JPH07258895A - プレス加工性および耐食性に優れた複層亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

プレス加工性および耐食性に優れた複層亜鉛系めっき鋼板

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JPH07258895A
JPH07258895A JP5186894A JP5186894A JPH07258895A JP H07258895 A JPH07258895 A JP H07258895A JP 5186894 A JP5186894 A JP 5186894A JP 5186894 A JP5186894 A JP 5186894A JP H07258895 A JPH07258895 A JP H07258895A
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JP
Japan
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plating
steel sheet
zinc
layer
corrosion resistance
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Withdrawn
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JP5186894A
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English (en)
Inventor
Fuminori Mukohara
原 文 典 向
Tsutomu Komori
森 務 小
Nobuyuki Morito
戸 延 行 森
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】プレス加工性、耐食性、塗膜密着性に優れた複
層亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板の提供。 【構成】鋼板の少なくとも一方の表面上に、めっき付着
量が10〜80g/m 2 の亜鉛または亜鉛合金めっきの
下層めっきと、めっき付着量が2〜15g/m 2 でシリ
カ含有率が3〜20重量%の複合亜鉛または複合亜鉛合
金めっきの上層めっきとからなる、複層めっき層を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鋼板や家電用
鋼板等の様に、良好なプレス加工性と優れた防錆性能を
要求される用途に適した複層の亜鉛系めっき鋼板に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】鋼板を防食する手段として、従来から亜
鉛めっきが汎用されており、亜鉛めっきを施した表面処
理鋼板は、自動車や家電を中心として広く使用されてき
た。また近年の耐食性向上のために、亜鉛めっきの他に
Zn−Ni合金めっき,Zn−Fe合金めっきのような
亜鉛合金めっきが使用されている。また亜鉛系めっき中
に金属の酸化物等を分散させたいわゆる分散めっきも特
開昭63−199899号、特開昭60−141898
号にみられるように検討されてきている。これら亜鉛系
めっき鋼板は、より高い耐食性を求めるためにめっき付
着量を増加する傾向にある。また亜鉛系めっき鋼板は、
一部の用途を除けば塗装して使用されることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレス
成形に際して、亜鉛めっき鋼板においてはめっき層が軟
らか過ぎてビルドアップ現象(めっき金属が金型面に付
着)を招きやすい欠点があり、この現象は次に来るワー
クのプレスに際して押し疵の原因になるばかりか、耐食
性自体も低下する。またZn−Ni合金めっき,Zn−
Fe合金めっきのような亜鉛合金めっきでは、めっき層
が硬い(一般にHV200〜400)ので、プレス成形
時にめっき層が粒状に割れ、剥離するいわゆるパウダリ
ング現象が発生するという問題がある。そしてこれらの
現象はめっき付着量の増大とともに増加する傾向にあ
る。まためっき付着量の増大は、めっき表面が粗大とな
り、塗装後の外観が悪くなる欠点がある。また金属の酸
化物を分散させた亜鉛または亜鉛合金複合めっき鋼板
は、耐食性は良いが、めっき密着性が悪い欠点があっ
た。
【0004】一方亜鉛系めっき鋼板は、一部の用途を除
けば塗装して使用されることが多い。しかし亜鉛めっき
上への塗膜密着性は非常に悪く、これを改善する目的で
亜鉛めっきの表面にリン酸塩処理やクロメート処理等の
塗装前処理を施すのが一般的である。このような予備的
化成処理は、それ自身が複雑な工程であり、装置面にお
いても大がかりなものを必要とし、設備コストおよびラ
ンニングコストが増大するだけでなく、廃液の処理とい
った公害防止の設備も必要になり極めて不経済である。
【0005】本発明は、プレス加工性および耐食性に優
れた複層亜鉛系めっき鋼板を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かねてよりめっき組成の全般的な見直しに着手し、プレ
ス加工に対する追随性に優れた柔軟性を備えるとともに
金型面との潤滑性が優れ、さらに塗膜に対する優れた親
和性を示し、しかもめっきとして耐食性に優れためっき
組成を検討し、本発明に至った。
【0007】すなわち、本発明は、鋼板の少なくとも一
方の表面上に、めっき付着量が10〜80g/m2 の亜
鉛または亜鉛合金めっきの下層めっきと、めっき付着量
が2〜15g/m2 でシリカ含有率が3〜20重量%の
複合亜鉛または複合亜鉛合金めっきの上層めっきとから
なる、複層めっき層を有することを特徴とする、プレス
加工性および耐食性に優れた複層亜鉛系めっき鋼板を提
供するものである。
【0008】
【作用】本発明者らは、従来の亜鉛めっきまたは亜鉛合
金めっきのプレス成形性を改善する観点から様々の検討
を加えた。まず亜鉛めっきについて金型によるかじりや
ビルドアップ現象が生じるのは、既に指摘したとおりめ
っき層の硬さがHV50〜70程度とほぼ一定の軟らか
い範囲にあるのが原因であると考えられる。また亜鉛合
金めっきについてパウダリングが生じるのは、逆に硬す
ぎるのが原因と考えられることも既に指摘したとおりで
ある。これらの亜鉛合金めっきでは、耐食性からは現在
使用されている組成が最適となっているが、プレス加工
性の観点からは必ずしも最適な組成となっていなかっ
た。
【0009】そこで本発明者らは、耐食性に最適なめっ
き組成を変えずにプレス加工性を向上させるには、金型
と接触するめっき表層の形態を変更すればよいという着
想のもとに、3〜20重量%のシリカを添加した分散め
っきを、3〜15g/m2 上層に施すことで、めっきの
剥離を起こすことなく、プレス加工性を著しく改善でき
た。これは、適度なシリカ量の添加で、シリカとめっき
表面の形状の効果により摺動性の改善がなされたものと
考えられる。
【0010】まためっき表層にプレス油を保持するに
は、適度な凸凹が必要でこのためには従来めっき付着量
を多くする必要があり、上述のめっき剥離の問題点があ
ったが、表層にシリカ入りの分散めっきを施すことでめ
っき表面に適度な凸凹を付与でき、めっき付着量を増大
しなくてもよいことがわかった。
【0011】また耐食性は、亜鉛めっきまたは亜鉛合金
めっきでの最適な組成のめっきにシリカを3〜20重量
%分散させることで、無塗装材および塗装材の耐食性を
著しく向上できた。これは、シリカの亜鉛溶出速度の抑
制と腐食生成物の保持作用による効果だと考えられる。
【0012】また、亜鉛めっきの塗装性は、従来亜鉛め
っき鋼板の上にシリカ入りのクロメート処理やシリカ入
りの有機樹脂系プライマーを塗布することで、上塗り塗
膜との密着性が向上することがよく知られていることか
ら、めっきの上層に3〜20重量%のシリカ入りの亜鉛
分散めっきを行ったところ、シリカ入りのクロメートや
シリカ入りの有機樹脂プライマーの塗布時と同様な上塗
り塗膜との良好な密着性が得られた。
【0013】以下に、本発明のプレス加工性および耐食
性に優れた複層亜鉛系めっき鋼板について、詳細に説明
する。本発明においては、鋼板の少なくとも一方の表面
上に、亜鉛系の複層めっきを施す。鋼板としては、冷延
鋼板、熱延鋼板など任意のものを用いることができる。
複層めっきは、付着量が10〜80g/m2 の亜鉛また
は亜鉛合金めっきの下層および付着量が2〜15g/m
2 でシリカを3〜20重量%含有する複合亜鉛または亜
鉛合金めっきの上層よりなる。このように、上層にシリ
カを適量含有させた複層めっきにより、めっき付着量を
増大させることなく、プレス加工性、耐食性を改善で
き、しかも塗装性も改善される。
【0014】上層の亜鉛または亜鉛合金めっき中に添加
するシリカは、コロイド状のアニオン型あるいはカチオ
ン型のシリカのどちらを用いてもよい。シリカの粒径
は、10〜100nmの範囲であることが好ましい。上
層の亜鉛または亜鉛合金めっきを行うのに使用するめっ
き浴としては、通常の硫酸浴、塩化浴あるいはこれらの
混合浴が使用できる。この基本浴に、硫酸ナトリウムや
酢酸ナトリウム等の導電助剤、pH緩衝剤あるいはその
他の添加剤が含まれてもよい。まためっき浴のpHは、
1〜4.5の範囲が適当である。下層の亜鉛または亜鉛
合金めっきは、コロイド状のシリカが添加されていない
以外は上と全く同様なめっき浴で行う。めっき条件は付
着量などに応じて適宜選択すればよい。
【0015】上層めっき中に添加するシリカは、3重量
%未満では、めっき層の耐食性、プレス加工性および塗
膜密着性の向上効果が少なく、20重量%をこえると、
めっき層の密着性が著しく低下する。このため上層めっ
き中のシリカ添加量は、3〜20重量%の範囲が良い。
【0016】上層の亜鉛または亜鉛合金の分散めっきの
付着量は、2g/m2 未満では下層めっきを十分に覆う
ことができず、めっき層の耐食性、プレス加工性および
塗膜密着性の向上効果が少なく、15g/m2 をこえる
と、分散めっき層の密着性の低下が下層にまでおよびプ
レス加工性が低下する。このため上層めっきの付着量
は、2〜15g/m2 の範囲が良い。
【0017】下層の亜鉛または亜鉛合金めっきとして
は、Znめっきのほか、Zn−Niめっき(Ni 5〜
20重量%)、Zn−Feめっき(Fe 10〜20重
量%)、Zn−Coめっき(Co 10〜20重量%)
等を用いることができる。また上層のシリカ含有亜鉛ま
たは亜鉛合金めっきは、シリカ含有量を3〜20重量%
とし、上述した亜鉛または亜鉛合金めっきと同じ耐食性
のよい合金組成範囲とする。
【0018】下層の亜鉛または亜鉛合金めっきの付着量
は、10g/m2 未満では、めっき層全体の目付量が不
足して耐食性が低下することとなり、80g/m2 をこ
えると、めっき層全体の目付量が多くなり、プレス加工
性が低下することとなるため、10〜80g/m2 とす
るのがよい。
【0019】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 (実施例)冷延鋼板を脱脂、酸洗後、酸性亜鉛または酸
性亜鉛合金めっき浴によって下層の電気めっきを行っ
た。続いてコロイド状シリカ(日産化学社製ST−O、
粒径50nm)を酸性亜鉛または酸性亜鉛合金めっき浴
に加え、分散めっき(上層めっき)を下層めっき上に行
った。得られためっきサンプルについて、無塗装材およ
び塗装材(アミノアルキッド系塗料 20μm塗布)に
ついて、プレス加工性、耐食性、塗膜密着性を調査し
た。
【0020】評価方法は以下の通りである。評価結果を
表1に示す。 プレス加工性 μk :ドロービード試験での動摩擦係数 剥離量:ドロービード試験でのめっき剥離量 耐食性 無塗装材:塩水噴霧試験(JIS Z 23
71)での赤錆発生時間で評価 塗装材:クロスカット後の複合サイクル試験(塩水噴霧
1時間、乾燥6時間、湿潤1時間を1サイクルとして1
80サイクル)での塗膜剥離幅で評価 塗装性 :ゴバン目エリクセン試験後、テー
プ剥離試験して塗膜剥離率で評価 ○:優 △:良 ×:不可
【0021】表1に見られるごとく、本発明の条件を満
足する実験No1〜18はすべて良好なプレス加工性、
耐食性と塗装性が認められた。これに対しNo19〜3
0は、亜鉛または亜鉛合金めっきの単独あるいは、上層
の分散めっきのシリカ含有量が最適範囲外、上層の分散
めっきの付着量が最適範囲外であるためプレス加工性、
耐食性、塗膜密着性が劣っていた。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、プレス成形時にパウダリング現象やビルドアップ現
象を生じることがなく、塗膜密着性が良好であるととも
に、無塗装材や塗装材の耐食性が優れている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板の少なくとも一方の表面上に、めっき
    付着量が10〜80g/m2 の亜鉛または亜鉛合金めっ
    きの下層めっきと、めっき付着量が2〜15g/m2
    シリカ含有率が3〜20重量%の複合亜鉛または複合亜
    鉛合金めっきの上層めっきとからなる、複層めっき層を
    有することを特徴とする、プレス加工性および耐食性に
    優れた複層亜鉛系めっき鋼板。
JP5186894A 1994-03-23 1994-03-23 プレス加工性および耐食性に優れた複層亜鉛系めっき鋼板 Withdrawn JPH07258895A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20010605