JPS60211096A - 高耐食性表面処理鋼板 - Google Patents

高耐食性表面処理鋼板

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JPS60211096A
JPS60211096A JP6639984A JP6639984A JPS60211096A JP S60211096 A JPS60211096 A JP S60211096A JP 6639984 A JP6639984 A JP 6639984A JP 6639984 A JP6639984 A JP 6639984A JP S60211096 A JPS60211096 A JP S60211096A
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alloy plating
corrosion resistance
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肇 木村
Hiroshi Hosoda
博 細田
Shigeru Unno
茂 海野
Hideo Kobayashi
秀夫 小林
Toshiro Ichida
市田 俊郎
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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】 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、赤錆や穴あきに耐える表面処理
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耐える高耐
食性を付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注目され
ている。
Zn系合金めっきとは、Zn−Fe、Zn−旧、 Zn
 −Go、 Zn−Fe−Ni、 Zn−N1−Go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)特開昭51−112436号 2)特開昭51−112437号 ・上記2件の特許はいずれも、第1層としてZnを主成
分とし、Cr、 In、 Zr、 Goの酸化物および
/または水酸化物の1種以上を含有しためっき層、第2
層として0.2 g/rrf以上のZnのみからなるめ
っき層をもつ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、第2層にZn−CjQ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52−85030号 ・第1層としてZnを主成分とし、Goの酸化物および
/または水酸化物を含有しためつき層、第2層としてZ
nを主成分とし、Cr、 Sn、 Inの酸化物および
水酸化物の1種以上を含有しためつき層をもつ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、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、本発明と明らかに異なる。
4)特公昭57−28754号 ・第1層として5〜120 g/ln’ (7)Znま
たは複合Znめっき層、第2層としてZn−Feめつき
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、本発明と明らかに異なる。
5)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
・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。
・なお、実施例において、第1層および第2層ともにZ
n−Go系合金めっきが示されていない。
・本発明は第1層および第2層をともにZn−G。
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。
6)特開昭56−166390号 ・第1層として厚さ 0.03〜1.50−の旧。
Co、 Sn、Cuの単一被覆層、第2層としてCo。
Fe、 Sn、 Mn含有量が総量で10〜95%のZ
n −Co系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、クロスカット部で赤錆
が生じやすい欠点が認められた。
・なお、第1層がZn−Co系めっきでなく、さらに実
施例において、第2層のGo含有率が10%以上と高く
、本発明のCo含有率0.1〜6 wt%と明らかに異
なる。
本発明は、第1層がめつき付着量1−10g/m′、G
o含有率6〜3−Out%であるZn−Co合金めっき
、第2層がめつき付着量3〜30g/rn’、Co含有
率0.1〜8 wt%であるZn−Co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。
本発明はまた、第1層がめつき付着量1〜10g/rr
i’、Co含有率6〜30wt%であるZn−Co合金
めっき、第2層がめつき付着量3〜30 g/rn’、
Co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−Co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。
本発明はまた、第1層がめつき付着量1−103/rn
’、Co含有率6〜30wt%、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−G。
系合金めつき、第2層がめつき付着量3〜30g/rn
’、Co含有率0.1〜8wt%であるZn−Co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。
本発明はさらに、第1層がめつき付着量1〜10 g/
rn” 、 Co含有率6〜30wt%、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−C
o系合金めっき、第2層がめつき付着量3〜30g/r
n’、Co含有率0.1〜111wt%、さらにクロム
、アルミナ、シリカ、チタニアの1種以上を0、O1〜
3 wt%含有するZn−Co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−Co合金めっきの旧含有率は6〜30w
t%が望ましい、6wt%未満では耐食性向上効果が認
められず、30wt%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−Co
合金めっきの付着量としては1〜Log/rn’が望ま
しい。1g/m″未満では耐食性向上効果が認められず
、10g/m″を超えると加工性が低下し、またコスト
上からも望ましくなくなる。
Zn−Co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
.O1〜3 wt%含有させると、より一層耐食性が向
上したが、0.01 wt%未満では耐食性向上効果が
認められず、3 at%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−Co合金めっきのGo含有率は0.1〜
fl1wt%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 −Co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−Co合金めっきの
付着量としては3〜30 g/rri”が望ましい。3
 g/rn’未満では耐食性向上効果が認められず、3
0g/rrf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−Co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上したが、 0.01w
t%未満では耐食性向上効果が認められず、3wt%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
Go含有率の比較的高いZn−Co系合金めっきを第1
層とし、Go含有率の比較的低いZn−Co系合金めっ
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−Co系合金めっきは、Go含有
率が0.1〜8 wt%でZnリッチなめっき層である
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Zl
l(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種以上を少量含有すると、腐
食生成物211(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−Co系合金めっきはGo含有率
が6〜30wt%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層のめっ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、塩水が溜りゃすく、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6〜30wt%のC
oを含有するZn−Co合金めっきが好適である。また
、めっき層中のCoは前述のように、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0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−Co合金めっき浴は、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
−Co系合金めっきを行い、つづいて第1層の上に第2
層のZn−Co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 m/win 、電流密度
75 A/dm2で、液温は50℃とした。
(1) Zn−Co系合金めっき条件 浴組成 塩化亜鉛 200 g/見 基塩化カリウム 300 g// 境化コバルト lO〜200 g/皇 p)12.5 Go含有率の異なるZn−Co合金めっき鋼板は浴中の
fil化コバルト濃度を変えることにより作製した。ま
た、Zn −Co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:塩化第ニクロムをクロム金属として0.1
−15 g/文添加。
アルミナ:日産化学工業■製、アルミナゾル#520 
(Al103.20wt%)を5〜100+I/文添加
シ リ カニ日産化学工業■製、スノーテックス−0(
Si02 、 20wt%)、ス/−チー7 クスーA
K(Si02 、 l 8wt%、Al103 、2w
t%)を 5〜1O01/皇添加。
チタニア:チタニアゾル(Ti02 、9wt%)を5
〜501/文添加。
(2) Zn−Co系合金めっき条件 浴組成 塩化亜鉛 200 g/fL 塩化カリウム 300 g/皇 塩化コバルト 0.I N100 g/皇p)1 2.
5 Go含有率の異なるZn−Co合金めつき鋼板は、浴中
の塩化コバルト濃度を変えることにより作製した。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〕
裸 材 ■処理:そのまま ■評価:5ST21El後の赤錆発生面積率塗装材 ■処理:ボンデライト#3030(DiPタイプ)→カ
チオン電着塗装20−(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:5ST7日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・・・ // l O〜30% Δ・・・ 〃 30〜50% X・・・ l/ 50%以上 塗膜ふくれ幅 0・・・塗膜ふくれ幅 1.5■膳以下0・・・ 〃 
1.5〜3 層■ Δ・−― 〃 3 〜6 層■ X・・・ // 9 醜1 以」二 〔めっき密着性〕 デュポン衡撃試験:撃心坏インチ径、荷重1Kg、高さ
50c鵬。
0・・・めっき剥離なし Δ・・・めっき剥離わずかにあり 第1表ないし第4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l
、%ることカtよくわ力)る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1層がめつき付着量1−103/m″、Go含
    有率6〜30wt%であるZn−Co合金めっき、第2
    層がめつき付着量3〜30g/ゴ、 Co含有率0.1
    〜8 wt%であるZn−Co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。
  2. (2)第1層がめつき付着量1〜log/rn’、Go
    含有率6〜30wt%であるZn−Co合金めっき、第
    2層がめつき付着量3〜30g/m″、Co含有率0.
    1〜8wt%、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−Co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. (3)第1層がめつき付着量1〜10g/ln’、 G
    o含有率6〜30wt%、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.O1〜3 wt%含有するZn−Co系合金めっき
    、第2層がめつき付着量3〜30g/ln’、Co含有
    率0.1〜8 wt%であるZn−Co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
  4. (4)第1層がめつき付着量1〜lOg/m’、Go含
    有率6〜30wt%、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.
    O1〜3 wt%含有するZn−Co系合金めっき、第
    2層がめつき付着量3〜30g/m’、Co含有率0.
    1〜8 wt%、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
    −Co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。
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