JPS62133098A - 総合耐食性に優れた表面処理鋼板 - 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、総合耐食性に優れた表面処理鋼板に関し、特
に、自動車車体の内板としてはもとより、外板としても
好適な総合耐食性に優れた表面処理鋼板に関する。

（従来の技術） 自動車車体の防錆に対する要求は近年ますます厳しくな
ってきてお９、いわゆる１０−５−２目標が掲げられる
に従って、その対策も一段と深刻化している。特に、穴
あき１０年、表面錆５年の保証に重点がおかれ、これに
対応するべく多くの表面処理鋼板が開発、提案されてい
る。

しかしながら、要求される耐食性能は部位別に異なシ、
細かな対応が必要となっている。たとえば、同じ自動車
車体の外板であっても、第１表に示すように、外面と内
面とでは求められる性能が異なる。

第　　１　　表 ところが、鋼板上へのメッキは、溶融浸漬法および電気
メツキ法のいずれであっても、表裏面に同時に異なるメ
ッキを施すことは、設備的および技術的に非常に困難で
ある。

このため、表裏面で要求性能の異なる外板には、片面メ
ッキ鋼板（外面：冷延面、内面口メッキ面）が汎用され
ている。

また、裸耐食性あるいは塗装後耐食性を向上させる目的
で、Ｚｎとの金属間化合物を形成するＺｎ系合金メッキ
を施すことが提案および実施されている。

さらに、外面における耐水密着性、耐糸さび性オヨび耐
ガスピン性を向上させるため（、Ｚ　ｎ　−Ｆｅ　＋Ｚ
ｎ−Ｎｉ　、Ｚｎ−Ｍｎ系メッキの上にＦｅリッチなメ
ッキ層を形成させる方法が提案（特開昭５６−１３３４
８８号、特開昭５８−５８２９９号、特開昭５８−１２
３８９３号公報等）あるいは実施されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、自動車車体の外板に片面メッキ鋼板を使
用する場合には、特に外面の防錆性において、今日の厳
しい耐食性能要求に合致しない問題がある。

また、Ｚｎ系合金メッキを施す方法は、　Ｚｎとの間で
形成される金属間化合物はかなり脆性であるだめ、塗装
後の耐チンピングテスト等においても、衝撃を受けると
皮膜自体が下地鋼板から剥離し易く、たとえば、凍結防
止のために路面に散布される砂および岩塩によるチッピ
ングが多い寒冷地走行では、外観および耐食性能の劣化
を生じる等致命的欠点がある。

また、Ｚｎ−Ｆｅ　、Ｚｎ−Ｎｉ　、Ｚｎ−Ｍｎ系メッ
キの上にＦｅリッチなメッキ層を形成する方法は、裸耐
食性テスト、あるいは化成処理後にこの上層が残存する
場合の塗装後耐食性テストにおいて、赤さびが発生し易
い問題がある。

一方、外板の内面側で問題となる耐合せ目腐食性（袋構
造部）についても、防錆シーラントや接着剤の完全充填
等の局部防錆処理が十分でない場合には、上記したよう
な穴あき１０年保証等のために、厚目付化せざるを得な
いのが現状である。

上記したように、従来の自動車鋼板はいずれも一長一短
があシ、外板のように表裏で異なる性能が要求されるも
のに対して総合的に対応できるものはなかった。

そこで、本発明の目的は、自動車車体の内板としてはも
とより、外板として要求される耐食性能をも十分に満た
すことのできる、総合耐食性に優れた表面処理鋼板を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決し、上記目的を達成するために、本発
明は、第１図に示すように、鋼板Ｓ上に防錆用のＺｎま
たはＺｎ系合金メッキ１を施すにあたυ、そのメッキ層
１の上下に、Ｎ　ｉｌＣｏ　＋　Ｃｕ　ｒ　Ｍｎの中か
ら選ばれた１種の金属２，３を、それぞれ５ｍ９／ｍ２
〜５９／ｍ２量メッキ付着せしめたことを特徴とする。

ＺｎまたはＺｎ系合金メッキ層１の下に施される上記第
１金属層２は、ＺｎまたはＺｎ系合金メッキ層の塗装後
密着性および耐合せ目腐食性を向上させるだめのもので
あり、上記最上金属層３は、耐水密着性、耐ガスピン性
、裸耐食性を向上させるためのものである。

上下の金属メッキ層２，３に挾まれる中間の防錆メッキ
層１は、純Ｚｎメッキ層であってもよく、Ｚｎ系合金メ
ッキ層であってもよい。Ｚｎ系合金メッキ層としては特
に限定はなく、公知のＺｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−
Ｍｎ系等耐食性に優れたものが利用できる。

しかしながら、ガルバニック効果、鋼板に対するメッキ
層トータルとしての防食性能の点からは、上下に形成さ
れる純金属メッキ層２，３の純金属元素は、Ｎ　ｉ　ｔ
　Ｃｏ　ｒ　Ｃｕ　＋Ｍｎのうち、合金元素と電気化学
的に近いポテンシャルのものが好ましい。また、この防
錆メッキ層１０目付量も特に限定されないが、一般には
、５〜５０９／ｍ２位が適当である。

第１金属メッキ層２の付着量の限定理由は、５ｍ９７　
ｍ２未満では密着性向上の効果が期待できず、５９／ｍ
２を超えると逆に耐合せ目腐食、耐水あき性を劣化させ
る原因となるからである。

同様に、最上金属メッキ層３の付着量を限定した理由は
、５　ｍ９　／ｍ　２未満では、十分な耐水密着性、耐
ガスピン性、裸耐食性が得られず、５ｊｌ／ｍ２ｆ超え
ると、逆に、耐水密着性の劣化および下層メツキとのガ
ルバニック作用による耐合せ目腐食性の劣化を生じるか
らである。

第１層および最上層のメッキ方法としては、電気メツキ
法、無電解浸漬メッキ法を使用することができるが、付
着量制御の観点からは電気メツキ法が好ましい。

第１層および最上層の金属メッキ層２，３は、必らずし
も相互に同一金属のメッキ層である必要はないが、鋼板
に対するメッキ層トータルとしてのガルバニック効果、
あるいは製造技術上の観点から、同一である方が好まし
い。

（作用） 防錆メッキ層として設けられるＺｎ系合金メッキ層では
、合金メッキは一般的にＺｎとの金属間化合物であり、
硬くて脆い性質を有する。この合金メッキは、棟材とし
て用いられる場合には全く問題はないが、自動車車体用
途のように、３コート後塗膜の拘束力を上から受ける場
合には、外部からの衝撃により、素地から剥離が生じ易
い。

本発明において、この合金メッキ層の下に形成されるＮ
ｉ　、　Ｃｏ　、　ＣｕまたはＭｎの純金、属メッキ層
は、延性に優れており、この延性下地皮膜が存在すると
、衝撃によりＺｎ系合金メッキ層に入るクランクが素地
まで伸展するのが防止され、密着性が改善される。

一方、最上層の純金属メッキ層におけるＮｉ　。

Ｃｏ　、　Ｃｕ　ｊたはＭｎ元素は、化成処理時に化成
皮膜中に取り込まれ、均一な化成結晶を形成する。この
効果の明確な原因は分っていないが、耐ガスピン性には
均一な化成皮膜が、耐水密着性には化成皮膜中の各元素
が効果を発揮しているものと考えられる。

また、Ｎｉ　、　Ｃｏ　、　Ｃｕ等比較的責な金属では
、緻密な酸化物層が、ＭｎについてはＭｎ水酸化物が、
バリア効果を発揮するよう作用して、裸耐食性が改善さ
れる。

さらに、この最上層メッキ層は、鋼板直上にある第１メ
ッキ層との複合効果により、ＺｎメッキまたはＺｎ系合
金メッキの耐大あき性および耐合せ目腐食性をも著しく
向上させる。

（実施例） 本発明は純Ｚｎメッキだけでなく　Ｚｎ−Ｆｅ系、Ｚｎ
　−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ｍｎ系、Ｚｎ−Ｃｏ系、Ｚｎ−Ｃｕ
系、ｚｎ−Ａｔ系、Ｚｎ−Ｔｉ系、Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｚｎ
−Ｆｅ−Ｎｉ系などの各種Ｚｎ系合金メッキにおいても
適用できることが本発明者らの実験によって判明した。

以下、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チ塩酸
で酸洗した後水洗し、以下の条件で電気メッキにて下地
メッキを施す。

（２）　　メッキ条件 浴ＰＨ：２〜３．　浴温度＝５０〜６０℃。

電流密度：　３〜５０　Ａ／　ｄｍ２ この下地メッキの上に純Ｚｎ及びＺｎ系合金メッキをそ
れぞれ施した後、再度下地メッキと同様な純金属メッキ
を最上層として形成させる。

各種Ｚｎ系合金メッキを用いて作成した本発明メッキ鋼
板について、自動車用表面処理鋼板として要求される種
々の性能を評価した結果を第３表に示す。

第３表よシ明らかなように、本発明の鋼板は、比較例に
示すものに比べて耐食性能が総合的に優れており、自動
車車体における種々の要求性能を充分に満足しているこ
とが分る。

なお、第３表に示した各種性能についてのテスト方法、
条件および評価方法は、つぎのとおりである。

（１）　　耐チッピング性 メッキ鋼板を３コート〔リン酸塩処理（日本・ぐ−カー
ＢＴ−３０３０）十カチオン電着（日本ベイン）Ｕ−５
０，２０μｍ）十中、上塗シ（メラミンアルキッド系、
トータル膜厚７０μｍ）］後、グラベロメータにてチッ
ピング。

〔評価〕

◎・・・チッピング剥離面積　５％以下　　メッキ剥離
なし○・・・　〃　　５〜１０チ　〃小 △・・・　〃１０〜２０〃中 ×・・・　　　〃　　　　　　２０％以上　　　　〃　
　大（２）耐外面錆性 ３コート後クロスカツトし湿潤、乾燥主体の複合腐食試
験を１か月間実施。

〔評価〕

クロスカットからのふくれ巾　　◎・・・ふくれ巾　１
．５＋ｍｎ以下○・・・　　〃１．５〜３ △・・・ふくれ巾　３〜６ Ｘ・・・　／／　　　　６＋ｎＭ以上 （３）耐水密着性 ３コート後、５０℃温水に２４０　ｈｒ浸漬し、２■の
がパン目セロテープ剥離。

〔評価〕

塗膜残存面積率（％）　◎・・・塗膜残存率　９５〜１
００％○・・・　　〃　　　８０〜９５％ △・・・　　　〃　　　　５０〜８０％×・・・　　〃
　　　５０％以下 （４）　　耐ガスビン性 リン酸塩処理後、ドカン通電にてガスビン発生電圧を測
定。

◎・・・３５０ｖ以上 ○・・・３００〜３５０ｖ Δ・・・２５０〜３００ｖ ×・・・２５０ｖ以下 （５）裸耐食性 塩水噴霧試験（ＪＩＳ　ｚ２３７１）　　　◎・・・０
％〔評価〕　５００時間後の赤錆発生率　○・・・Ｏ〜
１０％△・・・１０〜５０％ ×・・・５０〜１００チ （６）　　耐穴あき性（０，８ｍｍ＋平板試験）１コー
ト（リン酸塩処理＋カチオン電着）後、ＳＳＴ　、乾燥
、塩水浸漬から構成される複合腐食試験を３か月間実施
。

〔評価〕　最大浸食深さ　◎・・・０．１ｍｍ以下○・
・・０．１〜０．４ △・・・０．４〜０．７ １コート後、第２図のようなサンプルにてヘムモデルテ
ストを実施（図中、４は同一種の鋼板、５は０．５ｍｍ
厚のスペーサである。）　ＳＳＴ　、乾燥。

湿潤からなる複合腐食試験を３か月実施。

〔評価〕　最大浸食深さ　◎・・・０．１間以下○・・
・０．１〜０．４ △・・・０．４〜０．７ ×・・・０．７覇以上 （穴あき含む） （発明の効果） 上記したように、本発明によれば、既存のほとんどのメ
ッキ鋼板において、特に外板外面使用時に問題となる、
衝撃時のメッキ密着性（耐チッピング性）、耐ガスビン
性、耐外面精性、耐水密着性が著しく改善されるととも
に、中間のＺｎ系メッキ層の上下にある純金属メッキ層
の存在により、耐合せ目間食性および耐穴あき性が大巾
に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る表面処理鋼板の説明断面図、第２
図は耐合せ白馬食性テストに使用するサンプルの説明図
である。 １・・・防錆メッキ層、２・・・第１層金属メッキ、３
・・・最上層金属メッキ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面上に、第１層として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ
   、Ｍｎの中から選ばれた１種の金属メッキ層を５ｍｇ／
   ｍ＾２〜５ｇ／ｍ＾２形成し、第２層として、Ｚｎまた
   はＺｎ系合金メッキ層を形成し、第３層として、Ｎｉ、
   Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎの中から選ばれた１種の金属メッキ層
   を５ｍｇ／ｍ＾２〜５ｇ／ｍ＾２形成したことを特徴と
   する総合耐食性に優れた表面処理鋼板。