JPH06322523A - 気相セラミック被覆めっき鋼板 - Google Patents
気相セラミック被覆めっき鋼板Info
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- JPH06322523A JPH06322523A JP5132506A JP13250693A JPH06322523A JP H06322523 A JPH06322523 A JP H06322523A JP 5132506 A JP5132506 A JP 5132506A JP 13250693 A JP13250693 A JP 13250693A JP H06322523 A JPH06322523 A JP H06322523A
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- plated steel
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- corrosion resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、気相セラミック被覆めっき鋼板に
関するもので，特にクロメートに替わる無公害の防錆処
理の鋼板である事を目的とする。 【構成】 亜鉛及びアルミ系めっき鋼板の表面もしくは
クロメート処理した表面に減圧状態でシリカ等のセラミ
ックを蒸発させ，付着量として０．０１〜１．０ｇ／ｍ
2析出させた非晶セラミック被覆しためっき鋼板。
関するもので，特にクロメートに替わる無公害の防錆処
理の鋼板である事を目的とする。 【構成】 亜鉛及びアルミ系めっき鋼板の表面もしくは
クロメート処理した表面に減圧状態でシリカ等のセラミ
ックを蒸発させ，付着量として０．０１〜１．０ｇ／ｍ
2析出させた非晶セラミック被覆しためっき鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、建材、家電製
品、事務機器の各種部品に用いる耐食性に優れた無公害
のセラミック被覆めっき鋼板に関するものである。
品、事務機器の各種部品に用いる耐食性に優れた無公害
のセラミック被覆めっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポストコート塗装からプレコート塗装鋼
板への移行が活発に進められている。しかしながら塗装
鋼板は塗膜が厚く導電性が必要な溶接や電気製品のアー
スに問題があり、この問題を改善した１〜３ミクロンの
薄い有機皮膜を被覆した各種めっき鋼板（後処理めっき
鋼板と以下述ベる。）が使用されるようになった。後処
理めっき鋼板の品質は有機皮膜の膜厚に対する依存度が
強く耐食性と導電性のバランスの取れた品質が要求され
る。
板への移行が活発に進められている。しかしながら塗装
鋼板は塗膜が厚く導電性が必要な溶接や電気製品のアー
スに問題があり、この問題を改善した１〜３ミクロンの
薄い有機皮膜を被覆した各種めっき鋼板（後処理めっき
鋼板と以下述ベる。）が使用されるようになった。後処
理めっき鋼板の品質は有機皮膜の膜厚に対する依存度が
強く耐食性と導電性のバランスの取れた品質が要求され
る。
【０００３】これらの後処理めっき鋼板として公開され
た従来技術としては亜鉛めっきの上にクロメートとＳｉ
Ｏ2とからなる皮膜を被覆した公開特許公報昭和５２―
１７３４０がある。
た従来技術としては亜鉛めっきの上にクロメートとＳｉ
Ｏ2とからなる皮膜を被覆した公開特許公報昭和５２―
１７３４０がある。
【０００４】この方法は優れた耐食性を付与するが、残
念なことにクロム酸化合物を用いるため、水にクロム酸
が溶解し、利用範囲が限定される問題があった。
念なことにクロム酸化合物を用いるため、水にクロム酸
が溶解し、利用範囲が限定される問題があった。
【０００５】この問題を解決するために、亜鉛めっき鋼
板上にクロメート処理を行ったのち、樹脂を被覆した耐
食性後処理鋼板が特開平３―２８３８０で公開されてい
る。
板上にクロメート処理を行ったのち、樹脂を被覆した耐
食性後処理鋼板が特開平３―２８３８０で公開されてい
る。
【０００６】しかしながら、樹脂には耐熱性、導電性、
耐摩耗性等には不利であり、利用される範囲が限定され
る。
耐摩耗性等には不利であり、利用される範囲が限定され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、クロム酸の
溶解がなく従来の後処理鋼板では限界のあった耐熱性、
導電性および耐摩耗性に優れた耐食性後処理鋼板を提供
するものである。
溶解がなく従来の後処理鋼板では限界のあった耐熱性、
導電性および耐摩耗性に優れた耐食性後処理鋼板を提供
するものである。
【０００８】本発明では、気相状態から析出させた非晶
質のセラミックを主成分とし薄い膜厚で耐食性を確保す
る考えで開発したものである。
質のセラミックを主成分とし薄い膜厚で耐食性を確保す
る考えで開発したものである。
【０００９】一般的にセラミックは延性に劣りめっき鋼
板に被覆した場合加工性が劣化する問題があり後処理め
っき鋼板の皮膜としての適用が難しかった。
板に被覆した場合加工性が劣化する問題があり後処理め
っき鋼板の皮膜としての適用が難しかった。
【００１０】本発明ではめっき鋼板もしくはクロメート
処理しためっき鋼板の表面に特定の成分で限定した加工
密着性の良い薄い非晶質のセラミックを被覆し、従来の
樹脂主成分の品質限界を越えた後処理鋼板の開発を目的
としたものである。
処理しためっき鋼板の表面に特定の成分で限定した加工
密着性の良い薄い非晶質のセラミックを被覆し、従来の
樹脂主成分の品質限界を越えた後処理鋼板の開発を目的
としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の課題
を有利に解決するものである。すなわち、 （１）めっき鋼板の表面に減圧状態でＳｉ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂから選択した酸化物を０．０１〜１．
０ｇ／ｍ2被覆することを特徴とする気相セラミック被
覆めっき鋼板。 （２）めっき鋼板の表面に第１層としてＣｒ換算で５〜
１００ｍｇ／ｍ2のクロメート処理を行ったのち、第２
層として減圧状態でＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂか
ら選択した酸化合物を０．０１〜１．０ｇ／ｍ2被覆す
ることを特徴とする気相セラミック被覆めっき鋼板、で
ある。
を有利に解決するものである。すなわち、 （１）めっき鋼板の表面に減圧状態でＳｉ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂから選択した酸化物を０．０１〜１．
０ｇ／ｍ2被覆することを特徴とする気相セラミック被
覆めっき鋼板。 （２）めっき鋼板の表面に第１層としてＣｒ換算で５〜
１００ｍｇ／ｍ2のクロメート処理を行ったのち、第２
層として減圧状態でＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂか
ら選択した酸化合物を０．０１〜１．０ｇ／ｍ2被覆す
ることを特徴とする気相セラミック被覆めっき鋼板、で
ある。
【００１２】
【作用と実施例】本発明の皮膜はめっき／セラミックも
しくはめっき／クロメート／セラミックで構成される。
しくはめっき／クロメート／セラミックで構成される。
【００１３】めっき鋼板は電気めっき、溶融めっき、蒸
着、溶射めっきが本発明に含まれ、めっき種としては主
としてＺｎめっきおよびＺｎ合金めっき、Ａｌめっきお
よびＡｌ合金めっき鋼板に適用するものである。
着、溶射めっきが本発明に含まれ、めっき種としては主
としてＺｎめっきおよびＺｎ合金めっき、Ａｌめっきお
よびＡｌ合金めっき鋼板に適用するものである。
【００１４】本発明のセラミック被膜は気相状態から析
出させるものである。セラミック被膜を得る方法として
は、ゾルーゲル法で知られるシリカ等のゾルからゲル状
被膜を得る方法がある。
出させるものである。セラミック被膜を得る方法として
は、ゾルーゲル法で知られるシリカ等のゾルからゲル状
被膜を得る方法がある。
【００１５】しかしながらこの方法では微粒子のゾルを
ゲル化させて被膜化するため、粒子の結合が必要とな
り、そのため高温焼成が必要となる。
ゲル化させて被膜化するため、粒子の結合が必要とな
り、そのため高温焼成が必要となる。
【００１６】低温では図１に示すようなミクロ構造とな
り防食被膜としては薄膜では充分な性能が得られない。
り防食被膜としては薄膜では充分な性能が得られない。
【００１７】本発明では例えばシリカ系セラミックを被
膜する場合、シリカを減圧状態で蒸気化し、被めっき表
面に被膜として生長させるものである。
膜する場合、シリカを減圧状態で蒸気化し、被めっき表
面に被膜として生長させるものである。
【００１８】被膜としては図２に示すように連続した非
晶質（Ｘ線回折でシリカピークのない）の被膜が得られ
る。
晶質（Ｘ線回折でシリカピークのない）の被膜が得られ
る。
【００１９】その理由は、蒸発したシリカが低分子のシ
リカとなり、析出時に高分子化するためである。従って
非常に薄い０．０１〜１．０ｇ／ｍ2の付着量で従来被
膜以上の性能が得られる。
リカとなり、析出時に高分子化するためである。従って
非常に薄い０．０１〜１．０ｇ／ｍ2の付着量で従来被
膜以上の性能が得られる。
【００２０】セラミックを蒸気化する条件としては、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂから選択した酸化物を減
圧条件で電子ビームやレーザーで加熱することによって
簡単に達成される。
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂから選択した酸化物を減
圧条件で電子ビームやレーザーで加熱することによって
簡単に達成される。
【００２１】本発明では安定な酸化物を用いるため広い
圧力条件で製造できるが、望ましい減圧条件としては、
１０-2〜１０-6トールである。
圧力条件で製造できるが、望ましい減圧条件としては、
１０-2〜１０-6トールである。
【００２２】その理由は蒸発の速度およびエレクトロン
ビームのフィラメント寿命延長のためである。
ビームのフィラメント寿命延長のためである。
【００２３】被めっき板の温度は幅広く適用できるが５
０〜５００℃が望ましい。Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａ
ｌ、Ｂの酸化物の中でシリカが最も優れた耐食性を示
す。
０〜５００℃が望ましい。Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａ
ｌ、Ｂの酸化物の中でシリカが最も優れた耐食性を示
す。
【００２４】酸化物の付着量は、０．０１〜１．０ｇ／
ｍ2である。０．０１ｇ／ｍ2ではめっき表面を充分にカ
バー出来ず耐食性が得られない。
ｍ2である。０．０１ｇ／ｍ2ではめっき表面を充分にカ
バー出来ず耐食性が得られない。
【００２５】１．０ｇ／ｍ2以上では、平板では優れて
いるが、曲げ加工、プレス加工等でセラミックにミクロ
クラックが発生し剥離し易くなるため好ましくない。最
も好ましい付着量範囲は０．０５〜０．５ｇ／ｍ2であ
る。
いるが、曲げ加工、プレス加工等でセラミックにミクロ
クラックが発生し剥離し易くなるため好ましくない。最
も好ましい付着量範囲は０．０５〜０．５ｇ／ｍ2であ
る。
【００２６】図３は、めっき量２０ｇ／ｍ2の亜鉛めっ
き鋼板の表面（約１２０℃）にシリカを約１０-4トール
の減圧条件でエレクトロンビームで加熱して蒸発させて
形成させた非晶質シリカ被膜付きめっき鋼板のシリカ付
着量と塩水噴霧耐食性の試験結果を示すものである。
き鋼板の表面（約１２０℃）にシリカを約１０-4トール
の減圧条件でエレクトロンビームで加熱して蒸発させて
形成させた非晶質シリカ被膜付きめっき鋼板のシリカ付
着量と塩水噴霧耐食性の試験結果を示すものである。
【００２７】図中Ａカーブ（―●―）は平板の結果であ
り、［―○―］で示したＢカーブは１８０度４Ｔ曲げし
た加工部の耐白錆性を示す。
り、［―○―］で示したＢカーブは１８０度４Ｔ曲げし
た加工部の耐白錆性を示す。
【００２８】平板では付着量に比例して耐蝕性が向上す
る。しかし２Ｔ曲げ加工では平板に比べると耐食性が低
下するがシリカ付着量０．５ｇ／ｍ2までは付着量に比
例して実用的な耐食性能が得られる。
る。しかし２Ｔ曲げ加工では平板に比べると耐食性が低
下するがシリカ付着量０．５ｇ／ｍ2までは付着量に比
例して実用的な耐食性能が得られる。
【００２９】しかし１ｇ／ｍ2の付着量でミクロのクラ
ックが発生し耐食が劣化する。付着量としては０．０５
〜０．５ｇ／ｍ2が望ましい。
ックが発生し耐食が劣化する。付着量としては０．０５
〜０．５ｇ／ｍ2が望ましい。
【００３０】本発明においては、従来のクロメート処理
を施しためっき鋼板に気相セラミック被膜を被覆するこ
とによって飛躍的に優れた耐食性が得られる。
を施しためっき鋼板に気相セラミック被膜を被覆するこ
とによって飛躍的に優れた耐食性が得られる。
【００３１】図４はめっき量２０ｇ／ｍ2の亜鉛めっき
鋼板の表面に市販のエッチングクロメートでＣｒ付着量
５０ｍｇ／ｍ2のクロメート処理を行ったのちシリカを
約１０-4トールの減圧条件下でエレクトロンビームで加
熱して気化させ板温５０〜１００℃で析出させたシリカ
の付着量と塩水噴霧耐食性の結果を示したものである。
鋼板の表面に市販のエッチングクロメートでＣｒ付着量
５０ｍｇ／ｍ2のクロメート処理を行ったのちシリカを
約１０-4トールの減圧条件下でエレクトロンビームで加
熱して気化させ板温５０〜１００℃で析出させたシリカ
の付着量と塩水噴霧耐食性の結果を示したものである。
【００３２】Ａカーブ［―●―］は平板の結果で耐食性
はシリカの付着量に比例して向上する。Ｂカーブ［―○
―］は１８０度４Ｔ曲げ加工材の加工部の耐白錆性を示
したものでシリカ付着量０．５ｇ／ｍ2まではシリカ付
着量に比例して向上するが、１ｇ／ｍ2では低下する。
はシリカの付着量に比例して向上する。Ｂカーブ［―○
―］は１８０度４Ｔ曲げ加工材の加工部の耐白錆性を示
したものでシリカ付着量０．５ｇ／ｍ2まではシリカ付
着量に比例して向上するが、１ｇ／ｍ2では低下する。
【００３３】図５は亜鉛ニッケル合金めっき鋼板（Ｎｉ
含有率１１％、めっき量２０ｇ／ｍ2）にＣｒＯ3―Ｈ2
ＳＯ4浴中で陰極電解後水洗しＣｒ付着量６０ｍｇ／ｍ2
のクロメート被膜を形成させたのち、シリカを圧力１０
-4トールで蒸発させクロメート処理めっき鋼板の表面に
シリカ被膜を０．５ｇ／ｍ2形成させた気相セラミック
被覆めっき鋼板を大気中で１００℃、２００℃、３００
℃、５００℃で１０日間加熱した後塩水噴霧耐食性を調
べたものである。
含有率１１％、めっき量２０ｇ／ｍ2）にＣｒＯ3―Ｈ2
ＳＯ4浴中で陰極電解後水洗しＣｒ付着量６０ｍｇ／ｍ2
のクロメート被膜を形成させたのち、シリカを圧力１０
-4トールで蒸発させクロメート処理めっき鋼板の表面に
シリカ被膜を０．５ｇ／ｍ2形成させた気相セラミック
被覆めっき鋼板を大気中で１００℃、２００℃、３００
℃、５００℃で１０日間加熱した後塩水噴霧耐食性を調
べたものである。
【００３４】１００〜３００℃の範囲では耐食性の低下
は少なく、５００℃ではめっきの劣化に伴って低下す
る。
は少なく、５００℃ではめっきの劣化に伴って低下す
る。
【００３５】従来の樹脂を被覆しためっき鋼板に比べ、
はるかに高温で性能が低下しない特徴がある。
はるかに高温で性能が低下しない特徴がある。
【００３６】図６は同じく電解クロメート処理（Ｃｒ付
着量６０ｍｇ／ｍ2）した亜鉛ニッケル合金めっき鋼板
（Ｎｉ含有率１１％、めっき量２０ｇ／ｍ2）の表面に
１０-4トールでＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5をエレクトロンビームで気化させ
て約０．１ｇ／ｍ2のセラミックを被覆した気相セラミ
ック被覆めっき鋼板の塩水噴霧耐食性を示した図であ
る。
着量６０ｍｇ／ｍ2）した亜鉛ニッケル合金めっき鋼板
（Ｎｉ含有率１１％、めっき量２０ｇ／ｍ2）の表面に
１０-4トールでＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5をエレクトロンビームで気化させ
て約０．１ｇ／ｍ2のセラミックを被覆した気相セラミ
ック被覆めっき鋼板の塩水噴霧耐食性を示した図であ
る。
【００３７】ＳｉＯ2が最も優れており、ＴｉＯ2、Ｚｒ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ 、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5についても実用レベルの
耐食性が得られた。
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ 、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5についても実用レベルの
耐食性が得られた。
【００３８】図７は同じく電解クロメート処理した亜鉛
ニッケル合金めっき鋼板（Ｎｉ含有率１１％、めっき量
２０ｇ／ｍ2）に１０-4トールでＳｉＯ2を気化させて被
覆した気相シリカ被覆めっき鋼板の下地のＣｒ付着量と
耐食性の関係を示したものである。
ニッケル合金めっき鋼板（Ｎｉ含有率１１％、めっき量
２０ｇ／ｍ2）に１０-4トールでＳｉＯ2を気化させて被
覆した気相シリカ被覆めっき鋼板の下地のＣｒ付着量と
耐食性の関係を示したものである。
【００３９】シリカの付着量は０．１ｇ／ｍ2とした。
図中のＡカーブ［―●―］は平板およびＢカーブ［―○
―］はエリクセン６ｍｍ加工後の塩水噴霧試験結果であ
る。平板の耐食性はＣｒ付着量に比例して向上するが、
加工後はＣｒ付着量が１２０ｍｇ／ｍ2で剥離し耐食性
が低下する。Ｃｒ付着量の下限値は無処理に比べ５ｍｇ
／ｍ2で性能に差が認められる。
図中のＡカーブ［―●―］は平板およびＢカーブ［―○
―］はエリクセン６ｍｍ加工後の塩水噴霧試験結果であ
る。平板の耐食性はＣｒ付着量に比例して向上するが、
加工後はＣｒ付着量が１２０ｍｇ／ｍ2で剥離し耐食性
が低下する。Ｃｒ付着量の下限値は無処理に比べ５ｍｇ
／ｍ2で性能に差が認められる。
【００４０】
【発明の効果】本発明により、耐食性、耐熱性、密着加
工性に優れた安価な表面処理鋼板を提供することができ
る。また、セラミック自身が無害であり、実質的にクロ
ムの溶解が少ない、環境にやさしい鋼板である。また、
膜厚が薄く電導性にも優れている。耐熱性のみならずセ
ラミックの特徴である耐摩耗性、耐薬品性および無色透
明な被膜から、高級感の外観が得られる。
工性に優れた安価な表面処理鋼板を提供することができ
る。また、セラミック自身が無害であり、実質的にクロ
ムの溶解が少ない、環境にやさしい鋼板である。また、
膜厚が薄く電導性にも優れている。耐熱性のみならずセ
ラミックの特徴である耐摩耗性、耐薬品性および無色透
明な被膜から、高級感の外観が得られる。
【図１】シリカゾルから得られるゲル被膜の断面膜式図
を示す。
を示す。
【図２】本発明の気相セラミック被膜の断面図である。
【図３】気相シリカ被膜を被覆した亜鉛めっき鋼板の耐
食性を示した図である。
食性を示した図である。
【図４】気相シリカのセラミックを形成させたクロメー
ト処理した亜鉛めっき鋼板の耐食性を示した図である。
ト処理した亜鉛めっき鋼板の耐食性を示した図である。
【図５】気相シリカのセラミック被膜を被覆したクロメ
ート処理した亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の耐熱性を示
した図である。
ート処理した亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の耐熱性を示
した図である。
【図６】各種セラミックを被覆したクロメート処理した
亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の耐食性を示した図であ
る。
亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の耐食性を示した図であ
る。
【図７】気相シリカのセラミックを被覆した電解クロメ
ート処理亜鉛ニッケル合金めっき鋼板のＣｒ付着量と耐
食性の関係を示した図である。
ート処理亜鉛ニッケル合金めっき鋼板のＣｒ付着量と耐
食性の関係を示した図である。
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 14/10 9271−4Ｋ
Claims (2)
- 【請求項１】 めっき鋼板の表面に減圧状態でＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａｌ、Ｂから選択した酸化物を０．０１
〜１．０ｇ／ｍ2被覆することを特徴とする気相セラミ
ック被覆めっき鋼板。 - 【請求項２】 めっき鋼板の表面に第１層としてＣｒ換
算で５〜１００ｍｇ／ｍ2のクロメート処理を行ったの
ち、第２層として減圧状態でＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐ、Ａ
ｌ、Ｂから選択した酸化物を０．０１〜１．０ｇ／ｍ2
被覆することを特徴とする気相セラミック被覆めっき鋼
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132506A JPH06322523A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 気相セラミック被覆めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132506A JPH06322523A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 気相セラミック被覆めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322523A true JPH06322523A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=15082953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5132506A Pending JPH06322523A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 気相セラミック被覆めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06322523A (ja) |
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-
1993
- 1993-05-11 JP JP5132506A patent/JPH06322523A/ja active Pending
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