JPS60177186A - 裸耐食性に優れた化成処理鋼板 - Google Patents

裸耐食性に優れた化成処理鋼板

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JPS60177186A
JPS60177186A JP3330484A JP3330484A JPS60177186A JP S60177186 A JPS60177186 A JP S60177186A JP 3330484 A JP3330484 A JP 3330484A JP 3330484 A JP3330484 A JP 3330484A JP S60177186 A JPS60177186 A JP S60177186A
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JP
Japan
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steel sheet
corrosion resistance
plating
chemical conversion
zinc
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Pending
Application number
JP3330484A
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English (en)
Inventor
Kazuaki Kyono
一章 京野
Shigeo Kurokawa
黒川 重男
Hajime Omura
肇 大村
Toshio Irie
敏夫 入江
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Priority to DE8484105374T priority patent/DE3473477D1/de
Priority to EP84105374A priority patent/EP0125658B1/en
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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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

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】 本発明は冷延鋼板、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板に
通常おこなわれている化成処理を実施することにより、
化成処理被膜自体が、優れた裸耐食性を有する化成処理
鋼板に関するものである。
防錆鋼材の基本的な考え方として、防錆鋼材のめっき被
覆のもつ防錆力と塗膜のもつ防錆力に加えて、両者の相
乗作用による塗装を含めた総合的な防錆性を考える必要
がある。すなわち、亜鉛または亜鉛を主体とする亜鉛系
合金めっき鋼板は素地鋼に対する電気化学的保護作用、
腐食生成物の保護作用による優れた防食性を有し、自動
車、家電製品、建材等の分野で最も広く使用されている
。また一方では塗料として、非常に良好な耐食性を有す
るカチオン電着塗装が普及してきた。しかし、このカチ
オン電着塗装を亜鉛または亜鉛を主体とする亜鉛系合金
めっきに施しても冷延鋼板においてみられるほど顕著な
効果は認められない。
それぞれ単独では、優れた耐食性を有しているにもかか
わらず、十分な防錆性能を示さない原因は、亜鉛または
亜鉛を主体とする亜鉛系合金めっき上に生成した化成被
膜にある。この被膜はZn5(PO4) 2 ・4H2
0の化学式で示されるホペイトであるため、耐アルカリ
性が弱く、カチオン電着時また塗膜下腐食発生時などに
生じるpHの上ylにより溶解する。したがって、湿潤
環境における塗膜の密着性、耐ブリスター性が劣る結果
となる。しかし、冷延鋼板上に生成する化成被膜は、Z
n2 Fe(PO4) 2 m 4H20(r)化学式
で示されるフォスフオフイライトである。フォスフォフ
ィライ(・は耐アルカリ性に優れており、湿潤環境にお
ける塗膜の’fEH性、耐ブリスター性が良好である。
したがって、亜鉛および亜鉛を主体とする亜鉛系合金め
っき鋼板上にフォスフオフイライトよりなる化成被膜を
形成することによ〜、塗料の密着性を向上させることが
できる。
化成処理性を改善する方法として、Feめっき処理(特
開昭56−142885.特開昭57−67195)、
FeリッチなFe−Znめっき処理(特開昭58−52
483)などが、開示されている。
しかし、従来のFeめっき処理では、めっき表面が比較
的安定なため化成処理液によっては十分なリン酪塩化成
処理性の向」二はみられない。また、FeリッチなFe
−Znめっき処理は、フォスフオフイライトの形成には
効果があるが、適正なめっき条件が狭くめっき外観にむ
らが発生しやすい。フォスフオフイライトが形成するた
め、塗料の密着性を向上させ塗装後の耐食性は向上させ
るが、化成被膜自体にはほとんど耐食性はなく、化成処
理鋼板は、裸鋼板とほぼ同等の耐食性しか得られない。
鋼板は腫々の形状に加工され塗装して市場に出されるが
、形状によっては塗装の回りこまない部位が存在してい
る。したがって、塗装を前提としている鋼板であっても
、そのもの自体の裸耐食性は重要な特性である。
本発明者等は、化成処理被膜を単に塗装下地としてとら
えるのではなく、化成被膜自体に裸耐食性を付加するこ
とによりこれまでとはまったく異なる新しい表面処理鋼
板が得られるという視点により、鋭意研究した結果本発
明に至ったものである。
本発明は、少なくとも、一方の面の最り層に、Pの含有
率が0.5wt%超15wt%以下で、付着量が0.0
1g/m’以上のFe−Pめっき層と、このFe−Pめ
っき層上に施されたリン酸塩処理被膜を有することを特
徴とする裸耐食性に優れた化成処理鋼板を提供するもの
である。
上記最上層であるFe−Pめっき層およびリン耐塩被膜
は、冷延鋼板、亜鉛または亜鉛を主体とする亜鉛系合金
めっき層に形成してもよく、また鋼板の表裏で異なった
異種めっき、例えば一方の面の最上層が上記Fe−Pめ
っき層およびリン酸塩処理被膜で、他方の面は冷延鋼板
、あるいは亜鉛または亜鉛を主体とする亜鉛系合金めっ
き層でもよい。
以下、本発明のFe−Pめっき鋼板にリン酸塩処理した
化成処理鋼板について詳細に説明する。
本発明は、最上層としてのFeめっき中に0.5 wt
%超15wt・%以下のPを含有させたFe−Pめっき
鋼板にリン酸塩処理してなることを特徴とする。
Fe−Pめっき鋼板をリン酸塩処理した化成処理鋼板の
裸耐食性が良好な理由について、次のように考えられる
本発明鋼と冷延鋼板の化成処理後のSEM(Scann
ing electron m1croscope)写
真をそれぞれ第1a図および第1b図に示すが、冷延鋼
板」−のリン酸塩化成結晶は14pmと比較的粗いのに
対し、本発明鋼の結晶は2.5pmと極めて緻密に鋼板
表面を覆っている。したがって、本売り1鋼の化成皮膜
は、結晶が緻密であるため、ピンホールがなく1強固で
あり、従来の化成被膜とは異なり耐食性が向上している
。また、鉄めっき中に含まれるPは酪化されることによ
り、リン酸を形成して、めっき表面でインヒビターとし
て作用する。
しかも、めっき表面には、強固な化成被膜が存在するた
め新たに形成されたリン酸がめつき表面に保持されてそ
の効果は十分に発揮され、裸耐食性が飛躍的に向−トす
る。鉄めっき中のPが含有率にして0.0003wt%
超であれば、リン酎塩処理後の化成処理鋼板の耐食性が
向」ニする。とくに、Pが増加するにつれて高耐食性を
示し、0.5 wt%P程度で最もよい裸耐食性を示し
、その後一定となる。
P含有率を0.5 vt%超15wt%以下にしたのは
、本発明者等はすでに特願昭58−84585号におい
て、リン酸塩結晶核の初期(5秒後)の生成数という厳
しい評価により、0.0003〜0.5 wt%のFe
−Pめっきが化成処理性にすぐれていることを知見して
いるので、P含有率0.5 wt%超を本発明の下限と
する。一方」二限を15wt%としたのはl5vt%を
越えてもa!酎耐性には悪影響はみられないが、P含有
率が15wt%超であると電流効率が低下して実ライン
における操業コストが高くなり好ましくない。また、浴
中のP添加にの増加も経済的にみて不利である。
このFe−Pめっきを施す場合、Fe−Pめっきの付着
量は0.01g/m’以上必要である。Fe−Pめっき
の伺着量は0.01g10f未満であると、鋼板表面を
十分に被覆することができず、化成被膜に上述したよう
な効果が発揮できない。0.01g/rn’以上で耐食
性は向上するが、好ましくは0.1g/rn’以J二が
良い。
以」二、述べてきたように、Fe−Pめっきの化成処理
鋼板は、非常に良好な裸耐食性を有するが、Fe−Pめ
っきの内層に亜鉛および亜鉛を主体とする亜鉛系合金め
っき層を有すると、その効果は一層大きい。すなわち、
鋼板に達するキズが付いた場合、亜鉛系めっきが鋼板に
対して電気化学的保護作用を有するので赤サビの発生が
少ない。また、亜鉛の腐食生成物は、保護作用を有する
のでFe−Pめっきの効果を阻害することなく裸耐食性
を向上させる。
これまで、Fe−Pめっきの化成処理鋼板について説明
してきたが、Fe−Pめっき中に央部、のZn。
Cu、 Ni、 Or、 Co、 Mn、 Mo、 V
、 Sn、 Cd、等(7)1種または2種以」二が加
わっても上述のような効果が認められる。
本発明のFe−Pめっき鋼板は、原則的には通児の電気
めっき法により製造するものである。この場合めっき浴
としては、硫酸浴、塩化物浴、混合浴の何れかの使用も
可能である。
本発明に適用するリン酸塩処理液は主として、リン酸イ
オン、Znイオン、アルカリ金属イオン、促進剤、重金
属イオンから構成されるもので、通常使用される処理液
であればよい。例えば、市販されているボンデライl−
3030(11本パー力ライジング製)、グラノジン5
D20oO,16NC(日本ペイント製)等のディップ
およびスプレー方式のリン酸塩処理液が適用できる。本
発明鋼板は化成処理のままで優れた裸耐食性が確保でき
るか、化成処理後の封孔処理としてのクロメ−I・シー
リングを行えば、さらに裸耐食性を向上することができ
る。
また、めっきむらの発生しゃすいFe−Znめっきとは
ことなり比較的容易に均一なめっきが得られ、化成外観
が均一で美麗であるというのも、本発明法の重要な特徴
の一つである。
次に本発明の実施例について説明する。
〔実施例1〕 常法に従い電解脱脂、酸洗した冷延鋼板に次の条件でF
e −Pめっきを施した。
浴組成 Fe5(1+ φ7H20140g/1(N)+4 )
 2 SO4100g/文KCI 20g/文 NaH2PO2番 H200,1”1 0 g/lめっ
き条件 PH2,5浴温50°C 電流密度 10〜100 A/d m’めっきした鋼板
を通常の方法に従ってグラノジン5D2000 (DI
P)処理をおこなった。
〔実施例2〕 さらに一般的な方法で電気めっきしたZnめっき、Zn
−Ni合金めっき、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板上に、次の条件でFe−Pめっきを施した。
浴組成 FeCl2 * n)120 200 g/lKCl 
150g/文 NaH2PO2・H200,5〜8g /1めっき条件 pH3,5浴温50°C 電流密度 20〜100A/dm’ 〔実施例3〕 一般的な方法で電気めっきした、Zn−Feめっき鋼に
次の条件でFe−Pめっきを施した。
浴組成 FeSO4・7H20250g/Jl (NH4) 2 S04 150g/5LNaH2PO
2*H200,4g /1めっき条件 pH4浴温40’C 電流電度 6oA/dm’ 化成処理はグラノジン5D2000を使用し、常法に従
って化成処理を行った。
」二記のようにして11Fられた種々の処理鋼板につい
て、下記の種々の試験を行った。
その結果をまとめて第1表に示す。第1表に示すところ
から明らかなように、本発明の最上層にリン酩塩処理し
たFe−Pめっき層を有する鋼板は、塗装後の耐食性の
みならず、裸耐食性が優れているという確認がなされた
。また、第2図かられかるように、P含有率は0.5w
t%超でよく、第3図から本発明法が有効であることが
よくわかる。
l)裸耐食性(リン酸塩化成処理後) 端面シールをおこない、下記の塩水噴霧試験(JIS 
Z 2371)において、赤錆発生率で10%を越える
のに要した時間で評価した。
2)耐水2次密着性 3コートした塗装鋼板を50℃純水中に10日間浸漬後
、直ちに2mm角の素地鋼板に達する基盤目を100個
描き、セロテープで剥離した時の塗膜の剥離数で示した
3)耐クレーター性 U−3’O(日本ペイント(株)製)を調合後、1週間
攪拌した電着塗料液を使用して、極間4 cm、極間電
圧350V、ソフトタッチなし、電着時間180sec
にて塗装した。評価は下表のとおりである。
第2表
【図面の簡単な説明】
第1a図および第1b図はそれぞれ、リン酸塩化成処理
(グラフジン5D2000.120秒)を行った本発明
のFe−Pめっき鋼板および冷延鋼板を走査型電子顕微
鏡により撮影した750倍電子顕微鏡写真、第2図は実
施例1の条件でNaH2PO2・H2Oを濃度変化させ
ることにより種々のP含有率のFe−Pめっき鋼板にグ
ラフジン5D2000処理をおこない、このめっき鋼板
に塩水噴霧試験をおこない、赤錆発生の面積率が10%
を越えるのに要した時間で示すP含有率と耐食性の関係
を示すグラフ、第3図は実施例3の条件でめっきをおこ
ない化成をおこなった後、塩水噴霧試験(JIS Z 
2371)により、50サイクル試験をおこない、錆を
落してポイントマイクロメーターにより最大板厚減少量
を測定した種々のめっき鋼板の耐食性を示すグラフであ
る。 第1a図 ぎ ゛第’ib図 〜 蕗2図 P含有nP(wt%) 第3図 従来法 本全矧伝 手続補正書印釦 昭和59年7月13日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第33304号 2、発明の名称 裸耐食性に優れた化成処理鋼板 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 柱 所 兵印県神戸市中央区北本町通1丁目1番28号
名 称 (125)川崎製鉄株式会社 4、代理人 〒101 電話864−4498住 所 
東景都千代田区岩木町3丁目2番2号4、図面の簡単な
説明 第1a図および第1b図は、鋼板上に形成した化成処理
皮膜の結晶の構造を表わす電子顕微鏡写真であって、そ
れぞれ、リン酸塩化成処理(グラフ9フ502000.
120秒)を行った本発明のFe−Pめっき鋼板および
冷延鋼板を走査型電子顕微鏡により撮影した750倍電
子顕微鏡写真、第2図は実施例1の条件でNaH2PO
2φH20を濃度変化させることにより種々のP含有率
のFe−Pめっき鋼板にグラフジン5D2000処理を
おこない、このめっき鋼板に塩水噴霧試験をおこない、
赤錆発生の面積率が10%を越えるのに要した時間で示
すP含有率と耐食性の関係を示すグラフ、第3図は実施
例3の条件でめっきをおこない化成をおこなった後、塩
水噴霧試験(JIS Z 2371)により、50サイ
クル試験をおこない、錆を落してポイントマイクロメー
ターにより最大板厚減少量を測定した種々のめっき鋼板
め耐食性を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも、一方の面の最上層に、Pの含有率が0.5
    wt%1115wt%以下で、付着量がOo01g/m
    ’以1(7)Fe−Pめっき層と、このFe −Pめっ
    き層」二に施されたリン酸1ム処理被膜を有することを
    特徴とする裸耐食性に優れた化成処理鋼板。
JP3330484A 1983-05-14 1984-02-23 裸耐食性に優れた化成処理鋼板 Pending JPS60177186A (ja)

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JP3330484A JPS60177186A (ja) 1984-02-23 1984-02-23 裸耐食性に優れた化成処理鋼板
CA000453964A CA1255246A (en) 1983-05-14 1984-05-09 Corrosion resistant surface-treated steel strip and process for making
ES532354A ES8605868A1 (es) 1983-05-14 1984-05-10 Mejoras y procedimiento para la fabricacion de flejes de acero tratados en su superficie, resistentes a la corrosion
DE8484105374T DE3473477D1 (en) 1983-05-14 1984-05-11 Corrosion resistant surface-treated steel strip and process for making
EP84105374A EP0125658B1 (en) 1983-05-14 1984-05-11 Corrosion resistant surface-treated steel strip and process for making
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AU27998/84A AU553714B2 (en) 1983-05-14 1984-05-14 Fe-p on steel - pretreatment
KR1019840002608A KR900000794B1 (ko) 1983-05-14 1984-05-14 고내식성 표면 처리강판 및 그 제조방법

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0285393A (ja) * 1988-09-20 1990-03-26 Kawasaki Steel Corp 耐パウダリング性及び耐クレーター性に優れた亜鉛系合金電気めっき鋼板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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