JPS5923894A - 耐食性に優れたメツキ鋼板及びその製造方法 - Google Patents

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、とくに耐食性にすぐれ、しかも加工性、溶
接性、塗膜密着性の諸性質が良好なメッキ鋼板およびそ
の製造方法に関する。

例えば、自動車車体等の腐食用途を狙った表面処理鋼板
としては現在多種多様なものが知られている。その一つ
に、Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板かある。Ｆｅ−Ｚｎ系
合金メッキ鋼板としては、いわゆる合金化処理溶融Ｚｎ
メッキ鋼板（以下、単に合金化処理鋼板と呼ぶ）が、古
くから実用化されている。

云う迄もなくこれは、溶融Ｚｎメッキ鋼板を加熱処理（
加熱炉温度：　１０００°Ｃ程度、加熱時間＝ｌＯ秒程
度）することによりメッキ層をＦｅ−Ｚｎ合金化したも
のであるが、この合金化処理鋼板は、メッキ層中にＦｅ
が１０〜１５チ含まノＬ１　一般には溶接性が高く、そ
の他塗膜密着性や塗装後の耐食性の点でも優れると云わ
れている。

しかしながらその一方で、プレス成形等によってメッキ
層が剥離する、いわゆるパウダリング現象を呈する傾向
があるのみならず、ｈ金化処理温度が高温である関係で
、母材鋼板そのものの機械的特性が劣り、本質的にプレ
ス加工性が悪いという、加工面での不利がある。それに
、溶接性に関しても、確かに耐食材料として最も通例的
な単なる溶融Ｚｎメッキ鋼板などに較べれば優位という
ことができるが、実用面を考慮すれば決して十分なもの
とは云えない。すなわち溶融メッキ鋼板をベースにする
関係で、目付量４０　ｇ／ｍ２以下の薄目付を得ること
が事実上不可能なだめである。

Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板には、上記の如（Ｚｎメッ
キ鋼板を経てつくるものの他に、電気メツキ法により直
接的に製造されるものがある。これは、そもそも合金化
処理鋼板の加工面での劣性の解消を狙って提案されたも
ので、加工性の点ですぐれた特性を有し、しかも沿接性
についても、目伺量の選択が自由であることから、優位
にたつ。

しかしながら、この電気メッキによるものも含めＦｅ−
Ｚｎ系合金メッキ鋼板は、例えば自動車車体のようにき
わめて苛酷な腐食環境に晒される用途からすれば、耐食
性の点でまだまだ不満が太きい。

なるほど、Ｚｎメッキ鋼板に較べた場合、メッキ層の溶
解速度が小さいため、塗装後のブリスターの発生が遅く
この点では耐食性かすぐれると云えるが、塗膜庇部など
からの赤錆発生という点では、むしろＺｎメンキ鋼板よ
りも性能が著しく劣るものである。

この他、Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板としては、電気Ｚ
ｎメッキ鋼板を加熱処理（加熱炉温：３００°Ｃ前後、
加熱時間：数時間）して得るメッキ鋼板（メッキ層中の
Ｆｅ量二８〜１５％）か知られているが、これも、上記
したＦｅ−Ｚｎ合金メッキ鋼板本来の欠点をもつもので
ある。前記合金化処理鋼板も含め、一般にＺｎメッキ層
をＦｅ−Ｚｎ合企化したものは、メッキ層組成が均一で
なく、耐食性に悪影響を及はす因子となっている。

以上のように、従来知られるＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼
板はその何れについても、耐食性の点で依然大きな不満
かあった。

」１記に鑑み本発明は、電気メッキによるＦｅ−Ｚｎ系
合金メッキ鋼板本来の加工性、溶接性、塗膜密着性を備
え、しかも耐食性の点ては従来のＦｅ−Ｚｎ系合金メッ
キ鋼板を遥かに浚ぐＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板の提供
を第１の目的とするものである。

すなわち本発明に係るメッキ鋼板は、Ｚｎ６０〜９０ｗ
ｔ％を含有するＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ層を有する
メッキ鋼板であって、前記メッキ層が実質的に単相から
なることを特徴とするメッキ鋼板、にある。

本発明者らは、従来知られるＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼
板のなかで、加工性、溶接性か最もすぐれるＦｅ−Ｚｎ
系合金電気メツキ鋼板に着目し、これ本来の特性を生か
しながら耐食性を高める有効策を見い出すべく、種々実
験、検討を重ねだ結果、Ｆｅ・−Ｚｎ系合金電気メツキ
鋼板のメッキ層を単相化することか、耐食性改善にきわ
めて有効でしかもその他の諸性質の劣化をもたらすよう
なことかないという知見を得だものである。すなわち、
Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ層におけるＦｅ−Ｚｎ金属間化
合物は一般に、３〜４種あると云われるが、これを単相
化することによって、Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板の面
１食性か一躍向」ニするという事実が判明しだのである
。

第１表は、第１図に示すＸ線回折パターンをもつ２種の
Ｆｅ−Ｚｎ合金電気メツキ鋼板（Ａ）、（６）について
、塗装後の耐食性を調査した結果を表わす。塗装後の耐
食性は、後述の〔実施例〕に示すと同じ条件の塩水噴霧
試験後のクロスカット部の最大ふくれｌ〕と乾湿繰返し
試験後の庇部の最大腐食深さにて評価したものである。

まず第１図において、（んはＦｅ−Ｚｎ合金電気ままの
メッキ層で、特定の単相からでなく複数の相で形成され
ているが、（２）は実質的に単相からなるメッキ層であ
る。Ｆｅ−Ｚｎ金属間化合物のＸ線回折に関しては現在
、数種あると云われる金属間化合物のそれぞれに何れの
格子定数での回折線が対応するかという点について確立
された考え方がなく、したかつて断言はできないが、お
そらく（日におけるメッキ層の主体をなしているのは、
ｐ相でめるとみられる。

第１表の比較対照から、Ｆｅ−Ｚｎ合金メッキ層の単相
化の効果は明らかである。

第　　　　１　　　　表 本発明に係る電気メツキ鋼板はしたかつて、塗装後の耐
食性が従来知られる１Ｆｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板
の何に較べても格段にすぐれるものである。しかも本発
明に基〈メッキ層の単相化か、Ｆｅ−Ｚ　ｎ系合金電気
メツキ鋼板本来の加工性や溶接性等の劣化といった弊害
を伴うような懸念は全くない。

本発明Ｖておいて、メッキ層中のＺｎ含有量を６０〜９
０ｗｔ％とじた理由は、以下のとおりである。Ｚｎ含、
ｆＯｆ景が６０ｗｔ％未満では、合金層中にＦｅ相か分
相析出し、実質的に単相からなるＦｅ−Ｚｎ系合金メッ
キ層か得られず、すぐれた耐食性が期待できない。

また同じ＜９０〜ｖｔ％を越えた場合にも、実質単相の
メッキ層を１けることが実際上容易でなく、後述する単
相化の方法では長時間加熱を要し経済的に不利である。

目１＼Ｊ量としては、実用１３０　ｉｔ’／ｍ’程度寸
でで十分で、これを越える厚目付は殆んど不要で、不経
済な詐りである。

なお、」１記メッキ層中に、ＣＬＩ％　ＮＬ　Ｃｒｓ　
Ｃ０％　Ｍｌｌ、１＼４ｏ、■、Ｓｎ、Ｃａ等の１種ま
たは２種以上が微隈存在しても、前記学帽化による効果
に影響することはなく、本発明はこのような元素の微量
含有を許容する。

ここで本発明は今一つ上記したように実質的に単相から
々るＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板を経済的に製造す
る方法の提供をも目的とするものである。すなわち本発
明に係る製造方法は、Ｚｎ　６０〜９０ｗｔ％を含有す
るＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ層をもつメッキ鋼板を、
２５０〜４００’Ｃで３秒以」二加熱娠理する点を特徴
とする。この加熱処理により、Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキ
層の単相化が促進され、前記本発明のメッキ鋼板を得る
ことができる。この場合、メッキ層と鋼板素地界面にお
ける相互拡散は、第２図に示す程度で、殆んどないと考
えてよい。

本発明の方法における加熱処理条件限定の理由は以下の
とおりである。まず加熱温度については、４００’Ｃを
超えた温度では鋼板の機械的パ特性の劣化か起こる。１
だ２５０　’Ｃ未満であれば目的とする単−相を得るた
めに長時間を要するだめ経済的でない。次に加熱時間は
、３秒未満であれば実質的な単−相とならない場合があ
る。連続ラインで行なう場合、実用的には５〜１０秒が
適している。

本発明の製造方法に使用するＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツ
キ鋼板は、Ｆｅ−Ｚｎ系の、例えばＳＯ４浴を用いて電
気メッキを行うことにより得ることができる。

この場合、メッキ層中のＺｎ含有量は、浴中のＦｅ２＋
。

Ｚｌｌ　　の含有比率によって決まるから、この比率の
調節によって任意のＺｎ含有量のメッキ層を得ることか
可能である・ 次に本発明の実施効果について詳細に説明する。

第１表に示す種々のメッキ層をもつメッキ鋼板（］）〜
Ｏ■を製造した。（１）は電気Ｚｎメッキ鋼板、（２）
は溶融Ｚｎメッキ後、同表に示す条件の熱処理を行って
ｆ（Ｉだ合金化処理鋼板、（３）ｌは一般公知のＦｅ−
Ｚｎ合金電気メツキ鋼板、（４）、（５）はその他のメ
ッキ層組成のＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板で、メッ
キ後熱処理なしのもの、（６）〜０［有］は本発明実施
例で、各種のＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板に同表各
欄に示しだ条件で熱処理を施したものである。Ｆｅ−Ｚ
ｎ系合金メッキは、［：　Ｚ　１１２＋）　＋　Ｉ：　
Ｆｅ２＋）　＝　８０　’Ｙ／１．で、Ｚｎ２＋、Ｉ？
ｅ２″−の含有比率を種々に調整しだＳＯ４浴を用い、
電流密度４　ＯＡ／（ｌ　ｍ”で電気メッキを行う方法
によった・ 〔試験〕 ■　塗装後耐食性試験 １）リン酸亜鉛処理後、カチオン電着塗装（２０μ厚）
を施し、この塗膜に鋼板素地に達するクロスカントを入
れ、４８０時間の塩水噴霧試験後において、前記クロス
カット部の最大ふく九ｄ〕を測定する０ ｉｌ）　　ｌ記塩水噴霧後のクロスカット部の赤錆発生
状況を調べる。評価は、○：赤錆、黄銅発生なし、△：
黄錆発生あり、×：赤錆発生あり、の３段階による。

：ｉ）　　ｌ１記同様のリン酸塩娠理−塗装を行い、塗
膜に鋼板素地に達する疵を入れ、５０％ＮａＣ６水溶液
（３５’Ｃ）中に１時間浸漬してのち５０°ＣＸ１ｈｒ
で熱風乾燥するサイクルを１００日間継続して行う乾湿
くり返し試験を実施し、このときの前記庇部の最大腐食
深さを測定する。

■　加工性試１験 ｌＱＱｍｍφ円筒絞りを行い、メッキ層の剥離、パウダ
リングの発生状況を調査する。評価（は、◎：程度か極
めて良好、○：程度がほぼ満足できる、×：程度か不良
、の３段階で表示する。

第　　　　１　　　　表 上表において、比較例（１〕は通常の電気Ｚｎメッキ鋼
板であるが、これは加工性はすぐｈるものの、塗装後の
クロスカット部のふくれ巾と腐食深さの［直か犬きく、
この意味で塗装後の耐食性に著しく劣っている。同じく
（２）は、合金化処理鋼板であって、これも、とくにク
ロスカット部の赤錆発生と加工性の点で大きな不満かあ
る。（３）は熱処理なしの通常のＦｅ−Ｚｎ合金電気メ
ツキ鋼板であって、」１記合金化処理鋼板に較べれば加
工性か稍々良好であるが、依然として耐赤錆性に難を残
す。なお（４）、（５）（は熱処理なしのＦｅ−Ｚｎ合
金電気メツキ鋼板てらって、Ｆｅ含有量か４０ｗｔ％越
えのものて・加工性とともに、耐赤錆性が劣悪である。

これら比較例に対し、本発明に基く熱処理を行ってメッ
キ層を実質単相となしだＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼
板（メッキ層中Ｚｎ含有量６０〜９０ｗｔ％）（６）〜
０３は、その何れもが、実用上十分な加工性を備え、し
かもクロスカット部のふくれ１１ハ同じく赤錆発生、そ
して腐食深さの何れの点でも満足のゆく結果か得られて
いる。

以１−の説明よりして本発明のＦｅ−Ｚｎ系６金電気メ
ツギ鋼板（ま、従来のＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板に較
べ、とくに耐食性が良好で、しかもその他の加工性をは
じめきする諸性質は一般の電気メッキによるＦｅ−Ｚｎ
系合金メッキ鋼板と同等のものであり、捷だその製造も
きわめて低コスト、高能率で行うことができるから、そ
の工業的利用価１直はきわめて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（〜、（■りよＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板
のＸ線回折結果を図示したもので、（Ａは一般のもの、
（１３）ｌ−Ｊ１本発明に係るもの、のそり、それの場
合を示すものである。第２図は、本発明の製造方法に基
くＦｃ−Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板の加熱処理によるメ
ッキ層と鋼板素地界面におけるＦｅ−Ｚ１１相互拡散状
況を例示しだものである。 Ｗｋ１図 第２図 手続補正書（方式） 昭和５７年１１月２５日 特許庁長官　若杉和夫　　殿 ２　発明の名称 耐食性（（優れたメッキ鋼板及びその製造方法゛３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１１
）住友金汲１工業株式会社代表者　熊谷典文 ４、代理人 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明卸Ｉ善の第１３頁第１０行から同第１１行にか
けて「第１［９（Ａ）、（ト）にＦｅ−Ｚｎ系合金電気
メツキ鋼板のＸ線回折結果を図示したもので、・・・」
とあるのを「第１図はＦｅ　−Ｚｎ系合金電気メツキ銅
板のＸ線回折結果を図示したもので、・・・」に訂正し
ます。 以　　　上 ５２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｚｎ６０〜９０ｗｔ％を含有するＦｅ−Ｚｎ
   系合金電気メツキ層を有するメンキ鋼板で９って、前記
   メッキ層か実質的に単一の相からなることを特徴とする
   耐食性に優り、たメッキ鋼板。
2. （２）　　Ｚｎ　６０〜９０ｗｔ％を含有するＦｅ　Ｚ
   ｎ系合金電気メツキ層を有するメッキ鋼板を、２５０〜
   ４００°Ｃで３秒以」二加熱処理することを特徴とする
   耐食性に優れたメッキ鋼板の製造方法。