JPS60149764A - 塗装下地用メツキ鋼板の製造方法 - 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】 １（ この発明け、加工並６付塗装を施して使用するに適した
メッキ鋼板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
１７では現在、各類多様なメッキ鋼板が仰られている。

Ｆｅ−Ｚｎｎ系合金メツツキ鋼板その一つである。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
）が古くから知られる。言う迄もなくこれは、溶融Ｚｎ
メッキ鋼板を加熱処理（加熱温度＝９００〜１０００°
Ｃ程度、加熱時間＝１０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一般に溶接性が
よく、寸だ塗装後の耐食性にもすぐれる傾向を示す。し
かしながらその一方で、プレス加工によってメッキ層が
粉状や薄片状に剥離、脱落する、いわゆるパウダリング
現象を起す傾向がある。

パウダリングを起して脱落１−だメッキ金属粉（片）は
、プレス金型に蓄積され、プレス品に疵をもたらす原因
となるもので、パウダリングはプレス加工上重要な問題
とされる。捷だ合金化処理鋼板は、高温での加熱処理工
程を経て製造される関係で、母材鋼板そのものの機械的
性質が劣り、本質的にプレス加工性が悪いという欠点が
ある。そのト、一般に良いとされる溶接性に関しても、
確かに通常の溶融Ｚｎメッキ鋼板に較べれば勝るといえ
るが、合金住処ｉ１！　鋼板も幅計溶融Ｚｎメッキ用板
をベースと１７でいるｐノ、ｆ＝、薄目イス１を得るこ
とは事実−ト不町ｆｉｌ；であり、？容筒１生について
も満足すべきもので１はない。更に−また耐食性として
も、溶−Ｚｎメッキ〒岡板に峠ベメツギ層の腐食速度が
小さいため、塗装後においてｆｊＩＬ部マ・端面部ｆ＝
１近を起点と１７た塗１漢５ふ（Ｊ］、　（ブリスター
）の発生が抑制される（頃向けあるものの、１ｔｉｆ部
等からの赤錆発生という点で１は、む１７ろＺｎメ・ツ
ギ鋼板よりも性能が劣っており、決して１−分なもので
１１ない。

と−の他、Ｚｎ電気メツキ鋼板をベースに加熱処理（加
熱温度３（ｌ　Ｏ０Ｃ程度、加熱時間：数時間）を〒１
って？１）る合金住処、Ｈ（Ｉ電気Ｚｎメッキ用板とい
うのもあるうべこ一＋′ｔも耐電性がｆ−１″分で、こ
の点に不満を残す。

仁うした状況を打開すべく本発明者ら１は先に、塗装後
耐食性の改善を図っだＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ鋼板を開
発ｌ〜、この技術に関Ｉ７特許出頓した（特願昭５７−
１３３１．９６写、同５７−１．３３１．９５号）。す
なわち、そのメッキ鋼板とＩｄ　、基本的にｌ−１：Ｚ
ｎ６０〜９Ｑｗｔ％で実質的に単一の（］１からなるＦ
ｅ−Ｚｎｎ系合金メッキ層もつ電電メッキ鋼板であって
、同１−・メッキ組成の電気メツキ鋼板を２５０〜４０
０　’Ｃの温埠で３秒以ト、加熱処理することにより製
１告さｔする。

これけ、塗装後の耐食性が先に述べた何れのものに較べ
ても格段にすぐれる特徴を有［７ており、実用上きわめ
て有用なものと語うことができる。しかしながらこのメ
ッキ鋼板も、加工性、つまり耐パウダリンク性の点でな
お不１゛分なｆ１η向があり、苛酷なプレス加重ではパ
ウダリンクを牛しる場合もある。

本発明１は、耐パウダリンク性が良好で特に自動車車体
用と１．ての苛酷な加工にも１分耐え、１７かも塗装後
においてきわめて良好な耐食性を示すＦｅ−Ｚｎ系合金
電気メツキ鋼板の！ｌ！！造）７−法を提供しようとす
るものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは、Ｚｎ７５〜９
５ｗｔ％を含むＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ層を有１７
、更に必要に応じその七に表層と１．てＺｎ４Ｑｗｔ％
以下のＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ層を有するメッキ鋼
板を、２（１（１〜２５（＋’ｃにて１秒以上３０分以
下加熱処即することを特徴とするメッキ鋼板の製造方θ
ｔ、にある。

自動←ＩＬ車体関係を−はじめとする一般用途でＩＩ′
ｉ、鋼板ｒｒｌユーヅ　叫においてまずブレス加工を施
さｉｔ、次いて溶接等により組）ン一てられたあと、塗
装が施さノする。自動東１（体の塗装としては、まずカ
チＡン電着塗装を行い、次いで中塗り−１−塗りを実）
血するというのが通例である。

１１ｎ常、塗装」−程の軍着伶装後において、塗装の惰
、付処理と１７で、１６０〜１．８　（１’ｃ　ｘ　３
　（１分片度の１１１．１熱処川１が実１庇さ１１．る
。

本発明ｌ佳、この使用段階での加熱処理をメツギ′ｉ′
１４板そのものの性能、具体的にけ１耐食性の確保に積
極的にｆｌｌ用することを前提としたものである。

−ｔなわち本発明のツノ゛法ｄ−１製浩直後の段階でず
ぐｉ＋７；　ｕｌｉ４バウクリンク性を示１．　ｌ−か
も塗装後における加熱処１片によって高い岨（８）性を
発揮するに至るメッキ鋼板をｆｌろことを目的とする。

１１口１：己［２だｆ伯宋例からうかがえるとおり、面
すパウダリング性と塗装後耐食慴Ｑ」、本Ｊ的に両へ′
／さ辻・＋１ＩＴ４い性格のものであるが、実際にはこ
ｔｌら両持ｔ’ｔｔ　！＋：１必ず１７も同時に確保し
なけれ１／」、ならないというものではない。先に述べ
たように鋼板１４．１ｉ−１常、−まず成形を施され、
その後で塗装を受けて実１（ａ使用に供されるものであ
るが、耐パウダリンク性は一ト記成形の段階で、耐食性
１ｄ塗装後実際使月１に臨んだとき、それぞれ良好であ
りさえすれ！＋−、ｉ：それでト分なわけである。

本発明の方法と→要するに、Ｉｊｖ形、塗装後の各段階
でその各々に必要な性能だけを発揮する合理的なメッキ
鋼板を製造するものである。、以上″、本発明の方法に
ついて詳１．　＜説明する。

一般にＦｅ−Ｚｎ系合金電気メッキ皮；嘆は、Ｚｎ含有
量が多いときには、メッキ直後の状態ですぐれた耐パウ
ダリンク性を示す。これ同１、皮ＩＩＱ中にη相。

ζ相が存在するからに他ならない３、そ［７て、このよ
うなＦｅ−Ｚｎ系合金電気メッキ皮１ｔ！Ｊ　Ｉｄｌ、
発明者らが先の特願昭５７−１３３１９６号等で明らか
にしたように、所定の加熱処理を施して打１変Ｉｊｕを
す、・こさせ実質的に弔−の和にしてやれば、耐食性に
すぐれた性能を示すようになる。ただしこの場合には、
耐パウダリング性の劣化を来たすことになる。

本発明の方法は、基本的にけＺｎ７５〜９５ｗｔ％のＺ
ｎリッチのＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ皮膜をもつメッ
キ鋼板を２００〜２５０’Ｃで１秒以１１３０分以下加
熱処理するというものであるが、この加熱処理はト記実
Ｖ屯−の相からなる皮膜を得るだめの処理に較べ加％　
ｉＲ度の低いものであり、ＺｎリッチのＦｅ　−Ｚｎ系
合金電気メツキ皮膜にこのような加熱処理を施せば、皮
膜析出相は、相変態がいわば中途半端にイ「んだ形とな
る。すなわち、■η相、ζ相の少なくとも−かを残し、
■−かも■目ＩＪ記した塗膜焼ｆ勺処理程度の加熱処理
で実質的に単一の相（δ１を目またけｒ相）になる相形
態（以下、中間相と呼だ）を呈する。メッキ皮１漢がこ
のような中間相からなるメッキ鋼板け、北記■により良
好な耐パウダリング性を有し、同時１に■により加熱処
理を伴う塗装工程を経たあと実際使用に当ってはすぐれ
た耐食性を発揮するようになるものである。なお、上記
各メツキイ目とは、ＣｏＫα線によるＸ牟１処１用率斤
において下表に示した回折角度（２θ）で回折線が現わ
れるものを指す。以下の説明においても同様である。

次に、本発明における製造条件限定の理由について述べ
る。

まず使用する素材は、Ｚｎ７５〜９５ｗｔ％のＦｅ　−
Ｚｎ系合金電気メツキ層を有しく以下、この層を主メツ
キ層と仮称する）、或いは更に表層としてＺｎ４０ｗｔ
％以下のＦｅ−Ｚｎ系合金電気メツキ層を有する複層メ
ッキ鋼板とする。主メツキ層のＺｎ含有量が７５ｗｔ％
未満では、後で詳述する加熱処理を受けたとき主メツキ
層がｒ相単相になってしまい、良好な耐パウダリング性
が期待できない。寸だこれが９５ｗｔ％をこえると、塗
装焼イ」の加熱処理後においても主メツキ層が実質単一
の相にならず、すぐれた耐食性が得られない。この主メ
ツキ層の目付量としては、実用１−２０〜３０！／ｌｒ
ｊ程度までで十分で、これを越えるような厚目付は殆ん
ど不要で、不経済な許りである。

複層メッキにおける表層メッキは、とくに自動車の外装
用途を考慮したもので、塗装後の塗装二次密着性の向−
ヒを図るものであり、このような目的に対しＺｎ４０Ｗ
ｊ％以下のＦｅ−Ｚｎ系合金電気メッキを採用したもの
である。この目付量としては、２〜５！／ｍ２もあれば
十分である。主メツキ層、表層の合計目イ」量で言えば
、３５ｙ／ｒｒｔ’以下とすることが、溶接性の−にか
ら推奨される。

なお１−記メツキ層に、Ｃｕ　、　Ｎｉ　、　Ｃｒ　、
　Ｃｏ　、Ｍｎ。

Ｍｏ　、　Ｖ　、　Ｓｎ　、　Ｃｄ等の１種以上が微量
含有されても、制量の性能ヒ間順はなく、本発明はこれ
を許容する。

次に加熱処理について言えば、加熱時間：１秒以１−３
０分以下、加熱温度：２００〜２５０℃、とする。

捷ず加熱時間が１秒未満では前記主メツキ層の相変態が
十分進まず、塗装焼付処理後においても実質単一の相か
らなるメッキｍが得られないことがある。逆にこれが３
０分をこえると相変態が准みすぎて主メツキ層にη相、
ζ相の残存がなくなり、耐パウダリング性が劣化してし
甘う。

まだ加熱温度については、２５０℃をこえると主メツキ
層の相変態が進みすた゛て耐パウダリング性が問題とな
り、他方２００℃未満では主メツキ層を中間相となすの
に数時間を要し経済性の点から実用的でない。

次に実施例を掲げて本発明の実施効果を具体的に説明す
る。

第１表に示す種々のＺｎ含有量のＦｅ−Ｚｎ系合金電気
メツキ層（（１１１４電気Ｚｎメッキ層）をもつメッキ
鋼板（単層）を製造した。Ｆｅ−Ｚｎ系合金メッキｒｒ
ｌ、Ｎａ２ＳＯ４７５！／ｌ　、　ＦｅＳＯ４・７　ｉ
（、、０２００ｉ９／／で、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２０を種
々に調整した硫酸浴を用い、浴ｐＨ２、浴温５０℃、電
流密度６０　Ａ／ｄ　ｍ’で電気メッキする方法によっ
た。

Ｌ記者メッキ鋼板を素材に、同表に示す種々の条件で加
熱処理を１１い、得られた゛各メッキ鋼板を、次に示−
ｔ２つの試吟に供した。

ど耐パウタリンク性試験２〉 ５０圃φの円筒絞り（絞り比２）を行い、外壁面のメッ
キ皮膜の剥離状況を調べる。評ｆ曲は、Ｏ４剥離の程度
シバ満足できる、×：剥離が著しい、にて表わす。

・−塗装後耐喰性試吟ン　化 リン酸（盆処理（日本バーカー製ＢＴ：’Ｉ　Ｏ３０使
用、浸漬熟卵）を行ったあと、カチオン電着塗装（日本
ベイン１−製Ｕ　−３０使用、塗装厚２０μ）を実施し
、次いで塗膜焼ｆ：Ｉ処理として＋８００ＣＸ２０分の
加熱処４１１全施Ｉ〜、得られだ塗装に鋼板素地に達す
るヶｒＪ　／カッ１、を７、□、７ｏ（９時間１＊、Ｊ
っ噴霧試検１ゆか　綜けてそのり「１スカツ１一部の最
大ふくれ［ＩＪ（片（＋１１１　）を測定する。寸たこ
の際、上記焼［１処即後の各メツ；■鋼板についてメッ
キ皮膜の析出相をＸ線回折（ＣｏＫα）によりｉ周査す
る。

同友（７？：おいて、比較例（１）は素材がＺｒｉ電−
気メツキ鋼板であり、同じり（２）〜（４１Ｕ素材につ
いてけメツ・キ皮１喚のＺｎ禽ｆＴ量が７５〜９５ｗｔ
％で本発明の条件にｊ内含−するが、加熱処理条件が本
発明範囲（２００〜２５（１℃Ｘ１砂以）−、３０分以
下）から外れるものであり、こｔ′Ｌら１．寸１１財パ
ウタ゛リンク性は良好なるも、り２装後（塗１漢焼ｆ＝
Ｉ処即後）においても皮Ｉｌｌはη相やζ４１１がちっ
て実質単一の相になっておらず、塗装後岨（８）１−ト
が劣つ−Ｃいる。−１だ、比較例（５）〜（８）は、素
（（のメパ２Ａ−皮嘆中のＺｎ吊が７５　ｗｔ　’％未
満であっプζす、〕１１１熱処（１１条イ・′１が様々
な形で本発明範囲から外れるもので、ｒｉｉＪれも塗装
後において皮１換にＰ相がｙ寸＋１１おり、耐（８）性
の点でけ］―記（１）〜（４）に比べすぐＪする項内を
示しているが、耐パウダリング性に・１ｙｔｔがある。

Ｌ：Ｌ−）−比較例にｔＩＬ、、本発明に拭いてメッキ
皮膜のＺ１１大何晴゛が７５〜９５ｗｔ％のＦｅ−Ｚｎ
系今金電気メツギ鋼板１／ｊ：　２　（＋　（１〜２５
　Ｆ−１’ｃ　Ｘ　］秒以上３０分以下の加熱９ル埋を
施ＬＱイく精明例（９）〜（１３＋　１はすべて、パウ
ダリンク１１１が良好で、１７かも塗装後においては皮
膜が実質的に単Ｉｌｌ　（δ１（目）となって寸ぐＪし
た耐１ｋ　Ｍを示したものである。

なお、このような効果は、塗装の二次密ｉＲＫｌを改善
するＺｎ４Ｑｗｔ％以下のＦｅ−Ｚｎ今金〒１ヱ気メツ
−＼゛−からなる表層があっても同様に発揮さｈること
を本発明者らは別の実験で確認［７ている。

以上の説明から明らかなように本発明１／ＣよＪ′シば
、耐パウダリング性、塗装後１ｉｉｔ食性の何れの点で
もすぐれた性能を発揮１−得、とくに自動ｒ４ｒ車体用
として実用性の高いＦｅ−Ｚｎｎ系合金電気メッキ鋼板
得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ　Ｚｎ　７５〜９５ｗｔ％を含むＦｅ−Ｚｎ系合
   金メッキ層を有するメッキ鋼板を、２００〜２５０°Ｃ
   で１秒以Ｊ−，３０分以下加熱処理することを特徴とす
   る塗装Ｆ他用メッキ鋼板の製造方法。 （２）　Ｚｎ　７５〜！ＩＪ！５ｗｔ％を含有するＦｅ
   −Ｚｎ系合金メッキ層を有し、更にそのトに表層として
   Ｚｎ４０ｗｔ％以下を含むＦｅ−Ｚｎ系合金メッキ層を
   有するメッキ鋼板を、２００〜２５０℃で１秒以上３０
   分以下加熱処理することを特徴とする塗装下池用メッキ
   鋼板の製Ｊ告方法。