JPS60197893A - 多層メツキ鋼板 - Google Patents

多層メツキ鋼板

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JPS60197893A
JPS60197893A JP5106684A JP5106684A JPS60197893A JP S60197893 A JPS60197893 A JP S60197893A JP 5106684 A JP5106684 A JP 5106684A JP 5106684 A JP5106684 A JP 5106684A JP S60197893 A JPS60197893 A JP S60197893A
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JP
Japan
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layer
plating
alloy
phase
steel sheet
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JP5106684A
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English (en)
Inventor
Tetsuaki Tsuda
津田 哲明
Atsuyoshi Shibuya
渋谷 敦義
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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】 (従来技術と問題点) 耐食性に優れたメッキ鋼板としては、電気Znメッキの
上にTinFreeSteel皮膜をつ(すたZn−C
r−CrOx多層電気メツキ鋼板が良く知られて0る。
この鋼板はCr −Cr0w皮膜の保護作用側こより、
Znメッキの約2倍の耐食性と、Znメ・ンキより優れ
たスポット溶接性を有しているが、実用上未だ十分とは
言えなかった。
そこで、本発明者らは、先に、内層として、Znメッキ
層の代りにZH−Ni系合金又はZn−Fe系合金メッ
キ層を用いて、これに(T−Crux皮膜を施した多層
電気メツキ鋼板を提案した。(特願昭59−12900
) この改良多層鋼板は、内層を形成するZn−Ni系、Z
n−Fe系合金メッキがZnメンキの約3〜5倍の耐食
性をもち、また、融点がZnメッキよりも高く、同一耐
食性を得るために必要なメッキ厚が薄くてよいので、Z
n −Cr −Crux多層メッキ鋼板に比較して、耐
食性、スポット溶接性の点で一層改善されているが、次
の(イ゛)(ロ)の問題点を有する。
(イ)加工性が悪い。
Cr−CrOx層はクラックを生じ易い。そして、内層
がZnメッキ層に比較して脆い性質を有するZn −N
i系、Zn−Fe系金属間化合物層なので、表層Cr−
CrOx層で生じたミクロクラックが、これら合金層を
伝播して、耐パウダリング性が劣化する。
(ロ)′&:着性が劣る。
米国特許第3084337(1982)に記載されてい
るように、Zn−Ni合金メッキ層(Zn≧50wtX
)とCrメッキは密着性が悪い。従って、自動名車体成
形のような強加工を受けると、Cr−CrOx層と合金
メッキ層との層間剥離を生じたり、或は、Cr −Cr
Ox層に生ずるミクロクラックを起点としたノツチ作用
により亀裂が伝播し、合金メッキ層内での破壊がおこり
、プレス成形工程でのブツ傷、星目傷等の生産品質阻害
の発生が著しい。
(発明の名称) 本発明は、これら従来技術の問題点を改善した多層電気
メツキ鋼板を提供することを目的とするものである。
(発明の構成) 本発明者らは、η層又はZnメッキが、■Crメッキ層
との密着性に優れ、■ミクロクラックの伝播阻止能力に
富んでおり、クラック進展エネルギーを緩和する作用が
ある、ことを見い出し、本発明を完成したものである。
− 即ち、本発明の骨子は、Cr −Crow表層と内層(
Zn−旧糸、Zn−Fe系合金)との間に、中間層とし
てZnメッキ又はη相主体のZn−Ni系、或はZn−
Fe系合金メッキ層のうちの1種を介在させた点にある
本発明の鋼板は、η相又はZnメッキの中間層を介在さ
せたことにより、極めて脆いCr−CrOx層のミクロ
クラックが、Zn−Ni又はZn−Fe系合金層へ伝播
するのを防止すると共に、合金メッキ層とCr−Cru
xとの接着性を改善したのもである。
本発明の表層は、公知のTin FreeSteel製
造法をそのまま利用して、Cr −Crow複合層を形
成する。(l液状又は2液法のいずれでも良い)。Cr
Ox層及びCr層の付着量を夫々限定したのは、CrO
x層が0.01g/m’以下では塗膜耐水密着性が不良
であり、1.0g/rrfをこえると、化成処理液中へ
のCr溶出璧が検出限界量以上となるからであり、 C
r層が0.03g/m’以下ではスポット溶接性が悪く
なり、3、(Ig/m’以上ではメッキ皮膜自身に電析
中にミクロクランクが発生してしまうからである。特に
好ましい範囲はCrCx0.02−0.08g / m
′、Cr0.2−0゜8g/m’である。
中間層としては、Znメッキ層又はη相を主体とナス7
n−NiS 7n−FiIls春仝メ、、阜のら本の1
誦を施す。Znメッキ層は塩化浴、硫酸浴、シアン浴等
の周知のメッキ浴のいずれを用いてもよい。
η相を主体とする合金メッキ層は内層用合金メッキ浴と
同じ公知の浴が基本的に使用できる。
Zn−Niメッキ浴からのη相析出は、低PH(PH<
1.0)、液流動強化、Ni/Zn比減少(旧/Zn≦
1.0)等の条件により容易に得られる。Zn−Feメ
ッキ浴からのη相析出は低電流密度(1≦2OA /d
 rrf)液流動強化、Fe/Zn比減少(Fe/Zn
≦0.5)等の条件に、より容易に得られる。
中間層の付着量を限定したのは、0.5g/rn’以下
では密着性不良となり、1.0g/m’以下では加工性
改善効果が不足し、また20g/m’以上では塗装後ブ
リスター性が劣化するからである。特に好ましい範囲は
2〜5g/rrfである。
内層としては、r相は含有するZn−Ni合金メッキ(
N i 5−20wt%)又ハζ、δ、、r、、r相を
含有するZn−Feメッキ(F e 5〜35wt%)
を施す。メッキ浴としては、硫酸塩浴、塩化物浴等いず
れでも良い。浴中の金属イオイ種濃度比を変化させて、
メッキ皮膜中のNi%やFe%を調整する。
内層の付着量は、耐食性に必要な量であれば特に限定さ
れない。普通lO〜80g/m’程度が、耐食性と経済
性の点で適当である。特に好ましい範囲は、20〜40
g/m’である。
内層を形成するZn−Ni系又はZn−Fe系合金メッ
キ皮11り中に、少量のCr、 Mn、Go、Ni、 
Fe、 Cu、MOlPb、 Sn、 Ti、 Cd、
In、Tl、Hg等゛の1種又は2種以」二を含有した
場合についても、同様の効果が見られ本発明の範囲内に
含まれる。
本発明の多層メッキ側の反対面は、鋼板裸面でも、Zn
メンキ、Zn−Fe、 Zn−Ni合金メッキ等の単層
或はFeリッチな上層メッキをもつ2層メッキでも、そ
の他どの様なものでも良く、特に限定されない。また、
同一メッキ構成の両面メッキ(等厚、差厚)でも勿論よ
い。
次に、本発明を実施例により更に説明する。
なお、実施例中の各メッキ層の皮膜は次のようにして実
施した。
内層 公知の電解浴条件(浴温40〜70°C1電流密
度40〜12OA/ d rrr) 中間層 Znメッキは、ZnSO4200g/ l、 
ZnGI2100g/ l、 Na2 so450g 
/l 、PH3,0。
浴温40〜70°C1電流密度20〜BOA/d rn
’、表層 Gr03150g/ l、H2SO41,5
g/ Jljの浴を用い、電解条件(電流密度lO〜B
OA/dm′、通電時間0.1−100秒)を変化させ
て、種々のCr−4:rOx表層を得た。
また、各供試材の性能評価試験は、次の■〜■の方法で
実施した。
■表層密着性 供試材をエリキセン(球頭径25mm)張り出しく高さ
8mm)後、粘着テープで皮膜の剥離状況を調べた。
G・・・剥離なし、A・・・粉状に少量剥離、P・・・
剥離多い (す耐パウダリング性(加工性) 供試材を、脱脂→潤滑油塗布→円筒深絞り成形(ポンチ
径33mm、ブランク径70mm、高さ29mm)後、
円筒外壁部にセロテープを押しつけてからはがし、テー
プに付着した!II 1lil:粉の量の多少により評
価。
G・・・少い(EGA材相当)、A・・・やや多い、P
・・・多い(GA材相当) (3)スポット溶接性 板厚0.8mm 、溶接電流8〜12KA、通゛屯時間
8〜12サイクルの標準的な抵抗溶接条件で、連続打点
をしたときのナゲツト径の減少の経時的変化により評価
、 G・・・SO00打点以上、A・・・2500打点以上
、P・・・2500打点未満 (ツ化成処理液中へのCr溶出性 市販の化成処理液(日本パーカー社製BT3030、■
木ペイント社製5D2000等)に1時間侵漬し、ポル
タンメトリー法で微I Crイオンを測定して、検出限
界以下かどうかを確認した。
tr・・・不検出、dat・・・検IJ5(5)塗膜耐
水密着性 供試材を市販の化成処理(リン酸りn処理1日木パーカ
ー社製BT3030)→カチオン電着塗装(日本ペイン
ト社製U −30)20 g→中塗、上塗(80k)塗
装後、イオン交換水(50°C)に240時間浸漬し、
その後塗膜にゴパン目状力・ントを入れて、テープで塗
膜残存率を調べた。
G・・・90%以上残存、A・・・80%以上残存、P
・・・80%未満残存、 ■塗装後ブリスター性 前項の■と同様に、化成処理→カチオン電着塗装→中塗
、上塗塗装した後、素地に至るまでのクロスカットを入
れ、5z食塩水噴霧(1回/1B)→大気ば〈露(高温
多湿の沖縄地方)テストを2種ケ月行ない、塗膜下腐食
のブリスター幅を調べた。
G −1,5mm以下、A ・・・3mm以下、P・・
・3LIII11以上(実施例1) 鋼板の弁面に、内層として、イ・」着量20g/m″の
Fe5wt% 、 Zn85wtX (ζ相、r1相、
δ1相)のZn−F1!重合金メッキ層を、中間層とし
て、付着量を0・1〜20g/m’の範囲で種々変化さ
せてFe5wt%、Zn97wt$ (77相主体)ノ
Zn−Fe系合金メッキ層を1表層として、0.02g
 / m’ (1)CrOxを有する付着量0.2g/
m’のCrメッキ層を被覆した供試材を製造した。
上記供試材について、中間層の付着量と耐パウダリング
性及び表層密着性との関係を試験した結果を第1図に示
す。
(実施例2) 鋼板の片面に、内層として、付着量30g/rn’のN
ilN11l 、 Zn88wtX 、 Fe1wt1
(r相生体)のZn −Ni系合金メッキ層を、中間層
として、付着量を0゜1〜20g/m″の範囲で種々変
化させて、Znメッキ層を、表層として、o、o8g 
/m′のC「0!を有する付着Ji0.8g/rn’の
Crメッキ層を被覆した供試体を製造し、実施例1と同
じ試験を行なった。結果を第2図に示す。
(実施例3) 鋼板面に被覆する、内層、中間層、表層の各メッキ組成
と付着量を種々変化させて、比較供試材(Nol 〜N
a1l)と、本発明供試材(No12〜No2B)を製
造した。各供試材について性能試験を行なった。結果を
表に示す。
(発明の効果) 本発明の多層メッキ鋼板は、実施例からも明らかなよう
に、優れた性能を有しており、特に自動車用防錆鋼板と
して好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、それぞれ、実施例1及び実施例2の
試験結果を示すグラフである。 代理人 弁理士 佐々木 俊哲

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼板の少くとも片面に、表層として、その表面に
    0.O1〜1.0g/m”のCr水利酸化物層をもつ、
    付着量0.03〜3.0g/rn’のCrメッキ層を有
    し、中間層として、封着量0.5〜20g/m’の、Z
    nメッキ又はη”相を主体とするZn−Ni系合金(N
    i <5wt%)メッキ、或はZn−Fe系合金(Fe
     <5wt%)メ・ンキのうちの1種のメッキ層を有し
    、内層として、r相を含有するZn−Ni合金(Ni5
    〜20wt%)メッキ層を有することを特徴とする多層
    メッキ鋼板。
  2. (2)鋼板の少くとも片面に、表層として、その表面に
    0.01= 1.0g/ rrfのCr水和酸化物層−
    をもつ、封着量0.03〜3.0g/m’のCrメッキ
    層を有し、中間層として、付着量0.5〜20g/rn
    ’の、Znメッキ又はη相を主体とするZn−Ni系合
    金(Ni <5wt1)メッキ、或はZH−Fe系合金
    (Fe < 5wt%)メ1.キのうちの1種のメッキ
    層を有し、内層として、ζ、δ1、[、、r相の中の1
    種又は2種以−にの相を含有するZn−Fe合金(Fe
    5〜35賛tz)メ・ンキ層−喰有することを特徴とす
    る多層メッキ鋼板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243280A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Nippon Steel Corp メツキ鋼板のクロメ−ト化成処理方法
US5429881A (en) * 1990-05-23 1995-07-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface treated aluminum or aluminum alloy material
JP2013503254A (ja) * 2009-08-25 2013-01-31 ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト 腐食に対する保護を与える金属コーティングが施された鋼部材を製造する方法、および鋼部材

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