JPH0610182A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法 - Google Patents
合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法Info
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- JPH0610182A JPH0610182A JP16881392A JP16881392A JPH0610182A JP H0610182 A JPH0610182 A JP H0610182A JP 16881392 A JP16881392 A JP 16881392A JP 16881392 A JP16881392 A JP 16881392A JP H0610182 A JPH0610182 A JP H0610182A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】合金化溶融亜鉛めっき上のＦｅ系電気めっきを
高い電析効率で、生産性よく行う方法の提供。 【構成】合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に鉄系電気めっき
を施す方法であって、ポリエチレングリコール誘導体お
よびポリプロピレングリコール誘導体から選ばれる少な
くとも１種の分子量１０００以下のグリコール誘導体化
合物を０．０００１〜０．１ｍｏｌ／ｌ含む硫酸酸性鉄
系めっき液中で、不溶性陽極を使用してめっきを行う合
金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法。
高い電析効率で、生産性よく行う方法の提供。 【構成】合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に鉄系電気めっき
を施す方法であって、ポリエチレングリコール誘導体お
よびポリプロピレングリコール誘導体から選ばれる少な
くとも１種の分子量１０００以下のグリコール誘導体化
合物を０．０００１〜０．１ｍｏｌ／ｌ含む硫酸酸性鉄
系めっき液中で、不溶性陽極を使用してめっきを行う合
金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板上への鉄系電気めっき方法に関し、特に合金化溶融
亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっきを高い電析効率で
行うことができる方法に関する。
鋼板上への鉄系電気めっき方法に関し、特に合金化溶融
亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっきを高い電析効率で
行うことができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用鋼板には、防錆性、防
食性、加工性、化成処理性および塗装性に優れためっき
鋼板が使われている。従来の表面処理鋼板としては、亜
鉛めっき鋼板に熱処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼
板がある。この合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、防錆性、
防食性には優れているが、自動車用鋼板として必要な特
性である化成処理層との密着性や、塗装性、プレス成形
時の加工性に劣る。そのため、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板上に、電気めっき法による薄くて均一な鉄含有率の高
いＦｅ−Ｚｎ合金めっき層を形成させる方法（特公昭５
８−１５５５４号）などが知られている。
食性、加工性、化成処理性および塗装性に優れためっき
鋼板が使われている。従来の表面処理鋼板としては、亜
鉛めっき鋼板に熱処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼
板がある。この合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、防錆性、
防食性には優れているが、自動車用鋼板として必要な特
性である化成処理層との密着性や、塗装性、プレス成形
時の加工性に劣る。そのため、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板上に、電気めっき法による薄くて均一な鉄含有率の高
いＦｅ−Ｚｎ合金めっき層を形成させる方法（特公昭５
８−１５５５４号）などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような表層に鉄系
めっきを設けた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化溶
融亜鉛めっきが本来有している高耐食性を損なうことな
く、化成処理性、塗装性、プレス成形性を向上できたこ
とにより、自動車を中心として、その需要が著しく拡大
してきた。これに対応するべく、この種の鋼板を大量に
連続して生産するに際して、今まで知られていなかった
大きな問題が発生した。すなわち、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板上層にＦｅ系めっきを行った場合には、冷延鋼板
上や電気亜鉛系めっき表面上にＦｅ系めっきを行う場合
に比べ電析効率が大幅に低下することを知見した。その
ため、連続めっきラインで鉄系めっきが律速となり生産
性が低下した。さらに電析効率が低いため多大な投入電
流量が必要となり、鉄系電気めっきの電力コストが高く
なった。そこで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板上層へのＦ
ｅ系めっきにおける電析効率の向上が必要となってい
る。
めっきを設けた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化溶
融亜鉛めっきが本来有している高耐食性を損なうことな
く、化成処理性、塗装性、プレス成形性を向上できたこ
とにより、自動車を中心として、その需要が著しく拡大
してきた。これに対応するべく、この種の鋼板を大量に
連続して生産するに際して、今まで知られていなかった
大きな問題が発生した。すなわち、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板上層にＦｅ系めっきを行った場合には、冷延鋼板
上や電気亜鉛系めっき表面上にＦｅ系めっきを行う場合
に比べ電析効率が大幅に低下することを知見した。その
ため、連続めっきラインで鉄系めっきが律速となり生産
性が低下した。さらに電析効率が低いため多大な投入電
流量が必要となり、鉄系電気めっきの電力コストが高く
なった。そこで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板上層へのＦ
ｅ系めっきにおける電析効率の向上が必要となってい
る。
【０００４】そこで、本発明の目的は、合金化溶融亜鉛
めっき上へのＦｅ系電気めっきを高い電析効率で、生産
性よく行う方法を提供することにある。
めっき上へのＦｅ系電気めっきを高い電析効率で、生産
性よく行う方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題を解決
するため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に鉄系電気めっ
きを施す方法であって、ポリエチレングリコール誘導体
およびポリプロピレングリコール誘導体から選ばれる少
なくとも１種の分子量１０００以下のグリコール誘導体
化合物を０．０００１〜０．１ｍｏｌ／ｌ含む硫酸酸性
鉄系めっき浴中で、不溶性陽極を使用して鉄系電気めっ
きを行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっ
き方法を提供するものである。
するため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に鉄系電気めっ
きを施す方法であって、ポリエチレングリコール誘導体
およびポリプロピレングリコール誘導体から選ばれる少
なくとも１種の分子量１０００以下のグリコール誘導体
化合物を０．０００１〜０．１ｍｏｌ／ｌ含む硫酸酸性
鉄系めっき浴中で、不溶性陽極を使用して鉄系電気めっ
きを行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっ
き方法を提供するものである。
【０００６】前記鉄系電気めっきを、めっき浴温３０〜
７０℃の硫酸酸性鉄系めっき浴中で、電流密度１００Ａ
／ｄｍ2 以上、めっき液流速１ｍ／ｓｅｃ以下の条件で
行うと、好ましい。
７０℃の硫酸酸性鉄系めっき浴中で、電流密度１００Ａ
／ｄｍ2 以上、めっき液流速１ｍ／ｓｅｃ以下の条件で
行うと、好ましい。
【０００７】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ
未満、ｐＨ１．８〜２．２のＦｅ−Ｚｎ系硫酸塩めっき
浴であると、好ましい。
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ
未満、ｐＨ１．８〜２．２のＦｅ−Ｚｎ系硫酸塩めっき
浴であると、好ましい。
【０００８】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、全りん濃度０．５
ｇ／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜
２．２のＦｅ−Ｐ系硫酸塩めっき浴であると、好まし
い。
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、全りん濃度０．５
ｇ／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜
２．２のＦｅ−Ｐ系硫酸塩めっき浴であると、好まし
い。
【０００９】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、全りん濃度０．５ｇ
／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜２．
２のＦｅ−Ｚｎ−Ｐ系硫酸塩めっき浴であると、好まし
い。
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、全りん濃度０．５ｇ
／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜２．
２のＦｅ−Ｚｎ−Ｐ系硫酸塩めっき浴であると、好まし
い。
【００１０】また、前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、電導
度助剤を含まないものであると、好ましい。
度助剤を含まないものであると、好ましい。
【００１１】本発明の方法を適用して鉄系電気めっきを
施す合金化溶融亜鉛鋼板は、いずれの方法で製造された
ものでもよく、特に制限されない。例えば、素材の熱延
鋼板や冷延鋼板を必要に応じて酸洗等の前処理を施した
後、さらに溶融めっきライン中で酸化、還元、焼鈍等の
処理を施した後、溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛
めっきを行い、引き続いて加熱合金化処理を施してめっ
き層中に地鉄を拡散・合金化せしめてＺｎ−Ｆｅ合金層
を表面に有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る方法に
したがって製造することができる。このようにして得ら
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、引き続き、必要に応
じて調質圧延、アルカリ水溶液や酸の水溶液で洗浄と表
面の活性化処理を施して鉄系電気めっきに供される。
施す合金化溶融亜鉛鋼板は、いずれの方法で製造された
ものでもよく、特に制限されない。例えば、素材の熱延
鋼板や冷延鋼板を必要に応じて酸洗等の前処理を施した
後、さらに溶融めっきライン中で酸化、還元、焼鈍等の
処理を施した後、溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛
めっきを行い、引き続いて加熱合金化処理を施してめっ
き層中に地鉄を拡散・合金化せしめてＺｎ−Ｆｅ合金層
を表面に有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る方法に
したがって製造することができる。このようにして得ら
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、引き続き、必要に応
じて調質圧延、アルカリ水溶液や酸の水溶液で洗浄と表
面の活性化処理を施して鉄系電気めっきに供される。
【００１２】本発明の方法において、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板上に施される鉄系電気めっきとしては、例え
ば、Ｆｅ−Ｚｎ合金めっき、Ｆｅ−Ｐ合金めっき、Ｆｅ
−Ｚｎ−Ｐ合金めっき等が挙げられる。この鉄系電気め
っきは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に優れた化成処理
性、塗装性、プレス成形性を付与するために有効であ
る。
っき鋼板上に施される鉄系電気めっきとしては、例え
ば、Ｆｅ−Ｚｎ合金めっき、Ｆｅ−Ｐ合金めっき、Ｆｅ
−Ｚｎ−Ｐ合金めっき等が挙げられる。この鉄系電気め
っきは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に優れた化成処理
性、塗装性、プレス成形性を付与するために有効であ
る。
【００１３】また、本発明の方法において、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板上に形成される鉄系電気めっき層の目付
量は、特に限定されないが、化成処理性および耐食性に
優れためっき鋼板が得られる点で、通常、０．５〜１０
ｇ／ｍ2 程度であり、好ましくは１〜５ｇ／ｍ2 程度で
ある。
亜鉛めっき鋼板上に形成される鉄系電気めっき層の目付
量は、特に限定されないが、化成処理性および耐食性に
優れためっき鋼板が得られる点で、通常、０．５〜１０
ｇ／ｍ2 程度であり、好ましくは１〜５ｇ／ｍ2 程度で
ある。
【００１４】さらに、得られる鉄系電気めっき層におけ
る組成は、通常、Ｆｅ−Ｚｎめっきの場合、Ｆｅ含有率
７０％以上１００％未満、Ｆｅ−Ｐめっきの場合、Ｐ含
有率０．０１〜１％、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐめっきの場合、Ｆ
ｅ含有率７０〜１００％で、かつＰ含有率０．０１〜１
％とするのが好ましい。
る組成は、通常、Ｆｅ−Ｚｎめっきの場合、Ｆｅ含有率
７０％以上１００％未満、Ｆｅ−Ｐめっきの場合、Ｐ含
有率０．０１〜１％、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐめっきの場合、Ｆ
ｅ含有率７０〜１００％で、かつＰ含有率０．０１〜１
％とするのが好ましい。
【００１５】本発明の方法においては、この鉄系電気め
っきを、硫酸酸性めっき液を使用し、不溶性陽極を用い
て電気めっきを行う。不溶性陽極を使用することによ
り、被めっき鋼板と陽極の極間距離を近接しかつ安定に
保持でき、しかもこのような不溶性陽極の使用にあたっ
て、陽極側で有害なガスを発生せず、しかも電気伝導度
を高位にできる硫酸酸性浴が有利である。
っきを、硫酸酸性めっき液を使用し、不溶性陽極を用い
て電気めっきを行う。不溶性陽極を使用することによ
り、被めっき鋼板と陽極の極間距離を近接しかつ安定に
保持でき、しかもこのような不溶性陽極の使用にあたっ
て、陽極側で有害なガスを発生せず、しかも電気伝導度
を高位にできる硫酸酸性浴が有利である。
【００１６】この不溶性陽極としては、例えば、Ｐｂ合
金あるいはＰｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属系、あるいは
これらの酸化物系を用いた通電時の金属溶解が極めて少
ない陽極等が挙げられる。
金あるいはＰｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属系、あるいは
これらの酸化物系を用いた通電時の金属溶解が極めて少
ない陽極等が挙げられる。
【００１７】また、硫酸酸性鉄系めっき浴は、例えば、
浴温度：３０〜７０℃、ｐＨ：１．８〜２．２であり、
また、浴中の金属イオン濃度は、Ｆｅ2+濃度イオン７０
ｇ／ｌ以上、溶解限度以下に調整される。特に、Ｆｅ−
Ｚｎ系めっき浴では、金属イオン重量比：Ｚｎ2+／Ｆｅ
2+が０．１以下、かつＦｅ3+濃度が７ｇ／ｌ未満に調整
することにより、さらに高い電析効率が得られる点で、
好ましい。また、Ｆｅ−Ｐ系めっき浴では、全Ｐ濃度が
０．５ｇ／ｌ以下で、Ｆｅ3+濃度が７ｇ／ｌ未満に調整
すると、さらに高い電析効率が得られる点で、好まし
い。さらに、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ系めっき浴では、金属イオ
ン重量比：Ｚｎ2+／Ｆｅ2+が０．１以下、Ｆｅ3+濃度が
７ｇ／ｌ未満、および全Ｐ濃度が０．５ｇ／ｌ以下に調
整すると、さらに高い電析効率が得られる点で、好まし
い。また、電導度助剤として、例えば、Ｎａ2 ＳＯ4 、
（ＮＨ4 ）ＳＯ4 等を含んでいてもよいが、電導度助剤
を含まない方が、より一層高い電析効率が得られるた
め、特に有利である。
浴温度：３０〜７０℃、ｐＨ：１．８〜２．２であり、
また、浴中の金属イオン濃度は、Ｆｅ2+濃度イオン７０
ｇ／ｌ以上、溶解限度以下に調整される。特に、Ｆｅ−
Ｚｎ系めっき浴では、金属イオン重量比：Ｚｎ2+／Ｆｅ
2+が０．１以下、かつＦｅ3+濃度が７ｇ／ｌ未満に調整
することにより、さらに高い電析効率が得られる点で、
好ましい。また、Ｆｅ−Ｐ系めっき浴では、全Ｐ濃度が
０．５ｇ／ｌ以下で、Ｆｅ3+濃度が７ｇ／ｌ未満に調整
すると、さらに高い電析効率が得られる点で、好まし
い。さらに、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ系めっき浴では、金属イオ
ン重量比：Ｚｎ2+／Ｆｅ2+が０．１以下、Ｆｅ3+濃度が
７ｇ／ｌ未満、および全Ｐ濃度が０．５ｇ／ｌ以下に調
整すると、さらに高い電析効率が得られる点で、好まし
い。また、電導度助剤として、例えば、Ｎａ2 ＳＯ4 、
（ＮＨ4 ）ＳＯ4 等を含んでいてもよいが、電導度助剤
を含まない方が、より一層高い電析効率が得られるた
め、特に有利である。
【００１８】本発明の方法で用いられる硫酸酸性鉄系め
っき液は、ポリエチレングリコール誘導体およびポリプ
ロピレングリコール誘導体から選ばれる少なくとも１種
のグリコール誘導体化合物を含むものである。このグリ
コール誘導体化合物は、分子内にエーテル結合または水
酸基の酸素を２個以上持つものであり、その代表例とし
て、下記式：
っき液は、ポリエチレングリコール誘導体およびポリプ
ロピレングリコール誘導体から選ばれる少なくとも１種
のグリコール誘導体化合物を含むものである。このグリ
コール誘導体化合物は、分子内にエーテル結合または水
酸基の酸素を２個以上持つものであり、その代表例とし
て、下記式：
【００１９】
【化１】
【００２０】で表されるものが挙げられる。これらの１
種単独でも２種以上を組合せても用いることができる。
ところで、このようなグリコール誘導体化合物は、鋼板
上への鉄系電気めっきの際の鉄イオン酸化防止用薬剤と
して知られてはいた（例えば、特公平３−５９９９５
号、特開平２−１１１８９４号）が、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板上への鉄系電気めっきはめっき付着量が微量で
あるために、めっきセル数も少なくめっき液が酸化され
ることが少ないため、不必要で使用されてはいなかっ
た。
種単独でも２種以上を組合せても用いることができる。
ところで、このようなグリコール誘導体化合物は、鋼板
上への鉄系電気めっきの際の鉄イオン酸化防止用薬剤と
して知られてはいた（例えば、特公平３−５９９９５
号、特開平２−１１１８９４号）が、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板上への鉄系電気めっきはめっき付着量が微量で
あるために、めっきセル数も少なくめっき液が酸化され
ることが少ないため、不必要で使用されてはいなかっ
た。
【００２１】また、このグリコール誘導体化合物は、分
子量が１０００以下のものである。分子量が１０００を
超えるグリコール誘導体化合物を使用すると、めっきの
密着性が悪くなり加工時に剥離を生じ、さらに電流密度
が高い場合には鋼板界面の金属イオンが不足し黒ずみが
起こる、いわゆるヤケが生じる。
子量が１０００以下のものである。分子量が１０００を
超えるグリコール誘導体化合物を使用すると、めっきの
密着性が悪くなり加工時に剥離を生じ、さらに電流密度
が高い場合には鋼板界面の金属イオンが不足し黒ずみが
起こる、いわゆるヤケが生じる。
【００２２】硫酸酸性鉄系メッキ液中におけるグリコー
ル誘導体化合物の含有量は、０．０００１〜０．１ｍｏ
ｌ／ｌであり、好ましくは０．００１〜０．０５ｍｏｌ
／ｌである。このグリコール誘導体化合物の含有量が
０．０００１ｍｏｌ／ｌ未満では、陰極への吸着量が少
なく、効果が得られない。一方、０．１ｍｏｌ／ｌを超
えると、得られる鉄系電気めっき層中に取り込まれる量
も多くなる。そのため、めっき外観を損ない、密着性に
も悪影響を及ぼす。
ル誘導体化合物の含有量は、０．０００１〜０．１ｍｏ
ｌ／ｌであり、好ましくは０．００１〜０．０５ｍｏｌ
／ｌである。このグリコール誘導体化合物の含有量が
０．０００１ｍｏｌ／ｌ未満では、陰極への吸着量が少
なく、効果が得られない。一方、０．１ｍｏｌ／ｌを超
えると、得られる鉄系電気めっき層中に取り込まれる量
も多くなる。そのため、めっき外観を損ない、密着性に
も悪影響を及ぼす。
【００２３】また、本発明の方法において、用いられる
硫酸酸性鉄系めっき液は、クエン酸ナトリウム等の錯化
剤やホウ酸等のｐＨ緩衝剤などを、適宜含んでいてもよ
い。
硫酸酸性鉄系めっき液は、クエン酸ナトリウム等の錯化
剤やホウ酸等のｐＨ緩衝剤などを、適宜含んでいてもよ
い。
【００２４】本発明の方法において、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板上に鉄系電気めっきを施す方法は、前記グリコ
ール誘導体化合物を含む硫酸酸性鉄系めっき液からなる
めっき浴に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を陰極とし、不
溶性陽極によって行うことができる。この鉄系電気めっ
きにおけるめっき条件は、通常、下記の条件で行うこと
ができる。 めっき温度： ５０℃ めっき液のｐＨ： １．９ 電流密度： １００Ａ／ｄｍ2 電導度助剤： Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
っき鋼板上に鉄系電気めっきを施す方法は、前記グリコ
ール誘導体化合物を含む硫酸酸性鉄系めっき液からなる
めっき浴に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を陰極とし、不
溶性陽極によって行うことができる。この鉄系電気めっ
きにおけるめっき条件は、通常、下記の条件で行うこと
ができる。 めっき温度： ５０℃ めっき液のｐＨ： １．９ 電流密度： １００Ａ／ｄｍ2 電導度助剤： Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
【００２５】
【作用】ところで、陰極である被めっき金属表面におけ
る水溶性めっき液からの金属の電析は、下記式（ａ）と
式（ｂ）で表される、金属析出と水素発生との競争反応
である。そのため、特にＦｅ系めっきにおいては、水素
発生が多く電析効率を低下させる原因となっていた。 水素発生 ２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 （ａ） 金属析出 Ｍ2+ ＋２ｅ- →Ｍ （ｂ） （Ｍ：金属） このような陰極である被めっき金属表面におけるめっき
金属の析出と水素発生の競争は、被めっき金属が鋼板や
電気めっきされた鋼板である場合は、めっき金属の析出
が優勢であり、鉄系電気めっきといえども、電析効率は
実操業上問題になるほどではない。ところが、合金化溶
融亜鉛めっき上に鉄系電気めっきを施す場合には、水素
発生が無視し得ない程度となり、電析効率が低下するこ
とが、特有の問題として知見された。その理由は詳細に
解明されてはいないが、およそ以下の理由によると思わ
れる。
る水溶性めっき液からの金属の電析は、下記式（ａ）と
式（ｂ）で表される、金属析出と水素発生との競争反応
である。そのため、特にＦｅ系めっきにおいては、水素
発生が多く電析効率を低下させる原因となっていた。 水素発生 ２Ｈ+ ＋２ｅ- →Ｈ2 （ａ） 金属析出 Ｍ2+ ＋２ｅ- →Ｍ （ｂ） （Ｍ：金属） このような陰極である被めっき金属表面におけるめっき
金属の析出と水素発生の競争は、被めっき金属が鋼板や
電気めっきされた鋼板である場合は、めっき金属の析出
が優勢であり、鉄系電気めっきといえども、電析効率は
実操業上問題になるほどではない。ところが、合金化溶
融亜鉛めっき上に鉄系電気めっきを施す場合には、水素
発生が無視し得ない程度となり、電析効率が低下するこ
とが、特有の問題として知見された。その理由は詳細に
解明されてはいないが、およそ以下の理由によると思わ
れる。
【００２６】合金化溶融亜鉛めっきは、溶融亜鉛めっき
後の加熱合金化の際に、地鉄とめっき層との合金化の過
程で、各種のＦｅ−Ｚｎ合金相の結晶析出と変態が生じ
るため、表面の凹凸が大となる。このために、水素気泡
発生に有利に働くサイトが多数存在することとなり、見
かけの水素過電圧を下げることが考えられる。また、凹
部においてはめっき液からのめっき金属イオン供給が遅
れることにより、相対的に水素ガスの発生が優勢となる
と考えられる。
後の加熱合金化の際に、地鉄とめっき層との合金化の過
程で、各種のＦｅ−Ｚｎ合金相の結晶析出と変態が生じ
るため、表面の凹凸が大となる。このために、水素気泡
発生に有利に働くサイトが多数存在することとなり、見
かけの水素過電圧を下げることが考えられる。また、凹
部においてはめっき液からのめっき金属イオン供給が遅
れることにより、相対的に水素ガスの発生が優勢となる
と考えられる。
【００２７】さらに、溶融亜鉛めっき浴中には、鋼板と
亜鉛との急激な合金化を抑制する目的で０．１重量％程
度のＡｌが添加されており、めっき層中にもこのＡｌが
存在する。溶融めっき後の加熱合金化の過程で、めっき
層中にＡｌの一部はめっき表層に拡散し、雰囲気によっ
て酸化されて酸化皮膜を形成することになる。この酸化
皮膜が、その後の鉄系電気めっきにおけるめっき金属の
析出を阻害する、と考えられる。
亜鉛との急激な合金化を抑制する目的で０．１重量％程
度のＡｌが添加されており、めっき層中にもこのＡｌが
存在する。溶融めっき後の加熱合金化の過程で、めっき
層中にＡｌの一部はめっき表層に拡散し、雰囲気によっ
て酸化されて酸化皮膜を形成することになる。この酸化
皮膜が、その後の鉄系電気めっきにおけるめっき金属の
析出を阻害する、と考えられる。
【００２８】これらが相乗して、鉄系電気めっき時の電
析効率を低下させると考えられる。なお、鉄系電気めっ
き時のめっき性改善のために合金化溶融亜鉛めっき表面
の凹凸を平滑化するためには調質圧延が、表層の酸化皮
膜除去にはアルカリや酸の水溶液による洗浄・活性化処
理が提案されてはいるが、これらの手段を単独あるいは
複合して行うとしても、めっきの均一性改善には有効で
あっても、電析効率の向上にはなお不十分なものであっ
た。
析効率を低下させると考えられる。なお、鉄系電気めっ
き時のめっき性改善のために合金化溶融亜鉛めっき表面
の凹凸を平滑化するためには調質圧延が、表層の酸化皮
膜除去にはアルカリや酸の水溶液による洗浄・活性化処
理が提案されてはいるが、これらの手段を単独あるいは
複合して行うとしても、めっきの均一性改善には有効で
あっても、電析効率の向上にはなお不十分なものであっ
た。
【００２９】一方、本発明の方法においては、上記に示
したグリコール誘導体化合物は、エーテル結合における
酸素または水酸基の酸素がローンペア電子を持つため、
電子供与対として陰極である鋼板に配位結合をして吸着
する。そのため、鋼板上での水素発生が抑制されるとと
もに、金属の析出が促進し電析効率は向上する、と考え
られる。
したグリコール誘導体化合物は、エーテル結合における
酸素または水酸基の酸素がローンペア電子を持つため、
電子供与対として陰極である鋼板に配位結合をして吸着
する。そのため、鋼板上での水素発生が抑制されるとと
もに、金属の析出が促進し電析効率は向上する、と考え
られる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
する。
【００３１】（実施例１〜１８、比較例１〜１１）各例
において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめっき
鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表面上
にＦｅ−Ｚｎめっきを施した。めっき浴組成は、下記比
較例１に示す組成のものに表１に示す各種添加剤を加え
て調整した。また、金属イオン濃度は、Ｚｎ2+／Ｆｅ2+
の重量比が０．０７となるように、硫酸第１鉄と硫酸亜
鉛を用いて調整した。また、流速は１ｍ／ｓ、電流密度
は１００Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例１〜１８および比
較例１〜１１の各条件と結果を表１に示す。 めっき浴組成（比較例１） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめっき
鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表面上
にＦｅ−Ｚｎめっきを施した。めっき浴組成は、下記比
較例１に示す組成のものに表１に示す各種添加剤を加え
て調整した。また、金属イオン濃度は、Ｚｎ2+／Ｆｅ2+
の重量比が０．０７となるように、硫酸第１鉄と硫酸亜
鉛を用いて調整した。また、流速は１ｍ／ｓ、電流密度
は１００Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例１〜１８および比
較例１〜１１の各条件と結果を表１に示す。 めっき浴組成（比較例１） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】（実施例１９〜３１、比較例１２〜２１）
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成は、下記
比較例６の組成のものに表２に示す各種添加剤を加えて
調整した。なお、金属イオン濃度は、硫酸第１鉄と次亜
りん酸を用いて調整した。全Ｐ濃度は０．１ｇ／ｌとし
た。また、流速は１ｍ／ｓ、電流密度は１００Ａ／ｄｍ
2 で行った。実施例１９〜３１および比較例１２〜１９
の各条件と結果を表２に示す。 めっき浴組成（比較例１２） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＮａＨ2 ＰＯ2 ・Ｈ2 Ｏ ０．４ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成は、下記
比較例６の組成のものに表２に示す各種添加剤を加えて
調整した。なお、金属イオン濃度は、硫酸第１鉄と次亜
りん酸を用いて調整した。全Ｐ濃度は０．１ｇ／ｌとし
た。また、流速は１ｍ／ｓ、電流密度は１００Ａ／ｄｍ
2 で行った。実施例１９〜３１および比較例１２〜１９
の各条件と結果を表２に示す。 めっき浴組成（比較例１２） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＮａＨ2 ＰＯ2 ・Ｈ2 Ｏ ０．４ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】（実施例３２〜４９、比較例２２〜３２）
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｚｎ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成
は、下記比較例２２の組成のものに表３に示す各種添加
剤を加えて調整した。なお、金属イオン濃度は、硫酸第
１鉄と硫酸亜鉛および次亜りん酸を用いて調整した。金
属イオン重量比はＺｎ2+／Ｆｅ2+０．０７とし、全Ｐ濃
度は０．１ｇ／ｌとした。また、流速は１ｍ／ｓ、電流
密度は１００Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例３２〜４９お
よび比較例２２〜３２の各条件と結果を表３に示す。 めっき浴組成（比較例２２） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ ＮａＨ2 ＰＯ2 ・Ｈ2 Ｏ ０．４ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｚｎ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成
は、下記比較例２２の組成のものに表３に示す各種添加
剤を加えて調整した。なお、金属イオン濃度は、硫酸第
１鉄と硫酸亜鉛および次亜りん酸を用いて調整した。金
属イオン重量比はＺｎ2+／Ｆｅ2+０．０７とし、全Ｐ濃
度は０．１ｇ／ｌとした。また、流速は１ｍ／ｓ、電流
密度は１００Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例３２〜４９お
よび比較例２２〜３２の各条件と結果を表３に示す。 めっき浴組成（比較例２２） ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ ＮａＨ2 ＰＯ2 ・Ｈ2 Ｏ ０．４ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ １．９ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 １５ｇ／ｌ
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】（実施例５０〜５６、比較例３３〜３８）
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｚｎ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成
は、下記比較例３３の組成のものに表４に示す各種添加
剤を加えて調整した。また、金属イオン濃度は、金属イ
オン重量比がＺｎ2+／Ｆｅ2+０．０７となるように、硫
酸第１鉄と硫酸亜鉛を用いて調整した。また、流速は１
ｍ／ｓ、電流密度は１２５Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例
５０〜５６および比較例３３〜３８の各条件と結果を表
４に示す。 めっき浴組成 ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ ２．１ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 無添加
各例において、１００×１７５ｍｍの合金化溶融Ｚｎめ
っき鋼板（めっき厚６０ｇ／ｍ2 、合金化度９％）の表
面上にＦｅ−Ｚｎ−Ｐめっきを施した。めっき浴組成
は、下記比較例３３の組成のものに表４に示す各種添加
剤を加えて調整した。また、金属イオン濃度は、金属イ
オン重量比がＺｎ2+／Ｆｅ2+０．０７となるように、硫
酸第１鉄と硫酸亜鉛を用いて調整した。また、流速は１
ｍ／ｓ、電流密度は１２５Ａ／ｄｍ2 で行った。実施例
５０〜５６および比較例３３〜３８の各条件と結果を表
４に示す。 めっき浴組成 ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ４００ｇ／ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２７ｇ／ｌ めっき浴温 ５０℃ ｐＨ ２．１ 電導度助剤 Ｎａ2 ＳＯ4 無添加
【００４１】
【表７】
【００４２】
【発明の効果】本発明の方法によれば、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板上層に鉄系合金電気めっき層を高電析効率で
得ることができる。そのため、量産化においてラインス
ピードの向上が可能となり、さらに電力消費量が低減し
コストを低減することができる。
めっき鋼板上層に鉄系合金電気めっき層を高電析効率で
得ることができる。そのため、量産化においてラインス
ピードの向上が可能となり、さらに電力消費量が低減し
コストを低減することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 田 顕 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 大 和 康 二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (6)
- 【請求項１】合金化溶融亜鉛めっき鋼板上に鉄系電気め
っきを施す方法であって、ポリエチレングリコール誘導
体およびポリプロピレングリコール誘導体から選ばれる
少なくとも１種の分子量１０００以下のグリコール誘導
体化合物を０．０００１〜０．１ｍｏｌ／ｌ含む硫酸酸
性鉄系めっき浴中で、不溶性陽極を使用して鉄系電気め
っきを行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気め
っき方法。 - 【請求項２】前記鉄系電気めっきを、めっき浴温３０〜
７０℃の硫酸酸性鉄系めっき浴中で、電流密度１００Ａ
／ｄｍ2 以上、めっき液流速１ｍ／ｓｅｃ以下の条件で
行う請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への
鉄系電気めっき方法。 - 【請求項３】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ
未満、ｐＨ１．８〜２．２のＦｅ−Ｚｎ系硫酸塩めっき
浴である請求項２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板上
への鉄系電気めっき方法。 - 【請求項４】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、全りん濃度０．５
ｇ／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜
２．２のＦｅ−Ｐ系硫酸塩めっき浴である請求項２に記
載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方
法。 - 【請求項５】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、Ｆｅ2+イオ
ン濃度７０ｇ／ｌ以上溶解限界以下、めっき金属イオン
重量比Ｚｎ2+／Ｆｅ2+０．１以下、全りん濃度０．５ｇ
／ｌ以下、Ｆｅ3+濃度７ｇ／ｌ未満、ｐＨ１．８〜２．
２のＦｅ−Ｚｎ−Ｐ系硫酸塩めっき浴である請求項２に
記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき
方法。 - 【請求項６】前記硫酸酸性鉄系めっき浴が、電導度助剤
を含まないものである請求項１〜５のいずれかに記載の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16881392A JPH0610182A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16881392A JPH0610182A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610182A true JPH0610182A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15874974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16881392A Withdrawn JPH0610182A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板上への鉄系電気めっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976787B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2010-08-18 | 남동화학(주) | 전기아연도금강판 제조용 하지도금용액으로서의철도금용액과 철도금용액이 하지도금액으로 도금된전기아연도금강판 및 그 제조방법 |
| CN103046087A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-17 | 武汉天立表面技术有限公司 | 一种镀纯铁的方法及其电镀液 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16881392A patent/JPH0610182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976787B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2010-08-18 | 남동화학(주) | 전기아연도금강판 제조용 하지도금용액으로서의철도금용액과 철도금용액이 하지도금액으로 도금된전기아연도금강판 및 그 제조방법 |
| CN103046087A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-17 | 武汉天立表面技术有限公司 | 一种镀纯铁的方法及其电镀液 |
| CN103046087B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-09-02 | 武汉天立表面技术有限公司 | 一种镀纯铁的方法及其电镀液 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |