JPH0711479A - 亜鉛系合金めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents

亜鉛系合金めっき鋼板及びその製造方法

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JPH0711479A
JPH0711479A JP15648493A JP15648493A JPH0711479A JP H0711479 A JPH0711479 A JP H0711479A JP 15648493 A JP15648493 A JP 15648493A JP 15648493 A JP15648493 A JP 15648493A JP H0711479 A JPH0711479 A JP H0711479A
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JP
Japan
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nickel
steel sheet
zinc
based alloy
plating
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Pending
Application number
JP15648493A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukimitsu Shiobara
幸光 塩原
Masaki Abe
雅樹 阿部
Hiroshi Kagechika
博 影近
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車用3コート塗装を施した亜鉛系合金電気
めっき鋼板が、寒冷地で、小石・岩塩によるめっき層の
剥離が発生し易い過酷な条件下でも良好なめっき密着性
を得る。 【構成】鋼板1表面上にニッケル系合金をニッケル付着
量が1〜1000mg/m2 となるように被着させ、ニ
ッケル系合金を被着した鋼板を加熱してニッケル系合金
の一部または全部を鋼板中に拡散浸透させて、ニッケル
付着量が1〜1000mg/m2 となるニッケル拡散領
域2を形成し、その上に亜鉛系合金めっき層3を形成す
る耐低温チッピング性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐低温チッピング性(低
温におけるめっき密着性)に優れた、自動車用鋼板に適
した亜鉛系合金めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷地帯では冬期の道路凍結防止用に岩
塩を散布するが、この散布岩塩による自動車車体の腐食
が大きな問題となっている。そこで、各種の自動車用の
防錆鋼板が開発・実用化され、その使用量が増加してい
る。
【0003】自動車車体の腐食の中で、車体の外面錆
は、道路走行時に路面からはね上げられた小石や散布岩
塩が当たり車体表面の塗装が剥離したり、表地鋼板に達
する疵が入り、その箇所に水や散布塩分が侵入して発生
する。
【0004】このような車体外面の腐食を防ぐために、
例えば亜鉛めっき鋼板が使われている。亜鉛めっき鋼板
は、その強い犠牲防食作用により、鋼板に達する疵が入
っても鋼板を十分に防食する。しかし、鋼板を塗装して
いる場合、疵から塗膜が膨れ、そこから錆が発生しやす
いといった欠点を有する。
【0005】そのため近年、Zn−Ni、Zn−Fe、
Zn−Cr等の亜鉛系合金めっきを単層又は複層化した
亜鉛系合金めっき鋼板が開発され、これらめっき鋼板は
良好な耐食性を示している。しかし、これらの亜鉛系合
金めっき皮膜は、めっき皮膜のもつ内部応力が亜鉛めっ
き皮膜の場合に比べて高く、鋼板に対するめっき密着性
が弱いという欠点を持つ。
【0006】更に、冬期の寒冷地は−40℃ぐらいまで
気温が下がり、塗膜収縮が進み、めっき密着性は一段と
低い状態になり、前記のような小石・岩塩によるめっき
層の剥離が発生し易くなる。
【0007】亜鉛系合金めっき鋼板のめっき密着性を高
める対策として、例えば、特開昭59−200789
号、特公平3−44156号がある。これら公報では、
Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Yn、Zn、C
d、Sb、Pb等に金属を単体又は合金として亜鉛系合
金めっきと素地鋼板との間に介在する方法を開示してい
る。図1(b)はこの方法で得られた亜鉛系合金めっき
鋼板の概略断面図で、10は鋼板、11はNi等の中間
層、12は亜鉛系合金めっき層である。
【0008】また、特開平1−272791号では、鋼
板表面上に加熱によりNi拡散層を形成させ、亜鉛系合
金めっき鋼板のめっき密着性を高める対策が開示されて
いるが、この方法は、調質圧延後加熱処理を行うため、
この時点で鋼板が硬化して時効性を失ってしまうため、
時効性を必要とする鋼板(BH鋼板)には適用できない
という欠点を有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記製
造法によって得られた亜鉛系合金めっき鋼板の耐低温ピ
ッチング性ついて研究したところ、依然として十分な耐
低温ピッチング性が得られないことが判明した。
【0010】上記方法で製造された亜鉛系合金めっき鋼
板では亜鉛系合金めっきと素地鋼板の間に介在したニッ
ケル系合金めっき金属層(以下、中間めっき層と称す
る)の間に電析ひずみ(内部応力)が残るとともに、下
地鋼板との間にひずみの差による境界が明確に存在する
ため、この境界面で剥離が生じていた。
【0011】この中間めっき層の電析ひずみを小さく
し、ひずみの境界をなくすためには中間めっき層の厚さ
を薄くすることが考えれるが、このようにすると厚さが
薄くなりすぎて主たる改善目的である耐低温ピッチング
性(めっき密着性)が得られなかった。このため、寒冷
地(約−40℃)で3コート塗装、高速の小石、岩塩等
の衝突といった過酷な条件下では上記方法を用いても亜
鉛系合金めっきの耐低温ピッチング性はなお不十分であ
ることが判明した。
【0012】さらに、中間層によりめっき層の不連続性
があるため鋼板とめっき層との間の大きな電位ギャップ
が生じ、この結果耐食性の低下を生じ易い。本発明者ら
は、前記事情に鑑み、自動車用3コート塗装を施した亜
鉛系合金電気めっき鋼板が、前記の如く過酷な条件下で
も良好なめっき密着性を得られることを目的として研究
を重ねた。
【0013】従来より、ニッケル系合金が低温時の衝撃
試験(低温脆性破壊)で良好な結果を示すことが知られ
ている。本発明者は、このニッケル系合金を中間めっき
層に応用し、さらに、鋼中へ拡散浸透させることによっ
て、両者の境界を不明確し、引き続き施される亜鉛系合
金めっきと鋼板との応力差を緩やかに縮めることを可能
にすることによって前記の如き過酷な条件下でも良好な
めっき密着性が得られることを見い出した。また拡散処
理により、電位ギャップを極小化できたため、耐食性も
向上することを見出だした。
【0014】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、上記の様な過酷な条件
下でも十分な亜鉛系合金めっきの耐低温チッピング性が
得られるめっき鋼板およびその製造方法を提供すること
にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の製造方法は、鋼板表面上にニッケル系合金
をNi付着量が1〜1000mg/m2 になるように、
電析させ、この鋼板を好ましくは非酸化性雰囲気中で加
熱(焼鈍)することによって、めっき金属の一部又は全
部を鋼板中に浸透拡散させる。この後、引き続いて所定
付着量の亜鉛系合金めっきを施すことを特徴とする耐低
温ピッチング性(めっき密着性)に優れた亜鉛系合金電
気めっき鋼板の製造方法である。本発明のめっき鋼板
は、鋼板上にニッケル拡散領域、さらに必要によりニッ
ケル層、及び亜鉛系合金めっき層とを順に備えている。
【0016】
【作用】鋼板は、例えば熱延鋼板,焼鈍前の冷厚板など
である。鋼板の厚さは、通常は0.3〜3.2mm程度
である。鋼板表面にニッケル拡散領域を形成するには、
鋼板表面にニッケル又はニッケル系合金を電析させて形
成する。鋼板表面に対するニッケル又ニッケル系合金の
ニッケル付着量は1〜1000mg/m2 が適切であ
る。付着量が下限値に満たない場合は、耐低温ピッチン
グ性向上の顕著な効果がない。上限値を越えた場合には
耐低温ピッチング性向上の効果が飽和してしまう。
【0017】ニッケル系合金中のニッケル含有率は、そ
の付着量や目的によって適宜選択されるが、一般的には
2〜100%であり、ニッケル以外の成分としてはF
e、Cr、Co、Mo、Mn、Cu、P、B、W、Vの
中の1種以上を適用することができる。具体的には、N
i−Fe合金、Ni−Co合金、Ni−Cr合金などが
挙げられる。
【0018】下地めっきとしてのニッケル又はニッケル
系合金めっきを施した後加熱処理(焼鈍)を行う。焼鈍
温度はバッチ処理では600〜800℃、焼鈍時間約2
4時間、連続焼鈍ライン(CAL)では650〜900
℃、均熱時間50〜200秒間が好適である。CALで
の均熱時間50〜200秒間というのは短くて、通常で
は拡散領域を十分形成させることができないが、下記に
示す理由により本発明方法では十分な拡散領域を得るこ
とができる。焼鈍時に、鋼の再結晶が行われ、これと同
時に下地めっきとしてのニッケル又はニッケル系合金の
一部又は全部が鋼中へ浸透拡散するため、再結晶した鋼
上のニッケル拡散に比べ、ニッケル拡散領域が極めて容
易に形成され、短時間で鋼板中に深さ方向には連続的
に、幅方向には均一にむらなくニッケル拡散領域を得る
ことができる。拡散領域の形成によって、ニッケル又は
ニッケル系合金めっき層内の電析ひずみは減少し、両者
の境界面も不明確になることから、この後施される亜鉛
系合金電気めっき層と下地鋼板と内部応力差はこの部分
で緩かにしかも連続的に小さくなり、耐低温ピッチング
性が向上する。好適な拡散領域は、電析ひずみの減少、
境界面の不明確化という観点から、その厚さが0.01
μm〜50μm程度がよい。なお、ニッケル又はニッケ
ル系合金めっき層の全部に対して加熱処理をおこなう
と、ニッケル又はニッケル系合金めっき層全てがNi拡
散領域となるが、一部について行うと、ニッケル又はニ
ッケル系合金めっき層の一部がNi拡散領域となり、そ
の上にニッケル又はニッケル系合金めっき層が残ること
になる。
【0019】拡散処理後のニッケル拡散領域、ニッケル
又はニッケル系合金めっき層上に亜鉛又は亜鉛合金めっ
きを施す。亜鉛系合金電気めっきをの付着量は、特に制
限されるものではなく所定量のめっき、通常は5〜60
g/m2 を施せばよい。また、亜鉛系合金とは、Zn−
Ni、Zn−Fe、Zn−Co、Zn−Cr、Zn−N
i−Cr、Zn−Fe−Cr、Zn−Mn、Zn−Mn
−Cr等のZn系合金又はこれらを複合化しためっきや
濃度傾斜しためっきを含む。亜鉛以外の成分の含有率は
特に制約されないが、耐ブリスター性の上では亜鉛以外
の成分を単独あるいは複合で合計1〜30wt%含有す
ることが望ましい。具体的には、Zn−Ni合金、Zn
−Cr合金、Zn−Co合金などが挙げられる。
【0020】本発明の製造法は、必要により鋼板の両面
に又は片面に適用される。また、本発明のめっき鋼板
は、上記構成の亜鉛系合金めっき鋼板に限らず、この鋼
板にさらにクロメート処理及び/又は有機複合樹脂皮膜
を施して、クロメート皮膜及び/又は有機複合樹脂皮膜
を形成したものも含む。この構成とすることにより、耐
食性がさらに向上する。本発明は、焼鈍時、鋼板表面上
にNi合金層を形成させ、その後調質圧延を行なうた
め、時効性を必要とする鋼板に対しても適用が可能であ
る。
【0021】
【実施例】本発明の亜鉛系合金めっき鋼板の具体的な製
造方法として、方法A乃至方法Cが挙げられる。 方法A:熱延鋼板→酸洗(表面清浄化)→ニッケル系合
金めっき(下地めっき)(注1)→冷間圧延→焼鈍→調
質圧延→亜鉛系合金めっき→亜鉛系合金めっき鋼板(製
品) (注1)圧延後のめっき量が1〜1000mg/m2
なるよう冷圧率に応じて、このめっき量を決定する。
【0022】方法B:熱延鋼板→酸洗&ニッケル系合金
めっき→冷間圧延→焼鈍→調圧→亜鉛系合金めっき→亜
鉛系合金めっき鋼板(製品) この場合、酸洗&ニッケル系めっき工程は、(1)酸洗
ラインの出口側酸洗タンクにニッケル系めっき液を入
れ、これに電極を配置して酸洗ライン内で一貫してニッ
ケル系めっき層を形成する方法と、(2)酸洗ライン出
口側酸洗タンクにニッケルイオン等を添加せしめて無通
電で化学的にニッケル系めっき層を形成する方法とがあ
る。
【0023】(2)の方法としては例えば、Feより貴
な金属のNi−Co、Ni−Cuや還元剤として次亜リ
ン酸を添加して形成されるNi−P、Ni−Bなどがあ
る。この方法Bによれば工程を増やすことなく効率的に
目的とするめっき鋼板が製造可能である。
【0024】方法C:酸洗済み熱延鋼板→冷間圧延→表
面清浄化→ニッケル系合金めっき(下地めっき)→焼鈍
→調質圧延→亜鉛系合金めっき→亜鉛系合金めっき鋼板
(製品) 方法Cによれば、冷間圧延前後でニッケル系合金めっき
(下地めっき)が可能である。また、鋼板として未焼鈍
板を用いることによって焼鈍と同時にニッケル系合金の
拡散層の形成を促す。焼鈍後の調質圧延の圧下率は鋼板
の鋼種により適宜設定すればよい。
【0025】次に、本発明に基づく製造方法(方法A)
により、種々の亜鉛系合金電気めっき鋼板を製造し、自
動車用3コート塗装後の耐低温ピッチング試験を行っ
た。また、Ni量、Zn量の付着量が本発明の範囲から
外れる亜鉛系合金めっき鋼板についても同様の耐低温ピ
ッチング試験を行った。そのめっき条件、めっき鋼板の
耐低温チッピング特性を表1,表2に示す。また、本発
明のNi合金層の拡散を行わずにZn系合金層を形成し
た場合についても同様の耐低温ピッチング試験を行っ
た。そのめっき条件、めっき鋼板の耐低温ピッチング特
性を表3に示す。表1〜表3中、縦欄は、ニッケル合金
めっきの種類を、横欄は亜鉛系合金めっきの種類をそれ
ぞれ示し、各数値の左側はニッケル合金めっきの付着量
mg/m2 を、右欄は亜鉛系合金めっきの付着量g/m
2 を示す。ここで、使用しためっき液は、下地用ニッケ
ル系合金めっき、亜鉛系合金めっき共、pH0.5〜
2.5、浴温50〜90℃の硫酸塩浴である。加熱処理
(バッチ焼鈍)は、750℃、24時間でおこなった。
連続焼鈍は720℃、60秒でおこなった。図1(a)
は、得られる亜鉛系合金めっき鋼板の概略断面図で、1
は鋼板、2はNi拡散領域、3はZn系合金層である。
得られたNi拡散領域の厚さ(深さ)は5μmである。
【0026】耐低温チッピング試験は、0.7×70×
150mmの試験片に浸漬型リン酸塩処理→カチンオン
電着塗装(20μm)→中塗(40μm)→上塗(40
μm)を施した後、試験片を−40℃に冷やした状態で
約10mgの小石をスピード170km/Hで試験片に
衝突させ、テーピング後のめっき剥離について調べた結
果である。
【0027】評価基準は以下の通りである。 評価 ○:めっき剥離1%以下 △:めっき剥離2%超5%以下 ×:めっき剥離5%超 表1〜表3に示す結果から明らかなように、付着量が本
発明の範囲内のものは、付着量が本発明の範囲から外れ
るものや熱拡散処理を行わない従来のものに比べて、顕
著に良好な耐低温ピッチング性があることがわかる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、耐低
温ピッチング性を向上させることができる、また、耐食
性の低下を防ぐという顕著な効果がある。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明方法で得られるめっき鋼板の断
面図、(b)は従来方法で得られるめっき鋼板の断面
図。
【符号の説明】
1…鋼板、2…ニッケル及びニッケル系合金の拡散領
域、3…亜鉛合金層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/56 D A B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板と、鋼板表面にニッケル又はニッケ
    ル系合金を拡散したニッケル拡散領域と、ニッケル拡散
    領域上に形成された亜鉛又は亜鉛系合金めっき層とを具
    備し、ニッケル拡散領域のニッケル付着量が1〜100
    0mg/m2である亜鉛系合金めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 鋼板と、鋼板表面にニッケル系合金を拡
    散したニッケル拡散領域と、ニッケル拡散領域上に形成
    されたニッケル又はニッケル合金層と、ニッケル又はニ
    ッケル合金層上に形成された亜鉛又は亜鉛系合金めっき
    層とを具備し、ニッケル拡散領域とニッケル又はニッケ
    ル合金層におけるニッケル付着量の和が1〜1000m
    g/m2 である亜鉛系合金めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 鋼板表面上にニッケル又はニッケル系合
    金を被着させる工程と、ニッケル又はニッケル系合金を
    被着した鋼板を加熱して鋼板の再結晶と同時にニッケル
    系合金の一部または全部を鋼板中に拡散浸透させる工程
    と、拡散したニッケル又はニッケル系合金の表面に亜鉛
    又は亜鉛系合金のめっきを施す工程と、を具備した耐低
    温チッピング性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板の製造方
    法。
JP15648493A 1993-06-28 1993-06-28 亜鉛系合金めっき鋼板及びその製造方法 Pending JPH0711479A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100381520B1 (ko) * 1998-09-18 2003-08-14 주식회사 포스코 표면외관이우수한전기도금강판의제조방법
CN100360713C (zh) * 2002-09-23 2008-01-09 联合工艺公司 形成防腐耐热镀层的方法及具有所述镀层的基体
US11072866B2 (en) 2017-04-14 2021-07-27 Ykk Corporation Plated material and manufacturing method therefor

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KR100381520B1 (ko) * 1998-09-18 2003-08-14 주식회사 포스코 표면외관이우수한전기도금강판의제조방법
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