Factors Controlling the Paint Adhesion of Zinc Alloy Electroplated Steel Sheets Kazumi NISHIMURA, Minoru KITAYAMA and Yasuhiko MIYOSHI Synopsis : Corr

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1 Factors Controlling the Paint Adhesion of Zinc Alloy Electroplated Steel Sheets Kazumi NISHIMURA, Minoru KITAYAMA and Yasuhiko MIYOSHI Synopsis : Corrosion resistance of Zn alloy electroplated steel sheets was investigated using the salt spray test. Unpainted Zn-Ni electroplated steel sheet showed a higher resistance to red rusting than unpainted Zn and Zn-Fe electroplated steel sheets. The corrosion products of Zn-Ni were more stable than those of Zn and Zn-Fe. The corrosion resistance of painted Zn-Fe and Zn-Ni electroplated steel sheets was affected by the composition and the structure of their electrodeposits. The crystal structure of Zn-Fe electrodeposits changed with the composition of electrodeposits and electroplating conditions such as the kind of electroplating solution and current density. The electrodeposit of the small, granular crystals had better corrosion resistance against blistering than the electrodeposit of the big, dendrite crystals. The difference is considered to come from that between the corrosion resistances against OH-ions formed by the cathodic reaction under the paint film.

2 Fig. 1. Corrosion resistance of zinc and zinc alloy plated steels as a function of coating weight. (Salt Spray Test) Fig. 2. X-ray diffraction intensity of corrosion product formed on Zn-Fe and Zn electroplated steels. (Salt Spray Test)

3 Fig. 3. Paint adhesion of Zn-Fe electroplated steel with 20 iim electrodeposited coat. (Salt Spray Test) Fig. 5. Relation between composition of electrodeposits and structure. Fig. 4. Paint adhesion of Zn-Ni electroplated steel with 20 pm electrodeposited coat. (Salt Spray Test)

4 Fig. 7. Schematic figure of corrosion under paint film at a cross scribe. ( 1 ) Fig.6.Paint adhesion of Zn-Fe electroplated steel sheets with various deposit structures. ( 2 ) ( 3 )

5 105 亜 鉛 系め つ ぎ鋼 板 の塗 膜 下 腐 食 の支 配 要因 Photo.1. Characteristic various structures. X-ray images of Zn-Fe (15) electrodeposit 耐 ア ル カ リ性 は,Znめ Table 1. Paint adhesion of electropainted specimens in alkali solution (5% NaOH, 10h). surfaces with つ き鋼 板 よ り も優 れ る.こ れ は, SSTに お け る塗 膜 密 着 性 の結 果と よ く対 応 す る 一 方, SSTに お け る ク ロス カ ッ ト近 傍 の塗 膜 下 を シ ミュ レー トす るた め に,電 着 塗 装 材 を5%NaCl中 極 させ る こ とに よ り界 面pHを で カ ソー ド分 上 昇 させ た 場 合 の 各 め つ き層 の溶 出 景 を 調 べ た 結 果 をTable2に Table 2. Corrosion painted specimens of cathodically in 5% NaCl polarized 場 合 も,Znめ solution. つ き鋼 板 に比 較 して,Zn-Fc, 示 す この Zn-Ni つ き鋼 板 の 方 が 耐 食 性 が 良 好 で あ り,SST,電 め 着塗装 材 を ア ル カ リ溶 液 に 浸 漬 した 場 合 に お け る三 者 の塗 膜 密 着 性 の 結 果 とほ ぼ 対 応 す る結 果が 得 られ た. 以 上 の結 果 よ り,傷 部 近 傍 の塗 膜 下 で カ ソー ド分 趣 下 で生 じる ア ル カ リ溶 液 に対 す る 各 め つ き層 の 耐 食性 が, SSTに 生成物が均 一 に 生 じるた め 塗 膜 密 着 性 が 良 好 とな る. こ 思 わ れ る. れに対 して,結 晶 粒 が デ ン ドラ イ ト状 で 粗 大 で あ る場 合 には,偏 析 したZnの お け る塗 膜密 着性 の 良否 に関 与 して い る もの と 選 択 的 な溶 解 が 起 こ り,塗 膜 密 着 4. 結 論 性が劣 化す る もの と考 え られ る. Znめ 3 4耐 アル カ リ性19) クロス カ ッ トを施 した 電 着 塗 装 材 を5%NaOH溶 に浸潰 したの ち塗 膜 密 着 性 を 調 べ た結 果 をTable 示す.Zn-Feめ つ き鋼 板,Zn-Niめ 液 つ き鋼 板,Zn-Fcめ つ き鋼 板,Zn-Niめ 鋼 板 を 用 い,未 塗 装 材 と塗 装 材 と のSSTに つき お け る腐 食 挙動 の相 違,塗 膜 下 腐 食 の支 配 要 因 に つ い て検 討 した 結 1 に つ き鋼 板 塗 装 材 の 果,次 の こ と が判 明 した. 105

6 1 ) W. FUNKE: Corrosion Control by Organic Coatings, ed. by H. LEIDHEISER, Jr. (1981), p. 97 [NACE] 2) R. W. Zu. RILLA: Corrosion Control by Coatings, ed. by H. LEIDHEISER, Jr. (1979), P. 243 [Science Press] 3) H. LEIDHEISER, Jr.: Corrosion, 39 (1983), p ) J. D. SCANTLEBURY, A. GUISEPPI-ELIE, D. A. EDEN and L. M. CALLOW: Corrosion, 39 (1983), p ) H. TAKAHASHI, Y. SHIROGANE, K.MATSUDO, T. ADANIYA and M. OMURA: SAE Technical Paper (1980), p. 6 8) H. LEIDHEISER, Jr.: Corrosion, 38 (1982), p ) W. G. O'DRISCOLL and B. A. M. Sc.: JISI, 167 (1951), p ) H. OKADA, K. YAMAMOTO and I. ITO: Proc. International Congress on Metallic Corrosion (1972), p ) H. LEIDHEISER, Jr. and I. SUZUKI: J. Electrochem. Soc (1981), p ) J. J. RITTER and J. KRUGER: Corrosion Control by Organic Coatings, ed. by H. LEIDHEISER, Jr. (1981), p. 28 [NACE] 18) M. POURBAIX: Atlas of Electrochemical Equiliblia in Aqueous Solutions (1966), p. 406 [Pergamon Press]

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