JPS6050195A - めっき層濃度傾斜型Ζｎ合金めつき鋼板 - 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、優れた耐食性を有し、種々の用途、例えば、
自動車用鋼板として適用できる電気Ｚｎ系合金めっき鋼
板に関するものである。

〔従来技術及び問題点〕

一般に、自動車用鋼板の腐食環境下での耐食性としては
、耐赤錆性等の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着性
、耐赤錆性等が要求される。

従来から使用されているＺｎ　めっき鋼板は塗膜密着性
が悪いという欠点を有していることから、現在、塗膜密
着性を改善した種々のＺｎ系合金めっき鋼板の開発が進
められている。

そのうち、最も有効な鋼板の１つとして、Ｚｎ−Ｆｅ、
Ｚｎ”Ｎｉ　等の２層めっき鋼板がある。すなわち、下
層がＺｎ　（１９度の高いＺｎ−Ｆｅ　、Ｚｎ−Ｎｉ層
、上層がＦｅ　６度の高いめっき層より成り、下層で耐
食性、上層で塗膜密着性を向上させた鋼板である。

しかしながら、同鋼板は上層と下層ではめつき層中のＺ
ｎ　の割合が犬きく異なることから、両層間の腐食電位
差が大きく、Ｚｎ　が不均一に溶出し、塗膜密着性劣下
の原因となる６従ってその改良が切望されてきた。

本発明者等は、上記実情に鑑み、現行の２層めっき鋼板
よシも塗膜密着性が優れているｚｎｎ合金つき鋼板を開
発すべく種々の実験を行なった。

即ち、基礎実験としてまず、Ｚｎ　＃度７５印珪ｌ１７
５・ら外側へ向かって順次低下している４層Ｚｎ−Ｆｅ
めつき鋼板を作製した。各層の厚みは０５μ、平均ｚｎ
濃度は内側から外側へ８５％、５０％、２０チ、１０チ
　であった。同鋼板に対して、塩水噴霧試験（ＳＳＴ）
、冷熱サイクル腐食試験（ＯＣＴ）等の耐食性試験を行
々つだところ、２μのめっき層厚みを持ち、下層Ｚｎ８
５％、上ｊ脅ｚｎ　２０チの２層Ｚｎ−Ｆｅ　めつき鋼
板よりも塗膜密着性７５；良好であった。

Ｚｎ−Ｎｉ　、　Ｚｎ−Ｇｏ　、　Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ　
、　Ｚｎ−Ｎ１−Ｃ’ｏ。

Ｚｎ−Ｃｒ、　Ｚｎ−Ｍｎ、、　Ｚｎ−Ｔｉ、Ｚｎ−８
ｎ、　Ｚｎ−Ｃｕ。

Ｚｎ−Ｃｄ、　Ｚｎ−Ｐｂめつき鋼板の場合も１司様で
あった。

これは、４層めっき鋼板の方が２層めつき０板よりも各
層間の電位差が少ないので、ｚｎの不均一な溶出が少な
くなったために塗膜密着性カニすぐれていたものと思わ
れる。

次に、めっき層中のＺｎ　８度が連続Ｃθに変イヒして
いるｔｃｌｔａｌ　めつき層厚み２　ｐ　〜５　／Ｊの
Ｚｎ−Ｆｅ。

Ｚ　ｎ　−Ｎ　ｉ　Ｐ　Ｚ　ｎ　−Ｃｏ　＊　Ｚ　ｎ　
Ｆ　ｅ　−Ｃｏ　ｓ　Ｚ　ｎ　−Ｎ　ｉ　−Ｃ。

Ｚｎ−Ｃｒ、Ｚｎ−Ｍｎ、Ｚｎ−Ｔｉ、Ｚｎ−８ｎ、Ｚ
ｎ−Ｃｕ。

Ｚｎ−Ｃａ、　Ｚｎ−Ｐｂめつき鋼板をめっき電流密度
を連続的に変化させることにより、種々作製した。

耐食性試験を行ない調べたところこれらの鋼板のうち、
平均ｚｎｎ変度内側から外側へ向かってめっき層の深さ
方向に順次低下し、かつ、めっき層全厚みに対して内側
から２５チ以内の平均Ｚｎ　６μ％度が７０〜９５チ、
全厚みに対し、外側から２５チ以内の平均Ｚｎ濃度がロ
ー６５チであるＪξ−合に２層めっき鋼板よりも塗膜密
着性が優れることを見い出した。

〔発明の構成〕

本発明は以上の如き知見に基づｂてなされたものであっ
てその要旨とするところｆｄ、Ｆｅ、Ｎ１゜ＣｏｐＣｒ
、　ＭｎＨ’ｒ１．　Ｓｎｒ　Ｃｕ、　Ｃａ、　Ｐｂを
単独あるいは複合でめっき層中に合計組を度１０条以上
含有する電気Ｚｎ系合金めっき銅板に於いて平均Ｚｎ濃
度が内側から外側へ向かってめっき層の深さ方向に順次
低下し、かつ、めっき層全厚みに対して内側から２５％
以内の平均Ｚｎ＃度が７０〜ｎ ９５チ、外側から２５チ以内の平篩度が０〜６５チの範
囲であることを特徴とするめつき層濃度傾斜型Ｚｎ合金
めつき鋼板にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の範囲を上述のごとく定めた理由は次の通ルであ
る。

まず、Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｏ’、Ｃｒ、　Ｍｎ、Ｔｉ、
’　Ｓｎ。

Ｃｕ、　Ｃａ、　ｐｂ　を単独あるいは、複合でめっき
層中に合計濃度１０％以上含有するととと定めたのは、
１０％未満では、塗装後、めっき層がきすを受けた場合
の塗膜密着性が不十分なためである。

次に平均ｚｎａ度が内側から外側へ向かってめっき層の
深さ方向に順次低下していることと定めたのは、めっき
層中のＺｎ　８度が深さ方向にいかなる変化をしていよ
うとも、Ｚｎａ度が内側から外側へ向かってめっき層の
深さ方向に順次低下していれば、２層めっき鋼板よシも
、めっき層の内側から外側まで電位差が少なくなシ従っ
てＺｎの溶出が少ないためである。

なお、ここでいう平均Ｚｎ７Ａ度とは、めっき層の深さ
方向における特定範囲でのｚｎ濃度の平均を示すもので
あって、たとえ同範囲内でＺｎｒＡ度がどのような変動
をしていようとも、要するにその頓凹円で平均したもの
か°めつき層の深さ方向に１順次低下していればよい。

また、めっき層全厚みに対して内側から２５チ以内の平
均Ｚｎ　濃度を７０〜９５チと定めたのは、平均Ｚｎ濃
度７０〜９５チの範囲で最も耐食性が良好となるだめで
ある。さらに全厚みに対して内側から２５％以内と定め
たのは、塗装耐食性に効果を発輝するのがこの範囲内で
あるからでちる。

即ち、平均Ｚｎ濃度が７０チ未満であると耐大あき性が
劣シ、９５％を超えると塗膜密着性が不充分となる。さ
らに、前記Ｆｅ、　Ｎ１．　Ｃｏ＋　Ｃｒ。

Ｍｎ、　Ｔｉ、Ｓｎ、　Ｃｕ、’Ｃ（１，Ｐ’ｂは／Ｓ
ｎ　７Ｍ度７０〜９５％の範囲でＺｎ　と耐食性のすぐ
れた金属間化合物を形成し、これが塗装耐食性を向」ニ
させるが、Ｚｎ濃度７０％未満では腐食を生じやすい金
属間化合物が現われ、Ｚｎ　濃度が９５％を超えると塗
波射食性が劣るＺｎ固溶体相が現われるのでかかる範囲
に定めだものである。

次に、めっき層全厚みに対して外側から２５チ以内の平
均Ｚｎ濃度を０〜６５％と定めたのは０〜６５チの範囲
において温水浸漬密着性が最良となるためである。平均
Ｚｎ濃度０すなわち、Ｆｅ単独であっても温水浸漬密着
性≠は良好である。

一方、平均Ｚｎ　濃度が６５チを超えると温水密着性が
悪くなる。また全厚みに対して外側から２５チ以内と定
めたのは、温水浸漬密着性に効果を発輝するのがこの範
囲内であるからである。めっき層中におけるＦｅ、　Ｎ
ｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、　Ｍｎ、　Ｔｉ。

Ｓｎ＋Ｃｕｙ　ｃａ、　Ｐｂ　とＺｎ　との金属間化合
物が温水浸漬密着性向上の原因となっていると思われる
。

なお、本発明鋼板は通常の電気Ｚｎめっきラインで製造
可能である。めっき電流波形をコントロールすれば、一
種類の硫酸浴あるいは塩化物浴で作製することも可能で
ある。

以下−１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。

製造条件、めっき層構造及び耐食性試験結果を第１表（
１）、（２）にまとめて示す。

これらの内、第１表（１）はＺｎ　ＫＦｅ、　Ｎｉ、　
Ｃ。

を単独又は複合添加した合金系の例、又、第１表（２）
はｚｎにＣｒ、　Ｍｎ、　’ｒｉ、　Ｓｎ、　Ｃｕ＋　
Ｃａ、　ｐｂのいずれかを添加した合金系の例を、夫々
示すものである。

試料層１，４，７，１０，１３，１６，１９，２１，２
３゜２５．２７，２９，３１，３３，３５，３７，３９
，４１，４３゜４５．４８，４９，５０，５３，５５．
５６〜７５．７６〜８０゜８４〜８９．９３〜９７，１
０１〜１０５，１０９〜１１３゜１１７〜１２１，１２
５〜１２９　が本発明鋼板であシ、他は比較材である　
（※印）。めっき層構造はＥＰＭＡによる断面分析で調
べた。また、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塗装のみ、あるいは、
その上にエポキシ系の中塗、上塗塗装を施して、耐食性
試験を行なった。試験法としては、塩水噴霧試験（ＳＳ
Ｔ）、冷熱サイクル腐食試験（ＯＣＴ）、蒸留水浸漬試
験を行なった。各耐食性の評価基準は次の通っである。

塗膜密着性・・・クロスカット部塗膜最大ふくれ幅３燗
未満０，３閣以上５ｍｍ未満へ。

５喘以上×。

耐水密着性・・・ゴバン目（１００個）剥離個数５／１
００未満０．５／１００以上　ｊ　Ｏ／１００未満△、
１０／１００以上×。

耐穴あき性・・・クロスカット部最大浸食深さ０．１問
未満０，０．１覇以上０．２　ｍｎ未満△、０．２ｍｍ
ｍｍ以上 線合評価・・・全く問題なし○、だいたい問題なし△２
問題あり×。

本発明鋼板Ｚｎ−Ｆｅ＝−試料Ａ　Ｉ　、　４　、７　
、１０　、１３　。

Ｚ　ｎ　−Ｃｏ−試料Ａ　３１　、３３　、３５　、３
７　、３９　、４１　。

６４．６５，６６．６７；　Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ−試料Ａ
　４３　、４５４８．４９，６８，６９，７０．７１；
　Ｚｎ−Ｎ１−Ｃｏ−・・試料Ａ　５０　’　＋　５３
　＋　５５　、７２　ｒ　７３　＋　７４　ｔ　７５３
　Ｚ　ｎ　Ｃｒ　＝・試料１６７６〜８０　’　Ｚｎ−
Ｍｎ−試料Ａ　８４〜８９　’７り Ｚ　ｎ　−Ｔ　ｉ−試料Ａ　９３〜９７　ｐ　Ｚ　ｎ、
　−Ｓ　ｎ　＝・試料Ａ１０１〜１０５；　Ｚｎ−Ｃｕ
−試料Ａｌ０９〜１１３；　Ｚｎ−Ｃｄ・・・試料Ａ　
Ｉ　１７〜１２１　／　Ｚ　ｎ　−Ｐ　ｂ　＝・試料／
Ｋ　１２５〜１２９　の塗装耐食性の総合評価は２層め
っき鋼板・・・試料Ａ１３３〜１−４４よシも明らかに
良好となっている。

また試料Ａ　２　、２０　、３２　、４４　、５２　、
８２　、９１　。

９９．１０７，１１５，１２３及び１３１　の比較材は
、各鋼種共、めっき層全厚みに対して内側から２５チ以
内のＺｎ　濃度が７０−未満であるため耐穴あき性が悪
い。

さらに、試料Ａ　３　、２６　、３４　、４６　、５１
　、８１　。

９０．９８，１０６，１１４，１２２　及び　］３０　
の比較材は、いずれもめっき層全厚みに対して内側から
２５チ以内のＺｎ濃度が９５チを超えるため、塗膜密着
性が悪い。一方、試料層３，２２，３２，４４，５２゜
８３．９２．’１００，１０８，１１６，１２４及び１
３２の比較材は、各鋼種共、めっき層全ノヮみに対して
外側から２５％以内のＺｎ濃度が６５チを超えるため、
耐水密着性が悪い。

〔発明の効果〕

以上、述べた如く、本発明のめっき層濃度傾斜型合金め
っき鋼板は、高塗装耐食性を持つ高性能の鋼板であシ、
その実用的価値は誠に大きい。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名 １、ＪＩＴ件の表示 特願昭５８−第１５８８６６　号 ２発明の名称 めっき層濃度傾斜型Ｚｎ合金めつぎ鈷板３、補正をする
者 事件との関係　出　願人 住ｒ’）ｊ（居所）東京都千イ印」区大手町２丁目６番
３号氏名（名称）　（６６５）新日本製鐵株式会社４、
代　理　人 居　ｊす１　東京都中央区日本僑兜町１２酢１号太ｌ′
ｒヒル６、補正により増加する発明の数゛・なゝ２．−
２　〆、〆゛ 補　正　の　内　容 明細書１・９頁牙６行及び矛１１頁１行目「耐水密着性
」を［温水浸漬密着性Ｊ　ｖｃ夫夫々力る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ｔ）Ｆ’ｅ　、Ｎｔ　、Ｃｏ　、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ　
   、Ｓｎ＋Ｃｕ＋Ｃａ、Ｐｂ　を単独ちるいは複合でめっ
   き層中に合計濃度１０チ以上含有する電気Ｚｎ系合金め
   っき鋼板に於いて、平均Ｚｎ　濃度が、内側から外側へ
   向かってめっき層の深さ方向に順次低下し、かつ、めっ
   き層全厚みに対して内側から２層チ以内の平均Ｚｎ　９
   度力（７０〜９５チ、外側から２層チ以内の平均ｚｎ　
   ｅ！度が０〜６５％の範囲であるととを特徴とするめつ
   き層濃度傾斜型Ｚｎ合金めっき鋼板。