JPS62139860A - めつき層密着性の優れた溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法 - 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） 自動車、家電製品の耐久性向上に対する関心の高まりと
共に、近年、亜鉛めっき鋼板を中心とした防ｉｔｇ　Ａ
仮の必要性が高ｔ）、時とともにその使用量は拡大の一
途を辿っている。さらに、最近では、防錆性自体が製品
の市場競争力を支配する傾向が見られることから、該産
業界では、従来以上の防錆性を付与した製品の開発が重
要課題となりつつある。

防錆鋼板の主体は、従来より亜鉛めっき鋼板であり、今
後もその傾向は変わらないものと認識される。この亜鉛
めっき鋼板の防錆性を高める方法として最も一般的な方
法は、そのめっき層成膜厚さを増加せしめることであり
、かかる厚めつき鋼板は製造コストの問題から溶融亜鉛
めっき鋼板として製造される。しかしながら、かかる方
向はめっき層密着性の低下を引き起こすことから、厚い
めっき層成膜量でもめっき層密着性を良好ならしめる製
造方法の開発が必要とされている。本発明は、かかる要
請に応えるめっき層密着性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） めっき層密着性を向上せしめる主な従来技術は、以下の
３つの方法に分類される。即ち、まず第一に、溶融めっ
き後の合金化程度を制御する方法である。例えば、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、表面の放射率変
化あるいは反射光強度の変化を検出して、表面まで合金
化が完了する時点を合金化炉内の特定位置に制御するこ
とによシ過合金過を抑制する方法（特開昭５７−１８５
９６６号公報、特開昭５８−１６０６１号公報）である
。

第二は、溶融めっきを施すに際して、めっき浴中の成分
を調整することであり、具体的には、溶融亜鉛浴中のＭ
濃度を高める方法が中心である。

第三は、素地鋼板の化学成分を調整することである。例
えば、鋼中のＰ含有量を高めることによって、合金化反
応速度を低下せしめる方法、あるいは過合金化を引き起
こし易いＴｉ、Ｍｎ等の元素の使用を控えるか、又はそ
の含有量を低く抑える方法等である。

（発明が解決すべき問題点） 上記従来技術の有する問題点を列記して、本発明が解決
すべき問題点を述べる。

第一に、溶融めっき後の合金化程度を制御する方法によ
ってめっき層密着性を向上せしめる方法（かかる方法は
、主として、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を対象とするも
のである）では、素地鋼板の化学成分、溶融亜鉛めっき
条件、めっき層厚さなど与えられた条件下での密着性を
ほぼ最適化できるものの、最適化できるに止まるもので
あり、その密着性レベルを高めることにはならない。従
って、例えば、鋼中のＴｉ、Ｍｎ量が高い場合には、そ
の条件下での最適条件が得られるものの、その密着性は
満足できるものとはならない。めっき層厚さが増加した
場合も同様であり、厚めつき鋼板の密着性を良好ならし
める技術ではない。即ち、できる限り、素地鋼板の化学
成分に依らず、また、めっき層が厚い場合も良好な密着
性の得られる方法の開発が必要である。

第二に、めっき浴中の成分を調禁する方法、具体的には
浴中のＡｌ濃度を高める方法は、通称ドロスと呼ばれる
表面欠陥の多発を招き製品の表面外観を劣化させるので
好ましくない。

第三に、素地鋼板の化学成分子：ｍＭ　繁する方法は、
鋼板の成分設計上の制約を与える結果になるが、あるい
は、他の特性を重視して密着性に好ましくない元素を使
用する場合には、密着性を向上させる効果はない。また
、例えば、Ｐを添加して密着性を改善しようとすると、
Ｐは強化能が極めて大きいために鋼板自体の強度上昇、
加工性低下が大きい等の弊害が起こる。また、詳細に検
討してみると、かかる方法では、めっき層厚さが増加す
るに伴い、密着性改善効果は低下する傾向が著しい。

以上述べた如く、本発明の解決すべき問題点は、めっき
層密着性を高める方法として、素地鋼板の化学成分に依
存しないこと、鋼板自体の特性に悪影響を与えないこと
、表面外観をはじめとするめつき層の特性を害さないこ
と、厚めつきの場合も効果が存在することの全てを満足
する方法を見出すことである。

（問題点を解決すべき手段・作用） 本発明は上記問題点を解決する手段として行われた発明
であり、その骨子は、 （１）鋼板表面にリンを被覆せしめ、次いで溶融亜鉛め
っきを施すことを特徴とするめっき層密着性の優れた溶
融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

（２）被覆せしめるリン量を０．２〜５０　ｍ９／ｄ　
　とし、次いで行う溶融亜鉛めっき皮膜量を３０〜３０
０　ｆ／ｒｒ？　　とすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のめっき層密着性の優れた溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法 である。

本発明者等は、めっき層密着性を良好ならしめる方法に
ついて鋭意研究を進めた結果、溶融めっきを施すに先立
ち微量のリンを鋼板表面に被覆せしめ、かかる後、溶融
亜鉛めっきを行う方法により、■めっき層密着性を著し
く向上せしめることが可能なこと、さ゛らに、■かかる
効果は溶融亜鉛めっき鋼板のみならず合金化溶融亜鉛め
っき鋼板に対しても全く同様に得られること、■めっき
層厚さが厚い場合も効果は大きいこと、■素地鋼板の化
学成分に依存せず密着性は向上すること、■鋼板自体の
特性には悪影響がないこと、０表面外観をはじめとする
めつき層の特性ｆ：害さないこと等の新規知見を見出し
、本発明を完成させた。

リンは、従来から亜鉛めっき層と素地鉄との合金化反応
を抑制すること、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめつき密
着性を改善することが知られている。かかる知見に基づ
いて鋼中のリン含有量を高めた場合には、既述の如く、
鋼の強度上昇、加工性の低下が著しいために、軟質鋼板
への適用は少なくとも不可能であった。まだ、詳細に検
討してみると、かかる方法ではめっき層厚さが厚くなる
とその効果は著しく低下し、厚めつきの場合も効果を得
るには、極めて多量のリンを含有する必要があった。従
って、かかる方法を厚めつき鋼板に適用することは現実
問題として不可能であった。

本発明は、極微量のリンを鋼板表面に被覆せしめるもの
であり、これら問題は全て解決されている。

さらに、鋼板表面にリンを被覆せしめた場合には、Ｐと
亜鉛浴中の成の反応性が極めて高く、鋼中にリンを含有
せしめた場合とは本質的に異なる挙動が得られる。即ち
、鋼中にリンを含有させる方法では、厚めつき鋼板での
密着性向上効果が１谷中のＪＶ濃度に依存するのに対し
、本発明の方法では浴中のＡｎ　（ｄ、度に依存せず、
低いＡｉ！、泄度においても向上効果は大きい。この理
由は現在のところ明らかではないが、浴融めつきを行っ
た時点でめっき層と地鉄の界面に形成されるｕ−ｐ化合
物の構造、形態が本質的にことなるものと考えられる。

溶融めっきに先立って行う鋼板表面へのリンの被覆は、
リン被覆量ｉ０．２〜５０　Ｔｎ９７　ｍ”の範囲とす
ることが望ましい。０．２　ｍ９７ｒｄ　未満の範囲で
は密着性向上効果が小さく、５０　ｍ９／ｒｒｔ　を越
える範囲は経済的に好ましくない。

鋼板表面へのリンの被覆に引き続いて行う浴融亜鉛めっ
きでは、そのめっき量を３０〜：ｖｏＯ？／靜とするこ
とが望ましい。３０　ｔ／ｎ？　未満の範囲では、比較
的薄めつきであるから、不発明と従来広の差が比較的小
さい。また、３　ｏ　ｏ　ｆ／ｒｎ”　を越える範囲は
経済的でない。

溶融亜鉛めっきに先立って行うリンの被覆方法はいかな
る方法も可能である。第一に、リン単独のめつきを行う
方法が可能であり、例えば、リンＨ：２ｏｙ７ｔ１次亜
リン酸ソーダ：　２０　？／ｌ）水溶液、浴温８０℃に
て、被処理板を陰極にし、炭素電極を陽極として、被覆
を行い、被覆量は電流密度、通電時間などを変化させて
制御できる。第二には、合金めっきとしてリンを共析さ
せることにより被覆する方法が可能である。例えば、Ｆ
ｅ−Ｐ合金めつきで行う場合は、硫酸第一鉄：１５゜２
／１１塩化第一鉄：　４５ｙ／ｚ、　　リン酸：　５ｏ
　？／Ｌ。

亜リン酸：４０２μの水溶液を用い、浴温６０℃にて、
被処理板を陰極とし、陽唖には鉄板を用いて被覆できる
。被覆量は同様に電流密度、通電時間などを変化させて
、上記のごときリン量に制御できる。Ｎ１−Ｐ合金めつ
きで行う場合には、上記方法のなかで、水溶液を塩化ニ
ッケル：５０？／ｌ、次亜リン酸ンーダ：　ｌ　Ｏ？／
１１クエン酸ソーダ：１０　？／ｌ　（浴温８５’Ｃ）
とすることで可能である。

か〃・しめつき条件は一例として挙げたもので、所定の
リン被覆量が得られれば、特に限定する必要はない。ま
た、該被覆の前後で脱脂、酸洗等の必要な処理を施すこ
とも可能である。

第三には、Ｐを含有する物質を塗布する方法が可能であ
る。−例を挙げれば、（ＮＨ，）２ＨＰＯ４水溶液中を
通板することにより、これを塗布し、その後、高温に加
熱してＮＨ３を除き、かつ還元することでリンの被覆が
できる。Ｐ含有物質としては、特に限定する必要はない
。

また第四にリン酸塩処理による方法も可能である。

素地鋼板については特に限定する必要はなく、素材の化
学成分、鋼板の種類（熱延鋼板、冷延鋼板）は自由に選
択できまた、製造方法も常法のいずれの方法も可能であ
る。

溶融亜鉛めっき法は、ゼンジマー型の連続めっきライン
をはじめいかなる方法も可能であり、該リン被覆後に、
無酸化炉、焼鈍還元炉などを通板することも可能である
。

（実施例） 常法によって製造した冷延鋼板にＦｅ−Ｐ合金めつき、
Ｎｉ　−Ｐ合金めつき、Ｐ単独めっきあるいは（ＮＨ４
）２　ＨＰＯ４を塗布して、表叩しくす／を被覆ぞしめ
た。前３者の場合は、各々処理液を 〔硫酸第一鉄：　１５０９／Ｌ、塩化第一鉄：４５？／
１、リン酸：　５０　ｆ／ｌ、亜り７１ｆ：　４０　ｆ
／ｌの水溶液〕、 〔水溶液を塩化ニッケル：　５ｏ　ｙ／ｌ、次亜リン酸
ソーダ：１０り／１　、クエン酸ソーダ：　ｌ　Ｏｙ／
ｌ）、〔リン酸：　２０　ｙ／ｌ、次亜リン酸ソーダ：
２０２／ｌ〕 の水浴液として電流密度、通電時間を変化させて所定の
被覆量を得た。（ＮＨ４）２ＨＰＯ４はこれを水浴液と
して、塗布した。リン酸塩処理液は日本ペイント（株）
製のＺｎ２Ｆｅ（ＰＯ４）２　系処理薬剤（ＧｒＳ　−
Ｄ−２０００）を用いた。

素地鋼板は、化学成分がＰのみ０．００７〜０．１００
係と異なり、他はＣ１０，０１５〜０．０２％、Ｓｉ　
１０．０１０〜０．０１２％、Ｍｎ／　０．１５〜０．
１８％、ｓｌｏ、ｏ０５−０．００７％、ＪＶ／　０．
０４０〜０．０４５　％、Ｎ／３３５−４０ｐｐの冷延
鋼板である。

かかるリン被覆を行った後、ゼンジマー型連続めつさラ
インで溶融めっきを施し、各特性の評価を行った。一部
の供試材は、合金化解融亜鉛めっき鋼板も製造した。各
々、溶融亜鉛めっき鋼板（第１表）合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板（第２表）の評価結果を示す。

第１表、第２衣から明らかな如く、本発明法により製造
しためつき鋼板はいずれも各特性において優れた特性を
有し、本発明の優位性が明らかである。

（註）１　リン被覆量、亜鉛めっき皮膜量は片面当りの
量 ２　リン被覆方法：Ａ：Ｆｅ−Ｐ合金めつき法、Ｂニリ
ン単独めっき法、 Ｃ：　Ｎ１−Ｐ合金めつき法、 Ｄ：塗布法、 Ｅニリン酸塩処理 ３、めっき密着性は、ポールインパクトテスト（荷重：
　２　ｔｏｎ　）後に評価。

指数１：亀裂なし ２　亀裂発生（剥離面積：５係未満） ３　一部剥離（剥離面積：５％以上 ３０％未満） ４　剥離面積；３０％以上 ６０％未満 ５　剥離面積；６０チ以上 （許容範囲二指数≦２） 第２表 （註）１　めつき密着性は、改り比２．０の円筒深絞り
成形を行った後評価した。

指数１：亀裂なし ２　亀裂発生（剥離面積：５係未満） ３　一部剥離（剥離面積：５％以上 ３０％未満） ４　剥離面積；３０チ以上６０％未満 ５　剥離面積：６０チ以上 （許容範囲二指数≦２） ２、第２表は、第１表の随における溶融亜鉛めっき鋼板
を加熱して亜鉛めっき層中の平均Ｆｅ量を８〜１０％に
合金化処理した亜鉛めっき鋼板を上記のごとく、密着性
の評価をした。

（発明の効果） かくすることにより、めっき層密着性、特に厚めつき鋼
板のめつき密着性を著しく向上せしめることが可能であ
り、かかる効果は、溶融亜鉛めっき鋼板のみならず合金
化ｇ＝亜鉛めっき鋼板に対しても全く同様に得られる。

また、該方法は素地鋼板の化学成分に依存せずに密着性
を向上せしめることが可能であり、さらに、鋼板自体の
特性には悪影響がなく、表面外観をはじめとするめっき
層の特性も害さないものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面にリンを被覆せしめ、次いで溶融亜鉛め
   つきを施すことを特徴とするめつき層密着性の優れた溶
   融亜鉛めつき鋼板の製造方法。
2. （２）被覆せしめるリン量を０．２〜５０ｍｇ／ｍ＾２
   とし、次いで行う溶融亜鉛めつき皮膜量を３０〜３００
   ｇ／ｍ＾２とすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のめつき層密着性の優れた溶融亜鉛めつき鋼板の
   製造方法。