JPH07292495A - Chromate-treated galvanized steel sheet excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance and blackening resistance - Google Patents

Chromate-treated galvanized steel sheet excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance and blackening resistance

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JPH07292495A
JPH07292495A JP8977494A JP8977494A JPH07292495A JP H07292495 A JPH07292495 A JP H07292495A JP 8977494 A JP8977494 A JP 8977494A JP 8977494 A JP8977494 A JP 8977494A JP H07292495 A JPH07292495 A JP H07292495A
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JP
Japan
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chromate
steel sheet
resistance
film
zinc
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Withdrawn
Application number
JP8977494A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Takao
尾 研 治 高
Chikako Kawasaki
崎 智 香 子 河
Nobuo Totsuka
塚 信 夫 戸
Nobuyuki Morito
戸 延 行 森
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To develop a chromate-treated galvanized steel sheet excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance and blackening resistance by forming a chromate film having a compsn. contg. specified amounts of Ni and silica particles and contg. no metal Cr on the surface of a galvanized steel sheet. CONSTITUTION:The surface of a steel sheet is coated with Zn or a Zn alloy by electroplating, galvanizing or galvannealing. At the time of applying the surface with electrolytic chromate treatment, a chromate film having a compsn. contg. the oxide and hydroxide of Cr by 5 to 200mg/m<2> total Cr content expressed in terms of Cr so as to regulate the content of soluble Cr therein to 1 to 30wt.%, furthermore contg. metal Ni and the oxide of Ni by 10 to 500mg/m<2> Ni total content, contg. silica having 3 to 100nm average particle size by 100 to 1000mg/m<2> and substantially contg. no metal Cr is formed, by which the chromate-treated galvanized steel sheet excellent in adhesion, appearance, fingerprint resistance and blackening resistance can be produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として家電用に使用
される耐食性、耐指紋性および耐黒変性に優れるクロメ
ート処理亜鉛系めっき鋼板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chromate-treated zinc-based plated steel sheet which is mainly used for home appliances and which is excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance and blackening resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】クロメート処理した電気亜鉛めっき鋼板
はその優れた耐黒変性および加工時に潤滑性を付与せし
めうるため、家電用シャーシやモーターカバー等に広く
用いられている。
2. Description of the Related Art Chromate-treated electrogalvanized steel sheets are widely used for home electric appliances such as chassis and motor covers because of their excellent resistance to blackening and lubrication during processing.

【0003】電気亜鉛めっき鋼板上へのクロメート処理
方法としては大別して、以下の3通りの方式がある。 a)塗布型クロメート処理 b)反応型クロメート処理 c)電解型クロメート処理
Chromate treatment methods on electrogalvanized steel sheets are roughly classified into the following three methods. a) Coating chromate treatment b) Reactive chromate treatment c) Electrolytic chromate treatment

【0004】a)塗布型クロメート処理は、電気亜鉛め
っき鋼板上へエアーナイフもしくはロールコータ等によ
ってクロメート溶液を塗布し、しかる後に水洗すること
なくオーブン等で焼き付け乾燥し、クロメート皮膜を形
成するものである。この方式によると、クロメート処理
液と亜鉛めっき層の反応量が少ないため、溶出亜鉛等に
よる処理液の劣化が少なく、液管理が行いやすいという
利点がある。しかしながら、健全なクロメート皮膜を形
成するためには、100℃以上の温度での焼き付け工程
が必須になるためオーブンが必要になり、このための設
備に要するコスト高を招来し、経済的でない。
A) The coating type chromate treatment is a process in which a chromate film is formed by coating a chromate solution on an electrogalvanized steel sheet with an air knife or a roll coater and then baking and drying it in an oven without washing with water. is there. According to this method, since the amount of reaction between the chromate treatment liquid and the zinc plating layer is small, there is an advantage that the treatment liquid is less deteriorated by eluted zinc or the like and liquid management is easy. However, in order to form a sound chromate film, a baking step at a temperature of 100 ° C. or higher is indispensable, so that an oven is required, resulting in an increase in the cost required for equipment, which is not economical.

【0005】b)第2の反応型クロメート処理は、亜鉛
めっき鋼板を6価のCrイオンを含有した反応型クロメ
ート溶液に浸漬もしくはスプレー処理によって接液さ
せ、金属亜鉛めっき層を溶解し、同時に還元生成された
3価のCrイオンと6価のCrイオンからなるクロミュ
ウムクロメートをゲル状に析出させることにより、めっ
き上にクロメート皮膜を形成せしめるものである。塗布
型クロメートと異なり、クロメート後の高温乾燥が不要
のため、製造コストの低減が達成され、目的、用途によ
ってさまざまなCr付着量の反応型クロメート処理電気
亜鉛めっき鋼板が製造されている。しかしながら、皮膜
形成に亜鉛めっき層の溶解を伴うため、処理液中へのZ
nイオンの蓄積を余儀なくされ、液管理が問題であると
ともに、処理液の変化による品質のバラツキが問題であ
った。さらに、化学反応によってクロメート皮膜を形成
するため、付着量の制御が困難であるという問題を内包
している。
B) In the second reaction type chromate treatment, the galvanized steel sheet is immersed in or sprayed with a reaction type chromate solution containing hexavalent Cr ions to dissolve the metal zinc plating layer and simultaneously reduce it. A chromate film is formed on the plating by depositing the generated chromium chromate composed of trivalent Cr ions and hexavalent Cr ions in a gel form. Unlike coating type chromate, high temperature drying after chromating is not required, so that the production cost can be reduced, and reactive type chromate-treated electrogalvanized steel sheets with various Cr deposits are produced depending on the purpose and application. However, since the galvanized layer is dissolved in the film formation, Z in the treatment liquid
Accumulation of n-ions was unavoidable, and liquid management was a problem, and quality variation due to changes in processing liquids was a problem. Furthermore, since a chromate film is formed by a chemical reaction, it is difficult to control the amount of adhesion, which is a problem.

【0006】c)第3の電解型クロメート処理は、6価
のCrイオンを含有したクロメート処理液中で、Zn系
めっき鋼板を陰極として電解処理することにより、クロ
メ−ト皮膜を形成するものである。この方法によると処
理液中への亜鉛の溶出が低減され、液管理が容易になる
とともに、投入電気量により付着量制御が可能になると
いう利点があるが、耐食性、耐指紋性等の機能性を有さ
ないため、用途としては塗装下地用や一般クロメートに
留まっていた。
C) The third electrolytic chromate treatment is to form a chromate film by electrolytically treating a Zn-plated steel sheet as a cathode in a chromate treatment liquid containing hexavalent Cr ions. is there. According to this method, the elution of zinc into the processing solution is reduced, the solution management is easy, and the amount of applied electricity can be controlled by the amount of electricity applied, but the functionality such as corrosion resistance and fingerprint resistance is improved. Since it does not have, it was used only for painting bases and general chromates.

【0007】かかる問題を改善し、電解クロメートに高
機能性を付与した鋼板として、特公平4−30475号
公報に金属Cr層の上にクロム酸化物層とシリカおよび
クロム酸化物からなる層を有するクロメート処理Znめ
っき鋼板が、また、特開平1−255690号公報にC
r、Niの金属層とCr、Siの酸化物層からなるクロ
メート皮膜層を有するクロメート処理亜鉛系めっき鋼板
が、さらに、特開平4−304397号公報にCr、N
iの金属層とCr、Ni、Siの酸化物層からなるクロ
メート皮膜層を有するクロメート処理亜鉛系めっき鋼板
が開示されている。
As a steel sheet which has improved such a problem and provided electrolytic chromate with high functionality, Japanese Patent Publication No. 30475/1992 has a chromium oxide layer and a layer composed of silica and chromium oxide on a metal Cr layer. A chromate-treated Zn-plated steel sheet is also disclosed in JP-A-1-255690 as C.
A chromate-treated zinc-based plated steel sheet having a chromate film layer composed of a metal layer of r and Ni and an oxide layer of Cr and Si is further disclosed in JP-A-4-304397.
A chromate-treated zinc-based plated steel sheet having a chromate film layer composed of a metal layer of i and an oxide layer of Cr, Ni, and Si is disclosed.

【0008】しかしながら、これら公知の鋼板による
と、シリカの効果により若干耐食性は改善されるもの
の、塗布型クロメート処理による高耐食性クロメート鋼
板の耐食性にははるかに及ばない。また、これらの鋼板
においては、高温高湿環境下におかれた場合、黒色に変
色するいわゆる耐黒変性が劣ることがしばしばあった。
However, according to these known steel sheets, although the corrosion resistance is slightly improved by the effect of silica, the corrosion resistance of the high corrosion resistance chromate steel sheet by the coating type chromate treatment is far lower than that. Further, in these steel sheets, when placed in a high temperature and high humidity environment, the so-called black resistance, which is discoloration to black, was often inferior.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決すべくなされたもので、クロメート皮膜中に
所定のシリカ、金属ニッケル、ニッケルを含み、かつ金
属クロムが存在しないようにすることにより、耐食性、
耐指紋性および耐黒変性に優れるクロメート処理亜鉛系
めっき鋼板を提供することを目的とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is intended that the chromate film contains predetermined silica, metallic nickel, nickel, and does not contain metallic chromium. Corrosion resistance,
An object of the present invention is to provide a chromate-treated zinc-based plated steel sheet having excellent fingerprint resistance and blackening resistance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、鋼板の少なくとも片側に亜鉛もし
くは亜鉛系めっきが施され、その上にクロメート皮膜が
形成されてなるクロメート処理亜鉛系めっき鋼板におい
て、クロメート皮膜がクロム酸化物、クロム水酸化物、
金属ニッケル、ニッケル酸化物、特定シリカ粒子から構
成され、かつ皮膜中に金属クロムが実質的に存在しない
ことを特徴とする耐食性、耐指紋性および耐黒変性に優
れるクロメート処理亜鉛系めっき鋼板が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, at least one side of a steel sheet is plated with zinc or a zinc-based plating, and a chromate film is formed on the chromate-treated zinc. Chromate film, chromium oxide, chromium hydroxide,
Provided is a chromate-treated zinc-based plated steel sheet excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance, and blackening resistance, which is composed of metallic nickel, nickel oxide, and specific silica particles, and is substantially free of metallic chromium in the film. To be done.

【0011】ここで、前記クロメート皮膜中の全クロム
量がCr換算にして5〜200mg/m2 であり、かつ
可溶性Cr量が1〜30wt%であることが望ましい。
また、前記クロメート皮膜中のシリカの平均粒子径が3
〜100nmであり、シリカ量が100〜1000mg
/m2 であることが望ましい。また、前記クロメート皮
膜中のニッケル量が10〜500mg/m2 であること
が望ましい。
Here, it is desirable that the total chromium amount in the chromate film is 5 to 200 mg / m 2 in terms of Cr and the soluble Cr amount is 1 to 30 wt%.
The average particle size of silica in the chromate film is 3
˜100 nm, silica amount 100-1000 mg
/ M 2 is desirable. Further, it is desirable that the amount of nickel in the chromate film is 10 to 500 mg / m 2 .

【0012】[0012]

【作用】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0013】本発明の出発原料は、板厚3.2mm以下
の薄鋼板を用いるのがよい。所要の材質を得るための熱
処理を経た後、電気亜鉛系めっきを施す。電気亜鉛系め
っきは、一般的に工業生産に用いられるめっき浴中で行
われる。すなわち、Znイオンを含有し、導電性改善お
よび光沢付与を目的に必要に応じて添加される添加剤か
ら構成される。Znイオンの対イオンとしては一般的に
用いられる硫酸イオンであっても、塩素イオンであって
もよく、また、両者を混合した浴を用いても構わない。
また、浴中にNi2+, Co2+,Fe2+,Mn2+などの金
属イオンを添加して合金めっきとしてもよく、たとえば
Cr3+−Co2+−アルミナを添加した分散めっきとして
もよい。
As the starting material of the present invention, it is preferable to use a thin steel plate having a plate thickness of 3.2 mm or less. After undergoing heat treatment to obtain the required material, electrogalvanizing plating is performed. Electrogalvanic plating is generally performed in a plating bath used for industrial production. That is, it is composed of an additive containing Zn ions and added as needed for the purpose of improving conductivity and imparting gloss. As a counter ion of Zn ion, a generally used sulfate ion or chlorine ion may be used, and a bath in which both are mixed may be used.
Further, alloy plating may be carried out by adding metal ions such as Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ to the bath, for example, dispersion plating in which Cr 3+ -Co 2+ -alumina is added. Good.

【0014】めっき槽としては、片面順次めっきである
カローセルめっき、両面同時めっきである水平セル、グ
ラビテル等の縦型セルのいずれを用いても差し支えな
い。これらのめっき槽において所定の付着量の亜鉛系め
っきが施される。
As the plating tank, any of carrousel plating which is one-sided sequential plating, horizontal cell which is both-sided simultaneous plating, and vertical type cell such as Gravitel may be used. In these plating baths, a predetermined amount of zinc-based plating is applied.

【0015】また、亜鉛系めっきとしては、電気亜鉛系
めっきのみならず溶融亜鉛めっきもしくは合金化溶融亜
鉛めっき鋼板であっても差し支えない。ただしこれらの
めっき鋼板を用いた場合、加熱処理により表層にZnま
たはAlの酸化物が形成される場合があり、これらをク
ロメート処理に先だって、たとえばアルカリ処理によっ
て除去するなどの方策が有効である。
As the zinc-based plating, not only electrogalvanized plating but also hot-dip galvanized or galvannealed steel sheet may be used. However, when these plated steel sheets are used, the oxides of Zn or Al may be formed in the surface layer by the heat treatment, and it is effective to remove them by the alkali treatment prior to the chromate treatment.

【0016】本発明においてこのようにして亜鉛系めっ
きを施された鋼板は引き続き、クロメート処理として電
解クロメート処理が施される。
In the present invention, the steel sheet thus plated with zinc is subsequently subjected to electrolytic chromate treatment as chromate treatment.

【0017】本発明のクロメートの作用を従来の電解ク
ロメート皮膜と対比して説明する。一般に電解クロメー
ト処理時はクロムイオンを含有した溶液中で、Znめっ
き鋼板に陰極を印加せしめ、浴中の陽極との間に電流回
路が形成される。このとき、陰極では以下のような反応
が生じ、これらの反応の複合作用によりクロメート皮膜
が形成される。 Cr6++ 3e- → Cr3+ (1) 2H+ + 2e- → H2 (2) Cr3++3(OH)- → Cr(OH)3 (3) 2Cr(OH)3 + Cr2O7 2-+ 2H+ → Cr(OH)3Cr(OH)CrO4 + 2H2O (4) Cr6++ 6e- → Cr3+ + 3e- → Cr0 (5)
The action of the chromate of the present invention will be described in comparison with a conventional electrolytic chromate film. Generally, at the time of electrolytic chromate treatment, a cathode is applied to a Zn-plated steel sheet in a solution containing chromium ions to form a current circuit with the anode in the bath. At this time, the following reactions occur at the cathode, and a chromate film is formed by the combined action of these reactions. Cr 6+ + 3e - → Cr 3+ (1) 2H + + 2e - → H 2 (2) Cr 3+ +3 (OH) - → Cr (OH) 3 (3) 2Cr (OH) 3 + Cr 2 O 7 2- + 2H + → Cr (OH) 3 Cr (OH) CrO 4 + 2H 2 O (4) Cr 6+ + 6e - → Cr 3+ + 3e - → Cr 0 (5)

【0018】さらに機能性を付与するために、上述の3
つの公報に開示の先行技術においてはシリカが皮膜中に
添加されている。しかしながら、こうしてなる従来の電
解クロメート処理亜鉛系めっき鋼板は耐食性は若干改善
されるものの、耐黒変性に劣るという問題を抱えてい
た。本発明者らの検討によると、この耐黒変性不良の原
因はクロメート皮膜中に存在する金属クロムによるもの
であることが判明した。すなわち、従来の電解クロメー
ト処理では、上記(5)式により陰極電解時に金属クロ
ムが析出する。金属クロム層は非常に硬いためにクラッ
クを形成し、このクラック部において露出した亜鉛めっ
き層と金属クロム間に電気化学的なミクロセルを形成し
て黒錆の発生に至るのである。本発明においてはかかる
黒錆発生による黒変を抑制するため、クロメート皮膜中
から金属クロムを排除することを必須条件とする。
In order to add further functionality, the above-mentioned 3
In the prior art disclosed in the two publications, silica is added to the film. However, the conventional electrolytic chromate-treated zinc-based plated steel sheet thus formed has a problem in that it is slightly improved in corrosion resistance but inferior in blackening resistance. According to the study of the present inventors, it has been found that the cause of the blackening resistance is due to the metallic chromium present in the chromate film. That is, in the conventional electrolytic chromate treatment, metallic chromium is deposited during cathodic electrolysis according to the above formula (5). Since the metal chrome layer is very hard, a crack is formed, and an electrochemical microcell is formed between the zinc plating layer and the metal chrome exposed at the crack portion, which causes black rust. In the present invention, in order to suppress the black discoloration due to the occurrence of such black rust, it is an essential condition to remove metallic chromium from the chromate film.

【0019】ここで、クロメート皮膜中の金属クロムの
有無についての検出方法について説明する。本発明でい
う金属クロム量はX線光電子分光法(ESCA)による
状態分析により測定される。具体的な測定例をあげる
と、VG社製ESCA Lab5を用いて、スパッタリ
ングイオン種Ar、加速エネルギー3keV、電流密度
400nA/m2 、測定面積3mmφ、真空度3〜4×
10-8の条件で試料を地鉄に達するまでスパッタリング
し、100W,1486.6eVのAl Kα線を照射
し検出する。本発明でいうクロメート皮膜中に金属クロ
ムが存在しないというのは、かかる条件で試料を地鉄に
達するまで貫通分析し、金属クロムのピークが検出され
ないことをいう。通常、分析限界が1原子%であるの
で、たとえば主としてCr(0H)3Cr(OH)CrO4 から構成さ
れ、Cr量50mg/m2 のクロメート皮膜中に金属ク
ロムが検出されないとすると、金属クロムは存在したと
しても1mg/m2 未満となる。
Now, a method of detecting the presence or absence of metallic chromium in the chromate film will be described. The amount of metallic chromium in the present invention is measured by state analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). As a specific measurement example, using ESCA Lab5 manufactured by VG, sputtering ion species Ar, acceleration energy 3 keV, current density 400 nA / m 2 , measurement area 3 mmφ, vacuum degree 3 to 4 ×.
The sample is sputtered under the condition of 10 −8 until reaching the base metal, and 100 K, 1486.6 eV of Al Kα ray is irradiated for detection. The absence of metallic chromium in the chromate film in the present invention means that the sample of metallic chromium is not subjected to a penetration analysis under such conditions until the base metal is reached and a peak of metallic chromium is not detected. Usually, since the analytical limit is 1 atomic%, for example, if metallic chromium is not detected in the chromate film mainly composed of Cr (0H) 3 Cr (OH) CrO 4 and the amount of Cr is 50 mg / m 2 , metallic chromium Is less than 1 mg / m 2 even if present.

【0020】本発明において、クロメート皮膜の構成成
分としては、クロム酸化物、クロム水酸化物、金属ニッ
ケル、ニッケル酸化物、特定シリカ粒子である。
In the present invention, the constituent components of the chromate film are chromium oxide, chromium hydroxide, metallic nickel, nickel oxide and specific silica particles.

【0021】このうち、クロム酸化物およびクロム水酸
化物はクロメート皮膜中の基本骨格をなす成分である。
クロメート皮膜中の全クロム量はCr換算にして5〜2
00mg/m2 であり、かつ可溶性Cr量が1〜30w
t%とするのが好ましい。Cr量5mg/m2 未満であ
るとクロメート皮膜がめっき層を全面に覆うに不十分
で、所要の耐食性および耐指紋性が得られないためであ
り、200mg/m 2 を超える付着ではこれ以上の耐食
性が望めないため、不経済であるとともに、かえって耐
指紋性や耐黒変性を損なうからである。
Of these, chromium oxide and chromium hydroxide
The compound is a component forming the basic skeleton in the chromate film.
The total amount of chromium in the chromate film is 5 to 2 in terms of Cr.
00 mg / m2And the amount of soluble Cr is 1 to 30w
It is preferably t%. Cr amount 5 mg / m2Is less than
Then the chromate film is not enough to cover the entire plating layer
Because the required corrosion resistance and fingerprint resistance cannot be obtained.
200 mg / m 2No more corrosion resistance for adhesion exceeding
It is uneconomical because it cannot be expected
This is because the fingerprint property and blackening resistance are impaired.

【0022】本発明において、可溶性Cr量は、試料を
大気圧中で沸騰した純水中に30分間浸漬した際に沸騰
水中に溶出する単位面積あたりのCr重量を、浸漬前の
試料の単位面積あたりのCr付着重量で除した百分率と
して定義される。可溶成分が1wt%未満であると、ク
ロメート皮膜のいわゆる自己修復作用が消失し、耐食性
が極端に劣化するためであり、可溶成分が30wt%超
であると、クロム溶出が過剰になり、かえって耐食性を
損なうのみならず、6価クロムによる環境汚染が問題と
なる。
In the present invention, the soluble Cr content is the Cr weight per unit area eluted in boiling water when the sample is immersed in pure water boiled at atmospheric pressure for 30 minutes, and the unit area of the sample before immersion. It is defined as the percentage divided by the Cr deposit weight per unit. If the soluble component is less than 1 wt%, the so-called self-repairing action of the chromate film disappears, and the corrosion resistance is extremely deteriorated. If the soluble component exceeds 30 wt%, chromium elution becomes excessive, On the contrary, not only the corrosion resistance is impaired, but the environmental pollution due to hexavalent chromium becomes a problem.

【0023】本発明では、クロメート皮膜中のシリカの
平均粒子径は3〜100nmとし、シリカ量は100〜
1000mg/m2 とするのが好ましい。クロメート皮
膜中のシリカは耐食性の向上および耐指紋性の付与のた
めに必要である。高耐食性はシリカ表面のシラノール基
が腐食時に溶出したZnイオンをトラップすることによ
りもたらされる。したがって、高耐食性はシリカ表面の
面積が大きくなるにしたがって、すなわち、シリカの粒
径が細かくなるにしたがって向上する。
In the present invention, the average particle diameter of silica in the chromate film is 3 to 100 nm, and the amount of silica is 100 to 100 nm.
It is preferably 1000 mg / m 2 . Silica in the chromate film is necessary for improving corrosion resistance and imparting fingerprint resistance. High corrosion resistance is brought about by the silanol groups on the silica surface trapping Zn ions eluted during corrosion. Therefore, the high corrosion resistance improves as the surface area of silica increases, that is, as the particle size of silica decreases.

【0024】従って、本発明では、良好な耐食性が得ら
れる限界の平均粒子径として上限値100nmと規定す
る。平均粒子径が100nm超であると、溶出するZn
イオンのトラップサイトが僅少となり、耐食性が劣る。
より好ましくは、平均粒子径が20nm以下で良好な耐
食性が確保される。また、平均粒子径が3nm未満とな
ると、シリカが凝集し、安定したクロメート皮膜が形成
されなくなるので、下限値として3nmとする。また、
シリカ量が100mg/m2 未満では、耐食性が不良で
あり、1000mg/m2 超では、皮膜中のシリカが剥
離しやすくなり、密着性が不良であるからである。
Therefore, in the present invention, the upper limit value of 100 nm is specified as the average particle diameter at the limit of obtaining good corrosion resistance. Zn that elutes when the average particle size exceeds 100 nm
The number of ion trap sites is small and the corrosion resistance is poor.
More preferably, the average particle size of 20 nm or less ensures good corrosion resistance. If the average particle size is less than 3 nm, silica aggregates and a stable chromate film cannot be formed. Therefore, the lower limit value is 3 nm. Also,
This is because when the amount of silica is less than 100 mg / m 2 , the corrosion resistance is poor, and when it exceeds 1000 mg / m 2 , the silica in the film is easily peeled off and the adhesion is poor.

【0025】クロメート皮膜中のニッケル量は、10〜
500mg/m2 であることが望ましい。本発明の電解
クロメート皮膜を得るために、電解クロメート浴中にN
iイオンが添加される。このNiイオンはクロメート皮
膜中へのシリカおよびクロム酸化物を均一に共析させる
ためのキャリアーとして作用する。皮膜中の金属ニッケ
ル、ニッケル酸化物は、この際皮膜中へ必然的にかつ不
可避的に取り込まれる皮膜構成物である。いずれについ
ても、耐食性、耐指紋性の向上に何等寄与するものでは
ない。この量が10mg/m2 未満であるとき、または
金属ニッケルが存在しないときは電解クロメート時にキ
ャリアーとしての機能を果たさず、皮膜中の元素分布が
不均一になる。また500mg/m2 超であるときは外
観が青みを呈し、本来のクロメート鋼板の色調が得られ
ないのみならず、時として耐黒変性が損なわれる場合が
ある。
The amount of nickel in the chromate film is 10 to 10.
It is preferably 500 mg / m 2 . To obtain the electrolytic chromate film of the present invention, N in an electrolytic chromate bath is used.
i-ions are added. The Ni ions act as a carrier for uniformly co-depositing silica and chromium oxide in the chromate film. The metallic nickel and nickel oxide in the coating are coating constituents that are inevitably and inevitably incorporated into the coating. None of them contributes to the improvement of corrosion resistance and fingerprint resistance. When this amount is less than 10 mg / m 2 , or when metallic nickel does not exist, it does not function as a carrier during electrolytic chromating, and the element distribution in the film becomes nonuniform. On the other hand, when it exceeds 500 mg / m 2 , the appearance is bluish, and not only the original color tone of the chromate steel sheet cannot be obtained but also the blackening resistance is sometimes impaired.

【0026】このようにしてなる、クロメート皮膜の製
造法であるが、通常縦型電解セル中で陰極電解処理によ
り実施される。電解セルとしては縦型セルが望ましい。
陰極電解時発生する水素ガスを排除するためである。電
解浴組成は必ずしも限定するものではないが、たとえ
ば、一例として無水クロム酸30g/l,硝酸ニッケル
(6水和物)20g/l,平均粒径7nmのコロイダル
シリカゾル100g/l,イソプロピルアルコール2g
/l添加され、かつ浴中の不純物として含まれる硫酸イ
オンを0.05g/l未満にした水溶液を水酸化ナトリ
ウムを用いてpH3.6に調節し、50℃に昇温した浴
中で電気亜鉛めっき鋼板を10A/dm2で陰極電解す
ることによって本発明の鋼板を得ることができる。
The method for producing a chromate film thus formed is usually carried out by cathodic electrolysis in a vertical electrolytic cell. A vertical cell is desirable as the electrolytic cell.
This is to eliminate hydrogen gas generated during cathode electrolysis. Although the composition of the electrolytic bath is not necessarily limited, for example, chromic anhydride 30 g / l, nickel nitrate (hexahydrate) 20 g / l, colloidal silica sol 100 g / l having an average particle size of 7 nm, isopropyl alcohol 2 g
/ L, and the pH of an aqueous solution containing less than 0.05 g / l of sulfate ions contained as impurities in the bath was adjusted to pH 3.6 with sodium hydroxide, and electrolytic zinc was added to the bath heated to 50 ° C. The steel sheet of the present invention can be obtained by subjecting the plated steel sheet to cathodic electrolysis at 10 A / dm 2 .

【0027】電解浴のpHは3.0以上にし、かつ3価
クロムイオンの存在が必要である。金属クロムは上述の
(5)式に示される6価クロムからの還元反応により析
出し、このとき(2)式に示されるように水素イオンを
消費するが、pH3.0以上にすることによって(5)
の反応を抑制することが可能になる。また、浴中3価ク
ロムイオンの存在は(3)および(4)式を促進し、皮
膜中の金属Crの析出を抑制する。また、浴中の不純物
として含まれる硫酸イオンは0.05g/l未満にする
ことが望ましい。浴中硫酸イオンは金属イオンの析出を
促進するためである。浴中の浴温は常温から80℃の範
囲とするのがよい。
The pH of the electrolytic bath must be 3.0 or higher and the presence of trivalent chromium ions is required. Metallic chromium is deposited by the reduction reaction from hexavalent chromium represented by the above formula (5), and at this time consumes hydrogen ions as represented by the formula (2). 5)
It becomes possible to suppress the reaction of. Further, the presence of trivalent chromium ions in the bath promotes the expressions (3) and (4) and suppresses the precipitation of metallic Cr in the film. Further, it is desirable that the amount of sulfate ion contained as an impurity in the bath be less than 0.05 g / l. This is because the sulfate ions in the bath promote the precipitation of metal ions. The bath temperature in the bath is preferably in the range of normal temperature to 80 ° C.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の効果を実施例に基づいて具体
的に説明する。
EXAMPLES The effects of the present invention will be specifically described below based on examples.

【0029】(実施例1)素材として、板厚0.7mm
の冷延鋼板SPCCを用いた。電気亜鉛めっきとして
は、以下のめっき浴で、白金を対極とした流動層セルを
使用して行った。電気亜鉛めっきの電流密度は100A
/dm2 で付着量として20g/m2 になるように行っ
た。
(Example 1) As a material, a plate thickness of 0.7 mm
The cold-rolled steel plate SPCC of was used. The electrogalvanization was performed in the following plating bath using a fluidized bed cell with platinum as a counter electrode. Current density of electrogalvanizing is 100A
/ Dm 2 and the deposition amount was 20 g / m 2 .

【0030】 めっき浴: ZnSO4 ・ 7H2O 430g/l K2SO4 2g/l Na2SO4 4g/l pH 1.5(H2SO4で調整) 浴温 60℃ 工程は、電解脱脂→5%硫酸酸洗→電気めっき→水洗→
乾燥→電解クロメート→水洗→乾燥の順である。
Plating bath: ZnSO 4 · 7H 2 O 430 g / l K 2 SO 4 2 g / l Na 2 SO 4 4 g / l pH 1.5 (adjusted with H 2 SO 4 ) Bath temperature 60 ° C., electrolytic degreasing → 5 % Sulfuric acid pickling → electroplating → water washing →
The order is drying → electrolytic chromate → washing → drying.

【0031】クロメート処理後の耐食性は塩水噴霧試験
(以下SST,JISZ2371準拠)100時間後の
外観観察により評価した。 ◎:白錆5%未満 ○:白錆5%以上30%未満 △:白錆30%以上80%未満 ×:赤錆発生
The corrosion resistance after the chromate treatment was evaluated by observing the appearance after 100 hours of a salt spray test (hereinafter SST, JIS Z2371 compliant). ◎: White rust less than 5% ○: White rust 5% or more and less than 30% △: White rust 30% or more and less than 80% ×: Red rust occurred

【0032】耐黒変性は湿潤試験(50℃,95%R
H)により行った。試験240時間後の外観変色程度を
目視観察により評価した。 ◎:変色なし ○:軽微な変色 △:程度の激しい黒変 ×:全面黒変
The resistance to blackening is measured by a wet test (50 ° C., 95% R
H). The appearance discoloration degree after the test for 240 hours was evaluated by visual observation. ◎: No discoloration ○: Minor discoloration △: Severe black discoloration ×: Full black discoloration

【0033】耐指紋性は日本電色工業社製TC−180
0 SZ−Σ80型を用いてL値、a値、b値を測定
後、白色ワセリンを塗布し、ウェスで拭き取り後、再び
L値、a値、b値を測定し、色差ΔEとしてΔE=√
(L2 +Δa2 +Δb2 )を算出して評価した。 ◎:ΔE<1.0 ○:1.0≦ΔE<2.0 △:2.0≦ΔE<4.0 ×:ΔE≧4.0 表1に結果を示した。
Fingerprint resistance is TC-180 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
0 After measuring L value, a value, and b value using SZ-Σ80 type, white petrolatum was applied, wiped with a waste cloth, L value, a value, and b value were measured again, and ΔE = √ as color difference ΔE
(L 2 + Δa 2 + Δb 2 ) was calculated and evaluated. ⊚: ΔE <1.0 ○: 1.0 ≦ ΔE <2.0 Δ: 2.0 ≦ ΔE <4.0 x: ΔE ≧ 4.0 Table 1 shows the results.

【0034】皮膜の密着性は、セロハンテープを貼り付
け、剥離後のテープへの変色程度を目視で観察し評価し
た。 ◎:変色なし ○:変色微 △:変色中 ×:変色大
The adhesion of the film was evaluated by visually observing the degree of discoloration of the tape after the cellophane tape was attached and the tape was peeled off. ◎: No discoloration ○: Fine discoloration △: Medium discoloration ×: Large discoloration

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】表1から明らかなように、本発明例のクロ
メート処理電気亜鉛めっき鋼板はいずれも良好な耐食
性、耐指紋性、耐黒変性および皮膜の密着性を示した。
As is clear from Table 1, all the chromate-treated electrogalvanized steel sheets of the present invention exhibited good corrosion resistance, fingerprint resistance, blackening resistance, and film adhesion.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のクロメー
ト処理亜鉛系めっき鋼板は、上述の電解クロメート処理
方法によって以上に説明したように構成されているの
で、優れた耐食性、耐指紋性、耐黒変性および皮膜の密
着性を示し、家電用シャーシやモータカバー等に広く利
用できるという効果を奏する。
As described in detail above, since the chromate-treated zinc-based plated steel sheet of the present invention is constituted as described above by the electrolytic chromate treatment method described above, it has excellent corrosion resistance, fingerprint resistance, and It exhibits blackening resistance and film adhesion, and has the effect of being widely used in home appliance chassis and motor covers.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸 塚 信 夫 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 森 戸 延 行 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Nobuo Totsuka, Inventor No. 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Technical Research Division (72) Nobuyuki Mori-To Chuo-ku, Chiba, Chiba Kawasaki Town No. 1 Kawasaki Steel Corporation Technical Research Division

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】鋼板の少なくとも片側に亜鉛もしくは亜鉛
系めっきが施され、その上にクロメート皮膜が形成され
てなるクロメート処理亜鉛系めっき鋼板において、クロ
メート皮膜がクロム酸化物、クロム水酸化物、金属ニッ
ケル、ニッケル酸化物、シリカ粒子から構成され、かつ
皮膜中に金属クロムが実質的に存在しないことを特徴と
する耐食性、耐指紋性および耐黒変性に優れるクロメー
ト処理亜鉛系めっき鋼板。
1. A chromate-treated zinc-based plated steel sheet, wherein at least one side of a steel sheet is plated with zinc or a zinc-based material, and a chromate film is formed on the zinc- or zinc-based plated steel sheet. A chromate-treated zinc-based plated steel sheet excellent in corrosion resistance, fingerprint resistance, and blackening resistance, which is composed of nickel, nickel oxide, and silica particles, and has substantially no metallic chromium in the film.
【請求項2】前記クロメート皮膜中の全クロム量が、C
r換算にして5〜200mg/m2であり、かつ可溶性
Cr量が1〜30wt%であることを特徴とする請求項
1に記載のクロメート処理亜鉛めっき鋼板。
2. The total amount of chromium in the chromate film is C
The chromate-treated galvanized steel sheet according to claim 1, which has an r-converted amount of 5 to 200 mg / m 2 and a soluble Cr amount of 1 to 30 wt%.
【請求項3】前記クロメート皮膜中のシリカの平均粒子
径が、3〜100nmであり、シリカ量が100〜10
00mg/m2 であることを特徴とする請求項1に記載
のクロメート処理鋼板。
3. The average particle size of silica in the chromate film is 3 to 100 nm, and the amount of silica is 100 to 10.
The chromate-treated steel sheet according to claim 1, wherein the chromate-treated steel sheet is 00 mg / m 2 .
【請求項4】前記クロメート皮膜中の全ニッケル量が、
10〜500mg/m2 であることを特徴とする請求項
1に記載のクロメート処理鋼板。
4. The total amount of nickel in the chromate film is
It is 10-500 mg / m < 2 >, The chromate-treated steel plate of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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