JPS60138093A

JPS60138093A - 高耐食性表面処理鋼板

Info

Publication number: JPS60138093A
Application number: JP24644783A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kimura; 肇木村; Hiroshi Hosoda; 博細田; Shigeru Unno; 茂海野; Hideo Kobayashi; 秀夫小林; Toshiro Ichida; 市田　敏郎
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-07-22

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、耐食性に優れた積層型Ｚｎ系合金めっき鋼板
に関するものである。

近年、自動車用鋼板は、冬期寒冷地で使用される凍結防
止剤としての岩塩や塩化カルシウムなどによる厳しい環
境下でも、所定の期間、赤錆や穴あきに酎える表面処理
鋼板が望まれるようになっている。

自動車用鋼板は、前記のような厳しい環境に酎える高耐
食性を伺与するために種々検討がなされてきたが、同時
に加工性や溶接性も要請されているため、薄くても耐食
性に優れた積層型Ｚｎ系合金電気めっき鋼板が１１１」
されている。

Ｚｎ系合金めっきとは、Ｚｎ−Ｆｅ、　Ｚｎ−Ｎｉ、　
Ｚｎ　−Ｇｏ、　Ｚｎ−Ｆｅ−Ｎｉ、　Ｚｎ−Ｎ１−Ｃ
：ｏなどの合金めっきを意味する。さらに、このような
Ｚｎ系合金めっきを組合わせた積層型Ｚｎ系合金めっき
鋼板として１次のものが提案されているが、実験の結果
、それぞれ欠点を有していることを知見した。

なお、近年、自動車メーカーから車体防錆用表面処理鋼
板として、板合わせ部あるいは袋構造部における裸耐食
性、さらに塗膜欠損部等における塗膜ふくれの抑制およ
び赤錆の抑制に優れたものが強く要求されており、これ
らの耐食性能を全て満足する表面処理鋼板の開発が望ま
れている。

従来より種々の耐食性表面処理鋼板が開発されている。

その代表例は以下の通りであるが、前述の如く、また比
較例にも示すように十分な耐食性を発揮していない。

１）特公昭５７−２８７５４号・第１層として５〜１２０ｇ／ｒｎ’のＺｎまたは複合
Ｚｎめっき層、第２層としてＺｎ−Ｆｅめっき層（Ｆｅ
含有率１〜６０ｗｔ％）をもつ２層めっき鋼板である。

拳電着塗装後、素地鋼に達するまでのクロスカットを入
れた試験材の腐食試験において、クロスカット部で塗膜
ふくれを生じやすい欠点が　認められた。

・なお、実施例において、第１層にＺｎ一層系合金めっ
きが示されていない。

・本発明は第１層をＺｎ−Ｎｉ系めっき層とするもので
あり、本発明と明らかに異なる。

２）特公昭５７−５６５５７号・第１層として合金含有率が３〜１５ｗｔ％のＺｎ−Ｎ
ｉおよびＺｎ−Ｆｅ合金めっき層、第２層として合金含
有率が０−１５ｗｔ％のＺｎ−ＮｉおよびＺｎ　−Ｆｅ
合金めつき層をもつ２層めっき鋼板である。

・電着塗装後、素地鋼に達するまでのクロスカントを入
れた試験材の腐食試験において、クロスカット部で赤錆
発生と塗膜ふくれのいずれも生じやすい欠点が認められ
た。

・なお、実施例において、第２層にＺｎ−Ｇｏ系合金め
っきが示されていない。

・本発明は第２層をＺｎ　−Ｇｏ系めっき層とするもの
であり、本発明とは明らかに異なる。

３）特開昭５６−１４２８８５号・第１層（内層）として防食金属被覆層、第２層（表面
）としてＦｅ系連続被覆層をもつ２層めっき鋼板である
。

φ電着塗装後、素地鋼に達するまでのクロスカットを入
れた試験材の腐食試験において、クロスカット部で顕著
な赤錆発生が認められた。

・本発明は第２層をＺｎ−Ｇｏ系めっき層とするもので
あり、本発明とは明らかに異なる。

４）特開昭５８−　５８２９４号５）特開昭５８−１２３８９２号８）特開昭５８−１２３８９３号・上記３件の特許は、いずれも第１層として防食金属被
覆層、第２層としてＦｅまたはＦｅ−Ｚｎ合金めっき層
をもつ２層めっき鋼板である。

・電着塗装後、素地鋼に達するまでのクロスカントを入
れた試験材の腐食試験において、クロスカット部で顕著
な赤錆発生が認められた。

本発明は、第１層がめつき付着量３〜３０８７ｍ′、Ｎ
ｉ含有率３〜１５ｗｔ％であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき、
第２層がめつき伺着量３〜３０ｇ／ゴ、ＣＯ含有率０．
１〜６ｗｔ％であるＺｎ−Ｇｏ金合金っきを少なくとも
一方の面に形成してなる高耐食性表面処理鋼板を提供す
るものである。

本発明は、第１層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｍ′、Ｎ
１含有率３〜１５ｗｔ％であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき、
ｔ５２層がめつき伺着量３〜３０ｇ／ｒｎ’、Ｇｏ含有
＝（４０，１〜ｆ１ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、
シリカおよびチタニアよりなる群より選ばれた１種以上
を０．０１〜３ｗｔ％含有するＺｎ−１１１；ｏ系合金
めっきを少なくとも一方の面に形成してなる高耐食性表
面処理鋼板を提供するものである。

本発明は、第１層がめつき伺着量３〜３０ｇ／ｍ′、Ｎ
ｉ含有率３〜１５ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シ
リカおよびチタニアよりなる群より選ばれた１種以上を
０．０１〜３ｗｔ％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき、
第２層がめつき千１着量３〜３０ｇ／ゴ、Ｇｏ含有率０
．１〜８ｗｔ％であるＺｎ−Ｇｏ金合金っきを少なくと
も一方の面に形成してなる高耐食性表面処理鋼板を提供
するものである。

本発明は、ｉ１層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｍ′、Ｎ
ｉ含有率３〜１５ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シ
リカおよびチタニアよりなる群より選ばれた１種以上を
０．０１〜３ｗｔ％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき、
第２層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｒｎ’、Ｇｏ含有率
０．１〜６ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シリカ、
チタニアの１種以上を０．０１〜３ｗｔ％含有するＺｎ
−Ｇｏ系合金めっきを少なくとも一方の面に形成してな
る高耐食性表面処理鋼板を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１層のＺｎ−旧合金めっきのＮｉ含有率は３〜１５ｗ
ｔ％が望ましい。３ｗｔ％未満では耐食性向上効果が認
められず、１５ｗｔ％を超えるとめっき層が硬くなり、
めっき密着性が低下するので望ましくない。Ｚｎ−Ｎｉ
合金めっきの付着量としては３〜３０ｇ／ｍ’が望まし
い。３ｇ／ｍ’未満では耐食性向上効果が認められず、
３０ｇ／ｍ’を越えると溶接性、加工性が低下し、また
コスト上からも望ましくなくなる。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっ
きにさらにクロム、アルミナ、シリカおよびチタニアよ
りなる群より選ばれた１種以上を０．０１〜３ｗｔ％含
有させると、より一層耐食性が向」ニしたが、　０．０
１　ｗｔ％未満では耐食性向上効果が認められず、３ｗ
ｔ％を超えると、めっき密着性の低下を生じるので望ま
しくない。

第２層のＺｎ−１１：ｏ合金めっきのＧＯ含有率は０．
１〜８　ｗｔ％が望ましい。０．１　ｗｔ％未満では耐
食性向上効果が認められず、８　ｗｔ％を超えると下層
のＺｎ　−Ｎｉ系合金めっきの影響をうけ、めっき密着
性が低下するので望ましくない。Ｚｎ　７Ｇｏ合金めっ
きの付着量としては３〜３０ｇ／ｍ’が望ましい。３ｇ
／ｍ’未満では耐食性向上効果が認められず、３０ｇ／
ｍ’を超えると溶接性、加工性が低下し、またコスト上
からも望ましくない。Ｚｎ　−Ｇｏ金合金っきに、さら
にクロム、アルミナ、シリカおよびチタニアよりなる群
より選ばれた１種以上を０．０１〜３ｗｔ％含有させる
と、より一層耐食性が向上したが、　０．０１ｗｔ％未
満では耐食性向上効果が認められず、３　ｗｔ％を超え
るとめっき密着性の低下を生じるので望ましくない。

Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっきを第１層とし、Ｚｎ−Ｇｏ系合
金めつきを第２層とする本発明の積層めっき鋼板が、耐
食性に優れる理由は必ずしも明らかでないが、次のよう
に考えられる。

第２層（上層）のＺｎ−Ｇｏ系合金めっきは、ＣＯ含有
率が０．１〜６　ｗｔ％でＺｎリッチなめつき層である
ため、犠牲防食能が優れる。・従って、素地鋼板の腐食
による赤錆発生を防止するのに顕著な効果がある。また
、めっき層中のＣＯは、保護作用の優れた腐食生成物Ｚ
ｎ（ＯＨ）２の安定性を高めるため、腐食の進行を抑制
する。さらにクロム、アルミナ、シリカおよびチタニア
よりなる群より選ばれた１種以」二を少量含有すると、
腐食生成物Ｚｎ（ＯＨ）２の安定性をより一層高めると
ともに、めっき層あるいは腐食過程で存在するこれら微
粒子状の酸化物あるいは水酸化物の立体効果により、表
面における腐食生成物の保持と不活性化により耐食性が
顕著に向上すると考えられる。

第１層（下層）のＺｎ−Ｎｉ系合金めっきはＮｉ含有率
が３〜１５ｗｔ％と比較的高いため、犠牲防食能は若干
抑制されている。第１層のめつきは素地鋼板と直接接触
するため、鋼板との電位差は少ない方が望ましい。また
、クロスカット等により傷つけられためっき欠損部にお
いては、塩水が溜りやすく、さらに、そこを起点として
腐食が進行すると腐食生成物を生じ、その腐食生成物が
水分を保持するため、濡れた環境下におかれる時間が長
くなる。特にめっき欠損部の深部においてこの傾向が強
いため、本発明のごとく、第１層は３〜１５ｗｔ％のＮ
ｉを含有するＺｎ−Ｎｉ合金めっきが好適である。また
、めっき層中のＮｉは保護作用の優れた腐食生成物Ｚｎ
（ＯＨ）２の安定性を高めるのにも効果がある。さらに
クロム、アルミナ、シリカおよびチタニアよりなる群よ
り選ばれた１種以上を少量含有すると前述のごとき効果
を有するため、耐食性が顕著に向上する。

本発明は、それぞれ特徴を有する第１層と第２層を組合
わせた積層めっきの相乗効果により、薄くても耐食性に
優れ、溶接性と加工性の良好なＺｎ系表面処理鋼板を提
供するものである。本発明のＺｎ系合金めっきをベース
とする積層型めっき鋼板は第１層と第２層のめっき厚を
変えることにより、車体の内面と外面の腐食環境に比較
的容易に対応できる。すなわち、めっき厚は電流密度、
ラインスピードを変えることにより、容易に変えること
ができ、実生産上有利である。

Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき浴、Ｚｎ−Ｇｏ金合金っき浴は、
塩化物浴、硫酸塩浴、スルファミン酸塩浴等、あるいは
これら浴の混合浴を用いることができ、特定の浴組成に
限定されない。

次に本発明を実施例に基づいて説明する。

冷延鋼板（ＳＰＣＣ）をアルカリ電解脱脂し、５％塩酸
で酸洗した後、水洗し、以下の条件により第１層のＺｎ
−Ｎｉ系合金めっきを行い、つづいて第１層の上に第２
層のＺｎ−Ｇｏ系合金めっきを行なった。攪拌はポンプ
により行い、液流速は約６０　Ｉｌ／＋ａｉｎ　、電流
密度７５Ａ／ｄａ２で、液温は５０℃とした。

（１）　Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっき条件浴組成　塩化亜鉛　２００　ｇ／文基塩化カリウム　３００　ｇ／文基塩化ニッケル　１〜１００　ｇ／文Ｈ３Ｎｉ含有率の異なるＺｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板は浴中の
塩化ニッケル濃度を変えることにより作成した。また、
Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層中に共析させるクロム、アルミ
ナ、シリカ、チタニアは次のものを用い、添加濃度を変
えることにより所定の含有率を得た。

ク　ロ　ム：　ＩＩＪ化第ニクロムをクロム金属として
０．１−１５　ｇ／見添加。

アルミナ：１産化学工業■製、アルミナゾル＃５２０　
（Ａｌ２Ｏ２、２０ｗｔ％）を５〜１００ｍ１／文添加
。

シ　リ　カニ日産化学工業■製、スノーテックス−Ｏ（
Ｓｉ０２　、　２０ｗｔ％）、スノーテックス−ＡＫ（
Ｓｉ０２　、１８ｗｔ％、Ａｌ１０３　、２ｗｔ％）を
　５〜１００ｍ１／立添加。

チタニア＝チタニアゾル（Ｔｉ０２　、９ｗｔ％）を５
〜５０ｍ１／立添加。

（２）　Ｚｎ−Ｇｏ系合金めっき条件浴組成　塩化亜鉛　２００　ｇ／文基塩化カリウム　３００　ｇ／文基塩化コバルト０．１〜７５　ｇ／文ＰＨ２，５Ｇｏ含有率の異なるＺｎ−Ｇｏ金合金っき鋼板は、浴中
の塩化コバルト濃度を変えることにより作成した。また
、Ｚｎ−Ｇｏ系合金めっき層中に共析させるクロム、ア
ルミナ、シリカ、チタニアは上記と同じものを用いた。

鋼板にめっきを施した供試材はＪＩＳ　Ｚ　２３７１に
よる塩水噴霧試験（ＳＳＴ）を行い、耐食性を調べた。

ＳＳＴ用供試材の処理条件と耐食性評価方法は次のとお
りとした。

〔耐食性〕

棟材 ■処理：そのまま ■評価：　５ＳＴ２１　目抜の赤錆発生面積率塗装材 ■処理：ポンデライト＃３０３０（Ｄｉｐタイプ）→カ
チオン電着塗装２０４（日本ペイント製パワートップＵ
−３０）→クロスカット（素地鋼板に達するまでの傷を
つける） ■評価：５ＳＴ７１］後のクロスカット部の赤錆発生率
と塗膜ふくれ幅。

赤錆発生率＠・・・赤錆発生率　１０％以下Ｏ・・・　〃　１０〜３０％ Δ・・・　〃　３０〜５０％ ×・・・　ｌｌ　５０％以上塗膜ふくれ幅０・・・塗膜ふくれ幅　１．５　＋ｓｍ以下Ｏ・・・　
／／１．５〜３ＩＩＩ１１ Δ、、、　ｔｔ　３　〜６　ｍｍ ×・・・／／８ｍ＋ｉ以」二〔めっき密着性〕デュポン衝撃試験：撃心層インチ径、荷重ＩＫｇ、高さ
５０ｃｍ。

Ｏ・・・めっき剥離なし Δ・・・めっき剥離わずかにあり第１表ないしｆＪＳ４表に各特許請求の範囲に対応させ
た試験結果を示す。これから明らかなように、本発明の
鋼板は、比較例に示す従来のものに比して耐食性が優れ
ていることがよくわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１層がめつき伺着量３〜３０ｇ／ｍ’、Ｎｉ含
有率３〜１５ｗｔ％であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき、第２
層がめつき（＝Ｊ着量３〜３０ｇ／ｒｎ’、Ｇｏ含有率
０．１〜１１＋ｗｔ％であるＺｎ−Ｇｏ金合金っきを少
なくとも一方の面に形成してなる高耐食性表面処理鋼板
。
（２）第１層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｒｎ’、Ｎｉ
含有率３〜１５ｗｔ％であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき、第
２層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｍ’、ＧＯ含有率０．
１〜８　ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シリカおよ
びチタニアよりなる群より選ばれた１種以上を０．０１
〜３　ｗｔ％含有するＺｎ−Ｇｏ系合金めっきを少なく
とも一方の面に形成してなる高耐食性表面処理鋼板。
（３）第１層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｒｒｆ、旧含
有率３〜１５ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シリカ
およびチタニアよりなる群より選ばれた１種以りを０．
０１〜３ｗｔ％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき、第２
層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｍ’、ＣＯ含有率０．１
〜Ｂｕｔ％であるＺｎ−Ｇｏ金合金っきを少なくとも一
方の面に形成してなる高耐食性表面処理鋼板。
（４）第１層がめつき付着量３〜３０ｇ／ゴ、Ｎｉ含有
率３〜１５ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シリカお
よびチタニアよりなる群より選ばれた１種以上を０．０
１〜３ｗｔ％含有するＺｒ１−Ｎｉ系合金めっき、第２
層がめつき付着量３〜３０ｇ／ｍ’、Ｇｏ含有率０．１
〜６ｗｔ％、さらにクロム、アルミナ、シリカ、チタニ
アの１種以上を０．０１〜３　ｗｔ％含有するＺｎ　−
Ｇｏ系合金めっきを少なくとも一方の面に形成してなる
高耐食性表面処理鋼板。