溶接性か低下する。Ｆｅ１３％を超
えると、めっき層は過度に合金化が進行し、かたくもろ
く、なるためプレス成形時パウダリングか生じやすい問
題を生じる。

上記めっき組成を得るための方法としては、溶融めっき
浴のＡｌ濃度の調整及び素地鋼板を溶融めっきした後、
合金化処理する過程での焼き付は温度及び焼き付は時間
を調整する方法等が適用できる。

鋼板表面粗度は、中心線平均粗さＲａ表示で１．２−以
下とする。ここで、表面粗度の表示ＲａはＪＩＳ　Ｂ　
０６０１に基づいている。

Ｒａ　１．２−以下とする理由は、これを超えると有機
皮膜を鋼板表面に施す際、鋼板表面上で成膜しない問題
が生じるためである。すなわち表面の凹部で有機皮膜が
厚く、凸部で皮膜厚が薄いまたは皮膜が形成されない状
態となり、腐食環境下で凸部が腐食の核となり、耐食性
性能を低下させる問題を生じるからである。

上記表面粗度を得る方法としては、合金化処理後、圧下
率０．１〜３．０％の範囲で調質圧延する際、圧延ロー
ルの表面状態を調整し鋼板に転写することにより行なう
。

圧延ロールの表面状態は表面粗度をＲａにて０．５節以
下にブライト研磨したもの、あるいはブライト研磨した
表面にレーザー照射、放電あるいはショット方式にてダ
ル加工を施したものや、更に上記加工を施した上にロー
ル寿命を延ばす目的で、表面にＣｒめっき処理を施した
もの等を用いることができる。

めっき層の上にはクロメート皮膜層を形成する。

ここでクロメート皮膜層は、めっき表面の不働態化によ
り耐食性を向上し、かつ上層有機皮膜との密着性を改善
する。クロメートの付着量は、１０〜１５０ｍｇ／ｒｒ
ｒの範囲とすることが好ましい。クロメートの処理方法
としては、電解型、塗布型あるいは反応型方式を適用す
ることができる。

クロメート皮膜層の上層には皮膜層０．２〜３，０ρの
有機皮膜を施す。有機皮膜を上層に施すことにより、自
動車の腐食においてドアヘム部のように湿潤状態下で電
気化学的に腐食が進行する部位で、鋼板表面に電気絶縁
皮膜を形成することにより、腐食反応を抑制することが
できる。

皮膜層０．２即未満では、上記の耐食性向上効果が得ら
れず、３．０閘を超えると溶接時に電極抵抗が高くなり
すぎる、あるいは溶接特電極表面へのカーボン汚れ付着
量が増大する等の現象が生じ、溶接性能が大幅に低下す
る問題が生じる。

有機皮膜の種類としては、例えばエポキシ系、ウレタン
系、アクリル系、ポリエステル系、フェノール系の樹脂
及びこれに顔料としてシリカ、アルミナ、ジルコニア、
酸化チタン、酸化マグネシウム他、無機酸化物を加えた
ものが適用可能である。

有機皮膜を施す方法としては、ロールコータ−法、エア
ーナイフ絞り法あるいはリンガ−ロール絞り法を用いる
ことかできる。

（実　施　例）素地鋼板としては、Ｃ：０．００４％、Ｍｎ：０．１８
％、Ｐ　：　０．０１％、Ｓ　：　０．０１％、Ｔｊニ
ア６ｐｐｍの鋼成分を有する板厚０．８關のＴｉ　　−
５ＵＬＣ材を使用した。

素地鋼板はゼンジマー型連続溶融亜鉛めっきラインにお
いて、無酸化炉で板温５５０〜６５０℃、還元炉で７５
０〜８００℃に加熱焼鈍した後、徐冷炉、急冷炉、冷却
調整炉を経て板温４３０〜４８０℃の範囲に保持した後
、めっき浴に浸漬めっきした。

ここでめっき浴は有効Ａｇ濃度で０．１０％の組成のも
のを用いた。

めっき浴より立ち上がった鋼板は、ワイピングノズルに
て所定のめっき付着量とした後、直上の合金化処理炉に
て加熱合金化した。めっき層中のＦｅ組成は合金化炉の
加熱条件を調整することにより行なった。合金化処理し
た鋼板は冷却した後、圧下率０，１〜３．０％の範囲で
所定の鋼板表面粗度が得られるよう、各種圧延ロールを
用いて調質圧延を行なった。

その後、鋼板はロールコータ−法により塗布型クロメー
ト（Ｃｒ還還元率４亢ＩＩ１ｇ／ｒｄ、有機皮膜塗装（溶剤型エポキシ樹脂系
塗料）を所定膜厚に、順次塗装して表面処理鋼板を得た
。

得られた表面処理鋼板より試験片を採取し、性能評価と
して耐食性試験、溶接性試験を実施した。

以上製造条件及び性能評価結果の一覧を表１に示す。

各試験方法及び評価方法の詳細は次の通りである。

（１）耐食性試験これはＪＩＳ−Ｚ−２３７１に準拠し塩水噴霧試験を実
施した。

試験開始後１０００時間目の白錆発生程度により評価し
た。

５：白錆発生殆ど無し　（０〜５％）４二少し白錆発生有り　（６〜ｌＯ％以下発生）３：白
錆発生有り　　　（１１〜２０％発主２０％かなり白錆
発生有り（２１〜５０％有り）１：白錆発生多し　　　
（５１％以上）（２）溶接性試験これはスポット溶接における連続打点性にて評価した。

調性電極　先端径６ｎ＋＋ｓφ、加圧力２００ｋｇ　ｆ
　、電流８〜９　ｋＡ，時間ＩＯプサイル５：連続打点５０００点以上４：　　　”　　　４０００〜４９９９点３：連続打点
３０００〜３９９９点２：　　　２２０００〜２９９９点ｌ：　　　”　　　１０００〜１９９９点０：〃９９９
点以下実施例１〜１１は何れも良好な耐食性、溶接性を示した
。

鋼板表面粗度が高い比較例１は耐食性が不良である。有
機皮膜が厚い比較例２は溶接性が不良であり、薄い比較
例３は耐食性が不良である。

（発明の効果）本発明は耐食性と溶接性の両方に優れる鋼板及びその製
造方法を提供し、自動車用鋼板など高度な性能が要求さ
れる場合にも応えることができる。

代理人

Claims

【特許請求の範囲】

１．鋼板表面上に、Ｆｅ６〜１３％、残部Ｚｎからなる
組成であって、表面粗度が平均粗さ（Ｒａ）１．２μｍ
以下の合金化溶融亜鉛系めっき皮膜、その上層にクロメ
ート皮膜、その上層に皮膜厚０．２〜３．０μｍの有機
皮膜からなることを特徴とする耐食性及び溶接性に優れ
る表面処理鋼板。
２．鋼板を溶融亜鉛めっき浴にてめっきした後、これを
加熱合金化処理によりめっき組成がＦｅ６〜１３％、残
部Ｚｎとし、さらに調質圧延により表面粗度を平均粗さ
（Ｒａ）１．２μｍ以下とし、その上にクロメート処理
し、さらにその上に皮膜厚０．２〜３．０μｍの有機皮
膜を施すことを特徴とする耐食性及び溶接性に優れる表
面処理鋼板の製造方法。