JPH0457754B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0457754B2 JPH0457754B2 JP16295288A JP16295288A JPH0457754B2 JP H0457754 B2 JPH0457754 B2 JP H0457754B2 JP 16295288 A JP16295288 A JP 16295288A JP 16295288 A JP16295288 A JP 16295288A JP H0457754 B2 JPH0457754 B2 JP H0457754B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- alloy
- plated steel
- cell
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は耐食性、耐プレスパウダリング性及び
表面外観に優れ、自動車、家電用途に好適なZn
−Ni系合金めつき鋼板の製造方法に関する。 （従来の技術） Zn−Ni系合金めつき鋼板としては、既にNi含
有量３〜23％のZn−Ni，Zn−Ni−Co，Zn−Ni
−Fe−Cr，Zn−Ni−Crなどや、これらに必要に
応じてCo，Cr，Fe，Mn，Mo，Sn，Cu，Pbな
どの１種もしくは２種以上を含ませた鋼板、また
はこれらの各種合金めつき層中にSiO2，TiO2，
Al2O3，ZrO2，Ta2O5，NbO，Cr2O3等の酸化物
やBaCrO4，PbCrO4などのクロム酸化合物を１
種もしくは２種以上含ませた複合めつき系Zn−
Ni合金めつき鋼板が提案され、一部実用化され
ている。 Zn−Ni系合金めつき鋼板の製造方法に関して
は、Metal Finishing 12，52−（1972）にも述べ
られているように、古くからすでに数多くの提案
がなされて来た。我国においても、特公昭62−
15635号公報（Zn−Ni合金めつき鋼板の製造方
法）、特公昭57−33347号公報（Zn−Co−Ni合金
めつき鋼板の製造方法）、特公昭58−39236号公報
（SrSO4含有浴によるZn−Ni合金めつき鋼板の製
造方法）、特公昭61−38274号公報（加工性、耐食
性に優れたNi−Zn合金めつき鋼板の製造方法）、
特公昭62−6760号公報（酸化物複合めつき鋼板の
製造方法）などが開示されている。 （発明が解決しようとする課題） しかし、これら従来より提案されてきた製造技
術をもつてしても、実ライン生産においては安定
した品質を確保することは困難である。特に、耐
食性、プレス時のパウダリング性、表面外観の点
で問題となることが多い。 このようなZn−Ni系合金めつきの実用化レベ
ルでの品質の不安定さは、Zn−Ni系合金めつき
そのものの基本的問題、すなわち、Znめつき
に比較してめつき金属の析出効率が悪い（電流効
率で90％以下になり、その分H2ガスが発生す
る）、めつき層にピンホールが発生しやすい、
めつき組成が深さ方向で不均一になりやすい、
めつき表面にすじ模様が出やすいという問題点
に起因するところが大である。 本発明は上記問題を解決するものであり、同じ
めつき材料を使用して、いかにして高耐食性を示
すZn−Ni系合金めつき鋼板を製造するかを目標
としたものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、鋼板のZn−Ni系合金めつき方法に
おいて、Ni2+濃度を10g／ｌ以上、Zn2+濃度を
15g／ｌ以上とし、かつNi2+とZn2+のモル濃度比
を0.48〜1.48に、PHを0.5〜4.5に、さらに浴温を
50℃以上に調整すると共に、鋼板と平行に電極を
設置しためつきセルで、めつき液の鋼板界面での
接線流速を5m／min以下に設定し、40A／dm2以
上の電流密度でめつきを行なうと同時に、めつき
セルの中央部にめつき電流をカツトし、かつ周囲
の液圧よりも水柱にて100mm以上加圧されたゾー
ンを設けることを特徴とする耐食性、耐プレスパ
ウダリング性及び表面外観に優れたZn−Ni系合
金めつき鋼板の製造方法である。 （作用） 本発明は低Ni濃度めつき浴を使用して高温、
低PH、低界面流速、水素ガス除去と高電流密度め
つきを組合せたものである。本発明はめつき中に
発生する水素ガスによるめつき層のピンホールを
減らし、水素のめつき層へのとじこめによる脆化
を減らすために、めつき浴中のZn2+イオン濃度
を高めにし、かつめつき面界面でのPH上昇を安定
に保持し、めつき界面の流速を5m／min以下に
押え、大電流密度でめつきを行ない、しかもめつ
き中に発生した水素をめつき層内に設けた加圧セ
クシヨンでめつき面から積極的に除去する。 本発明について更に具体的に述べる。 まず、めつき浴としては、耐食性の良好なNi
含有率３〜23％のZn−Ni系合金めつきを得るこ
とを前提として、耐食性、プレスパウダリング
性、表面外観の全てに悪影響を及ぼす水素ガスの
発生を極力抑制し、かつ高電流密度めつきに適し
た条件とする。すなわち、第１にNi2+，Zn2+の
濃度はNi2+10g／ｌ以上、Zn2+15g／ｌ以上とす
る。いずれも下限未満では100A／dm2以上の高
電流密度域で水素ガスの発生が多くなる。上限は
特に定めないが、あまり多いと沈澱の恐れを生じ
るので、Ni2+，Zn2+ともに100g／ｌ以下と、合
計濃度で30〜100g／ｌとするのが好ましい。第
２にNi2+／Zn2+モル濃度比は0.48〜1.48とする。
これは、特公昭62−15635号公報に示された範囲
よりも低い（Zn2+の比率が高い）が、この範囲
で電析に際して水素過電圧が上昇し、水素ガスの
発生が押えられる。また、モル濃度比0.48未満で
はめつき層のNi含有率が低くなりすぎる。より
好ましい範囲は0.6〜1.3である。第３にPHは0.5〜
4.5とする。PH0.5未満では水素ガス発生が多くな
り、4.5超ではめつき時の鋼板界面のPHＨが水酸
化物生成領域に入り、耐食性低下を招く。より好
ましい範囲は0.8〜2.5である。第４に浴温は50℃
以上とする。水素ガス発生抑制のためにNi2+／
Zn2+濃度比を低めに設定すると、当然めつき層
中のNi含有率が低下するので、これを補うため
に浴温を50℃以上にする必要がある。水素ガス発
生抑制の点では、更に60〜95℃の高浴温が好まし
い。 次に、鋼板界面でのめつき液の接線流速は
5m／min以下とする。水素ガスの迅速な除去と
いう点では大きい方がよいが、5m／min超では
めつき表面にすじ模様が発生し易いので5m／
min以下とし、好ましくは１〜5m／minとする。
めつき時の電流密度は40A／dm2以上とする。電
流密度40A／dm2未満では合金組成が不均一とな
りやすく、プレス時のパウダリング性が低下す
る。合金組成の均一化という点では50〜300A／
dm2が好ましい。 めつきセルとしては、セル中央部にめつき電流
をカツトし、かつ周囲の液圧よりも水柱にて100
mm以上加圧されたゾーンを設けたセルを使用す
る。こうすることによりめつき層中への水素のと
じこめやめつき面への水素気泡の長期付着による
耐食性低下を防ぐことができる。加圧が100mm未
満ではこの効果が不十分である。好ましい範囲は
100〜500mmである。 第１図に本発明を実施するために使用する代表
的なめつきセルの構造を示す。スリツト部６より
めつき液が供給され、電極４およびパツド５と鋼
板３の間にめつき液が充満され、一定の流速でコ
ンダクターロール１またはバツクアツプロール２
に向かつてめつき液が流れる。セル中央部に配さ
れたパツド５の部分でめつき電流がカツトされ、
かつこの部分の液圧が電極４の部分の液圧よりも
高くなる。パツド５部の液圧の加圧幅はパツド５
の長さやスリツト部６のめつき液の流量で調節す
ることができる。めつきセルとしては第１図に示
した横型だけではなく、縦型も使用できる。 本発明は、Zn，Niを主成分として、必要に応
じてCo，Cr，Fe，Mn，Mo，Sn，Cu，Pbなど
の金属イオンを１種もしくは２種以上含むZn−
Ni系合金めつき鋼板の製造、またはこれら合金
めつき層中にSiO2，TiO2，Al2O3，ZrO2，
Ta2O5，NbO，Cr2O3等の酸化物、SiC，Si3N4，
BN等のセラミツクス化合物、BaCrO4，PbCrO4
などのクロム酸化合物を１種もしくは２種以上含
む複合めつき系Zn−Ni合金めつき鋼板の製造に
適用できる。また、めつき浴は硫酸塩浴、塩化物
浴、これらの混合浴のいずれでもよく、
Na2SO4，（NH4）2SO4，NaClなどの電導助剤を
含ませてもよい。 （実施例） 横型のめつき層３つを備える連続電気めつきラ
インで0.8mm厚×150mm幅の冷延鋼板にZn−Ni系
合金めつきを連続的に施した。めつき浴としては
硫酸塩浴を用い、めつき量は20g／m2とした。め
つきセルとしては第１図に示す構造のセルを用
い、パツドの長さおよびスリツト部のめつき液の
流量を変化させることによりセル中央部（パツド
部）の加圧幅を調節した。 第１表にめつき条件および評価結果をまとめて
示す。ここで、第１表の１−１〜１−23が実施
例、２−１〜２−９が比較例である。なお、Ni
含有率はいずれも９〜15％内にあつた。評価の基
準は以下の通りである。 ［耐食性］ 浸漬型リン酸塩処理（処理時間２分）およびカ
チオン電着塗装（膜厚20μ）を施した後、クロス
カツト傷を入れ、塩水噴霧30分（JIS Z2371）と
乾燥１時間（70℃，RH.40％）を１サイクルとす
る腐食試験を100サイクル行ない、クロスカツト
部の塗膜ふくれについて評価した。 ふくれ幅 ２mm以下 ○ ふくれ幅 ２〜５mm △ ふくれ幅 ５mm以上 × ［耐プレスパウダリング性］ 50mmφ×25mmＨの円筒プレス加工を行ない、試
験前後の重量差を剥離量として評価した。 剥離量 １mg以下 ○ 剥離量 １〜３mg △ 剥離量 ３mg以上 × ［表面外観］ 筋ムラ、色ムラについて目視で評価した。 ムラ無し ○ 色ムラ有り △ 筋ムラ有り × 第１表から明らかなように、実施例の耐食性、
耐プレスパウダリング性、表面外観は比較例に対
しいずれも良好であつた。
表面外観に優れ、自動車、家電用途に好適なZn
−Ni系合金めつき鋼板の製造方法に関する。 （従来の技術） Zn−Ni系合金めつき鋼板としては、既にNi含
有量３〜23％のZn−Ni，Zn−Ni−Co，Zn−Ni
−Fe−Cr，Zn−Ni−Crなどや、これらに必要に
応じてCo，Cr，Fe，Mn，Mo，Sn，Cu，Pbな
どの１種もしくは２種以上を含ませた鋼板、また
はこれらの各種合金めつき層中にSiO2，TiO2，
Al2O3，ZrO2，Ta2O5，NbO，Cr2O3等の酸化物
やBaCrO4，PbCrO4などのクロム酸化合物を１
種もしくは２種以上含ませた複合めつき系Zn−
Ni合金めつき鋼板が提案され、一部実用化され
ている。 Zn−Ni系合金めつき鋼板の製造方法に関して
は、Metal Finishing 12，52−（1972）にも述べ
られているように、古くからすでに数多くの提案
がなされて来た。我国においても、特公昭62−
15635号公報（Zn−Ni合金めつき鋼板の製造方
法）、特公昭57−33347号公報（Zn−Co−Ni合金
めつき鋼板の製造方法）、特公昭58−39236号公報
（SrSO4含有浴によるZn−Ni合金めつき鋼板の製
造方法）、特公昭61−38274号公報（加工性、耐食
性に優れたNi−Zn合金めつき鋼板の製造方法）、
特公昭62−6760号公報（酸化物複合めつき鋼板の
製造方法）などが開示されている。 （発明が解決しようとする課題） しかし、これら従来より提案されてきた製造技
術をもつてしても、実ライン生産においては安定
した品質を確保することは困難である。特に、耐
食性、プレス時のパウダリング性、表面外観の点
で問題となることが多い。 このようなZn−Ni系合金めつきの実用化レベ
ルでの品質の不安定さは、Zn−Ni系合金めつき
そのものの基本的問題、すなわち、Znめつき
に比較してめつき金属の析出効率が悪い（電流効
率で90％以下になり、その分H2ガスが発生す
る）、めつき層にピンホールが発生しやすい、
めつき組成が深さ方向で不均一になりやすい、
めつき表面にすじ模様が出やすいという問題点
に起因するところが大である。 本発明は上記問題を解決するものであり、同じ
めつき材料を使用して、いかにして高耐食性を示
すZn−Ni系合金めつき鋼板を製造するかを目標
としたものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、鋼板のZn−Ni系合金めつき方法に
おいて、Ni2+濃度を10g／ｌ以上、Zn2+濃度を
15g／ｌ以上とし、かつNi2+とZn2+のモル濃度比
を0.48〜1.48に、PHを0.5〜4.5に、さらに浴温を
50℃以上に調整すると共に、鋼板と平行に電極を
設置しためつきセルで、めつき液の鋼板界面での
接線流速を5m／min以下に設定し、40A／dm2以
上の電流密度でめつきを行なうと同時に、めつき
セルの中央部にめつき電流をカツトし、かつ周囲
の液圧よりも水柱にて100mm以上加圧されたゾー
ンを設けることを特徴とする耐食性、耐プレスパ
ウダリング性及び表面外観に優れたZn−Ni系合
金めつき鋼板の製造方法である。 （作用） 本発明は低Ni濃度めつき浴を使用して高温、
低PH、低界面流速、水素ガス除去と高電流密度め
つきを組合せたものである。本発明はめつき中に
発生する水素ガスによるめつき層のピンホールを
減らし、水素のめつき層へのとじこめによる脆化
を減らすために、めつき浴中のZn2+イオン濃度
を高めにし、かつめつき面界面でのPH上昇を安定
に保持し、めつき界面の流速を5m／min以下に
押え、大電流密度でめつきを行ない、しかもめつ
き中に発生した水素をめつき層内に設けた加圧セ
クシヨンでめつき面から積極的に除去する。 本発明について更に具体的に述べる。 まず、めつき浴としては、耐食性の良好なNi
含有率３〜23％のZn−Ni系合金めつきを得るこ
とを前提として、耐食性、プレスパウダリング
性、表面外観の全てに悪影響を及ぼす水素ガスの
発生を極力抑制し、かつ高電流密度めつきに適し
た条件とする。すなわち、第１にNi2+，Zn2+の
濃度はNi2+10g／ｌ以上、Zn2+15g／ｌ以上とす
る。いずれも下限未満では100A／dm2以上の高
電流密度域で水素ガスの発生が多くなる。上限は
特に定めないが、あまり多いと沈澱の恐れを生じ
るので、Ni2+，Zn2+ともに100g／ｌ以下と、合
計濃度で30〜100g／ｌとするのが好ましい。第
２にNi2+／Zn2+モル濃度比は0.48〜1.48とする。
これは、特公昭62−15635号公報に示された範囲
よりも低い（Zn2+の比率が高い）が、この範囲
で電析に際して水素過電圧が上昇し、水素ガスの
発生が押えられる。また、モル濃度比0.48未満で
はめつき層のNi含有率が低くなりすぎる。より
好ましい範囲は0.6〜1.3である。第３にPHは0.5〜
4.5とする。PH0.5未満では水素ガス発生が多くな
り、4.5超ではめつき時の鋼板界面のPHＨが水酸
化物生成領域に入り、耐食性低下を招く。より好
ましい範囲は0.8〜2.5である。第４に浴温は50℃
以上とする。水素ガス発生抑制のためにNi2+／
Zn2+濃度比を低めに設定すると、当然めつき層
中のNi含有率が低下するので、これを補うため
に浴温を50℃以上にする必要がある。水素ガス発
生抑制の点では、更に60〜95℃の高浴温が好まし
い。 次に、鋼板界面でのめつき液の接線流速は
5m／min以下とする。水素ガスの迅速な除去と
いう点では大きい方がよいが、5m／min超では
めつき表面にすじ模様が発生し易いので5m／
min以下とし、好ましくは１〜5m／minとする。
めつき時の電流密度は40A／dm2以上とする。電
流密度40A／dm2未満では合金組成が不均一とな
りやすく、プレス時のパウダリング性が低下す
る。合金組成の均一化という点では50〜300A／
dm2が好ましい。 めつきセルとしては、セル中央部にめつき電流
をカツトし、かつ周囲の液圧よりも水柱にて100
mm以上加圧されたゾーンを設けたセルを使用す
る。こうすることによりめつき層中への水素のと
じこめやめつき面への水素気泡の長期付着による
耐食性低下を防ぐことができる。加圧が100mm未
満ではこの効果が不十分である。好ましい範囲は
100〜500mmである。 第１図に本発明を実施するために使用する代表
的なめつきセルの構造を示す。スリツト部６より
めつき液が供給され、電極４およびパツド５と鋼
板３の間にめつき液が充満され、一定の流速でコ
ンダクターロール１またはバツクアツプロール２
に向かつてめつき液が流れる。セル中央部に配さ
れたパツド５の部分でめつき電流がカツトされ、
かつこの部分の液圧が電極４の部分の液圧よりも
高くなる。パツド５部の液圧の加圧幅はパツド５
の長さやスリツト部６のめつき液の流量で調節す
ることができる。めつきセルとしては第１図に示
した横型だけではなく、縦型も使用できる。 本発明は、Zn，Niを主成分として、必要に応
じてCo，Cr，Fe，Mn，Mo，Sn，Cu，Pbなど
の金属イオンを１種もしくは２種以上含むZn−
Ni系合金めつき鋼板の製造、またはこれら合金
めつき層中にSiO2，TiO2，Al2O3，ZrO2，
Ta2O5，NbO，Cr2O3等の酸化物、SiC，Si3N4，
BN等のセラミツクス化合物、BaCrO4，PbCrO4
などのクロム酸化合物を１種もしくは２種以上含
む複合めつき系Zn−Ni合金めつき鋼板の製造に
適用できる。また、めつき浴は硫酸塩浴、塩化物
浴、これらの混合浴のいずれでもよく、
Na2SO4，（NH4）2SO4，NaClなどの電導助剤を
含ませてもよい。 （実施例） 横型のめつき層３つを備える連続電気めつきラ
インで0.8mm厚×150mm幅の冷延鋼板にZn−Ni系
合金めつきを連続的に施した。めつき浴としては
硫酸塩浴を用い、めつき量は20g／m2とした。め
つきセルとしては第１図に示す構造のセルを用
い、パツドの長さおよびスリツト部のめつき液の
流量を変化させることによりセル中央部（パツド
部）の加圧幅を調節した。 第１表にめつき条件および評価結果をまとめて
示す。ここで、第１表の１−１〜１−23が実施
例、２−１〜２−９が比較例である。なお、Ni
含有率はいずれも９〜15％内にあつた。評価の基
準は以下の通りである。 ［耐食性］ 浸漬型リン酸塩処理（処理時間２分）およびカ
チオン電着塗装（膜厚20μ）を施した後、クロス
カツト傷を入れ、塩水噴霧30分（JIS Z2371）と
乾燥１時間（70℃，RH.40％）を１サイクルとす
る腐食試験を100サイクル行ない、クロスカツト
部の塗膜ふくれについて評価した。 ふくれ幅 ２mm以下 ○ ふくれ幅 ２〜５mm △ ふくれ幅 ５mm以上 × ［耐プレスパウダリング性］ 50mmφ×25mmＨの円筒プレス加工を行ない、試
験前後の重量差を剥離量として評価した。 剥離量 １mg以下 ○ 剥離量 １〜３mg △ 剥離量 ３mg以上 × ［表面外観］ 筋ムラ、色ムラについて目視で評価した。 ムラ無し ○ 色ムラ有り △ 筋ムラ有り × 第１表から明らかなように、実施例の耐食性、
耐プレスパウダリング性、表面外観は比較例に対
しいずれも良好であつた。
【表】
【表】
（発明の効果）
以上述べたように、本発明はZn−Ni系合金め
つきの欠点を製造技術的にカバーし、Zn−Ni系
合金めつき本来の品質を安定して得ることのでき
る製造方法であり、Zn−Ni系合金めつき鋼板を
安定供給する上で本発明の利用価値は真に大き
い。
つきの欠点を製造技術的にカバーし、Zn−Ni系
合金めつき本来の品質を安定して得ることのでき
る製造方法であり、Zn−Ni系合金めつき鋼板を
安定供給する上で本発明の利用価値は真に大き
い。
第１図は本発明を実施するために使用する代表
的なめつきセルの構造を示す図である。 １……コンダクターロール、２……バツクアツ
プロール、３……鋼板、４……電極、５……パツ
ド、６……スリツト部。
的なめつきセルの構造を示す図である。 １……コンダクターロール、２……バツクアツ
プロール、３……鋼板、４……電極、５……パツ
ド、６……スリツト部。
１ 鋼板とAl板とを同一のりん酸塩処理ライン
でりん酸塩処理する際に使用するAl板であつて、
表面にZnめつき層、Zn系合金めつき層、または
Fe系合金めつき層のうちいずれかのめつき層を
1g／m2以上の付着量で有することを特徴とする
りん酸塩処理性に優れたAl板。
でりん酸塩処理する際に使用するAl板であつて、
表面にZnめつき層、Zn系合金めつき層、または
Fe系合金めつき層のうちいずれかのめつき層を
1g／m2以上の付着量で有することを特徴とする
りん酸塩処理性に優れたAl板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16295288A JPH0211791A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 耐食性、耐プレスパウダリング性及び表面外観に優れたＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16295288A JPH0211791A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 耐食性、耐プレスパウダリング性及び表面外観に優れたＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211791A JPH0211791A (ja) | 1990-01-16 |
| JPH0457754B2 true JPH0457754B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=15764386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16295288A Granted JPH0211791A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 耐食性、耐プレスパウダリング性及び表面外観に優れたＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0211791A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104005063A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-08-27 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种钢制件电镀锌镍合金的方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16295288A patent/JPH0211791A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211791A (ja) | 1990-01-16 |
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