JPH0696779B2 - プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板

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JPH0696779B2
JPH0696779B2 JP2048207A JP4820790A JPH0696779B2 JP H0696779 B2 JPH0696779 B2 JP H0696779B2 JP 2048207 A JP2048207 A JP 2048207A JP 4820790 A JP4820790 A JP 4820790A JP H0696779 B2 JPH0696779 B2 JP H0696779B2
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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
    • C23C22/40Chemical 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 molybdates, tungstates or vanadates
    • C23C22/42Chemical 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 molybdates, tungstates or vanadates containing also phosphates

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス成形性,化成処理性に優れた亜鉛系め
っき鋼板に関するものである。
〔従来の技術〕
亜鉛めっき鋼板のプレス成形性を向上させる方法とし
て、例えば特開昭62-185883号公報記載の如く、めっき
鋼板表面に電解クロメート処理を施し、Cr2O3の酸化物
皮膜を生成せしめる方法や、特開昭62-192597号公報記
載の如く、鉄亜鉛合金めっきを施す方法等の亜鉛系めっ
き鋼板上に硬い皮膜を形成し、プレス時のめっきとダイ
スのかじりを防止してプレスの潤滑性の向上をはかるこ
とが開示されている。
又特開平1-136952号公報記載の如く、めっき鋼板の表面
に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布、または被覆
しプレス性を向上させることが開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような製品は自動車ユーザーの使用
において、以下のような不十分な点がある。
自動車ユーザーでの使用工程の概略は、鋼板を油で洗浄
する工程、プレス工程,脱脂工程,化成処理工程,塗装
工程からなっているが、電解クロメート処理鋼板の場合
は、化成処理工程で化成処理皮膜が形成せず、また潤滑
油や潤滑皮膜などを塗布した鋼板の場合は、洗浄工程で
油が落ちるので十分な潤滑性能を発揮しない。さらに
は、化成処理前の脱脂工程に負荷がかかりコストが高く
なる。一方、亜鉛系めっき鋼板に鉄−亜鉛合金フラッシ
ュめっきを施したものは電解クロメート処理に比較して
鋼板のコストが高くなるという問題点がある。
本発明はかかる現状に鑑みて、低コストで、化成処理が
可能で、脱脂等の工程に負荷をかけずに製造し得るプレ
ス成形性に優れた亜鉛系めっき鋼板を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨とするところは、亜鉛系めっき鋼板表面に
Mn酸化物5〜500mg/m2(Mnとして)、リン酸とMo酸化
物、W酸化物、V酸化物の1種又は2種以上1000mg/m2
以下(P,Mo,W,Vとして)及びその他酸化物からなる皮膜
を被覆したプレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系め
っき鋼板にある。
〔作 用〕
本発明の対象とする亜鉛系めっき鋼板とは、例えば溶融
めっき法,電気めっき法,蒸着めっき法,溶射法などの
各種の製造方法によるものがあり、めっき組成としては
純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,ZnとAl,ZnとMn,ZnとCr,ZnとT
i,ZnとMgなどZnを主成分として、耐食性など諸機能の向
上のためFe,Ni,Co,Al,Pb,Sn,Sb,Cu,Ti,Si,B,P,N,S,O等
の1種ないし2種以上の合金元素および不純物元素を含
み、またSiO2,Al2O3などのセラミック微粒子、TiO2,BaC
rO4などの酸化物、アクリル樹脂などの有機高分子をめ
っき層中に分散させたものがあり、めっき層の厚み方向
で単一組成のもの、連続的あるいは層状に組成が変化す
るものがあり、さらに多層めっき鋼板では、最上層に、
めっき組成としては純Znの他、ZnとFe,ZnとNi,ZnとAl,Z
nとMn,ZnとCr,ZnとTi,ZnとMgなどZnを主成分として、耐
食性などの諸機能の向上のため1種ないし2種以上の合
金元素および不純物元素を含み、また、SiO2,Al2O3など
のセラミックス微粒子、TiO2,BaCrO4などの酸化物、ア
クリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に分散させた
ものがある。
例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、蒸着亜鉛めっき鋼板、鉄
−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするアル
ミニウム、鉄などの合金溶融亜鉛めっき鋼板、めっき層
断面方向で下層が合金化されている合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板(一般にハーフアロイと称する)、片面鉄−亜鉛
合金化溶融亜鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層からな
るめっき鋼板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸着
めっき等により亜鉛、または亜鉛を主成分とし、鉄、ニ
ッケルを含有する金属をめっきした鋼板、あるいは、電
気亜鉛めっき鋼板、亜鉛,ニッケル,クロム等合金電気
めっき鋼板等、更に単一合金層又は多層合金電気めっき
鋼板、亜鉛および亜鉛含有金属の蒸着めっき鋼板等があ
る。その他、SiO2,Al2O3などのセラミックス微粒子、Ti
O2酸化物微粒子及び有機高分子などを亜鉛又は亜鉛合金
めっき中に分散させた分散めっき鋼板がある。
このような亜鉛系めっき鋼板の表面に前記の如き酸化物
皮膜を被覆することにより、プレス成形性,化成処理性
を向上しようとするものである。
即ち、プレス成形に際しての潤滑性をめっき鋼板に付与
するには、めっき鋼板表面に硬質の皮膜を形成すること
が有効である。この点で電解クロメート処理、鉄亜鉛合
金めっきは有効であるが、前者は化成処理皮膜が形成で
きず、後者は処理量が多くコスト高になる。
これらの解決には、めっき鋼板表面の硬質皮膜として
は、酸化物皮膜であって、かつ化成処理液中で溶解し、
化成処理皮膜を形成できるとともに、皮膜成形が化成処
理液に溶け出しても化成処理に悪影響を与えないもので
あることが必要である。
本発明者らは、このような観点から、亜鉛系めっき鋼板
表面にMn系酸化物皮膜を形成すれば良いことを見出し
た。Mn系酸化物皮膜はクロメート皮膜と同様ガラス状の
皮膜となり、プレス時にめっきのダイスへのかじりを抑
制し、摺動性を良好とする。さらに、化成処理液には溶
解するためクロメート皮膜と異なり、化成処理皮膜を形
成することができ、また、化成処理皮膜の成分でもある
ため、化成処理液に溶出しても悪影響はない。
Mn系酸化物皮膜の構造は明確ではないが、Mn−O結合、
P−O,Mo−O,V−O,W−O結合からなるネットワークが主
体で、部分的に‐OH,CO3基等が、さらにはめっきから供
給される金属が置換したアモルファス状の巨大分子構造
であろうと推定している。
また、Mn系酸化物皮膜は酸化物皮膜のため、油による洗
浄工程や、脱脂工程でも溶解しないので、潤滑性能の低
下や、他の工程に負荷をおよぼさない。
Mn系酸化物皮膜の密着性、成膜性を向上させるためにリ
ン酸とMo酸化物,W酸化物,V酸化物の1種又は2種以上を
混入する。かくして、Mn系酸化物の皮膜構造が均一化
し、成膜性が向上し、プレス成形性が良好になり、又化
成処理性をも向上することができる。
このような酸化物皮膜は、亜鉛系めっき鋼板を水溶液中
へ浸漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で陰
極電解処理等により確実に生成することができる。この
ときに前記の如きめっき金属の亜鉛、亜鉛合金めっきの
場合は、亜鉛と合金元素(金属)、水溶液中の不純物等
がその他の酸化物として混入する。
次に、本発明の皮膜の皮膜量範囲について述べる。
Mn酸化物皮膜量はプレス性を良好とするには、Mnとして
5mg/m2以上であればよいが、皮膜量が500mg/m2を越える
と化成処理皮膜の形成が不十分となる。ゆえに、適正な
皮膜量は、Mnとして5mg/m2以上500mg/m2以下、好ましく
は5〜200mg/m2である。
次にリン酸とMo酸化物、W酸化物、V酸化物の1種又は
2種以上の合計量は1000mg/m2下(P,Mo,W,Vとして)、
好ましくは200mg/m2以下がよく、1000mg/m2超になる
と、化成処理性が劣化することがあり、好ましくない。
下限は存在していればよい。
次に上記のごとき酸化物皮膜の生成方法としては、例え
ば、過マンガン酸カリウム1g/〜溶解限、リン酸1〜6
0g/、Mo酸及びその塩類、W酸及びその塩類、V酸及
びその塩類をそれぞれ選択して用いるが、1〜60g/で
十分である。この他エッチング補助剤として、例えば硫
酸等を添加するものである。
このような水溶液に前記亜鉛系めっき鋼板を浸漬する
か、水溶液を散布するか、又は水溶液中で鋼板を陰極と
して電解処理することにより確実に所望の酸化皮膜を生
成することができる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。
注1)めっき鋼板: AS:合金化溶融亜鉛めっき鋼板(Fe10%,Al10.25%,残Z
n)、EG:電気亜鉛めっき鋼板、GI:溶融亜鉛めっき鋼板
(Al0.3%,Fe0.8%,Pb0.1%,残Zn)、HA:半合金化溶融
亜鉛めっき鋼板(Fe5%,Al0.3%,残Zn)、CR:冷延鋼
板、鋼板厚はいずれも0.8mmの普通鋼。
注2)プレス成形性(摩擦係数) サンプルサイズ:17mm×300mm、引張り速度:500mm/min、
角ビート肩R:1.0/3.0mm、摺動長:200mm、塗油:ノック
スラスト530F−40(パーカー興産株式会社)塗油量1g/m
2の条件で、面圧を100〜600kgfの間で数点試験を行い、
引き抜き加重を測定し、面圧と引き抜き加重の傾きから
摩擦係数を求めた。
注3)化成処理性: 化成処理液(亜鉛−リン酸−弗素系処理浴)にはSD5000
(日本ペイント社製)を用い、処方どおり脱脂、表面調
整を行った後化成処理を行った。化成処理皮膜の判定
は、SEM(2次電子線像)により、均一に皮膜が形成さ
れているものは○、部分的に皮膜形成されているものは
△、皮膜が形成されていないものは×と判定した。
注4)酸化皮膜量は、Mn酸化物:Mn量、リン酸:P量、Mo
酸化物:Mo量、W酸化物:W量、V酸化物:V量でそれぞれ
表示。
注5)酸化物生成は、過マンガン酸カリウム30g/、リ
ン酸10g/、Mo酸、W酸、V酸は各10g/、エッチング
補助剤として硫酸3g/をそれぞれ選択して合成し、亜
鉛系めっき鋼板の浸漬時間を調整して施した。
〔発明の効果〕 本発明によれば、プレス成形において摺動性が冷延鋼板
並以上に向上し、かつ化成処理皮膜も形成可能な亜鉛系
めっき鋼板を提供し得るので、ユーザーの工程における
負荷を低減でき、プレス成形に際しての生産性を向上さ
せることができるなど、本発明は産業上きわめて有用で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】亜鉛系めっき鋼板表面にMn酸化物5〜500m
    g/m2(Mnとして)、リン酸とMo酸化物、W酸化物、V酸
    化物の1種又は2種以上1000mg/m2以下(P,Mo,W,Vとし
    て)及びその他酸化物からなる皮膜を被覆したプレス成
    形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
JP2048207A 1989-12-12 1990-02-28 プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 Expired - Lifetime JPH0696779B2 (ja)

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