JPS6320498A - 金属粉末含有Ｚｎ系複合電気めつき鋼板 - 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、Ｚｎ系複合電気めっき鋼板に係り、更に詳し
くは優れた耐食性を有し、櫨々の用途、例えば自動車用
鋼板として適用できる金属粉末含有Ｚｎ系複合電気めっ
き鋼板に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

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
、耐大あき性や塗膜の温水浸漬密Ｎａ１耐赤錆性寺が要
求される。

例えば、福開昭５６−１３３４８８号公報に見られるＺ
ｎ　−Ｆｅ　２層めっき鋼板や、特公昭５０−２９８２
１号公報に見られるＺｎ　−Ｎｉ　メっき鋼板の如〈従
来から使用されているめっ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シ高度化する
に従って、耐外蘭錆注加工部の耐大あき性の点で、なお
改良の余地を残している。

また、特公昭５４−３０６４９号公報では、Ｚｎめつき
層中にＭ粉末を分散させた複合めっき鋼板が、特開昭６
０−２１１０９５号公報では、Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっき
層中に、クロム、アルミナ、シリカ、チタニアを含有さ
せた表面処理鋼板が開示されているが、現在の要求性能
を溝足するためには、やはり不十分である。

〔問題点を屏決するための手段〕

本発明者等は上記実情に鑑み、種々の実験を重ねた結果
、所定寸法のクロメート処理を廁した金属粉末を、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Ｚ
ｎ合金で形成される複合めっき鋼板は、従来の合金めっ
き鋼板よりも％に耐外面錆性、加工部の耐大あき性が、
向上し、加工性も良好であることを見出した。

これは、めっき層内に含まれる金属粉末の溶出速匿をク
ロメート処理皮膜のバリヤー効果でコントロールし、耐
食性の優れた腐食生成物による皮膜を作ることＫより耐
食性が向上したものと考えられ、また、クロメート処理
皮膜によシ、金属粉末とマトリックスめっき金属とのな
じみ性が向上するため、加工性も良好であったものと考
えられる。

また、このようなりロメート処理を施した金属粉末を含
有するＺｎ単独もしくはＺｎ合金で形成される複合めっ
き層は、単層めっきとして使用する以外に、２層構造を
有するめっき層の下層もしくは上層めっきとして使用す
る場合にも耐食性上、極めて有効であることも判明した
。

〔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
シ、その要旨とするところは、鋼板の片面あるいは両面
に、クロメート処理を施した平均粒径５μ以下の金属粉
末を０．０１〜３０重ｔＳ含有するＺｎもしくはＺｎ合
金めつき層を有することを特徴とする金属粉末含有Ｚｎ
系複合電気めっき鋼板。

および 鋼板の片面あるいは両面に、下層としてクロメート処理
を施した平均粒径５μ以下の金属粉末を０．０１〜３０
重量％含有するｚｎもしくはＺｎ合金めつき層を有し、
上層としてＺｎもしくはＺｎ合金めつき層を有すること
を特徴とする金属粉末含有ｚｎ系複合電気めっき鋼板。

および 鋼板の片面あるいは両面Ｋ、下層としてＺｎもしくはＺ
ｎ合金めつき層を有し、上層としてクロメート処理を施
した平均粒径５μ以下の金属粉末を０．０１〜３０重量
％含有するＺｎもしくはＺｎ合金めつき層を有すること
を％徴とする金属粉末含有Ｚｎ系複合電気めっき鋼板に
ある０ 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明において、金属粉末を含有せしめるマトリ
ックスめっき層としては、Ｚｎ単独あるいは、Ｚｎ−Ｎ
ｉ、　　Ｚｎ−Ｆｅ、　　Ｚｎ−Ｃｏ。

Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｏ、　　Ｚｎ−Ｎｉ−Ｆｅ、　　Ｚｎ−
Ｎｉ　−Ｆｅ−Ｃｒ、　　Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、　　Ｚｎ
−Ｆｅ−Ｃｒ。

Ｚｎ−Ｃｒ、　　Ｚｎ−Ｍｎ、　　Ｚｎ−Ｔｉ、　　Ｚ
ｎ−８ｎ。

Ｚｎ−Ｃｕ、　Ｚｎ−Ｐｂ、　Ｚｎ−Ｃｄ　等ｏＺｎ合
金めっきを用いる。

めっき厚みは％に制限するものではないが、後述する金
属粉末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っき系が
有効である。次に本発明においては、かかるめっき層に
、クロメート処理を施した金属粉末を単独あるいは複合
で含有せしめるところに最大の骨子がある。この場合、
含有する金属粉末としてはＡＩ、　Ｔｉ、　　Ｎｂ、　
Ｔａ、　Ｖ、　Ｍｇ。

Ｆｅ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｍｏ、　Ｗ、　　Ｍ
ｎ、　Ｐｂ、　Ｓｎ。

Ｃｕ、　Ｚｎ等の単一金属の粉末もしくは、これ等の元
素を主成分とする合金粉末のそれぞれの表面にクロメー
ト処理したもの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。

金属粉末に施されるクロメート処理皮膜の効果は、耐食
性の同上以外に、めっき浴中における金属粉末の溶解防
止と金属粉末表面の水酸化皮膜形成の抑制及びこれＫよ
るマトリックスめっき金属と金属粉末のなじみ性の向上
にある。

これらのクロメート処理皮膜の効果によシ、高耐食性、
良加工性の金属粉末含有Ｚｎ系複合めっき鋼板を、安定
かつ、容易に製造できることになる。また、これらの効
果を十分に発揮させるためＫは、金属粉末に施すクロメ
ート皮膜量をＣｒとして、１０〜１００００−１１９／
ｄとすることが好ましい。々お、クロメート皮膜の組成
、す３＋６＋ なわち、Ｃｒ　　とＣｒ　　Ｏ重量比をＣｒ　３”／（
Ｃｒ”＋　Ｃｒ”）＝　０．５〜１．０とすることによ
り、耐大あき性、耐外面錆性に対して一層の改善効果が
ある。

クロメート処理は　ｃ　ｒ６＋の供給源であるクロム酸
を主体とした水溶液を用いて、浸漬、電解、スプレー、
ハケぬシ等の方法で行なえばよいが、金属粉末上にクロ
メート皮膜を均一に生成させる方法としては、浸漬法又
は電解法がよシ有効である。浸漬法の場合は、クロメー
ト処理液としてクロム酸の他にシリカゾルやＣｒ３＋を
添加したものを便用してもよい。電解法の場合は陰極へ
の接触による電解、例えば金属性の層中に金属粉末を入
れ、籠そのものを＠極として籠を動かしながらクロメー
ト処理液中で電解する方法がよい。浸漬法、電解方法何
れの場合一 も、ＳＯ，、ＳｉＦ、　　、　　Ｓｅａ、　　、　　Ｎ
ｏ、　　等のアニオンの微量添加はクロメート皮膜量を
増大させる方法として有効である。また、クロメート処
理前に金属粉末表面の酸化皮膜を除去するための酸洗等
の処理を行なった方がよいことは言うまでもない。

金属粉末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、加工性の点では、よシ小さな粒径のも
のが好ましい。５μを超えると金属粉末とマトリックス
めっき金属との間でのガルバニックアクションが明瞭と
なり、局部腐食を起こしたり、々じみが悪く々るため加
工不良を発生したシする様に々る。又めつき浴中での分
散性が悪くなり、沈降しやすくなる。

なお、平均粒径とは、全金属粉末のうち最も分布量の大
である粒径を意味し、金属粉末の形状が球状以外の場合
の粒径とは、最大径、例えば鱗片状の場合は厚みではな
く、最大長さを意味する。

また、めっき層中の金属粉末の含有量としては、０．０
１〜３０重量％が必要である。０．０１重量％未満では
耐食性が向上せず、３０重量％を超えると加工性が急激
に劣化する。なお、より好ましい上限は、加工性の点で
１０重量％以下である。

クロメート処理を施した金属粉末を含有するＺｎ単独も
しくはＺｎ合金でなる複合めっき層を２層めっきの下層
もしくは上層めっきとする場合、他の上ｊａもしくは下
層めっきは、複合めっき層のマトリックスめっき金属と
同様、Ｚｎ単独もしくはＺｎ合金めつきを用いる。この
目付量は！に制限するものではないが、耐大あき性の見
地から１０〜１５０　？／ｒｒ？　８度が望ましい。

なお、塗膜密着性を向上させる意味ではＺｎ合金めつき
が有効である。

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ｐＨｌ〜３０の硫酸塩浴、塩
化物浴を用いて電流密度１０〜２００Ａ／ｄｉ、ライン
スピード１０〜２５０　ｍ／”のめつき条件下で製造で
きる。下地鋼板としては、Ｍキルド鋼、高張力鋼板等、
種々のものが適用できる。

以下、実施例をもっ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金属粉末のクロメート
処理（方法、Ｃｒ付着−ｊｉ）、めっき層組成、及び耐
食性試験、加工性試験結果を第１表、第２表、第３表に
まとめて示す。第１表は金属粉末含有複合めっき単層の
場合、第２表は２Ｉ−めっきの下層を該複合めっき層、
上層をＺｎもしくはＺｎ合金めつき層とした場合、第３
表は２層めっきの下層をｚｎもしくはＺｎ合金めつき層
、上層を該複合めっきとした場合である。

目付量は、複合めっき単層の場合はめつき厚みとして５
±０．５μ、２ｒｆ１めつきの場合は、複合めっき層の
厚みを３±０．３μ、ｚｎもしくはＺｎ合金めつき層の
付着量を、１０±０．５ｔ／ｒｒ？に統一した。

化成処理は、通常のリン酸Ｚｎ系ディップ型のものを用
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：塩水噴霧試験４時間→
乾燥７０℃、Ｒ）１６０　％、２時間→湿潤４９℃、Ｒ
Ｈ９５％、２時間→冷凍−２０℃、１時間を１サイクル
とする。）を行なった。なお、加工部耐大あき性試験用
のサンプルとしては、ヘム型の合わせ材を使用した。

−万、力ロエ注は、深絞９円筒成形後、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） 加工部耐大あき注・・・ＣＣＴ５０サイクル後最大穴ろ
き深さ ０、１　ｍ未満　Ｏ ０，１■以上０．２未満　Δ ０、２　ｍを超える場合　Ｘ 耐外面錆性・・・クロスカット部耐赤錆性優　　　Ｏ 普通　Δ 劣　　　Ｘ 塗膜密着性・・・ＣＣＴ５０サイクル後クロスカりト部
最大ふくれ幅 ３■未満　０ ３■〜５■　Δ ５■を超える場合　Ｘ （加工性） パウダリング性・・・深絞り円筒成形後テープテスト黒
化度 １０チ未満　◎ １０１以上２５チ未満　○ ２５％以上　× （総合評価） 最優　　◎　　　　　良　　Δ 優　　　　　Ｏ劣　　　Ｘ まず、比較例について説明すれば、１−３５゜３６．２
−３５．３６．３−３５．３６は、金属粉末を含有しな
い例であるが、耐食性が不十分である。比較例１−３７
．３８．２−３７゜３８．３−３７．３８は、クロメー
ト処理を施していない金属粉末を含有する例であるが、
耐食性、加工性共に不十分である。比較例１−３９゜４
０．２−３９．４０．３−３９．４０は、金属粉末の粒
径が本発明の範囲を逸脱している例であるが、加工性が
不良である。比較例１−４１゜４２．２−４１．４２．
３−４１．４２は、金属粉末の含有量が本発明の範囲を
下回る例であるが、耐食性が不十分である。比較例１−
４３゜４４．２−４３．４４、は、金属粉末の含有量が
本発明の範囲を上回る例であるが、加工性が不良である
。

これらに対して、本発明例１−１〜３４．２−１〜３４
．３−１〜３４は、耐食性、加工性共に良好である。更
に詳しく説明すれば、塗膜密着性の点では、ｚｎ単独よ
りもＺｎ合金めっきの方が効果大であり、加工性の点で
は、金属粉末の粒径が小さい方が、また金属粉末の含有
量が１０１ｆｔ％以下の方が有利である。なお金属粉末
は単一金属を単独で含有する場合のみでなく、１−１８
．２２，３２，３３．２−１８．１２゜１５．２７．３
−８．１２，１５．２７をに示すように合金粉末を含有
する場合や、１−５．２３．２−４．２１．３−４．２
１に示すように複合で含有する場合もその効果は大であ
る。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の金属粉末含有Ｚｎ系複合電気
めっき鋼板は、高耐食性のみならず、加工性に優れた高
性能のめつき鋼板であり、その実用的価値は誠に大きい
。

手続補正書 昭和乙１年９月１２日 昭和ｇ／年特許顆第２乙ｔ４Ｊ７号 事件との関係　　出　願　人 ４、代理　人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３０、　　　　− 補　　　　正　　　書 本願明細書中下記事環を補正いたします。

記 １、第１０頁３行目に 「ｐＨ１〜３０」とあるを １’−ｐＨ１〜３．０」と訂正する。

２、第１７頁「第３表（１）ｊ中の「本発明例３−４」
の項の「金属粉末」の「種類」の欄に ｒａｎ−ＭｇＪとあるを ［Ｍｎ　、　Ｍｇ　Ｊと訂正する。

３、第２０頁５行目に ｒ２−１８．１２．Ｊとあるを ｒ２−８．１２．Ｊと訂正する。

ｆ；−・？

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鋼板の片面あるいは両面に、クロメート処理を施し
   た平均粒径５μ以下の金属粉末を ０．０１〜３０重量％含有するＺｎもしくはＺｎ合金め
   つき層を有することを特徴とする金属粉末含有Ｚｎ系複
   合電気めつき鋼板。 ２　鋼板の片面あるいは両面に、下層としてクロメート
   処理を施した平均粒径５μ以下の金属粉末を０．０１〜
   ３０重量％含有するＺｎもしくはＺｎ合金めつき層を有
   し、上層としてＺｎもしくはＺｎ合金めつき層を有する
   ことを特徴とする金属粉末含有Ｚｎ系複合電気めつき鋼
   板。 ３　鋼板の片面あるいは両面に、下層としてＺｎもしく
   はＺｎ合金めつき層を有し、上層としてクロメート処理
   を施した平均粒径５μ以下の金属粉末を０．０１〜３０
   重量％含有するＺｎもしくはＺｎ合金めつき層を有する
   ことを特徴とする金属粉末含有Ｚｎ系複合電気めつき鋼
   板。