JPS63143294A

JPS63143294A - 耐食性に優れた複層電気めつき鋼板

Info

Publication number: JPS63143294A
Application number: JP29137686A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Kikui; 菊井　紀秋; Yusuke Hirose; 広瀬　祐輔; Yoshio Kato; 加藤　喜雄; Kazuyuki Hisada; 久田　和行; Koichi Watanabe; 幸一渡辺
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1986-12-06
Filing date: 1986-12-06
Publication date: 1988-06-15

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）本発明は道路に岩塩などの凍結剤を散布した腐食環境で
優れた耐食性を発揮する自動車用Ｚｎ系複層電気めっき
鋼板に関する。

（従来技術）亜鉛系めっき鋼板はめっき層が優れた犠牲防食能を有し
ているので、従来自動車、家電、建材などの種々の分野
において耐食性の要求される用途に多く使用されている
。特にこの亜鉛系めっき鋼板は近年自動車に使用する場
合北米、カナダ等の５寒冷地では冬季に道路に岩塩など
の凍結防止剤を散布し、腐食環境が厳しくなっているの
で、そのような環境下でも耐塗膜ふくれや耐大あき性に
優れたものが要求されている。

自動車用亜鉛系めっき鋼板としては、従米主として溶融
亜鉛めっき鋼板や電気亜鉛めっき鋼板等が使用されてき
たが、純亜鉛めっきや単層めっきでは上記のような厳し
い環境に耐えられないことから、近年ではめっき層をＺ
ｎ−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ｆｅ系などの合金系にしたり、複層
にした電気めっき鋼板が使用されるようになりできてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながらこのような電気めっき鋼板を使用しても車
体には構造上板合わせ部や袋構造部など未塗装部分また
は塗膜の薄い部分がどうしても生じてしまうため、その
ような部分の耐食性が低下し、耐大あき性が不十分であ
るという問題があった。

そこで本発明は自動車車体などにおいて、未塗装部分ま
たは塗膜の薄い部分が存在していても、耐食性および耐
大あき性に優れた亜鉛系複層電気めっき鋼板を提供する
ものである。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは電気Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板に注目し
て、その耐食性、耐大あき性を高めるべく種々検討した
結果、Ｚｎ−旧糸めっきにシリカ、アルミナ、酸化チタ
ン、マグネシア、酸化クロム、酸化ジルコニウムなどの
酸化物粒子を０．００５〜５ｗｔ％含有させると耐大あ
き性を向上させることができるのを見出したのである。

しかしめっき層にこのような化学的に安定した酸化物粒
子を含イｊ゛させると塗装前処理のリン酸塩処理性が低
下し、塗装上問題のあること、および酸化物粒子が突出
していると負抵抗溶接の際溶接機チップが均一に接触し
ないため、溶接性が劣り、また溶接やプレス加工の際チ
ップを摩耗させたり、金型をかじったりすることが判明
した。特にリン酸塩処理性については酸化物粒子含有量
が０．０５ｗｔ％以上になると低下が着しくなるもので
あった。

そこで本発明ではそのめっき層の上にリン酸塩処理性の
優れたＺｎ−Ｎｉ系合金めっきをさらに施し、塗装性が
損なわれないようにするとともに、突出酸化物粒子を被
覆して、溶接性やプレス加工性を改善したのである。

すなわち本発明は下層にＮｉ含有率が１０〜１６ｗｔ％
で、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化
クロム、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を０．
００５〜５　ｗｔ％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき層
を有し、かつ上層にＮｉ含有率が１０〜１６ｗｔ％のＺ
ｎ−Ｎｉ系合金めっき層を有することを特徴とする耐食
性に優れた複層電気めっき鋼板を提供するものである。

本発明で下層に上記のような酸化物粒子を共析分散させ
ると、耐食性、耐大あき性が向上するのは、腐食が下層
にまで及んできたとき酸化物が非成長型腐食生成物の形
成を促進し、内部への腐食進行を防止するためと考えら
れる。

下層のＺｎ−Ｎｉ系合金めっき層中に含有させるシリカ
、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸
化ジルコニウムなどの酸化物粒子の含有量を０．００５
−５　ｗｔ％にしたのは、０．００５ｗｔ％未満では耐
大あき性上添加効果がほとんど認められないからであり
、また５ｗｔ％を越える量含有させても、５ＩＩＩｔ％
以下の添加の場合と比べて耐食性、耐大あき性の顕著な
向上効果はないうえ、電気めっきの際５ＬＩＩｔ％を越
える量共析させるのにめっき浴に酸化物粒子を多量に添
加しなければならないため、粒子が凝集してしまうとい
う問題が生じるからである。

また旧含有率を１０〜１６ｗｔ％にしたのは、１０ｗｔ
％未満であると合金相は（γ十η）相、１６ｍｔ％を越
えると（γ＋α）相の２相析出皮膜となり、めっき層中
に異相の接触による局部電池が形成され、耐食性が低下
するからである。これに対して旧含有率を１０〜１６ｗ
ｔ％にすると合金相はγ相単相になり、めっき層中での
局部電池の形成がないため、耐食性が優れている。

下層のめっき付着量は片面当り１０〜５０９７ｍ２にす
るのが好ましい。これは１０９／１６２未満であるとめ
っき層が腐食された時に安定な腐食生成物が形成されな
いうちに母材が腐食されてしまい、下層による耐食性、
耐大あき性向上が期待できないためである。また５０９
／論２を越える量めっきすると成形加工時にめっき層の
バラブリングが発生し易くなるからである。特にこの下
層は同一付着量でも酸化物粒子を含有しないものに比べ
て優れた耐食性、耐大あき性を発揮する。

下層と異なり、上層に酸化物粒子を含有させないのは、
シリカ、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウムのような酸化物が化学的に安定で
あるため、リン酸塩処理性を低下させるからである。周
知のごとくリン酸塩処理はめっき層の表層を約０．５〜
１９／＋ｅ”溶解させて、その溶解反応に基づきリン酸
塩の結晶を析出させるのであるが、化学的に安定な酸化
物が含有されていると溶解反応が遅（なり、処理時間が
長くなる。まためっき層表層の溶解は主にＺｎ−Ｎｉ合
金が溶解されるため、溶解後の表面は酸化物が濃化した
状態になり、リン酸塩結晶が緻密でな（なる。さらに上
層は下層の突出酸化物粒子を被覆して、電気抵抗溶接の
際溶接機チップがめつき層に均一に接触するようにした
り、あるいは溶接機チップの摩耗やプレス金型のかじり
を防止するのに酸化物粒子が含有されていると問題があ
るからある。

上層の旧含有率を１０〜１６ｗｔ％にしたのは、前述の
下層の場合と同理由である。

上層のめっき付着量は片面当り０．５〜１０９７ａ”に
するのが好ましい、これは０．５９７ｍ”未満であると
下層表面を完全に被覆できないため、リン酸塩処理性が
劣り、１０９／饋”を越えてもリン酸塩処理性に電着な
効果が認められず、コスト的にも不利になるためである
。

本発明の下層および上層のめり軽は共に硫酸系めっき浴
または塩化浴にて打えば得られる。この場合下層めっき
浴に添加する酸化物は細かい粒状のものでも、コロイド
状ゾルでもよい。

なお本発明では耐食性をさらに高めるために下層または
上層に、あるいは両層にＣｏ５Ｃｒ、　Ｔｉ、旧、８０
％　Ｍｎなどの耐食性改善元素を１種または２種以上若
干添加してもよい。

次に実施例により本発明を説明する。

（実施例）冷延鋼板に常法により脱脂、酸洗等の前処理を施した後
、下記の条件で下層めっき、上層めっきを施した。

（１）めっき浴（酸化物粒子以外は下層、上層共通）硫
酸ニッケル　　２６０９／ｅ硫酸亜鉛　　　　１５０９／、８硫酸ソーダ　　　７０９／ｅｐＨ１，５〜２．５但し下層めっきの場合は上記めっき浴に酸化物粒子を次
のように添加した。

平均粒経　　　添加量！／　リカ（ＳｉＯｔ）　　　　　１６ｍ＃　　１０−
５０９７ｅ−ｒｔレミｔ＜＾ＬＯ＊）　　　２０　ｍｌ
’　　１０−３０９／Ｉ；３酸化＋ｆン（ＴｉＯｚ）　
　　３０ｍ４　１５〜４０９／６マグネシ７（ＮｇＯ）
　　　３０ｓμ　１０〜３５９７８酸化クロム（ＣｒＪ
３）　　５０　ｍμ　１０〜４０９／ｅ酸化ジルコニウ
ム　　３０曽μ　１５〜４０９／ｅ（ＺｒＯｚ）（２）浴温（下層、上層共通）４０〜６０℃ （３）電流密度（下層、上層共通）２０〜８０　＾／ｄ−２なお下層、上層共めっき層中の旧含有率のｒＲ贅はｐＨ
と電流密度との組合わせを変えることにより行い、また
下層の酸化物粒子含有量は酸化物粒子添加量、ｐＨおよ
び電流密度の組合わせを変えることにより行りた。

次に以上のような条件でめっきした鋼板と比較材とにリ
ン酸塩処理（日本パーカーライノング製ボンデライト＄
３０３０）を施して、カチオン電着塗装（日本ペイント
製パワートップＵ−３０、塗膜厚２０μ論）をした後火
の試験を行った。

（１）塗膜密着性塗装鋼板に鋼素地に達するまでのクロスカットを入れて
、１サイクル（２４ｂｒ）が次のような複合サイクル試
験を５０サイクル行い、試験後クロスカット部からの最
大塗膜ふくれ幅を測定し、次の基準により評価した。

（Ａ）複合サイクル試験塩水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｚ　２３７１）　１２　ｂｒ　
−６０℃乾燥　６ｈｒ−湿潤試験（５０℃、Ｒ８９５％
以上）ｈｒ（Ｂ）評価基準３ｍ−未満　　　　　Ｑ３〜１　〇−曽　　　　　　Δ １０曽−超　　　　　　　　× （２）耐大あき性上記塗膜密着性と同様の複合サイクル試験を５０サイク
ル実施後クロス力ツト部近傍の鋼素地最大侵食深さを測
定し、次の基準で評価した。

０．１ｍＩＩＩ未満　　Ｏ０，１〜０．２論−Δ ０．２ｍｍｆｆ１　　　　Ｘ（３）パラブリング性未塗装めっき鋼板を深絞り成形加工して、加工部にセロ
テープを貼付け、引きはがして、パウダーの付着状態を
次の基準で評価した。

テープへの付着が微量　　○ テープへの付着が少量　　Δ テープへの付着が多量　　× 第１表はこれらの試験結果を示したものであるが、本発
明の鋼板は上層が酸化物粒子を含有しないＺｎ−Ｎｉ合
金めっきであるので、塗膜密着性は従来のＺｎ−旧合金
めっき鋼板と同等である。また耐食性、耐大あき性は同
一付着量でも優れていることがわかる。

（発明の効果）以上のごとく、本発明の鋼板は従来のＺｎ−Ｎｉ系合金
めっ外鋼板と同等の塗ｌｌ密着性を有して〜するので、
自動車用鋼板に使用するのに適してν）る。

また耐大あり性に関しては従来のＺｎ−Ｎｉ系合金めっ
き鋼板より優れているので、自動車車体の板合わせ部や
袋構造部のごと（未塗装または再塗装の生じる用途に使
用しても優れた耐食性を発揮し、車体が腐食されるのを
防止することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下層にＮｉ含有率が１０〜１６ｗｔ％で、シリカ
、アルミナ、酸化チタン、マグネシア、酸化クロム、酸
化ジルコニウムの１種または２種以上を０．００５〜５
ｗｔ％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき層を有し、かつ
上層にＮｉ含有率が１０〜１６ｗｔ％のＺｎ−Ｎｉ系合
金めっき層を有することを特徴とする耐食性に優れた複
層電気めっき鋼板。
（２）下層のめっき付着量が片面当り１０〜５０ｇ／ｍ
＾２で、上層のめっき付着量が片面当り０．５〜１０ｇ
／ｍ＾２であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の耐食性に優れた複層電気めっき鋼板。