JPS59211591A - 耐食性などに優れたＺｎ−Ｆｅ−Ｐ系合金電気めつき鋼板 - 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】 本発明は、裸耐食性、塗装後耐食性、プレス加工性など
の優れｆｃ、ｆＡ板、特に自動車用表面処、理缶板に関
するものである。

従来、亜鉛めっき鋼板はその優れた犠牲防食効果のため
に、自動車、家電製品、建材などの分野で最も広く使用
されている表面処理鋼板である。

しかし、最近では防錆効果の必要性が広く認識されるよ
うになるとともに、その欠点の改良が要求されるように
なってきている。すなわち、亜鉛めつき鋼板ではその防
錆効果がまだ不十分であるような重防錆効果が要求され
るようになってさている。具体的には、一般に亜鉛めっ
き値板は化成処理、塗装との相性が悪く、塗装後の耐食
性に劣ること、および塗装の有無を問わず、ドアのヘミ
ジグ部などの合わせ目使用時に耐食性能が劣ることなど
の欠点がクローズアップされ、これらの改良が必要とな
っている。特に自動車用表面処理鋼板の場合、溶接性、
加工性、化成処理性、塗装性の良好なことを前提として
、耐食性、塗装後耐食性、特に板合わせ部の耐大あき性
の優れたものが要求されている。

従来既知の表面処理鋼板の内、ある程１］支上記要求を
満たすものとして合金化溶融亜鉛めっき鋼板があるが、
これは例外的に塗装後耐食性が良好である。合金化亜鉛
めっきは溶融亜鉛めっきまたは電気亜鉛めっき後、加熱
処理を施し、主としてδ、相からなる７、ｒ＝−１ｉ’
ｅ合金被覆を形成せしめたものである。上記のことは古
くから知られてｂるものであり、確かに塗装後の耐食性
には良好なものがあるが、しかし加熱処理ケ行うために
　＠１４材の機械的性質が劣化し、最近の自動車用鋼板
として要求される高度の強さと成形性を満足することが
困Ｑ’：Ｉｆである。また、目付則の薄い場合には、ヘ
ミング部などの板合わせ目使用時の耐大あき性など局部
的な１（０１食性能は満足すべきものではない。

上述の如き合金化溶融亜鉛めっきの欠点ケ解消しながら
、同ｌ′Ｉ♀にその優れた耐食性、塗装後耐食性ケ利用
するために、合金化溶融亜鉛めっきの改凹として近年盛
んに試みられているものにＺｎ−Ｆｅ合合金気気つきが
あり、特開昭５４−１０７８３８号、同５７−６００８
７号、同５７−２００５８９号、特公昭５７−６１８３
１号公報に開示されている。Ｚｎ　−Ｆｅ合金電気めっ
きでは、Ｆｅ含有率が５〜３Ｑｗｔ％において、合金化
溶融亜鉛めつき古裸耐食性、俤装後耐食性、塗料密着性
、化成処理性、溶接性がはｙ同等の性能となる。しかし
、これは合金化溶ＩＨ！！亜鉛めっき皮膜性能葡目標と
してｆ、’；、気めっき法で作成したものであり、加工
性および素材の性質以外には、合金化溶融亜鉛めっきゲ
超える性能？期待することはできない。なお、最も重要
な性能である＃食性が同上する理由は、腐食電位が純Ｚ
ｎよりも貴となり、素地の地鉄との電位差が小さくなる
こと、およびめっき層中にミクロセルが生成し、またＦ
ｅの混入した〃ぢ食生成物が生成するために、全体とし
て腐食法ＩＢ−が小さくなるためと考えられる。

そこで、本発明者等は上述した実情に金、蜜み鋭意検討
を重ねた結果、Ｚｎ−Ｆｅ合金電気めっきに微量のＰを
共析させることにより、著しく耐食性ケ向上させること
ができることを見出し、不発明に至ったものである。

すなわち、本発明は、Ｆｅ含有率が５〜３０ｗｔ％であ
り、Ｐ含有率が０．０００３〜０．５ｗｔ％であるＺｎ
　−Ｆｅ　−Ｐ系合金電気めっきを少なくとも片面に施
してなるＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ系合金電気めつ＠鋼板を提
供するものである。

本発明のＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ系合金電気めつさ鍔板は、
溶接性、化成処理性、塗装性などの諸性能はＺｎ−１７
’ｅ合金めつ＠鍔板と同等の優れた性能を有しなから、
かつ同時に面１食性、塗装後耐食性に優れ、竹に局部病
食ケ起しに＜＜、板合わせ部やクロスカット部の耐大あ
き性に優れているという画期的な性能ケ有するものであ
る。

第１１ネ１は、冷延会Δ板上にオ！１（々のＰ含有率の
Ｚｎ−Ｆｅ　−Ｐ合金電気めっきを施し、第２図に示す
ような冷延銀板１と本発明の■【板のめっき面２との版
合わせ部の複合屑食試１５争ヲ行なった結果である。試
験条件は、第２図の試料にリン酸塩処理を施し、カチオ
ン電着塗装置０μｍケ施した後、複合ＩＡ！＋食試、験
〔塩水噴霧７時間、乾燥（７０℃）２時間、塩水浸漬１
時間、室温乾燥２時間〕會３０日行ない、板合わせ部の
耐大あき性を板厚減少値で評価したものである。Ｐｋ金
含有ないＺｎ−Ｆｅ合金１．ｔｔ気めつさ鎖板に比較し
て、Ｐを少量含有するＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ合金電気めっ
き鋼板は、著しく耐大あき性に優れていることが認めら
れる。なお、この合金系において、Ｐの代りにＰと同族
のＡ８゜Ｓｂ、Ｂｔを入れても同様の効果會奏する。

Ｚｎ　−Ｆｅ　−Ｐ合金電気めっき層のＰ含有率は０．
０００３〜０．５ｗｔ％に、ｆＩ：ｆましくは０．（１
０３〜０．３ｗｔ％に限定されるが、この哩山は、Ｐが
０．０００３　ｗｔ％未満では、Ｐの添加１：１−が’
ｒｔｊ、）少１ぎるためにＺｎ　−Ｆｅ合金めっきと何
等変ることのない性能となるためであり、０．５ｗｔ％
？ｒ　、ｊ、、；えると向１食性回上効果が飽和するば
かりでなく、めっキ・１・１１着性が劣化するためであ
る。

また、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｐ合金電気めつさのｌ’ｉ’ｅ含イ
１率は５〜３０ｗｔ％、好ましくはｌＯ〜２５ｗｔ％Ｖ
こ限定されるが、この理由は、Ｆｅが５ｗｔ％未満では
その性能が純Ｚｎに類似したものとなり、１制”Ｉｆ性
能、塗装性能が劣り、また３０ｗｔ％欠こえるとＺｎの
犠牲防食性能が小さくなり、かえって面］食性が劣るか
らである。

Ｚｎ　−Ｆｅ　−Ｐめつき中のＰの効果の原因は明らか
ではないが、以下のようであると考えられる。

Ｚｎ−’Ｆｅめ′″）き中にＰが共析することにより、
めっき層中のミクロセルが多数生成するため、Ｚｎ−Ｆ
ｅめつきそのものよりも均一１！Ｊｉ　ｆキとなりやす
く、全体として腐食速度が小さくなる。さらに、Ｐの混
入したｐ４食生成物が生成し、局部腐食の軽ハ・、耐食
性向上に寄与しているものと考えられる。

上述のように、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｐ合金電気めっきは、本来
Ｚｎの有している優れた防食性能（犠牲防食性とＩＩユ
１．食生成物）を有効活用するものであるので、ｐ６お
よびＰの適正合金含有率範囲に上限さ下限の両方が現わ
れるものと考えられる。

以上はＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐめつさ９例孕もって説明して
きたが、この系に少量のＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃ０ｌＭｎ
、　Ｍｏ、　Ｖ、　Ｓｎ、　Ｃｄ、　Ａｔｔ　Ａｊ、０
８．５ｉｎ２゜Ｂ等の中から１種せたけ２種以上のもの
が加わっても、Ｆｅが５〜３０ｗｔ％、Ｐが０．０００
３〜０．５ｗｔ％の範囲にある限り、第１図および第１
表と同様の関係が認められる。

本発明のＦｅを５〜３０ｗｔ％、Ｐ’に０．０００３〜
０．５ｗｔ％含むＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ系合金めっきを有
する訃煽板の製造方法の一例食次に述べるが、これによ
り本発明は制限音量けることはない。

）；ニスめっき法では、通常のｚｎ−Ｆｅめつき浴に例
えは？Ｘ亜リン酸ソーダなどのＰ供給源を少量添加する
ことにより、通常のＺｎ　−）’ｅめっき条件にて容易
に製造することができる。この時　Ｐ　／、にイエ率は
、製造技術上問題となる電流密度と液流速の影響が小さ
く、めっき膜中のＦｅ含有率とめっき液中の次亜リン酸
ソーダなどのＰ供給ｆＮ、６度によってはｙ決定きれ、
３元系・・７５つきとしては比軸的容易に製造できるこ
とを知見した。第３図に以下の浴會用いて、ＮａＨ１Ｐ
Ｏ２の濃度を変えてｚｎ　−Ｆｅ−Ｐめつきケ行なった
場合のＰ含有率ケ示す。なお、Ｆｅ＠肩率は２０　ｗｔ
％ではソ一定である。

（１）　　めっき浴組成 ＦｅＣｔｗ　・ｎＨｇ０　　　　　ｉ　ｏ　ｏ　　ｙ／
１ＺｎＣＬｓ　　　　　　　　　２００　　ｆ／ｌＮＨ
，Ｃ１３００？／ｌ クエン酸アンモニウム　　　５２／１ （２）電流密度　　　　　　　１００　　Ａｊ、ｘｆｆ
１″（３１ｐＨ＝　３ （４）　　浴温　５０℃ 次に＼本発明を実施例につき具体的に説明する。

冷延鋼根音常法によシミ解脱脂、酸洗した後、上記Ｚｎ
　−Ｆｅ　−Ｐめっさの製造方法と同様にして、めっき
中のＦｅ、Ｐ含有率およびめっき付着＠ケ変えてＺｎ　
−Ｆｅ　−Ｐ合金′ｉｔ気めっきを施した。得□られた
Ｚｎ−Ｆｅ−ｐ合金電気めっキ釧板について、以下に記
す釉々の試験全行なった。

その結果を示す第１表から明らかなように、本発明のＺ
ｎ−Ｆｅ−Ｐ合金′改気めっき鋼板は、合金化（＃　Ｍ
ｌｌｉ亜鉛めっきｇＲ板（比較例５）やＩｌｒ含有しな
い従来既知のＺｎ−１ｉ’ｅ合金電気めっ￥！！鋼板（
北東ｔドＩＪＩ）などに比軸して、板合わせ部耐大あき
性、塗装後クロスカット部耐大あき性、０装密着性、ノ
用工ｆ１ミに名をれた幼芽が得られた。

ナオ、溶接性、化成処理性、塗装後クロスカット部赤錆
発生などの諸性ｍは、第１表の例では全て良好であった
。

（１）、坂合わせ部耐大あき性 第２図に示す試料ｆ　ｌｌン酸塩処理（日本パー力うイ
ジングＣ鉋、ボンデライト５３ｏ４）後、１　　　　　
　　　カチオン電着塗装（日本ペイント（（ｌ、パワー
トップＵ−３０）ｋｌＯμｙＬ施した後、複合腐食試験
［ＪＩＳ　Ｚ　２３７１ｃＤ塩水噴霧７　時ＩＭＪ　％
乾ツｊ＼（（７０℃）２時間、塩水浸＠１時間、室湖乾
燥２時間ｉ１サイクルとする〕を９０サイクル行い、板
厚減少値にて評価した。

○・・・・・・０〜０．ｌＯ■ △・・・・・・　０．１０〜０．２０℃Ｍ×・・・・・
・０．２０瓢以上 （２）塗装後クロスカット部耐大あき性リン酸塩処理後
、カチオン型電着治装置　０μｍｆ施して得た（１）と
同じ試料にクロスカット部施し、（１）と同一の試験、
評価を行なった、（３）塗装後ブリスター幅 リン酸塩処理後、カチオンｌｉｔ着塗装置　Ｑ　ｐｍ勿
施して得た（１）と同じ試料にクロスカット音節し、（
２）と同一の腐食試験を行−１クロスカット部からのブ
リスター幅奢測定した。

○・・・−・・０〜３鴎 Δ・・・・・・　３〜５Ｒ ×・・・・・・５門以上 （４）加工性 めっき面にテープを貼り付け、めっき面を内瀞１）にし
てＯＴ曲げ（１８０°曲げ）全行い、テープに付着した
めつき層の剥離全６１１１駕した。

○・・・・・・めっき剥離なし △・・・・・・めっき剥離わずかにあり×・・・・・・
めつさぐ；珀「多い ４゜ｌＪ′！１面のｆｉｒｉＪＦな説明Ｘｇ　１図はＺ
ｎ　−Ｆｅ　−Ｐ合金電気めっきのＰ含■率と板厚減少
値およびめっき密着性との関係ケ示す図、第２図は複合
腐食試験に用いた板合わせ）”小試料の斜視図、第３図
はＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ合金電気めっきにおけるめっき浴
中のＮａＨおＰＯ□・Ｈ，０添加Ｊｊ：とめつき層中の
Ｐ含有率との関係を示すグラフである。

符号の説明 １・・・冷延鋼板、２・・・めっき而 第２図 １ 第３図 ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏ 添　カロ　量　　（９７ｍ２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｆｅ含Ｍ率が５〜３０　ｗｔ％であり、Ｐ含有率が０．
   ０００３〜０．５　ｗｔ％であるＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ系
   合金電気めっきを少なくとも片面に施したことを特徴と
   する耐食性などに優れたＺｎ　−Ｆｅ　−Ｐ系合金′１
   （Ｌ気めつさ鋼板。