JPS63125695A - Ｚｎ系合金電気メツキ鋼板の製造方法 - 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Ｚｎ−Ｎ１、Ｚｎ−Ｆｅ等のＺｎをヘースとし
たＺｎ系合金電気メッキ鋼板の製造方法に係り、史に詳
しくは自動車の車体外装に使用する＃装用鋼机として好
適なＺｎ系合金電気メッキ鋼十及の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

北米や欧州等の寒冷地向は自動車にあっては、道路に融
雪塩が大量に散布されることから、融雪塩による車体腐
食が大きな問題とされており、既に車体内外からの穴あ
き腐食に対しては純Ｚｎ電気メッキ、Ｚｎ系合金電気メ
ッキ等の表面処理鋼板の適用が進んでいる。

ところが、寒冷地では融雪塩とともにスリップ防止用の
砂利が道路に散布されることから、その砂利をはねた場
合の車体外面側の塗膜価からの腐食も近年、大きな問題
になりつつある。このため、自動車名メーカーは車体外
装用塗装鋼板の塗膜の改良に加え、外装用鋼板への表面
処理鋼板の導入を積極的に検討しているが、純Ｚｎ電気
メッキ鋼板、Ｚｎ系合金電気メッキ鋼板といった表面処
理鋼板は、この塗膜価からの腐食に対して下記のような
弱点がある。

（発明が解決しようとする問題点〕 ずなわち、純Ｚｎ電気メッキ綱板にあっては、塗装を施
した場合の塗膜上腐食に対する耐久性がＺｎ系合金電気
メッキ鋼板はど高くなく、塗膜が損傷を受けた場合の塗
膜クリープが大きくなる。

これに対し、Ｚｎ系合金電気メッキ綱板は塗膜上腐食に
強く、また万一塗膜が損傷を受けた場合にもメッキ層だ
けで比較的高い防食効果を示し、傷部の塗膜クリープに
対しては純Ｚｎ電気メッキ鋼板よりも優れた性能を示す
。ところが、このＺｎ系合金電気メッキ綱板は、純Ｚｎ
電気メッキ鋼板と異なりメッキ内部のひずみが高く、低
温で塗膜に衝撃が加わったときに、下地鋼板とメッキ層
との間で剥離が広がり、広い範囲にわたって塗膜とメッ
キ層とが剥落する危険性がある。塗膜とともにメッキ層
が剥落した場合は、その部分において下地鋼板が露出し
、腐食に対しては全く無力となり、このことが車体外装
用鋼板にＺｎ系合金電気メッキ鋼板を適用するにあたっ
て大きな障害となっている。従って自動車メーカより従
来使われてきた冷延鋼板と同等もしくは小さい剥離径が
強く要望されている。

本発明の目的は、Ｚｎ系合金電気メッキ鋼板におけるこ
の低温衝撃剥離を防ぎ、塗膜クリープ、低温衝撃剥離の
双方に対して高い耐久性を示す電気メッキ鋼板の製造方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段］ 電気メッキラインにおいては、メッキの前段で酸洗処理
がイ」与される。この酸洗処理は、鋼帯表面に焼鈍等で
発生した酸化被膜を除去するものであるが、酸洗処理に
よって鋼帯表面にはある程度の腐食（エツチング）が生
しる。この腐食の量を酸洗減量と称し、通常、３秒前後
の酸洗時間で生じる酸洗減量は０．２８／ｍ程度のもの
である。

本発明者等は、上記の酸洗減量を０．８ｇ／ｎ（以上と
する厳しい酸洗処理を行うことによって、耐低温衝撃剥
離性の高いＺｎ系合金電気メッキ鋼板が得られることを
知見し、既に特願昭６１−１８１６０６号で開示してい
る。すなわちＺｎ系合金電気メッキ綱板に塗装を施した
場合、低温衝撃剥離の最大の原因は、第３図（イ）に示
すように、塗膜１に加わった衝撃がメッキ層２に達し、
史にその衝撃エネルギーが下地鋼板３の表面に沿って伝
播することである。下地鋼板３に対して酸洗減量が０．
８ｇ／ｎ（以−ヒとなる酸洗処理を行うと、第３図（ロ
）に示すように、下地鋼板３の表面にエツチング作用に
よる無数の深い凹みが形成され、これらの凹みに、電気
メッキ層２が入り込む。上記凹みに入り込んだメッキ層
２は、衝撃エネルギーの下地鋼板３表面に沿う伝播を阻
止する障壁の役目を果たすことになり、これによってメ
ッキおよびその上層の塗膜ｌの剥離が最小限に抑制され
るのである。

然しなから、酸洗減量０．８ｇ／ｍ以−Ｌを確保するに
は、酸洗時間をかなり長くする必要があり、ライン速度
を低下させるか、あるいは酸洗設備を延長させるといっ
た対策を講しなければならない。

このため、本発明者等は、酸洗減量が０．８ｇ／ｍ以下
であっても優れた耐低温衝撃剥離性を備えたＺｎ系合金
電気メッキ鋼板が得られる方法について実験、研究を重
ねてきた。その結果、Ｚｎ系合金電気メッキを行なう前
の素地鋼帯に、酸洗に加えてメッキ液中での無通電浸漬
処理を行った場合には、酸洗減量が０．８ｇ／ｎ（以下
であっても、メッキ層の耐低温衝撃剥離性が第１図に示
すように、著しく向上することを知見した。第１図は、
Ｚｎ−Ｎｉ合金電気メッキ鋼板をヘースとした塗装鋼板
について、その酸洗減量とメッキ液通電浸漬時間ならび
に平均剥離径の関係を調査したもので、平均剥離径２．
０１は一般に耐低温衝撃剥離性が良好とされる目標値で
ある。なお、平均剥離径は後述する実施例に記載した方
法により求めたものである。

図に示すように、平均剥離径２．Ｏｎ以下を達成するの
に要する素地鋼板のメッキ液中無通電浸漬時間は、酸洗
減量の差によってそれぞれ異なり一定ではないが、例え
ば酸洗減量が０．５ｇ／ｍと比較的大きな素地鋼板の場
合には、３秒程度のメッキ液中無ｉｌ￥１電浸漬を加え
ることによって、平均剥離径を２．８１から２．０１）
１以下に減少させることかできる。また、酸洗減量がわ
ずか０．２ｇ／イと通常レベルである素地鋼板の場合で
も、たった５秒程度のメッキ液中無１ｆｌｉ電浸漬を加
えることによって、平均剥離径を３．５１から２．Ｏｍ
＋＋以下に減少させることができるのである。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、鋼
帯にＺｎ系合金被覆を施す電気メブキラインにおいて、
電気メッキの前処理として酸洗処理と電気メッキ液中で
の無通電浸漬処理とを行い、この際、酸洗減量とメッキ
液中無通電浸漬時間とを、メッキおよび塗装後の鋼帯の
平均剥離径が２゜９ｍｍ以下となる第１図の斜線範囲内
の条件に設定することを特徴とするＺｎ系合金電気メッ
キ鋼板の製造方法を要旨とする。

本発明法において、素材となる鋼帯は５ｐｃｃ、５ＰＣ
Ｄ、５ＰＣＢ、５ＰＣＥＮ等の汎用の冷延鋼板であり、
これらの材質や寸法等は求められる用途、特性等に応し
て決定される。

素材鋼帯に対する酸洗処理は、酸洗ｆｉ量を０．２ｇ／
ｒｄ以上で適宜選定することができるが酸洗減量は処理
時間に大きく支配されるので、この処理時間を短縮させ
るためには酸洗減量を０．８ｇ／ｍ以下にするのが好ま
しい。また酸洗減量は−１−記の処理時間に支配される
ばか酸濃度、浴温等の影響も加わるので酸洗減量を選定
する場合には、酸濃度、浴温等を許容範囲内に管理した
上で、通板速度を調整し処理時間を制御するのがよい。

酸洗液としては塩酸、硫酸等の汎用のものが使用でき、
また処理法としては浸漬処理のみならず電解酸洗処理も
可能である。

メッキ液中無通電浸漬処理は、酸洗処理後、電気メッキ
の直前に実施する。処理設備には、既設の電気メッキ槽
の第１槽目を無通電にして使用するのが最も簡便である
が、メッキ液への浸漬時間は第１図に示したように酸洗
減量との組合せによって決定されるから、場合によって
は所要の浸漬時間が得られるように、前記第１メッキ槽
の長さを延長または縮少させる程度の改良が必要である
。

なお、新しく専用の処理槽を設置する場合は、メッキ液
の替わりに硫酸やリン酸などの酸液を使用することも可
能である。

電気メッキは通常の処理を行えばよいが、前記メッキ液
での無通電浸漬処理後の鋼帯を大気に曝することなくウ
ェットな状態で直ちに実施する必要がある。メッキの種
類はＮｉ７〜２０％を含むＺｎ−Ｎｉ合金電気メッキを
主とし、これに副成分としてＣｒＸＣｏ等が含まれた合
金メッキ：Ｆｅ１Ｑ〜２０％を含むＺｎ−Ｆｅ合金メッ
キ等がある。また、メッキ層の上には無機系または有機
系の化成処理（インライン後処理）を施す場合が多い。

本発明電気メッキ鋼板の主たる用途は、車体外面にメッ
キを使う場合であり、必ずしも両面メッキに限定するも
のではない。メッキ条件については、酸洗処理のところ
で設定された通板速度で所定のメッキ付着量を確保でき
るように、電流密度等の諸条件が設定される。

他の処理工程については、通常の設備により、通常の処
理を行えばよい。

〔作　用〕

酸洗によりエツチングを受けた鋼帯が、電気メッキ前に
大気中に曝されると、その表面には速やかに酸化被膜が
形成され、この酸化被膜の上に形成されるメッキ被膜は
素地鋼帯との密着性に欠けるものとなる。本発明のよう
に酸洗処理後の鋼帯にメッキ液での無通電浸漬処理を行
うと、上記の酸化被膜が除去されて活性な表面にメッキ
被膜が形成されるため、素地鋼帯との密着性が良好とな
る。したがって、前記第１図に斜線で示す条件範囲では
、０．８ｇ／ｍより少ない酸洗減量であっても、冷延鋼
板と同等以上の優れた耐低温衝撃剥離性を得ることがで
きるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明を実施したＺｎ系合金電気メッキ鋼板の
製造装置の一例についてその構成を示す模式側図面であ
る。

同図において、４はペイオフリール、５はダブルカット
シャー、６はウェルダー、７は入側ルーパ、８はアルカ
リ電解脱脂槽、９は水洗槽、１０は酸洗槽、１）は水洗
槽、１２はメッキ液中無通電浸漬槽、１２′はメッキ槽
、１３は水洗槽、１４は後処理槽、１５は乾燥機、１６
は出側ルーパ、１７はコイリングリールを表している。

ペイオフリール４より巻き戻された鋼帯は、先ずダブル
カットシャー５で先端が切り揃えられ、先行鋼帯の連帯
とウエルダ−６により溶接される。

この間、入側ルーパ７から鋼帯が供給される。溶接後、
鋼帯は入側ルーパ７に蓄積されつつ、アルカリ電解脱脂
槽８へ送られ、更に水洗槽９を経て酸洗槽ｌＯを通過し
表面にエツチングを受ける。

このとき酸洗槽１０においては、０．２ｇ／ｍ〜０゜８
ｇ／％の間で決定した酸洗減量が得られるよう酸洗液条
件、通板速度等が設定されている。

酸洗後、鋼帯は水洗槽１）を経てメッキ液中無通電浸消
槽１２に送られる。メッキ液中無通電浸消槽１２は、メ
ッキ槽１２′の第１槽を無通電状態にして用いたもので
あるが、酸洗減量との組合せで決定する所要の浸漬時間
が前記設定の通板速度で得られるように、槽の長さに改
良が加えられている。メッキ液中無通電浸清槽１２を出
た鋼帯は、大気に曝されることなく直ちにメッキ槽１２
′に送られる。

メッキ槽１２′においては、上記設定の通板速度で所定
の付着量が得られるよう、電流密度が調整されている。

メッキ後、調帯は水洗槽１３を経て後処理槽１４へ送ら
れ、ここで化成処理を受けた後、更に乾燥機１５、出側
ルーパ１６を経てコインリングリール１７に巻き取られ
る。コインリングリール１７を交換する間、鋼帯は出側
ルーパ１６に蓄積される。

次に、本発明の方法の実施効果を比較試験結果をもって
明らかにする。

完全に脱脂した冷延鋼板試片（材質：５ＰＣＤ、寸法：
厚み０．８ｉｍｘ幅７５■×長さ１５０１Ｍ）を５０℃
、１０％の塩酸により酸洗した。この際、塩酸浸漬時間
を変更して０．２ｇ／ｍ〜０．８ｇ／ｍの間で種々の酸
洗減量を試片に与えた。そして、酸洗後の各試片に水洗
を実施した後、これらの各試片に対して第１表に示す各
種メッキ浴への無通電浸漬処理を行った。この際、同じ
酸洗減量の試片に対して、メッキ浴浸漬時間の種々に異
なる処理を実施した。

次いで、第１表の条件により電気メッキを施し１ま た。得られたＺｎ−１３％Ｎｉ、Ｚｎ−７％Ｎｉ−〇、
５％Ｃｒ、Ｚｎ−１８％ＦｅＸ　１００％Ｚｎ電気メッ
キ試片に対し、５Ｄ２０００　（＊）によりリン酸塩処
理を行い、さらに、ｔＪ−５２（＊）による電着塗装（
膜厚２０μ）、０ＴＯ４，８１）（＊）による中塗装（
膜厚３０μ）および０ＴＯ６２６（＊）による上塗装（
膜厚３０μ）を実施した（＊：日本ペイント株式会社製
）。

そして、得られた各塗装鋼板試片に対し、ＪＩＳ　Ｚ　
−８８０１に準じた低温衝撃試験を第２表の条件により
実施した後、テープ剥離試験を行い、剥離径を１０片平
均で算出して耐低温衝撃剥離性を評価した。一方、各試
片に対しその素地に達するクロスカットを入れ、その後
、犬気曝霞−塩水散布（２回／週）−人気曝露を繰り返
す促進曝露試験を行い、６ケ月後にクロスカット部から
の片側最大塗膜クリープ幅を測定して耐塗膜クリープ性
を評価した。結果を第３表に示す。

第　　１　　表 第　　２　　表 第　　３　　表 第３表から明らかなように、酸洗減量とメッキ液中無通
電浸漬時間との組合せが、第１図に示す斜線範囲内とな
る本発明例は、いずれも平均剥離径が２．Ｏ１以下で冷
延鋼板と同等もしくはそれ以上の優れた耐低温衝撃剥離
性を備えている。

また本発明例は、耐衝撃クリープ性についても、元々優
秀な値を示すＺｎ系合金電気メッキ鋼板（酸洗減量０．
２ｇ／ｍ）と同等の数値を示している。

〔発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明は耐塗膜クリープ性に優
れたＺｎ系合金電気メッキ鋼板をベースとし、その耐塗
膜クリープ性を一切低下させることなく、同鋼板に高度
の耐低温衝撃剥離性を付与するものであるから、耐塗膜
クリープ性と耐低温衝撃剥離性の双方に著しく優れ、特
に寒冷地向けの自動車電体外装用として好適な塗装用鋼
板を製造することができる。

しかも本発明は実施にあたって既存設備を最大限に活用
できるから、コストが安く、容易に実施■５ できるという実用上の大きな利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸洗減量とメッキ液無通電浸漬時間と平均剥離
径との関係を示すグラフ図。第２図（イ）（ロ）はメッ
キ層の接合形態を模式的に表した断面図で、（イ）は酸
洗減量が０．２ｇ／ｒｄ程度の場合、（ロ）は酸洗減量
が０．８ｇ／ｍ以上の場合を示す。第３図は本発明に係
る電気メンキラインを説明する模式図である。 １：塗膜、２：メッキ層、３　：　”ＦｆＩ！！鋼板、
ｌＯ：酸洗槽、１２：メソキ液無通電浸漬槽、１２′　
：メッキ層。 １Ｎ開■＃６３−１２５６９５（６） ス〉井嬢４１籾ジ票さ當百に 手続補正書動式） 昭和６２年２月１７日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 Ｚｎ系合金電気メッキ鋼板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目１５番地 名称（２１））住友金属工業株式会社 代表者新宮康男 ４、代理人 ６、補正の対象 「明細書の図面の簡単な説明の欄」および「図面」 ７、補正の内容 （１）明細書の１７頁４行目「第２図（イ）（ロ）・・
・」から９行目「・・・模式図である。」までを下記の
とおり補正しまず。 「第２図は本発明に係る電気メッキラインを説明する模
式図。第３図（イ）（ロ）はメッキ層の接合形態を模式
的に表した断面図で、（イ）は酸洗減量が０．２ｇ／、
（程度の場合、（ロ）は酸洗減量が０．８ｇ／ｍ以上の
場合を示す。」 （２）第３図を別紙のとおり補正しまず。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼帯にＺｎ系合金被覆を施す電気メッキラインに
   おいて、電気メッキの前処理として酸洗処理と電気メッ
   キ液中での無通電浸漬処理とを行ない、この際、酸洗減
   量とメッキ液中無通電浸漬時間とを、メッキおよび塗装
   後の鋼帯の平均剥離径が２．０ｍｍ以下なる第１図の斜
   線範囲内の条件に設定することを特徴とするＺｎ系合金
   電気メッキ鋼板の製造方法。