JPS5993884A - 高耐食性合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

高耐食性合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法

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JPS5993884A
JPS5993884A JP20199882A JP20199882A JPS5993884A JP S5993884 A JPS5993884 A JP S5993884A JP 20199882 A JP20199882 A JP 20199882A JP 20199882 A JP20199882 A JP 20199882A JP S5993884 A JPS5993884 A JP S5993884A
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film
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dip galvanized
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Hisao Takamura
高村 久雄
Takao Ikita
伊木田 孝夫
Takenori Deguchi
出口 武典
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Nisshin Steel Co Ltd
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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
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated

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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】 本発明は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の化成処理のための
製造方法に関するもので、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に
極薄(0,01〜0.2μ)な電気亜鉛めっきを施した
後、引き続きクロメート皮膜を形成させることにより合
金化溶融亜鉛めっき鋼板(て発生しているクラック若し
くはクレータ−内部にまでクロメート皮膜を形成させ高
耐食性としだ合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法
に関するものである。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性、塗装性など他のめ
つき鋼板に見られない優れた特性を有しており、建材、
車両、電気機器、鋼製家具、雑貨など非常に多岐に渉っ
て使用されている。
現在は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の化成処理として、リ
ン酸塩或いはクロム酸塩系処理が行なわれている。
しかし、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の欠点はめつき時に
鋼板製造過程において層内部に直径数μのクン−ターが
発生し、またスキンパス、レベラ一工程時)ては、めっ
き層にクラック或いは表面に不活性部分が発生する。之
等を以下欠陥部と呼称することとする。
之等の欠陥部に従来のクロメート処理を施しても前述の
クレータ一部或いはクラック部はクロメート皮膜の欠陥
部となる。また表面不活性部においては充分な皮膜が形
成されず、めっき欠陥部は不均一な表面処理となる。
この様なことから、塗装を施さずに合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板をその侭の状態で海岸地帯や多湿地帯などで使用
された場合には必ずしも満足すべき耐食性は得られない
のが現状である。
本発明者等は先に特公昭52−42135号(特許第9
11167号)の合金化溶融亜鉛めっき鋼板に最適な裸
の耐食性と塗膜密着性及び塗装後め耐食性に優れたクロ
メート処理浴組成物を提案した。
しかしこの処理を行なっても前述のめつき表面のめつき
欠陥部に起因して塩水噴霧試験を行なうと72時間経過
時点から直径0.2〜1mmφの黒色斑点(以下、微小
黒サビと呼称する)が2〜5個74m′発生する。之等
の黒サビは240時間経過時点から同微小黒サビを起点
として白サビに転換する。
電気化学的手法で同点サビ部を調査した結果では黒サビ
部が電気化学的に責な部分となり、周囲とのマイクロセ
ルを構成して亜鉛が溶解し非常に緩慢ではあるが白ナビ
化する。この微小黒サビ点が存在しなければ、塩水噴霧
試験500時間でも何等外観の変化が無く白サビが発生
すること無く試験前の美麗な外観と健全なめつき層を保
持している。
通常の処理条件によって得られるクロメート皮膜よりも
より多量のクロメート皮膜を付与しても。
クロメート皮膜によって表面の色調が黄色になり合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の美麗な外観特性を損ねるばかりで
なく、前述のめつき欠陥部に起因する微小黒サビは全く
解決出来ず1反ってステンレスにおける孔食的な選択腐
食の誘因ともなる。
そこで本発明は之等の問題を一挙に解決したものである
即ちクロメート処理時に消費溶出される亜鉛、量に相当
する膜厚0601・〜0.2μの電気亜鉛めっきを以T
余B 施した後、引き続きクロメート処理を行なって、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板において鋼素地にまで達する微小ク
ランク、若しくはクレータ−内の鋼表面に純亜鉛めっき
層が存在し、または存在しないで合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の全表面にクロム量(Cr )として60〜150
mg/yy+’のクロメート皮膜層が設けられている高
耐食性合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関
するものである。
本発明は前述の問題点を解決したもので、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板に対して、次工程のクロメート処理時に溶
出消費される亜鉛量に相当する短時間で極薄(0,01
〜0.2μ)の電気亜鉛めっきを施しだ後クロメート処
理を行ないクコム皮膜中のクロム量が60〜150mg
/m11−″Cあるクロメート皮膜を形成させることを
特徴とするものである。
本発明の構成要件の一部である電気亜鉛めっき浴組成は
一般に公知の電気亜鉛めっき浴でよい。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に施す電気亜鉛めっきは、次
工程のクロメート処理によって溶出し消費される亜鉛量
に相当する量だけ、ないし若干多目にめっきするもので
ある。本クロメート処理はめっきの組成にもよるが通常
、合金化溶融亜鉛めっきに対して高耐食性を保持させる
に必要なりロム量を有するクロメート皮膜を形成させる
には後述する様に少なくともクロム量として60〜15
0mg/m2が必要であシ、之等のクロム量を含有させ
たクロメート皮膜を形成させるには少なくとも消費亜鉛
量は凡そ0.01〜0.2μの膜厚が必要である。
0.01μ以下ではめつき欠陥部などで耐食性を付与す
るだけの充分なりロメート皮膜が形成されず、近傍の合
金化溶融亜鉛めっき層に形成されたクロメート皮膜に比
して極めて弱い皮膜となジローカルセルが形成され易く
不充分である。
まio、2μ以上の亜鉛皮膜を形成させるとクロメート
処理液の組成にもよるが、一般に行なわれている合金化
溶融亜鉛めっき鋼板帯鋼の後処理では電気亜鉛が可成シ
存在し、合金化亜鉛の最大の特長であるδ1層(Zn−
10〜15係Fe)の表面を純亜鉛で覆って了うため高
耐食性及び塗装性能が大幅に低下し電気亜鉛めっきに近
い特性を示すので好ましくない。
本発明の最も特長とする点は電気亜鉛の亜鉛は中間的な
媒体であってクロメート処理によって完全に溶解消失し
、クロメート皮膜に転換させて了う処にある。
即ち、電気めっき層を全く存在させないことが最も望ま
しいが、現在の工業的製造技術上は難かしい。若干の6
1層の上に純亜鉛層(クロメート処理された)が存在し
ても差支えない。
モデル図の様に従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板(第1
図)にクロメート処理を行なうと第4図に示した様にク
レータ−2クランク、スキンバスロール接触部の不活性
部などにクロメート皮膜が形成されないが、本発明によ
る電気亜鉛めっきを行なうと表面は残す処なく非常に薄
膜で(まあるが純亜鉛層で覆われてクレータ−、クラッ
ク、スキンバスロール接触部の総べてに亜鉛が存在する
ことになる(第2図)。この電気亜鉛めっき表面をクロ
メート処理することによってクロメート処理時に純亜鉛
層は完全に消費され電気亜鉛めっき層が総べてないしは
殆んどクロメート皮膜に転換する(第3図)。
この析出亜鉛が膜厚0.01〜042μの場合にはクロ
メート皮膜が形成されると同時に消失し、本来のδ□層
のみの合金化亜鉛めっき鋼板にクロメート処理を施した
ものと同じ特性を示すことの証例を第5図及び第6図に
分極曲線の状態で示す。
図から明らかな様に膜厚0.2μの電気めっきを施すこ
とによって自然電位は亜鉛の電位を示すが、クロメート
処理を施すことによって完全に元の合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の自然電位となっている(第5図) 一方、電気亜鉛めっきを膜厚0.5μに施した後、クロ
メート処理しても電気亜鉛めっき層の純亜鉛層が可成り
残存するため亜鉛に近い自然電位を示している。このこ
とからδ工特有の性質が損なわれ耐食性も好ましくなく
、且つ特に塗装後の塗膜の雷着注が極めて悪くなシ合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の最大の特長としている塗膜密着
性が完全に損なわれる。この理由のため本発明は析出亜
鉛量をクロメートf皮膜が形成させるに必要充分ないし
僅かに多い目の亜鉛量に止めるものであり、現在のクロ
メート処理浴組成や工業的規模からして0.01〜0.
2μ膜厚に亜鉛めっき環式を限定したものである。
また、電気亜鉛めっき後のクロメート処理は基本的には
本発明者等が先きに開示した特開昭49−74640号
に係るクロメート処理液(クロム酸−硝酸コバルトー酸
性フッ化アンモンなどの組成物)で処理することが最も
望ましいが、公知のクロメート処理でも可能である。
クロム量(Cr)として60〜150 ty+g/m2
’fr:含有するクロメート皮膜を形成させれば本発明
の目的を達成することが出来る。
クロメート処理方法はロールコート法、スプレー法、浸
漬法など従来公知の方法で処理することが出来る。
60mg/m″禾滴では均一なりロメート皮膜が形成さ
れ難く、耐食性に乏り、 <充分でない。
一方、150 mg/m’ f超えるとクロメート皮膜
の影響で黄色化して商品価値が低下すると共に塗膜の密
着性及び塗装後の耐食性も悪くなる。
以下、本発明について実施例により詳細に説明する。
板厚0−5mm、めっき付着量45g/m’の合金化溶
融亜鉛めっき鋼板に電気亜鉛めっき(注1)を施し、引
き続きクロメート処理(注2)を行ないクロメート皮膜
を形成させ乾燥した後、耐食性の効果を明確にするため
塩水噴霧試験(注3)を行なって黒点状サビ発生状態を
観察した。
(注1):電気亜鉛めっき条件 めっき浴組成(塩化亜鉛200g/l、酉博河Omt、
i!温度〜30〜35℃ 電流〜5A/ag2 時間〜(例062μは10秒)。
(注2):クロメート処理条件 組成(クロム酸55g/A、硝酸コバルト8g/L、酸
性フン化アンモン2 g/A )。
温度70℃2時間7秒 (注3):塩水噴霧試験条件(JIS Z 2371 
)。
塩水濃度5W/V係、試験室内温度35±1℃試験室内
の相対湿度95〜98係 なお塗装性能を明確にするため板厚帆5mm+めっき付
着量45g/m”の合金化浴融亜鉛めっき鋼板に(注1
)、(注2)に示した条件で処理済みの試片に塗装し、
塗装確性試験を行なって評価した。
その際の塗料は、メラミンアルキッド塗料(日本ペイン
ト製・ニューオルガ1oo)をバーコーク−で乾燥系)
漠厚さが30μになる様に塗布し130℃の温度で10
分間乾燥し試片を作成した。
確性試験はJISG3312 (注3)に準製する折)
・シ曲げ試ユとJISK5400 (注4)。拠す、デ
ュポン衝撃試験とを行なって塗膜の密着性を評価した。
(注3):折り曲げ試験 180℃折り曲げ(折シ曲げた部分の内側に試験板と同
じ厚さの板を2枚挾み込み万力で締め例ける)を行なっ
た後、折り曲げ部をセロハン粘着テープで剥離し、塗膜
の剥ガレ状態を肉眼で観察した。
(注4):デュポン衝撃試験 直径12−7mmの球状の先端を持つ撃心を試験面に置
き、500gのオモリを500mmの高さから落した後
、被衝撃部をセロハン粘着テープで剥離してから塗膜の
剥ガレ、状態を肉眼で観察し評価した。
なお比較列として本発明によらない即ち合金化浴融亜鉛
めっき鋼板に電気めっきを施さないもの及び本発明の特
許請求の範囲外のものを用いて試験も同様に行なった。
第1表に電気亜鉛めっき付着量及びクロメート皮膜量、
第2表にその結果を夫々示す。
第2表よシ、本発明特許請求範囲内にある電気亜鉛めっ
きを膜ノ厚0.01−0.2μに施し5、更にクロメー
ト皮1%i60%150mg濯を形成させたものはFJ
れも良好な耐父性及び塗膜密着、性が示されている。
本発明以外のもの、電気亜鉛めっき0.01μ未滴或い
はクロメート皮膜量60yng/m′未祠のものけ耐狭
1生はよくない。
また、クロメート皮膜量が150mg/m2を超えるも
のは耐食性は優れた性能を示すが表面の色調が黄色にな
シ合金化溶融亜鉛めっき銅板の特性を損なっていて好ま
しくない。
本発明によるものが良好な結果を示しているのに対し、
比較ψすのものは著しく耐食性が低下している。
以下余臼 第  1  表 第  2  表 1−耐食性の評価基準 ◎:黒点状サビが全く無いもの ○:極く僅かに黒点状サビが有るもの △:可成り黒点状が有るもの ×:著しく黒点状サビが有るもの 2 折り曲げ、デュポン衝撃試験評価基準◎:異常無し ○:僅かに塗膜剥離の発生が認められる△:可成り剥が
れる ×:全部例がれる
【図面の簡単な説明】
第1図は通常の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の断面モデル
図を示し、第2図は合金化溶融亜鉛めっき鋼板に゛電気
亜鉛めっき(0,2μ)施したもの、第3図(ri電気
亜鉛めっきを膜厚0.2μ施した後、更にクロメート処
理を行なった合金化溶融亜鉛めっき御句板の断面、第4
図は合金化溶融亜鉛めっき鋼板に直ちにクロメート処理
を施した従来の合金化溶?itU!亜鉛めっき鋼板のク
ロメート処理品の断面を示す。第5図は合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に電気亜鉛めつ、きを膜厚0.2μ施した分
極曲線を示し、第6図は合金化溶融亜鉛めっき鋼板に′
電気亜鉛めっきを膜厚0.5μ施し、た分極曲線を示す
。 1・・61層 2・・Fe層 3・ ・クランク 4・・クレータ− 5・・スキンバスロール接触部(表面圧延部)6、 S
/ 、 6//・・電気亜鉛めっき層(0,2μ)7・
・クロメート皮膜 8・・合金化溶融亜鉛めっき鋼板の分極曲線9・・電気
亜鉛めっき0.2μ施した後の分極曲線10・・合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の自然電位11・・合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に電気亜鉛めっきを膜厚0.2μ施した自然
電位 12・・合金化浴融亜鉛めっき鋼板に電気亜鉛めっきを
0.2μ膜厚に施した後、クロメート処理した時の分極
曲線 13・・合金化溶融亜鉛めっき鋼板に電気1止鉛め第5
図 E  (MV  VS  S、C,E)第6図 −1500−1000−500 E  (mV vs S、C,E)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 合金化溶融亜鉛めっき鋼板において鋼素地にまで達
    する微小なりラック若しくはクレータ−内の鋼表面をも
    含めて合金化溶融亜鉛めっき鋼板の全表面にクロム量(
    Crlとして60〜150m、!9/zのクロメート皮
    膜層が設けられている高耐食性合金化溶融亜鉛めっき鋼
    板。 2 合金化溶融亜鉛めっき鋼板に次工程のクロメート処
    理によって消費されるのに対応する0、01〜0.2 
    p膜厚の電気亜鉛め・つきを施した後、クロム量(C「
    )として60〜150m、iil/Fn2のクロメート
    皮膜を形成させることを特徴とする高耐食性合金化溶融
    亜鉛めっき鋼板の製造方法。 6 合金化溶融亜鉛めっき鋼板において鋼素地(Cまで
    達する微小なりラック若しくはクレータ−内の鋼表面に
    純亜鉛めっき層が存在し、その表面及び合金化溶融亜鉛
    めっき鋼板の全表面にクロム量(Cr)として60〜1
    50”L翁2のクロメート皮膜層が設けられている高耐
    食性合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 4 合金化溶融亜鉛めっき鋼板に次工程のクロメート処
    理によって消費されるのに対応する量より僅かに多い膜
    厚に電気亜鉛めっきを施して後、該電気亜鉛めっき上に
    クロム量(C「)として60〜150 m&/m2のク
    ロメート皮膜を形成させることを特徴とする高耐食性合
    金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01268880A (ja) * 1988-04-15 1989-10-26 Chubu Electric Power Co Inc 鉄系金属材の表面処理方法及びこの方法により表面処理された送電設備用金具
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