JPS5910275B2 - 塗装方法 - Google Patents

塗装方法

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Publication number
JPS5910275B2
JPS5910275B2 JP3670279A JP3670279A JPS5910275B2 JP S5910275 B2 JPS5910275 B2 JP S5910275B2 JP 3670279 A JP3670279 A JP 3670279A JP 3670279 A JP3670279 A JP 3670279A JP S5910275 B2 JPS5910275 B2 JP S5910275B2
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JP
Japan
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coating
treatment
nitride layer
minutes
paint
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Expired
Application number
JP3670279A
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English (en)
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JPS55129176A (en
Inventor
卓 李家
重次 中村
宇兵衛 菊地
仁義 野崎
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄系部材の表面に塗装を行う塗装方法に関する
ものである。
更に詳細には、鉄系部材を所定の雰囲気中でガス軟窒化
処理し、部材表層部に少くとも5μ以上の窒化物層を生
成し、これに塗装を施こし、塗膜との関係で防錆、耐食
性に優れ、塗装品質の向上を図わ、併せて塗装工程の大
幅な簡略化を図つた塗装方法に関するものである。
塗装工程はこれに前工程として塗装前処理が付帯し、こ
の前処理は塗膜の防食性や付着性を向上せしめる点で塗
装には欠かせない工程である。
金属塗装下地としての化成処理は、一般にリン酸塩系処
理とクロム酸系処理に代表され、車輌関係では主にリン
酸亜鉛系処理が用いられ、その理由は防食性の点にある
。そしてリン酸亜鉛系処理にも薄膜タイプから厚膜タイ
プ迄種々の種類があるがその標準工程は次の如くである
。即ち、脱脂、湯洗い、水洗い、脱脂(酸洗い)、水洗
い、表面調整、皮膜生成、水洗いの各種工程を必要とし
、被処理物、塗料の種類等で若干変つてくるが、何れも
多量の水を使用する湿式法である。
従つて排水処理を必要とし、その内容はPHの調整、油
成分の分離、金属イオンの除去等の面倒、煩雑且つ膨大
な公害防止設備を必要とする。この結果塗装処理のコス
トは高くならざるを得ず、前処理工程も煩雑で多くの工
程を必要とし、これの抜本的な解決が望まれるが効果的
な方策は未だ実現していない。又塗装を施した鉄系部材
の腐食の形態としては、チッピング(小石等の飛び跳ね
による塗装面への衝突等)による塗膜の裂れによる腐食
、装飾部品等の取わ付け部の傷による腐食、走行中の泥
の付着による腐食等が挙げられ、何れも製品の商品性を
損うとともに、更にこの腐食の進行で製品寿命を大幅に
低下させるものである。
これらの腐食対策として、亜鉛メッキ鋼板の使用、内面
、裏面をも均一に処理できるデツピング形の化成皮膜処
理方式の採用、腐食され易い部分に予じめ防蝕塗装を施
す方式、防錆油等のスプレー塗布等による防錆処理等を
行つている力(何れもコストが高くなわ、又満足すべき
性能が得られない。
本発明者等は従来の塗装方法における以上の如き問題点
に鑑み、これを解決すべく本発明をなしたものである。
本発明の目的は、鉄系部材の表面に所定の成分の雰囲気
条件下でガス軟窒化処理を施して表層部に少くとも5μ
以上の窒化物層を生成し、次いでこの窒化物層表面に塗
装を施す如くした塗装方法を提供する。
従つて本発明は、上記窒化化合物層の積層で表面積を増
大させ、かつ表面の組織が粗大化し、塗料の密着性を増
大せしめ良好、確実な塗料密着性を得ることができると
ともに、窒化物のもつ耐食性、機械的強度と塗膜の相乗
効果で塗料本来の目的である外観商品性と防錆、耐食性
を向上せしめる如くした塗装方法を得せしめる。
又本発明は上記の如き面倒、煩雑で多くの工程を必要と
する塗装前処理を大幅に簡略化し、塗装工程の大幅な簡
略化、作業能率の大幅な向上、更には設補の簡素化、公
害対策設備、処理の省略をも図ることができ、塗装処理
の合理化、省力化、コストダウンを図ることができるよ
うにした塗装方法を提供する。
次に本発明の好適一実施例を添付図面に従つて詳述する
本発明は鉄系部材をガス軟窒化処理し、部材表層部に窒
化物層を形成し、この窒化物層を塗装下地として用い、
この上に直接塗装を行う。
具体的には、NH32O〜30%、CO+2H210〜
20%、N25O〜70%の雰囲気でガス軟窒化処理を
施し、少くとも5μ以上の窒化物層を鉄系部材表層部に
生成する。
窒化物層の厚さを5μ以上としたことは、5μ以上あれ
ば耐食性等の点で好ましい。窒化層5μ以下の場合では
塗装密着性及び耐食性が低下し実用上使用できない。つ
まv、アンモニア(NH3)25%、一醗ヒ炭素+水素
(CO+2H2発生炉ガス)12%及び窒素ガス(N2
)67%の混合ガス(後述する第1実施例と同じ)で軟
窒化処理を行うに際して所定の窒化層の厚さが得られる
よう処理時間を20分又はこれ以上に調整し被処理物を
得、さらにこの被処理物を60℃に加温したものに水系
上塗塗料(日本油脂製、商品名゛アクア+7010”)
を乾燥膜厚で25〜30μ塗布し、80℃の雰囲気で約
30分間焼付乾燥を行い室温で24時間放置後そのテス
トピースの塗料密着性と耐食性のテストを実施したとこ
ろ次表の結果を得た。〔性能テスト条件〕 C1)耐水性基盤目試験:塗膜面にナイフで11角の基
盤目状にカットし40℃に加温した耐水試験槽に48時
間曝露後取勺出し室温1時間放置後テープを基盤目上に
圧着して剥離テストを行ない、その塗膜の残D面を測定
する。
(X2)耐蝕性試験:塗面をナイフでクロスカットし5
%食塩水を塩水噴霧試験器48時間噴霧後テストピース
を取り出し室温で2時間放置後テープ剥離テストを行い
カット線から塗膜の剥ガレの巾を測定する。
この結果から明らかなように、窒化層5μ以下では塗膜
性能が悪く塗装品質を満足しな四また、窒化層の窒化含
有量及びX線回折から窒素含有量が7%以下では塗料密
着性及び耐食性が良くない傾向にあ板 さらにX線回折
ではε相、γ相、αFeの比率でε相+γ相くAFeの
場合塗装面から悪化傾向が生ずる。
な抵後述する如く窒化物層の厚さと塗膜厚とは相関関係
を有する。窒化物層を生成することにより部材表面の機
械的強度、耐食性は向上するとともに、表層部q組織は
粗大化し、塗料の密着性は向上し、強度の高い塗膜が得
られる。かかる窒化物層を塗装下地として用いるため従
来の如き化成皮膜如理等の塗装前如理を必要とせず、ガ
ス軟窒化処理をもつて塗装前処理とする。
この軟窒化処理は高温で行われ、部材表層部の油脂類等
の有機物は燃焼して清浄化され、そのまま塗装下地とし
て用いることができ、従来の湿式処理に対し乾式で処理
することができる。従つて塗装工程に卦いて前処理は大
幅に簡略化し、且つ廃水処理等の設備や作業を必要とせ
ず、この点でも塗装工程の簡略化、作業の簡易、省力化
、ラインの簡略化を図ることができる。上記窒化物層の
厚さと塗膜厚との関係は第1図のグラフに示す如くで、
グラフで明らかな如く窒化物層の厚さと塗膜厚との関係
は相関関係を有する。
即ち塩水噴霧試験を実施したところ、同一の耐久時間を
得るには、窒化物層の厚さを薄くした場合には塗膜厚を
厚く、窒化物層の厚さを厚くした場合には塗膜厚を薄く
し、両者の関係を調整することによ勺同一の耐久時間を
得ることができ?グラフは、鉄系部材の表層部に窒化物
層を5μ〜20μ形成したテストピースに溶剤型メラミ
ンアルキド塗料で10μ〜100μ塗膜を形成し、これ
をクロスカットし、これに塩水噴霧を所定時間施こし、
セロテープで剥離し、片側3WL以内を観察した。これ
によりグラフの如き耐食性に対する塗膜厚さと窒化物層
厚との関係が判明した。第2図は窒化物層を生成した鉄
系部材と表面処理鋼板との塩水噴霧試験の実測値のグラ
フで、横軸を塩水噴霧時間、縦軸をレィティングNOを
示す。このレイテイングNOはテストピース表面の廃食
の程度を一定面積比率で表現したものであり次表の如く
設定する。このように表面処理鋼板と窒化素地の腐食の
面から窒化構造層の厚さをコントロールすることにより
同等若しくはそれ以上の効果を発揮することができる。
更に詳細に説明すると、通常のリン酸塩被膜板に溶剤型
メラミン樹脂塗料(30μ)を塗装した場合、塩水噴霧
試験で48時間の耐食性しか得られなかつたが、窒化処
理板で同一塗装を施した処96時間以上の耐食性が得ら
れた。
又リン酸亜鉛被膜板上に電着塗装、中途及び上塗塗装(
総合膜厚で100μ〜130μ)の塗装による耐食性は
400時間しかなかつたが、窒化処理板で同じ塗装を施
した場合600時間以上の防食性を得た。
一方、窒化処理板上の塗装はリン酸塩皮膜板上の塗装に
対して塗膜が薄膜でも同等の防錆効果が得られ、経剤的
である。
又リン酸亜鉛皮膜板上に電着、中塗及び上塗の総合膜厚
100μ〜130μの塗装の耐食性は400時間であつ
たが、窒化処理板では電着と上塗の2コート(60μ〜
80μ)で400〜600時間の耐食性能が得られtら
更に従来から防錆上の欠陥であつた未塗装部又は膜厚が
極度に低い部分、例えば製品設計上のエッジ部、ヘミン
グ部又はバッチ、ステー部のような箇所であるが、当該
箇所からQ錆の発生及び腐食により製品の商品性を著し
く低下させていた。
しかしながら軟窒化処理を行い、窒化物層を積極的に施
すことによりこれがエッジ部等でも均一に得られ、亜鉛
メッキ鋼板等に同一塗料を塗装した場合に比して未塗装
部又は塗膜厚の極度に低い部分からの錆の発生は遅く大
幅に防食性が向上していることが確認された。次に実施
例を述べる。
実施例1 鉄系部材(SPC)の防錆油、ブレス油及び鉄粉、切粉
等の異物を予じめ簡単に除去し、熱処理炉に投入し、約
700℃の雰囲気でアンモニア(NH3)〉25(f)
、一酸化炭素+水素(CO+2H2発生炉×ガス)12
q1)及び窒素ガス0sJ2)67%の混合ガスで約2
0分ガス軟窒化処理を行つた。
次に軟窒化処理後徐冷し、降温過程で被処理物が約60
℃で水系上塗塗料(商品名アクア+7010、日本油脂
製)を乾燥膜厚で25〜30μ塗布し、80℃の雰囲気
で約8分間セッティングした後焼付炉の160℃の雰囲
気で約30分間焼付乾燥を行つた。この鉄系部材の被塗
装物は・・ジキ、クレーターリング等の塗装欠陥もなく
、平渭性で光沢のある均一な塗膜が得られる。この塗膜
は鉛筆硬度でHを有し、後述する如き強靭な塗装品A−
1である。一方、上記と同じ鉄系部材(SPC)に従来
から行われているリン酸亜鉛系皮膜処理を行つたものは
、化成皮膜重量29/Cltであ板皮膜処理板を130
℃で10分間熱風乾燥を行つた後、上記と同じ上塗塗料
を乾燥膜厚で25〜30μ塗布し、80℃の雰囲気で約
8分間セッティングした後乾燥炉160℃雰囲気で約3
0分間焼付乾燥を行つて塗装品A−2を得た。以上のA
−1,A−2のテストの結果を次に示す。
実施例2 実施例1と同一条件でガス軟窒化処理し、次に軟窒化後
更に徐冷し、降温過程で被処理物が30℃になつたとこ
ろで溶剤型メラミン塗料(商品名ベルコート+5000
、日本油脂製)を乾燥膜厚で30μ塗布し、80℃の雰
囲気で2分間セッティングし、焼付炉150℃の雰囲気
で約20分間焼付乾燥を行つた。
この鉄系部材の被塗装物はハジキ、クレーターリング等
の塗装欠陥もなく、平渭性で光沢のある均一な塗膜が得
られた。この塗膜は鉛筆硬度でF−Hを有し、強靭な塗
装品B−lを得た。上記と同じ鉄系部材(SPC)に従
来から行われているリン酸亜鉛系皮膜処理を行つたもの
は化成皮膜重量29/C77lであり、皮膜処理板を1
30℃で10分間熱風乾燥を行つた後上記溶剤型上塗塗
料を乾燥膜厚で30μ塗布し、80℃の雰囲気でXX−
2分間セッティングした後乾燥炉150℃の雰囲気で約
20分間焼付乾燥を行い塗装品B−2を得た。
以上のB−1,B−2のテストの結果を次に示す。
実施例3 切断面(エッジ面)を有する鉄系部材(SPC)を実施
例1と同一条件でガス軟窒化処理し、次に軟窒化後徐冷
し、降温過程で被処理物が30℃になつたところで溶剤
型メラミン塗料(商品名ベルコート+5000、日本油
脂製)を通常塗装面で乾燥膜厚30μ塗布し、80℃の
雰囲気で2分間セッティングした後焼付炉150℃雰囲
気で約20分間焼付乾燥を行つた。
この鉄系部材の被塗装物は・・ジキ、クレータリング等
の塗装欠陥もなく、平渭性で光沢のある均一な塗膜が得
られた。この塗膜は鉛筆硬度でF−Hを有し、強靭な塗
装品C−1である。次に上記と同じような切断面(エッ
ジ面)を有する脱脂乾燥した表面処理鋼板について溶剤
型メラミン塗料(上記と同じ)を通常塗装面で乾燥膜厚
で30μ塗布し、80℃の雰囲気で2分間セッティング
した後焼付炉150℃の雰囲気で約20分間焼付乾燥を
行う。
この被塗装物も一・ジキ、クレーターリング等の塗装欠
陥がなく、平渭性で光沢のある均一な塗膜が得られる(
C−2)。又切断面(エッジ面)を有する鉄系部材(S
PC)に実施例2と同じ従来から行われているリン酸亜
鉛系皮膜処理を行う。化成皮膜重量は29/CfMであ
り、被処理板を130℃で10分間熱風乾燥を行つた後
溶剤型上塗塗料(上記と同じ)を乾燥膜厚で30μ塗布
し、80℃の雰囲気で2分間セッティングした後焼付炉
150℃雰囲気で約20分間焼付乾燥を行い塗装品C−
3を得た。以上のC−1,C−2,C−3に塩水噴霧試
試を実施した結果を下記に示す。
尚通常面、エッジ面とは下記の部位を指す。
通常面についてはクロスカットしたところの錆、又は膨
れを評価した。エッジ部では錆の発生を評価した。○は
良好、×は不良を示している。上表で明らから如くC−
1についてはエッジ部で120時間以上錆の発生がなく
、他に比較して良好である。このように窒化物層を形成
した鉄系部材に直接塗装することによジ通常塗装部は勿
論、未塗装部又は膜厚が極度に低い部分からの錆の発生
が遅く、大陽に防食性を向上させることは明らかである
そして窒化物層はエッジ部に卦いても他の処理により皮
膜形成と異D他の部分と同等に形成され、従つてこの部
分の防食性は従来に比し画期的に向上する。以上で明ら
かな如く本発明によれば、鉄系部材にガス軟窒化処理し
て窒化物層を表面に生成し、この窒化物層により表面積
の増大と表面組織の粗大化を図b、塗料との密着性を得
ることができるとともに、窒化物層の具備する耐食性と
機械的強度を利用して塗膜との相乗効果で塗装本来の目
的である優れた外観商品lと防錆性を発揮する。
特に本発明は下地として軟窒化層を用いたため、防錆力
に優れ、又チッピング性の向上を図ることができるとと
もに、上記の如く従来の防錆上の欠陥であつた未塗装部
やエッジ部、ヘミング部等の膜厚が極度に低い部分であ
つてもこの部分の防錆力に特に優れる塗装品を得ること
ができる。又本発明によれば、塗装工程に必要であつた
脱脂、洗浄工程や化成皮膜処理工程が軟窒化処理により
不要とな勺、工程作業の簡略化、省力化を図ることがで
き、又従来の排水処理等の公害防除設備が不要となり、
優れた塗装品を安価に量産可能に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明を説明するグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鉄系部材の表面をNH_320〜30%、CO+2
    H_210〜20%、N_250〜70%の雰囲気でガ
    ス軟窒化処理し、表面に少くとも5μ以上の窒化物層を
    生成し、次いでその上に塗装を施すようにしたことを特
    徴とする塗装方法。
JP3670279A 1979-03-28 1979-03-28 塗装方法 Expired JPS5910275B2 (ja)

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