JPS60204887A - Zn−Al系合金溶融めっき鋼板のリン酸亜鉛処理方法 - Google Patents

Zn−Al系合金溶融めっき鋼板のリン酸亜鉛処理方法

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JPS60204887A
JPS60204887A JP5953884A JP5953884A JPS60204887A JP S60204887 A JPS60204887 A JP S60204887A JP 5953884 A JP5953884 A JP 5953884A JP 5953884 A JP5953884 A JP 5953884A JP S60204887 A JPS60204887 A JP S60204887A
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JP
Japan
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zinc phosphate
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steel sheet
ion
alloy
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JP5953884A
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English (en)
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Hisao Takamura
高村 久雄
Kiichiro Katayama
片山 喜一郎
Takenori Deguchi
出口 武典
Yasuharu Maeda
前田 靖治
Masaru Suzuki
勝 鈴木
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • 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、リン酸亜鉛処理液中に不可避的に混入し来た
るA1イオン量が500ppmを超えないように形成す
る方法によるハ1−A1系合金溶融めっき鋼板のリン@
亜鉛処理方法に関するものである。
lnめっき鋼板は古くから建築、土木用などに使用され
、その耐久性については広く信頼されている。しかし近
年、より一箇優れた耐久性を有するめっき鋼板が望まれ
るようになり、ハ1−A1糸合金溶融めっき鋼板(11
1ベースに、王にA1を3〜5%含有する溶融めっき鋼
機;以下、In−Al系めっき鋼板と記述する)が開発
された。このh+−Al系めっき鋼板は裸の耐食性が従
来の亜鉛めっき鋼板の約2倍と優れており、特にめっき
りの密着性、展延性が良いため加工部の耐食性が著しく
潰れているなどの特徴がある。この特徴を活かすため塗
装鋼板への適用が望まれ、検討されている。従来から塗
装鋼板の塗装前処理の殆んどがリン醗亜鉛処理による方
法で行なわれている。リンrIi!II! ia処lj
lではめつぎ−のlnが一部溶出し、之がリン酸と結合
してリン醒亜鉛皮膜を生成する。l+l−Al糸めっき
鋼板の場合、従来の亜鉛めっき鋼板に比べめつのA1が
多量にリン酸亜鉛処理液中に溶出する。従って、リン酸
亜鉛皮膜の構成元素でないAIが処理液中に多量蓄積し
た場合の問題が懸念されている1この蓄積AIの影響に
ついて明確にするため、通常の着色亜鉛鉄板の塗装前処
理を行ない得る連続化成処理装置にIn−Al系めっき
鋼板を連続通板して調査した。実験は市販のリン酸亜鉛
処理液を一定量建浴し、之にハ1−A1糸めっき鋼板を
連続通板し、この時リン酸亜鉛皮膜となって消費される
処ll液およびロール絞りによる持ち出し液態は処理液
の全酸度を測定することにより別途補給液で連続補給し
た。この実験において通板II旬の溶出AlfiL蓄積
A11l、リン酸亜鉛皮膜量、エツチング量(リン酸亜
鉛処理液中におけるめっき園の溶出層)および生成した
リン酸亜鉛皮膜の形態変化などを確認した。
またリンII!亜鉛処理鋼板に引続きクロム醒シーリン
グを行ない塗装後の性能に就いても確認した。
この実験結果から次の事が判明した。即ち第1図に示す
ように従来の亜鉛めっき鋼板ではリン酸亜鉛処理液中に
蓄積するA1量が約2201111111であるのに対
し、2n−Al系めっき鋼板は著しく多くit高700
11111にまで達した。
また蓄積A1の増加に伴ないリン醒並鉛皮膜墨およびエ
ツチング量は第2図に示すように減少し、特に蓄積A1
量が500 p praを超えると著しく減少すること
が判った。このリン酸亜鉛皮膜量の減少は第3図(写真
)に示すようにリン酸亜鉛の結晶形態がリン酸亜鉛独特
の針状結晶Aから粒状結晶Bに変化すると共に結晶の成
長が抑制されるためと考えられる。更にリン酸亜鉛処理
液中の蓄積A11lと塗装後の塗膜密着性の関係を第4
図に示すが、蓄積Al員が50001)lを超えた処理
液で処理されたものは折り曲げ密着性、耐スクラッチ性
が著しく劣り、塗装鋼板としての性能を有していないこ
とが判った。このようにZn−Al系めっき鋼板はリン
酸曲鉛処理においてめっき−から溶出し蓄積されたA1
の影響を受け正常なリン酸亜鉛皮膜が形成されないため
充分な塗装前処理性能が付与されないことが判明した。
しかしZn−Al系めっき鋼板は前述したように加工部
の耐食性が著しく優れていることから塗装鋼板への適用
が望まれている。従って111−Al系めっき鋼板のリ
ン酸亜鉛処理方法について種々種討した。
第1図に示したようにIn−Al系めっき鋼板を1W’
/l処理した場合の溶出Al量は約50ppmであり3
0m’/l処理後の蓄積AI[lは約700ppmであ
った。之に対しInめっき鋼板の溶出Al量は約10p
pHlであり30va2/l処理後の蓄積Al量は約2
20 p p mであった。
また1口めっき鋼板のリン酸亜鉛処理は現在多くの着色
亜鉛鉄板の製造ラインで実施されているが、処理液中の
蓄積Al量は約200〜400110111で平衡して
おり、In−Al系めっき鋼板のように多量の蓄積A1
は認められずリン酸亜鉛皮膜も正常に生成している。之
等の事実から1n−Al系めっき鋼板においても111
27!処理した場合の溶出Allを10pIJll以下
に抑制するか、或いは蓄積A1量を500 p p m
以下に抑制または除去することによって正常なリン酸亜
鉛処理が可能なことが判る。溶出AIをioppm以下
に抑制する方法について種々検討した結果、次の方法が
有効であることが判った。即ち、溶出AIを抑制する方
法としてリン酸亜鉛処理前にハ1−A1系めつき鋼板上
に0.5〜10μの純ln層を電気めっきにより形成さ
せた後、引続きリン醒亜鉛9B理する方法が有効である
ことを開発した。
本発明について詳細に説明Jる。
溶出A1の蓄積を防止する方法としてオートドレーン方
式が考えられる。この方法は蓄積Allを5001印m
以下に維持するために建浴したリンMilk鉛処理液を
常に一定同宛連続補給し、オーバーフロー分を廃液とし
蓄積A1を除去する方法である。この方法においてもA
1の蓄積防止は可能であるが、リン酸亜鉛処理液の使用
量の増加および廃酸処理費用が増加することは明らかで
ある。史に補給量オよび廃液の管理が複雑となり経済的
でない。
本発明はこのような欠点を解決づるもので、111−A
l系めっき層の上に#KAZ++ilを形成させること
を14徴とでるものである。即ち、リン酸!11!鉛処
理に6いてはめつき唐の一部を溶解し、溶出したi「1
がリン酸と結合しリン酸亜鉛皮膜を形成する。従っτI
n−Al系めっき鋼板では必然的にめつぎ層中の八1が
リン酸亜鉛処理液中に蓄積することになる。本発明によ
りll+−Al系めっき層上に電気めっきにより純ハ1
−を形成させた場合にはリン酸亜鉛処理液中では電気め
っきが溶解され溶出したハ1がリン酸曲鉛皮膜となる。
A1の溶出は電気めっき−の厚みによって制御出来、完
全にA1の溶出を防止するか或いは数回−以下に抑える
ことが出来る、叩ち8l−Al系めっき層表面を電気め
っきによる純In層でマスキングするものである。また
純10■を形成させる方法として電気めつぎを用いたの
は形成された純ハ1園が優れた密着性を有する1;め、
ZTI−Al系めつき■自身が有する優れた密着力およ
び展延性を損うこと無く溶出A1の抑制が可能なためで
ある。
以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
11(1,351111,@2001111(7)21
+−AI系メっキ鋼板’1Tji解脱脂(オルソ珪酸ソ
ーダ50g/l、浴温85±5C121流1[5A/d
i2. 処理時間10秒) 、 電気211メ’:+キ
(2nC1,2009/Z 、 CHsCOOH401
111、電流密度10A/d m’ ) 後、引続き主
成分としてZnイオン徂が1.12g/l、Niイオン
量が1.26g N 、 PO斗イオン量がe、6g/
z、so□イオン量が1.1g、’/、Fイオン口が1
,329/lとその他少量の添加物から成る処理液組成
の市販リン酸並鉛系処理液(商品名ローフレボンデライ
l−103,日本バーカーライジング社製)を用い、通
常の着色亜鉛鉄板の塗装前処理を行ない得る連続化成処
理装置に通板しリン醒亜鉛処理液201を用いてGOO
l112処理した。この時めっき鋼板11Ilz処理後
の溶出A1但、 60(ls2処理後の蓄積All、リ
ン酸曲鉛皮膜の形態9分布状態および塗装後の塗膜密答
性を調査し電気lf+めつき−による溶出へ1の抑制効
果について確認した。
なお、リンeli亜鉛皮膜の分布状態は+000倍の電
子鎮微繞写真を撮影し評価した。また塗装後の性能は塗
料WA21 (大日本インキ化学工IJ製、膜厚5μ、
焼付温度215±10’C,30秒)塗装後、2を折り
曲げ、コインスクラッチ試験を行ないwI1表に示で評
価基準に基づき評幽し、その結果を第2表に示す。
第 1 表 □ 第2表から明らかなようにlローAi系めっき鋼板を通
常の方法でリン酸亜鉛、処理した場合および電気めっき
厚みが0.3μの場合は1 m’処理後の溶出A1量が
34へ61 pp−と多く、更に600i2処理した場
合の蓄積AIfiQ何レモ50しpptt−超、t 7
.1”i リ、溶出Alt。
rlllffi末膚、蓄積A l50(11)l]#l
以下の水準に達してぃない。この結果皮膜はリン酸亜鉛
独特の針状結晶から粒状結晶に変化し、塗装後の21折
り曲げ、コインスクラッチ試験結果が著しく低い性能を
示している。之に対し本発明の方法によって0.5〜1
0μの電気ハ1めつき府を形成ぎせ引続きリン醒!If
!鉛処理を行なったものは溶出A1量が1013111
末膚1M積A1量が200ppm以下である。またリン
酸亜鉛皮膜も正常な針状結晶を示し、更に塗装後の2℃
折り曲げ、コインスクラッチ試験結果も優れている。こ
のように0.5μ以上の電気lnめつき層を形成させる
ことにより茗しい溶出A1の抑制効果が認められる。
また電気lnめつき層の厚みは溶出A1の抑制効果およ
び経済向から0.5〜10μの範囲が好ましい。
以下余白 In−Al系めっき鋼板は通常のリン酸亜鉛処理方法で
はめつき層から溶出するA1が処理液中に蓄積し、正常
なリン酸亜鉛皮膜の生成が不能となる。本発明の適用に
よって正常なリン酸亜鉛皮膜が生成し塗装鋼板への適用
が可能となる。
本発明はアルミニウム、亜鉛めっき鋼板、冷延鋼板など
複数の素材を161−ラインで処理する場合に適用出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はリン酸亜鉛処理液にハ1−A1系合金溶融めっ
き鋼板および亜鉛めっき鋼板を連続通板した場合の通板
量と蓄積A1量の関係を示すものであり、Aは2n−A
l系合金溶融めっき鋼板の蓄積AI[lBはlnめつき
鋼板の蓄積A1量 を示す。 第2図はリン酸亜鉛処理液中の蓄積Allとリン酸亜鉛
皮膜量およびエツチング量の関係を示すものであり、 △はIn−Al系合金溶融めっき鋼板のリン酸亜鉛皮膜
l Bは1n−Al系合金溶融めっき鋼板のエツチング量 を示す。 第3図(写真)は蓄積^+aoppm(建浴液)と蓄積
Al量700ppHlのリン酸亜鉛処理液で処理した場
合のリン酸亜鉛皮膜の結晶形態および結晶の分布状態を
示すものであり、 Aは蓄積A1量0111)+11(建浴液)で処理した
場合の結晶形態および結晶の分布状態 Bは蓄積Al量700ppmで処理した場合の結晶形態
および結晶の分布状態 を示すものである。 第4図は蓄積A1屋01111m(建浴液)がら700
 p p mまでの処理液で処理したリン酸亜鉛処理板
に塗装した場合の性能を示すものである。 1g 1 図 第2図 第1頁の続き

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 1ll−Al系合金溶融めっき鋼板の表面に電気め
    っきにより0.5〜10μの純711@を形成させて債
    、主成分としてInイオン量が0.85〜1,7Q/j
    !、ll+イオン量が1.θ〜2.59/l、PO+イ
    オン量が5.5〜l0IJ/4.No、イオン量が0.
    8〜1.!+g#、 Fイオン量が1.3〜5.59#
    とその他少伍の深加物から成るリン酸亜鉛処理液組成で
    且つ不可避的に混入し来たるA1イオン債を!l 00
     Hr 1+ Iを超えない量に押えた処理液を用いて
    処理することを特徴とするIn−Al系合金溶融めっき
    鋼板のリン酸亜鉛処理方法。
JP5953884A 1984-03-29 1984-03-29 Zn−Al系合金溶融めっき鋼板のリン酸亜鉛処理方法 Pending JPS60204887A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157693A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Sumitomo Metal Ind Ltd りん酸塩処理性に優れたAl板
US5236519A (en) * 1990-01-18 1993-08-17 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Method for lubricating treatment of aluminum

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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