JPH0696781B2 - 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Info
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- JPH0696781B2 JPH0696781B2 JP2048210A JP4821090A JPH0696781B2 JP H0696781 B2 JPH0696781 B2 JP H0696781B2 JP 2048210 A JP2048210 A JP 2048210A JP 4821090 A JP4821090 A JP 4821090A JP H0696781 B2 JPH0696781 B2 JP H0696781B2
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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。
っき鋼板に関するものである。
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。
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
覆しプレス成形性を向上させることが開示されている。
面に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布、または被
覆しプレス成形性を向上させることが開示されている。
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。
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、
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。
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、
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。
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。
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）、リン酸とコロイダ
ルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルAl2O3の１種又は
２種以上1000mg/m2以下（P,SiO2,TiO2,Al2O3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。
Mn酸化物５〜500mg/m2（Mnとして）、リン酸とコロイダ
ルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルAl2O3の１種又は
２種以上1000mg/m2以下（P,SiO2,TiO2,Al2O3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。
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。
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
ッケルを含む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。
−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
ッケルを含む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ごとき、酸
化物を被覆し、プレス成形性等を向上しようとするもの
である。
化物を被覆し、プレス成形性等を向上しようとするもの
である。
即ち、プレス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。
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。
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。
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結合、Si−Ｏ結合、Ti−Ｏ結合、Al−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。
−Ｏ結合、Si−Ｏ結合、Ti−Ｏ結合、Al−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、脱油工程でも溶解しないので、潤滑性能の低
下や、他の工程に負荷を与えない。
浄工程や、脱油工程でも溶解しないので、潤滑性能の低
下や、他の工程に負荷を与えない。
Mn系酸化物皮膜の密着性、成膜性を向上させるためにリ
ン酸とコロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルAl
2O2の１種又は２種以上1000mg/m2以下（P,SiO2,TiO2,Al
2O3として）を混入する。かくして、Mn系酸化物の皮膜
構造が均一化し、成膜性も向上し、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。
ン酸とコロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルAl
2O2の１種又は２種以上1000mg/m2以下（P,SiO2,TiO2,Al
2O3として）を混入する。かくして、Mn系酸化物の皮膜
構造が均一化し、成膜性も向上し、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
極電解処理することにより確実に生成させることができ
る。このときに前記の如きめっき金属の亜鉛、亜鉛系合
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。
へ浸漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で陰
極電解処理することにより確実に生成させることができ
る。このときに前記の如きめっき金属の亜鉛、亜鉛系合
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酸化物の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、Mn酸
化物の適正な皮膜量は、Mnとして5mg/m2以上500mg/m2以
下、好ましくは５〜200mg/m2である。
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、Mn酸
化物の適正な皮膜量は、Mnとして5mg/m2以上500mg/m2以
下、好ましくは５〜200mg/m2である。
次にリン酸とコロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイ
ダルAl2O3の１種又は２種以上の合計量としては1000mg/
m2以下（P,SiO2,TiO2,Al2O3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。
ダルAl2O3の１種又は２種以上の合計量としては1000mg/
m2以下（P,SiO2,TiO2,Al2O3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/、コロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルA
l2O3はそれぞれ１〜60g/で十分であり、この他エッチ
ング補助剤として硫酸等を用いるものである。
ば、過マンガン酸カリウム1g/〜溶解限、リン酸１〜6
0g/、コロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイダルA
l2O3はそれぞれ１〜60g/で十分であり、この他エッチ
ング補助剤として硫酸等を用いるものである。
このような水溶液に前記のごとき亜鉛系めっき鋼板を浸
漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で電解処
理することにより確実に皮膜を生成することができる。
漬するか、水溶液を散布するか、又は水溶液中で電解処
理することにより確実に皮膜を生成することができる。
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。
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/m2の
条件で、面圧を100〜600kgfの間で点数試験を行い、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。
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/m2の
条件で、面圧を100〜600kgfの間で点数試験を行い、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。
（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、コ
ロイダルSiO2:SiO2量、コロイダルTiO2:TiO2、コロイダ
ルAl2O3:Al2O3量でそれぞれ表示。
ロイダルSiO2:SiO2量、コロイダルTiO2:TiO2、コロイダ
ルAl2O3:Al2O3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/、コロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイ
ダルAl2O3は各40g/、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。
ン酸10g/、コロイダルSiO2、コロイダルTiO2、コロイ
ダルAl2O3は各40g/、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。
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、本発明は産業上極めて有用であ
る。
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、本発明は産業上極めて有用であ
る。
Claims (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）、リン酸とコロイダルSiO2、コロイダ
ルTiO2、コロイダルAl2O3の１種又は２種以上1000mg/m2
以下（P,SiO2,TiO2,Al2O3として）及びその他酸化物か
らなる皮膜を被覆したことを特徴とするプレス成形性、
化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048210A JPH0696781B2 (ja) | 1990-02-28 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048210A JPH0696781B2 (ja) | 1990-02-28 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249183A JPH03249183A (ja) | 1991-11-07 |
| JPH0696781B2 true JPH0696781B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=12797040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2048210A Expired - Lifetime JPH0696781B2 (ja) | 1990-02-28 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696781B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5040090B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2012-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 化成処理性に優れた冷延鋼板およびその製造方法 |
| JP5386842B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2014-01-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5028449A (ja) * | 1973-07-17 | 1975-03-24 | ||
| JPS5573875A (en) * | 1978-11-22 | 1980-06-03 | Nippon Steel Corp | Excellently workable mn-plated steel material having pretreatment layer for painting |
| JPS6063394A (ja) * | 1983-09-17 | 1985-04-11 | Nippon Steel Corp | 溶接性に優れた亜鉛メツキ鋼板 |
| JPH01246398A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 複合分散粒子の製造方法及び複合めっき方法 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2048210A patent/JPH0696781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5028449A (ja) * | 1973-07-17 | 1975-03-24 | ||
| JPS5573875A (en) * | 1978-11-22 | 1980-06-03 | Nippon Steel Corp | Excellently workable mn-plated steel material having pretreatment layer for painting |
| JPS6063394A (ja) * | 1983-09-17 | 1985-04-11 | Nippon Steel Corp | 溶接性に優れた亜鉛メツキ鋼板 |
| JPH01246398A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 複合分散粒子の製造方法及び複合めっき方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03249183A (ja) | 1991-11-07 |
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