JPS627888A - 耐食性と塗装性能にすぐれた亜鉛系メツキ鋼板 - 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、ＮａＣ１、ＣａＣ又２等の存在する０文−イ
オンが含有される腐食環境に曝された場合の耐食性、塗
装性能にすぐれ自動車用鋼板、建築材料等に使用される
亜鉛系メッキ鋼板に関する。

（従来技術とその問題点） 従来から自動車用鋼板には防錆被覆層が施されていない
、いわゆる冷延鋼板が使われて来た。この冷延鋼板は、
自動車会社で自動車の各種部材に加工され、組立てられ
た後、燐酸塩処理を施し、次いで塗装される。即ち自動
車に使用される冷延鋼板は、塗膜によって腐食から保護
されている。

しかし近年になって自動車の耐久性向上、特に腐食に退
園する耐久性向上の要求が高くなり、従来の塗装のみで
はこの要求に必ずしも対処出来なくなった。例えば、冬
期、道路の凍結を防止するため塩を散布するカナダにお
いては、１９８５年の自動車の車体腐食に関するガイド
ラインとして″ｌＯ年間孔あきなし”及び“５年間錆発
生なし”を目標にしている。このガイドラインは“カナ
ダコード”として知られ、このため車体防錆に対する目
標として各種対策が採られつつある。

現在、冷延鋼板の耐食性、塗装後の耐食性を向上し、か
つ加工性を損なわずに量産可能なものとして、電気亜鉛
メッキ鋼板が広く使われている。

しかし、亜鉛メッキ鋼板の亜鉛層自体はＣ９，−を含有
する前記の如き苛酷な腐食環境においてすぐれた耐食性
を示すものの、亜鉛が地鉄（メッキ原板）より極めてア
ノ−ディック（Ａｎｏｄｉｃ）であるため、地鉄に対す
る犠牲防食能による溶解・腐食速度が大きく、比較的短
期間で亜鉛の防食作用が失なわれ、長期間の耐食寿命が
得られにくい。

耐食性の向上にはメッキ量を増す事が最も簡単な方法で
ある。しかし、メッキ量の増加は電気メッキでは著るし
い生産性の低下とコスト上昇をもたらし、経済的に望ま
しくないばかりでなく、加工性、溶接性等の面でも次の
様な問題がある。

即ち、メッキ鋼板を自動車部品に加工する際。

特に絞り加工において、メッキ層が剥離したり、又その
一部が削り取られて（所謂パウダリング）プレス金型に
堆積し、成品に疵を生じる現象がある。この様なパウダ
リングを起すと、金型の手入れで生産性が著るしく落ち
るばかりでなく、成品の性能にも悪影響がある所から、
メッキ量を少なくする必要がある。一方加工された各種
部材の組立ては、殆んど抵抗溶接（スポット溶接）が使
われ、溶接性の良悪が重視されている。溶接性には、メ
ッキ量が大きく影響し、メッキ量がある程度以上に増え
ると、溶接部の強度不足、外観不良等の欠陥を生じ易く
なり、更には溶接電極寿命の著るしい低下が生じる。従
って、加工性、溶接性の見地から、出来るだけ低メッキ
量が望ましい。

更に、自動車用亜鉛メッキ鋼板は最終的には塗装される
が、塗膜欠陥部や塗膜を浸透した腐食性水溶液に亜鉛が
腐食され易いために、塗膜面“ふくれ”　（所謂ブリス
ター）を発生し、塗膜が素地から浮き上り剥離するとい
う欠点がある。

これらの塗膜剥離部分から腐食が進行し、その耐食寿命
を著しく減じる欠点があった。

又、同様に屋根、壁材料等の建築用材料とじて使用され
る場合も長期耐食寿命が要求され、その耐食性向上の要
望が高い。

この場合も塗装されて使用されることが多く。

前記と同様に塗膜欠陥部或いは塗膜を浸透した腐食性水
溶液が亜鉛を腐食し、塗膜面に“フクレ”（所謂、ブリ
スター）を発生し、塗膜を素地から剥離゛し、塗膜剥離
部分から腐食が進行し、その耐食寿命を著しく劣化する
欠点があった。

このような問題は、亜鉛メッキ鋼板のみならず、亜鉛系
メッキ鋼板（ここで「亜鉛系」とは亜鉛を主成分とする
共晶組織の亜鉛合金、或いは亜鉛に対してポリアミド系
、ポリイミド系等の有機物を含んでいるもの、あるいは
リン、シリカ、アルミナ等の無機物を含んでするものも
意味する）においても、メッキ層自体の腐食環境での腐
食速度は合金化によって向上するものの、犠牲防食作用
は合金メッキ層中の亜鉛に依存するため耐食性能、塗膜
性能等を劣化する問題がしばしばあった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる亜鉛メッキ鋼板或いは亜鉛系メッ
キ鋼板の問題点を解決し、耐食性、端面部の耐食性成い
は塗膜密着性、塗装後耐食性能等の塗装性能にすぐれた
亜鉛系メッキ鋼板を得ることを目的に種々の検討を行な
った。

その結果、亜鉛系メッキ鋼板の原板鋼成分を調整して、
亜鉛のアノード防食機能を確保すると共に、そのメッキ
原板に対するカップル腐食電流を減少せしめ、メッキ欠
陥部或いはメッキ鋼板端面での亜鉛の犠牲防食による溶
解速度を抑制する事によって、メッキ鋼板の耐食性及び
耐孔食性の向上或いは端面部からの腐食が防止できる事
がわかった。さらに塗膜と密着性がすぐれた塗装下地処
理を施した場合には塗膜欠陥部や塗膜下のメッキ欠陥部
、端面等において、亜鉛の腐食速度の抑制による亜鉛の
腐食生成物に起因する塗膜フクレ（所謂、ブリスター）
、塗膜剥離の防止、塗膜剥離部分の減少による塗装後の
耐食性の向上が可能である事がわかった。

すなわち、メッキ原板にＣｒを必須成分にしてＣｕ、Ｐ
、Ｎｉの１種又は２種以上を添加した鋼板、及び該鋼板
にＴ　ｉ　’、　Ｎ　ｂ　、　Ｖ　、　Ｚ　ｒの１種又
は２種以上を適宜成分調整して添加した鋼板に。

亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ層を施す事によって、
メッキ原板とメッキ層との相互作用或いは相剰効果によ
る上記の如き耐食性、塗装性能の向上が可能である事が
わかった。

また、さらに上記組成のメッキ鋼板にＮｉ系下地被覆層
を施す事によって、その性能向上効果がより一層助長さ
れる事を見出した。

而して、その要旨は、 （１）重量％で、 Ｃ；　０．１５％以下、酸可溶Ａ　ｌ　、　０．００５
〜０．１０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、にＣｕ　；　０
．８％以下、Ｐ　；　０．１５％以下、Ｎｉ　；　１０
％以下の１種又は２種以上を含有する鋼板の片面又は両
面に、亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ層を施してなる
耐食性と塗装性能にすぐれた亜鉛系メッキ鋼板。

（２）重量％で、 Ｃ、０，１５％以下、酸可溶Ａｌ；　０．００５〜０．
１０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、Ｃｕ　；　０．８％以
下、Ｐ　；　０．１５％以下、Ｎｉ；　１０％以下の１
種又は２種以上を含有し、さらにＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ
の１種又は２種以上で０．０３〜０．５Ｑ％を含有する
鋼板の片面又は両面に、亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッ
キ層を施してなる耐食性及び塗装性能にすぐれた亜鉛系
メッキ鋼板。

（３）重量％で、 Ｃ、０，１５％以下、酸可溶Ａ文；　０．００５〜０．
１０％、Ｃｒ　；　１．５〜２０％、にＣｕ　；　０．
８％以下、Ｐ　；０．１５％以下、Ｎｉ　；　１０％以
下の１種又は２種以上を含有する鋼板の片面又は両面に
、Ｎｉ系下地被覆層と亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ
層を施してなる耐食性及び塗装性能にすぐれた亜鉛系メ
ッキ鋼板。

（４）重量％で、 Ｃ；　０．１５％以下、酸可溶Ａ又；　０．００５〜０
．１０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、Ｃｕ；０．８％以下
。

Ｐ　；　０．１５％以下、Ｎｉ　１０％以下の１種又は
２種以上を含有し、さらｔ：Ｔｉ　、　Ｎｂ　、　Ｖ　
、　Ｚ　ｒｃ７）１種又は２種以上で０．０３〜０．５
０％を含有する鋼板の片面又は両面に、Ｎｉ系下地被覆
層と亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ層を施してなる耐
食性及び塗装性能のすぐれた亜鉛系メッキ鋼板を提供す
る事にある。

以下に本発明について詳細に説明する。

通゛常の鋼板製造工程を経て製造された前記鋼成分の鋼
板をメッキ原板として使用する。

亜鉛系メッキ鋼板が使用される腐食環境、特にＣ１−イ
オン含有腐食環境において、Ｃｒを１．５％以上、特に
３％以上含有して、Ｃｕ、Ｐ、Ｎｆの１種又は２種以上
を添加する鋼板は、従来の亜鉛メッキ原板のようにこれ
らの合金化元素を不可避的不純物程度しか含有していな
い鋼板に比してすぐれた耐食性を示す。

それと同時に、第１図に例示するように、ＣＭ−イオン
含有腐食環境において、Ｃｒが１．５％以上添加されて
いる鋼板は、亜鉛メッキ層とメッキ原板のカンプル腐食
電流を著しく減少する。この作用はＣｕ、Ｐなどを含有
した場合に特に顕著である。

その結果、従来の亜鉛メッキ層とメッキ原板との間の腐
食電流が極めて大きいメッキ欠陥部あるいは加工時に生
成されるメッキ層の疵付き欠陥部或いは端面が０文−イ
オン含有腐食環境において亜鉛メッキ層の犠牲防食作用
による著しい溶解により、亜鉛メッキ鋼板の耐食性が劣
っていたが。

本発明のようにＣｒ含有鋼板に他の耐食性向上元素を添
加する事によって解決することができる。

一般に亜鉛メッキ層を鋼板に対して如何に厳格に管理を
行なってメッキしても、ピンホール、不メッキ等のメッ
キ欠陥を皆無にする事は困難である。

従って１本発明の如く、亜鉛メッキ層とメッキ原板との
間のカップル腐食電流を著しく減じ、かつメッキ原板を
アノード防食するＣｒを必須成分とする鋼板をメッキ原
板として用いる事によって、メッキ欠陥部や端面を７ノ
一ド防食すると同時にこれら部分の亜鉛系メッキ層溶解
速度を著しく抑制し、かつ亜鉛メッキ層が腐食し消失し
た後もメッキ原板自体の耐食性によって、極めて耐食寿
命のすぐれた亜鉛系メッキ鋼板が得られる。

さらに、この効果は塗装して使用する場合も、塗膜の経
時後の密着性向上及び塗装後の耐食性向上をもたらす。

すなわち、地鉄に達する欠陥部、加工による塗膜表面に
まで達するクラック発生部分或いは塗膜欠陥部等におい
て、亜鉛系メッキ層の犠牲防食能による著しい腐食溶解
を抑制するため、亜鉛の腐食生成物の生成を減じ、塗膜
フクレの生成を防止し、腐食環境に長期に曝された場合
の塗膜剥離を生じにくくさせ、前記の如き欠陥部におけ
る塗料密着性の向上、塗装後耐食性の著しい向上効果が
得られる。而して、これらの効果を得る主要成分のＣｒ
含有量の上限は２０％以下に規制される。

Ｃｒ含有量が２０％をこえると、上記効果がほぼ飽和す
るとともに、加工性と溶接性が劣化する。特に、成形加
工性から、Ｃｒ１１％以下のγ相とα相の変態領域の組
成においては、鋼板製造時において、これらの変態によ
り結晶粒の粗大化がおこりにくく、苛酷な成形加工を受
けた場合に、リジングと呼ばれるはだ荒れ現象がお、こ
りにくく好ましい。従って、上記の腐食雰囲気に対する
耐食性及び加工性、溶接性の面から、Ｃｒ含有量を１．
５〜２０％とした。好ましくは３〜１１％スある。

以上、耐食性の点からはＣｒの効果が最も大きいが、さ
らに耐食寿命或いは塗装性能を向上せしめるために、Ｃ
ｕ、Ｐ、Ｎｉの１種又は２種以上を添加する。

すなわち、これらの添加成分はＣ１−イオン含有腐食雰
囲気において、鋼板自体の耐食寿命の向上及び亜鉛メッ
キ層との複合効果による亜鉛メッキ層のメッキ欠陥部或
いは塗膜欠陥部等の溶解速度の減少によるメッキ鋼板の
性能向上を更に一段と可能にする元素である。

Ｃｕは、Ｃ１−イオン含有腐食雰囲気における鋼板自体
の耐食性向上と亜鉛メッキ層とのカップル電流の減少に
よる亜鉛メッキ層の溶解速度減少効果を更に一層助長し
、前記の如く耐食寿命の延長及び塗膜性能の向上をもた
らす。

而して、その添加量は、増加するにつれ耐食性能を向上
せしめるが、鋼板製造上の問題から０．８％以下に規制
する。０．８％をこえる添加量は、熱間圧延時において
、赤熱脆性による割れや鋼板表面にＣｕを濃縮し、スケ
ール疵等が発生する。また上記のようなＣｕの添加効果
を得るためには、０．１％以上の添加が好ましい。

Ｐも、Ｃｕ成分と同様にＣ１−イオン含有腐食雰囲気で
の耐食性を向上し、鋼板の穿孔腐食を防止する有効な成
分としてメッキ鋼板の耐食寿命をさらに延長する。さら
に、ＰはＣｒ及びＣｕと複合添加の場合に耐食性向上の
効果が著しく、ひいては亜鉛メッキ鋼板の耐食寿命の延
長と塗膜性箋の向上をもたらす、その効果は、添加量の
増加につれて増大するが、０．１５％をこえると加工性
の劣化及び亜鉛メッキ層のメッキ密着性の阻害等の問題
が生じる。また、Ｃｒとの複合添加で上記の効果を得る
ためには０．０２％以上の添加が好ましい。

・　Ｎｉは、０文−イオン含有腐食雰囲気において、Ｃ
ｒ含有鋼板自体の耐食性向上の亜鉛メッキ層とのカップ
ル電流の減少による亜鉛メッキ層の溶解速度の減少を一
層助長せしめるので、耐食寿命の延長及び塗膜性衡の向
上をもたらす。Ｎｉの効果は、添加量の増大につれて増
加するが、１０％をこえてると、Ｃｒと相俟って、亜鉛
メッキ原板の表面清浄化と活性化処理を困難にし、メッ
キ層の均−被覆性及びメッキ密着性を阻害する。したが
ってＮｉはＣｒとの関係から１０％以下、好ましくは５
％以下であり、その複合添加による性能効果を得るには
、０．１％以上が好ましい。

以上、耐食性向上効果の大なる添加元素以外に本発明は
、Ｃ及び酸可溶Ａｉについても、その含有量を限定する
。

Ｃは含有量の増加につれてクロムカーバイドの析出量が
多くなり、鋼の機械的性質と耐食性を劣化すると同時に
、亜鉛メッキ層の均一被覆性を阻害する。従って、Ｃ含
有量は０．１５％以下、好ましくは０．１θ％以下であ
る。

Ａｎは、鋼中に残存する酸可溶Ａ文（ＳｏＡＡ文）量が
０．００５％未満の小含有量は、酸化性ガスによる気泡
の発生を防止する事が困難であり、鋼の表面欠陥発生率
を著しく高め、鋼素材の耐食性劣化の起点となる。また
、０．１０％を超える過剰な酸可溶Ａ文は、Ａｌ系酸化
物を鋼表面に点在せしめて、耐食性劣化の起点或いは本
鋼板に対して施ぎれるメッキ面においては不メッキ、ピ
ンホール等を発生して、メッキ層健全性を損じる。

又、本発明は、上記の鋼成分の他にＴｉ。

Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖを１種又は２種以上テ０．０３〜０．５
０％を含有させて、鋼中のＣと結合せしめて含有される
Ｃｒの有効化を計り、更にすぐれた成形加工性と、耐食
性を向上せしめる。

Ｔｉなどの鋼成分の含有量が０．０３％未満ではクロム
カーバイドの析出を防止して、成形加工性及び耐食性を
向上せしめる効果が少なく、またその含有量が０．０５
％を超えると、その効果が飽和に達し経済的でなくなる
と共に、これら成分の析出によって素材の硬質化を起し
、成形加工性荀劣化する傾向にある。好ましい含有量は
０．０７５〜０．２０％である。

上記のような組成成分で構成された鋼板そのものでは、
耐食性が優れているものの、海風地帯或いは道路凍結防
止用の融雪堪が散布される様な腐食の激しい場所におい
ては、赤錆を発生し、耐食性の劣化が著しい、また、塗
装を施し耐食性を向上して使用する用ハ、塗料密着性向
上を計る塗装下地処理の燐酸塩処理が均一に施されにく
い欠点を有し、塗装後の性能が著しく劣化する。

このため、現在自動車用鋼板或いは建築用材料に要求さ
れる耐食性から見れば不充分である。

従って、前記メッキ鋼板により優れた耐食性能、塗装性
簡を付与するため、亜鉛系メッキ層を施す。

而して、本発明に使用されるＣｒとＣｕ、Ｎｉ等を含有
する鋼板に亜鉛メッキ層を施した場合、従来の鋼板その
ものと比較した場合、亜鉛メッキ層とメッキ原板のカッ
プル腐食電流が著しく減少する。

従って、亜鉛メッキ層の鋼板に対する犠牲防食による腐
食速度が著しく低減され、腐食環境に曝された場合のメ
ッキ層の腐食量が小さくなる。

従って、従来の、Ｃｒを不可避的不純物程度で含有する
鋼板をメッキ原板にして使用した場合と比較して、本発
明の亜鉛系メッキ鋼板は著しく長期間にわたって鋼板に
対する犠牲防食効果を持続し、その腐食速度も小さく、
耐食性が極めてすぐれたものとなる。

この結果として、また塗装が施された場合にお層の溶解
速度の減少効果により、亜鉛の腐食生成物に起因すると
考えられる塗膜フクレの発生が軽減され、腐食環境に長
期間曝された場合の塗料密着性が著しく改善される。

特に、地鉄に達する様な塗膜欠陥が生成された場合、或
いは端面等において、従来に比して、塗膜フクレが著し
く軽減され、塗膜剥離が著しく少なくなるなどの効果が
得られる。従って、塗膜剥離部分から進行する腐食も著
しく軽減される。

以上の如く、本発明の亜鉛系メッキ鋼板は、メッキ原板
との相剰効果とあいまって、メッキ層の腐食速度減少に
よる耐食性向上、塗装性能の向上による耐食性向上によ
り、その耐食寿命は著しく延長される。

次に、本発明においてメッキ原板に施される亜鉛メッキ
層及び亜鉛系メッキ層は特に規定されるものではないが
、次のようなメッキ層が好ましい。

すなわち、メッキ層は、溶融メッキ法では成形加工時に
メッキ剥離を生じない程度の合金層を有する亜鉛メッキ
層及び電気メツキ法による亜鉛メッキ層が施される。ま
た、亜鉛系メッキ層は、５０％以上のＺｎに合金化元素
が混合されたもので１例えば、Ｚ　ｎ−Ａｎ　、　Ｚｎ
−ＡｆＬ−Ｓ　ｉ　。

Ｚ　ｎ−ＡＭ−５ｂ　、　Ｚｎ−Ａｎ−Ｍｇ系合金メッ
キ鋼板等が含まれる。

次に、本発明においてメッキは、特に規定されるもので
はなく、鋼板表面を清浄化、活性化処理後、鋼板片面又
は両面に、溶融メッキ法、電気メツキ法、真空基若法等
により施される。溶融メッキ法は、ガス還元方式、フラ
ッフ方式いずれの方法でもよい。また、電気メツキ法は
、通常用いられる（硫酸亜鉛−硫酸ソーダー）系水溶液
、或いは（塩化亜鉛−塩化ソーダー）系水溶液等の電解
浴組成を用いて、亜鉛メキ層が施される。

而して、この亜鉛系メッキ層の厚さは特に規定されない
が、均一被覆性の確保による耐食性、＃食寿命の点から
、その厚さは１．５色以上、好ましくは３戸以上のメッ
キ被膜肝が設けられる。また、被覆層の密着性、成形加
工性、溶接性等の面から１、その厚さは２５舊以下、好
ましくは１５ｇ以下の厚さの被覆層が施される。

また、本発明においては、上記の如き鋼組成の原板と亜
鉛系メッキ層との複合効果による耐食性、塗膜性能を更
に向上せしめるために、メッキ原板と亜鉛系メッキ層と
の中間層としてＮｉ系下地被覆層が設けられる。

このＮｉ系下地被覆層を設ける事により、Ｚｎ又はＺｎ
系合金メッキ層と該下地被覆層との重畳効果によるピン
ホールの減少による耐食性向上効果が得られる。

また、Ｎｉ系下地被覆層を構成する金属或いは合金は、
亜鉛系メッキ層と比較的拡散速度が速、塗装焼付は作業
等においてＺＫ−Ｎｉ系合金層が生成し易く、地鉄に達
するピンホールの減少による耐食性向上効果も更に得ら
れる。

このＮｉ系下地被覆層には、Ｎｉ、Ｎ１−Ｃ。

合金、Ｎ１−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｔ拡散処理層
が０．０１〜１ｐ厚さで設けられる。これは、その厚さ
が０．０１用未満では、下地被覆層の均一被覆効果が不
足し、上記のピンホール減少効果が得られない傾向にあ
り、また、その厚さが１戸をこえる場合には；上記効果
が飽和するとともに、下地被覆層が加工により割れを発
生する傾向にあり、好ましくないからである。

また、これらのＮｉ系下地被覆層のうち、特にＮｉ拡散
被覆層を設ける方法が特にすぐれている、この拡散層は
上記の如き下地被覆層を設けてから冷延鋼板の加熱焼鈍
工程等を活用して拡散処理層が設けられるが、本発明の
鋼成分との複合効果により、メッキ原、板表面にＮｉａ
度の高い電気的に責なメッキ原板となるため、原板自体
の耐食性向上効果が得られ、それと同時に、亜鉛系メッ
キ層とのカップル腐食電流が減少し、メッキ層のメッキ
欠陥部や端面部等に対する犠牲溶解による腐食速度が減
少し、その結果として、メッキ鋼板の耐食寿命の延長、
或いは塗装後においても地鉄に達する塗膜欠陥部や端面
等において亜鉛メッキ層等の腐食速度の減少に基づく、
塗膜下腐食が著しく抑制され、塗装後耐食性、経時後の
塗料密着性の向上効果が更に期待できる。

次に、本発明においてメッキ原板に対して施されるＮｉ
系下地被覆層、亜鉛系メッキ層を設ける方法及びその付
着量については、特に規制されるものではないが、その
被覆層を設ける方法については例えば以下の様な方法が
用いられ、また付着量については以下の範囲での使用が
好ましい。

すなわち、Ｎｉ系下地処理法は （１）ニッケル下地処理：硫酸ニッケルー塩化ニッケル
ーホウ酸系浴を用いた電気メッキ法（２）ニッケルーコ
バルト合金下地処理；目的とする組成のニッケル、コバ
ルトイオンを含有する硫酸ニッケルー硫酸コバルト−塩
化ニッケルー塩化コバルト−ホウ酸系浴を用いた電気メ
ッキ法（３）ニッケルー鉄合金下地処理；目的とする組
成のニッケル、鉄イオンを含有する硫酸ニッケルー硫酸
鉄−ホウ酸系浴を用いた電気メッキ法（４）ニッケルー
Ｐ合金下地処理；目的とする組成のニッケル、Ｐイオン
を含有する硫酸ニッケルー堪化ニッケルー次亜リン酸ソ
ーダー−リン酸系浴を用いた電気メッキ法 等が行なわれる。

又、Ｎｉ系下地処理法でＮｉ系拡散処理層を設ける場合
には、上記のＮｉ及びＮｉ合金を電気メッキ法でメッキ
原板に施すか、或いはＮｉイオン若しくはＮｉイオンと
他の合金化元素イオンを含有する水溶液をメッキ原板表
面に塗布して、各々加熱拡散処理が施される。

例えば、上記のＮｉメッキ後或いは酢酸ニッケルー界面
活性剤水溶液、若しくは酢酸ニッケルーリン酸アンモン
ー界面活性剤水溶液をロールコータ−で塗布、乾燥後に
各々非酸化性雰囲気で加熱拡散処理（例えば、６５０〜
９１０℃の温度で３０〜１８０秒間の加熱処理が行なわ
れる。

この拡散被覆層を設ける場合には、冷間圧延のままの鋼
板（Ａｓ　　Ｃｏ１ｄ材）及び冷間圧延後焼鈍された鋼
板（フルフィニツシェ材）のいずれかを用いて、脱脂、
酸洗等の表面清浄化、活性化処理後に電気メッキ法或い
は水溶液塗布法により、Ｎｉ系被覆層を設けて加熱拡散
処理を行なってもよい。しかしながら、冷間圧延のまま
の鋼板にＮｉ系被覆層を設け、原板の焼鈍と同時に拡散
処理を行なうのが、冷間圧延材の有する加工歪により、
Ｎｉ系被覆層と鋼板の相互拡散が一層促進されるので短
時間の加熱処理で目的とする拡散層が生成され、経済的
にも工業的にも有利である。

而して、これらのＮｉ系地下被覆層は前記したように、
０．０１〜１．０　ｐの厚さで設けられる。

以上の様に、本発明の鋼成分を有する鋼板と亜鉛系メッ
キ層、或いはＮｉ系下地層と亜鉛系メッキ層とで構成さ
れているメッキ鋼板は、腐食環境に曝された場合に、メ
ッキ原板とメッキ層の複合効果によってメッキ欠陥、成
形加工時の加工疵部、或いは端面部等においてメッキ層
の犠牲防食作用による溶解速度が軽減される事によって
、メッキ層の耐食寿命が延長され、また、塗装されて使
用される場合には塗膜下腐食の軽減による経時後の塗料
密着性の向上、塗装後耐食性の向上効果が得られる。

而して、本発明の鋼板を塗装してから使用する場合には
、燐酸塩結晶被膜或いはクロメート処理被膜層が塗装下
地処理として施される。この場合、腐食環境において長
期間曝された場合、腐食水溶液が塗膜下に侵入した場合
において塗装下地処理層が溶解されにくく、塗膜と塗装
下地層との密着性が極めてすぐれた下地被覆層である燐
酸塩結晶被膜を施した場合にすぐれた塗装性能向上効果
が得られる。

すなわち、本発明のメッキ鋼板は、前記したように、メ
ッキ欠陥部、地鉄に達する疵部等における溶解速度が小
さくなるので、腐食水溶液に対して不溶解性の燐酸塩結
晶被膜を塗装下地処理として施しである場合において、
従来の亜鉛メッキ鋼板に比して、以下の如き利点が得ら
れる。

亜鉛系メッキ鋼板において、不可避的に生成されるピン
ホール部等に対して、燐酸塩結晶被膜による封孔効果は
あるものの、必ずしも充分でなく、燐酸塩結晶被膜の欠
陥部を侵入した腐食水溶液等によって、メッキ層の欠陥
部に対する亜鉛の犠牲防食作用による溶解速度が大なる
ため、従来の亜鉛系メッキ鋼板では塗膜と燐酸塩結晶被
膜の密着性はすぐれているものの、このメッキ層の腐食
部分から塗膜のフクレ、塗膜剥離等が生じる現象がしば
しばみられた。

しかるに、本発明の鋼板においては、メッキ層欠陥に対
する亜鉛の溶解速度が抑制されることにより、塗膜との
密着性が優れている燐酸塩結晶被膜が生成されている場
合に、亜鉛メッキ層の腐食生成物によって燐酸塩被膜と
メッキ層の界面部から塗膜のフクレ、塗膜の剥離等が極
めて減少せしめられる効果が得られる。

従って、塗膜の密着性、経時の密着性及び塗装後耐食性
が、従来の亜鉛系メッキ鋼板に比して、格段にすぐれる
。この利点は、地鉄に達する疵付き部或いは端面等にお
いても、同様に、メッキ層の溶解が抑制されるため、前
記と同様の効果が得られ、塗膜の密着性向上、塗装後耐
食性の向上等に対して、極めてすぐれた効果が得られる
。

以上の如く１本発明は、塗膜層との密着性がすぐれた燐
酸塩結晶被膜を亜鉛メッキ層表面に施す事によって、亜
鉛メッキ層の過度な犠牲防食作用による亜鉛メッキ層の
腐食が起因する塗膜剥離。

塗膜剥離部分の耐食性劣化等が抑制されるので、耐食寿
命の極めて長い塗装鋼板を提供する事ができる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を比較例とともに説明する。

第１表に示すＣｒ含有量を中心に変化させた鋼成分の鋼
板を用い、下記に示す被覆法により亜鉛系メッキ層或い
はＮｉ系下地被覆層と亜鉛系メッキ層を設けた。

すなわち、電気メツキ法による亜鉛メッキ層は、冷延鋼
板（フルフィニツシユ材）を（３％ＮａＯＨ＋０．３％
界面活性剤）系脱脂浴を用い、脱脂、水洗後にｌＯ％Ｈ
２５０４水溶液を用いて５０℃で電流密度２０Ａ／ｄｍ
″で、陽極酸洗１秒、陰極酸洗１秒間づつの電解酸洗、
水洗を行４て、表面清浄化、活性化処理を行なった。そ
の後、（３５０（ツ／見の硫酸亜鉛−８０ｇ／交硫酸ソ
ーダ　）系電解浴を用いて、６０℃、４０Ａ／ｄｒｎ’
の電流密度で所定厚さの亜鉛メッキ層を設けた。

一方、溶解メッキ法による亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メ
ッキ層については、冷間圧延のままのＡｓＣｏ　Ｉｄ材
を用いて、無酸化炉方式による溶融亜鉛メッキ装置を用
いて、Ｚｎ−０，２，％Ａ４１１系メッキ浴及び第１表
に示す亜鉛合金メッキ浴を用いて。

各々所定厚さの亜鉛系メッキ層を設けた。

さらに、Ｎｉ系下地被覆層を設ける場合においては、電
気メツキ法による下地被覆層の場合には前記の電気メツ
キ法と同一方法で、Ｎｉ系の電解浴組成を用いて所定厚
さのＮｉ系下地被覆層を施して亜鉛系メッキ層を設けた
。Ｎｉ系拡散被覆層の場合には、Ａｓ　Ｃｏ１ｄ材を用
い、その表面を電気メッキの場合と同方法で洗浄、活性
化後に溶融メッキにおける無酸化炉を用いて、加熱拡散
をＡｓＣｏ１ｄ材の焼鈍と同時に行って拡散層を設けた
。

而して、その後亜鉛系メッキ層を施した。その後、無処
理材のまま或いはＣｒＯ３−５ｉ０２系浴を用いたクロ
メート処理及びフルディップ型式の燐酸塩処理を行なっ
て、各々所定の被膜量を設けて、下記の評価試験を行な
った。

その性能評価試験結果は第２表に示されるように、本発
明の鋼板は比較例鋼板に比して、耐食性能及び塗装性能
において極めてすぐれた特性を有する。

Ｏ評価試験法 （１）無塗装材の耐食性 ■　塩水噴霧試験による耐食性 塩水噴霧試験２４０時間後の赤錆発生 率の測定により、メッキ欠陥部に起因して発生する赤錆
発生状況からその耐食性の評価を行なった。

■・・・・・・赤錆発生率２％未満 ０・・・・・・　　〃　　２％以上〜９％未満Δ・・・
・・・　　ｔｔ　　　９％以上〜３０％未満×・・・・
・・　　ｔｒ　　　３　Ｑ％以上■　サイクリックコロ
ジョンテストによる耐食性 ０．８■板厚の評価材を用いて、 （ｉ）塩水噴霧（５％ＮａＣ１３５℃×４時間）→（ｉ
）乾燥（７０℃　湿度６０％　２時間）→〈ｐ湿潤（４
９℃　湿度９８％　２時間）→　冷却（−２０℃ ×２時間）→（＋）塩水噴霧（（＋）〜　がｌサイクル
） の条件のサイクリックコロジョンテスト７５サイクル後
の穿孔腐食深さの測定により、以下の評価基準で耐食性
評価を行なった。

■・・・・・・最大穿孔腐食深さ０．３　ｍｍ未満Ｏ・
・・・・・　　／／　　　　　　　０．３ｍｍ以上〜０
．４５ｍ層未満 Δ・・・・・・　　／ｌ　　　　　　　Ｏ，４５層層以
上〜０．６０ｍｍ未満 ×・・・・・・　　ｔｔ　　　　　　　Ｏ，８ＱＩＩｔ
ｘ以上〜孔明き発生 ■　屋外曝露試験による耐食性 ０．８ｍｍ板厚の評価材を用い５％ＮａＣ１水を１回／
１日評価材に散布して、２年間の屋外曝露テストを実施
した後、その穿孔腐食深さ測定及び評価材の端面からの
腐食状況を観察して、以下の評価基準によりその耐食性
を評価した。

■・・・・・・最大穿孔深さ０．２５■未満で、端面部
からの腐食殆んどなし −Ｏ・・・・・・最大穿孔腐食深さ０．２５ｍｍ以上〜
０．４０ｍｍ未満で、端面部からの腐食若干発生 Δ・・・・・・最大穿孔腐食深さ０．４０ｍ■以上〜０
゜６ＱＩＩｔｘ未満で、端面部からの腐食が可成り発生 ×・・・・・・最大穿孔腐食深さ０．８０ｍｍ以上〜部
分的に孔食発生、また端面部から の腐食により端面の初期の形状殆 んどなし く■）塗装材の耐食性 ■　塩水噴霧試験後の塗装性能 カチオン電着により、２０ＩＬ厚さの塗装を行ない、地
鉄に達するスクラッチ疵を入れて、塩水噴霧試験４２０
時間後の塗膜のフクレ発生状況及びスクラッチ部の最大
穿孔腐食深さの測定を行なって。

塗膜欠陥部を対象とした経時後の塗料密着性及び塗装後
耐食性の評価を行なっ た。

尚、評価基準は以下の方法によった。

■・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾３
．５ｔｓａ以下でかつ最大穿孔腐食深さ０．１１以下 ０・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フク７ｒｓ
ｒａ以下でかつ最大穿孔腐食深 さ０．２ｍｍ以下 Δ・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾７
．５■以下でかつ最大穿孔腐 食深さ０−３ｍｍ以下 ×・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾７
．５＋ｎ＋超又は最大穿孔腐食深さ０．２ｍｍ超 ■　サイクリックコロジョンテストによる塗装性能 カチオン電着塗装材（塗膜厚さ１８ 牌）を用いて、地鉄に達するスクラッチ疵を入れて前記
０項の条件のサイクリックコロジョンテスト１２５サイ
クル後のスクラッチ部の塗膜フクレ巾及びスク ラッチ部の最大穿孔腐食深さの測定を行ない、塗膜欠陥
部を対象として、その経時後の塗料密着性及び塗装後耐
食性を中心とした評価を行なった。尚、評価基準は以下
に示す方法によった。

Ｏ・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾５
■■以下で、かつ最大穿孔腐 食深さ０．１履麿以下 Ｏ・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ７．
０　ａｍ以下で、かつ最大穿孔腐食深さ０．２厘ｍ以下 Δ・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾８
．５ｍｍ以下で、かつ最大穿孔 腐食深さ０．３１以下 ×・・・・・・スクラッチ部からの片側最大フクレ巾８
．５■超又は最大穿孔腐食深 さ０．３鳳■超 ■　端面部のサイクリックコロジョンテストによる塗装
性能 ０．８ｍｍ板厚の２０ｇ厚さのカチオン電着材を用いて
、前記■項のサイクリックコロジョンテスト条件で７５
サイクル後の端面部の赤錆発生状況の観察を行なって、
端面部のメッキ層の腐食状況、塗膜性能を表わす一つの
尺度として、その評価を行なった。

■・・・・・・赤錆発生率２０％未満 ０・・・・・・　　／／　　　２０％以上〜４０％未満
Δ・・・・・・　　ｌ／４０％以上〜６０％未満Ｘ・・
・・・・　　〃６０％以上 ■　成形加工性 ０．８ｍｍ　Ｘ４８０Ｘ４８０＋＊ｍのブランクサイズ
から、しわ押え圧力２０Ｔで、 ２００Ｘ２００ｍｍガ矛入゛、絞り深さ１１０ｍｍの角
筒絞りを行ない、その割れ発生状況、表面の“ハダ荒れ
”　（リジング〕発生状況を相対に比較して、その成形
加工性を評価した。

■・・・・・・非常にすぐれている Ｏ・・・・・・可成り良、好 Δ・・・・・・可成り劣る ×・・・・・・非常に劣る

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｃｒ含有量が相違する各種の鋼板にＺｎメッ
キしたときの５％ＮａＣ見水溶液中水溶液中カップル腐
食電流の変化を示すグラフである。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 外２名

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、 Ｃ；０．１５％以下、酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１
   ０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、にＣｕ；０．８％以下、
   Ｐ；０．１５％以下、Ｎｉ；１０％以下の１種又は２種
   以上を含有する鋼板の片面又は両面に、亜鉛メッキ層或
   いは亜鉛系メッキ層を施してなる耐食性と塗装性能にす
   ぐれた亜鉛系メッキ鋼板。
2. （２）重量％で、 Ｃ；０．１５％以下、酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１
   ０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、にＣｕ；０．８％以下、
   Ｐ；０．１５％以下、Ｎｉ；１０％以下の１種又は２種
   以上を含有し、さらにＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒの１種又は
   ２種以上で０．０３〜０．５０％を含有する鋼板の片面
   又は両面に、亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ層を施し
   てなる耐食性及び塗装性能にすぐれた亜鉛系メッキ鋼板
   。
3. （３）重量％で、 Ｃ；０．１５％以下、酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１
   ０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、にＣｕ；０．８％以下、
   Ｐ；０．１５％以下、Ｎｉ；１０％以下の１種又は２種
   以上を含有する鋼板の片面又は両面に、Ｎｉ系下地被覆
   層と亜鉛メッキ層或いは亜鉛系メッキ層を施してなる耐
   食性及び塗装性能にすぐれた亜鉛系メッキ鋼板。
4. （４）重量％で、 Ｃ；０．１５％以下、酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１
   ０％、Ｃｒ；１．５〜２０％、にＣｕ；０．８％以下、
   Ｐ；０．１５％以下、Ｎｉ；１０％以下の１種又は２種
   以上を含有し、さらにＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒの１種又は
   ２種以上で０．０３〜０．５０％を含有する鋼板の片面
   又は両面に、Ｎｉ系下地被覆層と亜鉛メッキ層或いは亜
   鉛系メッキ層を施してなる耐食性及び塗装性能にすぐれ
   た亜鉛系メッキ鋼板。