JPS62247097A - 耐ビルドアツプ性の優れた複層亜鉛めつき鋼板 - 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、耐ビルドアップ性の優れた複層亜鉛めっき鋼
板に関するものである。自動車、家電業界を中心として
、素材の耐食性向上が重要な課題となっている。かかる
背景から各種の防錆鋼板が開発され、普及してきている
。最も一般的なものは亜鉛めっき鋼板である。しかしな
がら、電気亜鉛めっき鋼板や合金化処理を施していない
溶融亜鉛めっき鋼板では、金属亜鉛層の存在に起因して
、プレス成形時にめっき層金属（亜鉛）がプレス金型に
凝着する、いわゆる、ビルドアップ現象が起こり易い。

金型にビルドアップした金属亜鉛は、連続するプレス成
形において成形品を疵つけたり、著しい場合には材料の
流入を阻止して破断を招く。

（従来技術） 耐ビルドアップ性を高める従来技術としては、（複合）
クロメート被膜を施す方法（特開昭５０−９５４５号公
報）、電気亜鉛めっき鋼板の表面にＺｎ−Ｎｉ合金電気
めっき（Ｎｉ：ｓ　〜２ｏｗｔ％）、あるいはＺｎ　−
Ｆｅ合金電気めっき（Ｆｅ　：　５〜４０ｗｔ％）を施
す方法（特開昭６０−１９４０９１号公報）が知られて
いる。また、亜鉛めっき鋼板でも、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板ではビルドアップ現象は起こり難いことが知られ
ている。

（発明の解決しようとする問題点） クロメート被膜を施す方法は、化成処理性を阻害したり
、スクラップの再処理を行う際に特別な設備対応を必要
とするなどの問題点がある。また、電気亜鉛めっき上に
Ｚｎ−Ｎｉ系、あるいはＺｎ−（５〜４０　ｗｔ％）　
Ｆｅ合金電気めっきを施す方法は、プレス成形時にめっ
き鋼板にがかる面圧が比較的低い場合には効果があるが
、高い面圧がかかる場合には効果が小さく、満足できる
ものでない。

本発明は、かかる亜鉛めっき鋼板の欠点を有利に解決す
るためになされたものである。本発明の対象とする亜鉛
めっき鋼板とは、通常の電気亜鉛めっき鋼板、および合
金化処理を施していない溶融亜鉛めっき鋼板である。

（問題を解決する手段） 本発明の特徴とするところは、亜鉛めっき鋼板表面に、
Ｆｅ濃度が６０％を越える組成であるＦｅ　−Ｚｎ　合
金を電気めっきせしめた耐ビルドアップ性の優れた複層
亜鉛めっき鋼板に関するものである。

（作用） 亜鉛めっき鋼板、特に電気亜鉛めっき鋼板のめつき層表
面は、活性な表面となっているため、プレス成形時に金
型表面にめっき層金属が付着し易く、いわゆるビルドア
ップ現象が起こり易い問題がある。

そこで上記の如く、亜鉛めっき鋼板表面に、Ｆｅ濃度が
６０％を越える組成のＦｅ−Ｚｎ合金を電気めつきせし
めることにより、ビルドアップ現象を効果的に抑制する
ことができる。この理由は、該組成の合金被膜の剪断強
度が著しく高いこと、変形能が優れること、および下地
の亜鉛めっき層との密着性が良好なことによるものであ
る。ビルドアップ現象は、高い面圧の付与されている部
分を摺動変形する際に、鋼板表面に発生する摩擦剪断応
力によってめっき層表面が剪断変形を起こすことに起因
する。剪断変形を起こすと、活性な新生金属面が露出し
て金型との凝着を起こすからである。

亜鉛めっき鋼板表面にＦｅ濃度が６０係を越える組成の
Ｆｅ−Ｚｎ合金を電気めっきすることにより、表面の剪
断変形抵抗が著しく向上して、摩擦剪断応力によるめっ
き層の変形・新生金属面の露出が起こり難くなる。従っ
て、高い面圧に対してもビルドアップ現象を従来になく
抑制できるものである。

通常のプレス成形では、ビード部を通過する際に曲げ変
形を受けるために、この曲げ変形中に前記Ｆｅ−Ｚｎ合
金層が剥離・脱落しては効果がない。

従って、該合金層自体の変形能と下地めっき層との密着
性が重要である。

Ｆｅ−Ｚｎ合金のＦｅ濃度が６０　％を越える場合にか
かる２つの性質を満足できる。電気亜鉛めっき鋼板の表
面にＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき（Ｎｉ　：　５〜２０ｗ
ｔ％）、あるいはＺｎ−Ｆｅ合金電気めっき（Ｆｓ：５
〜４０　ｖｔ％）を施す方法（特開昭６０−１９４０９
１号公報）では、表面の剪断変形抵抗が低く、高い面圧
が付与されると、容易に剪断変形を起こしてビルドアッ
プ現象につながる。また、該組成の場合には、脆いＦｅ
−Ｚｎ系金属間化合物が生成するので、合金層自体の変
形能が劣ると共に密着性も劣る。本発明の方法では、ク
ロメート被膜の如き化成処理性の阻害、スクラップの再
処理を行う際の問題もなく、極めて好ましい。

亜鉛めっき鋼板表面に電気めっきするＦｅ−Ｚｎ合金の
組成は、上記の如く、剪断変形抵抗、変形能、密着性の
観点から、Ｆｅ濃度が６０％を越える組成とする。かか
る組成の合金被膜を形成せしめることにより、摩擦係数
も低下する。このことは、同一面圧を付与した場合に発
生する摩擦力を下げる付加的効果をも有する。また、か
かる組成のＦｅ−Ｚｎ　電気合金メッキに、少量のＮｉ
、Ｃｒ、Ｍｎ。

Ｍｏ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｐ、Ｓ、Ｂのう
ちから選ばれる１種又は２種以上を加えることができる
。

電気めっきするＦｅ−Ｚｎ合金被膜量としては、２０ｍ
９／ｒｒ？　〜１０　ｆ／ｒｒ？性の範囲が適当である
。２０ｆｆ１９／ｍ”未満であると、表面の剪断抵抗を
たかめる効果が小さく、ｌｏｐβを越えると被膜自体の
変形能が低下するので望ましくない。

本発明鋼板における下地の亜鉛めっき層は、金属亜鉛層
（η相）の存在する電気亜鉛めっき鋼板、合金化処理を
行わない溶融亜鉛めっき鋼板である。

特に、製造過程で高温に保持されることのない電気亜鉛
めっき鋼板は表面が活性であり、本発明が特に有効であ
る。また、亜鉛めっき層厚さの増加と共にビルドアップ
現象は顕著になるために、本発明は、下地の亜鉛めっき
層が１５ｔ／ｌｒ？以上のものについて特に有効であり
、最も有効な範囲は５０？β以上である。

下地の亜鉛めっき層、上層のＦｅ−Ｚｎ合金被膜を形成
せしめる電気亜鉛めっき方法は特に限定する必要はない
。めっき浴としては従来よく使用される硫酸系浴、塩化
物系浴をはじめとして全ての電気めっき浴が可能である
。また、電極としては可溶性電極、不溶性電極のいずれ
も可能である。電流密度も限定する必要はない。

溶融亜鉛めっき層を下地とする場合の溶融めっき方法に
ついても特に限定する必要はなく、めっき浴中のＭ濃度
、Ｆｅ濃度、ｐｂ濃度などは任意であり、他の添加成分
も可能である。亜鉛浴の温度も任意でよい。

本発明鋼板の表面に各種クロメート被膜、有機被膜等を
必要に応じて形成せしめることは可能である。

（実施例） 次に本発明の実施例を比較例と共に挙げる。

注１：めつき鋼板原板は、板厚０．８ｍ、板幅１２００
１の低炭素アルミキルド軟鋼板 注２：溶融めっきは通常の熱漬溶融亜鉛めっき（浴：　
０．１５　％ｕ、　ｏ、ｏ　５％Ｆｅ　、残Ｚｎ　、浴
温：　４　ｅ　ｏ　’Ｑ、　） 注３：電気亜鉛めっきは通常の電気亜鉛めっき方法の１
種（浴：　Ｚｎ５Ｏ，−７Ｈ，Ｏ：　５５０　？／ｌ　
。

フリーＨ２ＳＯ４：３０　？／ｌ、　　Ｎａ２ＳＯ４：
　６０　？／！−Ｆｅ（＋２）　：０．３３　ｆ／Ｌ　
１Ｆｅ（＋３）　：０．１７　？／Ｌ　。

浴温：５５℃、電流密度：　１６０　Ａ／　ｄｍ”　）
注４：耐ビルドアップ性は図示のごときテストを施し、
金型に付着した金属亜鉛量を測定した。上金型１と下金
型２の間に上記実施例、比較例に示す鋼板３を配置し、
押しつけ圧Ｃ面圧２０　Ｋｙ　ｒ　／ｌ：ａ　、引き抜
き速度：３００＋ａ／分、摺動長さ：３００ｍでテスト
した（Ａ：１０冨、Ｂ：ｌＯ）＋　Ｃ：　２６−＋　”
　１１Ｒ２，Ｒ３：　３Ｒ）。

耐ビルドアップ性の評価は、テスト後、上金型１に付着
しためつき層を重責砲（テスト後金型重量−テスト前金
型量＝メッキ金属付着量）で測定することにより行った
。

注５：評価は良○□×（悪） （発明の効果） 本発明によれば、従来になく耐ビルドアップ性に著しく
優れた複層亜鉛めっき鋼板が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、耐ビルドアップ性試験の一例を示す説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛めっき鋼板表面に、Ｆｅ濃度が６０％を越える組成
   であるＦｅ−Ｚｎ合金を電気めっきせしめた耐ビルドア
   ップ性の優れた複層亜鉛めっき鋼板。