JPH052741B2

JPH052741B2 -

Info

Publication number: JPH052741B2
Application number: JP60158407A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Sakamoto; Shigeru Kobayashi; Toshiro Ichida; Shoji Shizuma
Original assignee: Kawatetsu Galvanizing Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kawatetsu Galvanizing Co Ltd
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1993-01-13
Also published as: JPS6220881A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）溶融亜鉛系めつき鋼板は通常溶融亜鉛系のめつ
き処理後にクロメート処理、またその後に形状を
整えるため、スキンパス圧延やレベラー加工の如
き仕上加工を施している。ところが、めつき鋼板の表面は比較的柔らかい
ために、鋼板の切断時に、押さえ金具があたつた
り、切断後のパイリング時に鋼板と鋼板とが擦れ
合うので、とくに上記仕上加工をしたその表面
に、すり傷（以下スクラツチという）が生じ易
い。このスクラツチを防止するために防錆油を塗
布すると、めつき鋼板の表面にオイルステインと
呼ばれるしみが発生する。また一方でクロメート処理後、その保管中にし
ばしば鋼板表面に黒変を来す現象が生じて、著し
く商品価値が低下するきらいがある。溶融亜鉛系めつきクロメート処理鋼板は建材、
家電、自動車、土木資材等の広い分野に利用され
るので上述諸難点を有利に克服することについて
の研究開発の成果について以下に述べる。（従来の技術）従来、スクラツチを防止するために防錆油が塗
布されていた。また、黒変を防止するために、特開昭55−
131178号公報には、めつき層の凝固とともに亜鉛
めつき鋼板の表面に凹凸が形成され、これにレベ
ラー加工、スキンパス圧延等の機械的処理加工を
加えると凸部の酸化物皮膜が破壊される活性な亜
鉛表面が露出することを黒変の発生原因と捉え
て、この黒変を防止するために機械的処理加工を
施した後、クロメート処理を施す前に溶融亜鉛め
つき鋼板を加熱することが記載されている。また、特開昭57−114695号公報には、鋼板に亜
鉛または亜鉛基合金の溶融めつきを施した後、ア
ルカリ金属炭酸塩系溶液で該めつき表面の酸化物
を完全に溶解する処理をした後、電気亜鉛めつき
を施すことが記載されている。また、特開昭59−177381号公報には、溶融亜鉛
めつき鋼板の表面をNiイオンまたはCoイオンあ
るいはその両者を混合する溶液で処理することが
記載されている。そして、耐食性の向上に対しては、亜鉛付着量
を増加させることや、Zn−Al系合金を施す方法、
あるいは、亜鉛めつき後にクロム酸系処理により
クロメート皮膜を形成させる方法（特許第617971
号明細書、特開昭58−6965号公報、特開昭56−
11245号公報、特開昭50−133934号公報、特開昭
50−104731号公報、特開昭49−120831号公報）が
採用されている。（発明が解決しようとする問題点）スクラツチを防止するために防錆油を塗ると、
オイルステインと称する黒いしみが生じ易い状態
になる。一方、黒変防止を目的としている前記各公報に
記載されている技術は、耐黒変性については一定
の効果があるが、耐スクラツチ性、耐オイルステ
イン性については効果がない。また、溶融亜鉛めつきは、めつき時のFe−Zn
合金の形成を防止する目的でめつき浴に0.05〜
0.2％のAlを添加している。このため、溶融亜鉛
めつき層の凝固時にめつき表面の酸化により、
Alが表面に濃縮した形で酸化物を形成するので、
クロム酸塩処理においてクロメート皮膜の形成を
阻害し、均一なクロメート皮膜の形成を阻害し耐
食性が向上しないことがある。本発明は、耐スクラツチ性、耐オイルステイン
性に優れ、かつ耐黒変性及び耐食性にも優れた溶
融亜鉛めつきクロメート処理鋼板の製法を提供す
ることを目的とするものである。（問題点を解決するための手段）本発明は、鋼板の表面に、Zn系またはZn−Al
系合金の溶融めつきを施した後、直ちにFeイオ
ンと微量のNiイオンをともに含有するPH９〜14
のアルカリ性水溶液で処理して該表面のAl又は
Al酸化物を選択的に除去するとともにFeとNiを
共析出させた後、クロメート処理を施してクロメ
ート皮膜を形成させることを特徴とする耐スクラ
ツチ性、耐オイルステイン性、耐黒変性及び耐食
性の良好な溶融亜鉛系めつきクロメート処理鋼板
の製造法である。本発明でZn系の溶融めつきというのは、めつ
き時に脆弱なFe−Zn合金層が形成されるのを防
止する目的で、めつき浴中にAlを含有している
ものをいう。かくして本発明で対象とする亜鉛めつき鋼板
は、上記のようにめつき浴中にAlを含有するこ
とに起因してAlを0.1〜0.3％含有する溶融亜鉛め
つき鋼板及び高耐食性を目的としてAl含有量を
0.3〜75％としたAl−Zn系溶融亜鉛めつき鋼板並
びにAlの他にPb、La、Ce、Mg等の元素を含有
したAl−Zn系溶融めつき鋼板であつて、いずれ
の亜鉛めつき鋼板もAlを含有しているものであ
る。（作用）本発明者等は、ZnまたはZn−Al系溶融亜鉛め
つき鋼板の耐スクラツチ性、耐オイルステイン
性、耐黒変性、耐食性について鋭意検討した。耐スクラツチ性の向上には、溶融亜鉛めつき鋼
板の極表層の硬度を高くして、かつ表面に潤滑性
を良くすることである。ところが、潤滑性をよく
するために防錆油を塗布したものは、保管中にオ
イルステインと称する黒色状のしみが発生するこ
とがある。このオイルステインは、溶融亜鉛めつ
き表面のAl濃度を低下させることと活性点を少
なくすることで防止できる。本発明者等は、この
オイルステインを防止するために、Feイオンと
微量のNiイオンを含有するアルカリ性水溶液で
処理することにより、溶融亜鉛系めつき表面に付
着しているAlまたはAl酸化物を選択的に除去し、
表面の活性点に微量のFeとNiを共析出させると
ともに、表面に高硬度のFe−Ni皮膜が付着する
ので耐スクラツチ性、耐オイルステイン性および
耐黒変性に優れた亜鉛系溶融めつき鋼板になるこ
とを見い出した。そして、めつき表面のAl酸化物が選択的に除
去されるので、クロメート皮膜を均一に付着させ
ることができるので、耐食性も向上する。また、Feイオンと微量のNiイオンを共存させ
る処理液を用いる理由は次の通りである。 Feイオン単独の溶液で処理しても耐オイルス
テイン性については効果が十分であるが、耐スク
ラツチ性が幾分悪く、Fe皮膜中にNiを10〜20％
含有させると硬度が高くなり耐スクラツチ性、耐
オイルステイン性が向上する。また、Feイオン単独の溶液で処理した場合に
は、めつき表面が薄い褐色〜灰黒色の着色を生じ
ることがある。この着色を防止するためには、
Fe付着量を10mg／m²以下に制御する必要がある
ので、処理条件の制御が難しい欠点がある。これ
に対して、Feイオンに対しNiイオンを共存させ
て処理すれば、Feイオンの析出を制御する効果
があり、めつき表面の着色を防止できかつFeと
Niが共析することにより皮膜の硬度が高くなり、
鋼板表面のきずの発生が防止できる効果が得られ
るとともに処理後の表面外観が向上する。また、処理液のPHを９〜14にした理由は次の通
りである。処理液のPHが中性ではFeおよびNiの共析出が
生じにくくなり、処理効果がみられない。また酸
性剤で処理しても極表層のAlの選択溶解がなく、
単に亜鉛が溶解するのみで、Fe−Niは共析出す
るが耐オイルステイン性の向上が不十分となる。従つて、本発明ではAlを選択的に溶解して極
表層のAl濃度を低下させ、かつ表面にFeおよび
微量のNiを共析出させるために、PHを９〜14の
範囲とする必要がある。なお、アルカリ性水溶液中ではFeイオン、Ni
イオンは不安定で水酸化物の沈澱となるためにキ
レート化合物を添加して安定化させる。本発明で
はキレート化合物は特に限定することなく公知の
キレート化合物が使用でき、一例としては、グル
コン酸ソーダ、グルコヘプトン酸ソーダ、
EDTA、NTA、DTPA（ジエチルトリアミン五
酢酸）、TTHA（トリエチレン、テトラミン
N′N′、N″、N″−六酢酸）、CDTA（シクロヘキサ
ンジアミン四酢酸）、トリエタノールアミン、酒
石酸、クエン酸、蓚酸、マロン酸、アセチルアセ
トン、アンモニア等がある。また、亜鉛系溶融めつき鋼板をFeイオンと微
量のNiを含有するアルカリ性水溶液で処理する
条件の一例としては、Feイオン濃度0.05〜５ｇ／
、Niイオン濃度は0.01〜1.0ｇ／で、処理温
度は室温〜70℃、処理時間は15秒以下で、含有イ
オン濃度、処理温度、処理時間はFe付着量を0.3
〜18mg／m²、Ni付着量を0.3mg／m²以下になるよ
うに設定すればよい。また、クロメート処理条件は特に限定する必要
はなく公知のクロメート処理法でCrを５〜100
mg／m²付着させればよい。（実施例）実施例、比較例に使用した供試材は下記に示す
４種類を使用した。Ａ；連続溶融亜鉛めつきラインで製造したゼロ
スパングル亜鉛めつき鋼板亜鉛めつき浴成分
Al0.16％、Pb0.15％、Fe0.02％残部Zn めつき浴温度 470℃ ライン速度 150mpm 亜鉛付着量 180ｇ／m² スキンパス率 1.2％クロメートなしＢ；溶融亜鉛めつき鋼板亜鉛めつき成分
Al5％、Pb0.01％、Fe0.02％ミツシユメタル0.05
％残部Zn めつき浴温度 460℃ ライン速度 120mpm めつき付着量 180ｇ／m² スキンパスなしクロメートなしＣ；市販Al−Zn−Mg系合金溶融めつき鋼板めつき成分
Al4.9％、Si0.3％、Mg0.09％Pb0.01％、残部Zn Ｄ：市販Al−Zn系合金溶融めつき鋼板めつき成分 Al55％、Si1.7％、Pb0.01％残部Zn めつき付着量 183ｇ／m² クロメートなしスキンパス不明上記４種の供試材を表−１に示す処理条件で処
理を行つた後クロメート処理をして種々の試験片
を得た。試験片の性能評価として、耐スクラツチ性、耐
オイルステイン性、耐黒変性、耐食性試験を行つ
た。その試験結果は表−２のとおりである。耐スクラツチ性試験試験片を２枚合せて、荷重をかけ、下側の試験
片を固定し上側の試験片を10ｍ／secの速度で引
張り試験片面を擦り、擦りきずの発生するまでの
荷重で評価した。耐オイルステイン性試験片に防錆油を塗布して、試験片２枚を合せ
て、梱包紙に包み、湿潤箱試験（50℃、98％湿
度）で98時間後に、試験片をトリクレン蒸気脱脂
して、外観を観察し、次の基準で評価した。評価基準 ◎：全くオイルステインの発生なし ○：エツジ部に僅かにオイルステインが発生 △：エツジ部、センター部にオイルステインが発
生 ×：全面にオイルステインが発生耐黒変性試験試験片を２枚づつ合せ、片面ビニールコートし
た梱包紙で梱包し、60℃、80％の恒温恒湿槽に10
日間入れて試験した。評価はめつき面の外観を目
視で観察し、次の基準で黒変発生程度を判定し
た。黒変評価基準 ◎：黒変の発生が全くない ○：僅かに灰黒色の変色発生、全面積の30％以下 △：やや灰黒色の変色発生、全面積の30〜50％ ×：著しく灰黒〜黒色の変色発生、全面積の50％
以上耐食性試験試験片の端面をシールして、塩水噴霧試験器に
入れて、５％白錆発生までの時間で評価した。（発明の効果）本発明の方法によれば、従来の方法に比較して
耐スクラツチ性が優れていることは勿論のこと、
塩水噴霧試験での耐食性および耐オイルステイン
性が著しく優れたものが製造できる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１鋼板の表面に、Zn系またはZn−Al系合金の
溶融めつきを施した後、直ちにFeイオンと微量
のNiイオンをともに含有するPH９〜14のアルカ
リ性水溶液で処理して該表面のAl又はAl酸化物
を選択的に除去するとともにFeとNiを共析出さ
せた後、クロメート処理を施してクロメート皮膜
を形成させることを特徴とする耐スクラツチ性、
耐オイルステイン性、耐黒変性及び耐食性の良好
な溶融亜鉛系めつきクロメート処理鋼板の製造
法。