JPS58210193A - リン酸塩処理性に優れた鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板 - Google Patents

リン酸塩処理性に優れた鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板

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JPS58210193A
JPS58210193A JP9267382A JP9267382A JPS58210193A JP S58210193 A JPS58210193 A JP S58210193A JP 9267382 A JP9267382 A JP 9267382A JP 9267382 A JP9267382 A JP 9267382A JP S58210193 A JPS58210193 A JP S58210193A
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JP
Japan
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iron
plating
steel plate
zinc alloy
crystal orientation
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Pending
Application number
JP9267382A
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English (en)
Inventor
Tomihiro Hara
原 富啓
Takeshi Ataya
安谷屋 武志
Masahiro Ogawa
小川 正浩
Masaaki Yamashita
正明 山下
Yasuhisa Tajiri
田尻 泰久
Toshiyuki Honma
俊之 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、;リン酸頃処理性に優れた鉄−昏鉛合金電
気メツキ鋼板に関するものである。
r1E鉛メッキ鋼+jiは、亜鉛の犠牲防食作用により
F地鋼板を保護することから優れた耐食材料として巾広
く使用されているが、塗装用途の場合1亜鉛の活性のた
めに亜鉛と傾斜とが反応し、このために、塗面にブリス
ターか発生したり、塗装との密着性が劣化するといった
問題があった。
上記問題点を解決する方法として、合金電気メッキによ
るメッキ皮模の改質がさかんに検討されている。
最近の自動車メーカーや家゛屯メーカーでは製品、の耐
久化から表面処理鋼板を外板として使用することを検討
しており、要求さルる塗装品質性能は。
より^度なものとなってきた。この中で特に重視されて
いる性能として耐水性があるが、工業化されている表面
処理鋼板でa−できる性能を有するものは得られていな
いのが現状である。例え幻。
現在工業化され塗装後の性帷に榎れているとされている
ガルパニールド鋼板も耐水性は著しく劣゛つている。
本発明者等は、上記問題点を解決するために鋭意研死ヲ
重ねた結果、鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板の製造条件を
選ぶことにより、メッキ皮膜中のI・°θ含有量の低い
場合でもη相(002)面の結晶配向性が強くなり、塗
装前処理として施こされるリン酸塩皮暎中ホパイ) (
020)面の成長を抑え、その結果として耐水性に著し
く優れた鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板を得ることができ
るといった知見を得た。
この発明は、上記知見に基づ券なされたものであって、
メッキ皮膜中のFθ含有量が30%以T”T、メッキ皮
膜の結晶中に多くのη相を含んでいるにもかかわらず、
(002)面の配向性が強く、リン酸塩皮膜中のホパイ
トの(020)面を抑制するような耐水性に優れた鉄−
亜鉛合金礒気メ“ツキ鋼板を提供するものである。
以上°、この発明の詳細な説明する。
外板用途として塗装される鋼板は、前処理として化成処
理が施こされるのが普通である。従って。
塗装後の性能を考える場合1mこされた化成処理反映に
ついて考慮する必要がある。そこで1本発明者等は、鉄
−亜鉛合金電気メツキのベース浴、メッキ皮膜中のFθ
含有量を変え、それに伴なう化成処理皮帳特性および耐
水性との関係について調べた。
240時間浸漬した後、たたらにカッターナイフにより
2龍間隔で一ド地に至るまでのキズを付けて]00個の
マス目を設け、テーピングを行なった際、剥離したマス
目の個数で評価した。゛また、化成処理は、自動車メー
カーで通常流こされているリン酸塩処理を行なった。
その結果、耐水性は、メッキ皮膜を介して生成するリン
酸塩皮・関の特性に犬さく影響されることがわガムった
ここで取り扱ったメッキ浴11ま、工業的に鋼帯にメッ
キを廁こすのに通常使用されている塩化浴と硫酸浴であ
る。
メッキ皮膜中のFe ’3有賞が30〜40%以上の場
合には、何れの浴もX線回折法によるメッキ皮映構造は
ほとんどδ1相(Fezn7)  および/またはε相
(Fe3Zn、。) が主体であり、塗装前処理として
施こされるり、ン酸塩皮暎中には、X線回折的にホスホ
7 イラ() : Phosphophyllite 
(Zn2Fe(PO,)2・4+1201の成長が認め
られ、結果的に耐水性は良好となっている。一方、それ
以下のF8含有蛸領域の場合、何れの浴によってもメッ
キ皮膜中には多くのη相を含んでおり、リン酸塩皮4中
にホスホフィライトの成長が認められず、ホパイト:H
opeite (Zn3 (po、)2 ・4H20)
の結晶のみとなっているにもかかわらず、塩化浴による
メッキ皮膜は耐水性が極めて優れ、硫酸浴による皮膜は
著しく劣っていることがわかった。
上記差に着目して塩化浴、硫酸浴のメッキ皮唆構I告の
負いおよびそれに伴なうリン酸塩皮膜の結晶構造と耐水
性との関係を調べたところ、前者は後者に比べてメッキ
皮膜pに存在するη相の(0,02)面が強く配向して
おり、それに伴ないリン酸塩皮1模中ホスホフィライ1
トの(020)0!IIの配向が抑えられているという
事実を見い出した。
すなわち、第2図のメッキ皮膜中のF’e含有i゛とリ
ン酸塩皮膜のホスホフィライト比との関係から明らかな
ように、メッキ皮膜中のI’+’e 言有量が30係以
トーではX線回折的にみて、ホスホフィライトはなく、
ホパイトのみが生成しているが、リン酸塩皮膜のホスホ
フィライト比を耐水密着性との関係を示す。第1図に示
されるように、ホパイトのみ(p/p+ト+)では耐水
性がきわめて悪い。このホパイトの(020)面の結晶
配向性と耐水性との関係が第3図に示されているが、第
3図から明らかなように、耐水性が良好なホバイト(o
20)tmの配向性は1.0以Fであり、また、第4図
に示されるメッキ皮1漠のη相(002)面の結晶配向
性とホパイトの結晶配向性との関係から明らかなように
、ホバイ) (002)面の結晶配向性は05以上が好
捷しいことがわかる。
次に、/?!r種表面処理鋼板について、冷延鋼板と比
Mして聞は水性について調べた。
供試材に脱脂およびリン酸塩処)1vを施こした後。
さらに、市販のカチオン市層伍料、中塗りおよび土鍋り
所科にムリ堡装し、この佼耐ボ、試験に供した。また、
各サンプルのメッキ皮模、リン酸塩皮岐についてXS回
折法で、その結晶構造を調べた。
この結果を第1表に示す。
なお、各供試材部1〜6のメッキ条件はへの通りである
階l供試材 メッキ浴の組成:硫酸亜鉛・・・5009/l、酢酸ソ
ーダ・・・15 y/l 、 tA酢酸ソーダ・・30
 f//l −メッキ浴のPH: 4、 メッキ浴温:50’C。
電流密度:50 A/du+’、 メッキ酸: 40 F/靜。
N114供試材 メッキ浴の組成:硫醒亜鉛・・・25ot/l、蝋酸第
1鉄・・250 ’//l 、誠酸ソーダ・・・30 
f/l 、酢酸ソーダ・・・15 f/l 。
メッキ浴のPH:3− メッキt6温:50℃。
電流密度: 50 A/d扉。
メレキklj、 : 40 ?/m’。
メッキ浴の組成:硫酸岨鉛・・・200 v/l 、硫
酸ニッケル=−300V/l * +1ItCn’jソ
ーター 60 ?/l 。
メッキ浴のl’H: 2、 メッキ浴温:50℃。
電流密度: 50 A/dd、 メッキ量: 40 y/−0 Na2,3および6供試材については、実ラインの生産
材から採取した。
第1表から明らかなように、耐水1件が良好な鋼板はリ
ン酸塩皮膜がホスホフィライトとなっている嵩6の冷延
鋼板のみであり、これ以外のNα1〜5の鋼板は糸バイ
トだけが生成していて、かつ(020)面の配向は何れ
も1.0以上(1,21〜2.88)となっている。ま
た、メッキ皮映中のη相(002)面の結晶配向性をみ
ても0.5以下となっている。すなわち、メッキ反1俣
η相(002)面の結晶配向性およびリンff、 4皮
模中ホバイトの(020)面の結晶配向性がこの発明の
範囲内にないものは耐水性が著しく劣っていることがわ
かる。
次に、硫酸浴における鉄−亜鉛合金電気メッキにおいて
、製造条件を種々変えて耐水性について調べた。
0.8朋の冷延鋼板に、後述するメッキ条件に従がい、
メッキ浴P)1.  メッキ浴中1・゛θ塩/s度比を
かえ小ことによってメッキ反I戻中のト’e含有Mをか
えたメッキを〃由こし、供試材とした。この供試材に脱
脂、す゛′醜聰処理のMiJ処理紫弛こした後、重着。
中途り、上塗り塗装を行ない試験に供した。
メッキ条件 メッキ浴の組成:硫酸睡鉛、硫酸第1鉄、硫酸ソーダ3
0 t/l 、酢酸ソーダ15rμ、 クエン酸5 ?
/l (PH=3のメッキ浴のみ)。
メッキ浴温:50℃、 電流密度: 50 A/dn/、 メッキ浴の流速: l nl/sec。
メッキii:+or/−0 第2表から明らかなように、硫酸浴での秩−曲鉛合金心
気メツキが耐水性に優れるのは、メッキ皮嘆中のFe含
有量が50%以上の場合であり、リン酸塩皮嗅中にはホ
スホフィライトが多くなっている。一方、Fe含有量が
少ないとメッキ皮暎中にη相および/または′δ1祖が
多く、リン酸塩皮嗅はホバイトが主体で、かつ(020
)面の結晶配向性は1.0以上となっていて耐水性は劣
っていることが゛  わかる。
次に、この発明の′太箔例について説明する。
塩化冶における鉄−唾鉛合金電気メツキの製造条件を変
えて耐水性について調べた。
0.8朋の冷延鋼板に、後述子るメッキ条件に従がい、
メッキ冶のPH、メッキ浴中のFθ塩濃度を変えてメッ
キを施こした。この後、メッキ鋼&を脱脂、リン酸塩処
理し、さらに、電着塗装、中塗り、上傾りを行って本発
明鋼16〜19.22゜23および比較鋼板20% 2
1,24.25>f得た。この結果を第3表にボす。
メッキ条件 メッキ浴°塩化加鉛、塩化第1鉄、塩化アンモン200
9/l、酢酸ソーダ15 ?/l 、  クエン酸2f
//l  (P)(= 3のメッキ浴q)み)+メッキ
浴温:50r;− 電流密1,1 : 50 A/du?。
メッキ浴の流速:l m/s−・〔、 メッキ音: 40 V/rr?。
メッキ浴の流速全1m/S(’(、’  としたのは、
l m /sec未満ではη(002)面の結晶配−向
性が弱くなるからである。
第3表から明らかなように、本発明鋼16〜19,22
.23は、メッキ皮膜中、のFe含有量が30%以上で
あっても、メッキ皮膜中のFe含有量が30係を越える
比較@20,21,24,25と同様、優れた耐水性を
示していることがわかる。
本発明鋼のメッキ皮膜、リン酸塩皮膜の結晶構造は、メ
ッキ皮嘆η相の(002)面の結晶配向性が0.5以上
、リン酸塩皮摸ホバイトの(020)面の結晶配向性が
1.○以下となっている。
以上説明したように、この発明、によれはメッキ皮膜中
−のFe含有量が30係以下でメッキ反映結晶中に多く
のη相を含んでいるにもかかわらず。
(002)面の結晶配向性が強く、リン酸塩皮膜中のホ
パイトの(020)面を抑制するような耐水性に優れた
鉄−亜鉛合金電気メツ゛キー板を得ることができるとい
った有用な効果がもたされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、リン酸塩皮膜のホスホフィライト比と耐水密
着性との関係を示す図1g2図は、メッキ皮膜中のFe
含有量とリン酸塩皮膜のホスホフィライト比との関係を
示す図、第3図は2リン酸聰皮嗅の結晶配向性と耐水密
着性との関係を示す図。 第4図は、メッキ皮膜の結晶配向性とリン酸塩皮膜の結
晶配向性との関係を示す図である。 出願人  日本鋼管株式会社 代理人   堤  敬太部(池1名) 第2図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鋼板表面に1〜5097−の鉄−亜鉛合金皮映が形成さ
    れている鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板において、前記メ
    ッキ皮嘆中のFe含有量が3〜301a: *%で、合
    金形法としてη相を有し、前記η相の(002)面/(
    101)  面が0.5以上の結晶配向性をもつことを
    特徴とする。リン酸塩処理性に凌れた鉄−椎鉛合金市気
    メツキ鋼板。
JP9267382A 1982-05-31 1982-05-31 リン酸塩処理性に優れた鉄−亜鉛合金電気メツキ鋼板 Pending JPS58210193A (ja)

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JP (1) JPS58210193A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913746A (en) * 1988-08-29 1990-04-03 Lehigh University Method of producing a Zn-Fe galvanneal on a steel substrate
US5429881A (en) * 1990-05-23 1995-07-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface treated aluminum or aluminum alloy material

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US4913746A (en) * 1988-08-29 1990-04-03 Lehigh University Method of producing a Zn-Fe galvanneal on a steel substrate
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