JPH08176845A - 耐食性、潤滑性及び耐疵付き性にすぐれるクロメート処理鋼板 - Google Patents

耐食性、潤滑性及び耐疵付き性にすぐれるクロメート処理鋼板

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JPH08176845A
JPH08176845A JP32857694A JP32857694A JPH08176845A JP H08176845 A JPH08176845 A JP H08176845A JP 32857694 A JP32857694 A JP 32857694A JP 32857694 A JP32857694 A JP 32857694A JP H08176845 A JPH08176845 A JP H08176845A
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JP
Japan
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steel sheet
total
wax
chromate
film
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Application number
JP32857694A
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English (en)
Inventor
Kenji Miki
賢二 三木
Tadayoshi Kamigaki
忠義 上垣
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】耐食性にすぐれるのみならず、プレス成形する
に際して、鋼板の表面にプレス油を塗布することなく、
プレス加工が可能であるか、又はプレス後の脱脂が必要
でない潤滑油、即ち、速乾性プレス油を塗布すれば足り
る潤滑性と加工後の耐疵付き性にすぐれ、更に、加工後
の製品外観にもすぐれる亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板
を素材とする表面処理鋼板を提供することにある。 【構成】本発明による耐食性、潤滑性及び耐疵付き性に
すぐれるクロメート処理鋼板は、亜鉛又は亜鉛系合金め
っき鋼板上に、重量比にて、Cr+3/全Cr 0.15〜
0.6、SiO2 /全Cr 0.4〜6、PO4 3- /全Cr
0.04〜1.0、及び融点が50℃以上のワックス/全
固形分 0.03〜0.25からなる組成を有するクロメー
ト皮膜が金属クロム換算にて、片面に付き、10〜20
0mg/m2 の割合にて形成されていることを特徴とす
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、家庭用電気製
品、建材等の分野において好適に用いることができる耐
食性、潤滑性及び耐疵付き性にすぐれるクロメート処理
鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車、家庭用電気製品、建材等の分野
において広く用いられている亜鉛又は亜鉛系合金めっき
鋼板は、近年、無塗装で用いられることが多くなり、高
度の耐食性が要求される最終防錆鋼板としての機能が強
く要求されるに至っている。これらのめっき鋼板をプレ
ス成形するに際しては、通常は、潤滑油を鋼板表面に塗
布するが、このように、潤滑油を塗布すれば、プレス後
に脱脂することが必要である。そこで、プレス油を鋼板
表面に塗布することなく、プレス加工が可能な表面処理
鋼板や、プレス後の脱脂が必要でない潤滑油、即ち、速
乾性プレス油に適応する表面処理鋼板等の開発が望まれ
ている。
【0003】このような用途の表面処理鋼板として、従
来、特開平2−34792号公報に記載されているよう
に、クロム化合物の水溶液中に有機樹脂又はシリカゾル
を添加し、更に、形成される皮膜に潤滑性を付与するた
めにフッ素樹脂を添加してなる水溶液を亜鉛系めっき鋼
板上に塗布し、乾燥して、皮膜を形成させる方法や、ま
た、特開平5−51762号公報に記載されているよう
に、亜鉛系めっき鋼板鋼板上にクロメート被膜を形成
し、更に、その上に水溶性樹脂、シリカゾル及びワック
ス等を含有する水溶液を塗布し、乾燥して、皮膜を形成
する方法が知られている。
【0004】しかしながら、このような表面処理鋼板
は、絞り加工性にはすぐれているものの、前者の方法に
よれば、加工時の当り疵や、鋼板の移動時における鋼板
相互の擦り疵等が生じやすい問題があり、後者の方法に
よれば、めっき鋼板上に皮膜を2層に形成するので、工
程が複雑となり、生産性も低下し、製造費用をも高める
こととなる。更に、皮膜が厚くなるので、溶接性が低下
すると共に、加工時に金型との摩擦によって皮膜が鋼板
から剥離し、この剥離した皮膜が金型に堆積し、製品に
付着して、製品の外観を損ないやすい等の問題もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、従来の
表面処理鋼板における上述したような問題を解決するた
めに鋭意研究した結果、シリカ及びリン酸イオンと共
に、融点50℃以上のワックスを配合した所定の成分組
成からなるクロメート液を用いて、亜鉛又は亜鉛系合金
めっき鋼板上にクロメート皮膜を形成することによっ
て、耐食性のみならず、潤滑性と耐疵付き性が格段に向
上することを見出して、本発明に至ったものである。
【0006】従って、本発明は、耐食性にすぐれるのみ
ならず、プレス成形するに際して、鋼板の表面にプレス
油を塗布することなく、プレス加工が可能であるか、又
はプレス後の脱脂が必要でない潤滑油、即ち、速乾性プ
レス油を塗布すれば足りる潤滑性と加工後の耐疵付き性
にすぐれ、更に、加工後の製品外観にもすぐれる亜鉛又
は亜鉛系合金めっき鋼板を素材とする表面処理鋼板を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による耐食性、潤
滑性及び耐疵付き性にすぐれるクロメート処理鋼板は、
亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板上に、重量比にて、Cr
+3/全Cr 0.15〜0.6、SiO2 /全Cr 0.4〜
6、PO4 3- /全Cr 0.04〜1.0、及び融点が50
℃以上のワックス/全固形分 0.03〜0.25からなる
組成を有するクロメート皮膜が金属クロム換算にて、片
面に付き、10〜200mg/m2 の割合にて形成され
ていることを特徴とする。
【0008】本発明において、亜鉛又は亜鉛系合金めっ
き鋼板とは、電気めっき法によるZnめっきのほか、Z
n−Ni、Zn−Fe、Zn−Cr、Zn−Co等の合
金めっき鋼板、溶融めっき法によるZnめっき、Zn−
Fe合金めっき、1〜55%程度のAlを含むZn−A
l合金めっき鋼板、蒸着めっき法によるZnめっき、Z
n−Al、Zn−Mg、Zn−Cu、Zn−Si等の合
金めっき鋼板等を含むものとする。
【0009】本発明によれば、これら亜鉛又は亜鉛系合
金めっき鋼板上に、上記成分組成を有するクロメート液
を塗布し、乾燥させることによって、上記組成を有する
クロメート皮膜を形成させることができる。
【0010】上記組成を有するクロメート液は、無水ク
ロム酸水溶液に上記組成比の条件を満たすようにシリカ
(SiO2 )とリン酸イオン(PO4 3- )源とを配合す
ると共に、更に、メタノール、エタノール、グリセリ
ン、エチレングリコール等のアルコール類を還元剤とし
て添加して、6価クロム(Cr6+)を還元比、即ち、C
+3/全Cr重量比が0.15〜0.6の範囲となるように
部分還元することによって得ることができる。
【0011】このようにして形成されるクロメート皮膜
中のCr+6は、加工によるクロメート皮膜の損傷部分を
自己修復し、耐食性の劣化を抑制する機能を有するが、
しかし、Cr+6が多すぎるときは、クロメート皮膜が吸
湿性を帯びるので好ましくなく、また、腐食初期にCr
+6が溶出するので、高度の耐食性を達成することができ
ない。
【0012】そこで、本発明によれば、還元比は0.15
以上であることを必要とするが、しかし、還元比が0.6
を越えるときは、用いるクロメート液に沈殿物が生じ、
クロメート液の長期安定性が劣化する。特に、本発明に
よれば、クロメート液における還元比は、0.2〜0.55
の範囲であることが好ましい。
【0013】本発明において、クロメート皮膜はシリカ
を含む。このシリカは、形成されるクロメート皮膜を強
化して、鋼板相互の摺動や曲げ加工等における擦り疵が
付き難くすると共に、皮膜の耐食性を向上させる。
【0014】本発明においては、シリカとして、具体的
には、コロイダルシリカ(例えば、日産化学工業製スノ
ーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスOU
P等)、気相シリカ粉末(例えば、日本アエロジル社製
アエロジル200)や有機シリケート等を好適に用いる
ことができる。
【0015】クロメート皮膜におけるシリカの含有量
は、SiO2 /全Crとして、0.4〜6が好ましい。シ
リカ量がSiO2 /全Crの値で0.4よりも少ないとき
は、シリカによる前記効果を有効に得ることができず、
他方、6よりも大きいときは、形成されるクロメート皮
膜が硬くなり、加工時に被膜が鋼板から剥離しやすくな
る。
【0016】本発明によれば、クロメート皮膜は、更
に、リン酸又は種々のリン酸化合物、通常、金属塩、に
由来するリン酸イオン(PO4 3- )を有する。このリン
酸イオンは、鋼板の加工等において生じたクロメート皮
膜の損傷部の耐食性を一層向上させる作用を有する。こ
のようなリン酸イオン源としては、例えば、リン酸、ピ
ロリン酸、トリポリリン酸や、103%リン酸、110
%リン酸等の縮合リン酸等が用いられる。また、リン酸
イオンは、上記リン酸類のカリウム塩、ナトリウム塩、
マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩等の金
属塩から由来するものであってもよい。
【0017】本発明において、クロメート皮膜における
PO4 3- /全Crは、重量比で0.04〜1.0の範囲にあ
ることが必要である。PO4 3- /全Cr比が0.04より
も小さいときは、クロメート皮膜へのPO4 3- の添加に
よる上記効果を有効に得ることができず、他方、1.0よ
りも大きいときは、クロメート皮膜が吸湿しやすくなる
ので、好ましくない。
【0018】更に、本発明によれば、クロメート皮膜
は、融点50℃以上のワックスを有する。本発明によれ
ば、ワックスは、融点50℃以上を有するときは、得ら
れるクロメート皮膜の潤滑性と加工時の耐疵付き性を向
上させる効果を有する。しかし、融点が50℃よりも低
いときは、形成されるクロメート皮膜に疵が付きやす
く、また、プレス加工に際して、金型の温度上昇に伴
い、金型との摩擦によって、クロメート皮膜が鋼板の表
面から剥離し、その被膜が金型に付着し、堆積して、プ
レス時に加工品に転写される結果、加工後の製品の外観
を損ないやすい。
【0019】本発明においては、上記ワックスは、固体
ろうに属する物質であって、例えば、蜜ろう等の動物ろ
う、カンデリラろう、カルナウバろう等の植物ろう、モ
ンタンワックス、ピートワックス、セレシンワックス、
パラフィンワックス等の鉱物系及び石油系ワックス、ポ
リエチレンワックス等の合成ワックスを用いることがで
きるが、特に、パラフインワックスやポリエチレンワッ
クス等の石油ワックスや合成ワックスが好ましく用いら
れる。これらワックスは、クロメート処理液には、好ま
しくは、乳化剤を用いて、水分散性ワックスとして、安
定に分散配合せしめられる。
【0020】クロメート皮膜における上記ワックス量
は、ワックス/全固形分の重量比にて0.03〜0.25の
範囲である。ここに、全固形分とは、CrO3換算によるク
ロム量、シリカ、リン酸イオン源(前述した種々のリン
酸類やリン酸化合物)及びワックスの合計重量をいう。
クロメート皮膜におけるワックス量がワックス/全固形
分の重量比にて0.03よりも小さいときは、得られるク
ロメート皮膜が潤滑性において十分に改善されず、他
方、0.25を越えるときは、加工時に鋼板の表面から剥
離しやすく、そのワックスが金型に付着し、堆積し、加
工時に加工品に転写されて、加工後の製品の外観を損な
うと共に、耐食性を劣化させる。
【0021】本発明によれば、クロメート皮膜は、金属
クロム換算にて、付着量10〜200mg/m2 の割合
にて、鋼板の表面に形成されている。クロメート皮膜の
付着量が金属クロム換算にて10mg/m2 よりも少な
いときは、十分な耐食性を得ることができず、他方、2
00mg/m2 を越えても、それに見合う大きい効果を
得ることができず、むしろ、反対にクロメート皮膜が着
色し、製品外観を損なうことがある。
【0022】鋼板の表面にクロメート処理液を塗布する
方法は、特に、限定されるものではなく、例えば、ロー
ル絞り、ロールコート法、気体絞り法等、適宜の方法に
よって、鋼板の表面に均一に塗布すればよい。このよう
にして、クロメート処理液を塗布した後、特に限定され
るものではないが、通常、板温度として、40〜200
℃、好ましくは、50〜180℃の範囲の温度で加熱乾
燥すれば、本発明による表面処理鋼板を得ることができ
る。加熱温度が40℃よりも低いときは、得られる皮膜
が十分に乾燥されず、吸湿しやすいので、好ましくな
い。
【0023】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
【0024】下記の条件によってクロメート処理鋼板を
作製した。表1及び表2に用いた鋼板の種類、クロメー
ト液組成及びクロメート皮膜付着量(金属クロム換算)
を示し、また、表3及び表4に上記クロメート液を塗布
し、乾燥して得られた表面処理鋼板の種々の試験結果を
示す。
【0025】1.めっき鋼板の種類 (A) 電気亜鉛めっき鋼板(板厚0.8mm、亜鉛めっき付着
量20g/m2) (B) 電気亜鉛ニッケルめっき鋼板(板厚0.8mm、Zn−
Niめっき付着量20g/m2、Ni含有量11%) (C) 溶融亜鉛めっき鋼板(板厚0.8mm、亜鉛めっき付着
量60g/m2
【0026】2.クロメート処理 各めっき鋼板の両面に表1及び表2に示す組成のクロメ
ート液を所定のクロム付着量になるようにロール塗布
し、板温度が70℃になるように熱風で乾燥した。表1
及び表2において、クロメート液の成分としてのリン酸
(塩)として、実施例8では、第一リン酸マグネシウム
(50%市販品)を用い、その他は、オルトリン酸(8
5%市販品)を用いた。また、クロメート液に配合した
ワックスは、簡単のために、パラフィンワックス(融点
37℃)をA、パラフィンワックス(融点47℃)を
B、ポリエチレンワックス(融点65℃)をC、ポリエ
チレンワックス(融点77℃)をD、ポリエチレンワッ
クス(融点128℃)をEと表示した。これらワックス
は、乳化剤で水に安定に乳化分散させたものを用いた。
【0027】3.試験片の評価 (1) 潤滑性 平面ダイスによる摩擦係数を求めた。摩擦係数は、Fを
引抜き荷重とするとき、F/2Pで求められる。 平面ダイス寸法:18mm×18mm 加圧力(P):150kgf (23.1kgf/cm2 ) 引抜き速度:300mm/分
【0028】(2) 耐疵付き性 上記潤滑性試験と同様にして、加圧力80kgf にて引抜
いた後のクロメート皮膜の剥離状態を目視により評価し
た。 ◎ 剥離なく、疵なし ○ 剥離ないが、軽微な疵あり △ 僅かに剥離が生じ、鋼板に疵が付く × 剥離が生じ、鋼板に著しい傷が付く
【0029】(3) 耐食性 JIS Z2371に規定された塩水噴霧試験を施し、
120時間後の白錆発生率で評価した。 ◎ 白錆なし ○ 白錆発生面積5%未満 △ 白錆発生面積5%以上、25%未満 × 白錆発生面積25%以上
【0030】(4) 耐吸湿性 温度50℃、湿度98%の恒温恒湿箱に48時間静置
し、皮膜表面の変化を目視で観察した。 , ◎ 変化なし ○ 皮膜の色調が僅かに変化する △ 皮膜の吸湿により溶解した形跡がある × 被膜の吸湿により溶解している
【0031】(5) 加工製品の外観 円筒カップ試験機により、下記の条件にて絞り加工を実
施し、ダイス等の洗浄の手入れなしに、連続10個の加
工品の側面を目視で観察し、付着物等による汚れの状態
を評価した。 プレス条件 しわ押え圧:1トン ポンチ径 :33mm 絞り速度 :60spm 速乾性プレス油使用(パレス化学社製AP−201) 評価 ○ 付着物なし △ 僅かに付着物あり × 付着物あり
【0032】表2に示す結果から明らかなように、本発
明によるクロメート処理鋼板は、潤滑性、耐傷付性、耐
食性、耐吸湿性及び加工製品の外観等、すべての面にお
いて、比較例に比べてすぐれている。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明による表面処理鋼
板は、亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板の表面に所定の成
分を有し、特に、シリカ、リン酸イオン及びワックスを
含むそれ自体潤滑性を有するクロメート皮膜が形成され
ており、かくして、耐食性、潤滑性及び耐疵付き性にす
ぐれている。
【0038】特に、本発明による表面処理鋼板は、プレ
ス成形するに際して、鋼板の表面にプレス油を塗布する
ことなく、プレス加工が可能であるか、又はプレス後の
脱脂が必要でない潤滑油、即ち、速乾性プレス油を塗布
すれば足りる潤滑性と加工後の耐疵付き性にすぐれ、更
に、加工後の製品外観にもすぐれる。しかも、本発明に
よる表面処理鋼板は、クロメート皮膜上に潤滑性を付与
するための樹脂処理を必要としないので、処理コストが
低減できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板上に、重量
    比にて、 Cr+3/全Cr 0.15〜0.6、 SiO2 /全Cr 0.4〜6、 PO4 3- /全Cr 0.04〜1.0、及び融点が50℃以
    上のワックス/全固形分 0.03〜0.25 からなる組成を有するクロメート皮膜が金属クロム換算
    にて、片面に付き、10〜200mg/m2 の割合にて
    形成されていることを特徴とする耐食性、潤滑性及び耐
    疵付き性にすぐれるクロメート処理鋼板。
JP32857694A 1994-12-28 1994-12-28 耐食性、潤滑性及び耐疵付き性にすぐれるクロメート処理鋼板 Pending JPH08176845A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7153348B2 (en) * 2000-09-07 2006-12-26 Nippon Steel Corporation Hexavalent chromium-free surface-treating agent for Sn or Al-based coated steel sheet, and surface treated steel sheet
US8574396B2 (en) 2010-08-30 2013-11-05 United Technologies Corporation Hydration inhibitor coating for adhesive bonds

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