JP2001214280A - 潤滑性に優れたＣｒを使用しない皮膜を被覆するＳｎ系，Ａｌ系めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 潤滑性に優れるＣｒを含まない後処理皮膜を
被覆したＳｎ系およびＡｌ系めっき鋼板を得る。 【解決手段】 （１）Ｓｎ，Ｓｎ合金，Ａｌ，Ａｌ合金
めっきの表面にＣｒを含有せず、ＳｉＯ₂ 換算で１０〜
１０００ｍｇ／ｍ² のＳｉ，ＰおよびＣと皮膜量の望ま
しくは１〜２０ｗｔ％の潤滑剤を含有する後処理皮膜を
施す。（２）後処理皮膜中にＮｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇ，
Ｔｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｚｒの１または２種以
上の塩を、金属換算量の総計としてＳｉＯ₂ 量に対して
０．０１〜０．５の比で含有する。（３）Ｓｎ系めっき
層の組成が、Ｚｎ：３〜５０％、Ｍｇ：０．１〜１０％
の１または２種以上を含有する。（４）Ａｌ系めっき層
の組成が、Ｓｉ：３〜１５％、Ｍｇ：０．１〜１５％、
Ｚｎ：１〜３０％の１または２種以上を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス加工性に優
れ、かつＰｂ，Ｃｒ等の環境不可物質を使用することの
ない表面処理鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車燃料タンク材料、家庭電気製品、
電子部品等の分野には、半田、ロウ付け性、抵抗溶接
性、耐食性に優れた材料が要求され、これまでＰｂ−Ｓ
ｎめっき鋼板（ターンめっき鋼板）が広範に使用されて
きた。しかしながら、近年の環境問題に関する意識の高
まりを受け、Ｐｂに対する規制が強まりつつある。この
流れを受け、脱Ｐｂ自動車燃料タンク素材として、溶融
アルミめっき鋼板、溶融Ｓｎ−Ｚｎめっき鋼板を始めと
して、多彩な製品が開発されつつある。一方、電気，電
子部品分野においても、例えば半田可能電気亜鉛めっき
鋼板等が開発されている。しかし、ターンめっきに代替
すべきこれらの製品はいずれも最表層にクロメート処理
を施したものが殆どであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、六価ク
ロムは人体に対し発ガン性を示す等有害で、製品からの
溶出の可能性、あるいは製造時の廃液処理の問題から好
ましくない物質である。電解クロメートのように、三価
のクロムで処理した製品もあるが、この製品も製造時に
は六価クロムを使用し、廃液処理という点では課題があ
った。ところが、クロメートに代替する諸性能を有する
廉価な処理がないというのが現状である。

【０００４】クロムを使用しない後処理の研究も当然、
数多くなされてきた。しかし耐食性、塗装性、処理設備
の簡便さ等の点から、未だクロメートに匹敵する処理は
完成されていない。一つの考え方として、無機顔料を含
有する有機樹脂を活用した処理があるうるが、特に燃料
タンク材用途に対しては、スポット、シーム溶接性等の
抵抗溶接性が要求されることから、膜厚の厚い有機系の
処理ではこれらの特性を満足しがたいという問題があ
る。また、ＳｎやＡｌはそれ自体は耐食性に優れるが、
プレス時のかじり部に対してはめっき層の健全性が保た
れていないことが多く、耐食性が十分に発揮されない等
の懸念がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的にはめ
っき金属であるＳｎやＡｌ系めっき層自体で耐食性を確
保する思想ではある。しかし、プレス疵の抑制や接合性
および塗装性を確保するために、後処理皮膜にその機能
を持たせるべく構成を検討してきた。当然今回の狙いで
あるＰｂ，Ｃｒを全く使用することのないめっき種であ
り、後処理皮膜を選定した。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
後処理皮膜は、基本的にはシランカップリング剤、シリ
カおよびケイ酸塩のコロイダルシリカから選ばれる少な
くとも１種のＳｉ化合物、リン酸をベースとする成分、
溶接性、半田性を大きく阻害しない程度の有機樹脂成分
およびプレス加工時の鋼板の流入性を向上させるポリエ
チレンやシリコンＷＡＸ等の潤滑剤を添加したものであ
る。この皮膜は求められる特性により最適化が可能であ
り、半田性、溶接性を重視する場合には樹脂成分を少な
目にすることが、また裸耐食性や高加工性を重視する場
合には樹脂成分を多目に添加することが好ましい。

【０００７】まず半田性，溶接性を重視する皮膜構成に
ついて述べる。接合性重視のため皮膜厚みを高められな
いため長期の裸耐食性にはあまり寄与しないが、短期の
裸耐食性、あるいは弱腐食環境下での裸耐食性は向上す
る。また、塗装密着性に優れ、塗装後の耐食性も向上す
る。更に潤滑剤添加の効果により、絞り比で２．１程度
の加工に耐えることができる。その付着量はシリカ換算
で、１０〜１０００ｍｇ／ｍ² とする。１０ｍｇ／ｍ²
以下では、裸耐食性向上効果、塗装密着性向上効果およ
び潤滑剤保持機能が不十分なために耐プレスカジリ抑制
効果が得られない。一方，付着量が多すぎると半田性、
溶接性に悪影響を及ぼす。従って、付着量はこの範囲に
限定する。

【０００８】シリカの粒径は限定しないが、通常使用さ
れている平均粒径１〜１００μｍコロイダルシリカを使
用することができる。また、Ｐ，Ｃの量も特に限定する
ものではないが、Ｐはシリカ量に対して０．１〜１程
度、Ｃはシリカ量に対して０．３以下が好ましい。Ｐと
しては、リン酸、ポリリン酸、その金属化合物、あるい
はホスホン酸あるいはその化合物を使用することで塗料
密着性が更に向上する。

【０００９】ベース成分は上述したもので、これに更に
金属塩を添加することで、特に塗料密着性に改善効果が
得られる。金属塩としては、Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇ，
Ｔｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｚｒの１または２種以
上の塩であることが好ましく、その量は金属換算量の総
計としてシリカ量に対して０．０１〜０．５の比で含有
することで、いっそう優れた特性が得られる。これら塩
の含有量は少なすぎると、十分な塗料密着性効果が得ら
れず、また量が多すぎると液の安定性を害して、液がゲ
ル化しやすくなる、あるいは皮膜が着色し、外観を損ね
るという結果となる。金属塩の種類としては、Ｎｉ系、
あるいはＺｎ系が最も良好な結果を得ているため、これ
らの適用が望ましい。

【００１０】潤滑剤種としては特に限定するものではな
い。潤滑剤を上記で述べてきた処理液中に添加しても悪
影響はない。潤滑剤は皮膜が硬化する時に最表層に押出
される挙動を取る。潤滑剤は皮膜物質と反応しないた
め、樹脂皮膜が下層から硬化し始める時、最終的に表層
に押出されることになる。潤滑剤が表層に富化すること
により、プレス加工性が向上する。その添加量は皮膜量
に対して１ｗｔ％以上が必要である。加工度にもよる
が、１ｗｔ％未満では潤滑効果が発揮されにくい。逆に
２０ｗｔ％を越えると効果は飽和するので、経済性の観
点からは２０ｗｔ％以下が望ましい。本発明で言う潤滑
剤の種類は特に限定するものではない。例えば、エステ
ル系、ポリエチレンワックス系、ステアリン酸系、シリ
コン系、パラフィンワックス系、特殊オレフィン系等が
ある。

【００１１】次に、裸耐食性を重視した皮膜構成につい
て述べる。このとき無機成分と有機成分の複合皮膜とな
るが、無機成分は主にＳｉ化合物であり、ＳｉＯ₂ 換算
で皮膜中１０〜４０％が好ましく、その付着量はＳｉＯ
₂ 換算で１０〜４００ｍｇ／ｍ² とすることが好まし
い。ＳｉＯ₂ が１０％未満であると耐食性と溶接性が低
下し、４０％を超えると塗装密着性が低下する。また、
ＳｉＯ₂ の皮膜付着量として１０ｍｇ／ｍ² 未満では、
裸耐食性、塗装密着性が得られず、付着量が４００ｍｇ
／ｍ² を超えると半田性、溶接性が低下する。従ってＳ
ｉＯ₂ 含有割合、および付着量はこの範囲に限定する。
配合するシリカの粒径は特に限定するものではないが、
通常使用されている平均粒径６〜１００μｍのコロイダ
ルシリカを使用することができる。

【００１２】無機成分として、上述したＳｉ化合物の他
に金属塩を添加することで、裸耐食性、溶接性が向上す
る。金属塩としては、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒから選ばれる少なくとも１種の金属塩
が好ましく、リン酸塩、酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸
塩、塩化物、フッ化物、錯フッ化物などの水可溶性塩で
添加することが好ましい。前記金属塩の含有量が金属に
換算した量の合計量でＳｉＯ₂ に対して０．０１〜０．
１であることが好ましい。０．０１未満であると耐食
性、溶接性向上効果が得られず、０．１を超えると、処
理液の安定性が低下しゲル化したり、皮膜が着色し外観
を損ねたり、皮膜が脆くなったりするため好ましくな
い。

【００１３】更に無機成分として、リン酸を含むことが
好ましく、これにより耐食性が向上する。リン酸の量は
シリカ量に対して０．１〜１．０が好ましく、０．１未
満では耐食性向上効果が得られず、また１．０を超える
と塗装密着性が低下するので好ましくない。リン酸は、
リン酸、ポリリン酸、およびこれらの金属塩、アンモニ
ウム塩で添加する。有機成分では、カチオン性アミノ基
を有するフェノール樹脂を使用することによって、裸耐
食性、塗装密着性、処理液安定性が得られるため好まし
い。カチオン性アミノ基を有するフェノール樹脂として
は特に限定するものではないが、例えば日立化成工業
（株）製のヒタノール７１０２、７１０３、７１０４、
大日本インキ化学工業（株）製のフェノライトＰＥ−６
０２などが挙げられる。潤滑剤成分は前述した通りであ
る。

【００１４】次に、めっき層の組成であるが、Ｓｎをベ
ースとしたときには、Ｚｎ：３〜５０％、Ｍｇ：０．１
〜１０％の１または２種以上を含有させたものが好まし
い。Ｚｎ添加の目的は、めっき層への犠牲防食作用の付
与である。Ｚｎが３％未満ではこの作用が得られにく
い。一方、Ｚｎ量が増大するとＺｎの白錆発生が多くな
っていく。Ｚｎが５０％を超えると、白錆発生が顕著に
なり、この点を上限値とするのがよい。不純物元素とし
て、微量のＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等がありうる。また、Ｍｇ
を添加することでも耐食性の向上効果が得られる。更に
必要に応じ、Ａｌ，ミッシュメタル，Ｓｂ等を添加して
も構わない。

【００１５】Ｓｎ系めっき鋼板の製造法は特に定めない
が、容易に厚目付けを得やすいという意味から溶融めっ
き法が好ましい。溶融めっきプロセスとしては、ゼンジ
マー法、フラックス法があるが、特に製造法も問わな
い。しかし高Ｓｎ組成のＳｎ系めっきで良好な外観を得
るには、Ｎｉ，Ｃｏ系のプレめっきを施すことが好まし
い。これにより、不めっきのない良好なめっきが容易と
なる。このとき、Ｓｎ−Ｚｎ（−Ｍｇ）めっき層と素地
の界面に、Ｎｉ，Ｃｏめっき層、またはこれらを含有す
るＳｎ，Ｚｎ，Ｍｇとの金属間化合物層、あるいはその
両者の複合物からなる層が生成する。この層の厚みは特
に限定しないが、通常１μｍ以下である。

【００１６】Ｓｎ系めっきの付着量は、特性及び製造コ
ストに影響する。当然耐食性のためには付着量が多い方
が、またスポット溶接性、コストのためには付着量が少
ない方が好ましい。これらのバランスする付着量は片面
１５〜５０ｇ／ｍ² 程度であり、この範囲内が好まし
い。例えば、家電等の耐食性をあまり要求されない場合
には、付着量は少な目がよいし、耐食性を重視する自動
車燃料タンク用途では多めが望ましい。本発明による後
処理皮膜は、半田性への影響が従来のクロメートよりも
小さく、従来のクロメート皮膜より良好な半田性を得る
ことができる。

【００１７】次に、Ａｌ系をベースとするときのめっき
層の限定理由を述べる。まず組成であるが、Ａｌをベー
スとし、Ｓｉを３〜１５％含有させたものが好ましい。
このＳｉ添加の目的は、Ａｌ系めっき鋼板で問題となる
合金層の過大な成長を抑制するためである。Ｓｉが３％
未満では合金層が成長しすぎて成形後の耐食性が低下
し、一方、Ｓｉ量が増大しすぎても粗大なＳｉの初晶が
晶出して耐食性を低下させる。Ｓｉが１５％を超える
と、白錆が発生しやすくなり、この点を上限値とするの
がよい。不純物元素として、微量のＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等
がありうる。

【００１８】また、Ｍｇを０．１〜１５％添加すること
で更に耐食性の向上効果が得られる。ＳｉとＭｇを両方
添加することで、めっき層中にＭｇ₂ Ｓｉが生成し、こ
の溶出効果により、大幅に耐食性が向上するという効果
も得られる。Ｍｇ添加でＡｌ系めっき層の耐食性は大幅
に向上するが、剪断端面部の赤錆発生抑制を目的とし
て、更にＺｎを添加してもよい。その添加量は、めっき
付着量の１ｗｔ％未満ではＺｎの効果が得られにくい。
逆に３０ｗｔ％を越えてはＺｎによる犠牲防食能が飽和
してしまう。Ｚｎの添加量は１〜３０ｗｔ％が適当であ
る。更に必要に応じ、Ｓｎ、ミッシュメタル、Ｓｂ等を
添加しても構わない。

【００１９】Ａｌ系めっき鋼板の製造法は特に定めない
が、容易に厚目付けを得やすいという意味から溶融めっ
き法が好ましい。溶融めっきプロセスとしては、ゼンジ
マー法、フラックス法があるが、Ａｌ系めっきの場合は
ゼンジマー法で外観の優れためっきが得られやすい。め
っき前にＮｉ，Ｃｏ系のプレめっきを施しても構わな
い。このとき、Ａｌ−Ｓｉめっき層と素地の界面に、Ｎ
ｉ，Ｃｏ等を含有する合金層が生成する。この層の厚み
は特に限定しないが、５μｍ以下が加工性から好まし
い。

【００２０】Ａｌ系めっきの付着量は、特性及び製造コ
ストに影響する。当然耐食性のためには付着量が多いほ
うが、またスポット溶接性、コストのためには付着量が
少ない方が好ましい。これらのバランスする付着量は片
面１５〜６０ｇ／ｍ² 程度であり、この範囲内が好まし
い。例えば家電等の耐食性をあまり要求されない場合に
は、付着量は少な目がよいし、耐食性を重視する自動車
燃料タンク用途では多めが望ましい。

【００２１】使用するめっき原板の組成は特に限定する
ものではない。しかし、高度な加工性を要求される燃料
タンク材としては、加工性に優れたＩＦ鋼の適用が望ま
しく、さらには溶接後の溶接気密性、二次加工性等を確
保するためにＢを数ｐｐｍ添加した鋼板が望ましい。家
電用途としては、ＩＦ鋼、Ａｌ−ｋ鋼ともに可能であ
る。また鋼板の製造法としては通常の方法によるものと
する。鋼成分は例えば転炉−真空脱ガス処理により調節
されて溶製され、鋼片は連続鋳造法等で製造され、熱間
圧延される。本発明は、後処理を規定したものである
が、後処理皮膜以外にも後処理として、溶融めっき後の
外観均一化処理であるゼロスパングル処理、めっきの改
質処理である焼鈍処理，表面状態，材質の調整のための
調質圧延等があり得るが、本発明においては特にこれら
を限定せず、適用することも可能である。

【００２２】次に実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【実施例】（実施例１）表１に示す成分の鋼を通常の転
炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、通常
の条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍工程を行い、焼
鈍鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板の一部にワ
ット浴でＮｉめっきを１ｇ／ｍ² 施した後、フラックス
法でＳｎ−Ｚｎ（−Ｍｇ）めっきを行った。フラックス
はＺｎＣｌ₂ 水溶液をロール塗布して使用し、Ｚｎの組
成は０〜５５％まで変更した。また、Ｍｇの組成は０〜
１０％まで変更した。めっき後ガスワイピングによりめ
っき付着量を調整した。この鋼板に数種類の後処理を施
した。後処理の種類と組成を表２に示す。なお、後処理
皮膜は全て両面同一処理とした。こうして製造した鋼板
の特性を評価した。このときの評価方法は下に記述した
方法によった。製造条件と性能評価結果を表３に示す。
めっき付着量、後処理皮膜付着量は片面当たりの表示で
あり、後処理については、ＳｉＯ₂ 換算の数値である。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】＜評価方法＞ （１）潤滑性評価 摩擦係数値およびカップ成形により評価した。 〔摩擦係数値〕バウデン法で、荷重５００ｇ，１０ｍｍ
φ鋼球を摺動させた時の摩擦係数を測定 ◎：摩擦係数値 ０．０５以下 ○：摩擦係数値 ０．０５〜０．１０ △：摩擦係数値 ０．１０〜０．２０ ×：摩擦係数値 ０．２０超 〔カップ成形〕絞り比２．１のカップを成形し、縦壁部
に発生するカジリ傷を定性評価 ○：カジリなし △：僅かにカジリ発生 ×：明かにカジリ発生

【００２６】（２）溶接性評価 下記に示す溶接条件でスポット溶接を行い、ナゲット系
が４√ｔを切った時点までの連続打点数を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０Ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型電極，先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 ◎：連続打点７００点超 ○：連続打点５００〜７００点 △：連続打点３００〜５００点 ×：連続打点３００点未満

【００２７】（３）半田性評価 半田広がり性を評価した。使用した半田はＳｎ−Ａｇと
し、フラックスはＺｎＣｌ₂ 水溶液系のものを使用し
た。一定量の半田をフラックスに浸漬し、取り出した後
試験片上に乗せ、加熱したＰｂの上に静かに正置して加
熱した。一定時間経過後、試験片を引上げ、画像解析装
置にて半田広がり面積を測定した。 〔測定条件〕 半田量：５００ｍｇ 温度：３００℃ 保持時間：４５秒 〔評価基準〕 ◎：広がり面積３００ｍｍ² 超 ○：広がり面積２００〜３００ｍｍ² △：広がり面積１００〜２００ｍｍ² ×：広がり面積１００ｍｍ² 以下

【００２８】（４）耐食性評価 耐食性の評価は、家電用途と燃料タンク用途を考え、腐
食環境が緩やかなＨＣＴと厳しいＣＣＴ試験の両者で評
価した。 １）ＨＣＴ 寸法７０×１５０ｍｍの試験片に対してＨＣＴ試験を行
った。 〔評価条件〕４９℃、９５％ＲＨ、７２ｈｒ後の錆発生
状況を観察 〔評価基準〕 ○：赤錆発生無し、白変、白錆発生１％未満 △：赤錆発生無し、白変、白錆発生１〜１０％ ×：白変，白錆発生１０％超，または赤錆発生

【００２９】２）ＣＣＴ 油圧成型試験機により、直径３０ｍｍ、深さ２０ｍｍの
平底円筒絞り加工した試料を、ＪＡＳＯ（自動車技術会
による自動車規格）Ｍ６１０−９２自動車部品外観腐食
試験法により評価した。 〔評価条件〕 試験期間：１４０サイクル（４６日） 〔評価基準〕 ◎：赤錆発生０．１％未満 ○：赤錆発生０．１〜１％または白錆発生有り △：赤錆発生１超〜５％または白錆目立つ ×：赤錆発生５％超または白錆顕著

【００３０】（５）塗装性 寸法７０×１５０ｍｍの試験片にスプレー塗装を行っ
た。塗料は祐光社アクリーＴＫブラックを使用し、膜厚
２０μｍ、焼付け時間１４０℃×２０分とした。次に試
料にクロスカットを入れ、５５℃の５％ＮａＣｌ中に１
０日間浸漬後、テーピングして、塗料の剥離幅により塗
料の二次密着性を評価した。 〔評価基準〕 ○：剥離幅５ｍｍ以下 △：剥離幅５超〜７ｍｍ ×：剥離幅７ｍｍ超

【００３１】

【表３】

【００３２】比較例１のように後処理皮膜の付着量が薄
すぎる場合には、潤滑性、溶接性、塗料密着性に劣る。
一方比較例２のように、後処理皮膜付着量が多すぎる場
合にも溶接性はやや劣り、更に半田性も劣る。また、本
発明例１のようにＺｎを含有しない純Ｓｎめっきの場
合、ＣＣＴのような過酷な試験において赤錆を発生しや
すく、本発明例８のようにＺｎ量が多すぎても、今度は
Ｚｎに起因する白錆を発生しやすくなる。一方、本発明
例１２のように、めっきの付着量が多いとき、本発明例
１９のように後処理皮膜の付着量が多いときには、溶接
性が劣化する傾向にある。

【００３３】本発明例２０〜２２のＭｇ含有めっき層で
も高耐食性が得られ、本発明例２３，２４では、Ｚｎと
Ｍｇの混合含有めっきも高耐食性を有することがわか
る。後処理皮膜として金属塩が含まれないＡを使用した
とき（本発明例１３）、後処理皮膜の付着量が少ないと
き（本発明例１６）は、塗装密着性がやや劣化する。こ
れらの諸条件が適正であると、潤滑性、溶接性、半田
性、塗装密着性、耐食性全てに優れる。比較例３との比
較で分かるように、耐食性自体はクロメート処理のもの
にやや劣る傾向にあるが、従来より使用されているＰｂ
−Ｓｎめっきとは同レベルであり、実用上の支障は無
い。比較例３，４は潤滑性不足であり、かつＣｒ，Ｐｂ
という環境負荷物質を使用している。

【００３４】（実施例２）実施例１と同じＳｎ−Ｚｎめ
っき鋼板を使用し、後処理皮膜のみ変更した。後処理の
種類を表４に示す。Ａ〜Ｄの後処理液は乾燥固形分１０
％（１１０℃×２時間乾燥）であり、醋酸とアンモニア
で適宜ｐＨを調整した。なお、後処理皮膜は全て両面同
一処理とした。こうして製造した鋼板の特性を評価し
た。このときの評価方法も実施例１の方法と同一であ
る。製造条件と性能評価結果を表５に示す。めっき付着
量、後処理皮膜付着量は片面当たりの表示であり、後処
理については、ＳｉＯ₂ 換算の数値である。

【００３５】

【表４】

【００３６】

【表５】

【００３７】実施例２は、実施例１と比較して、全般に
半田性が低下し、耐食性が向上する傾向にある。比較例
１のように後処理皮膜の付着量が薄すぎる場合には、潤
滑性、溶接性、塗料密着性に劣る。一方比較例２のよう
に、後処理皮膜付着量が多すぎる場合にも溶接性は劣
り、更に半田性も劣る。また、本発明例９のように、め
っきの付着量が少ないときはやや半田性に劣る傾向にあ
り、逆にめっき付着量が多い本発明例１１，１２は溶接
性がやや低下する。本発明例２０〜２２のＭｇ含有めっ
き層でも高耐食性が得られ、本発明例２３，２４では、
ＺｎとＭｇの混合含有めっきも高耐食性を有することが
わかる。

【００３８】一方、本発明例１６のように後処理皮膜の
付着量が少ないときや本発明例１３のように皮膜の組成
が適正でないときにはやや塗装性に劣り、本発明例１７
〜１９のように皮膜が厚すぎると半田性が劣化する。こ
れらの諸条件が適正であると、潤滑性、溶接性、半田
性、塗装密着性、耐食性全てに優れる。比較例３との比
較で分かるように、半田性はクロメート処理のものにや
や劣る傾向にあるが、フラックスの選定等を適宜選べば
実用上は支障無い物と予想される。比較例３，４は潤滑
性不足であり、かつＣｒ，Ｐｂという環境負荷物質を使
用している。

【００３９】（実施例３）実施例１の表１に示す鋼成分
の冷延鋼板を材料として、ゼンジマー方式の溶融Ｓｎ−
８％Ｚｎめっきを行った。溶融Ｓｎ−Ｚｎめっきは無酸
化炉−還元炉タイプのラインを使用し、焼鈍もこの溶融
めっきライン内で行った。焼鈍温度は８００〜８５０℃
とした。めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片
面４０ｇ／ｍ² に調節した。この際のめっき温度は２８
０℃とした。更に、表２のＢ液を使用して後処理を片面
当たりシリカ換算で６０ｍｇ／ｍ² 施した。こうして製
造した鋼板の特性を実施例１の方法で評価したところ、
潤滑性、溶接性、半田性、ＨＣＴ、ＣＣＴ、耐食性、塗
装密着性ともに○の評価であり、良好な特性を示した。

【００４０】（実施例４）実施例１の表１に示す成分の
鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片と
した後、通常の条件で熱間圧延、冷間圧延工程を行い、
冷延鋼板（板厚０．８ｍｍ）を得た。この鋼板にＮＯＦ
−ＲＦタイプの溶融めっきラインでＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
（−Ｚｎ）めっきを行った。めっき後ガスワイピングに
よりめっき付着量を調整した。めっき浴には、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｚｎ以外に不純物として鋼板等から溶出する
Ｆｅが約１〜２％含有されていた。こうして製造しため
っき鋼板を種々の粗度を有するロールで調質圧延して表
面粗度を調節した。この鋼板に数種類の後処理を施し
た。後処理の種類と組成を表６に示す。なお、後処理皮
膜は全て両面同一処理とした。こうして製造した鋼板の
特性を評価した。このときの評価方法は下に記述した方
法によった。製造条件と性能評価結果を表７に示す。め
っき付着量、後処理皮膜付着量は片面当たりの表示であ
り、後処理については、ＳｉＯ₂ 換算の数値である。

【００４１】

【表６】

【００４２】

【表７】

【００４３】＜評価方法＞ （１）潤滑性評価 摩擦係数値およびカップ成形により評価した。 〔摩擦係数値〕バウデン法で、荷重５００ｇ、１０ｍｍ
φ鋼球を摺動させた時の摩擦係数を測定 ◎：摩擦係数値 ０．０５以下 ○：摩擦係数値 ０．０５〜０．１０ △：摩擦係数値 ０．１０〜０．２０ ×：摩擦係数値 ０．２０超 〔カップ成形〕絞り比２．１のカップを成形し、縦壁部
に発生するカジリ傷を定性評価 ○：カジリなし △：僅かにカジリ発生 ×：明かにカジリ発生

【００４４】（２）溶接性評価 下記に示す溶接条件でスポット溶接を行い、ナゲット系
が４√ｔを切った時点までの連続打点数を評価した。 〔溶接条件〕 溶接電流：１０ＫＡ 加圧力：２４０Ｋｇ 溶接時間：１２サイクル（６０Ｈｚ） 電極：ドーム型電極、先端径６ｍｍ 〔評価基準〕 ◎：連続打点７００点超 ○：連続打点５００〜７００点 △：連続打点３００〜５００点 ×：連続打点３００点未満

【００４５】（３）耐食性評価 耐食性の評価は、家電用途と燃料タンク用途を考え、腐
食環境が緩やかなＨＣＴと厳しいＣＣＴ試験の両者で評
価した。 １）ＨＣＴ寸法７０×１５０ｍｍの試験片に対してＨＣ
Ｔ試験を行った。 〔評価条件〕４９℃、９５％ＲＨ、７２ｈｒ後の錆発生
状況を観察 〔評価基準〕 ○：赤錆発生無し、白変、白錆発生１％未満 △：赤錆発生無し、白変、白錆発生１〜１０％ ×：白変、白錆発生１０％超，または赤錆発生

【００４６】２）ＣＣＴ 油圧成型試験機により、直径３０ｍｍ、深さ２０ｍｍの
平底円筒絞り加工した試料を、ＪＡＳＯ（自動車技術会
による自動車規格）Ｍ６１０−９２自動車部品外観腐食
試験法により評価した。 〔評価条件〕 試験期間：１４０サイクル（４６日） 〔評価基準〕 ◎：赤錆発生０．１％未満 ○：赤錆発生０．１〜１％または白錆発生有り △：赤錆発生１超〜５％または白錆目立つ ×：赤錆発生５％超または白錆顕著

【００４７】（４）塗装性 寸法７０×１５０ｍｍの試験片にスプレー塗装を行っ
た。塗料は祐光社アクリーＴＫブラックを使用し、膜厚
２０μｍ、焼付け時間１４０℃×２０分とした。次に試
料にクロスカットを入れ、５５℃の５％ＮａＣｌ中に１
０日間浸漬後、テーピングして、塗料の剥離幅により塗
料の二次密着性を評価した。 〔評価基準〕 ○：剥離幅５ｍｍ以下 △：剥離幅５超〜７ｍｍ ×：剥離幅７ｍｍ超

【００４８】比較例１のように後処理皮膜の付着量が薄
すぎる場合には、潤滑性、溶接性、塗料密着性に劣る。
一方、比較例２のように、後処理皮膜付着量が多すぎる
場合にも溶接性はやや劣る。また、本発明例１のように
Ｓｉ量が低いＡｌめっきの場合、合金層が成長しやす
く、ＣＣＴのように加工後過酷な試験を受けると赤錆を
発生しやすくなる。一方、本発明例４，６〜９，１７〜
２０のように、めっき層中にＭｇやＺｎを含有すること
により耐食性が向上する。後処理皮膜として金属塩が含
まれないＡを使用したとき（本発明例１０）、後処理皮
膜の付着量が少ないとき（本発明例１３）は、塗装密着
性がやや劣化する。これらの諸条件が適正であると、潤
滑性、溶接性、半田性、塗装密着性、耐食性全てに優れ
る。比較例３，４は潤滑性不足であり、かつ、Ｃｒ，Ｐ
ｂという環境負荷物質を使用している。

【００４９】（実施例５）実施例４と同じＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ（−Ｚｎ）めっき鋼板を使用し、後処理皮膜のみ変
更した。後処理の種類と組成を表８に示す。Ａ〜Ｄの後
処理液は乾燥固形分１０％（１１０℃×２時間乾燥）で
あり、酢酸とアンモニアで適宜ｐＨを調整した。なお、
後処理皮膜は全て両面同一処理とした。こうして製造し
た鋼板の特性を評価した。このときの評価方法も実施例
４の方法と同一である。但し、表面粗度は後処理皮膜を
塗布する前に測定した。製造条件と性能評価結果を表９
に示す。めっき付着量、後処理皮膜付着量は片面当たり
の表示であり、後処理については、ＳｉＯ₂ 換算の数値
である。

【００５０】

【表８】

【００５１】

【表９】

【００５２】比較例１のように後処理皮膜の付着量が薄
すぎる場合には、潤滑性、溶接性、塗料密着性に劣る。
一方比較例２のように、後処理皮膜付着量が多すぎる場
合にも溶接性は劣る。また、めっき付着量が多い本発明
例１１は溶接性がやや低下する。一方、本発明例１３の
ように後処理皮膜の付着量が少ないときや本発明例１０
のように皮膜の組成が適正でないときにはやや塗装性に
劣り、本発明例１５，１６のように皮膜が厚すぎると溶
接性が劣化する。諸条件が適正であると、潤滑性、溶接
性、塗装密着性、耐食性全てに優れる。比較例３，４は
潤滑性不足であり、かつＣｒ，Ｐｂという環境負荷物質
を使用している。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、Ｐｂ，Ｃｒといった環境負荷
物質を全く使用することなく、潤滑性，溶接性、半田
性、耐食性に優れたＳｎ系およびＡｌ系表面処理鋼板を
提供するものであり、産業上の寄与は大きい。 特許出願人 新日本製鐡株式会社代理人 弁理士
椎 名 彊

フロントページの続き (72)発明者 布田 雅裕 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K026 AA09 AA10 AA13 AA22 BA01 BA03 BA08 BB04 BB06 BB08 BB09 CA16 CA18 CA26 CA32 CA33 CA39 CA41 DA15 4K027 AA02 AA05 AA22 AB02 AB05 AB09 AB46 AB48 AC82 AE03 AE21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｎ，Ｓｎ合金，Ａｌ，Ａｌ合金めっき
   の表面にＣｒを含有せず、ＳｉＯ₂ 換算で１０〜１００
   ０ｍｇ／ｍ² のＳｉ，ＰおよびＣと皮膜量の１ｗｔ％以
   上の潤滑剤を含有する後処理皮膜を施したことを特徴と
   するＳｎ系，Ａｌ系めっき鋼板。
2. 【請求項２】 後処理皮膜中に、Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍ
   ｇ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｚｒの１または２
   種以上の塩を、金属換算量の総計としてＳｉＯ₂ 量に対
   して０．０１〜０．５の比で含有することを特徴とする
   請求項１に記載のＳｎ系、Ａｌ系めっき鋼板。
3. 【請求項３】 めっき層の組成が、Ｚｎ：３〜５０％、
   Ｍｇ：０．１〜１０％の１または２種以上を含有し、残
   部がＳｎ及び不可避的不純物であることを特徴とする請
   求項１〜２に記載のＳｎ系めっき鋼板。
4. 【請求項４】 めっき層の組成が、Ｓｉ：３〜１５％、
   Ｍｇ：０．１〜１５％、Ｚｎ：１〜３０％の１または２
   種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物である
   ことを特徴とする請求項１〜２に記載のＡｌ系めっき鋼
   板。