JPH08325796A - 電着塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
電着塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板Info
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Abstract
はじめた合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、特に、電
着塗装時の表面品質に優れた鋼板を提供する。 【構成】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、皮膜重
量が、1.0 〜5.0 g/m2以下となるようにりん酸系の化成
処理皮膜を形成させ、かつ、その上に塗装を施し、さら
に必要により、表面のめっき潰れ (摺動) 部が、全表面
積に対し、5%超、80%以下、かつめっき表面の粗度Ra
が0.3 〜1.0 μmとなるようにする。
Description
金化溶融亜鉛めっき鋼板、より詳述すれば、化成処理
後、電着塗装を施こしたときに生じる凹凸状の外観欠陥
を改善することのできる合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関
する。
っき鋼板は、溶融亜鉛めっきを施した後、加熱処理によ
り、素地鋼板の鉄を亜鉛めっき層中に拡散させることに
より、亜鉛−鉄の合金化めっき層を形成させた亜鉛めっ
き鋼板である。
の亜鉛めっき鋼板に比較し、塗装後の耐食性が優れてお
り、かつ、溶接性等が優れているため、塗装鋼板の下地
鋼板として広く自動車、建材、家電製品等の材料として
使用されている。
にまず合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に化成処理によって
りん酸塩皮膜を形成し、次いでカチオンタイプの電着塗
装を行い、最後に中塗り、上塗り塗装を行って完結す
る。
に特有の問題として、上述のカチオン電着塗装に際し
て、クレータまたはガスピンと称される塗装凹凸欠陥が
生じ、これは、その後中塗り、上塗り塗装を行っても外
観上残る欠陥である。
分解明されていないが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のほ
うが、他の溶融めっき鋼板、Zn−Ni合金電気めっき鋼板
等に比較してこの凹凸状の欠陥は発生し易いことを考え
ると、合金化層の存在に関連するものと推測される。以
下、その塗装凹凸欠陥防止を含めて電着塗装性という。
めっき鋼板において、この電着塗装性を改善する方法と
して、すでに多くの方法が提案されている。例えば、特
公昭58−15554 号公報には、亜鉛40重量%以下からなる
Fe−Zn系めっき皮膜鋼板が開示されている。また、特開
昭56−142885号公報、特開平2−85393 号公報には、溶
融亜鉛めっきの上層めっきとしてFe系の合金めっきを施
した鋼板が開示されている。さらに、特開昭61−253397
号公報には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を表面粗度Rma
x ≦7μmとすることが開示されている。
る方法によれば、電着塗装性のうち塗装凹凸欠陥の発生
は抑制されるが、プレス等の厳しい成形加工を施すと、
下層としての厚い合金化溶融亜鉛めっき層が破壊されて
めっき層全体の剥離や脱落が発生することがある。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、塗装後の耐食性に優れて
おり、実際に、塗装鋼板の下地鋼板としてすでに広く使
用される。自動車の外装用として使用される場合にも、
化成処理皮膜 (りん酸塩皮膜) +電着塗膜+中塗り塗膜
+上塗り塗膜という塗膜構造をとるため、実際には、こ
の塗装系が全体として、表面品質に優れることが重要で
ある。
塗装性の向上だけでは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にお
いては、不十分であり、塗装系が全体としてすぐれた電
着塗装性を有するような最適な合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を開発すべきである。
ついて、このような塗装を施したときの表面品質を調査
し、次のような知見を得た。
凸状の欠陥と凹状の欠陥がある。凸状欠陥は、電着時に
発生する水素ガスが電着塗膜中にトラップされて塗膜焼
き付け時に体積膨張し凸状になることにより発生する。
一方、凹状欠陥は電着時の局部的電力集中により電着塗
膜が硬化し焼き付け時の塗膜フロー性劣化により凹状に
なることにより発生すると考えられる。すでに述べたよ
うに特に、これらの欠陥は合金化溶融亜鉛めっき鋼板で
顕著に現れる現象である。
特公昭58−15554 号公報に開示されているようにFe重量
%が40%以下の合金めっき鋼板が推奨されている。しか
し、実際にはプレス性 (フレーキング性、パウダリング
性) を考慮した合金化溶融亜鉛めっき鋼板はFe重量%8
〜12%で製造されており、溶融亜鉛めっき鋼板に比べて
電着塗装性は著しく劣っている。したがって、実際の製
造レベルにおける合金層構造の改善では、電着塗装性改
善として不十分である。
ように、上層めっきを施すことが開示されている。上層
めっきは下層のめっき皮膜の影響を抑制する方法として
提案されている。しかし、上層めっきは下層のめっき拘
束力が増加するためパウダリング性劣化を起こし、皮膜
のクラック増加により水洗の水がクラックに侵入し、焼
き付け時に蒸発し凸状の欠陥を発生させ易い。また、上
層めっきはコスト増加になる。
≦7μmとすることが提案されている。しかし、これは
上層めっきの付き廻り性を目的としたものであり、電着
塗装性改善には何ら関連しない。
外装用として広く用いられはじめた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板、特に、電着塗装時の表面品質に優れた合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を提供することを目的としたものであ
る。
的を達成すべく種々検討を重ね、次のような知見を得
た。
性、特に塗装凹凸欠陥の改善にはりん酸化成処理皮膜の
厚さが大きな影響を有しており、5.0g/m2 以下に制限す
ることが必要である。
定することで、特にめっき潰れ( 摺動) 部を全表面積に
対し、5 %超80%以下に制限する場合、塗装凹凸欠陥が
顕著に改善される。
れていないが、表面の電気抵抗差、表面の平滑化によっ
て塗装凹凸欠陥が消失するものと推測される。従って、
本発明における請求範囲を以下のとおりに規定した。
溶融亜鉛めっき鋼板において、皮膜重量が、1.0 〜5.0
g/m2となるようにりん酸系の化成処理皮膜を形成させ、
かつ、その上に塗装を施したことを特徴とする電着塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
面積に対し、5%超、80%以下、かつめっき表面の粗度
Raが0.3 〜1.0 μm以下である上記(1) 記載の電着塗装
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
状を上述のように限定した理由についてその作用ととも
に以下詳述する。まず、本発明によれば、りん酸系化成
処理皮膜付着量を1.0 〜5.0g/m2 に限定する。
あれば、期待できる電着塗装性を得ることができるが、
しかし、1.0g/m2,未満の場合、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
題が生じる。好ましくは、2.0 〜4.0g/m2 である。
処理条件によっても変化するが、めっきの表面形状、め
っきの表層状態の影響も非常に強く受ける。従って、化
成処理条件が、極めて標準的な条件のもとで形成される
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合で言えば、1〜3分間
の処理に相当する。次に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に
おける表面のめっき潰れ、摺動面積についてその定義も
含めて説明する。
スキンパスによって軽圧下を行った場合に見られるめっ
き皮膜凸部の圧下を受けた領域をいう。通常凹み部はス
キンパス程度では圧下を受けないが、周囲の凸部が圧下
されることにより周囲からのめっき皮膜の流れによって
一部埋没する。このときの、圧下をうけて潰された領域
の平面上の面積の割合を、以下、摺動面積率という。
制御するとともに、合金化溶融亜鉛めっき鋼板において
は、めっき、加熱合金化処理後の調質圧延 (スキンパ
ス) によって、このような、摺動部が形成される。
面の凹凸が大きくなり、その結果、電着塗装性に対し、
適正な化成付着量よりも大きくなるため、電着塗装性向
上効果が期待できないために好ましくない。一方、80%
超の場合は、めっきに加工が加わるため、めっき層の破
壊が起こり、めっき層自体の剥離性が劣化し、電着塗装
性が低下してくる。また、パウダリング性等の加工時の
めっき剥離が起こりやすくなるため、加工時にプレス欠
陥を発生しやすくなる。好ましくは、60〜75%である。
なお、通常、摺動面積率は、50〜55%程度である。
の表面粗度は、0.3 〜1.0 μm に制限するが、表面粗度
Raが1.0 μm より小さければ目的とする化成付着量にな
る。また、表面粗度低下は発生水素がトラップされ難く
もなる。表面粗度は小さいほど良好であるが、プレス時
の焼き付き防止を考慮すると0.3 μm を超えるRaが望ま
しい。好ましくは、0.6 〜0.9 μm である。通常の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は1.2 μm 程度であ
る。このような表面粗度の調整は、スキンパスの圧下量
の調整によって行う。また、母材のマット調整によって
行ってもよい。
さらに具体的に記述する。本例では各種合金化組成の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板を用意し、さらに化成処理条件
を変化させた場合の化成付着量と電着塗装性ならびに耐
食性および摺動性との関係を評価した。また、比較のた
め、冷延鋼板も同時に試験に供した。
化度=10.8%で、スキンパスを行っていない材料をベー
スにラボのブライトロールにて、圧下荷重を変化させる
ことにより、表面のめっき潰れ (摺動部) の面積を変化
させた。
率に拡大し、測定面積=1×1mmの面積で画像解析によ
り摺動面積率を測定した。また、めっき前の母材表面粗
度およびめっき後のスキンパスマットを変更し各種表面
粗度の異なるサンプルを作成した。
製パルボンド3080を使用し、処理液温を40℃に固定し、
浸漬時間等を変化させて化成付着量をコントロールし
た。付着量は、重量法により測定した。
チオン電着塗料パワートップU−80(日本ペイント株式
会社製) 浴温=28℃、ED電圧=240 Vで30秒スロープ
通電により、膜厚=20μ、焼付条件=170 ℃×25分でE
D皮膜を形成させた。
選択し、50×50mmの面積中に発生する凹凸欠陥の個数を
カウントし、n=3の平均で評価した。比較のために示
した冷延鋼板以下の凹凸欠陥発生数を有するもの (≦0.
04コ/cm2)を合格とした。
ロスカットをいれ、素地にまで達する疵を付けた後、JI
S Z 2371の塩水噴霧試験を480 時間行った後のクロスカ
ト部からの最大錆幅 (ブリスター幅も含む) を測定し
た。評価基準としては、従来より使用されている冷延鋼
板での錆幅以下の耐食性を有するもの (≦4.2 mm) を合
格とした。
摩擦係数0.2 以下を合格とした。表1に、化成処理皮膜
付着量およびその他の特性の電着塗装性、耐食性、摺動
性に及ぼす影響についての結果をまとめて示した。
き鋼板を使用しても、化成処理条件により、その性能は
変化し、従来、自動車用外装鋼板として使用されてきた
冷延鋼板と同等の電着塗装性を有するには、化成皮膜付
着量が5.0 g/m2以下に抑えることが必要であることがわ
かる。
の耐食性を有するには、化成付着量が1.0 g/m2以上必要
なことがわかる。また、表1に示しているように、摺動
面積率が増大するにつれて、化成皮膜付着量は減少し、
電着塗装性が向上して、摺動面積率が5%を超えれば、
良好な電着塗装性が得られることが分かる。
摺動性が低下するため、好ましくないことがわかる。ま
た、表面粗度に関しては、Raが1.0 μm以下で良好な電
着塗装性を示すが、0.3 μm を超えると摺動性が劣化
し、好ましくない。
いるような適正な化成付着量を有するような合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を形成することにより、従来では、得ら
れなかったような電着塗装性も兼ね備え、かつ、その他
外装用合金化亜鉛めっき鋼板として要求される性能を充
分に兼ね備えた最適な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供
することが可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】 鋼板と、その上に設けた合金化溶融亜鉛
めっき層と、そしてさらにその上に設けた皮膜重量1.0
〜5.0 g/m2のりん酸系化成処理皮膜とから成る、電着塗
装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 - 【請求項2】 前記合金化溶融亜鉛めっき層の表面のめ
っき潰れ (摺動) 部が、全表面積に対し、5%超、80%
以下、かつ該めっき層の表面粗度Raが0.3 〜1.0 μmで
ある、請求項1記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12818795A JP2959434B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 電着塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12818795A JP2959434B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 電着塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08325796A true JPH08325796A (ja) | 1996-12-10 |
JP2959434B2 JP2959434B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=14978603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12818795A Expired - Lifetime JP2959434B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 電着塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2959434B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1391539A2 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-25 | JFE Steel Corporation | Coated steel sheet provided with electrodeposition painting having superior appearance |
EP4296394A4 (en) * | 2021-03-24 | 2024-07-24 | Jfe Steel Corp | GALVANIZED STEEL SHEET AND COLD-ROLLED STEEL SHEET |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12818795A patent/JP2959434B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1391539A2 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-25 | JFE Steel Corporation | Coated steel sheet provided with electrodeposition painting having superior appearance |
EP1391539A3 (en) * | 2002-07-29 | 2006-02-01 | JFE Steel Corporation | Coated steel sheet provided with electrodeposition painting having superior appearance |
EP4296394A4 (en) * | 2021-03-24 | 2024-07-24 | Jfe Steel Corp | GALVANIZED STEEL SHEET AND COLD-ROLLED STEEL SHEET |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2959434B2 (ja) | 1999-10-06 |
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