JPS63153299A - 高耐食Ｚｎ系複層電気めつき鋼板 - 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） 本発明は塗装部分のみならず未塗装部分が存在しても優
れた耐食性を発揮する自動車部材用Ｚｎ１ｋ複層めっき
鋼板に関する。

（従来技術） 亜鉛系めっき鋼板はめつき層が優れた犠牲防食能を有し
ているので、従来自動車、家電、建材などの種々の分野
において耐食性の要求される用途に多く使用されている
。特にこの亜鉛系めっき鋼板は近年泊動単に使用する場
合元来、カナダ等の寒冷地では冬季に道路に岩塩などの
凍結防止剤を散布し、腐食環境が厳しくなっているので
、そのような環境下でも耐塗膜ふくれや耐大あき性に優
れたものが要求されている。

自動車用亜鉛系めっき鋼板としては、従米主として溶融
亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板あるいは合金化溶
融亜鉛めっき鋼板等が使用されてきたが、純亜鉛系めっ
き鋼板の場合はめっき層の溶出速度が大きすぎるため上
記のような環境に耐えられない、また合金化溶融亜鉛め
っ！＆鋼板の場合はめっき層加工性が劣るため、薄（し
て加工性を改善しようとしても、製造上めっき付着量を
３０９７１１２以下にすることが困難であるので、加工
面で問題がある。従って近年ではめっき層をＺｎ　−Ｎ
ｉＰ、、Ｚｎ−Ｆｅ系などの合金系にしたり、複層にし
た電気めっき鋼板が使用されるようになってかでいる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような電気めっき鋼板を使用しても車
体には構造上板合わせ部や袋Ｎ４遺部など未塗装部分ま
たは塗膜の薄い部分がどうしても生じてしまうため、そ
のような部分の耐食性が低下し、耐大あき性が不十分で
あるという問題があった。

そこで本発明は自動車車体などにおいて未塗装部分また
は塗膜の薄い部分が存在していても、耐食性および耐大
あき性に優れた亜鉛系複層めっき鋼板を提供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは電気Ｚｎ−ＦｅｌＡ合金めっき鋼板に注目
して、その耐食性、耐大あき性を＾めるべく種々検討し
た結果、Ｚｎ−Ｆｅ系めっきにシリカ、アルミナ、酸化
チタン、マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコニウムな
どの酸化物粒子を含有させると耐食性、耐大あき性を向
上させることができるのを見出したのである。

しかしめっき層にこのような化学的に安定した酸化物粒
子を含有させると塗装前処理のリン酸塩処理性が低下し
、塗装上問題のあることおよび酸化物粒子が突出してい
ると電気抵抗溶接の際溶接機チップが均一に接触しない
ため、溶接性が劣り、また溶接やプレス加工の際チップ
を摩耗させたり、金型をかじ９つたりすることが判明し
た。特にリン酸塩処理性については酸化物粒子含有量が
０．０５ｗｔ％以上になると低下が著しくなるものであ
った。

そこで本発明ではそのめっき層の上にリン酸塩処理性の
優れたＺｎ−Ｆｅ系合金めっきをさらに施し、塗装性が
損なわれないようにするとともに、突出酸化物粒子を被
覆して、溶接性やプレス加工性を改善したのである。

すなわち本発明は下層にＦｅ含有率が１０〜３０ａｔ％
で、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化
クロム、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を０．
００５−５　ｗｔ％含有するＺｎ−Ｆｅ系合金めつき層
を有し、かつ上層にＦｅ含有率が１０〜３０ｗｔ％のＺ
ｎ−Ｆｅ系合金めっき層を有することを特徴とする高耐
食Ｚｎ系複層電気めっき鋼板を提供するものである。

本発明で下層に上記のような酸化物粒子を共析分散させ
ると、耐食性、耐大あき性が向上するのは、腐食が下層
にまで及んできたとき酸化物が非成長型腐食生成物の形
成を促進し、内部への腐食進行を防止するためと考えら
れる。

下層のＺｎ−Ｆｅ系めっき層中に含有させるシリカ、ア
ルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸化ジ
ルコニウムなどの酸化物粒子の含有量をＱ、ＱＯ５−５
ｉｔ％にしたのは、Ｇ、００５ｗＬ％未満では耐食性、
耐大あき性上、添加効果がほとんど認められないからで
あり、また５ｗｔ％を越える量含有させても、５ｗｔ％
以下の添加の場合と比べて耐食性、針穴あき性の顕著な
向上効果はないうえ、電気めっきの際、５−１％を越え
る量共析させるのにめっき浴に酸化物粒子を多量に添加
しなければならないｔ・め−蛤不６Ｃ舒悠１−で−め。

曳妨市の２９り擁の不純物を除去するろ過装置でろ過さ
れてしまし１、その結果酸化物粒子が浪費されて製造コ
ストが上昇し、また短時間に濃度不足になって、酸化物
粒子の濃度管理が困難であるからである。

またＦｅ含有率を１０〜３０ｗｔ％にしたのは、１０ｗ
Ｌ％未満であると合金相はη相が主成分で、その犠牲防
食能は亜鉛めっきとほぼ同程度であるため、腐食速度が
大き過ぎ、３０ｗｔ％を越えると合金相は硬くてもろい
ｒ相が主成分になって、車体の部材などに加工するとき
めっき層が剥離するからである。これに対して１０〜３
０ｗｔ％にすると合金相はδ１が主成分になって、純亜
鉛またはり相を主成分とするＺｎ　−Ｆｅ合金めっき層
より電気化学的に責に、鋼素地より卑になる。このため
腐食速度は小さくなり、鋼素地を長期間保護する。

下層のめっき付着量は片面当り１０〜５０９７１２にす
るのが好ましい、これは１０ｇ／ｍ’未満であるとめっ
き層が腐食された時に安定な腐食生成物が形成されない
うちに母材が腐食されてしまい、下層による耐食性、ｉ
ｔ穴あき性向上が期待できないためである。また５０９
７論２を越える量めっきすると成形加工時にめっき層の
パラブリングが発生し易くなるからである。

下層と異なり、上層に酸化物粒子を含有させないのは、
ンリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムのような酸化物が化学的に安定で
あるため、リン酸塩処理性を低下させるからである０周
知のごとくリン酸塩結晶はめっき層表層を約０．５〜１
ｇ／ｍ”溶解させて、その溶解反応に基づきリン酸塩の
結晶を析出させるのであるが、化学的に安定な酸化物が
含有されていると溶解反応が遅くなり、処理時間が長く
なる。まためっき層表層の溶解は主にＺｎ−Ｆｅ合金が
溶解されるため、溶解後の表面は酸化物が濃化した状態
になり、リン酸塩結晶が緻密でなくなる。

さらに上層は下層の突出酸化物粒子を纂覆して、電気抵
抗溶接の際溶接機チップがめつき層に均一に接触するよ
うにしたり、あるいは溶接機チップの摩耗やプレス金型
のかじりを防止するのに酸化物粒子が含有されていると
問題があるからである。

上層のＦｅ含有率を１０〜３０ｗｔ％にしたのは、前述
の下層の場合と同理由である。

上層のめっき付着量は片面当り０．５〜１０９／曽”に
するのが好ましい。これは０，５９／ｅ２未満であると
下層表面を完全に被覆できないためリン酸塩処理性が低
下するからである。これに対しで１０９／ｍ　２を越え
ても品質特性上、問題はないが、付着量増加による耐食
性向上は下層に比べで小さく、製造コストの上昇の方が
大きくなる。

本発明の下層および上層のめっきは共にＩ）Ｈ１〜３の
硫ａ系めっさ疹にて行えば得られる。この場合下層めっ
きの際にはめっき浴中に酸化物を添加しなければならな
いが、この酸化物は細かい粒状のものでも、コロイド状
ゾルでもよい。酸化物粒子は低ｐｕのめっき浴でめっき
した場合、正に帯電するためか、めっき層中に容易に共
析する。

なお本発明では耐食性をさらに高めるために下層または
上層に、あるいは両層にＣｏ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　Ｎｉ
％Ｎｏ、　Ｍｎなどの耐食性改善元素を１種または２種
以上若干添加してもよい。

次に実施例により本発明を説明する。

（実施例） 冷延鋼板に常法により脱脂、−酸洗等の前処理を施した
後、下記の条件で下層めっき、上層めっきを施した。

（１）めっき浴（酸化物粒子以外は下層、上層共通）硫
酸第一鉄　°　３００９／８ 硫酸亜鉛　　　　５０−１００９１ 硫酸ナトリウム　７０９ｉ クエン酸　　　　１９／ｅ ｐＨ１，５〜２．５ 但し下層めっきの場合は上記めっき浴に酸化物粒子を次
のように添加した。

平均粒経　　　添加１ シ！７カ（ＳｉＯｚ）　　　　　１６ｓ＋／Ｊ　　１０
−５０９／６アルミナ（＾１２０．）　　　２０−μ　
１０〜３０９／ｅ。

酸化チタン（Ｔｉ０２）　　　３０ｔａｉｉ　　１５−
４０９／ｅｖグ＊シフ（ＭｇＯ）　　　５０ｍ、ｕ　　
１０〜５０９／ｅ酸化クロム（Ｃｒ２０−）　　２０　
ｍｌｉ　　１０−３０９　／ｅ酸化ジルコニウム　　３
０鴫μ　１５〜４０９／ｅ（ＺｒＯ□） （２）浴温（下層、上層共通） ４０〜６０℃ （３）電流密度（下層、上層共通） ２０〜８０　＾／ｄ−２ なお下層、上層共めっき層中のＦｅ含有率のｒＩ４整は
浴中の亜鉛濃度、ｐＨ、電流密度の組合わせを変えるこ
とにより行い、また下層の酸化物粒子含有量は酸化物粒
子添加量、ｐＨ，電流密度の組合わせを変えることによ
り行った。

次に以上のような条件でめっきした鋼板と比較材とにリ
ン酸塩処理（日本パーカーライジング製ボンデライト＃
３０３０）を施しで、カチオン電着塗装（日本ペイント
製パワートップＵ−３０、塗膜厚２０μ鎗）をした後人
の試験を行った。

（１）塗膜密着性 塗装鋼板に鋼素地に達するまでのクロスカットを入れて
、１サイクル（２４ｈｒ）が次のような複合サイクル試
験を５０サイクル行い、試験後クロスカット部からの最
大塗膜ふくれ幅を測定し、次の基準により評価した。

（Ａ）複合サイクル試験 塩水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｚ　２３７１）　ｉ　２　ｈｒ
　−６０℃乾燥　６ｈｒ−湿潤試験（５０℃、ＲＨ９５
％以上）ｂｒ （Ｂ　）ｉＦＦＦＦ準 基準１未満　　　０ ３〜１０ｍ鶴　　Δ １０謔ｗｆｆｉ　　　　Ｘ （２）Ｉｔ穴あき腐食性 上記塗膜密着性と同様の複合サイクル試験を５０サイク
ル実施後クロス力ツト部近傍のｌｌｌｌｌ危地最大侵食
を測定し、次の基準で評価した。

０．１１−未満　　０ ０、１〜０．２ａ＋ｍ　　　Δ ０．２ｍｓ［Ｘ （３）パラブリング性 未塗装めっき鋼板を深絞り成形加工して、加工部にセロ
テープを貼付け、引きはがして、パウダーの付着状態を
次の基準で評価した。

テープへの付着が微１０ テープへの付着が少量　　Δ テープへの付着が多量　　Ｘ 第１〜６表はこれらの試験結果を示したものであるが、
本発明の鋼板は上層が酸化物粒子を含有しないＺｎ−Ｆ
ｅ合金めっきであるので、塗膜密着性は従来のＺｎ−Ｆ
ｅ合金めっき鋼板と同等である。また耐食性、耐大あき
性は同一付着量でも優れでいることがわかる。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明の鋼板は在米のＺｎ−Ｆｅ合金め
っき鋼板と同等の塗膜密着性を有しているので、自動車
部材に使用するのに適している。また耐大あき性に関し
ては在米のＺｎ−Ｆｅ合金めっき鋼板より優れているの
で、自動車重体の板合わせ部や袋構造部のごとく未塗装
または薄塗装の生じる用途に使用しても優れた耐食性を
発揮し、車体が腐食されるのを防止することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下層にＦｅ含有率が１０〜３０ｗｔ％で、シリカ
   、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸
   化ジルコニウムの１種または２種以上を０．００５〜５
   ｗｔ％含有するＺｎ−Ｆｅ系合金めっき層を有し、かつ
   上層にＦｅ含有率が１０〜３０ｗｔ％のＺｎ−Ｆｅ系合
   金めっき層を有することを特徴とする高耐食Ｚｎ系複層
   電気めっき鋼板。
2. （２）下層のめっき付着量が片面当り１０〜５０ｇ／ｍ
   ＾２で、上層のめっき付着量が片面当り０．５〜１０ｇ
   ／ｍ＾２であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の高耐食Ｚｎ系複層電気めっき鋼板。