JPH0995798A - 亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板 - Google Patents
亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板Info
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- JPH0995798A JPH0995798A JP25748795A JP25748795A JPH0995798A JP H0995798 A JPH0995798 A JP H0995798A JP 25748795 A JP25748795 A JP 25748795A JP 25748795 A JP25748795 A JP 25748795A JP H0995798 A JPH0995798 A JP H0995798A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】めっき密着性および防食性に優れ、かつ亜鉛、
クロム、鉄族元素を合金として単相中に含有し、自動
車、家電、建材等の用途に好適な亜鉛−クロム−鉄族元
素−アルミナ複合めっき鋼板の提供。 【解決手段】めっき層が、Ｃｒ、鉄族元素およびアルミ
ナを特定の範囲で含有し、残部Ｚｎおよび不可避的不純
物からなり、かつ、めっき層が、Ｘ線回折による格子面
間隔ｄ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ、ｄ＝０．２２０
〜０．２２８ｎｍ、ｄ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ、
およびｄ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍのいずれか一つ
または二つ以上に基づくピークを示す相からなる亜鉛−
クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板。
クロム、鉄族元素を合金として単相中に含有し、自動
車、家電、建材等の用途に好適な亜鉛−クロム−鉄族元
素−アルミナ複合めっき鋼板の提供。 【解決手段】めっき層が、Ｃｒ、鉄族元素およびアルミ
ナを特定の範囲で含有し、残部Ｚｎおよび不可避的不純
物からなり、かつ、めっき層が、Ｘ線回折による格子面
間隔ｄ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ、ｄ＝０．２２０
〜０．２２８ｎｍ、ｄ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ、
およびｄ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍのいずれか一つ
または二つ以上に基づくピークを示す相からなる亜鉛−
クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛−クロム−鉄
族元素−アルミナ複合めっき鋼板に関し、特に、めっき
密着性および防食性に優れ、かつ亜鉛、クロムおよび鉄
族元素を合金として単相中に含有し、自動車、家電、建
材等の用途に好適な亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ
複合めっき鋼板に関する。
族元素−アルミナ複合めっき鋼板に関し、特に、めっき
密着性および防食性に優れ、かつ亜鉛、クロムおよび鉄
族元素を合金として単相中に含有し、自動車、家電、建
材等の用途に好適な亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ
複合めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板は、耐食性が要求さ
れる自動車、家電製品、建築材料等に防錆処理鋼板とし
て利用されている。しかし、近年、用途の拡大に伴い、
軽量化、低コスト化、易リサイクル化等が求められるよ
うになり、電気亜鉛めっき鋼板よりもさらに高性能の防
錆鋼板が求められている。そこで、防錆性能を向上させ
ためっき鋼板として、亜鉛以外の金属を電解時に共析さ
せた亜鉛系合金めっき鋼板がある。例えば、亜鉛めっき
層中に金属クロムを共析させた亜鉛−クロム合金めっき
鋼板が開発された（特開昭６２−２４３２９５号公
報）。しかし、この亜鉛−クロム合金めっき鋼板は、実
用上、耐食性が十分とは言えないため、より耐食性を向
上させためっき鋼板として、亜鉛−クロムめっき鋼板に
アルミナを分散させた複合めっき鋼板（特開昭６３−２
４３２９９号公報、特開昭６４−３９３９９号公報、特
開平２−２７０９９８号公報）や、さらにコバルト、ニ
ッケル、鉄等の鉄族元素を添加した複合めっき鋼板（特
開昭６０−１２５３９５号公報、特開平２−８０５９７
号公報、特開平４−２１７９７号公報）が提案されてい
る。
れる自動車、家電製品、建築材料等に防錆処理鋼板とし
て利用されている。しかし、近年、用途の拡大に伴い、
軽量化、低コスト化、易リサイクル化等が求められるよ
うになり、電気亜鉛めっき鋼板よりもさらに高性能の防
錆鋼板が求められている。そこで、防錆性能を向上させ
ためっき鋼板として、亜鉛以外の金属を電解時に共析さ
せた亜鉛系合金めっき鋼板がある。例えば、亜鉛めっき
層中に金属クロムを共析させた亜鉛−クロム合金めっき
鋼板が開発された（特開昭６２−２４３２９５号公
報）。しかし、この亜鉛−クロム合金めっき鋼板は、実
用上、耐食性が十分とは言えないため、より耐食性を向
上させためっき鋼板として、亜鉛−クロムめっき鋼板に
アルミナを分散させた複合めっき鋼板（特開昭６３−２
４３２９９号公報、特開昭６４−３９３９９号公報、特
開平２−２７０９９８号公報）や、さらにコバルト、ニ
ッケル、鉄等の鉄族元素を添加した複合めっき鋼板（特
開昭６０−１２５３９５号公報、特開平２−８０５９７
号公報、特開平４−２１７９７号公報）が提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、めっき層の
密着性や耐食性といった諸性能は、めっき層の組成のみ
ならず、その相構造等によっても変化する。そのため、
前記の特開昭６０−１２５３９５号公報、特開昭６４−
３９３９９号公報、特開昭６３−２４３２９９号公報、
特開平２−８０５９７号公報、特開平４−２１７９７号
公報等に記載の技術では、諸性能を最善とするめっき中
の金属の相構造を開示するには至らず、めっき密着性お
よび耐食性が両方とも良好なめっき鋼板を得るに至って
いない。
密着性や耐食性といった諸性能は、めっき層の組成のみ
ならず、その相構造等によっても変化する。そのため、
前記の特開昭６０−１２５３９５号公報、特開昭６４−
３９３９９号公報、特開昭６３−２４３２９９号公報、
特開平２−８０５９７号公報、特開平４−２１７９７号
公報等に記載の技術では、諸性能を最善とするめっき中
の金属の相構造を開示するには至らず、めっき密着性お
よび耐食性が両方とも良好なめっき鋼板を得るに至って
いない。
【０００４】そこで本発明の目的は、めっき密着性、防
食性両方に優れ、かつ亜鉛、クロム、鉄族元素を合金と
して単相中に含有する亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミ
ナめっき鋼板を提供することにある。
食性両方に優れ、かつ亜鉛、クロム、鉄族元素を合金と
して単相中に含有する亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミ
ナめっき鋼板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本研究者らは鋭意研究を
重ねた結果、亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナめっき
鋼板において、めっき層中のクロムおよび鉄族元素の含
有率によってめっき中の合金相の相構造が変化するこ
と、めっき中の合金相の相構造がめっき密着性に影響を
及ぼすこと、めっき層中の合金相を単相化することによ
って密着性が良好になることを見い出した。そこで、ク
ロムおよび鉄族元素を特定の含有率の範囲で含むめっき
層を形成することによって、合金相が単相かつめっき密
着性に優れためっき鋼板を得ることができることを見出
し、本発明に到達した。
重ねた結果、亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナめっき
鋼板において、めっき層中のクロムおよび鉄族元素の含
有率によってめっき中の合金相の相構造が変化するこ
と、めっき中の合金相の相構造がめっき密着性に影響を
及ぼすこと、めっき層中の合金相を単相化することによ
って密着性が良好になることを見い出した。そこで、ク
ロムおよび鉄族元素を特定の含有率の範囲で含むめっき
層を形成することによって、合金相が単相かつめっき密
着性に優れためっき鋼板を得ることができることを見出
し、本発明に到達した。
【０００６】すなわち、本発明は、めっき層が、Ｃｒを
０．１〜１４％、下記式（１）または（２）で表される
範囲の量の鉄族元素、アルミナをアルミニウム換算で
０．０１〜１％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からな
り、かつ、めっき層が、Ｘ線回折による格子面間隔ｄA
＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ、ｄB ＝０．２２０〜
０．２２８ｎｍ、ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ、
およびｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍのいずれか一
つまたは二つ以上に基づくピークを示す相からなる亜鉛
−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板を提供す
るものである。 鉄族元素％≦ -0.89Ｃｒ(%) ＋ 4.7（ 0.1% ≦ Cr ≦ 3.55 ％の時) (１） 鉄族元素％≦ -0.13Ｃｒ(%) ＋ 2.0（ 3.55%＜ Cr ≦ 14 ％の時) (２）
０．１〜１４％、下記式（１）または（２）で表される
範囲の量の鉄族元素、アルミナをアルミニウム換算で
０．０１〜１％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物からな
り、かつ、めっき層が、Ｘ線回折による格子面間隔ｄA
＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ、ｄB ＝０．２２０〜
０．２２８ｎｍ、ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ、
およびｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍのいずれか一
つまたは二つ以上に基づくピークを示す相からなる亜鉛
−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板を提供す
るものである。 鉄族元素％≦ -0.89Ｃｒ(%) ＋ 4.7（ 0.1% ≦ Cr ≦ 3.55 ％の時) (１） 鉄族元素％≦ -0.13Ｃｒ(%) ＋ 2.0（ 3.55%＜ Cr ≦ 14 ％の時) (２）
【０００７】以下、本発明の亜鉛−クロム−鉄族元素−
アルミナ複合めっき鋼板（以下、「本発明の複合めっき
鋼板」という）を詳細に説明する。
アルミナ複合めっき鋼板（以下、「本発明の複合めっき
鋼板」という）を詳細に説明する。
【０００８】本発明の複合めっき鋼板は、素地鋼板上に
亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合複合めっき層
（以下、「複合めっき層」という）を有するものであ
る。素地鋼板としては、特に制限されず、例えば、ＳＰ
ＣＰ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＣ、ＳＰＦＣ（ＪＩＳ Ｇ３１
４１）等のいずれの鋼板であってもよい。
亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合複合めっき層
（以下、「複合めっき層」という）を有するものであ
る。素地鋼板としては、特に制限されず、例えば、ＳＰ
ＣＰ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＣ、ＳＰＦＣ（ＪＩＳ Ｇ３１
４１）等のいずれの鋼板であってもよい。
【０００９】本発明の複合めっき鋼板における複合めっ
き層は、亜鉛、クロムおよびＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の鉄族
元素が合金相を形成し、アルミナが、酸化物微粒子とし
てめっき層中に分散されているものである。複合めっき
層中の亜鉛は、素地鋼板に対して犠牲防食性を示し、耐
食性に優れためっき鋼板を得るための必須成分である。
き層は、亜鉛、クロムおよびＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の鉄族
元素が合金相を形成し、アルミナが、酸化物微粒子とし
てめっき層中に分散されているものである。複合めっき
層中の亜鉛は、素地鋼板に対して犠牲防食性を示し、耐
食性に優れためっき鋼板を得るための必須成分である。
【００１０】本発明において、複合めっき層におけるク
ロムの含有率は、０．１〜１４重量％であり、好ましく
は５〜１１重量％である。クロムの含有率０．１重量％
未満では耐食性が不十分となり、１４重量％を超えると
めっき層中の合金相が単相を形成せず、めっき密着性が
劣る。
ロムの含有率は、０．１〜１４重量％であり、好ましく
は５〜１１重量％である。クロムの含有率０．１重量％
未満では耐食性が不十分となり、１４重量％を超えると
めっき層中の合金相が単相を形成せず、めっき密着性が
劣る。
【００１１】また、本発明において、複合めっき層中の
鉄族金属の含有率の下限は０．０１ｗｔ％である。鉄族
元素の含有率が０．０１ｗｔ％未満では耐食性が不十分
なめっきとなる。また、複合めっき層中の鉄族元素の含
有率の上限は、めっき層中のクロム含有率Ｃｒ％と下記
式（１）または（２）で表される関係を有する。 鉄族元素％≦ -0.89Ｃｒ(%) ＋ 4.7（ 0.1% ≦ Cr ≦ 3.55 ％の時) (１） 鉄族元素％≦ -0.13Ｃｒ(%) ＋ 2.0（ 3.55%＜ Cr ≦ 14 ％の時) (２） ここで、鉄族元素としてコバルトを用いためっき層にお
いて、クロム含有率Ｃｒ％および鉄族元素の含有率との
めっき相構造に関する関係を、図１に示す。この図１に
おいて、前記式（１）および（２）で表される領域にお
いて、めっき層中の合金相が単相となることがわかる。
したがって、鉄族元素の含有率が、前記式（１）および
（２）で表される領域を超えると、めっき層中の合金相
の単相化が困難となりめっき密着性が劣化する。
鉄族金属の含有率の下限は０．０１ｗｔ％である。鉄族
元素の含有率が０．０１ｗｔ％未満では耐食性が不十分
なめっきとなる。また、複合めっき層中の鉄族元素の含
有率の上限は、めっき層中のクロム含有率Ｃｒ％と下記
式（１）または（２）で表される関係を有する。 鉄族元素％≦ -0.89Ｃｒ(%) ＋ 4.7（ 0.1% ≦ Cr ≦ 3.55 ％の時) (１） 鉄族元素％≦ -0.13Ｃｒ(%) ＋ 2.0（ 3.55%＜ Cr ≦ 14 ％の時) (２） ここで、鉄族元素としてコバルトを用いためっき層にお
いて、クロム含有率Ｃｒ％および鉄族元素の含有率との
めっき相構造に関する関係を、図１に示す。この図１に
おいて、前記式（１）および（２）で表される領域にお
いて、めっき層中の合金相が単相となることがわかる。
したがって、鉄族元素の含有率が、前記式（１）および
（２）で表される領域を超えると、めっき層中の合金相
の単相化が困難となりめっき密着性が劣化する。
【００１２】さらに、本発明において、複合めっき層中
のアルミナの含有率は、０．０１〜１重量％であり、好
ましくは０．１〜１重量％である。めっき層中のアルミ
の含有率が０．０１重量％未満では耐食性に対するアル
ミナの効果が表れず、１重量％を超えるとめっき密着性
が劣化する。
のアルミナの含有率は、０．０１〜１重量％であり、好
ましくは０．１〜１重量％である。めっき層中のアルミ
の含有率が０．０１重量％未満では耐食性に対するアル
ミナの効果が表れず、１重量％を超えるとめっき密着性
が劣化する。
【００１３】本発明の複合めっき鋼板において、複合め
っき層は、Ｘ線回折による格子面間隔が、 ｄA ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ ｄB ＝０．２２０〜０．２２８ｎｍ ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ および ｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍ のいずれか一つまたは二つ以上に基づくピークを示す相
からなるものである。本発明において、複合めっき層
が、この格子面間隔ｄA 、ｄB 、ｄC およびｄD のいず
れか一つまたは二つ以上に基づくピークを示す単一の相
からなる合金相であると、めっき密着性が良好となる。
っき層は、Ｘ線回折による格子面間隔が、 ｄA ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ ｄB ＝０．２２０〜０．２２８ｎｍ ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ および ｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍ のいずれか一つまたは二つ以上に基づくピークを示す相
からなるものである。本発明において、複合めっき層
が、この格子面間隔ｄA 、ｄB 、ｄC およびｄD のいず
れか一つまたは二つ以上に基づくピークを示す単一の相
からなる合金相であると、めっき密着性が良好となる。
【００１４】本発明の複合めっき鋼板の製造は、亜鉛、
クロムおよび鉄族元素イオンを含む酸性めっき浴中に
て、アセチレングリコール、ポリエチレングリコール等
の非イオン系有機添加剤を０．１〜１０ｇ／ｌ導入し、
電流密度４０〜２００Ａ／ｄｍ 2 で電解を行い、亜鉛、
クロム、鉄族元素イオンを合金とするめっき層を、素地
鋼板上に析出させる電気めっき法によって行うことがで
きる。このとき、アルミナのめっき層中への共析は、め
っき浴中にアルミナゾルを懸濁させめっき層中に共析さ
せる方法、めっき浴中にアルミニウムイオンを溶解し、
電解時の水素イオンの還元反応によるｐＨの上昇によっ
て陰極界面で水酸化アルミニウムとして析出させ、めっ
き層中にアルミナとして共析させる方法等のいずれの方
法によって行ってもよい。
クロムおよび鉄族元素イオンを含む酸性めっき浴中に
て、アセチレングリコール、ポリエチレングリコール等
の非イオン系有機添加剤を０．１〜１０ｇ／ｌ導入し、
電流密度４０〜２００Ａ／ｄｍ 2 で電解を行い、亜鉛、
クロム、鉄族元素イオンを合金とするめっき層を、素地
鋼板上に析出させる電気めっき法によって行うことがで
きる。このとき、アルミナのめっき層中への共析は、め
っき浴中にアルミナゾルを懸濁させめっき層中に共析さ
せる方法、めっき浴中にアルミニウムイオンを溶解し、
電解時の水素イオンの還元反応によるｐＨの上昇によっ
て陰極界面で水酸化アルミニウムとして析出させ、めっ
き層中にアルミナとして共析させる方法等のいずれの方
法によって行ってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の複合めっき鋼板におい
て、クロムはめっき表面で不動態を作り、めっきおよび
下地鋼板の腐食を抑制し、かつめっきの腐食生成物であ
る塩基性塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ・４Ｚｎ（ＯＨ）2 ）を
熱力学的に安定化すると考えられる。また、クロムを合
金としてめっき層中に導入することにより、めっき密着
性を劣化させることなくクロム含有率を高くすることが
可能となる。これよりクロムを酸化物として含有しため
っきでは不可能であった耐食性の向上と、良好なめっき
密着性の実現が可能となった。
て、クロムはめっき表面で不動態を作り、めっきおよび
下地鋼板の腐食を抑制し、かつめっきの腐食生成物であ
る塩基性塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ・４Ｚｎ（ＯＨ）2 ）を
熱力学的に安定化すると考えられる。また、クロムを合
金としてめっき層中に導入することにより、めっき密着
性を劣化させることなくクロム含有率を高くすることが
可能となる。これよりクロムを酸化物として含有しため
っきでは不可能であった耐食性の向上と、良好なめっき
密着性の実現が可能となった。
【００１６】また、鉄族元素はめっき表面でのカソード
反応を抑制し、かつめっきの腐食生成物である塩基性塩
化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ・４Ｚｎ（ＯＨ）2 ）の熱力学的な
安定化を担っていると考えられる。
反応を抑制し、かつめっきの腐食生成物である塩基性塩
化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ・４Ｚｎ（ＯＨ）2 ）の熱力学的な
安定化を担っていると考えられる。
【００１７】さらに、アルミナは腐食生成物を鋼板表面
に機械的に保持する効果があると考えられる。
に機械的に保持する効果があると考えられる。
【００１８】本発明の複合めっき鋼板において、めっき
層中の合金相を単相とすることによって、めっき密着性
が良好となる。この原因は明らかではないが、めっき層
中の結晶相が多形となり相の異なる結晶粒の混在するめ
っきでは結晶粒毎に硬度、等温圧縮率等が異なり、めっ
き層が応力を受けた際に結晶粒界が応力中心となるた
め、めっき層に割れが発生しやすくなる。これに比べ、
めっき層中の結晶相が単相である場合、各結晶粒の力学
物性はほぼ均一となるため、めっき層の展性が向上し密
着性の良好なめっきとなると考えられる。
層中の合金相を単相とすることによって、めっき密着性
が良好となる。この原因は明らかではないが、めっき層
中の結晶相が多形となり相の異なる結晶粒の混在するめ
っきでは結晶粒毎に硬度、等温圧縮率等が異なり、めっ
き層が応力を受けた際に結晶粒界が応力中心となるた
め、めっき層に割れが発生しやすくなる。これに比べ、
めっき層中の結晶相が単相である場合、各結晶粒の力学
物性はほぼ均一となるため、めっき層の展性が向上し密
着性の良好なめっきとなると考えられる。
【００１９】本発明の複合めっき鋼板において、複合め
っき層は、亜鉛、クロムおよび鉄族元素の３金属元素に
よる合金相を構成する。この合金相の相構造は、複合め
っき層中のクロムと鉄族元素の含有率によって変化す
る。そこで、鉄族元素としてコバルトを含有する亜鉛−
クロム−コバルト−アルミナ複合めっき層のＸ線回折測
定（加速電圧５０ｋＶ、ターゲット：コバルト）を行っ
た。結果を図２および図３に示す。
っき層は、亜鉛、クロムおよび鉄族元素の３金属元素に
よる合金相を構成する。この合金相の相構造は、複合め
っき層中のクロムと鉄族元素の含有率によって変化す
る。そこで、鉄族元素としてコバルトを含有する亜鉛−
クロム−コバルト−アルミナ複合めっき層のＸ線回折測
定（加速電圧５０ｋＶ、ターゲット：コバルト）を行っ
た。結果を図２および図３に示す。
【００２０】図２は、クロム８．０７重量％、コバルト
０．３２重量％、アルミナをアルミニウム換算で０．２
０重量％含有し、残りは亜鉛である複合めっき層を有す
るめっき鋼板のＸ線回折図である。複合めっき層の回折
ピークとして、ピークＡ（ｄ＝０．２３７ｎｍ）、ピー
クＢ（ｄ＝０．２２２ｎｍ）、ピークＣ（ｄ＝０．２１
０ｎｍ）、およびピークＤ（ｄ＝０．１６３ｎｍ）が観
測された。これらはいずれも電気亜鉛めっき層で観測さ
れる六方晶構造の結晶相中に、クロムおよびコバルトが
金属として固溶した合金相の回折ピークと考えられる。
ピークＡ〜Ｄまで合金相からの回折として帰属され、複
合めっき層からの明瞭なピークが他に観測されないの
で、このめっき層中に観測される合金相は単相であると
判断できる。なお、ｄ＝０．２０３ｎｍおよびｄ＝０．
１４３ｎｍのピークは素地鋼板のα−鉄に基づく回折ピ
ークである。
０．３２重量％、アルミナをアルミニウム換算で０．２
０重量％含有し、残りは亜鉛である複合めっき層を有す
るめっき鋼板のＸ線回折図である。複合めっき層の回折
ピークとして、ピークＡ（ｄ＝０．２３７ｎｍ）、ピー
クＢ（ｄ＝０．２２２ｎｍ）、ピークＣ（ｄ＝０．２１
０ｎｍ）、およびピークＤ（ｄ＝０．１６３ｎｍ）が観
測された。これらはいずれも電気亜鉛めっき層で観測さ
れる六方晶構造の結晶相中に、クロムおよびコバルトが
金属として固溶した合金相の回折ピークと考えられる。
ピークＡ〜Ｄまで合金相からの回折として帰属され、複
合めっき層からの明瞭なピークが他に観測されないの
で、このめっき層中に観測される合金相は単相であると
判断できる。なお、ｄ＝０．２０３ｎｍおよびｄ＝０．
１４３ｎｍのピークは素地鋼板のα−鉄に基づく回折ピ
ークである。
【００２１】図３は、クロム１０．７重量％、コバルト
１．０６重量％、アルミナをアルミニウム換算で０．６
１重量％含有し、残りは亜鉛である複合めっき層を有す
るめっき鋼板のＸ線回折図である。めっき層の回折ピー
クとして、ピークＢ（ｄ＝０．２２４ｎｍ）、ピークＣ
（ｄ＝０．２１０ｎｍ）、およびピークＤ（ｄ＝０．１
６４ｎｍ）が観測された。これらは図２で示した六方晶
構造の亜鉛−クロム−コバルト合金相の回折ピークと考
えられる。また、この複合めっき層からは六方晶構造の
合金相には帰属できないピークＥ（ｄ＝０．２１４ｎ
ｍ）が観測された。ピークＥが帰属する結晶は、体心立
方構造の亜鉛−クロム−コバルト合金相と考えられるた
め、この複合めっき層は２種類の合金相を含有し単相で
はないことが分かる。なお、ｄ＝０．２０３ｎｍおよび
０．１４３ｎｍのピークは素地鋼板のα−鉄に基づくピ
ークである。
１．０６重量％、アルミナをアルミニウム換算で０．６
１重量％含有し、残りは亜鉛である複合めっき層を有す
るめっき鋼板のＸ線回折図である。めっき層の回折ピー
クとして、ピークＢ（ｄ＝０．２２４ｎｍ）、ピークＣ
（ｄ＝０．２１０ｎｍ）、およびピークＤ（ｄ＝０．１
６４ｎｍ）が観測された。これらは図２で示した六方晶
構造の亜鉛−クロム−コバルト合金相の回折ピークと考
えられる。また、この複合めっき層からは六方晶構造の
合金相には帰属できないピークＥ（ｄ＝０．２１４ｎ
ｍ）が観測された。ピークＥが帰属する結晶は、体心立
方構造の亜鉛−クロム−コバルト合金相と考えられるた
め、この複合めっき層は２種類の合金相を含有し単相で
はないことが分かる。なお、ｄ＝０．２０３ｎｍおよび
０．１４３ｎｍのピークは素地鋼板のα−鉄に基づくピ
ークである。
【００２２】図２および図３に示すとおり、亜鉛−クロ
ム−コバルト−アルミナ複合めっき層中の六方晶合金相
は、Ｘ線回折ピークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち１本または２
本以上を示すことが明らかとなった。しかし、これらの
回折角は、めっき組成等による誤差を含む。そこで、各
ピークの示す格子面間隔はある程度の範囲を持つものと
なるため以下のように定義する。 ピークＡ：ｄA ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ ピークＢ：ｄB ＝０．２２０〜０．２２８ｎｍ ピークＣ：ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ ピークＤ：ｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍ また、Ｆｅ、Ｎｉ等のＣｏ以外の鉄族元素も、Ｃｏを添
加したときと同様のＸ線回折ピークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが得
られる。
ム−コバルト−アルミナ複合めっき層中の六方晶合金相
は、Ｘ線回折ピークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち１本または２
本以上を示すことが明らかとなった。しかし、これらの
回折角は、めっき組成等による誤差を含む。そこで、各
ピークの示す格子面間隔はある程度の範囲を持つものと
なるため以下のように定義する。 ピークＡ：ｄA ＝０．２３６〜０．２４７ｎｍ ピークＢ：ｄB ＝０．２２０〜０．２２８ｎｍ ピークＣ：ｄC ＝０．２０８〜０．２１１ｎｍ ピークＤ：ｄD ＝０．１６２〜０．１６８ｎｍ また、Ｆｅ、Ｎｉ等のＣｏ以外の鉄族元素も、Ｃｏを添
加したときと同様のＸ線回折ピークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが得
られる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例により、
本発明をより具体的に説明する。
本発明をより具体的に説明する。
【００２４】（実施例１〜１８、比較例１〜１３）各例
において、冷延鋼板を公知の方法で脱脂、酸洗した後、
以下に示す範囲で浴条件を変化させ、表１に示す組成の
異なる複合めっき層を有するめっき鋼板を得た。電流密
度４０〜２００Ａ／ｄｍ2 、付着量２０ｇ／ｍ2 とし
た。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １８６ｇ／ｌ ４０％硫酸クロム水溶液 ８４〜２５２ｇ／ｌ 鉄族元素硫酸塩・７水和物 ５〜３６ｇ／ｌ 硫酸アルミニウム・１４−１８水和物 ３５〜１００ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ アセチレングリコール １〜１０ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．４〜２．５
において、冷延鋼板を公知の方法で脱脂、酸洗した後、
以下に示す範囲で浴条件を変化させ、表１に示す組成の
異なる複合めっき層を有するめっき鋼板を得た。電流密
度４０〜２００Ａ／ｄｍ2 、付着量２０ｇ／ｍ2 とし
た。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １８６ｇ／ｌ ４０％硫酸クロム水溶液 ８４〜２５２ｇ／ｌ 鉄族元素硫酸塩・７水和物 ５〜３６ｇ／ｌ 硫酸アルミニウム・１４−１８水和物 ３５〜１００ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ アセチレングリコール １〜１０ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．４〜２．５
【００２５】（比較例１４）以下に示す組成のめっき浴
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の亜鉛−クロム合金めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １８６ｇ／ｌ ４０％硫酸クロム水溶液 １６８ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ アセチレングリコール １ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．４
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の亜鉛−クロム合金めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １８６ｇ／ｌ ４０％硫酸クロム水溶液 １６８ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ アセチレングリコール １ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．４
【００２６】（比較例１５）以下に示す組成のめっき浴
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １７０ｇ／ｌ 硫酸亜鉛・６水和物 ２５０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ２０ｇ／ｌ 硫酸カリウム ２０ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．５
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 １７０ｇ／ｌ 硫酸亜鉛・６水和物 ２５０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ２０ｇ／ｌ 硫酸カリウム ２０ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．５
【００２７】（比較例１６）以下に示す組成のめっき浴
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の電気亜鉛めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 ２５０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．５
を用い、電流密度８０Ａ／ｄｍ2 で、付着量２０ｇ／ｍ
2 の電気亜鉛めっき鋼板を製造した。 浴組成 硫酸亜鉛・７水和物 ２５０ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ４５ｇ／ｌ 浴ｐＨ １．５
【００２８】以上の実施例１〜１８、および比較例１〜
１６で得られためっき鋼板について、めっき層の組成、
めっき層のＥＳＣＡによる測定、Ｘ線回折測定、ならび
に密着性試験および耐食性試験を行った。結果を表１に
示す。
１６で得られためっき鋼板について、めっき層の組成、
めっき層のＥＳＣＡによる測定、Ｘ線回折測定、ならび
に密着性試験および耐食性試験を行った。結果を表１に
示す。
【００２９】めっき層の組成 めっき層を酸により溶解した後、原子吸光法により測定
した。またＥＳＣＡ測定法（Ｘ線光電子分光法）によ
り、めっき層中のクロム、鉄族元素の酸化数を測定し、
合金となっていることを確認した。 めっき層のＸ線回折測定 めっき層について、ターゲット：Ｃｏ、加速電圧：５０
ｋＶの条件でＸ線回折測定を行い、結晶面からの回折ピ
ークとして観測されたものを○、観測されなかったもの
を×で示した。また、それ以外のピークの観測も同時に
行った。
した。またＥＳＣＡ測定法（Ｘ線光電子分光法）によ
り、めっき層中のクロム、鉄族元素の酸化数を測定し、
合金となっていることを確認した。 めっき層のＸ線回折測定 めっき層について、ターゲット：Ｃｏ、加速電圧：５０
ｋＶの条件でＸ線回折測定を行い、結晶面からの回折ピ
ークとして観測されたものを○、観測されなかったもの
を×で示した。また、それ以外のピークの観測も同時に
行った。
【００３０】密着性試験 試料のめっき面に粘着テープ（日東電工（株）製、エレ
ップマスキングテープ）を貼り付け、試料のめっき面を
内側にして１８０°曲げ、さらに曲げ戻した後、テープ
を剥離し、テープに付着した亜鉛を、蛍光Ｘ線分析法で
測定し、カウント数に基づいて、下記の基準で評価し
た。 ０〜３０ kcps ： ○ ３０〜６０ kcps ： △ ６０ kcps 以上 ： ×
ップマスキングテープ）を貼り付け、試料のめっき面を
内側にして１８０°曲げ、さらに曲げ戻した後、テープ
を剥離し、テープに付着した亜鉛を、蛍光Ｘ線分析法で
測定し、カウント数に基づいて、下記の基準で評価し
た。 ０〜３０ kcps ： ○ ３０〜６０ kcps ： △ ６０ kcps 以上 ： ×
【００３１】耐食性 濃度５重量％の塩水噴霧（３５℃、４時間）、乾燥（６
０℃、２時間）、湿潤（５０℃、２時間）を１サイクル
とするサイクル複合試験（ＣＣＴ）を繰返し、赤錆発生
までのサイクル数を耐食性の指標とした。
０℃、２時間）、湿潤（５０℃、２時間）を１サイクル
とするサイクル複合試験（ＣＣＴ）を繰返し、赤錆発生
までのサイクル数を耐食性の指標とした。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】表１から明らかなように、本発明で規定さ
れる合金相のみを有する亜鉛−クロム−鉄族元素−アル
ミナ複合めっき鋼板は、良好な密着性を示すとともに、
優れた耐食性を示すことが分かる。
れる合金相のみを有する亜鉛−クロム−鉄族元素−アル
ミナ複合めっき鋼板は、良好な密着性を示すとともに、
優れた耐食性を示すことが分かる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の亜鉛−クロム−鉄族元素−アル
ミナ複合めっき鋼板は、密着性の良好な複合めっき鋼板
であり、かつ、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛−ニッケ
ルめっき鋼板等より高耐食性の防錆鋼板である。そのた
め、本発明の複合めっき鋼板は、自動車、家電、建材用
の高性能の防錆鋼板として好適である。
ミナ複合めっき鋼板は、密着性の良好な複合めっき鋼板
であり、かつ、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛−ニッケ
ルめっき鋼板等より高耐食性の防錆鋼板である。そのた
め、本発明の複合めっき鋼板は、自動車、家電、建材用
の高性能の防錆鋼板として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】亜鉛−クロム−コバルト−アルミナ複合めっき
層におけるクロム含有率Ｃｒ％および鉄族元素の含有率
とのめっき相構造に関する関係を示す図。
層におけるクロム含有率Ｃｒ％および鉄族元素の含有率
とのめっき相構造に関する関係を示す図。
【図２】クロム８．０７重量％、コバルト０．３２重量
％、アルミナをアルミニウム換算で０．２０重量％含有
し、残りは亜鉛である、亜鉛−クロム−コバルト−アル
ミナ複合めっき層のＸ線回折測定の結果を示す図。
％、アルミナをアルミニウム換算で０．２０重量％含有
し、残りは亜鉛である、亜鉛−クロム−コバルト−アル
ミナ複合めっき層のＸ線回折測定の結果を示す図。
【図３】クロム１０．７重量％、コバルト１．０６重量
％、アルミナをアルミニウム換算で０．６１重量％含有
し、残りは亜鉛である、亜鉛−クロム−コバルト−アル
ミナ複合めっき層のＸ線回折測定の結果を示す図。
％、アルミナをアルミニウム換算で０．６１重量％含有
し、残りは亜鉛である、亜鉛−クロム−コバルト−アル
ミナ複合めっき層のＸ線回折測定の結果を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜 原 京 子 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所内 (72)発明者 中小路 尚 匡 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所内 (72)発明者 望 月 一 雄 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所内
Claims (1)
- 【請求項１】めっき層が、Ｃｒを０．１〜１４％、下記
式（１）または（２）で表される範囲の量の鉄族元素、
アルミナをアルミニウム換算で０．０１〜１％、残部Ｚ
ｎおよび不可避的不純物からなり、かつ、めっき層が、
Ｘ線回折による格子面間隔ｄ A ＝０．２３６〜０．２４
７ｎｍ、ｄB ＝０．２２０〜０．２２８ｎｍ、ｄC ＝
０．２０８〜０．２１１ｎｍ、およびｄD ＝０．１６２
〜０．１６８ｎｍのいずれか一つまたは二つ以上に基づ
くピークを示す相からなる亜鉛−クロム−鉄族元素−ア
ルミナ複合めっき鋼板。 鉄族元素％≦ -0.89Ｃｒ(%) ＋ 4.7（ 0.1% ≦ Cr ≦ 3.55 ％の時) (１） 鉄族元素％≦ -0.13Ｃｒ(%) ＋ 2.0（ 3.55%＜ Cr ≦ 14 ％の時) (２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25748795A JPH0995798A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25748795A JPH0995798A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995798A true JPH0995798A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17306981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25748795A Withdrawn JPH0995798A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 亜鉛−クロム−鉄族元素−アルミナ複合めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0995798A (ja) |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP25748795A patent/JPH0995798A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |