JPH0338355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、電気亜鉛メツキ鋼板の柱状結晶防止
方法に関するものである。 詳しくは、高電流密度によりメツキを施す場合
に柱状結晶を防止するものである。 （従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点） 電気亜鉛メツキにおいて、メツキ付着量20ｇ／
m²以下のメツキに際してはメツキ浴組成：
Zn⁺²60ｇ／、H₂SO₄：20ｇ／、助剤100ｇ／
で電流密度120〜130A／ｄm²、ラインスピード
20〜30ｍ／分で操業するのが通例である。 しかして、例えばラインスピードを上げ生産性
を向上させる場合は高電流密度にすることが必要
となる。このように高電流密度にすると、Zn⁺²
の電析において、鋼板表面が不均一であることか
ら電析の起り易い部分と、起り難い部分があり、
電析の起り易い部分での亜鉛の結晶成長が急速に
進行し、表面が凹凸状の柱状結晶となり、この結
晶化はメツキ付着量60ｇ／m²以上の厚メツキで生
じやすく、とりわけ90ｇ／m²以上では顕著にな
る。このようなメツキ製品においては、プレス加
工時のカジリ発生、メツキ密着性等の品質欠陥に
なる等の欠点をともなうものである。 本発明は、このような欠点を有利に解決するた
めなされたものである。 （問題を解決するための手段） 本発明の特徴とするところは、メツキ浴組成と
して、Zn⁺²≧80ｇ／、H₂SO₄≧30ｇ／、電
導度助剤≦50ｇ／の浴で、電流密度100A／ｄ
m²以上の高電流密度でメツキすることを特徴とす
る、電気亜鉛メツキ鋼板の柱状結晶防止方法であ
る。即ち、本発明者等が種々検討した結果、高電
流密度でメツキを施す場合、特にメツキ浴中に
Cu⁺²：0.5ppm以上、P⁺²：0.5ppm以上又はこの
Cu⁺²、Pb⁺²にSn⁺²：2.0ppm、Fe⁺²及び／又は
Fe⁺³：1.0ｇ／以下、Ni⁺²：100ppm以上、
Cr⁺³：50ppm以上、Al⁺³：10ｇ／以上の１種
又は２種以上が不純物として混入していると、柱
状結晶の起り易いことが明らかになつた。 しかして、柱状結晶発生のメカニズムは次のご
とく考えられる。Zn⁺²が鋼板表面に析出する場
合、界面において、PH上昇が起ると、生成した
OH^-とZn⁺²が結合し、Zn（OH）₂となり、これが
還元されて、Znとして析出（メツキ）する。 このとき鋼板表面の不均一性からPH上昇が局部
的に発生し、その部分へのZnの析出が始まると、
その部分に核が形成され、析出が急速に進行す
る。そのため結晶成長が不均一になり、凹凸状の
柱状結晶となる。 この現象は、高電流密度になるほど、又前記の
ごとき不純物が混入している場合には、不純物イ
オンが金属又は水酸化物、酸化物として析出し、
鋼板表面の不均一化を促進するため顕著になる。 そこで、このような柱状結晶を防止するために
は、 (a) Zn⁺²濃度を上げ、析出の不均一性を緩和す
る。 (b) メツキ界面での局部的なPH上昇を抑制するた
め、浴中のH⁺濃度を上げ、H⁺の還元が局部的
に発生してもH⁺が直ちに補給され、過剰な
OH^-を生成しないようにする。 (c) メツキ界面での必要以上のpH上昇を抑制す
るために電導助剤イオン（Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺
等）の濃度限定する。 しかして(a)はZn⁺²の濃度が80ｇ／以上にな
るごとく添加するものであり、その上限として
は、140ｇ／が望ましい。80ｇ／以下では高
電流密度（100A／ｄm²以上）で柱状結晶が発生
しやすく、140ｇ／以上ではZn⁺²の溶解度に難
がある。 (b)は、浴中の遊離H₂SO₄を30ｇ／以上とす
ることにより、達成することができ、その上限と
してはメツキ効率確保の点から50ｇ／以下が好
ましい。(c)については、電導度助剤として、例え
ばNa₂SO₄、K₂、SO₄、（NH₄）₂SO₄等を50ｇ／
以下に調整することにより、OH^-の過剰生成を
確実に防止することができる。この場合電導度確
保の点から下限を15ｇ／とすることが好まし
い。メツキ浴中に存在するCu⁺²、Pb⁺²、Sn⁺²、
Ni⁺²、Cr⁺³、Al⁺³等の金属不純物は、イオン化
傾向の小さいものほど低濃度で電極を起し、析出
した金属が亜鉛の柱状結晶成長の核となる。又イ
オン化傾向の大きい金属は電解によるメツキ界面
付近のPH上昇により水酸化物又は酸化物の皮膜を
形成し、電極面を不均一にすることで亜鉛の柱状
晶が発生し易い環境をつくる。そして一旦柱状晶
が発生したメツキ界面は、その柱状晶の凸部に電
流集中が起り易くなり、亜鉛水酸化物の皮膜形成
と、水酸化物の還元がより速やかに行なわれて、
より一層の柱状晶成長が起る。 しかして、本発明によれば前記のごとき不純物
イオン組成の浴においてもZn⁺²≧80ｇ／、
H₂SO₄≧30ｇ／、電導度助剤≦50ｇ／とす
ることによりメツキ電流によるメツキ界面のPH上
昇が制限されるため、柱状晶が成長しはじめた凸
部にのみ優先的に水酸化亜鉛の皮膜が形成される
現象が抑制され、均一な水酸化亜鉛皮膜が形成さ
れる。従つて、亜鉛の電析も均一に進み厚メツキ
による柱状結晶化の進行を妨げるものである。 このような本発明においては、メツキ浴へ他物
質の添加を施することなく、浴成分調整により、
柱状結晶の生成を抑制するため、メツキへの悪影
響はない。 しかして、本発明によれば、電流密度100〜
250A／ｄm²の高電流密度において確実に柱状結
晶を防止することができるものである。 （実施例） 次に本発明方法の実施例を比較例とともに挙げ
る。

【表】 注１：メツキは水平型電気亜鉛メツキラインで実施。
注２：柱状結晶グレードは、○印：柱状結晶なし、△
印：僅少柱状結晶有(実用上問題なし)、×印：柱状結晶
発生大。
注３：メツキ付着量は90g／m²。
（発明の効果） 本発明を実施することにより、高電流密度によ
り高生産性を維持しつつ柱状結晶の少ない品質の
優れた電気亜鉛メツキ鋼板が有利に製造できる。 又厚メツキの電気亜鉛メツキ鋼板を同様に高電
流密度で製造できる等工業的に大きな効果を奏す
るものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メツキ浴組成として、Zn⁺²≧80ｇ／、
   H₂SO₄≧30ｇ／、電導度助剤≦50ｇ／の浴
   で、電流密度100A／ｄm²以上の高電流密度でメ
   ツキすることを特徴とする、電気亜鉛メツキ鋼板
   の柱状結晶防止方法。