JPS62270792A

JPS62270792A - 耐食性に優れたＡｌ―Ｍｎ系めっき鋼材

Info

Publication number: JPS62270792A
Application number: JP11214286A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wakano; 若野　茂; Akito Sakota; 章人迫田; Junichi Uchida; 淳一内田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1987-11-25
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH06102839B2

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、Ａｌ合金めっき鋼材、特にＡｌ−Ｍｎめっき
鋼材に関する。

（従来の技術）Ａｌ、もしくはＡｌ合金めっき鋼材は優れた耐食性、美
麗さ、無毒性など、多くの利点を有していることは良く
知られている。しかし、この八ＱもしくはＡｌ合金めっ
きは、水溶液からの電析が不可能なため、溶融金属浸漬
法、真空蒸着法、そして有機溶媒浴あるいは溶融塩電解
浴による電気めっき法等によって実施されている。後述
するように、このうち現在では主として溶融金属’ｌｌ
　ｔｌｌ法が使用されている。

しかし、近年に至り後者の溶融塩電解浴によろへＱ合金
の電気めっき法が注目されている。ところが、この方法
についても従来から多くの提案があるものの、多くの問
題があり、工業的規模での実用化は未だ実現されていな
いのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点）すなわち、従来より、溶融塩電解浴によるめっき法での
Ａｌ２−Ｍｎ、　−Ｐｂ、　−Ｃｒ、　−Ｆｅｓ　−Ｔ
ｉ、　−Ｓｎ等の醇合金めっきが文献上公知であったが
（特公昭４３−１８２４５号、特公昭３８−１２８２１
号、特開昭５６−６２９８６号、特公昭５３−１２１２
号、特公昭３８−６８７０号、特公昭４６−１３８０３
号、特公昭４６−２９３６２号）、本件特許出願人の追
試実験結果によれば、Ａｌ−Ｆｅ、−ｐｂ、　Ｃｒ　ｓ
　　Ｓ　ｎ等では電流密度を高くすると良好なめっき皮
膜が形成されなかった。

すなわち、これらについては実用化された例はなかった
ため、十分確認されていないというのが現状であった。

また、一部ｉ隼られたＡｌ合金めっきについてもその耐
食性その他の特性はＡｌ合金が本来有するような程度を
はるかに下回っている。

しかしながら、本件特許出願人は、これら一連のＡｌ合
金について溶融塩浴めっきを行ったところ、特に八Ｑ　
　Ｍｎ−Ｃｒ系合金が安定してめっきでき、得られるめ
っき皮膜も満足する耐食性、密着性を有していること、
および八Ｑ−Ｘ　−Ｍｎ　（Ｘ：Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ
。

Ｚｎｓ　Ｓｎ）が高電流密度で安定してめっきできるこ
とを知り、先に特許出願した（特願昭６０−７８８７６
号および特願昭６０−１３７１６８号）。

その後、さらに研究、開発をすすめていたが、へＱ−Ｍ
ｎ＝Ｘ系のへＱ合金めっき層を有する軟鋼板に塗装を施
こし、塗装後耐食性を調査したところ、塗装端面や塗膜
損傷部で早期に赤錆が発生することが判明した。

よって、本発明の目的とするところは、ＡＩ２合金めっ
き層を有する鋼材の塗装端面や塗膜損傷部での早期の赤
錆発生を防止したＡｌ合金めっき鋼板を提供することで
ある。

（問題点を解決するための手段）上述の早期の赤錆発生の原因について調査したところ、
めっき層の電位が軟鋼板より責なことによることが判明
した。したがって、鋼材の電位をめっき層より責にする
ためＣｒ添加による鋼板の電位の資化を検討した。つま
り、鋼材を責にすることによりめっき居に犠牲防食性を
付与するのである。

その結果、裸耐食性、塗装後耐食性に優れた系および耐
食性とともに加工性に優れためっき合金系があることを
知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、鋼材およびその
表面に設けたＡｌ合金めっき層から成り、前記へＱ合金
が、重量％で、Ｍｎ：１〜３０％、Ｆｅｓ　Ｃｏ、Ｎｉ
およびＣｒの１種または２種以上：合計で、０．５〜２
０％、およびＡｌ：残部である組成ををするとともに、
前記鋼材が前記Ａ（１合金めっき層よりも電位が貴であ
ることを特徴とする、耐食性にすぐれたＡｌ−Ｍｎめっ
き鋼材である。

より好ましくは、本発明において裸および塗装後耐食性
が優れた系は、上記Ａｌ−Ｍｎ合金めっき層と、重量％
で、Ｃ５０，０３％、ＳｉＳ２．３％、Ｃｕ≦１゜０％
、Ｃｒ：２〜７％、Ｎ＋≦１．０％で残部がＦｅおよび
不可避成分からなる鋼組成を有する鋼材の組合せである
。

また、好適Ｂ様として耐食性および加工性に優れた系は
、同じく上記へＱ−Ｍｎ合金めっき層と、Ｃ５０，０１
％、Ｃｕ≦１．０％、Ｃｒ：２〜７％、Ｎｉ≦１．０％
、ＴｉＳ２．５％で残部が不可避成分からなる鋼組成を
有する鋼材との組合せである。

このように、上記鋼材に前述のＡｌ合金めっきを施こす
ことにより裸耐食性は従来どおりで、塗装後の端面耐食
性（赤錆発生）や塗膜損傷部の赤錆発生のない高耐食性
表面処理鋼材が得られる。また鋼材自体がＣｒ添加によ
り高耐食性（穴あき腐食）を有することから各々単独以
上の飛躍的に高い耐食性を有する。

ここに、上記鋼材は板材はもちろん、棒材、線材等いず
れの鋼材をも包含するものであるが、実際上は、通常、
鋼板を指称するものであって、以下にあっても鋼板を例
にとって説明する。

なお、上記鋼板は塩素イオンの存在する環境下での使用
に特に適しており、例えば海岸近辺の建材、自動車の車
体、Ｎ１１４°、Ｓ０４！−１ＣＩ２−等が存在する自
動車のマフラー用等に特に適している。

（作用）本発明において基地鋼材の鋼組成を上述のように限定し
た理由を以下に述べる。

本発明が利用するＡｌ−Ｍｎ−Ｘ系の合金めっき組成の
Ｍｎ量が１％未満であると、今日一般的に要求される２
０Ａ／ｄｍ”以上の電流密度で得られるめっき層のめっ
き性状が満足できない。また、３０％を協えるとその加
工性が劣化する。Ｘ量が０．５％未満では、腐食電位が
軟鋼板と同じかそれより卑であるが、耐食性が満足でき
ない。２０％を超えるとその加工性が劣化する。好まし
くは２〜６％である。

合金めっき層の電位は、Ｍｎｌにあまり依存せず、Ｘが
０．５％未満では軟鋼板より卑であるがＸが０゜５％以
上になると軟鋼板より責となる。Ｘ量が４％位まで次第
に貴になりそれ以上増加してもはり一定となる。

第１図はＡｌ２０Ｍｎ−Ｘ合金中のＸｆｆ１と４０℃の
５％ＮａＣＱ水溶液中での腐食電位との関係を示すグラ
フであるが、ＸがＦｅ、　Ｃｏ、　ＮｉおよびＣｒいず
れの場合にあってもはｙ同じ傾向を示し、Ｘ：０．５％
以上で軟鋼板より貴になり、このま＼ではむしろめっき
層に対して軟鋼板の犠牲防食効果が発揮される結果とな
ってしまう。

一方、このようなめっき層の腐食電位変化に対し、Ｃｒ
量による鋼板の腐食電位を同様にして見ると第２図にグ
ラフで示すようにＣ「添加に伴い次第に責になる。しか
もこの増加の割合は比較的高い。

したがって、鋼材を選択することによりめっき層よりも
腐食電位が責となるようにできる。

上記の場合Ｃｒ量が１％未満でもめっき層より腐食電位
が責な範囲も存在するが、端面防食性および塗膜損傷部
の穴あき腐食性が軟鋼板よりやや良いか同程度である。

また、Ｃｒ　７％を超えると鋼板とめっき層の電位差が
大きく、めっき層の溶出が促進される。好ましくはＣｒ
　３〜６％である。

次に、本発明の好適態様にあっては、上述のほかに、鋼
組成のＣ，Ｃｒ、Ｎｉ等が制限されるが、Ｃ１は加工性
や溶接部の耐食性から少ない方が良いが、低下するには
コストがかかることから０．０３％以下が適当である。

特に優れた加工性を要する時は０．０１％以下とする。

Ｓｉ量も加工性やめっき性から少ない方が良いが、コス
ト面から０．３％以下が適当である。

ＣＩ！、Ｎｉ！ｉｔについてはこれらの元素の添加によ
りコスト高になるが、塗膜損傷部の穴あき腐食を改善す
る点から効果がある。それぞれ好ましくは、０．２〜０
．７％である。１％を超えるとコスト高となり、改善効
果も小さい。

加工性を特に要求する場合、前述のようにｃｌを下げる
とともにＴｉ添加八へキルド鋼とするｅＴｉは０．５％
を超えると鋼板に圧延時、表面キズが多くでるため良く
ない、好ましくは０．０５〜０．３％である。

以上のように、本発明によれば、Ａｌ−Ｍｎ−Ｘ合金め
っき層を有した鋼材、特にＣｒ添加鋼から成る鋼材は裸
耐食性を上記合金め２つき層で確保し、しかも塗装後の
高耐食性を該合金めづきの組成を選択することにより、
さらにはそれと腐食電位が責であるＣｒ添加鋼の使用と
組み合わせることにより、該合金めっき層の犠牲防食性
を十分に発揮させることができる。加えてＣ「添加鋼を
使用する場合、そ牲自体の高耐食性が加わり、従来にな
い高耐食性表面処理鋼材が得られるのである。

次に、本発明を実施例にもとすいてさらに具体的に説明
する。

実施例１厚さ０　、８ｍｍの各種冷延鋼板に第１表に示す溶融塩
浴めっき条件にてＡｌ−Ｍｎ−Ｘの合金めっきをｌ。

ｇ／ｄ施こし、続いてクロメート処理およびエポキシ系
塗料とポリエステル系塗料を各々厚さ１０μｍ、１５μ
ｍ塗布した。

このようにして得た塗装鋼板を塩水噴霧テストにかけ端
面の赤錆発生時間およびカットキズ部のブリスター幅（
５００ｈｒ経ＪＩＩｔ）を観察し、評価した。

試験結果をめっき層組成とともに第２表にまとめて示す
。

芽Ｊ−表浴組成：　　ＡｌＣ２−ＮａＣＱ　−Ｋ　ＣＱ浴温度＝
２１０℃ 添加剤：　　Ｍｎ：　ＭｎＣＱｚ（浴中イオン濃度５０
〜６０００ｐｐｍ）Ｘ：ＸＣＱ、浴中イオン濃度５０〜
６０００ｐｐｍ）Ｘ：　Ｎｉ、　Ｃ０％　Ｆｅ、　Ｃｒ電流密度：　３ＯＡ／ｄｍ” 星ｌ聚以上のようにＣｒ添加鋼との組合せにおいて良好な端面
耐食性および耐ブリスター性が得られる。

本例の場合、母材が責になっていることは第１図および
第２図の電位変化からも容易に分かる。

実施例２厚さ２．６Ｉｌｖ＋の酸洗熱間圧延板に第１表と同じ条
件でＡｌ−Ｍｎ−Ｘ合金めっきを施こし、通常のクロメ
ート処理および２０μ鋼のカチオン電＠塗装を行った。

これらに素地鋼に達するキズを入れ、サイクル腐食テス
トを８０サイクル行い、腐食深さを測定し評価した。結
果を第３表にまとめて示す、なお、腐食サイクルは塩水
噴霧（３５℃Ｘ　４ｈｒ）、乾燥（５０℃Ｘ　２ｈｒ）
、湿潤（５０℃Ｘ　１８ｈｒ）を１サイクルとして繰り
返した。

第主１以上のようにＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉ系母材との組合せにより
穴あき腐食に優れていることがわかる。この系の鋼は腐
食電位が比較的高くほとんどの種類のめっき層に対して
も責になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において利用するへＱ合金の組成と腐
食電位との関係を示すグラフ；および第２図は、同じく
鋼板の腐食電位をＣｒ添加量との関係を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼材およびその表面に設けたＡｌ合金めっき層か
ら成り、前記Ａｌ合金が、重量％で、Ｍｎ：１〜３０％
、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの１種または２種以上：
合計で、０．５〜２０％、およびＡｌ残部である組成を
有するとともに、前記鋼材が前記Ａｌ合金めっき層より
も電位が貴であることを特徴とする、耐食性にすぐれた
Ａｌ−Ｍｎめっき鋼材。
（２）前記鋼材の鋼組成が、重量％で、Ｃｒ：１〜７％
を含むものである、特許請求の範囲第１項記載の鋼材。