JPS6283487A - 衝撃密着性に優れた亜鉛系合金メツキ鋼板の製造方法 - Google Patents

衝撃密着性に優れた亜鉛系合金メツキ鋼板の製造方法

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JPS6283487A
JPS6283487A JP22190985A JP22190985A JPS6283487A JP S6283487 A JPS6283487 A JP S6283487A JP 22190985 A JP22190985 A JP 22190985A JP 22190985 A JP22190985 A JP 22190985A JP S6283487 A JPS6283487 A JP S6283487A
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Masaru Omura
大村 勝
Shigeo Kanbara
神原 繁雄
Masaru Namatame
生天 目優
Toshiyuki Honma
俊之 本間
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Nippon Kokan Ltd
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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、衝撃密着性、特に低温衝撃密着性に優れた亜
鉛系合金メッキ鋼板の製造方法に関する。
ここで、低温衝撃密着性とは、例えば、自動車が冬期に
道路を走行する際、小石等が自動車に当4J、その時の
衝撃により塗膜がメッキ皮膜とともに剥離する現象を示
す。
[従来の技術] 最近、主として苛酷な腐食環境で使用される自動車用の
耐食材料として、各種亜鉛系合金メッキ鋼板、例えば、
Zn−Fe合金メッキ鋼板、Zn−Go−Cr系合金メ
ッキ鋼板、Zn−Mn系、Zn−Ti系、Zn −Cr
系、Zn−Ni系の各合金メッキ鋼板等が開発されてい
る。
しかし、これらの亜鉛系合金メッキ鋼板は、そのメッキ
皮膜の内部応力が亜鉛メッキ(非合金メッキ)皮膜に比
べて強く、このためメッキの密着性、特に塗装後のメッ
キ密着性が劣るという問題を有している。このようなメ
ッキ密着性の問題は、北米のような冬期に厳しい寒さに
見舞われる地域において、自動車が走行中飛石に当ると
、その衝撃で塗膜がメッキ層とともに剥離したり、スパ
ナ等の落下による衝撃でも塗膜がメッキ層とともに剥離
すること等に代表される。
メッキ剥離は、単に外観上の問題だけでなく、耐食性も
著しく損なわれるため極めて重大な欠陥であることは言
うまでもなく、従来このメッキ密着性を向1−させるた
めに、次のようないくつかの提案がなされている。
■特開昭59−200789号 鋼板の少なくとも片面にCr、Mn、 Fe、 Co、
Ni、 Cu、 In、 Zn、 Cd、 Sn、 P
b、の一種または2種以上からなる析出物を1〜100
0 m g/ m 2分散+J着させることによりメッ
キ密着性の改善を図る。
@特開昭59−107095号 鋼板の少なくとも片面に5g/m2以上の亜鉛ニッケル
合金メッキ層を有し、旧つそのメッキ層のNi含有率が
鋼板界面では7%以下、メッキ層表面では10−16%
であり、鋼板界面からメッキ表面に向って連続的にニッ
ケル含有率を増加させることにより加工性、耐衝撃性の
改善を図る。
O特開昭56−35790号 Zn−Ni合金よりも責で旧つ鋼板より智な金属の電気
メッキを施し、その上にNi−Zn合金を電気メッキし
、プレス等、メッキ鋼板が使用される場合に受ける加圧
により耐食性が劣化するのを防IL、する。
しかし、以上のような従来の技術には次のような問題点
がある。
すなわち、■の技術は、プレメッキ上程で本来のメンキ
皮膜組成とは異る皮Iり組成、のメッキを施すものであ
るため、主メッキ浴とプレメッキ浴両名の管理が必要で
あり、操業が極めて煩雑なものとなる。また、プレメッ
キ液が1.メッキ浴に混入すると、主メッキ浴の不純物
となり、この不純物によるメッキの阻害が不可避的とな
るため、メッキ工程とプレメッキ工程の間に水洗工程を
設け、プレメッキ液が主メッキ浴に混入しないように厳
屯な注意が必要であり、このため設備上、あるいは水洗
強化等の操業」−の問題を生じる。
一方、品質上でも異なるメッキ組成に起因して多くの問
題があると言える。すなわち、異なる組成のメッキ層を
2層有することば両名で電位差が生じることになり、腐
食時に腐食電池を形成して腐食速度が速くなり耐食性が
劣化するという問題がある。例えば、Znのプレメッキ
後、13%Fe −1%Co−残Znの主メッキを行な
った場合、プレメッキのZnは、主メッキの合金より卑
であり、クラック等の傷が鋼素地に達した場合プレメッ
キ層が優先的に腐食溶解することになり、その結果主メ
ッキ層と鋼板の密着性が損なわれ、開会性が著しく劣化
することになる。このことは塗装後の耐食性、特にブリ
スターの進行が極めて速くなることでよく知られている
また@の技術については、メッキ皮膜中のNi含有率を
連続的に変えることは工業的にかなり困難であると考え
られる。すなわち、一般に電気メッキ設備では複数個の
メッキセルを有しており、各々のメッキセルでメッキさ
れる。このような設備においてNi含有率をメッキセル
に応じて変えることは理論上可能であるが、Ni含有率
を変えるためには各々のメッキセルで、例えばメッキ液
中のNi塩濃度比を変える等、メッキ条件を変更する必
要があり、メッキ浴の管理が極めて煩雑となる。また、
最下層のNi含有率7%以下と最上層の10%〜16%
では電位差が生じ、■の技術と同様腐食電池の形成によ
り耐食性の劣化が起り、品質上の問題も生じてしまう。
さらに、0の技術では、■と同様主メッキとプレメッキ
のメッキ浴が異なるため、主メッキ浴の汚染という問題
、さらには組成が異なるため腐食電池の形成により腐食
速度が増加するという問題を生じる。
本発明は、このような従来の問題に鑑み、異種メッキに
よる腐食電池形成に起因した耐食性劣化や、異なるメッ
キ浴組成による操業管理−Hの問題を生ずることなく衝
撃密着性に優れた亜鉛系合金メッキ鋼板を製造できる方
法を提供せんとするものである。
[問題を解決するための手段] 本発明者等は、上述したような異種メッキを基本とした
従来法に対し、同一浴組成のメッキ液によりメッキを実
施するという前提の下にメッキ剥―性について検討を重
ねた結果、メッキ剥離性は、複数のメッキ槽で行うメッ
キ処理において、その第1メッキ槽で形成される初期メ
ッキ皮膜の伺着量に大きく影響を受け、第1メッキ槽に
おけるメッキ付着量に所定の上限を設けることによりメ
ッキ密着性を大きく改善できることを見い出した。
すなわち、本発明は、複数のメッキ槽を有する電気メッ
キ設備を用い、同一浴組成のメッキ液により鋼板に亜鉛
系合金メッキを施すに当り、複数のメッキ槽のうち、第
1メッキ槽におけるメッキ伺着量をl g / m 2
以下に制限するようにしたことをその基本的特徴とする
。このような本発明では、前記複数のメッキ槽のうち、
第2メッキ槽以降の各メッキ槽当りのメッキイ・1着量
が1g/m2を超える亜鉛系合金メッキとなる。
一般に鋼素地と亜鉛系合金メッキの結晶構造は異なって
おり、電着結晶はメッキの初期には鋼素地の結晶に沿っ
て成長するため、メッキ皮膜に内部応力が生じることに
なり、これがメッキ密着性を阻害すると考えられている
。このような初期メッキに対し、その後ある厚み以降に
なると、電着結晶自体の構造になり、ひずみがなくなっ
て内部応力が激減すると考えられる。本発明においてメ
ッキ密着性が改善される理由は必ずしも明らかではない
が、第1メッキ槽における初期メッキ層のメッキ付着量
に上限を設けることにより、内部応力を有するメッキ層
が薄くなり、これによってメッキ層全体の内部応力が小
さくなることもその一因であると考えられる。
以下、本発明について詳述する。
電気メッキは、通常連続的に配置される複数のメッキ槽
を用いて行われるが、本発明では、このような複数のメ
ッキ槽による同一浴組成のメッキ液を用いた亜鉛系合金
メッキにおいて、第1メッキ槽でのメッキ付着品、を1
g7m2以−ドに限定する。
従来、一般に行なわれている電気メッキでは、各メッキ
槽に対し、略均等な電流密度の配分を行うことによって
、各メッキ槽において略同量のメッキ付着量が確保され
る。これに対し本発明では、第1メッキ槽のメッキ付着
量に1−記の如き−L限を設けるもので、このため通常
その付着量は実質的に第2メッキ槽以降のメッキ槽にお
ける各付着量に比べ少ないものとなる。メッキ付着量は
メッキ電流密度及びアノード面積、鋼板のメッキ槽通板
時間(メッキ時間)の選択により変更でき、このため例
えば既存設備の場合には、第1メッキ槽のアノード面積
及び電流密度の選択により本発明の条件を満足させこと
ができ、また通常の電気メッキ設備においてメッキ時間
が短くなるように配慮した第1メッキ槽を設け、メッキ
を行うようにすることもできる。
本発明では、第1メッキ槽におけるメッキと、第2以降
のメッキ槽におけるメッキとは、同一浴組成のメッキ液
によりなされる。また、メッキ浴温度、メッキ浴PHに
ついても、何ら変える必要はない。
本発明の対象となる亜鉛系合金メッキ鋼板としては、Z
n−Ni 系、Zn−Fe系、Zn−Ti系、Zn−A
l系、Zn−Cr系、Zn −Co −Cr系等の各電
気メッキ鋼板、さらにはこれらを含む複層電気メッキ鋼
板等かある。
この複層メッキ鋼板としては、例えば、Zn−Fe系メ
ッキ鋼板において、メッキ表面の品質(塗装密着性)を
改善するため、メッキ層の1一層と下層でFe含有率を
変えたもの、またZn−Ni系メッキ鋼板において、メ
ッキ表面の化成処理性を向上させるため、第2層として
純亜鉛メッキ層を形成させたもの、さらにはZn−Fe
系メッキ鋼板において、その表層にFe−P系メッキを
施したもの等があり、本発明はこのような亜鉛系合金メ
ッキ鋼板をも、その対象とすることができる。
なお、第1メッキ槽におけるメッキ付着量はo、1g/
m2以−4−確保されることが好ましい。
すなわち、その伺着量が0 、1 g / m 2を下
回ると、第2メッキ槽においてメッキされる皮膜が母材
の影響を受け、大きな内部応力を生じてしまうおそれが
ある。
本発明により製造されるメッキ鋼板は、塗装後メッキ密
着性に優れたものであるが、塗装せずにそのまま使用し
ても、その効果は得られるものである。また本発明によ
るメッキ鋼板は、自動車、家電製品等広汎な用途に適用
できる。
[実施例] (A)  以下の(1)及び(2)の条件でZn−Ni
合金メッキ材を作成し、これを(3)条件で化成処理し
た後、(4)〜(6)の条件でED塗装−中塗り一上塗
りの3コート塗装を施し、(7)〜(10)の試験条件
によりメッキ密着性及び塗装後耐食性を調べた。その結
果を各メッキ鋼板のメッキ付着量とともに第1表に示す
(1)メッキ浴組成 ZlISO4、7H20150g/ lNiSO4,7
H20350g/J N a S O4、55g/、i? (2)メッキ条件 メッキ浴のp)(1,3 メッキ浴の温度   50℃ メッキ電流密度 ・実施例(1)〜(8) 第2メッキ槽以降のメッキ槽 (メッキ槽数: 8): 50A/dm2第1メッキ槽
  : 5〜50A/dm2・実施例(9)〜(13) 第2メッキ槽以降のメッキ槽 (メッキ槽数: 10): 40A/dm2第1メッキ
槽  =5〜50A/dm2・比較例(1)〜(7) 第2メッキ槽以降のメッキ槽 (メッキ槽数: 8)+ 50A/dm2第1メッキ槽
  :5〜50A/dm2メッキ量      20 
g / m ”(3)化成処理条件 通常自動車メーカーで使用されているデツプタイプのリ
ン酸塩処理液(日本パーカーライジング社製の市販のも
の)により標準条件で化成処理した。
(4)ED塗装 カチオンタイプの電着塗装で、日本ペイント社製の市販
のED、塗料を用いて20gmの標準塗装及び焼付を行
なった。
(5)中塗り 市販の関西ペイント社製の中塗り塗料を用いて、35J
Lmの中塗り塗装を標準条件で行ない、焼付した。
(6)上塗り 関西ペイント社製の中塗り塗料を用いて、標準条件で3
5pmの塗装を行ない焼付した。
(7)デュポン衝撃試験 172インチのポンチを用い、〔良好〕1kg、50 
c m (評価点4)−1kg、25cm(評価点3)
−1kg、20cm(評価点2)−500g、50 c
 m (評価点1)〔不良〕のデュポン衝撃試験を行な
い、塗膜(メッキ皮膜)剥離の有無を調べた。
(8)折り曲げ試験 一20℃にサンプルを冷却し、50mm’の折り曲げ試
験を行なって塗膜の剥離の有無を調べた。
(8)耐チツプ試験 一20℃にサンプルを冷却し、6号砕石を用いエアー圧
4kg/cm2の条件で耐チップ試験を行ない、塗膜剥
離の有無を調べた。
(10)塗装後の耐食性 JIS  Z  2137の塩水噴霧試験をクロスカッ
ト材で1000hr行なってクロスカット部からのフク
レ幅を測定した。
CB)  上記(A)と同様のメッキ浴組成を用いメッ
キ浴のpH1,3 メッキ浴の温度   50℃ メッキ電流密度 第2メッキ槽以降:50A/dm2 第1メッキ槽  =5〜30A/dm2メッキ量   
   21〜23g/m2の条件でZn−Ni合金メッ
キ材を作成し、これを上記(A)と同様の条件で化成処
理−3コート塗装し、デュポン衝撃試験によってメッキ
密着性を調べた。その結果をメッキ付着量とともに第2
表に示す。なお、デュポン衝撃試験は、上記(A)と同
様の条件で実施した。
[発明の効果] 以−1;述べた本発明によれば、異なる種類のメッキ浴
を用いることなく、塗装後メッキ密着性を大きく改善す
ることができ、従来法の如き異種メッキによる腐食電池
の形成に起因した耐食性劣化や、異なるメッキ浴組成を
用いることによる設備上や操業管理上の問題を生じるこ
となく、衝撃密着性に優れた亜鉛系合金メッキ鋼板を製
造できる効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数のメッキ槽を有する電気メッキ設備を用い、同一浴
    組成のメッキ液により鋼板に亜鉛系合金メッキを施すに
    当り、複数のメッキ槽のうち、第1メッキ槽におけるメ
    ッキ付着量を1g/m^2以下に制限することを特徴と
    する衝撃密着性に優れた亜鉛系合金メッキ鋼板の製造方
JP60221909A 1985-10-07 1985-10-07 衝撃密着性に優れた亜鉛系合金メツキ鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0680196B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002317388A (ja) * 2001-04-19 2002-10-31 Nippon Steel Corp 高耐食めっき撚り鋼線およびその製造方法

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