JPH0665702A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH0665702A
JPH0665702A JP22129092A JP22129092A JPH0665702A JP H0665702 A JPH0665702 A JP H0665702A JP 22129092 A JP22129092 A JP 22129092A JP 22129092 A JP22129092 A JP 22129092A JP H0665702 A JPH0665702 A JP H0665702A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車車体外面防錆用鋼板として、耐食性に優
れかつ、低温チッピング性やめっき密着性にも優れたも
のとする。 【構成】本発明は合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造におい
て、めっき皮膜中のAl濃度と亜鉛ポット浴中Al濃度
が、 (めっき皮膜中A1濃度)−(亜鉛ポット浴中A1濃
度)≧0.2wt% という式で表される関係をもち、鋼板表面粗度をPPI
で150以上とし、めっき浴に進入する直前の鋼板の温
度を490℃以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体外面防錆鋼
板として用いられる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法に関し、低温チッピング性およびめっき密着性の向上
を図るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、寒冷地では融雪剤散布等の影響に
より、自動車車体にとって非常に厳しい腐食環境が強い
られている。すなわち、北アメリカ地域等では融雪剤と
一緒に小石を散布するため、その小石が自動車外面に衝
突し、塗膜を傷つけるだけでなくめっき層と素地鋼板と
の間を剥離させるという低温チッピング性の問題が顕著
になっている。
【0003】このような環境下における自動車車体保護
のため、自動車車体にこれまで以上に錆等に対する高耐
食性が要求されてきている。この要求に答えて、従来か
ら、自動車車体外装用として厚目付亜鉛系合金めっき鋼
板が多用されているが、一般に合金化溶融亜鉛めっき鋼
板はめっき被膜自体が固くて脆いため、素地鋼板とめっ
き層とのめっき密着力は弱いものであった。
【0004】しかるに、錆等に対する高耐食性の要求か
ら合金化溶融亜鉛めっき鋼板における亜鉛付着量を増加
させるほど、低温チッピング性等のめっき剥離現象を増
長させることとなっている。
【0005】かかる素地鋼板とめっき被膜との密着性、
耐低温チッピング性の向上のため、亜鉛系合金めっき
鋼板上にクロメートを塗布する方法(特開平3−100
180号公報)、さらにその上に鉛筆硬度H〜2Bの
有機樹脂皮膜を形成させる方法(特開昭64−7883
2号公報)、めっきとクロメート被膜との間にZn−
Niを設け複装する方法(特開平2−294489号公
報)などの方法が提案されている。
【0006】また、めっき前に酸洗し、浴中A1濃度
0.12wt%以上のめっき浴でめっきしてFe−Al
−Zn合金層形成量をAl量換算で0.05g/m2
上にする方法(特開平3−232952号公報)も提案
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち
、、については、合金化亜鉛めっき鋼板のめっき
密着性、耐低温チッピング性の向上は見られるものの、
その効果は薄いものであった。また、については、め
っき密着性、耐低温チッピング性については、その効果
を発揮するものの、この方法では、作業工程が複雑にな
り、経済的にも不利となるものであった。
【0008】したがって、本発明の課題は、自動車車体
外面防錆用鋼板としての、耐食性に優れ、さらに耐低温
チッピング性およびめっき密着性にも優れたものとする
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造において、
めっき皮膜中のAl濃度と亜鉛ポット浴中Al濃度が、 (めっき皮膜中A1濃度)−(亜鉛ポット浴中A1濃
度)≧0.2wt% という式で表される関係をもち、めっき皮膜除去後の鋼
板表面粗度(PPI)を150以上とし、めっき浴に進
入する直前の鋼板の温度を490℃以上とする点をその
構成とする。
【0010】
【作用】本発明者は、めっき初期に起こるFe−Al反
応を制御することでめっき鋼板界面の密着性を向上させ
ることができ、さらにその条件について鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成した。
【0011】すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製
造する際、めっき浴に進入する鋼板の温度を490℃以
上にして、初期Fe−Al反応を促進させる。そして、
めっき皮膜中のAl濃度を高め、形成されたFe−Al
層による母材粒界からの鉄拡散を抑え、母材全体からの
鉄拡散を促す。また、均一な合金化反応によりめっき除
去後の鋼板表面粗度をPPIで150以上にして細かな
凹凸を付与させ、アンカー効果を高める。かくして、F
e−Al層の形成を促進させ、均一な合金化反応を行わ
せ、めっき被膜中のAlの濃化により、めっき界面密着
性を向上させ、チッピングなどのめっき層と素地鋼板の
剥離を防止するものである。
【0012】以下、本発明において「めっき皮膜中のA
l濃度と亜鉛ポット浴Al濃度の差」、「めっき皮膜除
去後の鋼板表面粗度」、「亜鉛めっき浴進入直前の鋼板
温度」を上記の如く限定した理由を説明する。
【0013】(A)めっき皮膜中Al濃度と亜鉛ポット
浴Al濃度の差 めっき界面に形成されるFe−Al反応によりめっき皮
膜中にAlが濃化するが、めっき皮膜中Al濃度と亜鉛
ポット浴Al濃度差が0.2wt%未満では、鋼板表面
に脆いFe−Zn化合物が形成され、めっき鋼板密着性
を著しく損なうため、めっき皮膜中Al濃度と亜鉛ポッ
ト浴Al濃度の差を0.2wt%以上と定めた。この条
件を満たすには、ポット進入直前の鋼板温度を上げる、
または亜鉛ポットAl濃度を上げてめっき皮膜中のAl
濃度を上げることで達成できる。
【0014】(B)めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度 めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度がPPIで150未満
では、鋼板表面凹凸によるアンカー効果が期待できなく
なるため、めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度をPPIで
150以上と定めた。めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度
をPPIで150以上とするには、めっき皮膜中Al濃
度を上げるか、または合金化度を上げる(ポット進入直
前の鋼板温度を上げる)ことで達成できる。
【0015】(C)亜鉛めっき浴進入直前鋼板温度 亜鉛めっき浴進入直前鋼板温度が490℃より低いと十
分なFe−Al層が形成されないため、不均一な合金化
反応が起こり、めっき鋼板界面に細かな凹凸が付与され
ない。また同条件下だと、安定的に(1)式を満たすこ
とができないという理由からも、亜鉛めっき浴進入直前
鋼板温度を490℃以上と定めた。
【0016】亜鉛ポット進入直前板温を高めることで、
めっき初期におこるFe−Al反応を促進させ、メッキ
皮膜中にAlを濃化させることによるチッピング性改善
のメカニズムについては必ずしも明確ではない。しか
し、Fe−Zn化合物は硬くて脆く、鋼板との密着性は
良くない。しかるに、めっき初期におこるFe−Al反
応を促進させると、Fe−Al層の形成によりFeの拡
散が粒界から優先的におこることはなく、合金化反応が
均一化するのでめっき鋼板界面にかなり細かい凹凸が付
与され、界面凹凸によるアンカー効果が得られることは
確かである。また、めっき鋼板界面のAlの濃化によ
り、硬くて脆いFe−Zn合金層以外にFe−Zn−A
l層を形成させることで界面密着性が向上し、低温チッ
ピング性等のメッキ剥離現象が抑制される効果もある。
【0017】
【実施例】以下本発明の効果を実施例により明らかにす
る。進入直前鋼板温度を変えてめっき合金化してめっき
初期Fe−Al反応を制御し、実験を行った。テスト材
は、板厚0.8 mm、材質(重量%):C:0.0027、Si:
0.01、Mn:0.15、P:0.069 、S:0.004 、Al:0.
046 である。合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造条件は、め
っき浴として、浴温460℃、浴Al濃度0.11wt%、
目付量45〜65g/m2 、進入直前板温430〜52
0℃、合金化条件として、板温500〜550℃、処理
時間10〜60秒、合金化度10〜13%で実験を行っ
た。その結果、めっき目付量45g/m2 、合金化度1
0%、進入直前鋼板温度は490℃以上で、めっき皮膜
中Al濃度と亜鉛ポット浴Al濃度の差0.2wt%以
上、めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度がPPIで150
以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができ、4
90℃未満では上記条件を満たす鋼板は得られなかっ
た。
【0018】めっき皮膜中Al濃度はインヒビター入り
塩酸でめっき皮膜を溶解し、原子吸光法にて測定した。
亜鉛ポット浴Al濃度は、浴インゴットを蛍光X線にて
測定した。めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度は、インヒ
ビター入り塩酸でめっき皮膜を除去し、鋼板表面の粗さ
を二次元粗さ計にて測定した。 1)チッピング性 耐チッピング試験は、グラベロ試験で行った。70×1
00mmの試験片を浸漬型化成処理、カチオン電着塗
装、自動車用中塗り、上塗り塗装を施し総合塗膜厚を9
0μmとした。低温( −20℃) にした試験片をグラベ
ロ試験機により石を空気圧3Kg/cm2 で投射した。
そして、テープ剥離を行い、めっき層と素地鋼板が剥離
した最大径を測定した。その結果を図1に示す。
【0019】2)めっき密着性 25×100mmの試験片をエポキシ系接着剤にて、の
りしろ25×12.5mm、接着膜圧1mmで張り合わせ、せん断
引張を行い、せん断引張強度を求めた。その結果を図2
に示す。
【0020】また図3には(めっき皮膜中Al濃度)−
(Zn ポットAl濃度)と鋼板表面粗度(PPI)の関
係を示した。これにより、めっき皮膜中Al濃度を上げ
ると、鋼板表面粗度が上昇することが判った。
【0021】さらに、図4には、ポット進入直前板温と
(めっき皮膜中Al濃度)−(ZnポットAl濃度)と
の関係を示し、ポット進入直前板温が490℃未満で
は、定義式(1)を安定的に満たすことができないこと
が判る。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
の方法によれば、自動車車体外面用防錆鋼板としての耐
食性に優れ、耐ピッチング性やめっき層と素地鋼板界面
の密着性も良好である、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を容
易に低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐チッピング性の試験結果のグラフで
ある。
【図2】本発明のめっき密着性の試験結果のグラフであ
る。
【図3】(めっき皮膜中Al濃度)−(ZnポットAl
濃度)と鋼板表面粗度(PPI)との関係を示したグラ
フである。
【図4】(めっき皮膜中Al濃度)−(ZnポットAl
濃度)とポット進入直前板温との関係を示したグラフで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造におい
    て、めっき皮膜中のA1濃度が亜鉛ポット浴中A1濃度
    と次式、 (めっき皮膜中A1濃度)−(亜鉛ポット浴中A1濃
    度)≧0.2wt% の関係を満たし、 めっき皮膜除去後の鋼板表面粗度(PPI)を150以
    上とし、 亜鉛ポットに進入する直前の上記めっき鋼板の進入時の
    温度を490℃以上とすることを特徴とする合金化溶融
    亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173250A (ja) * 1988-12-26 1990-07-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法
JPH04103749A (ja) * 1990-08-22 1992-04-06 Kawasaki Steel Corp めっき外観及び皮膜加工性に優れた合金化溶融Znめっき鋼板の製造方法

Patent Citations (2)

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