JPH052745B2 - - Google Patents

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JPH052745B2
JPH052745B2 JP59156351A JP15635184A JPH052745B2 JP H052745 B2 JPH052745 B2 JP H052745B2 JP 59156351 A JP59156351 A JP 59156351A JP 15635184 A JP15635184 A JP 15635184A JP H052745 B2 JPH052745 B2 JP H052745B2
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plating
plating layer
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nickel
molybdenum
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Masahiko Ito
Heihachiro Midorikawa
Akira Minato
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は、複層電気亜鉛合金めつき鋼板及びそ
の製造方法に係り、特に耐食性、平滑性に優れた
複層電気亜鉛合金めつき鋼板及びその製造方法に
関する。 〔発明の背景〕 電気亜鉛めつき鋼板は冷間圧延された連続鋼板
を素材として使用されるが、メツキ温度が低いの
で素材の加工性を損わず形状のよいものが得やす
い。そのため、電気亜鉛めつき鋼板は絞り部や、
平坦度の要求される用途に広く使用されている。
例えば建材、自動車、車輛、家電、鉄製家具など
利用分野は広い。 従来、このような電気亜鉛めつき鋼板として
は、亜鉛を主成分として亜鉛の耐食性を改善する
元素として、コバルト、モリブデン、タングステ
ン、鉄、ニツケル、スズ及び鉛など添加した二元
あるいは三元合金めつき層が表面に形成されてい
るものが広く知られている(特公昭47−16522号、
特公昭49−19979号)。 このように鋼板の表面に形成されるZn合金め
つき層では亜鉛の電気防食性に加えて耐食性金属
元素例えばCo、W、Feなどが添加されるので鋼
板の耐食性をさらに改善するのに有効である。 しかしながら鋼板の表面に電気めつき法により
Zn合金めつき層を形成する際には、水素ガスが
発生する傾向にある。この水素ガスが、めつき層
内にピツトを発生させる要因となりそのため従来
のZn合金めつき鋼板では電気めつきの最大の利
点である平滑性が激しく損われるという問題点を
有していた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、鋼板を被覆するめつき層を複
層合金化することにより、高耐食性でかつ平滑性
にとむ複層電気亜鉛合金めつき鋼板およびその製
造方法に提供することにある。 〔発明の概要〕 第1の本発明は鋼板の上に亜鉛からなる第1の
めつき層を形成し、次いで亜鉛を主成分とし、モ
リブデン、ニツケルを含む第2のめつき層を形成
したことを特徴としており、さらに詳しくは、第
1のめつき層の厚さを0.01〜0.1μmとし、その第
1のめつき層の上に重量比にてMo:2%を越え
て50%以下、Ni:0.1〜12%および残部Znからな
る第2のめつき層を形成したことを特徴としてい
る。 さらに、第2の本発明は鋼板の表面を正常に保
持し、該鋼板を酸性電気亜鉛めつき浴からなる第
1のめつき浴中に浸漬し、第1のめつき層を電気
めつき法により形成し、次いで酸性電気亜鉛めつ
き浴にモリブデンの水溶性化合物をモリブデンと
して0.006〜12g/、ニツケルの水溶性化合物
をニツケルとして、0.3〜44g/の範囲で添加
し、かつ該めつき浴のPHを2.0〜6.0の範囲に保持
した第2のめつき浴中で第1のめつき層上に亜鉛
−モリブデン−ニツケルからなる第2の合金めつ
き層を形成することを特徴としている製造方法で
ある。このようにして得られる複層電気亜鉛めつ
き鋼板は、めつき層内に小ピツトを生じることな
く、耐食性および平滑性に優れているものであ
る。以下本発明を詳細に説明する。 本発明に係る複層電気亜鉛合金めつき鋼板は、
鋼板の表面に亜鉛からなる第1のめつき層と亜鉛
を主成分としてモリブデンおよびニツケルを含有
する第2のめつき層を二重に形成してなるもの
で、第1のめつき層の厚さが0.01〜0.1μmであつ
てかつ第2のめつき層の組成が重量比にてMo:
2%を越えて50%以下、Ni:0.1〜12%および残
部Znからなつている。このように第1のめつき
層の厚さを限定した理由は、厚さが0.01μm以下
の場合には鋼板の表面に均一に亜鉛を析出させる
ことが困難であり、そのため第2のめつき層を形
成する際にブローホールの発生を完全に防止する
ことができない。また、0.1μm以上の厚さでは、
次のような不都合が生じる。すなわち第1のめつ
き層と第2のめつき層に傷などの損傷が生じた場
合その電位は鋼板、第2めつき層(Zn−Mo−
Ni)、第1のめつき層(Zn)の順に大きくなり、
第1のめつき層が最も卑な電位となるため亜鉛が
溶出(腐食)しやすくなるという問題がある。そ
して、第1のめつき層の亜鉛が溶出する間は鋼板
および第2のめつき層が電気防食されるが逆に第
1のめつき層の溶出が進み鋼板と第2のめつき層
の間に隙間が形成される。そのため第1のめつき
層の厚さが0.1μm以上となると、隙間が大きいた
め亜鉛の腐食生成物では完全に隙間を埋めること
ができないため隙間腐食を生ずることになる。よ
つて、第1のめつき層の厚さが0.01〜0.1μmの範
囲では上記のような不都合が生じない。なお高速
めつきなどの場合においては、上記膜の厚さ範囲
においてできるだけ薄い方が実用的に好ましい。 次に第2のめつき層について説明する。 第2のめつき層は、亜鉛を主成分としこれに耐
食金属元素例えばモリブデン、ニツケルを添加し
たものであり、腐食環境下において素地を強固に
保護するものである。 第2のめつき層に添加されるモリブデン量は2
%を越え50重量%の範囲が好ましい。モリブデン
は亜鉛層の耐食性を向上する元素であつて、2重
量%を超えれば良好な耐食性の効果が得られる。
まためつき層中のモリブデン量は50重量%以上に
なると、析出金属が粒子状となり、めつき層の緻
密性が劣つて粗雑なめつき層となるので、モリブ
デン量は2%を越え50%の範囲に限定した。 次に、めつき層中のニツケルは、亜鉛と金属間
化合物を形成して、めつき層の腐食速度を小さく
し、耐食性を高める作用を有する。このめつき層
中のニツケル層が0.1重量%以下ではメツキ層中
にモリブデンが存在しても十分な耐食性を発揮す
るには至らない。まためつき層中のニツケル量が
12重量%以上では、めつき層の耐食性が逆に低下
する傾向にあるので、ニツケル量は0.1〜12重量
%の範囲に限定した。以上のように構成してなる
本発明の複層電気亜鉛合金めつき鋼板では優れた
耐食性と平滑性を有している。 次に上記のような複層電気亜鉛合金めつき鋼板
を製造する方法について述べる。この製造方法に
おいて、第1のめつき層および第2のめつき層を
形成する際の電気亜鉛めつき浴は公知の酸性電気
亜鉛めつき浴でよい。例えば塩化物浴、スルフア
ミン酸塩浴などが使用できる。 ここで、第1のめつき層の役割りは、極めて耐
食性の優れた第2のめつき層の下地めつきであ
る。この耐食性の優れた第2めつき層、例えば合
金めつき層を直接鋼板の表面に形成する場合に
は、合金めつき層の析出に際し、ニツケル粒子が
核となり水素ガスが発生する。この水素ガスの発
生により、めつき液と鋼板との接触が妨げられか
つ電流が遮断されるので、めつき金属の析出が阻
害される。その結果、めつき層には第1図Aに示
すようにブローホールと称するピツトが生じ耐食
性および平滑性を損う原因となる。 本発明において、Zn合金めつき層を形成する
前に予め鋼板表面に形成した第1のめつき層は第
1図Bに示すようにブローホールの発生防止に有
効に作用する。亜鉛の上に第2の亜鉛合金めつき
層を形成する場合では、鋼板と亜鉛の電位の差に
より亜鉛めつき層上ではニツケルの析出に伴う水
素発生の核ができないのでブローホールを有効に
防止することができる。次に第2亜鉛合金めつき
層を形成する際の電気めつき条件について述べ
る。 電気亜鉛めつき層に添加するモリブデン酸イオ
ンの供給源としては、モリブデン酸アンモニウ
ム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリ
ウム、モリブデン酸リチウムなどの可溶性モリブ
デン酸塩が好ましい。ここで注意することは、モ
リブデン酸イオンはカルシウムイオンと不溶性の
モリブデン酸カルシウムを形成して沈澱するた
め、めつき浴中のカルシウムイオンを極性に除去
する必要がある。 モリブデン酸イオンは、第2のめつき膜にモリ
ブデン化合物を形成する供給源であり、めつき浴
中で塩素イオンや硫酸イオンの存在のもとにおい
て、亜鉛−ニツケル中にX線的に非晶質なモリブ
デンの水和酸化物として共析して、めつき膜を不
働態化し、めつき膜自体の耐食性を激しく向上さ
せる。ここでめつき溶中のモリブデン酸イオン濃
度が0.01g/以下では、メツキ膜中に析出する
モリブデン量が少ないので耐食性向上に寄与する
ことができない。一方、モリブデン酸イオン濃度
が20g/以上になると、めつき時に水素ガスの
発生が多くなり電流効率が低下するので好ましく
ない。 一方、めつき膜中のニツケルは、亜鉛と金属間
化合物を形成してメツキ膜の腐食速度を小さくす
る作用効果がある。そこで電気亜鉛めつき浴には
ニツケルの水溶性化合物をニツケルとして0.3〜
44g/の範囲で添加する必要がある。このよう
にすれば膜中のニツケル量は0.1〜12重量%の範
囲に含有させることができる。 次に、Znめつき浴のPHを調整することが必要
である。めつき浴のPHが2以下では、めつき液中
の水素イオン濃度が大きくなり、めつき中に水素
ガスが発生しやすくなり電流効率が低下する。め
つき中に水素ガスが発生すると、めつき膜にブロ
ーホールが発生しかつ平滑なめつき膜を得ること
ができない。まためつき液のPHが6以上になる
と、めつき膜中のニツケルが減少する傾向があり
好ましくなく、かつめつき金属の析出粒子が粗大
になり外観および平滑性が極端に低下するので好
ましくない。このPHの調整では、塩酸、硫酸など
の酸およびアンモニア水、カルシウム塩を除くア
ルカリ金属水酸化物で行うのがよい。 次にその他の電気めつき条件について述べる。
本発明の方法では、めつき時の浴温は常温〜90℃
間で行われ、実用的には40〜70℃の範囲が好まし
い。この温度範囲ではモリブデン含有量は高くな
り有利である。電流密度はアノードおよびカソー
ドともに通常の亜鉛めつきあるいは亜鉛:ニツケ
ル合金めつきで行われている条件で可能である。
まためつき中においてはめつき液を撹拌する必要
がある。この撹拌方法としては、空気吹込みある
いはポンプによつてめつき液を循環流動させる方
法がある。めつき時の陽極は亜鉛板とニツケル板
の併用あるいは白金被覆チタン板などの不溶性電
極が使用できる。 以上のような条件によつて鋼板表面に第1のめ
つき層を形成した後、第2のZn合金めつき層を
形成することによつて高耐食性かつ平滑性に優れ
た複層電気亜鉛合金めつき鋼板を得ることができ
る。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 1 通常の冷延鋼板をアルカリ脱脂し、次いでアル
カリ水溶液中で電解脱脂し、水洗後に5重量%の
塩酸水溶液中で酸洗した後、水洗および乾燥した
ものを被めつき体とした。この鋼板を次の組成の
第1のめつき浴中で酸性亜鉛めつきを施した。 第1のめつき浴 めつきは空気撹拌を行いながら電流密度1A/
dm2、浴温30℃で、時間を変えてめつきをした。 次いで、次の基本浴Aにニツケルイオン、モリ
ブデン酸イオンを種々の濃度で添加し、次いでPH
を調整した第2のめつき浴で第1のめつき膜上に
電気めつきをした。 基本浴A ZnCl2……100g/ NH4Cl……200g/ NH4OH……PH調節用 HCl……PH調節用 ニツケルイオンはNiCl2・6H2O及びモリブデ
ン酸イオンは(NH46Mo7O24・4H2Oの形で各々
必要量を添加した。めつきは電流密度10A/d
m2、浴温40℃で2分間行つた。 めつき後は、めつき鋼板の肉眼及び顕微鏡によ
る外観観察、さらに塩水噴霧試験を行い、24時間
の白錆発生状況及び赤錆発生までの時間を調べ
た。 第1表に試験結果を示す。第1表の中で外観の
欄で○印は良好、△印は普通、×印は不良を示す。
また、耐食性の欄で白錆発生の項で、○印は白錆
発生なし、△印は白錆一部発生、×印は白錆全面
発生を示す。
【表】
【表】 第1表で試料番号1〜6が本発明に係わる平滑
な高耐食亜鉛合金めつき鋼板である。試料番号7
〜14が比較例である。第1表から明らかなよう
に、本発明になる亜鉛合金めつき鋼板は、めつき
膜にピツトが発生せず平滑で外観が良く、しかも
耐食性が極めて優れた性能を示し、めつき膜に
Ni及びMoが存在しない比較例9の純亜鉛めつき
鋼板の10倍以上の耐食性を有する。また、比較例
10の亜鉛、ニツケル合金めつき鋼板の3倍以上の
耐食性を有する。さらに、比較例11〜14では耐食
性は良好であるが、めつき膜にはピツトが生ず
る。これに対し、本発明のNo.1〜6における第1
のめつき膜の上に第2の亜鉛合金めつき膜を形成
することにより、めつき膜はピツトのない平滑な
めつき膜が得られる。 実施例 2 実施例1と同じ冷延鋼板を用いて、同様の前処
理をした後、次の基本浴Bを用い、これにニツケ
ルイオン及びモリブデン酸イオンを種々の濃度で
添加し、PHを調整した第2のめつき浴により、亜
鉛合金めつきした。なお、第1のめつきは実施例
1と同じとした。 基本浴B (ZnSO4・7H2O……240g/ NH4Cl……15g/ Al2(SO43……30g/ NH4OH……PH調節用 H2SO4……PH調節用 ニツケルイオンはNiSO4・6H2O及びモリブデ
ン酸イオンは(NH46Mo7O24・4H2Oの形で各々
必要量を添加した。めつきは電流密度10A/dm2
で、浴温を30℃とし、2分間行つた。 めつき後の評価方法は実施例1と同様である。
結果を第2表に示す。
【表】
【表】 第2表の試料番号16〜18が本発明に係るもので
ありNo.19〜25が比較例である。第2表から明らか
なように本発明になる亜鉛合金めつき鋼板はめつ
き膜にピツトが発生せず、平滑で外観が良好であ
る。さらにめつき膜自体の耐食性が良好であり白
錆発生防止及び赤錆発生防止作用が優れている。
一方、比較例のNo.19〜20は第1のめつき膜が存在
しても、第2のめつき浴の添加イオン濃度やPHが
適正でないために得られた第2のめつき膜のめつ
き金属粒子が粗大で外観が悪い。また、赤錆発生
までの時間が期待されたほどではない。No.23〜25
は第1めつき膜がないか、あるいは不十分であ
り、また、浴のPHが低いために、第2のめつき膜
にはピツトが生じて平滑性が劣るとともに外観、
耐食性とも不十分である。 なお、第2表中の○印、△印、×印の意味は第
1表と同じである。 実施例 3 実施例1と同じ冷延鋼板を試料とした。第1の
めつき膜(Zn:0.08μm膜厚)を形成した後基本
浴Aを用い、これにニツケルイオン及びモリブデ
ン酸イオンを同様に加えて実施例1と同様に第2
のめつきを施した。 比較例として、次の浴組成でZn−Co−Mo合金
めつきを施し耐食性を比較した。 ZnSO4・7H2O……240g/ NH4Cl……15g/ CoSO4・7H2O……20g/ (NH46Mo7O244H2O……3g/ めつき条件は、めつき浴のPH2.0、浴温35℃、
電流密度10A/dm2で2分間めつきした。 塩水噴霧試験による耐食性試験結果を第3表に
示す。
〔発明の効果〕
本発明になる亜鉛合金めつき鋼板では、めつき
膜にはブローホール等のピツトがなく平滑なめつ
き膜が得られると共にめつき膜自体の耐食性を格
段に向上させるので、従来よりも薄いめつき膜で
十分な耐食性が得られ、めつき鋼板の生産性が向
上するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bはブローホールによるめつき膜の
ピツトの発生状態を示す金属組織の顕微鏡写真で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋼板の上に亜鉛からなる第1のめつき層を形
    成し、次いで重量比でモリブデンを2%を超え50
    %以下、ニツケルを0.1%以上で12以下%、及び
    残部亜鉛からなる第2のめつき層を形成してなる
    ことを特徴とする複層電気亜鉛合金めつき鋼板。 2 特許請求の範囲第1項において、前記第1の
    めつき層の厚さは0.01〜0.1μmであることを特徴
    とする複層電気亜鉛合金めつき鋼板。 3 鋼板の表面を正常に保持し、該鋼板を酸性電
    気亜鉛めつき浴からなる第1のめつき浴中に浸漬
    し第1のめつき層を電気めつきにより形成し、次
    いで、酸性電気亜鉛めつき液にモリブデンの水溶
    性化合物をモリブデンとして0.006〜12g/、
    ニツケルの水溶性化合物をニツケルとして0.3〜
    44g/の範囲で添加し、かつめつき液のPHを
    2.0〜6.0の範囲に保持した第2のめつき液中で第
    1のめつき層上に亜鉛−モリブデン−ニツケルか
    らなる第2の合金めつき層を形成することを特徴
    とする複層電気亜鉛合金めつき鋼板の製造方法。
JP15635184A 1984-07-26 1984-07-26 複層電気亜鉛合金めつき鋼板およびその製造方法 Granted JPS6134194A (ja)

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