JPH0499880A - プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - 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、プレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系め
っき鋼板に関するものである。

〔従来の技術〕

亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性を向上させる方法とし
て、例えば特開昭６２−１８５８８３号公報記載の如く
、めっき鋼板表面に電解クロメート処理を施し、Ｃｒ２
Ｏ３の酸化物皮膜を生成せしめる方法や、特開昭６２−
１９２５９７号公報記載の如く、鉄亜鉛合金めっきを施
す方法等の亜鉛系めっき鋼板上に硬い皮膜を形成し、プ
レス時のめっきとダイスのかじりを防止してプレスの潤
滑性の向上をはかることが開示されている。

また、特開平１−１３６９５２号公報記載の如く、めっ
き鋼板の表面に有機潤滑皮膜や潤滑油等の有機物を塗布
または被覆し、プレス成形性を向上させることが開示さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような製品は自動車ユーザーの使用
において、以下のような不十分な点がある。

自動車ユーザーでの使用工程の概略は、鋼板を油で洗浄
する工程、プレス工程、脱脂工程、化成処理工程、塗装
工程からなっているので、電解クロメート処理鋼板の場
合は、化成処理工程で化成処理皮膜が形成せず、また潤
滑油や潤滑皮膜などを塗布した鋼板の場合は、洗浄工程
で油が落ちるので十分な潤滑性能を発揮しない。さらに
は、化酸処理前の脱脂工程に負荷がかかりコストが高く
なる。一方、亜鉛系めっき鋼板に鉄−亜鉛合金フラッシ
ュめっきを施したものは電解クロメート処理に比較して
鋼板のコストが高くなる等の問題点がある。

本発明はかかる現状に鑑みて、低コストで、化成処理が
可能で、脱脂等の工程に負荷をかけずに製造し得るプレ
ス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系めっき網板を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは、亜鉛系めっき鋼板表面に
Ｐ酸化物１〜５００１Ｉ１ｇ／ボとＭｏ酸化物。

Ｃａ酸化物、　Ｎｉ酸化物、　Ｃａ酸化物、Ｗ酸化物，
Ｖ酸化物の１種または２種以上１〜５００ｍｇ／ｎｆか
らなる混合酸化物およびその他酸化物を被覆したことを
特徴とするプレス成形性、化成処理性に優れた亜鉛系め
っき鋼板にある。

本発明が対象とする亜鉛系めっき鋼板とは、例えば溶融
めっき法、電気めっき法、蒸着めっき法、溶射法などの
各種の製造方法によるものがあり、めっき組成としては
純Ｚｎの他、ＺｎとＦｅ、　ＺｎとＮｉ。

ＺｎとＡＩ２．ＺｎとＭｎ、　ＺｎとＣｒ、　ＺｎとＴ
ｉ、　ＺｎとＭｇなどＺｎを主成分として、耐食性など
諸機能の向上のためＦｅ、　Ｎｉ、　Ｇｏ、　ＡＩ、　
Ｐｂ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、　Ｃｕ、　Ｔｉ、　Ｓｉ、　　
Ｂ。

Ｐ、Ｎ、Ｓ、Ｏ等の１種ないし２種以上の合金元素およ
び不純物元素を含み、またＳｉｎｇ、　Ａｌｚ０３など
のセラミックス微粒子、ＴｉＯ□、　ＢａＣｒＯ４など
の酸化物、アクリル樹脂などの有機高分子をめっき層中
に分散させたものがあり、めっき層の厚み方向で単一組
成のもの、連続的あるいは層状に組成が変化するものが
あり、さらに多層めっき網板では、最上層に、めっき組
成としては純Ｚｎの他、ＺｎとＦｅＺｎとＮｉ、　Ｚｎ
とＡＺ、ＺｎとＭｎ＋　ＺｎとＣｒ、　ＺｎとＴｉ、　
ＺｎとＭｇなどＺｎを主成分として、耐食性などの諸機
能の向上のため１種ないし２種以上の合金元素および不
純物元素を含み、またＳｉＯ□、　ＡＺｚＯｉなどのセ
ラミックス微粒子、７ｉＱ２．　ＢａＣｒ０．などの酸
化物、アクリル樹脂などの有機高分子をめっき層中に分
散させたものがある。

例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、蒸着亜鉛めっき鋼板、鉄
−亜鉛合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛を主とするアル
ミニウム、鉄などの合金溶融亜鉛めっき鋼板、めっき層
重面方向で下層が合金化されている合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板（一般にハーフアロイと称する）、片面鉄−亜鉛
合金化溶融亜鉛めっき層、他面溶融亜鉛めっき層からな
るめっき鋼板、これらのめっき層上に電気めっき、蒸着
めっき等により亜鉛、または亜鉛を主成分とし、鉄、ニ
ッケルを含有する金属をめっきした鋼板、あるいは、電
気亜鉛めっき鋼板、亜鉛、ニッケル、クロム等合金電気
めっき鋼板等、さらに単一合金層または多層合金電気め
っき鋼板、亜鉛および亜鉛含有金属の蒸着めっき鋼板等
がある。その他、５ｉＯｚ、　Ａｌｚ０３などのセラミ
ックス微粒子、ＴｔＯ□酸化物微粒子および有機高分子
などを亜鉛または亜鉛合金めっき中に分散させた分散め
っき鋼板がある。

このような亜鉛系めっき鋼板表面に、前記の如く、酸化
物を被覆することによりプレス成形性、化成処理性を向
上しようとするものである。

〔作　用〕

前記皮膜がかかる効果を奏する理由は以下の如くである
。

プレス成形に際しての潤滑性をめっき鋼板に付与するに
は、めっき鋼板表面に硬質の皮膜を形成する方法が有効
である。この点で電解クロメート処理、鉄亜鉛合金めっ
きは有効であるが、前者は化成処理皮膜が形成できず、
後者は処理量が多くコスト高になる。

これらの解決には、めっき鋼板表面の硬質皮膜としては
、酸化物皮膜であって、かつ化成処理液中で溶解し、化
成処理皮膜を形成できるとともに、皮膜成分が化成処理
液に溶は出しても化成処理に悪影響を与えないものであ
ることが必要である。

本発明者らは、このような観点から、亜鉛系めっき鋼板
表面に前記の如きＭｏ酸化物等の皮膜を形成すればよい
ことを見出した。これら酸化物皮膜はクロメート皮膜と
同様ガラス状の皮膜となり、プレス時にめっきのダイス
へのかじりを抑制し、摺動性を良好とする。さらに、化
成処理液には溶解するためクロメート皮膜と異なり、化
成処理皮膜を形成することができ、また化成処理皮膜の
成分でもあるため、化成処理液に溶は出しても悪影響は
ない。

これらの酸化物皮膜の構造は明確ではないが、Ｍｏ　　
○、Ｃｏ−０．Ｎｉ−○、　Ｃａ−〇、Ｗ−〇、ＶＯ結
合およびＰ−０結合からなるネットワークが主体で、部
分的に一〇〇、　Ｇｏ３基等が、さらにはめっきから供
給される金属が置換したアモルファス状の巨大分子構造
であろうと推定している。

また、これらの酸化物皮膜は酸化物皮膜のため、油によ
る洗浄工程や、脱油工程でも溶解しないため、潤滑性能
の低下や、他の工程に負荷をおよぼさない。

これら酸化物皮膜の密着性、成膜性を向上させるために
リン酸を混入する。かくすることにより、上記の如き酸
化物皮膜構造が均一化し、成膜性が向上し、潤滑性が向
上するのでプレス成形性が一層良好となり、また化成処
理性も同時に向上するものと認められる。

このような酸化物皮膜は、亜鉛系めっき鋼板を水溶液中
に浸漬するか、水溶液を散布するか、もしくは水溶液中
で陰極電解処理することにより確実に生成させることが
でき、このときに前記の如きめっき金属の亜鉛、亜鉛合
金めっきの場合には、亜鉛と合金元素（金属）、水溶液
中の不純物等がその他酸化物として生成（混入）する。

次に、本発明の皮膜の皮膜量範囲について述べる。

酸化物の皮膜量はプレス成形性を良好とするには、金属
として１ｍｇ／ｒｒｆ以上あればよいが、皮膜量が５０
０ｍｇ／ｒｒｒを越えると化成処理皮膜の形成が不十分
となる。ゆえに、適正な皮膜量は、金属として１ｍｇ／
ｒｒ？以上５００　ｍｇ／　ｒｄ以下、好ましくは１〜
２００Ｂ／ボである。

また、リン酸の混入量としては、５００ｍｇ／ｎｆ以下
（１ｍｇ／ｍ２以上）で酸化物の成膜性が向上するが、
５００ｍｇ／ｒｒｆ超になると、化成処理性が劣化する
ことがあり好ましくない。好ましくは２００ｍｇ／ボ以
下である。

次にその他酸化物としては、上記酸化物を生成する際に
めっき金属の１部または水溶液中の不純物等がその他酸
化物として混入するものである。

次に上記の如き酸化物皮膜の生成方法としては、例えば
、硝酸カルシウム、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、モリ
ブデン酸アンモニウムそれぞれ５０〜８００ｇ／ｆｆｉ
にリン酸：５〜６０ｇ＃！を加え、エツチング補助剤（
硫酸等）からなる水溶液に前記亜鉛系めっき鋼板を浸漬
するか、水溶液を散布するか、または水溶液中で鋼板を
陰極として電解処理することにより所望の酸化物皮膜を
生成することができる。

（実施例） 本発明の実施例を比較例と共に以下に挙げる。

Ｐ−もの例 Ｐ−あの例 Ｐ−ムの例 Ｐ−Ｎｉの例 ■の例 Ｐ Ｗの例 注１）めっき鋼板 ＡＳ：合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＦｅｌＯ％Ａｎ１０
．２５％、残Ｚｎ）、ＥＧ：電気亜鉛めっき鋼板、Ｇｌ
：溶融亜鉛めっき鋼板（Ａ　ｆ　Ｏ，３％。

Ｆｅ０．８％、Ｐｂ０．１％、残Ｚｎ）、ＨＡ：半合合
札溶融亜鉛めっき鋼板（Ｆｅ　５％、Ａｆｏ、３％、残
Ｚｎ）、ｆｉ板厚はいずれも０．８ｍｍの普通鋼。

Ｚｎ／Ｚｎ−Ｃｒ　：下層Ｃｒ１Ｏ％含有２０ｇ／ｒｒ
？亜鉛合金めっき鋼板、上層Ｚｎ　２　ｇ／ボ 注２）プレス性（摩擦係数） サンプルサイズ：　１７ｍｍＸ　３００ｍｍ、引張り速
度：　５００ｍｍ／ｍｉｎ　、角ビート肩Ｒ：１．０／
　３．０　ｍｍ、摺動長：２００ｍｍ、塗油：ノックス
ラスト５３０Ｆ−４０（パーカー興産株式会社）塗油量
１ｇ／ｒｒｆの条件で、面圧を１００〜６００ｋｇｆの
間で数点試験を行い、引き抜き加重を測定し、面圧と引
き抜き加重の傾きから摩擦係数を求めた。

注３）酸化物量は、ＭＯ量、Ｐ量、　Ｃｏ量、　Ｃａ量
、　Ｎｉ量。

Ｗ量，Ｖ量で表示。

注４）化成処理性 化成処理液（亜鉛−リン酸−弗素系処理浴）には５Ｄ５
０００　（日本ペイント社製）を用い、処方どおり脱脂
、表面調整を行った後化成処理を行った。化成処理皮膜
の判定は、ＳＥＭ（２次電子線像）により、均一に皮膜
が形成されているものは０１部分的に皮膜が形成されて
いるものはΔ、皮膜が形成されていないものは×と判定
した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プレス成形において摺動性が冷延鋼板
並以上に向上し、かつ化成処理皮膜も形成可能な亜鉛系
めっき網板を提供し得るので、従来より低コストで、ユ
ーザーの工程における負荷を低減でき、プレス成形に際
しての生産性を向上させることができるなど、本発明は
産業上極めてを用である。

１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛系めっき鋼板表面にＰ酸化物１〜５００ｍｇ／ｍ＾
   ２とＭｏ酸化物，Ｃｏ酸化物，Ｎｉ酸化物，Ｃａ酸化物
   ，Ｗ酸化物，Ｖ酸化物の１種または２種以上１〜５００
   ｍｇ／ｍ＾２からなる混合酸化物およびその他酸化物を
   被覆したことを特徴とするプレス成形性、化成処理性に
   優れた亜鉛系めっき鋼板。