JPH0754119A - 耐チッピング性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
耐チッピング性に優れた表面処理鋼板Info
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Abstract
塗装後の耐チッピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
系の表面処理鋼板を提供する。 【構成】 加熱処理によりめっき層を合金化させた合金
化溶融亜鉛めっき層を有して成る表面処理鋼板を、めっ
き層上に化成皮膜を皮膜重量で1.0 〜5.0 g/m2だけ備
えた構成とするか、あるいはこれに加えて更に a) めっ
き層の化成皮膜との境界面の5〜80%が摺動面である,
b) めっき層の最外面側部におけるζ相残り量が80%以
下であってこのめっき層上に化成皮膜が備わる,c)めっ
き層の最外面側部の表面Al濃化率が10%以下である,
d) めっき層上にFe系又はZn−Ni合金系の電気めっき上
層皮膜を有していてこのめっき皮膜上に化皮膜が備わ
る,という構成の何れか又は複数が付加されたものとす
る。
Description
耐チッピング性(耐めっき衝撃剥離性,耐低温チッピン
グ性)に優れた表面処理鋼板、特に自動車の外装用鋼板
等として好適な塗装後の耐チッピング性に優れたりん酸
塩処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。
鋼板に溶融亜鉛めっきを施した後、加熱処理によって素
地鋼板の鉄をめっき層中に拡散させることにより“Zn−
Fe”の合金化めっき層を形成させたものであるが、従来
の亜鉛めっき鋼板に比べて塗装後の耐食性,溶接性等が
優れているため、自動車,建材,家電製品用等に供せら
れる塗装鋼板の素材として広く用いられるようになって
きた。特に、近年、耐食性の更なる向上要求を反映し
て、自動車向けに厚目付の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
需要が増大している。そして、自動車の外装用として合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の適用が増してくるに伴い、め
っきの耐衝撃密着性,耐低温チッピング性が合金化溶融
亜鉛めっき鋼板においても厳しく要求されるようになっ
てきた。
石等が当たった際の衝撃によりめっき層等が剥離し素地
鋼板が露出する現象であって、特に低温時に発生しやす
い現象である。このため、耐食性を向上させるために合
金化亜鉛めっき鋼板を使用した場合であっても、チッピ
ング等のような衝撃によるめっきの剥離現象が起こるこ
とによりめっき無しの冷延鋼板を用いた場合よりも耐食
性が劣る場合も生じ、これが大きな問題となる。
一般に平板部の耐食性が従来の純亜鉛めっき鋼板よりも
優れているが、非常に硬くて脆い合金層を形成している
ためにめっきの衝撃密着力,耐低温チッピング性に関し
て問題がある。そのため、このようなチッピング性を改
善するための提案が合金化電気亜鉛めっき鋼板を中心に
幾つかなされている。このように、チッピング性の改善
提案が合金化電気亜鉛めっき鋼板を中心になされたの
は、合金化電気亜鉛めっき鋼板の場合にはめっき条件を
厳密にコントロ−ルすることが可能であり、それ故に耐
チッピング性に優れためっき層構造を再現性良く形成さ
せることが比較的容易であったが、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板は加熱処理のみにて合金めっき層を形成させるの
で耐チッピング性の優れた合金相構造を厳密な条件コン
トロ−ル下で形成させることが困難であったためであ
る。特に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合に
は、加熱処理によってめっき層の合金化を行うため、め
っき層中に素地鋼板からめっき表層へのFeの濃度勾配が
どうしてもできてしまい、めっき層最表面まで合金化し
ようとすると素地鋼板とめっき層の界面にFe含有率が高
くて脆いΓ相が形成されめっき密着力が著しく低下する
という問題があった。このため、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板においてめっき衝撃密着力,耐チッピング性をめっ
き層構造面から改善しようとする試みは非常に少なかっ
た。
を見ると、合金化溶融亜鉛めっき鋼板においてめっき層
の合金相構造を規定することでめっき密着性を改善しよ
うとの提案がなされているが、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の場合にはこのような合金相構造の規定だけでは耐低
温チッピング性の改善は不十分であり、しかも合金化溶
融亜鉛めっき鋼板では加熱による素地鋼板からのFe拡散
によって合金相が形成されるものであるため、合金相を
コントロ−ルすることは実際的に極めて困難なことであ
った。従って、合金相構造にかかわらず良好なめっき衝
撃密着力,耐低温チッピング性を有する合金化溶融亜鉛
めっき鋼板が、特に自動車向けの外装用鋼板として強く
望まれていた。
に“塗装後の耐食性”が特に優れており、そのため実際
には塗装材の下地鋼板として使用される場合が多い。例
えば自動車の外装材とされる場合も、「化成処理(りん
酸塩処理)→電着塗装→中塗り塗装→上塗り塗装」とい
う一連の処理(塗装系の処理)が施されて使用されるの
が通常である。それ故、実際にはこれらの処理が施され
た後の材料が優れた耐衝撃剥離性,耐低温チッピング性
を有していることが重要な訳である。即ち、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板においては、めっき層構造の観点のみか
ら成された衝撃密着力,耐チッピング性改善では性能的
に十分なものとは言えず、塗装系の処理をも含めた総合
的な観点からも満足できるような耐衝撃剥離性,耐低温
チッピング性を付与することが必要である。
のは、自動車の外装用等としても十分に満足できる塗装
後の耐チッピング性(耐めっき衝撃剥離性,耐低温チッ
ピング性)に優れた合金化溶融亜鉛めっき系の表面処理
鋼板を提供することである。
達成すべく、様々な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を試作し
て塗装後の耐めっき衝撃剥離性に関し鋭意研究を行った
結果、まず「塗装後の耐めっき衝撃剥離性には合金化溶
融亜鉛めっき層の特性が影響することは勿論であるが、
塗装下地として形成するりん酸塩処理皮膜(化成結晶皮
膜) が非常に大きな影響を及ぼしており、 また耐めっき
衝撃剥離性に好ましい化成結晶皮膜の形成にはめっき層
表層部の状態が大きく影響している」との知見を得るこ
とができた。
成結晶皮膜について更に詳細な検討を加えたところ、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板面に設ける塗装下地としての化
成結晶の生成量を皮膜重量で特に1.0 〜5.0 g/m2 に調
整した場合には、塗装を施した後の耐チッピング性(耐
めっき衝撃剥離性,耐低温チッピング性)に極めて優れ
る高耐食性表面処理鋼板が得られることが見出され、更
には、上述のような化成結晶皮膜は化成処理を施す下地
めっき層がイ ) 表面の5〜80%が調質圧延(スキンパス圧延)に
よる摺動面(めっき潰れ面)となっている,ロ ) 表面部のζ相残り量(合金化が進展しないで残った
ζ相の量)が80%以下である,ハ ) アルカリ溶液中に浸漬する等により表面部の過剰Al
酸化皮膜が除去されている,ニ ) 最表面にFe系もしくはZn−Ni合金系の電気めっき層
が形成された複層構造となっている,との条件を満たし
ていると非常に安定に形成され、このような条件を持っ
て構成された化成処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板はより
一層優れた耐チッピング性を示すようになることも明ら
かになったのである。
たものであり、「加熱処理によりめっき層を合金化させ
た合金化溶融亜鉛めっき層を有して成る表面処理鋼板
を、 めっき層上に化成結晶皮膜(りん酸塩処理皮膜)を
皮膜重量で1.0 〜5.0 g/m2 だけ備えた構成とするか、
あるいはこれに加えて更に a) めっき層の化成結晶皮膜との境界面の5〜80%
(面積率)が摺動面である, b) 合金化溶融亜鉛めっき層の最外面側部におけるζ相
残り量が80%(面積率)以下であり、 この合金化溶融
亜鉛めっき層上に化成結晶皮膜が備わる, c) 合金化溶融亜鉛めっき層の最外面側部におけるAl酸
化物量が表面Al濃化率で10%以下である, d) 合金化溶融亜鉛めっき層上に皮膜重量で 0.5〜 7.0
g/m2 のFe系又はZn−Ni合金系の電気めっき層を有し、
この電気めっき層上に化成結晶皮膜が備わる,のうちの
何れか、 又はこのうちの幾つかが組み合わされて付加さ
れた構成とすることにより、 塗装後の耐チッピング性に
優れた合金化溶融亜鉛めっき系表面処理鋼板を安定提供
できるようにした点」に大きな特徴を有している。
ん酸塩処理皮膜”を指すものであるが、化成結晶皮膜の
形成は公知の何れの手段(りん酸塩処理手段)によって
も構わない。また、「めっき層の摺動面」とは“調質圧
延(スキンパス圧延)によってめっき潰れが生じた面”
を意味するものである。そして、「表面Al濃化率」と
は、後の実施例で詳述するが、GDS(グロ−放電発光
分光法)のめっき表層のAl強度を IS ,めっきバルク中
(めっき層中)の最小のAl強度を IB とした時に、式 表面Al濃化率(%)=( IS − IB )/ IB ×100 で表される値であり、この表面Al濃化率が10%以下で
あればめっき表層部にAl酸化物層が存在しないことを確
認済である。
期待できる耐チッピング性を得ることができるものの、
形成される化成結晶の付着量が皮膜重量で 1.0g/m2 未
満であると外装用鋼板として要求される外面錆性、特に
塗膜が疵付いたときの耐食性に問題があるため好ましく
ない。一方、皮膜重量で 5.0g/m2 よりも大きな化成結
晶の付着量では、従来使用されていためっき無しの冷延
鋼板と同様以上の十分な耐チッピング性を得ることが困
難となり好ましくない。
めっき鋼板は「化成処理(りん酸塩処理)→電着塗装→
中塗り塗装→上塗り塗装」の処理が施されて使用に供さ
れるが、塗装を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板に見ら
れるチッピングは、小石等による衝撃を受けた際、化成
結晶皮膜の有無にかかわらず脆いめっき層は特に鉄含有
率の高いΓ相を中心に破壊されて生じると考えられる。
この場合、めっき層と電着塗装膜間に厚い膜厚(> 5.0
g/m2 )で化成結晶皮膜が介在するとめっき−電着塗装
膜間の密着力が劣ってくるので、衝撃を受けた瞬間には
電着塗装膜が衝撃に追随せず、そのため衝撃による電着
塗装膜の破壊が著しくなると推測される。そして、破壊
された電着塗装膜と共に著しく破壊されためっき層が同
時に剥離するため、チッピング現象が顕著化されるもの
と考えられる。
(≦ 5.0g/m2 )には、衝撃を受けると脆いめっき層は
特に鉄含有率の高いΓ相を中心に破壊されるものの、め
っき−電着塗装膜間の密着力が良好なために電着塗装膜
は衝撃に十分追随し、電着塗装膜の破壊が抑えられて健
全な電着塗装膜が残るため、素地にまで達するようなめ
っき剥離を起こさないと考えられる。
す悪影響については例えば特開平4−72077号公報
にも述べられており、そのため化成結晶皮膜の代わりに
クロム系以外の酸化皮膜を形成させる提案がなされてい
るが、実際の連続ラインで形成される合金化溶融亜鉛め
っき鋼板にこのような酸化皮膜を均一に形成させること
は実質上不可能なことである。また、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板においては、化成結晶皮膜(りん酸塩処理皮
膜)を形成させることは塗膜が疵ついた場合の疵部の耐
食性を確保する上からも必要と考えられ、上記提案の方
法ではこの点での不利も免れ得ない。
条件によっても当然に変化するが、めっきの表面性状
(表面形状や表面部の状態)の影響も非常に強く受け
る。つまり、めっき鋼板の表面性状は化成結晶の付着率
等を大きく変えてしまうので、化成結晶皮膜との境界面
を成すめっき表面の性状は塗装を施した合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の性能に大きな影響を及ぼす。
理鋼板での“めっき層の化成結晶皮膜との境界面”)に
形成された摺動面であるが、この摺動面の面積率は化成
結晶皮膜の性状に少なからず影響する。即ち、めっき層
表面における摺動面は、めっき処理及び加熱合金化処理
後の調質圧延(スキンパス)によって形成されるが、こ
の摺動面のめっき層全表面に対する面積率が5%未満で
あるとめっき層表面の凹凸が大きく、その結果、化成結
晶皮膜の付着量が耐チッピング性にとって適正な範囲よ
りも大きくなる等の現象のため、より一層の耐チッピン
グ性向上効果が期待できず好ましくない。一方、摺動面
の面積率が80%以上であると、めっきに加わる加工の
程度が大きくなってめっき層の破壊が起こり、めっき層
自体の耐衝撃剥離性が劣化して逆に耐チッピング性の低
下を招くので好ましくない。また、パウダリング等の鋼
板加工時におけるめっき剥離が起こりやすくなることか
らも、摺動面の面積率過大は好ましくない。
結晶皮膜が形成されやすくなる等のために耐チッピング
性が向上する理由は、次の通りと考えられる。即ち、ス
キンパス圧延等によりめっき表面における摺動面(めっ
き潰れ面)の面積率が大きくなると、 1) 表面の平滑化により表面積が減少すること, 2) 合金化時の加熱処理により形成された表面の酸化物
皮膜層が破壊され、表面状態が変化すること,のために
化成結晶の成長部が分散され、化成結晶が緻密化し、化
成結晶皮膜の付着量が減少することが上記効果につなが
るものと推測される。
開平1−149991号公報にはめっき鋼板の耐チッピ
ング性向上のために表面粗度を規定する提案がなされて
いるが、電気亜鉛めっき鋼板では素地鋼板の表面粗度と
めっき表面粗度がほぼ一致するので“素地鋼板の表面粗
度調整”によってめっき表面粗度の規定はある程度可能
であるものの、合金化溶融亜鉛めっき鋼板では素地鋼板
からのFeの拡散が不均一となるためにめっき表面の凹凸
が不規則に大きくなり、粗度調整が実際上不可能であ
る。もっとも、凹凸面を有する圧延ロ−ルを使ってめっ
き面の粗度を所定範囲に調整することも考えられるが、
この場合でも圧延ロ−ルの表面凹凸が完全に転写しきれ
ず、期待したような表面粗度を得ることが困難である。
従って、この手段を本発明における“摺動面の面積率を
調整する手段”に変えて採用することはできない。
ける“ζ相残り量”であるが、合金化が十分でなくてFe
含有率の低いζ相が表面に多く残留している場合には化
成結晶が粗大化し、その結果としての化成結晶皮膜付着
量の増大等のために十分な耐チッピング性向上効果を得
ることができない。このような訳で、めっき層の最外面
側におけるζ相はできるだけ少ない方が好ましいが、面
積率で80%以下であれば十分な耐チッピング性の改善
効果を確保することができる。なお、めっき層の最外面
側におけるζ相の量は母材鋼板の成分,めっき浴組成
(浴中Al濃度),合金化時間等で変化するが、一般的に
合金化温度をζ相より鉄含有率の高いδ1 相が生成する
約520℃以上(板温)に調整することにより十分コン
トロ−ルすることが可能である。
造する場合には、めっきの密着性を確保するために溶融
亜鉛めっき浴中にAlを0.12%程度添加するのが一般的で
あるが、このAlが合金化時の加熱処理によりめっき表面
に濃化し、酸化物であるアルミナ層を形成することがあ
る。そして、このようなめっき層表面に形成されたAl酸
化物皮膜は、場合によって化成処理性を著しく阻害して
粗大な化成結晶を成長させると共に、本発明に係る表面
処理鋼板にあってはめっき層と化成結晶皮膜との間に介
在することとなって耐チッピング性に悪影響を及ぼすこ
とがある。従って、このような酸化物皮膜層を除去する
ことは耐チッピング性の改善上好ましいことである。
き浴中Al濃度を規制してめっき表面へ過剰のAlが濃化す
るのを防ぐことによっても抑制が可能であるが、ある程
度のめっき密着力を確保するためにはめっき浴中へのAl
添加は不可欠である。そのため、この酸化物層は、生成
の後にめっき層面から除去するのが望ましい。もっと
も、合金化処理の後で施す調質圧延(スキンパス圧延)
で摺動面の面積を大きくすると前記酸化物層は機械的に
破壊されるので、ある程度は除去することができる。し
かしながら、この酸化物層を完全に除去するためにはめ
っき鋼板をアルカリ溶液中に浸漬するのが良く、例えば
40℃に保った 50%NaOH溶液中に30秒浸漬しただけ
でもほぼ取り除くことができる。なお、アルカリ溶液中
に浸漬するとめっき表面が活性化され、続いて形成され
る化成結晶が緻密化されるので、この手立てを講じるこ
とは耐チッピング性の更なる改善にとっても好ましい。
ここで、めっき層の“表面Al濃化率”が10%以下であ
ればめっき表層部(めっき層と化成結晶皮膜との界面
部)にAl酸化物層が実質上存在しないことは前述した通
りである。
皮膜間にFe系又はZn−Ni合金系の電気めっき層を介在さ
せることも耐チッピング性の改善にとって好ましいこと
である。即ち、合金化溶融亜鉛めっき層上にFe系又はZn
−Ni合金めっきを上層として施すと、化成処理により生
成する化成結晶が小さく緻密になるため化成結晶皮膜の
付着量が減少し、耐チッピング性の改善に望ましい化成
結晶皮膜が得られる等の作用により、その耐チッピング
性を一段と向上させることが可能となる。
m2 未満ではその効果が不十分で、化成結晶の粗大化を
抑えることによる耐チッピング性の改善は達成できな
い。一方、上層電気めっきの析出量が 7.0g/m2 よりも
大きい場合には、化成結晶皮膜の状態には不都合がなく
て十分な耐チッピング性向上効果が得られるが、その効
果は飽和傾向を見せるためにコスト的な問題が出てく
る。また、上層めっきの増大はめっき目付量の増大につ
ながり、めっき鋼板を加工する際のパウダリング性の劣
化となって現れるために好ましくない。
でも、下層の合金化溶融めっき層の表面凹凸が大きけれ
ば十分な耐チッピング性を得ることが困難であり、また
下層の合金化溶融めっき層表面部に著しくζ相が残って
いる場合には、その上に上層電気めっきを施しても化成
結晶が粗大化し、やはり十分な耐チッピング性を得るこ
とは難しい。
に具体的に説明する。
っき鋼板を準備すると共に、比較のために冷延鋼板(め
っき無し)も用意した後、これらに種々条件の化成処理
(りん酸塩処理)を施し、更に塗装を施してからその塗
装鋼板のチッピング性及び耐食性を調査した。
日本パ−カライジング社製のパルボンド3080(商品
名)を使用し、処理液温を40℃に固定したままで浸漬
時間を変化させて化成処理皮膜(りん酸亜鉛皮膜)の付
着量をコントロ−ルした。
まず、上述のように作成した各々の化成処理板に カチオン電着塗料:パワ−トップU−80(商品名:日
本ペイント社製), 浴温 :28℃, 電着電圧 :240V なる条件で30秒間スロ−プ通電して膜厚:20μの電
着膜を付着せしめた後、これに170℃で25分間の焼
付処理を施して電着塗装皮膜を形成させた。
37(商品名:関西ペイント社製)を膜厚:35μで塗
布し、更に上塗り塗料TM−13RC(商品名:関西ペ
イント社製)を膜厚:35μで塗布して塗装鋼板とし
た。
った。即ち、塗装鋼板のサンプルを−20℃に冷却して
からグラベロテスタ−でショット(小石)の衝撃を与
え、この衝撃個所のセロハンテ−プ剥離を試みて“めっ
き−鋼板界面の剥離径(冷延鋼板をベ−スとしたものに
ついては化成結晶皮膜−鋼板界面の剥離径)"を測定し、
これにより低温チッピング性を評価した。なお、グラベ
ロ試験の詳細は下記の通りである。 サンプル温度 :−20℃, ショット :御影石(300g), ショット圧 :1.5kg/cm2 , 評価方法 :テ−プにて塗膜を剥離し、めっき剥離
を起こした部位について最大10点の平均めっき剥離径
を測定。 ここで、チッピング性については、比較例である冷延鋼
板ベ−スのもの以下の剥離径(≦2.0mm)であれば良好で
あると判断される。
た。即ち、塗装鋼板のサンプルにクロスカットを入れて
素地にまで達する疵を付けた後、JIS Z2371に準じ
た塩水噴霧試験を480時間実施し、その後のクロスカ
ット部からの最大錆幅(ブリスタ−幅も含む)を測定し
た。なお、耐食性は、比較例である冷延鋼板ベ−スのも
の以下の錆幅(≦4.2mm)であれば良好であると判断され
る。
た。表1に示される結果からも、同じ合金化溶融亜鉛め
っき鋼板をベ−スとしていても化成結晶皮膜(りん酸塩
皮膜)の付着量により塗装後における表面処理鋼板の性
能が大きく変化することが明らかである。しかるに、化
成結晶皮膜の付着量が 5.0g/m2 以下に抑えられている
本発明例のものでは、従来から自動車用外装鋼板として
使用されてきた冷延鋼板ベ−スのものと同等の優れた耐
チッピング性を確保できることが分かる。また、化成結
晶皮膜の付着量 1.0g/m2 以上が確保されている本発明
例のものでは、塗装後の疵付き部耐食性も良好であるが
確認できる。
g/m2 ,めっき層の合金化度:10.8%でスキンパス圧延
を行っていない合金化溶融亜鉛めっき鋼板をベ−スと
し、ラボのブライドルロ−ルを使ってそのめっき層表面
に摺動面(めっき潰れ面)を形成した。この際、ブライ
ドルロ−ルの圧下荷重を変化させることによって摺動面
の面積率が種々に変化した合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
得た。なお、摺動面の面積率は、表面SEM(Scaning E
lectron Microscope) にてめっき層表面を100倍の倍
率に拡大し、1×1mmの測定面積で画像解析して測定し
た。
実施例1におけると同様の条件で化成処理及び塗装を施
して塗装鋼板を製造し、そのチッピング性(平均めっき
剥離径)を調査すると共に、化成処理及び塗装を施す前
の鋼板について化成処理性,加工時のパウダリング性も
調査した。
り化成処理皮膜の付着量は変化するため、一般的に十分
に化成結晶が得られる条件として認識されている120
秒間の浸漬処理に統一した。また、自動車用めっき鋼板
として要求される加工時のパウダリング性に関しては、
無塗装の状態において下記条件の円筒絞り加工を施し、
めっき剥離量を加工前後の重量差測定により把握して評
価した。なお、加工後の重量は、加工後に外面(評価
面)側の側壁部全面をセロハンテ−プ剥離して加工によ
るめっき剥離皮膜除去したものについて測定した。 〈パウダリング性評価のための円筒絞り加工条件〉 ブランク径:90mmφ, ポンチ径 :50mmφ, しわ抑え圧:10kN, 潤滑 :防錆油。 ここで、加工時のめっき剥離量としては10 mg/個以下
であれば現状加工において問題がないため、この値を目
標値とすれば良いと考えられる。
て表した。図1からも明らかなように、摺動面の面積率
が増大するに伴い化成結晶皮膜の付着量は減少して耐チ
ッピング性が向上し、摺動面の面積率が5%以上になる
と耐チッピング性の良好な領域に入ることが分かる。ま
た、摺動面の面積率が80%よりも大きくなるとパウダ
リング性が低下する傾向が顕著になることも明らかであ
る。即ち、図1の結果は、めっき層の化成結晶皮膜との
境界面における摺動面の面積率が全境界面積の5〜80
%の範囲内にあり、化成結晶皮膜の付着量が 1.0〜5.0
g/m2 の表面処理鋼板は、自動車向けの外装用鋼板とし
て十分に満足できる性能を有することを示している。
に異なる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を準備すると共に、
比較のために冷延鋼板(めっき無し)も用意し、これら
にスキンパス圧延を施してめっき面の摺動面が占める面
積率を10〜30%に調整した後、そのめっき層表面部
におけるζ相残り量を調査した。なお、ζ相残り量に関
しては、摺動を受けていない部分について針状結晶であ
るζ相の面積を同一サンプルで10点、 0.1×0.1mm の
範囲内で測定し、その平均値を代表値とした。次に、こ
れらの表面に化成処理(りん酸塩処理)を施し、更に塗
装を施してからその塗装鋼板のチッピング性を調査し
た。
0秒間に統一した以外は実施例1と同様にし、塗装条件
及びチッピング性の調査についても実施例1と同じ条件
を採用した。
2の結果は、めっき層表面におけるζ相残り量が表面で
の面積率で80%を超えると化成処理皮膜の付着量が増
大し、塗装後鋼板の耐チッピング性が低下傾向となるこ
とを示している。つまり、この表2に示される結果から
は、合金化溶融亜鉛めっき層の化成結晶皮膜との境界面
におけるζ相残り量が80%(面積率)以下であり、化
成結晶皮膜の付着量が 1.0〜 5.0g/m2 の表面処理鋼板
は、自動車向けの外装用鋼板として十分に満足できる塗
装後の耐チッピング性を有することが分かる。
Fe濃度)が0.15wt%の溶融亜鉛浴を用いて鋼板に溶融亜
鉛めっきを施した後、これを加熱してめっき層の合金化
を行い、めっき目付量:46g/m2 ,めっき層の合金化
度:9.9%の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。また、こ
れとは別に、比較のために冷延鋼板(めっき無し)も準
備した。
キンパス圧延を施してめっき面の摺動面が占める面積率
を10%に調整した後、Al添加めっき浴を用いるが故に
めっき層表面に生成する過剰Al酸化物層の除去処理を行
った。なお、過剰Al酸化物層を除去する手段としては、
温度を40℃に保持した50%NaOH溶液中に浸漬する
方法を採用した。その際、50%NaOH溶液中への浸漬
時間を変化させ、過剰Al酸化物層の除去程度を種々に変
えた表3に示すようなサンプルを複数作成した。
S(グロ−放電発光分光法)によって表層Al濃化率を調
査し、その表層Al濃化率で評価した。即ち、図2で示す
ように、GDSのめっき表層のAl強度:IS とバルク中
(めっき層中)の最小のAl強度:IB とを求め、下記の式
で表面Al濃化率を計算した。 表面Al濃化率(%)=( IS − IB )/ IB ×100 バラツキをも含めると、この表面Al濃化率が10%以下
であるとめっき表層にAl酸化物層が存在しないとするこ
とができる。
サンプル及びめっき無し冷延鋼板の表面に化成処理(り
ん酸塩処理)を施し、更に塗装を施してからその塗装鋼
板のチッピング性を調査した。なお、化成処理条件は浸
漬処理時間を120秒間に統一した以外は実施例1と同
様にし、塗装及びチッピング性の調査についても実施例
1と同じ条件を採用した。
3の結果からは、めっき表層Al酸化物層が減少するにつ
れて化成処理皮膜の付着量が減少すると共に、耐チッピ
ング性が向上し、表面Al濃化率が10%以下(即ち表層
Al酸化物層が無くなった状態)になると優れた耐チッピ
ング性を示すようになることが分かる。即ち、この表3
に示される結果は、合金化溶融亜鉛めっき層の表面Al濃
化率が10%以下であって、化成結晶皮膜の付着量が
1.0〜 5.0g/m2 の表面処理鋼板は、自動車向けの外装
用鋼板として十分に満足できる塗装後の耐チッピング性
を有することを表している。
き目付量:31g/m2 ,合金化溶融亜鉛めっき層の合金
化度:10.0%でスキンパス圧延を行っていない合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を複数準備し、これらにスキンパス圧
延を施してめっき面の摺動面が占める面積率を43%に
調整した。
めっき面に下記のめっき浴を用いた電気めっきにより
「87%Fe-Zn合金めっき」又は「Zn-12%Ni合金めっき」の
上層めっきを施した。 〈87%Fe-Zn合金電気めっき浴〉 めっき浴組成 FeSO4 ・ 7H2 O :350g/L, ZnSO4 ・ 7H2 O : 20g/L, Na2SO4 : 20g/L, めっき浴pH : 1.8, めっき浴温度 :50℃。 〈Zn-12%Ni合金電気めっき浴〉 めっき浴組成 NiSO4 ・ 7H2 O :225g/L, ZnSO4 ・ 7H2 O :120g/L, Na2SO4 : 80g/L, めっき浴pH : 1.8, めっき浴温度 :50℃。
変化させることによって上層めっき目付量を種々に変
え、各種のサンプルを作成した。ここで、上層めっき目
付量は同一めっき条件で銅板に施しためっき皮膜を分析
して推定した。
おけると同様の条件で化成処理及び塗装を施して塗装鋼
板を製造し、実施例1と同様にそのチッピング性(平均
めっき剥離径)を調査すると共に、化成処理及び塗装を
施す前の鋼板について化成処理性,加工時のパウダリン
グ性も調査した。なお、化成処理に関しては、処理条件
を120秒間の浸漬処理に統一した。また、加工時のパ
ウダリング性に関しては、実施例2におけるのと同様の
条件で調査した。
「87%Fe-Zn合金めっき」のものについては図3に、そし
て上層めっきが「Zn-12%Ni合金めっき」のものについて
は図4に、それぞれまとめて表した。
金化溶融亜鉛めっき面にFe系又はZn−Ni合金系の上層電
気めっき層が形成されていると、これら上層電気めっき
層の目付量が増大するに伴い化成結晶皮膜の付着量は減
少して耐チッピング性が向上し、上層電気めっき層の目
付量が 0.5g/m2 以上になると耐チッピング性の良好な
領域に入ることが分かる。また、上層電気めっき層の目
付量が 7.0g/m2 を超えるとパウダリング性が低下する
傾向が顕著になることも明らかである。
ば、従来では得られなかったような優れた耐めっき衝撃
剥離性,耐低温チッピング性,耐パウダリング性等を兼
備する合金化溶融亜鉛めっき鋼板ベ−スの表面処理鋼板
を提供することができ、自動車外装用材料の性能向上に
大きく寄与することが可能になる。また、本発明に係る
表面処理鋼板は、2コ−ト2ベ−クの自動車外装用鋼板
としての用途だけではなく、一般的に化成処理後1コ−
トしか塗装が行われない部材に適用した場合にも優れた
性能を発揮し、その場合の効果も小石が当たった時の耐
チッピング性に止まらず、例えば塗装後にシャ−切断す
る際にシャ−端面から塗装膜剥離,めっき剥離を起こす
“エナメルヘア−現象”等の衝撃皮膜剥離に対する防止
効果も非常に優れているなど、産業上極めて有用な効果
をもたらすものである。
積率と化成処理皮膜付着量,パウダリング性,塗装後の
耐チッピング性との関係を示したグラフである。
説明図である。
層めっき目付量と化成処理皮膜付着量,パウダリング
性,塗装後の耐チッピング性との関係を示したグラフで
ある。
層めっき目付量と化成処理皮膜付着量,パウダリング
性,塗装後の耐チッピング性との関係を示したグラフで
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 加熱処理によりめっき層を合金化させた
合金化溶融亜鉛めっき層を有して成る表面処理鋼板であ
って、めっき層上にりん酸塩処理皮膜を皮膜重量で 1.0
〜 5.0g/m2 だけ備えたことを特徴とする、塗装後の耐
チッピング性に優れた表面処理鋼板。 - 【請求項2】 めっき層のりん酸塩処理皮膜との境界面
の5〜80%(面積率)が摺動面である、請求項1に記
載の塗装後の耐チッピング性に優れた表面処理鋼板。 - 【請求項3】 合金化溶融亜鉛めっき層の最外面側部に
おけるζ相残り量が80%以下(面積率)であり、この
合金化溶融亜鉛めっき層上にりん酸塩処理皮膜を備えて
成る、請求項1又は2に記載の塗装後の耐チッピング性
に優れた表面処理鋼板。 - 【請求項4】 合金化溶融亜鉛めっき層の最外面側部に
おけるAl酸化物量が表面Al濃化率で10%以下である、
請求項1ないし3のうちの何れかに記載の塗装後の耐チ
ッピング性に優れた表面処理鋼板。 - 【請求項5】 合金化溶融亜鉛めっき層上に皮膜重量で
0.5〜 7.0g/m2 のFe系又はZn−Ni合金系の電気めっき
層を有し、この電気めっき層上にりん酸塩処理皮膜を備
えて成る、請求項1ないし4のうちの何れかに記載の塗
装後の耐チッピング性に優れた表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22525393A JP2833435B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐チッピング性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22525393A JP2833435B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐チッピング性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0754119A true JPH0754119A (ja) | 1995-02-28 |
JP2833435B2 JP2833435B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=16826417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22525393A Expired - Lifetime JP2833435B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐チッピング性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2833435B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011529527A (ja) * | 2008-07-30 | 2011-12-08 | パンガン グループ スチール ヴァンディウム アンド チタニウム カンパニー リミテッド | 溶融亜鉛めっき鋼板及び製造方法 |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP22525393A patent/JP2833435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011529527A (ja) * | 2008-07-30 | 2011-12-08 | パンガン グループ スチール ヴァンディウム アンド チタニウム カンパニー リミテッド | 溶融亜鉛めっき鋼板及び製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2833435B2 (ja) | 1998-12-09 |
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