JPWO2005056883A1 - Zinc-based alloy electroplated film with excellent corrosion resistance and plated metal material using the same - Google Patents

Zinc-based alloy electroplated film with excellent corrosion resistance and plated metal material using the same Download PDF

Info

Publication number
JPWO2005056883A1
JPWO2005056883A1 JP2005516213A JP2005516213A JPWO2005056883A1 JP WO2005056883 A1 JPWO2005056883 A1 JP WO2005056883A1 JP 2005516213 A JP2005516213 A JP 2005516213A JP 2005516213 A JP2005516213 A JP 2005516213A JP WO2005056883 A1 JPWO2005056883 A1 JP WO2005056883A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
based alloy
corrosion resistance
weight
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005516213A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健太郎 久保田
健太郎 久保田
春田 泰彦
泰彦 春田
平木 忠義
忠義 平木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
Publication of JPWO2005056883A1 publication Critical patent/JPWO2005056883A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/565Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc

Abstract

本発明は、環境負荷の大きいクロムを含有することなく、Zn−Cr合金めっきに匹敵する高耐食性を有する亜鉛系合金電気めっき皮膜およびこれを用いためっき金属材を提供することを課題とする。本発明は、(A)亜鉛 30〜96重量%、(B)鉄族金属 2〜20重量%、及び(C)タングステン 2〜50重量%を含有してなることを特徴とする耐食性に優れた亜鉛系合金電気めっき皮膜に関する。An object of the present invention is to provide a zinc-based alloy electroplating film having high corrosion resistance comparable to that of Zn—Cr alloy plating without containing chromium having a large environmental load, and a plated metal material using the same. The present invention has excellent corrosion resistance characterized by comprising (A) 30 to 96% by weight of zinc, (B) 2 to 20% by weight of an iron group metal, and (C) 2 to 50% by weight of tungsten. The present invention relates to a zinc-based alloy electroplating film.

Description

本発明は、耐食性に優れた亜鉛系合金電気めっき皮膜およびこれを用いためっき金属材に関するものであり、自動車、家電用、建材等の広い分野で利用できるものである。  The present invention relates to a zinc-based alloy electroplating film excellent in corrosion resistance and a plated metal material using the same, and can be used in a wide range of fields such as automobiles, home appliances, and building materials.

自動車、家電製品、建材等に用いられる金属材に対する高耐食性化の要求に応えて、鉄系材料に亜鉛または亜鉛系合金めっきを被覆した亜鉛系めっき金属材の利用が拡大している。鉄系材料に亜鉛を被覆する方法は種々存在するが、めっきとしては溶融した亜鉛または亜鉛合金に基材を浸漬することによりめっき皮膜を形成する溶融亜鉛めっき、水溶液中に溶解させた金属亜鉛を電解により析出させめっき皮膜を形成する電気亜鉛めっきが知られている。更に電気亜鉛めっきはめっき液の液性により、酸性浴およびアルカリ浴に分類される。酸性浴には硫酸浴、塩化アンモン浴、塩化カリ浴、塩化アンモン・カリ折衷浴等があり、アルカリ浴にはシアン浴、ジンケート浴等が存在し、各々の特徴により使い分けられている。しかしながら自動車、家電、建材等に用いられて厳しい環境下に晒される金属材は、これらのめっき金属材を利用しても、場合によっては十分な耐食性を得ることができず、さらなる耐食性の向上が要求されている。このような事情から、Zn−Fe、Zn−Ni、Zn−Cr等の亜鉛系合金めっき金属材が開発されてきたが、これらのうち、Zn−Cr合金めっきは高い耐食性を有することが開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照。)。
Zn−Cr合金めっきは、皮膜中に存在するCrによる腐食の抑制効果が顕著であり、また、皮膜が不動態化に至らず比較的卑な電位を保持することから、いわゆる犠牲防食作用も長期にわたり有効であり、地鉄が露出するような状況下でも耐食性に優れる。
このように、Zn−Cr合金めっきは実用的には優れたものであるが、めっき時に発生する6価クロムミストの問題があり、めっき作業者の健康への障害や大気汚染を引き起こす等の環境問題がクローズアップされている。そこで環境負荷が少なく、高耐食性の代替金属材の開発および実用化が急務となっている。
特開昭64−55397号公報 特公平2−51996号公報 特公平3−240994号公報
In response to demands for high corrosion resistance for metal materials used in automobiles, home appliances, building materials, etc., the use of zinc-based plated metal materials in which iron-based materials are coated with zinc or zinc-based alloy plating is expanding. There are various methods of coating zinc on iron-based materials, but as plating, hot dip galvanization, in which the base material is immersed in molten zinc or a zinc alloy, hot dip galvanization, or metallic zinc dissolved in an aqueous solution is used. Electrogalvanizing is known which is deposited by electrolysis to form a plating film. Furthermore, electrogalvanization is classified into an acidic bath and an alkaline bath depending on the liquidity of the plating solution. Acid baths include sulfuric acid baths, ammonium chloride baths, potassium chloride baths, ammonium chloride / potassium eclectic baths, and alkaline baths include cyan baths and zincate baths. However, metal materials that are used in automobiles, home appliances, building materials, etc. and are exposed to harsh environments cannot obtain sufficient corrosion resistance in some cases even if these plated metal materials are used. It is requested. Under such circumstances, zinc-based alloy plating metal materials such as Zn—Fe, Zn—Ni, and Zn—Cr have been developed. Among these, it has been disclosed that Zn—Cr alloy plating has high corrosion resistance. (For example, refer to Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, etc.).
Zn-Cr alloy plating has a remarkable effect of suppressing corrosion due to Cr present in the film, and the film does not passivate and maintains a relatively low potential, so that the so-called sacrificial anticorrosive action is also long-lasting. It is effective over a long period of time and has excellent corrosion resistance even under conditions where the steel is exposed.
Thus, although Zn—Cr alloy plating is excellent in practical use, there is a problem of hexavalent chromium mist generated during plating, which causes an obstacle to the health and air pollution of plating workers. The problem is close up. Therefore, there is an urgent need to develop and put into practical use an alternative metal material with low environmental impact and high corrosion resistance.
JP-A 64-55397 Japanese Patent Publication No. 2-51996 Japanese Examined Patent Publication No. 3-240994

本発明の目的は、環境負荷の大きいクロムを含有することなく、Zn−Cr合金めっきに匹敵する高耐食性を有する亜鉛系合金電気めっき皮膜およびこれを用いためっき金属材を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、めっき皮膜として、亜鉛を基体とし、鉄族金属及びタングステンを特定量含有せしめることにより耐食性を著しく向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして本発明は、(A)亜鉛 30〜96重量%、
(B)鉄族金属 2〜20重量%、及び
(C)タングステン 2〜50重量%
を含有してなることを特徴とする耐食性に優れた亜鉛系合金電気めっき皮膜に関する。
また、本発明は、上記亜鉛系合金電気めっき皮膜を有するめっき金属材に関する。
An object of the present invention is to provide a zinc-based alloy electroplating film having high corrosion resistance comparable to that of Zn—Cr alloy plating without containing chromium with a large environmental load, and a plated metal material using the same.
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the corrosion resistance can be remarkably improved by using zinc as a base and containing a specific amount of iron group metal and tungsten as a plating film. The present invention has been completed.
Thus, the present invention provides (A) 30 to 96% by weight of zinc,
(B) 2-20% by weight of iron group metal and (C) 2-50% by weight of tungsten
The present invention relates to a zinc-based alloy electroplating film excellent in corrosion resistance, characterized in that it contains.
The present invention also relates to a plated metal material having the zinc-based alloy electroplated film.

本発明の亜鉛系合金電気めっき皮膜は、亜鉛(A)、鉄族金属(B)及びタングステン(C)を必須成分として含有するものである。
めっき皮膜の組成は耐食性の点から、亜鉛(A)30〜96重量%、好ましくは50〜90重量%、鉄族金属(B)2〜20重量%、好ましくは5〜15重量%、及びタングステン(C)2〜50重量%、3〜20重量%の範囲内にあるものである。
ここで鉄族金属(B)とは鉄、コバルト及びニッケルをいう。亜鉛と鉄族金属との合金めっき皮膜は一般に知られているが、ここにさらにタングステンを組み合わせることにより、得られる合金めっき皮膜の耐食性は著しく向上する。特に鉄族金属(B)として鉄を用いることによりその効果は大きく、これを用いるのが好ましいが、鉄にコバルト及び/又はニッケルを併用する系も耐食性が良好である。
本発明の亜鉛系合金電気めっき皮膜は、下記で説明するZnイオン(a)、鉄族金属イオン(b)及びWイオン(c)を含有するめっき液を用いて、鋼帯等の1次成形品には連続電気めっきすることで、またボルト等の小物部品やプレス成形品等を含む2次成形品には回転可能なバレルまたはカゴ等の有孔容器内に収容して電気めっきすることにより形成される。
「Znイオン(a)」
上記めっき液の(a)成分であるZnイオンは、めっき層の主成分を構成するものである。
Znイオンは、塩化物、硫酸化物、フッ化物、シアン化物、酸化物、有機酸塩、リン酸塩又は金属単体等の形でめっき浴に添加される。
「鉄族金属イオン(b)」
上記めっき液の(b)成分である鉄族金属イオンは、Niイオン、Coイオン及びFeイオンから選ばれるものである。
鉄族元素イオン(b)は、塩化物、硫酸化物、フッ化物、シアン化物、酸化物、有機酸塩、リン酸塩又は金属単体等の形でめっき浴に添加される。
「Wイオン(c)」
上記めっき液の(c)成分であるWイオンは、タングステン酸系化合物の形でめっき浴に添加される。
タングステン酸系化合物としては、例えばタングステン酸、タングステン酸塩、リンタングステン酸及びリンタングステン酸塩を挙げることができ、塩としては、例えばアンモニウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、ナトリウム塩等を挙げることができる。これらの中でも特にタングステン酸ナトリウム及びタングステン酸アンモニウムが耐食性の点から好ましい。
「めっき液」
上記めっき液には、上記(a)、(b)及び(c)以外の金属イオン、例えば、Mg、Mn、Ti、Pb、Al、P等を添加してもよい。
また、上記めっき液には、金属イオンをめつき液中で安定に存在させるための錯化剤を添加するのが好ましい。該錯化剤としては、クエン酸塩、酒石酸塩、グルコン酸塩等のオキシカルボン酸塩類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノアルコール類、エチレンジアミン(EDA)、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類、エチレンジアミン四酢酸塩、ニトロ酢酸塩等のアミノカルボン酸塩、ソルビット、ペンタエリトリトール等の多価アルコール類、及びこれらの混合物より成る群から選択することができる。
本発明においては電気めっき液から不連続粒子として析出することのできる腐食抑制顔料及び/又はセラミックス粒子を組み合わせることにより高度な耐食性、塗料密着性等の機能を付与することができる。
上記腐食抑制顔料としては、一般公知のものが使用できるが、好ましいものとしては、例えばリン酸塩、モリブデン酸塩、メタホウ酸塩、珪酸塩等が挙げられる。
また、セラミックス粒子としては、例えばAl、SiO、TiO、ZrO、Y、ThO、CeO、Fe等の酸化物;BC、SiC、WC、ZrC、TiC、黒鉛、弗化黒鉛等の炭化物;BN、SiN、TiN等の窒化物;Cr、ZrB等のホウ化物;2MgO・SiO、MgO・SiO、ZrO・SiO等の珪酸塩等が挙げられる。腐食抑制顔料及び/又はセラミックス粒子のめっき浴への配合量は1リットル当り5〜500gの範囲が望ましい。また粒子の大きさは小さいものほど分散安定性に優れるため1μm以下の超微粒子のものがよい。また、めっきマトリックス中への共析量は、全析出量に対して1〜30重量%、特に1〜10重量%の範囲が望ましい。共析量が少ないと耐食性向上の効果が発現せず、また30重量%を超えるとめっき皮膜が脆くなったり、基材との密着性が低下して問題となる。
めっき浴には耐食性を向上させるため、さらに腐食抑制有機化合物を添加してもよい。好ましい腐食抑制有機化合物としては例えばアルキン類、アルキノール類、アミン類若しくはその塩、チオ化合物、芳香族カルボン酸化合物若しくはその塩、複素環化合物等が挙げられる。
このうちのアルキン類とは、炭素−炭素三重結合を含む有機化合物のことであり、例えばペンチン、ヘキシン、ヘプチン、オクチン等が挙げられる。
アルキノール類とは上記アルキン類に1個以上の水酸基を有する有機化合物のことであり、例えばプロパルギルアルコール、1−ヘキシン−3−オール、1−ヘプチン−3−オール等が挙げられる。
アミン類とは分子中に窒素原子を1個以上含む有機化合物を意味し、脂肪族及び芳香族の何れをも含む。このようなアミン類としては、例えばオクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、トリデシルアミン、セチルアミン等が挙げられる。
チオ化合物とは分子中に硫黄原子を1個以上含む有機化合物を意味するが、このようなチオ化合物としては、例えばデシルメルカプタン、セチルメルカプタン、チオ尿素等が挙げられる。
複素環化合物とは環状の分子において環の構成元素として炭素以外の原子が含まれている有機化合物を意味するが、このような複素環化合物としては、例えばピリジン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、キノリン、インドール等が挙げられる。
また、芳香族カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、サリチル酸、トルイル酸、ナフタレンカルボン酸等が挙げられる。
なお、アミン類及びカルボン酸化合物についてはその塩を用いることも可能であり、この場合でも同等の効果を得ることができる。塩として、アミン類の場合は、硫酸塩、塩酸塩等の酸付加塩、芳香族カルボン酸化合物の場合は、アルカリ金属塩、亜鉛塩等の金属塩やアンモニウム塩を使用できる。
めっき浴中に添加される腐食抑制有機化合物の量は、アルキン類やアルキノール類の場合には0.1〜10重量%に、アミン類若しくはその塩の場合には3〜10重量%に、チオ化合物では0.2〜5重量%に、複素環化合物では1〜10重量%に、芳香族カルボン酸化合物若しくはその塩では3〜8重量%に調整することが望ましい。かかる腐食抑制有機化合物を添加しためっき浴を用いることにより、金属材上に共析量がC(炭素)含有量として0.001〜10重量%のめっき皮膜を形成できるが、めっき皮膜中の炭素量の測定は、燃焼法、例えば、有機物を燃焼させ、生じたCOの赤外吸収帯における吸光度を測定する「C−S分析装置」で測定することで可能である。
また上記めっき液には、高い電流密度でのヤケ、低電流密度でのつき回り性を向上させる目的で通常使われている添加剤を含むことが可能である。これらの例としてはアミンとエピハロヒドリンの反応物、ポリエチレンポリアミン、その他の4級アミンポリマー、尿素、チオ尿素、ゼラチン、ポリビニルアルコール、アルデヒド等が挙げられる。
上記めっき浴組成物は、従来と同様の方法で電気めっきすることにより、耐食性及び塗膜密着性に優れためっき皮膜を形成することができる。
電気めっきする浴条件としては、めっき浴が硫酸浴の場合、pHは1〜3程度、浴温は30〜80℃程度;塩化浴の場合pHは4〜7程度、浴温は10〜50℃程度;アルカリ浴の場合pHは12以上、浴温は10〜50℃程度が好ましく、めっき膜厚としてはいずれも0.5〜10μm程度が適している。
「電気めっき金属材」
本発明の電気めっき金属材は上記電気めっき液組成物を用いて金属素材に電気めっきし、めっき皮膜を形成することにより得られる。金属素材としては、鉄を主成分とする材料、例えば、板、管、継手、クランプ、ボルト、ナット等の形状に加工された、自動車、家電製品あるいは建材用材料が挙げられる。
電気めっき条件は上記した通りである。
また、電気めっき皮膜を形成させた後に、コバルト、ニッケル、チタニウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物の酸性水溶液で後処理することによって、更に、本発明の効果を高めることが出来る。上記、コバルト、ニッケル、チタニウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物としては、例えば、これら金属元素の酸化物、水酸化物、フッ化物、錯フッ化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩等を用いることができ、具体的には、硝酸コバルト、オキシ硝酸ジルコニウム、チタンフッ化水素酸、ジルコンフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸アンモニウム、ジルコンフッ化水素酸アンモニウム等を好ましいものとして挙げることができる。
これらの金属元素を含む化合物の酸性水溶液は、pHが1以上で7未満、好ましくは3以上で6以下の範囲内にあることが好ましく、塩酸、硝酸、硫酸、フッ化水素酸等の酸、又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン類等のアルカリでpHを調整することができる。酸性水溶液には、さらに必要に応じて、錯化剤、シリカ粒子等を添加してもよい。金属元素を含む化合物の添加量は0.001〜5mol/l、特に0.01〜1mol/l程度が好ましい。
酸性水溶液による後処理は、例えば、浴温20〜80℃、好ましくは30〜60℃の処理液に5秒間以上、好ましくは20〜90秒程度金属材を浸漬するなどして電気めっき皮膜を処理液と接触させることにより行うことができる。
このようにして得られた電気めっき金属材は、通常表面処理が施され、さらに必要に応じて塗料が塗装される。表面処理は通常クロメート系表面処理剤やりん酸塩系表面処理剤により行われる。しかしながら、本発明の電気めっき金属材は耐食性に優れているため、クロムフリーの環境対応型表面処理剤と組み合わせても優れた耐食性を発揮する。環境負荷低減のためには、クロムフリーの環境対応型表面処理剤と組み合わせるのが好ましい。
本発明の電気めっき金属材に塗装する場合の塗料は、特に限定されるものではなく、常乾型、熱硬化型、活性エネルギー線硬化型等いずれの硬化方式のものも使用することができ、溶剤型塗料、水性塗料、粉体塗料等いずれの種類の塗料を使用してもよい。特に本発明の電気めっき金属材を自動車に適用した場合には、めっき皮膜上にリン酸塩処理を施した後電着塗料、中塗り塗料及び上塗り塗料が順次塗装・焼付けされるのが一般的である。
The zinc-based alloy electroplating film of the present invention contains zinc (A), iron group metal (B) and tungsten (C) as essential components.
The composition of the plating film is 30 to 96% by weight of zinc (A), preferably 50 to 90% by weight, 2 to 20% by weight of iron group metal (B), preferably 5 to 15% by weight and tungsten from the viewpoint of corrosion resistance. (C) It exists in the range of 2-50 weight% and 3-20 weight%.
Here, the iron group metal (B) means iron, cobalt and nickel. Although an alloy plating film of zinc and an iron group metal is generally known, the corrosion resistance of the obtained alloy plating film is remarkably improved by further combining tungsten here. In particular, the use of iron as the iron group metal (B) has a large effect, and it is preferable to use this, but a system using cobalt and / or nickel in combination with iron also has good corrosion resistance.
The zinc-based alloy electroplating film of the present invention uses a plating solution containing Zn ions (a), iron group metal ions (b) and W ions (c), which will be described below, to perform primary forming of steel strips and the like. Products can be electroplated continuously, and secondary molded products including small parts such as bolts and press-molded products can be accommodated in a perforated container such as a rotatable barrel or basket and electroplated. It is formed.
"Zn ion (a)"
Zn ions which are the component (a) of the plating solution constitute the main component of the plating layer.
Zn ions are added to the plating bath in the form of chloride, sulfate, fluoride, cyanide, oxide, organic acid salt, phosphate or simple metal.
"Iron group metal ions (b)"
The iron group metal ions which are the component (b) of the plating solution are selected from Ni ions, Co ions and Fe ions.
The iron group element ion (b) is added to the plating bath in the form of chloride, sulfate, fluoride, cyanide, oxide, organic acid salt, phosphate or simple metal.
"W ion (c)"
W ions as component (c) of the plating solution are added to the plating bath in the form of a tungstic acid compound.
Examples of tungstic acid compounds include tungstic acid, tungstate, phosphotungstic acid, and phosphotungstate. Examples of salts include ammonium, potassium, calcium, and sodium salts. it can. Among these, sodium tungstate and ammonium tungstate are particularly preferable from the viewpoint of corrosion resistance.
"Plating solution"
Metal ions other than the above (a), (b) and (c), for example, Mg, Mn, Ti, Pb, Al, P, etc. may be added to the plating solution.
Moreover, it is preferable to add a complexing agent for allowing the metal ions to exist stably in the plating solution to the plating solution. Examples of the complexing agent include oxycarboxylates such as citrate, tartrate, and gluconate, amino alcohols such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, ethylenediamine (EDA), diethylenetriamine, and triethylenetetramine. Polyamines, aminocarboxylates such as ethylenediaminetetraacetate and nitroacetate, polyhydric alcohols such as sorbit and pentaerythritol, and mixtures thereof.
In the present invention, by combining a corrosion-inhibiting pigment and / or ceramic particles that can be precipitated as discontinuous particles from the electroplating solution, functions such as high corrosion resistance and paint adhesion can be imparted.
As the corrosion-inhibiting pigment, generally known pigments can be used. Preferred examples include phosphates, molybdates, metaborates, silicates, and the like.
Examples of the ceramic particles include oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 2 , ThO 2 , CeO 2 , and Fe 2 O 3 ; B 4 C, SiC, WC, Carbides such as ZrC, TiC, graphite, fluorinated graphite; nitrides such as BN, Si 3 N, TiN; borides such as Cr 3 B 2 , ZrB 2 ; 2MgO · SiO 2 , MgO · SiO 2 , ZrO 2 · Examples thereof include silicates such as SiO 2 . The blending amount of the corrosion-inhibiting pigment and / or ceramic particles in the plating bath is preferably in the range of 5 to 500 g per liter. In addition, the smaller the size of the particles, the better the dispersion stability. Therefore, ultrafine particles of 1 μm or less are preferable. Further, the amount of eutectoid in the plating matrix is preferably in the range of 1 to 30% by weight, particularly 1 to 10% by weight with respect to the total amount of precipitation. When the amount of eutectoid is small, the effect of improving the corrosion resistance is not exhibited, and when it exceeds 30% by weight, the plating film becomes brittle or the adhesion with the substrate is lowered, which causes a problem.
In order to improve corrosion resistance, a corrosion-inhibiting organic compound may be further added to the plating bath. Preferred examples of the corrosion-inhibiting organic compound include alkynes, alkynols, amines or salts thereof, thio compounds, aromatic carboxylic acid compounds or salts thereof, and heterocyclic compounds.
Among these, alkynes are organic compounds containing a carbon-carbon triple bond, and examples thereof include pentine, hexyne, heptin, octyne and the like.
Alkynols are organic compounds having one or more hydroxyl groups in the alkynes, and examples thereof include propargyl alcohol, 1-hexyn-3-ol, 1-heptin-3-ol, and the like.
An amine means an organic compound containing one or more nitrogen atoms in the molecule, and includes both aliphatic and aromatic compounds. Examples of such amines include octylamine, nonylamine, decylamine, laurylamine, tridecylamine, cetylamine and the like.
The thio compound means an organic compound containing one or more sulfur atoms in the molecule. Examples of such a thio compound include decyl mercaptan, cetyl mercaptan, thiourea and the like.
A heterocyclic compound means an organic compound containing atoms other than carbon as a ring constituent element in a cyclic molecule. Examples of such a heterocyclic compound include pyridine, benzothiazole, benzotriazole, quinoline, And indole.
Examples of the aromatic carboxylic acid compound include benzoic acid, salicylic acid, toluic acid, and naphthalenecarboxylic acid.
In addition, about amines and a carboxylic acid compound, it is also possible to use the salt, and an equivalent effect can be acquired also in this case. As the salt, in the case of amines, acid addition salts such as sulfates and hydrochlorides, and in the case of aromatic carboxylic acid compounds, metal salts such as alkali metal salts and zinc salts and ammonium salts can be used.
The amount of the corrosion-inhibiting organic compound added to the plating bath is 0.1 to 10% by weight for alkynes and alkynols, 3 to 10% by weight for amines or salts thereof, It is desirable to adjust to 0.2 to 5% by weight for compounds, 1 to 10% by weight for heterocyclic compounds, and 3 to 8% by weight for aromatic carboxylic acid compounds or salts thereof. By using a plating bath to which such a corrosion-inhibiting organic compound is added, a plating film with a C (carbon) content of eutectoid of 0.001 to 10% by weight can be formed on the metal material. The amount can be measured by a combustion method, for example, a “CS analyzer” that measures the absorbance of the generated CO 2 in the infrared absorption band by burning organic substances.
The plating solution may contain additives that are commonly used for the purpose of improving burnability at a high current density and improving throwing power at a low current density. Examples of these include amine and epihalohydrin reactants, polyethylene polyamines, other quaternary amine polymers, urea, thiourea, gelatin, polyvinyl alcohol, and aldehydes.
The said plating bath composition can form the plating film excellent in corrosion resistance and coating-film adhesiveness by electroplating by the method similar to the past.
As the bath conditions for electroplating, when the plating bath is a sulfuric acid bath, the pH is about 1 to 3, the bath temperature is about 30 to 80 ° C .; When the plating bath is pH, the pH is about 4 to 7 and the bath temperature is 10 to 50 ° C. About: In the case of an alkaline bath, the pH is preferably 12 or more, and the bath temperature is preferably about 10 to 50 ° C., and the plating film thickness is about 0.5 to 10 μm.
"Electroplated metal"
The electroplating metal material of the present invention is obtained by electroplating a metal material using the above electroplating solution composition to form a plating film. Examples of the metal material include materials mainly composed of iron, such as automobiles, home appliances, and building materials processed into shapes such as plates, pipes, joints, clamps, bolts, and nuts.
The electroplating conditions are as described above.
Further, after the electroplating film is formed, the effect of the present invention is further enhanced by post-treatment with an acidic aqueous solution of a compound containing at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, titanium, and zirconium. I can do it. Examples of the compound containing at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, titanium, and zirconium include oxides, hydroxides, fluorides, complex fluorides, chlorides, and nitrates of these metal elements. , Sulfates, carbonates, and the like can be used. Specifically, cobalt nitrate, zirconium oxynitrate, titanium hydrofluoric acid, zircon hydrofluoric acid, ammonium titanium hydrofluoride, ammonium zircon ammonium hydrofluoride and the like are preferable. Can be mentioned.
The acidic aqueous solution of the compound containing these metal elements preferably has a pH of 1 or more and less than 7, preferably 3 or more and 6 or less. Acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, Or pH can be adjusted with alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and amines. You may add a complexing agent, a silica particle, etc. to acidic aqueous solution further as needed. The amount of the compound containing a metal element is preferably about 0.001 to 5 mol / l, particularly about 0.01 to 1 mol / l.
In the post-treatment with an acidic aqueous solution, for example, the electroplating film is treated by immersing a metal material in a treatment solution having a bath temperature of 20 to 80 ° C., preferably 30 to 60 ° C. for 5 seconds or more, preferably about 20 to 90 seconds. It can carry out by making it contact with a liquid.
The electroplated metal material thus obtained is usually subjected to a surface treatment, and a paint is applied as necessary. The surface treatment is usually performed with a chromate surface treatment agent or a phosphate surface treatment agent. However, since the electroplated metal material of the present invention is excellent in corrosion resistance, it exhibits excellent corrosion resistance even in combination with a chromium-free environment-friendly surface treatment agent. In order to reduce the environmental load, it is preferable to combine with a chromium-free environment-friendly surface treatment agent.
The paint in the case of applying to the electroplated metal material of the present invention is not particularly limited, and any of the curing methods such as a normal drying type, a thermosetting type, and an active energy ray curable type can be used, Any type of paint such as solvent-based paint, water-based paint, and powder paint may be used. In particular, when the electroplated metal material of the present invention is applied to an automobile, the electrodeposition paint, intermediate coating and top coating are generally applied and baked in order after the phosphate coating is applied to the plating film. It is.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「%」はいずれも重量基準によるものとする。
「1.電気メッキ鋼板の作成」
[実施例1〜18および比較例1〜4]
板厚0.8mm、大きさ70mm×150mmの冷延鋼板をアルカリ脱脂し、水洗した後、電気めっき実験装置を使用して、所定の金属イオン、腐食抑制顔料、腐食抑制有機化合物、セラミックス粒子を含有する酸性めっき浴にてめっきを施した。皮膜の組成は、めっき浴中の金属イオン濃度比、電流密度および浴温度を変えることにより調整し、また、めっき膜厚はめっき時間を適宜選択することによりコントロールした。後記表1に検討しためっき層の皮膜組成(wt%)および膜厚を示す。なお、めっき層の皮膜組成および膜厚は、蛍光X線分析装置SEA5200(セイコーインスツルメント社製)で測定した。
なお、試験に用いた各金属イオンは、下記の化合物より供給されたものである。
Zn;ZnSO・7H
Fe;FeSO・7H
Co;CoSO・7H
Ni;NiSO・7H
W ;NaWO・2H

Figure 2005056883
表1における注(*1)〜(*6)の原料は各々下記の内容のものである。
(*1)A1:K−WHITE 840E、テイカ株式会社製、縮合燐酸リン酸アルミニウム系。
(*2)A2:LFボウセイZP−DL、キクチカラー株式会社製、リン酸亜鉛系。
(*3)B1:シリカ微粒子、平均粒子径約0.02μm。
(*4)B2:アルミナ微粒子、平均粒子径約0.01μm。
(*5)C1:3−アミノ−1,2,4−トリアゾール。
(*6)C2:チオ尿素。
「2.塗装系1」
[実施例19〜36および比較例5〜8]
上記表1で得られた各電気めっき鋼板の表面をアルカリ脱脂した後、表面調整(日本パーカライジング社製「プレパレンZ」を用いたスプレー処理)を行ない、さらにりん酸塩処理(日本パーカライジング社製「パルボンド3118」を用いたスプレー処理)を行なった後、水洗及び乾燥してりん酸亜鉛処理(処理皮膜の付着量は1.5g/mとした)鋼板を得た。
このようにして得られたりん酸亜鉛処理鋼板に「マジクロン1000ホワイト」(関西ペイント社製、アクリル−メラミン樹脂系塗料、白色)を乾燥膜厚が30μmになるよに塗布し、160℃で20分間焼きつけて試験塗板を得た。
得られた各試験塗板について、下記試験方法に基いて各種試験を行った。その結果を後記表2に示す。
(上塗密着性):試験塗板を約98℃の沸騰水中に2時間浸漬し、引き上げて室温に2時間放置後、この塗装板の塗膜面にナイフにて素地に達する縦横各11本の傷を碁盤目状にいれて2mm角の桝目を100個作成した。この碁盤目部にセロハン粘着テープを密着させて瞬時にテープを剥がした際の塗膜の剥離面積を下記基準により評価した。
5:塗膜の剥離が全く認められない。
4:塗膜の剥離は認められるが、剥離面積が10%未満。
3:剥離面積が10%以上で25%未満。
2:剥離面積が25%以上で50%未満。
1:剥離面積が50%以上。
(塗装後耐食性):試験塗板に素地に達するクロスカットを入れ、これをJISZ−2371に準じて240時間塩水噴霧試験を行った後、水洗、乾燥させ、クロスカット部にセロハン粘着テープを密着させて瞬時にテープを剥がした時のクロスカット部からの最大剥離幅(片側、mm)を測定した。
Figure 2005056883
「3.塗装系2」
[実施例37〜54、比較例9〜12]
前記表1で得られた各電気めっき鋼板を湯洗 → 脱脂(日本パーカライジング社製アルカリ脱脂剤「ファインL−4460」を使用し、43℃で120秒間スプレー) → 水洗 → 表面調整(日本パーカライジング社製チタンコロイド系表面調整剤「プレパレンZN」を使用し、常温で30秒間スプレー) → りん酸亜鉛系化成処理(日本パーカライジング社製りん酸亜鉛化成処理剤「バルボンドL−3020」を使用し、43℃で120秒間スプレー) → 水洗 → 水きり乾燥させることによりりん酸塩処理を行ない、ついでカチオン電着塗料「エレクロンGT−10」(関西ペイント社製、エポキシポリエステル樹脂系カチオン型電着塗料)を電着塗装し、170℃で30分間焼付し、乾燥膜厚20μmの電着塗装板を得た。この電着塗装面に中塗り塗料「アミラックTP−65グレー」(関西ペイント社製、アミノアルキッド樹脂系中塗塗料)を乾燥膜厚が30μmになるようにスプレーにて塗装し、140℃で30分間焼きつけた。その後に、上塗塗料ネオアミラック#6000ホワイト(関西ペイント社製、アミノアルキッド樹脂系上塗塗料)を乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレーにて塗装し、140℃で20分間焼きつけ、各試験塗板を得た。
得られた各試験塗板について、下記試験方法に基いて各種試験を行った。その結果を後記表3に示す。
(耐チッピング性):試験塗板を、飛石試験機JA−400型(スガ試験機社製チッピング試験装置)の試験片保持台に石の噴出し口に対して直角になるようにして固定し、−20℃において0.294MPs(3kgf/cm)の圧縮空気により粒度7号の花崗岩砕石50gを塗面に吹き付け、これにより生じた塗膜キズの発生程度を目視で観察し、下記基準で評価した。
◎:キズの大きさはかなり小さく、上塗塗膜がキズつく程度。
○:キズの大きさは小さく、中塗塗膜が露出している程度。
△:キズの大きさは小さいが、素地の鋼板が露出している。
×:キズの大きさはかなり大きく、素地の鋼板も大きく露出している。
(耐水2次密着性):試験塗板を40℃の温水に10日間浸漬した後、取り出して乾燥させ、この試験塗板の塗膜面にナイフにて素地に達する縦横各11本の傷を碁盤目状にいれて2mm角の桝目を100個作成した。この碁盤目部にセロハン粘着テープを密着させて瞬間にテープを剥がした際の塗膜の剥離面積を下記基準により評価した。
5:塗膜の剥離が全く認められない。
4:塗膜の剥離が認められるが、剥離面積が10%未満。
3:剥離面積が10%以上で25%未満。
2:剥離面積が25%以上で50%未満。
1:剥離面積が50%以上。
(耐食性):試験塗板に素地に達するクロスカットを入れ、これをJIS Z−2371に準じて720時間の塩水噴霧試験を行った後、水洗、風乾させ、一般部のサビ、フクレを下記基準で評価するとともに、クロスカット部にセロハン粘着テープを密着させ瞬時に剥がした時のクロスカット部からの最大剥離幅(片側、mm)を測定した。
○:塗面にサビ、フクレ等の発生が全く認められない。
△:塗面にサビ、フクレ等の発生が僅かに認められる。
×:塗面にサビ、フクレ等の発生が著しく認められる。
(耐塩水ディップ性):試験塗板に素地まで達するクロスカットを入れ、これを5%の食塩水に50℃で10日間浸漬した後、水洗、風乾させ、一般部のサビ、フクレを下記基準で評価するとともに、クロスカット部にセロハン粘着テープを密着させ瞬時に剥がした時のクロスカット部からの最大剥離幅(片側、mm)を測定した。
○:塗面にサビ、フクレ等の発生が全く認められない。
△:塗面にサビ、フクレ等の発生が僅かに認められる。
×:塗面にサビ、フクレ等の発生が著しく認められる。
Figure 2005056883
「4.塗装系3」
[実施例55〜72、比較例13〜16]
前記表1で得られためっき鋼板の表面をアルカリ脱脂した後、その上に下記処方で作成したチタン系下地処理剤を乾燥膜厚が0.5μmとなるようにバーコーターで塗装し、PMT(鋼板の最高到達温度)が100℃となる条件にて10秒間加熱して、下地処理板を作成した。ついで、この処理板に「KPカラー8000プライマー」(関西ペイント社製、変性エポキシ樹脂系塗料)を乾燥膜厚が5μmとなるようにバーコーターで塗装し、PMTが210℃となる条件で20秒間加熱して塗膜を形成し、ついでこのプライマー皮膜上に「KPカラー1580ホワイト」(関西ペイント社製、ポリエステル樹脂系塗料)を乾燥膜厚が15μmとなるようにバーコーターで塗装し、PMTが215℃となる条件で40秒間加熱して上層塗膜を有する各試験塗板を作成した。
これらの各試験塗板について、塗膜の密着性、耐食性及び耐湿性の試験を行った。その試験結果を表4に示した。各試験は下記の試験方法に従って行った。
<チタン系下地処理剤の処方>
テトラiso−プロポキシチタン10部とiso−プロパノール10部の混合物を30%過酸化水素水10部と脱イオン水100部の混合物中に20℃で1時間かけて攪拌しながら滴下し、その後25℃で2時間熟成することにより2%チタン化合物水溶液を得た。得られた2%チタン化合物水溶液50部に20%ジルコン弗化水素酸5部及び脱イオン水45部を配合することによりチタン系下地処理剤を得た。
(塗膜の密着性):試験塗板の塗膜面にナイフで素地に達する縦横11本の傷を碁盤目状に入れて1mm角の桝目を100個作成した。この碁盤目部にセロハン粘着テープを密着させて瞬時にテープを剥がした際の塗膜の剥離程度を下記基準により評価した。
5:塗膜の剥離が全く認められない。
4:塗膜の剥離は認められるが、剥離面積が10%未満。
3:剥離面積が10%以上で25%未満。
2:剥離面積が25%以上で50%未満。
1:剥離面積が50%以上。
(耐食性):70mm×150mmの大きさに切断した試験塗板の端面部及び裏面部をシールした後、試験塗板の上部に4T折り曲げ部(塗膜面を外側にして0.8mm厚さのスペーサー4枚を挟んで180度折り曲げ加工した部分)を設け、試験塗板の下部にクロスカット部を設けた後、該試験塗板についてJIS Z−2371に規定する塩水噴霧試験を1000時間行なった。試験後の試験塗板における、4T折り曲げ部の白錆の発生程度、クロスカット部のふくれ幅、一般部(加工、カットのない部分)のふくれ発生程度を下記基準で評価した。
一般部:
◎:ふくれの発生が認められない。
○:ふくれの発生が僅かに認められる。
△:ふくれの発生がかなり認められる。
×:ふくれの発生が著しく、一部に塗膜の剥離が認められる。
クロスカット部:
◎:クロスカットからの片面ふくれ幅が1mm未満。、
○:クロスカットからの片面ふくれ幅が1mm以上で2mm未満。
△:クロスカットからの片面ふくれ幅が2mm以上で5mm未満。
×:クロスカットからの片面ふくれ幅が5mm以上。
4T折り曲げ部:
◎:白錆の発生が認められない。
○:白錆の発生が僅かに認められる。
△:白錆の発生がかなり認められる。
×:白錆の発生が著しく、一部に塗膜の剥離が認められる。
(耐湿性):70mm×150mmの大きさに切断した試験塗板の端面部及び裏面部をシールした後、JIS K−5400 9.2.2に準じて試験を行った。耐湿試験機ボックス内の温度が50℃及び相対湿度が95〜100%の条件で試験時間は1000時間とした。試験後の試験塗板における塗膜のふくれ発生程度を下記基準により評価した。
◎:ふくれの発生が認められない。
○:ふくれの発生が僅かに認められる。
△:ふくれの発生がかなり認められる。
×:ふくれの発生が著しく、一部に塗膜の剥離が認められる。
Figure 2005056883
「5.塗装系4」
[実施例73〜90及び比較例17〜20]
鋼製ボルトをアルカリ脱脂し、水洗した後、1%硫酸液に室温で30秒間浸漬して活性化処理を行なった。その後バッチ式バレルめっき装置を使用して、表1に示す所定の金属イオン、腐食抑制顔料、腐食抑制有機化合物及びセラミックス粒子を含有するアルカリ性めっき浴にてめっきを施した。皮膜の組成は、めっき浴中の金属イオン濃度比、電流密度及び浴温度を変えることにより調整し、また、めっき膜厚はめっき時間を適宜選択することによりコントロールした。その後、HNO 5g/l及び(NHZrF 15g/lからなる酸性水溶液に50℃で30秒間浸漬することにより後処理を行なって試験用ボルトを作成し、下記方法で耐食性の評価を行なった。評価結果を表5に記す。
(耐食性):JIS Z2371に準拠して塩水噴霧試験(SST)を実施し、耐食性は、白錆10%および赤錆5%の発生時間により評価した。
Figure 2005056883
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2003年12月9日出願の日本特許出願(特願2003−410746)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Hereinafter, both “parts” and “%” are based on weight.
"1. Creation of electroplated steel sheet"
[Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 4]
A cold-rolled steel sheet having a plate thickness of 0.8 mm and a size of 70 mm × 150 mm is degreased with alkali, washed with water, and using an electroplating experimental apparatus, predetermined metal ions, corrosion-inhibiting pigments, corrosion-inhibiting organic compounds, and ceramic particles are added. Plating was performed in the contained acidic plating bath. The composition of the film was adjusted by changing the metal ion concentration ratio, current density and bath temperature in the plating bath, and the plating film thickness was controlled by appropriately selecting the plating time. Table 1 below shows the coating composition (wt%) and the film thickness of the plating layers studied. The coating composition and film thickness of the plating layer were measured with a fluorescent X-ray analyzer SEA5200 (manufactured by Seiko Instruments Inc.).
In addition, each metal ion used for the test was supplied from the following compound.
Zn; ZnSO 4 · 7H 2 O
Fe; FeSO 4 · 7H 2 O
Co; CoSO 4 · 7H 2 O
Ni; NiSO 4 · 7H 2 O
W; Na 2 WO 4 · 2H 2 O
Figure 2005056883
The raw materials of the notes (* 1) to (* 6) in Table 1 are as follows.
(* 1) A1: K-WHITE 840E, manufactured by Teika Co., Ltd., condensed aluminum phosphate phosphate system.
(* 2) A2: LF Bousei ZP-DL, manufactured by Kikuchi Color Co., Ltd., zinc phosphate system.
(* 3) B1: Silica fine particles, average particle size of about 0.02 μm.
(* 4) B2: Alumina fine particles, average particle diameter of about 0.01 μm.
(* 5) C1: 3-amino-1,2,4-triazole.
(* 6) C2: Thiourea.
"2. Paint system 1"
[Examples 19 to 36 and Comparative Examples 5 to 8]
After alkaline degreasing the surface of each electroplated steel sheet obtained in Table 1 above, surface adjustment (spray treatment using “Preparen Z” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) was performed, and phosphate treatment (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. “ After performing spray treatment using Palbond 3118 ”, washing with water and drying were performed to obtain a zinc phosphate-treated steel sheet (the amount of the treated film deposited was 1.5 g / m 2 ).
“Magiclon 1000 White” (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., acrylic-melamine resin-based paint, white) was applied to the zinc phosphate-treated steel sheet thus obtained so that the dry film thickness was 30 μm. A test coating was obtained by baking for a minute.
About each obtained test coating board, various tests were done based on the following test method. The results are shown in Table 2 below.
(Top coat adhesion): The test coating plate was dipped in boiling water at about 98 ° C. for 2 hours, pulled up and allowed to stand at room temperature for 2 hours. Was put in a grid pattern to make 100 squares of 2 mm square. The cellophane adhesive tape was brought into close contact with the grid area, and the peeled area of the coating film when the tape was instantaneously peeled was evaluated according to the following criteria.
5: No peeling of the coating film is observed.
4: Although peeling of the coating film is observed, the peeling area is less than 10%.
3: The peeled area is 10% or more and less than 25%.
2: The peeled area is 25% or more and less than 50%.
1: The peeling area is 50% or more.
(Corrosion resistance after painting): Put a cross cut reaching the base on the test coating plate, and after performing a salt spray test for 240 hours according to JISZ-2371, wash with water and dry, and attach the cellophane adhesive tape to the cross cut part. The maximum peel width (one side, mm) from the crosscut portion when the tape was peeled off instantaneously was measured.
Figure 2005056883
"3. Paint system 2"
[Examples 37 to 54, Comparative Examples 9 to 12]
Each electroplated steel sheet obtained in Table 1 was washed with hot water → degreased (using Alkali degreasing agent “Fine L-4460” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd., sprayed at 43 ° C. for 120 seconds) → water washing → surface conditioning (Nihon Parkerizing Co., Ltd.) Titanium colloid-based surface conditioner “preparen ZN” is used and sprayed at room temperature for 30 seconds) → Zinc phosphate-based chemical conversion treatment (Zinc phosphate chemical conversion treatment “Valbond L-3020” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) Spray at 120 ° C for 120 seconds) → Wash with water → Phosphate treatment by drying with water, then apply cationic electrocoating paint “Electron GT-10” (Kansai Paint Co., Ltd., epoxy polyester resin cationic electrocoating paint) It was coated and baked at 170 ° C. for 30 minutes to obtain an electrodeposition coated plate having a dry film thickness of 20 μm. On this electrodeposited surface, an intermediate coating “Amirac TP-65 Gray” (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., amino alkyd resin-based intermediate coating) is applied by spraying to a dry film thickness of 30 μm, and at 140 ° C. for 30 minutes. I baked it. After that, the top coat Neoamylac # 6000 White (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., amino alkyd resin-based top coat) was applied by spraying to a dry film thickness of 30 μm, and baked at 140 ° C. for 20 minutes to obtain each test coating plate. It was.
About each obtained test coating board, various tests were done based on the following test method. The results are shown in Table 3 below.
(Chipping resistance): The test coating plate is fixed to the test piece holder of the stepping stone tester JA-400 (Chipping Tester manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) so as to be perpendicular to the stone outlet, At -20 ° C, 50g of granite crushed stone was sprayed onto the coating surface with compressed air of 0.294MPs (3kgf / cm 2 ), and the degree of occurrence of scratches on the coating film was visually observed and evaluated according to the following criteria. did.
A: The size of the scratch is quite small and the top coating film is scratched.
○: The size of the scratch is small and the intermediate coating film is exposed.
(Triangle | delta): Although the magnitude | size of a crack is small, the base steel plate is exposed.
X: The size of the scratch is quite large, and the base steel plate is also greatly exposed.
(Water-resistant secondary adhesion): The test coating plate was dipped in warm water of 40 ° C. for 10 days, then taken out and dried, and 11 vertical and horizontal scratches reaching the substrate with a knife on the surface of the test coating plate were cut off. 100 squares of 2 mm square were prepared. The cellophane pressure-sensitive adhesive tape was brought into close contact with the grid area, and the peeled area of the coating film when the tape was instantaneously peeled was evaluated according to the following criteria.
5: No peeling of the coating film is observed.
4: Although peeling of the coating film is observed, the peeling area is less than 10%.
3: The peeled area is 10% or more and less than 25%.
2: The peeled area is 25% or more and less than 50%.
1: The peeling area is 50% or more.
(Corrosion resistance): A cross-cut reaching the substrate is put on the test coating plate, and this is subjected to a salt spray test for 720 hours in accordance with JIS Z-2371, followed by washing with water and air drying. While evaluating, the cellophane adhesive tape was closely_contact | adhered to the crosscut part, and the largest peeling width (one side, mm) from the crosscut part when it peeled off instantaneously was measured.
○: No rust, swelling or the like is observed on the coated surface.
Δ: Rust, swelling, etc. are slightly observed on the coated surface.
X: The occurrence of rust and swelling on the coated surface is remarkably observed.
(Salt water dip resistance): Put a cross-cut reaching the substrate on the test coating plate, soak it in 5% saline solution at 50 ° C for 10 days, then wash with water and air dry. While evaluating, the cellophane adhesive tape was closely_contact | adhered to the crosscut part, and the largest peeling width (one side, mm) from the crosscut part when it peeled off instantaneously was measured.
○: No rust, swelling or the like is observed on the coated surface.
Δ: Rust, swelling, etc. are slightly observed on the coated surface.
X: The occurrence of rust and swelling on the coated surface is remarkably observed.
Figure 2005056883
"4. Paint system 3"
[Examples 55 to 72, Comparative Examples 13 to 16]
After the surface of the plated steel sheet obtained in Table 1 was degreased with alkali, a titanium-based base treatment agent prepared according to the following formulation was applied thereon with a bar coater so that the dry film thickness was 0.5 μm, and PMT ( The substrate was heated for 10 seconds under the condition that the maximum temperature of the steel plate was 100 ° C. to prepare a base treatment plate. Next, “KP color 8000 primer” (modified epoxy resin-based paint, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied to the treated plate with a bar coater so that the dry film thickness was 5 μm, and the PMT was 210 ° C. for 20 seconds. A film was formed by heating, and then “KP Color 1580 White” (polyester resin-based paint manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied on the primer film with a bar coater so that the dry film thickness was 15 μm. Each test coating plate having an upper coating film was prepared by heating for 40 seconds under conditions of 215 ° C.
About each of these test coating plates, the test of the adhesiveness of a coating film, corrosion resistance, and moisture resistance was done. The test results are shown in Table 4. Each test was performed according to the following test method.
<Prescription of titanium base treatment agent>
A mixture of 10 parts of tetraiso-propoxytitanium and 10 parts of iso-propanol was dropped into a mixture of 10 parts of 30% hydrogen peroxide and 100 parts of deionized water at 20 ° C. with stirring for 1 hour, and then 25 ° C. For 2 hours to obtain a 2% titanium compound aqueous solution. A titanium-based surface treating agent was obtained by blending 5 parts of 20% zircon hydrofluoric acid and 45 parts of deionized water with 50 parts of the obtained 2% titanium compound aqueous solution.
(Adhesiveness of coating film): Eleven vertical and horizontal scratches reaching the substrate with a knife were put in a grid pattern on the coating film surface of the test coating plate to make 100 1 mm square cells. The degree of peeling of the coating film was evaluated according to the following criteria when the cellophane adhesive tape was brought into close contact with the grid area and the tape was instantaneously peeled off.
5: No peeling of the coating film is observed.
4: Although peeling of the coating film is observed, the peeling area is less than 10%.
3: The peeled area is 10% or more and less than 25%.
2: The peeled area is 25% or more and less than 50%.
1: The peeling area is 50% or more.
(Corrosion resistance): After sealing the end face part and the back face part of the test coating plate cut to a size of 70 mm × 150 mm, a 4T bent part (0.8 mm thick spacer 4 with the coating film surface facing outside) is formed on the upper part of the test coating plate. A portion that was bent 180 degrees across the sheet was provided, and a cross-cut portion was provided at the lower portion of the test coating plate. Then, a salt spray test specified in JIS Z-2371 was performed for 1000 hours on the test coating plate. In the test coated plate after the test, the degree of occurrence of white rust at the 4T bent part, the width of the cross cut part, and the degree of blistering of the general part (the part without processing and cutting) were evaluated according to the following criteria.
General part:
A: No blistering is observed.
○: Swelling is slightly observed.
(Triangle | delta): Generation | occurrence | production of a blister is recognized considerably.
X: The occurrence of blistering is remarkable and peeling of the coating film is observed in part.
Cross cut part:
(Double-circle): The single-sided blistering width from a crosscut is less than 1 mm. ,
○: One-sided blistering width from cross cut is 1 mm or more and less than 2 mm.
(Triangle | delta): The single-sided blistering width from a crosscut is 2 mm or more and less than 5 mm.
X: The single-sided blister width from the cross cut is 5 mm or more.
4T bent part:
A: White rust is not observed.
○: Slightly white rust is observed.
(Triangle | delta): Generation | occurrence | production of white rust is recognized considerably.
X: The occurrence of white rust is remarkable and peeling of the coating film is observed in part.
(Moisture resistance): After sealing the end surface part and the back surface part of the test coating plate cut to a size of 70 mm × 150 mm, the test was performed according to JIS K-5400 9.2.2. The test time was 1000 hours under the conditions that the temperature in the moisture resistance tester box was 50 ° C. and the relative humidity was 95 to 100%. The degree of blistering of the coating film on the test coating plate after the test was evaluated according to the following criteria.
A: No blistering is observed.
○: Swelling is slightly observed.
(Triangle | delta): Generation | occurrence | production of a blister is recognized considerably.
X: The occurrence of blistering is remarkable and peeling of the coating film is observed in part.
Figure 2005056883
"5. Paint system 4"
[Examples 73 to 90 and Comparative Examples 17 to 20]
The steel bolt was degreased with alkali, washed with water, and then immersed in 1% sulfuric acid solution at room temperature for 30 seconds for activation treatment. Thereafter, using a batch type barrel plating apparatus, plating was performed in an alkaline plating bath containing predetermined metal ions, corrosion-inhibiting pigments, corrosion-inhibiting organic compounds and ceramic particles shown in Table 1. The composition of the coating was adjusted by changing the metal ion concentration ratio, current density and bath temperature in the plating bath, and the plating film thickness was controlled by appropriately selecting the plating time. Thereafter, a test bolt was prepared by performing post-treatment by immersing in an acidic aqueous solution composed of 5 g / l of HNO 3 and 15 g / l of (NH 4 ) 2 ZrF 6 at 50 ° C., and corrosion resistance was evaluated by the following method. Was done. The evaluation results are shown in Table 5.
(Corrosion resistance): A salt spray test (SST) was performed in accordance with JIS Z2371, and the corrosion resistance was evaluated by the generation time of white rust 10% and red rust 5%.
Figure 2005056883
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on a Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2003-410746) filed on Dec. 9, 2003, the contents of which are incorporated herein by reference.

本発明の亜鉛系合金電気めっき皮膜は、亜鉛に対し鉄族金属及びタングステンを特定量含有せしめてなるものであり、従来の亜鉛や亜鉛合金めっき皮膜に比べ耐食性が著しく向上したものであり、該亜鉛系合金電気めっき皮膜を有するめっき金属材は、特に自動車用の金属部材として有用なものである。  The zinc-based alloy electroplating film of the present invention contains a specific amount of iron group metal and tungsten with respect to zinc, and has significantly improved corrosion resistance as compared with conventional zinc and zinc alloy plating films. A plated metal material having a zinc-based alloy electroplated film is particularly useful as a metal member for automobiles.

Claims (8)

(A)亜鉛 30〜96重量%、
(B)鉄族金属 2〜20重量%、及び
(C)タングステン 2〜50重量%
を含有してなることを特徴とする耐食性に優れた亜鉛系合金電気めっき皮膜。
(A) Zinc 30 to 96% by weight,
(B) 2-20% by weight of iron group metal and (C) 2-50% by weight of tungsten
A zinc-based alloy electroplating film excellent in corrosion resistance, characterized by comprising
鉄族金属(B)が鉄である請求項1に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜。The zinc-based alloy electroplating film according to claim 1, wherein the iron group metal (B) is iron. さらに、腐食抑制顔料及び又はセラミックス粒子をめっき皮膜中に1〜30重量%含有してなる請求項1又は2に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜。The zinc-based alloy electroplating film according to claim 1 or 2, further comprising 1 to 30 wt% of a corrosion-inhibiting pigment and / or ceramic particles in the plating film. 腐食抑制顔料が、リン酸塩、モリブデン酸塩、メタホウ酸塩および珪酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項3に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜。The zinc-based alloy electroplating film according to claim 3, wherein the corrosion-inhibiting pigment is at least one selected from the group consisting of phosphate, molybdate, metaborate and silicate. セラミック粒子が、Al、SiO、TiO、ZrO、Y、ThO、CeO、Fe、BC、SiC、WC、ZrC、TiC、黒鉛、弗化黒鉛、BN、Si、TiN、Cr、ZrB、2MgO・SiO、MgO・SiO、およびZrO・SiOからなる群から選ばれる少なくとも1種の粒子である請求項3に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜。Ceramic particles are Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 2 , ThO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , B 4 C, SiC, WC, ZrC, TiC, graphite, fluoride. The at least one particle selected from the group consisting of graphite, BN, Si 3 N 4 , TiN, Cr 3 B 2 , ZrB 2 , 2MgO · SiO 2 , MgO · SiO 2 , and ZrO 2 · SiO 2. 3. The zinc-based alloy electroplating film according to 3. さらに、アルキン類、アルキノール類、アミン類若しくはその塩、チオ化合物、芳香族カルボン酸化合物若しくはその塩、及び複素環化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機化合物をめっき皮膜中にC(炭素)含有量として0.001〜10重量%含有してなる請求項1〜5のいずれか一項に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜。Further, at least one organic compound selected from the group consisting of alkynes, alkynols, amines or salts thereof, thio compounds, aromatic carboxylic acid compounds or salts thereof, and heterocyclic compounds is added to C (carbon). The zinc-based alloy electroplating film according to any one of claims 1 to 5, which is contained in an amount of 0.001 to 10% by weight. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜を有することを特徴とするめっき金属材。A plated metal material comprising the electroplated zinc-based alloy according to any one of claims 1 to 6. 金属素材上に請求項1〜6のいずれか一項に記載の亜鉛系合金電気めっき皮膜が形成された後、コバルト、ニッケル、チタニウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物の酸性水溶液と接触させてなることを特徴とするめっき金属材。A compound containing at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, titanium and zirconium after the zinc-based alloy electroplating film according to any one of claims 1 to 6 is formed on a metal material. A plated metal material obtained by contacting with an acidic aqueous solution.
JP2005516213A 2003-12-09 2004-12-07 Zinc-based alloy electroplated film with excellent corrosion resistance and plated metal material using the same Pending JPWO2005056883A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003410746 2003-12-09
JP2003410746 2003-12-09
PCT/JP2004/018535 WO2005056883A1 (en) 2003-12-09 2004-12-07 Electroplated coating of zinc alloy with excellent corrosion resistance and plated metal material having same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2005056883A1 true JPWO2005056883A1 (en) 2007-12-13

Family

ID=34674952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005516213A Pending JPWO2005056883A1 (en) 2003-12-09 2004-12-07 Zinc-based alloy electroplated film with excellent corrosion resistance and plated metal material using the same

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080028976A1 (en)
EP (1) EP1719825A4 (en)
JP (1) JPWO2005056883A1 (en)
CN (1) CN1914357A (en)
WO (1) WO2005056883A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140273407A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 First Solar, Inc. Formulations And Methods For Surface Cleaning And Passivation of CdTe Substrates
JP6197772B2 (en) * 2014-09-26 2017-09-20 Jfeスチール株式会社 Method for producing zinc-based electroplated steel sheet having excellent fingerprint resistance and whiteness
CN106086953B (en) * 2016-08-10 2018-05-15 江苏鑫冶金属板业有限公司 A kind of preparation method of combined electrolysis plate
JP7427264B2 (en) * 2019-12-23 2024-02-05 ディップソール株式会社 Zinc-nickel-silica composite plating bath and plating method using the bath
CZ309341B6 (en) * 2021-04-13 2022-09-07 Výzkumný a zkušební letecký ústav, a.s. Alloy coating for protecting metal surfaces and preparing it
CN113333256B (en) * 2021-06-08 2022-05-20 任诚(上海)新材料有限公司 Stainless steel film-coated plate and manufacturing process thereof
CN114732944B (en) * 2022-04-07 2023-01-13 北京大学 Zinc-based bar with composite structure and preparation method thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5328853B2 (en) * 1972-05-17 1978-08-17
US3850766A (en) * 1974-03-28 1974-11-26 Sterwin Chem Inc Electroplating brightener compositions and process
JPS5554588A (en) * 1978-10-13 1980-04-21 Nippon Steel Corp Production of high corrosion-resistant electroplated steel plate
JPS60121293A (en) * 1983-12-03 1985-06-28 Kawasaki Steel Corp Manufacture of zn-fe alloy galvanized steel plate consisting essentially of zn-fe alloy
JPS63103099A (en) * 1986-10-17 1988-05-07 Kao Corp Organic polymer composite zinc and zinc alloy plated film and production thereof
JPH03162598A (en) * 1989-11-21 1991-07-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of lustrous black steel material
MD960309A (en) * 1991-08-30 1998-06-30 Henkel Corporation Process for treating metal with aqueous acidic composition thah is substantially free from chromium (VI)
DE69603209T2 (en) * 1995-02-15 1999-11-11 Atotech Usa Inc Electroplating process based on zinc sulfate with a high current density and the associated composition
JP3898302B2 (en) * 1997-10-03 2007-03-28 日本パーカライジング株式会社 Surface treatment agent composition for metal material and treatment method
JP2000309897A (en) * 1999-04-26 2000-11-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of electrogalvannealed steel sheet
JP3895900B2 (en) * 2000-03-13 2007-03-22 新日本製鐵株式会社 High corrosion resistance composite electroplated steel sheet and method for producing the same
KR100455083B1 (en) * 2000-12-22 2004-11-08 주식회사 포스코 Zn-Co-W alloy electroplated steel sheet with excellent corrosion resistance and welding property and electrolyte therefor

Also Published As

Publication number Publication date
US20080028976A1 (en) 2008-02-07
EP1719825A1 (en) 2006-11-08
WO2005056883A1 (en) 2005-06-23
EP1719825A4 (en) 2007-07-18
CN1914357A (en) 2007-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3130057B2 (en) Organic coatings, especially for active metals, using ion-reactive pigments
CN100455699C (en) Precoat metal plate excellent in press workability and method for production thereof
CA2454208A1 (en) Chemical conversion coating agent and surface-treated metal
CA2883180C (en) Zirconium pretreatment compositions containing molybdenum, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates
JP3987633B2 (en) Metal protective film forming treatment agent and forming method
WO2019087475A1 (en) Pretreatment agent and chemical conversion treatment agent
CA2883186C (en) Zirconium pretreatment compositions containing lithium, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates
EP0119608B1 (en) Coating composite for extended corrosion resistance
US4970126A (en) Highly corrosion-resistant, multi-layer coated steel sheets
EP0624182A1 (en) Autodeposition coating composition
JPWO2005056883A1 (en) Zinc-based alloy electroplated film with excellent corrosion resistance and plated metal material using the same
JPWO2005056884A1 (en) Organic polymer composite electro-zinc alloy plating solution composition and plated metal material using the composition
JP2006161115A (en) Agent for chemical conversion treatment, and surface-treated metal
KR100775109B1 (en) Coated metal plate with excellent corrosion resistance and reduced environmental impact
JPS60199074A (en) Surface treatment composition and process thereof
JP2003073856A (en) Water-dispersible metal surface treatment agent containing rust inhibitor, surface treated metal material and manufacturing method therefor
JP2000248398A (en) Production of surface treated steel sheet and surface treated steel sheet
JP2007039727A (en) Alkaline zinc alloy electroplating solution
JP3412538B2 (en) Organic coated steel sheet with excellent corrosion resistance
JP2001131443A (en) Rust-preventive coating material, rust-preventive coating method and steel stock provided with rust- preventive treatment
JPH01195286A (en) Production of black surface-treated steel sheet
JP6623543B2 (en) Organic resin coated steel
EP0342585B1 (en) Coated steel sheets and process for producing the same
JP4229557B2 (en) Non-chromium treated zinc-coated steel sheet and method for producing the same
JP2954417B2 (en) Black surface-treated steel sheet with excellent corrosion resistance and method for producing the same