JPS6220881A

JPS6220881A - 耐スクラツチ性、耐オイルステイン性、耐黒変性及び耐食性の良好な溶融亜鉛系めつきクロメ−ト処理鋼板の製造法

Info

Publication number: JPS6220881A
Application number: JP15840785A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Sakamoto; 坂本　安平; Shigeru Kobayashi; 繁小林; Toshiro Ichida; 市田　敏郎; Shoji Shizuma; 四十万　小二
Original assignee: Kawatetsu Galvanizing Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kawatetsu Galvanizing Co Ltd
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-29
Also published as: JPH052741B2

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）溶融亜鉛系めっき鋼板は通常溶融亜鉛系のめっき処理後
にクロメート処理、またその後に形状を整えるため、ス
キンバス圧延やレベラー加工の如き仕上加工を施してい
る。

ところが、めっき鋼板の表面は比較的柔らかいために、
鋼板の切断時に、押さえ金具があたったり、切断後のパ
イリング時に鋼板と鋼板とが擦れ合うので、とくに上記
仕上加工をしたその表面に、すり傷（以下スクラッチと
いう）が生じ易い。このスクラッチを防止するために防
錆油を塗布すると、めっき鋼板の表面にオイルスティン
と呼ばれるじみが発生する。

また一方でクロメート処理後、その保管中にしばしば銅
板表面に黒変を来す現象が生じて、著しく商品価値が低
下するきらいがある。

溶融亜鉛系めっきクロメート処理鋼板は建材、家電、自
動車、土木資材等の広い分野に利用されるので上述諸難
点を有利に克服することについての研究開発の成果につ
いて以下に述べる。

（従来の技術）従来、スクラッチを防止するために防錆油が塗布されて
いた。

また、黒変を防止するために、特開昭５５−１３１１７
８号公報には、めっき層の凝固とともに亜鉛めっき鋼板
の表面に凹凸が形成され、これにレベラー加工、スキン
パス圧延等の機械的処理加工を加えると凸部の酸化物皮
膜が破壊される活性な亜鉛表面が露出することを黒変の
発生原因と捉えて、この黒変を防止するために機械的処
理加工を施した後、クロメート処理を施す前に溶融亜鉛
めっき鋼板を加熱することが記載されている。

また、特開昭５７−１１４６９５号公報には、鋼板に亜
鉛または亜鉛基合金の溶融めっきを施した後、アルカリ
金属炭酸塩系溶液で該めっき表面の酸化物を完全に溶解
する処理をした後、電気亜鉛めっきを施すことが記載さ
れている。

また、特開昭５９−１７７３８１号公報（こは、溶融亜
鉛めっき鋼板の表面をＮｉイオンまたはＧｏイオンある
いはその両者を混合する溶液で処理することが記載され
ている。

そして、耐食性の向上に対しては、亜鉛付着量を増加さ
せることや、Ｚｎ−ＡｊＩ系合金を施す方法、あるいは
、亜鉛めっき後にクロム酸系処理によりクロメート皮膜
を形成させる方法（特許第６１７９７１号明細書、特開
昭５８−６９６５号公報、特開昭５６−１１２４５号公
報、特開昭５０−１３３９３４号公報、特開昭５０−１
０４７３１号公報、特開昭４９−１２０８３１号公報）
が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点）スクラッチを防止するために防錆油を塗ると、オイルス
ティンと称する黒いじみか生じ易い状態になる。

一方、黒変防止を目的としている前記各公報に記載され
ている技術は、耐黒変性については一定の効果があるが
、耐スクラッチ性、耐オイルスティン性については効果
がない。

また、溶融亜鉛めっきは、めっき時のＦｅ　−Ｚｎ合金
の形成を防止する目的でめっき浴に０．０５〜０．２％
のＡ１を添加している。このため、溶融亜鉛めっき層の
凝固時にめっき表面の酸化により、Ａｌが表面に濃縮し
た形で酸化物を形成するので、クロム酸塩処理において
クロメート皮膜の形成を阻害し、均一なりロメート皮膜
の形成を阻害し耐食性が向上しないことがある。

本発明は、耐スクラッチ性、耐オイルスティン性に優れ
、かつ耐黒変性及び耐食性にも優れた溶融亜鉛めっきク
ロメート処理鋼板の製法を提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、鋼板の表面にＺｎまたはＺｎ−Ａｌ系合金の
溶融めっきを施した後、直ちにＦｅイオンと微量のＮｉ
イオンをともに含有するＰＨ９〜１４のアルカリ溶液で
処理し、該表面にＦｅとＮｉを共析出させた後、クロメ
ート処理によりクロメート皮膜を形成させることを特徴
とする耐スクラッチ性、耐オイルスティン性、耐黒変性
及び耐食性の良好な溶融亜鉛系めっきクロメート処理鋼
板の製造法である。

本発明で対象とする亜鉛めっき鋼板は、従来の０．１〜
０．３％Ａｌを含有する溶融亜鉛めっき鋼板、高耐食性
を目的としてへβ含有量を０．３〜７５％とした１ｌｊ
２−Ｚｎ系溶融亜鉛めっき鋼板及びＡＮの他にＰｂ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｍｇ等の元素を含有した＾β−Ｚｎ系溶融め
っき鋼板に適用できる。

（作　用）本発明者等は、ＺｎまたはＺｎ−ＡＮ系溶融亜鉛めっき
鋼板の耐スクラッチ性、耐オイルスティン性、耐黒変性
、耐食性について鋭意検討した。

耐スクラッチ性の向上には、溶融亜鉛めっき鋼板の極表
層の硬度を高くして、かつ表面の潤滑性を良くすること
である。ところが、潤滑性をよくするために防錆油を塗
布したものは、保管中にオイルスティンと称する黒色状
のじみが発生することがある。このオイルスティンは、
溶融亜鉛めっき表面のＡ　Ｉｔ　ｔａ度を低下させるこ
とと活性点を少なくすることで防止できる。本発明者等
は、このオイルスティンを防止するために、Ｆｅイオン
と微量のＮｉイオンを含有するアルカリ溶液で処理する
ことにより、溶融亜鉛めっき表面に付着している八！ま
たはＡＮ酸化物を選択的に除去し、表面の活性点にｉｔ
のＦｅとＮｉを共析出させるとともに、表面に高硬度の
Ｆｅ−Ｎｉ皮膜が付着するので耐スクラッチ性、耐オイ
ルスティン性および耐黒変性に優れた亜鉛系溶融めっき
鋼板になることを見い出した。

そして、めっき表面のへ２酸化物が選択的に除去される
ので、クロメート皮膜を均一に付着させることができる
ので、耐食性も向上する。

また、Ｆｅイオンと微量のＮｉイオンを共存させる処理
液を用いる理由は次の通りである。

Ｆｅイオン単独の溶液で処理しても耐オイルスティン性
については効果が十分であるが、耐スクラッチ性が幾分
悪（、Ｆｅ皮膜中にＮｉを１０〜２０％含有させると硬
度が高くなり耐スクラッチ性、耐オイルスティン性が向
上する。

また、Ｆｅイオン単独の溶液で処理した場合には、めっ
き表面が薄い褐色〜灰黒色の着色を生じることがある。

この着色を防止するためには、Ｆｅ付着量を１０ｍｇ／
ｍ２以下に制御する必要があるので、処理条件の制御が
難しい欠点がある。これに対して、Ｆｅイオンに対しＮ
ｉイオンを共存させて処理すれば、Ｆｅイオンの析出を
制御する効果があり、めっき表面の着色を防止できかつ
ＦｅとＮｉが共析することにより皮膜の硬度が高くなり
、鋼板表面のきすの発生が防止できる効果が得られると
ともに処理後の表面外観が向上する。

また、処理液のＰＨを９〜１４にした理由は次の通りで
ある。

処理液のＰＨが中性ではＦｅおよびＮｉＯ共析出が生じ
にくくなり、処理効果がみられない。また酸性剤で処理
しても極表層のＡｎの選択溶解がなく、単に亜鉛が溶解
するのみで、Ｆｅ−Ｎｉは共析出するが耐オイルスティ
ン性の向上が不十分となる。

従って、本発明ではＡβを選択的に溶解して極表層のＡ
Ａ濃度を低下させ、かつ表面にＦｅおよび微量のＮｉを
共析出させるために、ＰＨを９〜１４の範囲とする必要
がある。

なお、アルカリ？容液中ではＦｅイオン、Ｎｉイオンは
不安定で水酸化物の沈澱となるためにキレート化合物を
添加して安定化させる。本発明ではキレート化合物は特
に限定することなく公知のキレート化合物が使用でき、
−例としては、グルコン酸ソーダ、グルコヘプトン酸ソ
ーダ、　ＥＤＴＡ、　ＮＴＡ　。

ＤＴＰ八（ジエチルトリアミン五酢酸）　、　ＴＴＨ八
（トリエチレン　テトラミンＮ’Ｎ’、Ｎ”、Ｎ“−六
酢酸）。

ＣＤＴＡ　（シクロヘキサンジアミン四酢酸）、トリエ
タノールアミン、酒石酸、クエン酸、蓚酸、マロン酸、
アセチルアセトン、アンモニア等がある。

また、亜鉛系溶融めっき鋼板をＦｅイオンと微量のＮｉ
を含有するアルカリ溶液で処理する条件の一例としては
、Ｆｅイオン濃度０．０５〜５　ｇ／　ｊ２　、　Ｎｉ
イオン濃度は０．０１〜１．０ｇ＃で、処理温度は室温
〜７０℃、処理時間は１５秒以下で、含有イオン濃度、
処理温度、処理時間はＦｅ付着量を０．３〜１５ｍｇ／
ｍ２．Ｎｉ付着量を０．０１〜ｏ、ａｍｇ／ｍ”になる
ように設定すればよい。

また、クロメート処理条件は特に限定する必要はなく公
知のクロメート処理法でＣｒを５〜１００ｍｇ／ｉ”付
着させればよい。

（実施例）実施例、比較例に使用した供試材は下記に示す４種類を
使用した。

八；連続溶融亜鉛めっきラインで製造したゼロスパング
ル亜鉛めっき鋼板亜鉛めっき浴成分　Ａｆｆ　Ｏ，１６χ、Ｐｂ　Ｏ，１
５χ、　Ｆｅ　Ｏ，０２χ残部Ｚｎめっき浴温度　　　４７０℃　ライン速度　１５０ｍｐ
ｍ亜鉛付着量　　　　１８０ｇ／ｍ２　　スキンパス率
　１．２χクロメート　　　　　なしＢ；溶融亜鉛めっき鋼板亜鉛めっき成分　　ＡＡ　５％、Ｐｂ　Ｏ，０１χ、　
Ｆｅ　Ｏ，０２χミソシュメタル０．０５％残部Ｚｎめっき浴温度　　　４６０℃　ライン速度　１２０ｍｐ
ｍめっき付着ｆｆｉ　　　　１８０ｇ／ｍ”　　スキン
パス　なしクロメート　　　　　なしＣ；市販Ａ　ｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金溶融めっき鋼板めっ
き成分　　　　Ａｆｆ４．９Ｘ、Ｓｉ　０．３Ｘ、　Ｍ
ｇ　０．０９ＺＰｂ　Ｏ，０１χ、残部ＺｎＤ；市ＵｉＡβ−Ｚｎ系合金溶融めっき鋼板めっき成分
　　　　Ａβ５５χ、Ｓｉ　１．７χ、　Ｐｂ　Ｏ，０
１χ残部Ｚｎめっき付着量　　　１８３ｇ／ｍ２　　クロメート　な
しスキンパス　　　　　不明上記４種の供試材を表−１に示す処理条件で処理を行っ
た後クロメート処理をして種々の試験片を得た。

試験片の性能評価として、耐クラッチ性、耐オイルステ
ィン性、耐黒変性、耐食性試験を行った。

その試験結果は表−２のとおりである。

耐スクラッチ性試験試験片を２枚合せて、荷重をかけ、下側の試験片を固定
し上側の試験片を１０ｍ／ｓｅｃの速度で引張り試験片
面を擦り、擦りきすの発生するまでの荷重で評価した。

耐オイルスティン性試験片に防錆油を塗布して、試験片２枚を合せて、梱包
紙に包み、湿潤箱試験（５０℃、９８％湿度）で９８時
間後に、試験片をトリクレン蒸気脱脂して、外観を観察
し、次の基準で評価した。

評価基準 ◎；全くオイルスティンの発生なし ○：エッジ部に僅かにオイルスティンが発生Δ：エッジ
部、センタ一部にオイルスティンが発生 ×：全面にオイルスティンが発生耐黒変性試験試験片を２枚づつ合せ、片１面ビニールコートした梱包
紙で梱包し、６０’Ｃ，８０％の恒温恒湿槽に１０日間
入れて試験した。評価はめっき面の外観を目視で観察し
、次の基準で黒変発生程度を判定した。

黒変評価基準 ◎：黒変の発生が全くない ○：僅かに灰黒色の変色発生、全面積の３０％以下へ：
やや灰黒色の変色発生、全面積の３０〜５０％×：著し
く灰黒〜黒色の変色発生、全面積の５０％以上耐食性試験試験片の端面をシールして、塩水噴霧試験器に入れて、
５％白錆発生までの時間で評価した。

（発明の効果）本発明の方法によれば、従来の方法に比較して耐スクラ
ッチ性が優れていることは勿論のこと、塩水噴霧試験で
の耐食性および耐オイルスティン性が著しく優れたもの
が製造できる。

Claims

【特許請求の範囲】

１、鋼板の表面にＺｎまたはＺｎ−Ａｌ系合金の溶融め
っきを施した後、直ちにＦｅイオンと微量のＮｉイオン
をともに含有するＰＨ９〜１４のアルカリ溶液で処理し
、該表面にＦｅとＮｉを共析出させた後、クロメート処
理によりクロメート皮膜を形成させることを特徴とする
耐スクラッチ性、耐オイルスティン性、耐黒変性及び耐
食性の良好な溶融亜鉛系めっきクロメート処理鋼板の製
造法。