JPH0967660A - 耐疵性および耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法 - Google Patents

耐疵性および耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法

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JPH0967660A
JPH0967660A JP22085495A JP22085495A JPH0967660A JP H0967660 A JPH0967660 A JP H0967660A JP 22085495 A JP22085495 A JP 22085495A JP 22085495 A JP22085495 A JP 22085495A JP H0967660 A JPH0967660 A JP H0967660A
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JP
Japan
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steel sheet
zinc
hot
corrosion resistance
resistance
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JP22085495A
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Kazumi Daitoku
一美 大徳
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 経済的で防錆性能の高い亜鉛メッキまたは亜
鉛系合金メッキ鋼板を施した鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板を焼鈍後溶融亜鉛メッキ釜に通し、
噴出気体により溶融亜鉛の付着量を調整して溶融亜鉛メ
ッキ鋼板を製造するに際し、溶融亜鉛メッキ釜の鋼板の
出側において、鋼板に塗布した亜鉛が凝固する前に、ア
ルカリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13の粉状
塩基性化合物の1種または2種を鋼板に付着させたこと
を特徴とする耐疵性および耐食性に優れた亜鉛メッキ鋼
板。 【効果】 塗膜外観および付着性が良く、白錆の発生が
ない優れた防錆性を発揮する耐疵性および耐食性に優れ
た亜鉛メッキ鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、疵が付きにくく耐
食性に優れた亜鉛メッキ鋼板を下地とする表面処理鋼板
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車や建築、家電製品等の耐久
消費製品に対する性能向上要求を背景として亜鉛または
亜鉛系合金メッキ鋼板が有する優れた耐食性が新たに注
目されるようになり、特に自動車鋼板を中心にその需要
は著しい伸びを見せている。しかし、より優れた製品に
対する要求は基準は年を追って高度化し、表面処理鋼板
にも一段と優れた耐食性が要求されるにいたって、メッ
キ鋼板面をさらに樹脂で被覆した塗装鋼板が使われるよ
うになってきた。しかし、メッキされている亜鉛や亜鉛
系合金は、pH8以下の酸性域及びpH13を越える塩
基性域で溶解し易く、溶出速度が速くなるため被覆して
いる樹脂も劣化しやすく白錆が発生しやすい問題があっ
た。
【0003】そのため、従来の亜鉛メッキまたは亜鉛系
合金メッキ鋼板は母材鋼板上にメッキ層を形成した後、
クロメート皮膜あるいはりん酸塩皮膜層を作り、さらに
有機皮膜層を積層した構成を採って外部からの水の侵入
を防いで白錆の発生を抑制して、耐食性を改善する工夫
が成されている。亜鉛メッキまたは亜鉛系合金メッキ鋼
板上の化成皮膜として採用されているのは、りん酸塩皮
膜とクロメート皮膜が主なものであり、白錆防止と塗装
下地の向上が目的であるが白錆の対策としては十分でな
かった。
【0004】そこで、塗装鋼板の耐食性を向上させるべ
く、樹脂皮膜中に亜鉛粉末や亜鉛系合金粉末を含有させ
る手段が提案されたが(特開昭58−174582号公
報、特開昭62−234576号公報、特開昭63−2
70131号公報)、これらの手段による有機皮膜メッ
キ鋼板では、樹脂皮膜中に含まれる亜鉛粉末や亜鉛系合
金粉末は溶出速度が速く、塗料の白錆発生を防止できる
対策となっていなかった。また、表層部の樹脂は硬度が
小さく少しの外力で傷つき、その部分から錆が進行して
いた。
【0005】樹脂塗装の他に、特開昭60−13806
2号公報のように鋼板に直接粉末材料を吹きつける方法
が提案されているが、粉末が飛散するので粉末の歩留り
が低下したり、鋼板の幅方向の付着が不均一だったりし
て十分な防食性を得ることができなかった。本発明者ら
は、特開平7−53898号公報で「樹脂固形分100
重量部に対して、アルカリ基を含有したスラグを10〜
300重量部配合してなる防錆被覆組成物」を提案し、
軟鋼板表面に塗って耐食性に優れていることがわかっ
た。しかし、より厳しい耐食性が要求される自動車鋼板
や橋梁等の屋外鋼構造材のような用途に対しては、さら
に高度な耐食性そして耐疵性が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の亜鉛メッキまた
は亜鉛系合金メッキ鋼板に樹脂を被覆した塗装鋼板に指
摘される白錆の発生を防止し耐食性を向上させることに
ある。また、亜鉛メッキの強度向上をはかり、外力によ
り傷つきにくくして部分的な錆の発生を防止するもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融した亜鉛
を鋼板にメッキする際に、溶融亜鉛メッキ釜の鋼板の出
側において、鋼板に付着した亜鉛が凝固する前に、鋼板
表面にアルカリ基を含有したスラグや粉状塩基性化合物
を混合した粉末を付着させることにより、亜鉛メッキ鋼
板の表面をpH8〜13に制御して、亜鉛の欠点であっ
た酸性域あるいはアルカリ域における急速な溶出を抑制
し、亜鉛の犠牲防食作用を長期間に渡り維持し、白錆の
発生を防止し耐食性を向上させるとともに耐疵性を向上
せしめることを知見したものである。
【0008】本発明の要旨は、 (1)鋼板を焼鈍後溶融亜鉛メッキ釜に通し、噴出気体
により溶融亜鉛の付着量を調整して溶融亜鉛メッキ鋼板
を製造する方法であって、溶融亜鉛メッキ釜の鋼板の出
側において、鋼板に付着した亜鉛が凝固する前に、アル
カリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13の粉状塩
基性化合物の1種または2種を鋼板に付着させることを
特徴とする耐疵性および耐食性に優れた亜鉛メッキ鋼板
の製造方法。 (2)鋼板を焼鈍後溶融亜鉛メッキ釜に通し、噴出気体
により溶融亜鉛の付着量を調整して溶融亜鉛メッキ鋼板
を製造する方法であって、溶融亜鉛メッキ釜の鋼板の出
側において、鋼板に付着した亜鉛が凝固する前に、アル
カリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13の粉状塩
基性化合物の1種または2種を鋼板に付着させた後さら
にクロメート皮膜またはリン酸皮膜を形成することを特
徴とする耐疵性および耐食性に優れた亜鉛メッキ鋼板の
製造方法である。
【0009】すなわち、例えば、溶融亜鉛メッキ釜の鋼
板の出側において、鋼板の周囲を囲み、この囲いの内側
にアルカリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13の
粉状塩基性化合物の1種または2種を浮遊せしめ、鋼板
に付着した亜鉛が凝固する前にアルカリ基を含有したス
ラグや粉状塩基性化合物を混合した粉末を付着させるも
のである。本発明においては、アルカリ基を含有したス
ラグまたはpH8〜13の粉状塩基性化合物により、亜
鉛メッキまたは亜鉛系合金メッキ鋼板の表面をアルカリ
性に保ち防錆性を付与して、亜鉛の電気防食特性を発揮
させている。高炉や転炉スラグはpH9〜12.6の範
囲である。亜鉛はpH8〜13の範囲では腐食速度が極
めて遅く、安定している。
【0010】この被覆物で被覆された亜鉛メッキまたは
亜鉛系合金メッキ鋼板の表面はそのアルカリ性雰囲気故
に腐食速度が遅く、防食電流の電流量は少ないため、亜
鉛の溶出が少なく、亜鉛の過度の溶出は抑制される。こ
のため、本発明の防錆被覆組成物が亜鉛メッキまたは亜
鉛系合金メッキ鋼板の表面に塗装された場合、防錆機能
を十分に発揮しながらも、亜鉛の消費量は少なく、長期
に渡り良好な防錆性能が維持される。
【0011】さらに、スラグまたはpH8〜13の粉状
塩基性化合物のアルカリ基が水酸化亜鉛の生成を容易に
し皮膜をさらにアルカリ性に保っている。結果として白
錆の発生が無いのみでなく、鋼板の赤錆の発生も少なく
なり良好な耐食性が得られる。スラグにはAl2 3
SiO2 が多量に含まれているため平均硬度はHv70
0〜900程度であり極めて高いレベルである。従って
スラグを含有した塗膜は外力に対して保護力が強く塗膜
が傷つきにくい特性を有する。pHが8より小さかった
り13より大きいと亜鉛の溶出速度は急速に大きくな
り、亜鉛の犠牲防食作用が長続きしない。
【0012】アルカリ基を含有したスラグとしては高炉
徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、転炉スラグ、電炉スラ
グ、ステンレススラグ等で製造過程で生成されたもので
ある。そしてこれらを2種以上混合使用してもよい。p
H8〜13の粉状塩基性化合物としては、水酸化マグネ
シウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、酸化
カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、メタ
ホウ酸バリウム、ホウ砂、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、高炉セメント等があり、これらを2種以
上混合使用してもよい。
【0013】粉末の粒径としては50μm以下のものが
望ましい。好ましくは0.1〜10μmである。50μ
mより大きいと亜鉛による粒子の保持力が弱くなったり
局部的に亜鉛の層が薄くなる部分が生じて防食性を低下
させることになる。スラグあるいは粉状塩基性化合物の
層厚は0.05〜60μmが望ましい。好ましくは0.
1〜30μmの層厚が良い。0.05μm以下であると
十分な防錆性能が得られにくい。60μm以上であると
表面の粗度が大きくなり塗装後の光沢が低下したり、鋼
板加工性が低下する。
【0014】アルカリ基を含有したスラグおよび粉状塩
基性化合物のpHは、イオン交換水900mlにアルカ
リ基を含有したスラグおよび粉状塩基性化合物を100
g加えて攪拌し、24時間後20℃においてガラス電極
pHメーターで測定した。高炉水砕スラグ(エスメン
ト、新日鉄化学製)は11.0、メタホウ酸バリウム
(ビューサン11M−1、堺化学工業製)は10.2を
示した。
【0015】本発明に係る表面処理鋼板は溶融亜鉛メッ
キ鋼板を基本とするものであるが、当然亜鉛系合金メッ
キ鋼板も本発明の範囲に含まれる。溶融亜鉛系メッキ鋼
板の例としては亜鉛メッキ鋼板、Zn−Fe合金メッキ
鋼板、Zn−Ni合金メッキ鋼板、Zn−Mn合金メッ
キ鋼板、Zn−Al合金メッキ鋼板、Zn−Co合金メ
ッキ鋼板等があり、さらには前記各メッキ成分にNi、
Fe、Mn、Co、Al、Cr等の1種または2種以上
を添加した合金をメッキした鋼板や、上記メッキ層の1
種以上を複合させた複合メッキ鋼板等も上げられる。も
ちろんこれらに限定されるものではなく、求められる耐
食性等に応じた亜鉛系メッキ鋼板が適宜選択される。
【0016】また、メッキ付着量についても格別に制限
されるものではなく、例えば自動車鋼板において一般的
である20〜400g/m2 程度の付着量で十分であ
る。またクロメート皮膜は、塗布型、反応型、電解型の
いずれの手段によって形成されたものでもよい。クロメ
ート処理液は水溶性のクロム化合物を主成分とし、これ
に適量のリン酸根、フッ素イオン等のアニオン、Zn、
Ni、Co等の金属イオンやデンプン、メタノール等の
有機物を必要に応じて添加する。クロメート皮膜層の付
着量は、金属クロム量換算にて5g/m2 未満では耐食
性を得ることができず、400g/m2 を越えると皮膜
の剥離が生じたり溶接性の劣化を招く恐れがあることか
ら、5〜400g/m2 の範囲とすべきである。好まし
くは20〜300g/m2 の範囲に調整するのがよい。
【0017】亜鉛の付着量およびアルカリ基を含有した
スラグあるいは粉状塩基性化合物あるいはこれらの混合
粉末の付着量を調整するために気体を噴出させてワイピ
ングするのであるが、ノズルの噴出圧力は0.5〜2.
0kg/cm2 (ゲージ圧)が望ましい。好ましくは
0.8〜1.5kg/cm2 (ゲージ圧)である。0.
5kg/cm2 (ゲージ圧)より小さいと付着量が多く
なりすぎる。また2.0kg/cm2 (ゲージ圧)より
大きいと付着量が少なすぎて防錆性能が不十分となる。
通板速度は20〜250m/minであるが、好ましく
は60〜150m/minである。20m/minより
遅いと付着量が多くなりすぎる。250m/minより
速いと付着量が少なすぎて防錆性能が不十分となる。
【0018】ワイピングノズルと鋼板との間隔は5〜3
0mmが望ましい。好ましくは10〜20mmである。
5mmより小さいと鋼板のふらつきにより鋼板とワイピ
ングノズルが接触する危険性がある。また30mmより
大きいと正確な付着量の制御が難しくなる。亜鉛メッキ
浴の温度は460±3℃がよい。リン酸塩皮膜の付着量
は電気亜鉛メッキ鋼板の場合2.5g/m2 以下、溶融
亜鉛メッキの場合2g/m2 以下にするのが望ましい。
皮膜層が厚くなると皮膜の剥離が生じたり溶接性の劣化
を招く恐れがある。
【0019】アルカリ基を含有したスラグや粉状塩基性
化合物あるいはこれらの混合粉末のメッキ浴上の散布厚
みは10〜100mmが望ましい。好ましくは20〜5
0mmである。10mmより薄くなるとメッキ浴の酸化
防止の効果が小さく、粉末の付着量が少なくなり完全な
防錆効果が得られない。50mmより厚くなると粉末が
鋼板と共に上方に巻き上げられる量が多くなりワイピン
グ状態が悪くなり粉末の付着が不均一となる。
【0020】
【実施例】以下、実施例により説明する。本例は図1に
示す装置を使い、板幅800mm、板厚0.8mmの通
常の被メッキ鋼板1にライン速度100m/minで1
00g/m2 (片面当たり)の目付量で溶融亜鉛メッキ
を行うと同時に、溶融亜鉛メッキ浴2上の囲い3の中に
層状に浮遊したスラグと粉状塩基性化合物の混合粉末4
中を通過させ、この混合粉末を目付量25g/m2 (片
面当たり)で塗布した。ワイピングノズル5の口径は
0.8mmのスリットとした。ワイピングノズルの噴出
圧力は0.8kg/cm2 (ゲージ圧)とした。ワイピ
ングノズルと鋼板の間隔は10mmとした。アルカリ基
を含有したスラグや粉状塩基性化合物あるいはこれらの
混合粉末のメッキ浴上の層厚は50mmとした。混合粉
末は100重量部に対してアルカリ基を含有したスラグ
と粉状塩基性化合物の混合割合を変化させた。混合粉末
の粒度は1〜10μmのものを使用した。スラグは高炉
水砕(エスメント、新日鉄化学製)、粉状塩基性化合物
としてメタホウ酸バリウム(ビューサン11M−1、堺
化学工業製)を使用した。クロメート処理は、表面にロ
ールコーターを用いて50g/m2 の塗布型クロメート
処理を行い、最高到達温度130℃で焼き付けて作成し
たものを使用した。リン酸処理は、酸化亜鉛をリン酸に
溶解し水に薄めて、亜硝酸塩を添加してスプレーで施工
した。この結果製造したメッキ鋼板を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】試験項目と評価方法 (1)耐疵付き性 JIS K5400 8.4によ
り、鉛筆引っかき値を求めた。塗膜の硬さを鉛筆のしん
で塗膜を引っかいて調べ、鉛筆の濃度記号で表した。 (2)塩水噴霧試験 JIS K5400 9.1の条
件で1500時間試験した。試験片はJIS G 44
01に規定するカッターナイフで素地に達するクロスカ
ットを入れて試験した。塩水噴霧試験の評価は次のよう
に行った。
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、塗膜中のスラグあるい
はpH8〜13の粉状塩基性化合物が徐々に溶出し、亜
鉛メッキまたは亜鉛系合金メッキ鋼板表面をアルカリ性
に保ち発錆を防止し長期に渡り安定した防錆性能を維持
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の亜鉛系メッキ鋼板を製造するための装
置である。
【符号の説明】 1 鋼板 2 溶融亜鉛メッキ浴 3 囲い4 アルカリ基と粉状塩基性化合物の混合粉末 5 ワイピングノズル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板を焼鈍後溶融亜鉛メッキ釜に通し、
    噴出気体により溶融亜鉛の付着量を調整して溶融亜鉛メ
    ッキ鋼板を製造する方法であって、溶融亜鉛メッキ釜の
    鋼板の出側において、鋼板に付着した亜鉛が凝固する前
    に、アルカリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13
    の粉状塩基性化合物の1種または2種を鋼板に付着させ
    ることを特徴とする耐疵性および耐食性に優れた亜鉛メ
    ッキ鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 鋼板を焼鈍後溶融亜鉛メッキ釜に通し、
    噴出気体により溶融亜鉛の付着量を調整して溶融亜鉛メ
    ッキ鋼板を製造する方法であって、溶融亜鉛メッキ釜の
    鋼板の出側において、鋼板に付着した亜鉛が凝固する前
    に、アルカリ基を含有するスラグあるいはpH8〜13
    の粉状塩基性化合物の1種または2種を鋼板に付着させ
    た後さらにクロメート皮膜またはリン酸皮膜を形成する
    ことを特徴とする耐疵性および耐食性に優れた亜鉛メッ
    キ鋼板の製造方法。
JP22085495A 1995-08-29 1995-08-29 耐疵性および耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法 Withdrawn JPH0967660A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010216010A (ja) * 2009-02-19 2010-09-30 Jfe Steel Corp 溶融金属めっき鋼帯の製造方法
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