JPS61152444A - 溶接性、加工性、耐食性の優れた塗装鋼板 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車重防食用有機被覆鋼板、更に詳しくは
、溶接性、加工性、耐食性の性能を満足するジンクリッ
チ鋼板に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 北米やカナダでは、冬期の自動車スリップ事故防止のた
め、岩塩散布による道路の凍結防止がなされているが、
自動車の腐食の面からは苛酷な腐食環境にさらされてお
り、特に塩水の溜りやすい合わせ目や袋構造部は錆びや
すいという問題点がある。そこで、自動車メーカーでは
、車体構造お、よび塗装システムの改善とともに、素材
面では高耐食性の表面処理鋼板を使用している。このよ
うな自動車用表面処理鋼板には、亜鉛系めっき鋼板の他
に、有機被覆鋼板としてのジンクリッチ塗料を塗布した
塗装鋼板がある。

一般に、自動車の車体の製造工程は、プレス成形→組立
て→塗装工程から成り、自動車用鋼板の性能としては、
プレス成形性の面から、加工性。

組立て時のスポット溶接性が耐食性とともに要求される
。

現在、自動車用鋼板として一般に使用されているジンク
リッチ塗装鋼板は、８０重量％以上の亜鉛粉末を含有し
、塗膜厚が１２〜ｌ　７４ｒａのジンクリッチ塗Ｓ層を
有する。このようなジンクリッ”チ塗装鋼板については
、塗膜中の亜鉛粉末の含有量と塗膜厚が、自動車用鋼板
に要求される性能、溶接性、加工性、耐食性に大きく影
響する。

現在一般に使用されているジンクリッチ塗装鋼板は、溶
接性、加工性、耐食性のバランスのとれた設計がなされ
ているものの、特に加工時のパウダリングやスポット溶
接性の点で、自動車用鋼板として十分な性能を備えてい
るとは言い難い。

すなわち、このような塗装鋼板においては、塗膜中の亜
鉛粉末が８０重量％以上と高配合量であることと、塗膜
厚が約１５．鵬と厚膜であるため、亜鉛の電気化学的防
食効果と塗膜のバリヤー効果によって、平板部の耐食性
は良好であるが、塗膜中の亜鉛粉末が高配合量であるた
め、塗膜の伸びが悪くなり、また膜厚が厚いため、加工
部では、塗膜が剥離し易く、ジンクリッチ被膜による防
食効果がなくなる。加工性については、プレス成形加工
時に塗膜が剥離してパウダリング現象が起り易く、プレ
ス作業性の面で問題がある。溶接性については、塗膜中
の亜鉛配合量が高く、塗膜層内の導電性を増してはいる
が、粒子が小さいため電極と鋼板間の導電性が十分なレ
ベルではなく、電極の消耗が速く、連続スポット溶接性
としても不十分である。

一方、最近、特開昭５７−１８９８４２号のように、ジ
ンクリッチ塗膜と鋼板間にＺｎ−旧等の電気合金めっき
とクロメート処理を施し、ジンクリッチ塗膜を薄くする
ことによって、加工性、溶接性を向上させる試みが開示
されているが、加工性、溶接性を重視して塗膜厚を薄く
すれば、耐食性が劣化すること、耐食性を重視して塗膜
厚を厚くすれば、加工性、溶接性が劣化するという矛盾
を未だ解決し得ていない。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、上述の従来塗装鋼板の欠点を解決し、
溶接性、加工性、耐食性のすべての性能の優れたジンク
リッチ塗装鋼板を提供することにある。

〈発明の構成〉 本発明は、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメート被
膜層と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層を形成して
成る塗装鋼板において、 Ｎｉ含有量が５〜２０重量％で、めっき付着量が５〜３
０ｇ／ｒｎ’であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、クロム
付着量が１０〜５０１ｇ／　ｆｆｌ’であるクロメート
被膜層と、 クロム系防錆顔料を、塗料不揮発分に対し、２〜８重量
％含有し、かつ平均粒径が３〜２０ル■である亜鉛粉末
を塗料不揮発分に対し、７０〜８０重量％含有するジン
クリッチ塗料を塗布乾燥して得られた膜厚３〜１０川■
のジンクリッチ被膜層を有することを特徴とする溶接性
、加工性、耐食性の優れた塗装鋼板を提供することにあ
る。

以下１本発明を更に詳細に説明する。

本発明者らは、ＺＮ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメー
ト処理被膜層と亜鉛粉末を含有するジンクリッチ塗膜層
から成る塗装鋼板の最適条件を得るため、素材鋼板とし
て、Ｚｎ−旧めっきの付着量。

Ｎｉ含有量およびクロメートの付着量、かつ、ジンクリ
ッチ塗料中の亜鉛粉末の粒径および添加量、更にクロム
系防錆顔料の種類および添加量について検討した結果１
本発明に至ったものである。

即ち、高耐食性のジンクリッチ鋼板を得るため、＊材調
板として、犠牲防食性を有する亜鉛系めっき鋼板につい
て検討したところ、苛酷な腐食環境においては、通常の
亜鉛めっき鋼板を用いた場合、下地の亜鉛めっき層の亜
鉛の溶出速度がきわめて速いため、塗膜面にブリスター
を生じ、塗膜剥離を引き起し、防食性能が低下すること
がわかった。

ところが、亜鉛の溶出速度が適当にコントロールされた
合金化亜鉛めっきのうちでも、特にＺｎ　−Ｎｉ合金め
っき鋼板を使用することにより、耐食性のきわめて優れ
たジンクリッチ塗装鋼板が得られることを見出した。

本発明で用いたＺｎ−Ｎｉめっき鋼板は、Ｎｉ含有量が
５〜２０重量％が好ましい、Ｎｉ含有量が５重量％未満
では、亜鉛の溶出速度が速くてブリスターが発生し易く
、２０重量％を越えると、亜鉛による犠牲防食効果は小
さくなる。一方、めっき付着量については、５〜３０　
ｇ／ｒｎ’が好ましい、５ｇ／ｍ’未満では十分な防食
効果がなく、３０ｇ／ｍ’を越えると経済性の面から不
利である。

本発明では、このようなＺｎ−Ｎｉ合金めつき鋼板を素
材鋼板として使用し、その上にクロメート処理を施し、
さらにジンクリッチ塗料を塗布する。

本発明で用いるクロメート処理は、塗布型クロメート処
理が好ましく、ロール塗布後、板温的１５０℃で９０秒
程度加熱乾燥して、クロメート被膜層を鋼板上に形成さ
せる。この被膜層は、クロム酸による素地面の不働態化
によって、耐食性に対してきわめて有効に作用する。ク
ロメート処理被膜付着量としては、クロム量として１０
〜５０５ｇ／ｍ’が好ましい。クロム付着量が１０履ｇ
／ｍ１未満では十分な耐食性が得られず、５０■ｇ’／
ｍ’を超えると、加工性、溶接性が著しく低下する。

更に、本発明におけるクロメート被膜上に施すジンクリ
ッチ塗膜の特徴は、従来の亜鉛粉末が平均粒径３〜６ミ
クロン、塗料不揮発分に対し８０重量％以上、かつ、従
来の塗膜厚が１２〜１７ミクロンであるのに対し平均粒
径３〜２０ミクロン、塗料不揮発分に対し７０〜８０重
量％、かつ塗膜厚が３〜１０ミクロンで、クロム系防錆
顔料を２〜８重量％含有することである。

本発明のジンクリッチ塗膜は、塗膜厚に対し亜鉛平均粒
子径が塗膜厚よりも大きいため、塗膜表面上に亜鉛粒子
が突出しているので、溶接時の通電性が良い、この効果
は、平均粒子径が塗膜厚と同等以上で発揮される。同等
未満では通電性が劣る。

従来の塗膜では膜厚に対して亜鉛粒子が小さく、溶接時
の通電性が低いことが難点であった。

以上のように、本発明の塗膜では亜鉛粒子径が大さいた
め、塗料不揮発分に対し含有量７０〜８０重量％と、従
来のジンクリッチ塗膜よりも少ない量の亜鉛で優れた溶
接性を示す、従って、塗料と亜鉛粒子の接触面積も極端
に少なくなり、塗膜の伸びが向上し、加工時に亜鉛が脱
離しにくくなる。ただし、亜鉛粒子径が塗膜厚の２倍超
では粒子の剥落が起り易い。

一方、本発明の塗膜厚は３〜１０ミクロンと、従来のジ
ンクリッチ塗膜のｌ／４〜３１５であり、この点でも加
工時の脱離量を低減し、かつ溶接性も向上させる効果が
ある。塗膜厚を薄くすることができるのは、前述したＺ
ｎ−Ｎｉ合金めっきによる防食効果はもちろん、クロム
系可溶性防錆顔料の添加により防錆効果を著しく向上さ
せたためである。

クロム系可溶性防錆顔料としては、ジンククロメートの
うち（ＺＰＣ：　　Ｋ　２０　・４Ｃｒ０３　　・４Ｚ
ｎＯ−３Ｈ２０）または（ＺＴＯ：　　ＺｎＣｒ０４　
　・４Ｚｎ（ＯＨ）　２　）およびストロンチウムクロ
メート（ＳｒＣｒＣ１＋　）が有効である。これら防錆
顔料の添加量は、塗料不揮発に対し２〜８重量％が良い
、２重量％未満では防錆効果がなく、８重量％を超える
と塗膜にブリスターを発生し易くなる。

本発明で用いるジンクリッチ塗料は、７０〜８０重量％
の配合量の亜鉛粉末を含有する有機樹脂系の一般のジン
クリッチ塗料をベースとしている。有機樹脂としてはエ
ポキシ系樹脂が好ましいが、他の樹脂でも支障ない。

一方、本発明で用いるジンクリッチ塗料の塗膜厚につい
ては、３川厘未満では均一な塗膜を得ることが困難で、
耐食性が劣るし、１０ｗ層を超えると加工時の剥離量が
増える。したがって、乾燥塗膜厚は３〜１０％−とする
のがよい。

く実　施　例〉 以下１本発明を実施例につき具体的に説明する。

（１）試験片の作製 厚さ０．８■のＺｎ−Ｎｉめっき鋼板上に、クロム酸を
主体とする塗布型クロメート処理液をロールコータ−で
塗布し、１５０℃で９０秒加熱乾燥した。

放冷後、直ちにエポキシ樹脂をベースとし、第１表に示
した添加物を含有するジンクリッチ塗料をロールコータ
−で塗布し、２７０℃で９０秒焼き付けて試料を作製し
た。これを第１表にまとめた。

（２）上記試料について、以下に示す試験を行なって性
能を評価した。

１０　　連続スポット溶接試験を以下の条件で行ない、
ｉｏｏ点毎に３０Ｘ１００ｍ霧の試験片に溶接し、引張
剪断強度が４００ｋｇ以上確保できるまでの打点数で評
価した。

溶接面：塗膜−冷延面 加圧力：２００ｋｇ 電　　　流：　８．５　ＫＡ 通電時間：１０サイクル 電　　極：Ｒ４０（ラジアス型） 材質　クロム−銅 ■　加工性試験 ブランク径６９層層φ、ダイス径３３■■φで、２５Ｉ
ｌ鵬高さまでカップ絞り加工し、加工部をセロハンテー
プで３回くり返し剥離し、以下のように被膜剥離量で加
工性を評価した。

剥離量＝（ブランクの重量） −（剥離後のカップ重量） 加工性評価　０：　被膜剥離量　５ｍｇ以下Δ：１１５
〜２０Ｂ Ｘ：　　　　／／　　　　　　２０ｍｇ以上（■　耐食
性試験 表面にクロスカットを入れた試料および（りに示した条
件で円筒絞り加工をした試料を、塩水噴ｓ４時間、乾燥
（６０℃）２時間、湿潤（５０℃、Ｒ）１９５％以上）
２時間を１サイクルとする複合腐食試験法により試験し
、赤錆発生状態から平板および加工部の耐食性を評価し
た。

耐食性評価（１００サイクルでの赤錆発生状態）０：赤
錆発生面積率　　　　　　Ｏ％ Δ　二　　　　　　〃　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ｌ　〜　５　％×：　　〃　　　　　　　　
　５％以上第１表に本発明例、比較例の性能試験結果を
示した０表から明らかなように、本発明の塗装鋼板は従
来のジンクリッチ鋼板に比べて、溶接性、加工性、耐食
性、すべての性能において遥かに優れており、また、本
発明においては、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板、塗布型ク
ロメート処理および平均粒径６．０〜１４．０Ｂｍの亜
鉛粉末、クロム系防錆顔料を含有するジンクリッチ塗料
の塗布処理を組合せることによって、初めて本発明の目
的を達成することができる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、耐食性のすぐれたＺｎ−Ｎｉ合金めっ
き鋼板上に、クロメート処理被膜および亜鉛粉末、クロ
ム系防錆顔料を含有するジンクリッチ塗料被膜を形成さ
せることにより、従来のジンクリフチ鋼板にくらべて、
溶接性、加工性および耐食性のすべての性能において遥
かに優れたジンクリッチ鋼板が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメート被膜層
   と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層を形成して成る
   塗装鋼板において、 Ｎｉ含有量が５〜２０重量％で、めっき付着量が５〜３
   ０ｇ／ｍ＾２であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、クロム
   付着量が１０〜５０ｍｇ／ｍ＾２であるクロメート被膜
   層と、 クロム系防錆顔料を、塗料不揮発分に対し、２〜８重量
   ％含有し、かつ平均粒径が３〜２０μｍである亜鉛粉末
   を、塗料不揮発分に対し、７０〜８０重量％含有するジ
   ンクリッチ塗料を塗布、乾燥して得られた膜厚３〜１０
   μｍのジンクリッチ被膜層を有し、かつ含有する亜鉛粉
   末の平均粒子径が膜厚と同等から２倍であることを特徴
   とする溶接性、加工性、耐食性の優れた塗装鋼板。