JPS6316479B2 - - Google Patents
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- JPS6316479B2 JPS6316479B2 JP59185300A JP18530084A JPS6316479B2 JP S6316479 B2 JPS6316479 B2 JP S6316479B2 JP 59185300 A JP59185300 A JP 59185300A JP 18530084 A JP18530084 A JP 18530084A JP S6316479 B2 JPS6316479 B2 JP S6316479B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/265—After-treatment by applying solid particles to the molten coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Zn系複合めつき鋼板に係り、更に
詳しくは優れた耐食性を有し、種々の用途、例え
ば自動車用鋼板として適用できる電気Zn系複合
めつき鋼板に関するものである。 〔従来技術と問題点〕 一般に自動車用鋼板の腐食環境下での耐食性と
しては、裸耐食性のみならず、塗装耐食性、すな
わち塗膜密着性、耐穴あき性や塗膜の温水浸漬密
着性、耐赤錆性等が要求される。 例えば、特開昭56−133488号公報に見られる
Zn―Fe2層めつき鋼板や、特公昭50−29821号公
報に見られるZn―Niめつき鋼板の如く従来から
使用されているめつき鋼板は、優れた耐食性を有
しているが、ユーザー側からの要求性能がより高
度化するに従つて、耐外面錆性加工部の耐穴あき
性の点で、なお改良の余地を残している。 また、特願昭58−247984号に見られる単層めつ
きの複合めつき鋼板も提案されており、これらは
優れた性能を有するが、現在の要求性能を満足す
るためにはやはり塗膜密着性、加工性の一段の向
上が必要である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記実情に鑑み、種々の実験を
重ねた結果、鋼板の表面に下層としてZn単独も
しくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上
を含有するZn合金めつき層を、また上層として、
特定寸法形状の非金属微粒子を単独あるいは、複
合で所定量範囲含有するZn単独もしくは、Fe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金層を形成することにより、従来の合金め
つき鋼板よりも特に耐外面錆性、加工部の耐穴あ
き性が良好となることを見い出した。 これは、非金属微粒子が非電導性のため、一種
のバリヤー効果を発揮し、耐食性が向上したもの
と考えられる。また、下層として、Zn単独もし
くは、Fe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上
を含有するZn合金めつき層が存在することによ
り、加工性が向上することも判明した。 〔発明の構成・作用〕 本発明は、以上の如き知見に基づいてなされた
ものであつて、その要旨するところは、鋼の片面
あるいは両面に下層としてZn単独もしくはFe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金めつき層を有し、上層として平均粒径5μ
以下のSi，Al，Fe，Tiの酸化物、炭化物、或い
は窒化物より成る非金属微粒子を単独あるいは、
複合で0.01〜30wt％含有するZn単独もしくはFe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金めつき層を有することを特徴とするZn系
複合めつき鋼板にある。 以下、本発明を詳細に説明する。 まず、本発明において複合鋼板とは後述するよ
うな２層のめつき層から構成されるものであつ
て、これを２層構造としたのは前述の知見の如
く、加工性を考慮したためである。次に下層めつ
きとしては、Zn単独あるいはFe，Cr，Co，Sn，
Cd1種又は２種以上を含有するZn合金めつきを用
いるものである。これらのめつき層を下層とする
のは塗膜密着性が良好なためである。なお、目付
量は特に定めないが耐穴あき性の見地から10〜
150ｇ／m2程度が望ましい。 また、上層めつきとしては、Zn単独あるいは、
Fe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有
するZn合金めつきを用いる。めつき厚について
は特に制限するものではないが、後述する非金属
微粒子の含有量あるいは寸法形状の見地からする
と0.1〜20μ程度が有効である。なお、塗膜密着性
を向上させる意味では合金めつき系が有効であ
る。次に本発明においては、かかるめつき層に非
金属微粒子を単独あるいは複合で含有せしめる所
に最大の骨子がある。この場合、上層に含有する
非金属微粒子としてはコロイド状のSiO2、Coや
Mg等でコーテイングされたSiO2，Al2O3、
Fe2O3、TiO2等の酸化物、SiC、TiC等の炭化物、
SiN、TiN、AlN等の窒化物を用いることが出来
る。これらは単独あるいは複合で用いても効果が
ある。 これらは、単独あるいは複合で用いても効果が
ある。なお、酸化物としては、水和酸化物の類、
例えばCr水和物の如く、電解時に生成する反応
生成物のようなものは含まない。 特に前記のSiO2、CoやMg等で表面がコーテイ
ングされたSiO2が耐穴あき性、耐外面錆性に効
果がある。また、これらの非金属粒子の他、現在
開発されつつある新材料の微粒子も使用可能であ
る事は言うまでもない。なお、微粒子の大きさと
しては平均粒径が5μ以下であることが必要であ
り、特に20mμ程度のものが耐食性、加工性共に
最も効果がある。5μを超えると加工性が悪くな
る。なお、平均粒径とは、全粒子のうち最も分布
量の大である粒径を意味する。また、めつき層中
の含有量としては、0.1〜30wt％が必要である。
0.1％未満では、耐食性が向上せず、30％を超え
ると加工性が悪くなる。 本発明のめつき鋼板の製造は、通常の電気Zn
めつきラインで可能である。例えばPH１〜３の硫
酸塩浴、塩化物浴を用いて電流密度10〜200A／
ｄm2、ラインスピード10〜250m／minのめつき
条件下で作製できる。下地鋼板としては、Alキ
ルド鋼、高張力鋼板等、種々のものが適用でき
る。 以下、実施例をもつて本発明の効果をさらに具
体的に説明する。 〔実施例〕 本発明鋼板のうち代表的なもののめつき層組成
及び耐食性試験、加工性試験結果を第１表にまと
めて示す。 試料No.１、２、５、６、９、10、13、14、17、
18、21、22、25、26、29、30、33、34、37、38、
41、42、45、46、49、50、53、54、57、58、61、
62、65、66、69、70、73〜90、94〜98、105〜161
が本発明鋼板であり、他は比較材（※印）であ
る。めつき組成は化学分析で調べた。なお目付量
については下層20±２ｇ／m2、上層については膜
厚で５±0.5ミクロンに統一した。化成処理は、
通常のリン酸Zn系デイツプ型のものを用い、カ
チオンED塗装を施した。耐食性試験としては、
冷熱サイクル腐食試験（CCT）を行なつた。な
お、加工部耐穴あき性試験用のサンプルとして
は、ヘム型の合わせ材を使用した。 一方、加工性は、深絞り成形後、パウダリング
性をテープテストにより調べた。 各試験の評価基準は次の通りである。 （耐食性） 加工部耐穴あき性…CCT4週後最大穴あき深さ 0.1mm未満 〇 0.1mm以上0.2未満 △ 0.2mmを超える場合 × 耐外面錆性…クロスカツト部耐赤錆性 優 〇 普通 △ 劣 × 塗膜密着性…CCT4週後クロスカツト部 最大くれ幅 ３mm未満 〇 ３mm〜５mm △ ５mmを超える場合 × （加工性） パウダリング…深絞り成形後テープテスト黒化度 10％未満 ◎ 10％以上25％未満 〇 25％以上 × （総合評価） 最優……◎ 優……〇 良……△ 劣……× まず、本発明はZn―Fe2層めつき鋼板（No.99）、
Zn―Niめつき鋼板（No.100）に比較して特に、加
工部の耐穴あき性、耐外面錆性が良好である。ま
た、上層の微粒子の寸法形状や含有量が本発明の
範囲内にあれば耐食性、加工性に良好であること
がわかる。 次に、上層めつき層としては、Zn単独よりも
Zn―Fe、Zn―Ni等の合金めつきの方がなお一層
耐食性、特に塗膜密着性への効果が大である。さ
らに下層めつき層としてもZn単独のみでなく、
Zn―Fe（No.88〜90，105〜114，142）、Zn―Co（No.
115〜122，154〜158）、Zn―Cr（No.128〜131，143
〜146，153）、Zn―Fe―Co（No.124〜127）、Zn―
Sn（No.132〜136，140）、Zn―Cd（No.137〜139，
141）、Zn―Fe―Cr（No.154〜155）等の合金めつき
が使用できる。この下層の存在により、No.101、
102に示す複合めつき鋼板単層よりも加工性が優
れるようになる。 なお、上層の微粒子は、単独で含有するのみで
なく、No.94〜98，No.120〜123，No.137〜161に示す
通り、複合で含有してもその効果は大である。
詳しくは優れた耐食性を有し、種々の用途、例え
ば自動車用鋼板として適用できる電気Zn系複合
めつき鋼板に関するものである。 〔従来技術と問題点〕 一般に自動車用鋼板の腐食環境下での耐食性と
しては、裸耐食性のみならず、塗装耐食性、すな
わち塗膜密着性、耐穴あき性や塗膜の温水浸漬密
着性、耐赤錆性等が要求される。 例えば、特開昭56−133488号公報に見られる
Zn―Fe2層めつき鋼板や、特公昭50−29821号公
報に見られるZn―Niめつき鋼板の如く従来から
使用されているめつき鋼板は、優れた耐食性を有
しているが、ユーザー側からの要求性能がより高
度化するに従つて、耐外面錆性加工部の耐穴あき
性の点で、なお改良の余地を残している。 また、特願昭58−247984号に見られる単層めつ
きの複合めつき鋼板も提案されており、これらは
優れた性能を有するが、現在の要求性能を満足す
るためにはやはり塗膜密着性、加工性の一段の向
上が必要である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記実情に鑑み、種々の実験を
重ねた結果、鋼板の表面に下層としてZn単独も
しくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上
を含有するZn合金めつき層を、また上層として、
特定寸法形状の非金属微粒子を単独あるいは、複
合で所定量範囲含有するZn単独もしくは、Fe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金層を形成することにより、従来の合金め
つき鋼板よりも特に耐外面錆性、加工部の耐穴あ
き性が良好となることを見い出した。 これは、非金属微粒子が非電導性のため、一種
のバリヤー効果を発揮し、耐食性が向上したもの
と考えられる。また、下層として、Zn単独もし
くは、Fe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上
を含有するZn合金めつき層が存在することによ
り、加工性が向上することも判明した。 〔発明の構成・作用〕 本発明は、以上の如き知見に基づいてなされた
ものであつて、その要旨するところは、鋼の片面
あるいは両面に下層としてZn単独もしくはFe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金めつき層を有し、上層として平均粒径5μ
以下のSi，Al，Fe，Tiの酸化物、炭化物、或い
は窒化物より成る非金属微粒子を単独あるいは、
複合で0.01〜30wt％含有するZn単独もしくはFe，
Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有する
Zn合金めつき層を有することを特徴とするZn系
複合めつき鋼板にある。 以下、本発明を詳細に説明する。 まず、本発明において複合鋼板とは後述するよ
うな２層のめつき層から構成されるものであつ
て、これを２層構造としたのは前述の知見の如
く、加工性を考慮したためである。次に下層めつ
きとしては、Zn単独あるいはFe，Cr，Co，Sn，
Cd1種又は２種以上を含有するZn合金めつきを用
いるものである。これらのめつき層を下層とする
のは塗膜密着性が良好なためである。なお、目付
量は特に定めないが耐穴あき性の見地から10〜
150ｇ／m2程度が望ましい。 また、上層めつきとしては、Zn単独あるいは、
Fe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含有
するZn合金めつきを用いる。めつき厚について
は特に制限するものではないが、後述する非金属
微粒子の含有量あるいは寸法形状の見地からする
と0.1〜20μ程度が有効である。なお、塗膜密着性
を向上させる意味では合金めつき系が有効であ
る。次に本発明においては、かかるめつき層に非
金属微粒子を単独あるいは複合で含有せしめる所
に最大の骨子がある。この場合、上層に含有する
非金属微粒子としてはコロイド状のSiO2、Coや
Mg等でコーテイングされたSiO2，Al2O3、
Fe2O3、TiO2等の酸化物、SiC、TiC等の炭化物、
SiN、TiN、AlN等の窒化物を用いることが出来
る。これらは単独あるいは複合で用いても効果が
ある。 これらは、単独あるいは複合で用いても効果が
ある。なお、酸化物としては、水和酸化物の類、
例えばCr水和物の如く、電解時に生成する反応
生成物のようなものは含まない。 特に前記のSiO2、CoやMg等で表面がコーテイ
ングされたSiO2が耐穴あき性、耐外面錆性に効
果がある。また、これらの非金属粒子の他、現在
開発されつつある新材料の微粒子も使用可能であ
る事は言うまでもない。なお、微粒子の大きさと
しては平均粒径が5μ以下であることが必要であ
り、特に20mμ程度のものが耐食性、加工性共に
最も効果がある。5μを超えると加工性が悪くな
る。なお、平均粒径とは、全粒子のうち最も分布
量の大である粒径を意味する。また、めつき層中
の含有量としては、0.1〜30wt％が必要である。
0.1％未満では、耐食性が向上せず、30％を超え
ると加工性が悪くなる。 本発明のめつき鋼板の製造は、通常の電気Zn
めつきラインで可能である。例えばPH１〜３の硫
酸塩浴、塩化物浴を用いて電流密度10〜200A／
ｄm2、ラインスピード10〜250m／minのめつき
条件下で作製できる。下地鋼板としては、Alキ
ルド鋼、高張力鋼板等、種々のものが適用でき
る。 以下、実施例をもつて本発明の効果をさらに具
体的に説明する。 〔実施例〕 本発明鋼板のうち代表的なもののめつき層組成
及び耐食性試験、加工性試験結果を第１表にまと
めて示す。 試料No.１、２、５、６、９、10、13、14、17、
18、21、22、25、26、29、30、33、34、37、38、
41、42、45、46、49、50、53、54、57、58、61、
62、65、66、69、70、73〜90、94〜98、105〜161
が本発明鋼板であり、他は比較材（※印）であ
る。めつき組成は化学分析で調べた。なお目付量
については下層20±２ｇ／m2、上層については膜
厚で５±0.5ミクロンに統一した。化成処理は、
通常のリン酸Zn系デイツプ型のものを用い、カ
チオンED塗装を施した。耐食性試験としては、
冷熱サイクル腐食試験（CCT）を行なつた。な
お、加工部耐穴あき性試験用のサンプルとして
は、ヘム型の合わせ材を使用した。 一方、加工性は、深絞り成形後、パウダリング
性をテープテストにより調べた。 各試験の評価基準は次の通りである。 （耐食性） 加工部耐穴あき性…CCT4週後最大穴あき深さ 0.1mm未満 〇 0.1mm以上0.2未満 △ 0.2mmを超える場合 × 耐外面錆性…クロスカツト部耐赤錆性 優 〇 普通 △ 劣 × 塗膜密着性…CCT4週後クロスカツト部 最大くれ幅 ３mm未満 〇 ３mm〜５mm △ ５mmを超える場合 × （加工性） パウダリング…深絞り成形後テープテスト黒化度 10％未満 ◎ 10％以上25％未満 〇 25％以上 × （総合評価） 最優……◎ 優……〇 良……△ 劣……× まず、本発明はZn―Fe2層めつき鋼板（No.99）、
Zn―Niめつき鋼板（No.100）に比較して特に、加
工部の耐穴あき性、耐外面錆性が良好である。ま
た、上層の微粒子の寸法形状や含有量が本発明の
範囲内にあれば耐食性、加工性に良好であること
がわかる。 次に、上層めつき層としては、Zn単独よりも
Zn―Fe、Zn―Ni等の合金めつきの方がなお一層
耐食性、特に塗膜密着性への効果が大である。さ
らに下層めつき層としてもZn単独のみでなく、
Zn―Fe（No.88〜90，105〜114，142）、Zn―Co（No.
115〜122，154〜158）、Zn―Cr（No.128〜131，143
〜146，153）、Zn―Fe―Co（No.124〜127）、Zn―
Sn（No.132〜136，140）、Zn―Cd（No.137〜139，
141）、Zn―Fe―Cr（No.154〜155）等の合金めつき
が使用できる。この下層の存在により、No.101、
102に示す複合めつき鋼板単層よりも加工性が優
れるようになる。 なお、上層の微粒子は、単独で含有するのみで
なく、No.94〜98，No.120〜123，No.137〜161に示す
通り、複合で含有してもその効果は大である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
以上述べた如く、本発明のZn系複合めつき鋼
板は、ZnもしくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種
又は２種以上を含有するZn合金めつき層を下層
として有することによつて良好な加工性を持ち、
かつ、Si，Al，Fe，Tiの酸化物、炭化物、或い
は窒化物の微粒子を含有するところのZnもしく
はFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含
有するZn合金めつき層を上層として有すること
によつて良好な耐食性を持つ高性能の複合めつき
鋼板であり、その実用的価値は誠に大きい。
板は、ZnもしくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種
又は２種以上を含有するZn合金めつき層を下層
として有することによつて良好な加工性を持ち、
かつ、Si，Al，Fe，Tiの酸化物、炭化物、或い
は窒化物の微粒子を含有するところのZnもしく
はFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２種以上を含
有するZn合金めつき層を上層として有すること
によつて良好な耐食性を持つ高性能の複合めつき
鋼板であり、その実用的価値は誠に大きい。
Claims (1)
- １ 鋼板の片面あるいは両面に下層としてZn単
独、もしくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの１種又は２
種以上を含有する、Zn合金めつき層を有し、上
層として平均粒径5μ以下のSi，Al，Fe，Ti，の
酸化物、炭化物或いは窒化物よりなる非金属微粒
子を単独あるいは複合で0.01〜30wt％含有すると
ころのZn単独もしくはFe，Cr，Co，Sn，Cdの
１種又は２種以上を含有するZn合金めつき層を
有することを特徴とするZn系複合めつき鋼板。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185300A JPS6164899A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | Ｚｎ系複合めつき鋼板 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6164899A JPS6164899A (ja) | 1986-04-03 |
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Family
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Family Applications (1)
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| EP0174019A1 (en) | 1986-03-12 |
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