JPH05255863A - 耐食性にすぐれる防錆処理鋼板 - Google Patents

耐食性にすぐれる防錆処理鋼板

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JPH05255863A
JPH05255863A JP5289092A JP5289092A JPH05255863A JP H05255863 A JPH05255863 A JP H05255863A JP 5289092 A JP5289092 A JP 5289092A JP 5289092 A JP5289092 A JP 5289092A JP H05255863 A JPH05255863 A JP H05255863A
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JP
Japan
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steel sheet
chromate
silica
corrosion resistance
steel plate
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Application number
JP5289092A
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English (en)
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Kanji Nakamura
寛司 中村
Kenji Miki
賢二 三木
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/24Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds
    • C23C22/33Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds containing also phosphates

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  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高温に曝された後にも、すぐれた耐食性を保持
する処理防錆鋼板を提供するにある。 【構成】還元クロム酸5〜300g/lとシリカ微粉末
とを含み、且つ、浴中成分が重量比にて、(a) Cr3+
Cr6+が10/90〜60/40、(b) シリカ/Crが
0.5〜4.0、及び(c) リン酸/クロム酸が0.5〜3.0で
あるクロメート処理液を亜鉛めつき鋼板又は亜鉛合金め
つき鋼板の表面に塗布し、乾燥させて、クロメート被膜
を形成させた後、水洗することなく、焼付けすることに
よつて得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家庭用電気製
品、建材等に好適に用いることができる耐食性にすぐれ
るクロメート処理防錆鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛又は亜鉛系合金めつき鋼板にクロメ
ート処理を施してなる表面処理鋼板は、無塗装にて又は
塗装して自動車、家庭用電気製品、建材等に用いられて
いる。クロメート処理としては、通常、処理液を鋼板に
塗布した後、加熱乾燥して、クロメート被膜を形成させ
る塗布型クロメート処理が広く行なわれている。
【0003】ところで、このようなクロメート処理鋼板
は、上記したような最終用途向け製品に至るまでに、通
常、種々の工程を経るものであり、しかも、その間にか
なり長時間にわたつて、焼付け工程を経ることがある。
また、粘弾性を有する高分子樹脂を鋼板の間に挟んでラ
ミネートされる場合にも、150〜250℃の温度で熱
プレスされることがある。
【0004】近年、このような塗布型クロメート処理に
おいて、種々の改良が提案されている。例えば、クロメ
ート処理液としてシリカゾルとクロム酸水溶液を用いる
方法(特公昭42−14050号公報)、シリカ粉末と
還元クロム酸の水溶液を用いる方法(特開昭52−17
340号公報及び特開昭52−17341号公報)、用
いるシリカの粒径を規定する方法(特公昭61−150
8号公報)、ホワイトカーボンを用いる方法(特開昭5
3−92339号公報)、無水クロム酸とケイ酸コロイ
ドにピロリン酸を加えた水溶液を用いる方法(特公昭6
0−18751号公報)、無水クロム酸、シリカゾル、
リン酸、フッ素化合物及びコバルトイオンを含む水溶液
を用いる方法(特開昭57−174469号公報)、無
水クロム酸、リン酸及びケイフッ酸を含み、クロム還元
率を50〜70%に調整した水溶液や、更に、これにコ
ロイダルシリカや水溶性樹脂を含有させてなる水溶液を
用いる方法(特開昭63−103082号公報)等が知
られている。
【0005】ところで、前述したように、焼付けやラミ
ネートの工程においてクロメート処理した亜鉛又は亜鉛
系合金めつき鋼板が150〜250℃に高温に曝された
場合、その耐食性が著しく劣化することがある。この理
由は、クロメート被膜が高温に曝されたときに、水可溶
性のCr6+が減少し、また、被膜中の水分が脱水され
て、被膜の成膜性が阻害されて、クラツクが発生するた
めに、耐食性が劣化するものと考えられている。
【0006】そこで、クロメート被膜が高温に曝された
後にも、水可溶性のCr6+を被膜中に存在させて、耐食
性を保持させるために、 クロメート処理液中のCr6+
の割合を高めることが考慮されよう。しかしながら、ク
ロメート処理液中の還元クロム酸の割合を単に低減させ
ても、クロメート被膜が高温に曝された後にも、水可溶
性のCr6+の量を増加させることはできない。かくし
て、クロメート被膜が高温に曝された後にも、クロメー
ト処理鋼板の耐食性を保持するには、水可溶性のCr6+
の量を低減させないのみならず、クロメート被膜の水分
保持性を向上させ、クロメート被膜中における脱水縮合
反応を抑制することが必要である。
【0007】本発明者らは、従来のクロメート処理亜鉛
又は亜鉛合金めつき鋼板における上記した問題を解決す
るために鋭意研究した結果、クロメート被膜の水分保持
性を改善し、クロメート被膜中の脱水縮合反応を抑制す
るには、リン酸が有効であることを見出して、本発明に
至つたものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従つて、本発明は、高
温に曝された後にも、すぐれた耐食性を保持する防錆処
理鋼板を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による耐食性にす
ぐれる防錆処理鋼板は、還元クロム酸5〜300g/l
とシリカ微粉末とを含み、且つ、浴中成分が重量比に
て、(a) Cr3+/Cr6+が10/90〜60/40、
(b) シリカ/Crが0.5〜4.0、及び(c) リン酸/クロ
ム酸が0.5〜3.0であるクロメート処理液を亜鉛めつき
鋼板又は亜鉛合金めつき鋼板の表面に塗布し、乾燥させ
て、クロメート被膜を形成させた後、水洗することな
く、焼付けしてなることを特徴とする。
【0010】本発明の方法において用いる素材めつき鋼
板は、亜鉛めつき鋼板又は亜鉛合金めつき鋼板であり、
亜鉛合金めつき鋼板としては、例えば、亜鉛−鉄合金め
つき鋼板、亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板や、更には、
これらのめつき成分にニツケル、鉄、マンガン、モリブ
デン、コバルト、アルミニウム、クロム等の元素の1種
又は2種以上を添加しためつき鋼板を挙げることができ
る。また、このようなめつきのうち、同種又は異種のも
のを2種以上施した複合めつき鋼板であつてもよい。
【0011】本発明によれば、かかるめつき鋼板にクロ
メート処理が施される。ここに、本発明にて用いるクロ
メート処理液は、還元クロム酸5〜300g/lとシリ
カとを含み、且つ、浴中成分が重量比にて、(a) Cr3+
/Cr6+が10/90〜60/40、(b) シリカ/Cr
が0.5〜4.0、及び(c) リン酸/クロム酸が0.5〜3.0
の範囲にある。
【0012】クロメート処理において、クロム酸(40
%還元)の濃度が5g/lよりも小さい場合は、素材め
つき鋼板を処理したときに、これに形成されるクロメー
ト被膜の付着量が少なく、処理鋼板が十分な耐食性をも
たない。しかし、クロム酸(40%還元)の濃度が30
0g/lよりも大きいときは、付着量が過多となつて、
処理液の均一な塗布が困難である。
【0013】本発明において、クロメート処理液はシリ
カを含む。このシリカは、クロメート被膜を強化し、ク
ロメート処理鋼板の耐食性を一層向上させる。本発明に
おいては、シリカとしては、シリカ微粉末のほか、有機
シリケート、例えば、エチルシリケートも用いることが
できる。クロメート処理液におけるシリカの配合量は、
クロムに対する重量比にて、0.5〜4.0の範囲である。
クロメート処理液におけるシリカの配合量がクロムに対
する重量比にて4.0を越えるときは、加工時に被膜が剥
離しやすくなり、加工後の耐食性の向上が望めない。特
に、本発明においては、2.0以下が好ましい。
【0014】更に、本発明において、クロメート処理液
はリン酸を含む。このリン酸としては、オルトリン酸の
ほか、105%リン酸、116%リン酸等の縮合リン酸
が用いられる。クロメート処理液におけるリン酸の配合
量は、クロム酸に対する重量比にて、0.5〜3.0の範囲
である。クロメート処理液におけるリン酸の配合量がク
ロム酸に対する重量比にて0.5よりも少ないときは、処
理によつても、耐食性が十分に向上せず、他方、3.0を
越えるときは、クロメート被膜が吸湿しやすくなると共
に、クロメート被膜自体が硬くなり、その結果として、
被膜が割れやすく、また、剥離しやすいので好ましくな
い。
【0015】本発明によつて、このように、リン酸を含
むクロメート処理液を素材鋼板に塗布し、乾燥させて、
耐食性にすぐれるクロメート被膜を形成させるために
は、クロメート処理液を素材鋼板に塗布した後、150
〜250℃の温度で加熱処理することが好ましい。この
加熱処理によつて、リン酸がクロメート被膜中のシリカ
成分と反応し、又はリン酸自体が脱水縮合して、クロメ
ート被膜を強化するものとみられる。但し、この加熱処
理は、後述するように、有機樹脂塗膜の焼付け時や一般
的な塗膜焼付け時、或いは後述するラミネート処理時の
加熱圧着時に行なつてもよい。
【0016】本発明において、クロメート処理液に還元
剤、安定剤、分散剤等の通常の添加剤を適量加えてもよ
い。本発明において、素材めつき鋼板上に形成されるク
ロメート被膜は、その付着量が金属クロム換算にて10
〜300mg/m2の範囲が好ましい。素材めつき鋼板上に
形成されるクロメート被膜の付着量が金属クロム換算に
て10mg/m2よりも少ないときは、得られるクロメート
処理鋼板が十分な耐食性をもたず、他方、300mg/m2
を越えるときは、加工時に被膜が剥離しやすくなり、加
工後の耐食性の向上が望めない。
【0017】本発明によれば、このようにして得られる
クロメート処理鋼板上に、更に、ウレタン樹脂とシリカ
とを主成分とする有機樹脂被膜を形成することによつ
て、一層、耐食性が改善された複合有機被覆鋼板を得る
ことができる。このような有機樹脂被膜の付着量は、0.
1〜5.0g/m2の範囲が好ましい。有機樹脂被膜の付着
量が0.1g/m2よりも少ないときは、有機樹脂被膜形成
による一層の耐食性の向上効果に乏しく、他方、5.0g
/m2よりも多いときは、通電性が悪くなり、溶接性や電
着塗装性が劣化する。
【0018】シリカの配合量は、固形分にて、ウレタン
樹脂とシリカとの合計量において、5〜60重量%の範
囲が好ましい。シリカの配合量が5重量%よりも少ない
ときは、樹脂被膜形成による一層の耐食性の向上効果に
乏しく、他方、60重量%よりも多いときは、加工時の
被膜の剥離が著しく、加工後の耐食性が劣化する。かか
る有機樹脂被膜をクロメート処理鋼板上に形成するに
は、例えば、ウレタン樹脂とシリカゾルとを主成分とし
て含む水性樹脂組成物をクロメート処理鋼板塗布し、乾
燥させればよい。この水性樹脂組成物は、被膜における
ウレタン樹脂とシリカとの結合を強固にするために、シ
ランカツプリング剤を含んでいてもよい。
【0019】更に、本発明による防錆処理鋼板は、例え
ば、その間に粘弾性高分子樹脂を挟み込んで、熱圧着し
て、制振鋼板とすることができる。この場合、制振鋼板
を構成する一対の鋼板のうち、一方は両方に本発明によ
るクロメート処理鋼板を用いることができる。上記粘弾
性高分子樹脂としては、例えば、ポリオレフイン又はポ
リエステル系の樹脂フイルムが好ましく用いられる。ま
た、必要に応じて、樹脂フイルム中にニツケル粉等を配
合して、導電性とすることもできる。
【0020】
【発明の効果】本発明による防錆処理鋼板は、シリカと
リン酸とを含むクロメート処理液を素材めつき鋼板に塗
布し、乾燥させて、クロメート被膜を形成させてなるも
のであつて、高温に曝された後にも、すぐれた耐食性を
保持しており、自動車、家庭用電気製品、建材等に好適
に用いることができる。また、制振鋼板の製造にも好適
に用いることができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。素材鋼板として、板厚0.8mm、電気亜鉛−ニツケル
合金めつき鋼板(付着量20g/m2、ニツケル含有量1
1.2重量%)を用いた。
【0022】クロメート処理は、上記電気亜鉛−ニツケ
ル合金めつき鋼板に表1に示す組成のクロメート処理液
をロール塗布し、100℃で熱風乾燥を行なつた。有機
樹脂被覆は、上記クロメート処理鋼板に表1に示す付着
量となるように樹脂組成物をバーコートにて塗布し、1
00℃で熱風乾燥を行なつた。このようにして得た防錆
処理鋼板及び複合有機被覆鋼板について、加熱処理の影
響を明らかにするために、圧力50Kg/cm2 、温度20
0℃、時間3分の条件にて熱プレスによる加熱処理を行
なつた。
【0023】このようにして得たクロメート処理鋼板に
ついて、耐食性試験を行なつた。そのうち、塩水噴霧試
験(JIS Z−2371)は300時間行なつて、白
錆発生率にて評価した。複合腐食試験は、200サイク
ルまで行なつて、素地鋼板の浸食深さにて評価した。複
合腐食試験は、SST(35℃×4時間)−乾燥(60
℃×2時間)−湿潤(50℃、95%RH×2時間)を
1サイクルとした。
【0024】結果を表1〜4に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 22/33

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】還元クロム酸5〜300g/lとシリカと
    を含み、且つ、浴中成分が重量比にて、 (a) Cr3+/Cr6+が10/90〜60/40、 (b) シリカ/Crが0.5〜4.0、及び (c) リン酸/クロム酸が0.5〜3.0 であるクロメート処理液を亜鉛めつき鋼板又は亜鉛合金
    めつき鋼板の表面に塗布し、乾燥させて、クロメート被
    膜を形成させた後、水洗することなく、焼付けし、更
    に、150〜250℃で加熱処理してなることを特徴と
    する耐食性にすぐれる防錆処理鋼板。
  2. 【請求項2】還元クロム酸5〜300g/lとシリカ微
    粉末とを含み、且つ、浴中成分が重量比にて、 (a) Cr3+/Cr6+が10/90〜60/40、 (b) シリカ/Crが0.5〜4.0、及び (c) リン酸/クロム酸が0.5〜3.0 であるクロメート処理液を亜鉛めつき鋼板又は亜鉛合金
    めつき鋼板の表面に塗布し、乾燥させて、クロメート被
    膜を形成させた後、水洗することなく、焼付けして、ク
    ロメート処理鋼板とし、次いで、このクロメート処理鋼
    板上にウレタン樹脂とシリカとを主成分とする有機樹脂
    被膜を形成させ、更に、150〜250℃で加熱処理し
    てなることを特徴とする耐食性にすぐれる複合有機被覆
    鋼板。
  3. 【請求項3】有機被覆が0.1〜5.0g/m2の範囲にて形
    成されていることを特徴とする請求項2記載の複合有機
    被覆鋼板。
  4. 【請求項4】請求項2又は3記載の複合有機被覆鋼板を
    少なくとも一方に有する一対の鋼板の間に粘弾性抗生物
    質樹脂を挟んでなることを特徴とする制振鋼板。
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