JPH06346280A - 鋼基質表面に亜鉛系合金の被膜層を電着させる方法および亜鉛系合金被膜層で被覆した鋼材 - Google Patents
鋼基質表面に亜鉛系合金の被膜層を電着させる方法および亜鉛系合金被膜層で被覆した鋼材Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、鋼基質表面に、Ｘが合金の
第二元素であるＺｎＸ型亜鉛系金属合金の被膜層を電着
させる方法を提供することである。 【構成】 前記方法は、基質表面と前記合金の被膜層と
の間に、所望の比率の第二元素Ｘを得るために、アンダ
ーコート層の前記合金の還元電位が、飽和カロメル電極
に対して、基質鋼上の水素発生電位よりも大きいか、ま
たは等しいか、または実質的に小さいような比率の第二
元素Ｘを有する前記合金の前記アンダーコート層を析出
させることに本質がある。
第二元素であるＺｎＸ型亜鉛系金属合金の被膜層を電着
させる方法を提供することである。 【構成】 前記方法は、基質表面と前記合金の被膜層と
の間に、所望の比率の第二元素Ｘを得るために、アンダ
ーコート層の前記合金の還元電位が、飽和カロメル電極
に対して、基質鋼上の水素発生電位よりも大きいか、ま
たは等しいか、または実質的に小さいような比率の第二
元素Ｘを有する前記合金の前記アンダーコート層を析出
させることに本質がある。
Description
【０００１】この発明の主題は鋼基質表面に亜鉛系金属
合金被膜を電着させる方法である。この発明の別の主題
は、鋼基質および亜鉛系金属合金被膜層を含む被覆鋼材
である。
合金被膜を電着させる方法である。この発明の別の主題
は、鋼基質および亜鉛系金属合金被膜層を含む被覆鋼材
である。
【０００２】鋼基質上に析出させた、たとえば亜鉛／ニ
ッケル、亜鉛／アルミニウムまたは亜鉛／コバルト型の
ような亜鉛系合金層は、前記基質の腐食に対してすぐれ
た保護作用を有している。したがって、亜鉛／ニッケル
合金を被覆した鋼材は自動車、家電器具および建設資
材、とくに建築業の分野で耐食性材料として広く用いら
れている。自動車の分野で、例を挙げると、片面に亜鉛
の層、他の面に亜鉛／ニッケル合金被膜層を被覆した薄
鋼板が通常用いられる。この種の、相違被膜を有する薄
板の利点は、たとえばドアやフェンダーのような自動車
の車体部品を製造する場合にとくに明らかである。
ッケル、亜鉛／アルミニウムまたは亜鉛／コバルト型の
ような亜鉛系合金層は、前記基質の腐食に対してすぐれ
た保護作用を有している。したがって、亜鉛／ニッケル
合金を被覆した鋼材は自動車、家電器具および建設資
材、とくに建築業の分野で耐食性材料として広く用いら
れている。自動車の分野で、例を挙げると、片面に亜鉛
の層、他の面に亜鉛／ニッケル合金被膜層を被覆した薄
鋼板が通常用いられる。この種の、相違被膜を有する薄
板の利点は、たとえばドアやフェンダーのような自動車
の車体部品を製造する場合にとくに明らかである。
【０００３】事実、これらの部品は二種類の腐食を受け
る。主として、スクラッチやチッピングのような機械的
作用によって始まる第一の、所謂表面腐食は鋼を曝露し
て、外部環境に接触させることがある。第二の所謂穿孔
腐食は、中空ボディーにきわめて、しばしば現われ、車
体の内部から外部まで進行する。
る。主として、スクラッチやチッピングのような機械的
作用によって始まる第一の、所謂表面腐食は鋼を曝露し
て、外部環境に接触させることがある。第二の所謂穿孔
腐食は、中空ボディーにきわめて、しばしば現われ、車
体の内部から外部まで進行する。
【０００４】表面腐食は、主に、鋼に対する被膜の犠牲
力（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｐｏｗｅｒ）に関連し、
一方耐穿孔性は被膜のバリヤー効果に関係する。片面に
亜鉛、他の面に亜鉛／ニッケルのような差別的被膜を有
する薄板の使用により、車体部品外面に対しては亜鉛被
膜の犠牲力およびこの車体部品の内面に対しては亜鉛／
ニッケル合金被膜のバリヤー効果の利用が可能となる。
力（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｐｏｗｅｒ）に関連し、
一方耐穿孔性は被膜のバリヤー効果に関係する。片面に
亜鉛、他の面に亜鉛／ニッケルのような差別的被膜を有
する薄板の使用により、車体部品外面に対しては亜鉛被
膜の犠牲力およびこの車体部品の内面に対しては亜鉛／
ニッケル合金被膜のバリヤー効果の利用が可能となる。
【０００５】一般に、鋼基質表面に亜鉛系合金被膜層を
析出させるためには、塩化物媒質または硫酸塩媒質中に
亜鉛イオンおよびニッケルイオンを含有する電解槽内に
前記基質を通すことに本質がある電着法が用いられる。
たとえば、該槽は次の組成を有することができる。
析出させるためには、塩化物媒質または硫酸塩媒質中に
亜鉛イオンおよびニッケルイオンを含有する電解槽内に
前記基質を通すことに本質がある電着法が用いられる。
たとえば、該槽は次の組成を有することができる。
【０００６】 ＺｎＣｌ2 ：２ないし３モル／リットル ＮｉＣｌ2 ：０．２ないし１モル／リットル 残りは水であって、脱塩しても、しなくてもよい 槽温 ５０ないし７０℃ ｐＨ ： ４ないし５ 電流密度は、亜鉛／ニッケル合金中に所望の比率のニッ
ケルが得られるように調整する（通常、ニッケルは１２
％程度）。
ケルが得られるように調整する（通常、ニッケルは１２
％程度）。
【０００７】ところで、このようにして電着された亜鉛
／ニッケル合金被膜は密着性が比較的悪いという品質を
有することが認められる。事実、標準接着テープで覆っ
た被覆厚鋼板を用い、接着テープを剥離する前に厚鋼板
を９０°曲げることに本質がある単純密着試験中に、鋼
基質から被膜がすべて剥離することが認められる。亜鉛
／ニッケル合金被膜を析出させた鋼基質表面に対する前
記被膜の密着性を向上させるための、一つの解決策は、
電流を用いずに浸漬式化学析出法によって第１ニッケル
被膜層を析出させ、次に、先に析出した第１ニッケル層
の上に、電着によって、亜鉛／ニッケル合金層を析出さ
せることに本質がある。この場合には、被膜の密着性は
直接電着により析出させた場合よりも良好であるが、完
全には満足すべき状態でない。所謂「接着テープ」試験
によって、被膜が供試被覆厚板から部分的に剥離するの
を観察することができる。
／ニッケル合金被膜は密着性が比較的悪いという品質を
有することが認められる。事実、標準接着テープで覆っ
た被覆厚鋼板を用い、接着テープを剥離する前に厚鋼板
を９０°曲げることに本質がある単純密着試験中に、鋼
基質から被膜がすべて剥離することが認められる。亜鉛
／ニッケル合金被膜を析出させた鋼基質表面に対する前
記被膜の密着性を向上させるための、一つの解決策は、
電流を用いずに浸漬式化学析出法によって第１ニッケル
被膜層を析出させ、次に、先に析出した第１ニッケル層
の上に、電着によって、亜鉛／ニッケル合金層を析出さ
せることに本質がある。この場合には、被膜の密着性は
直接電着により析出させた場合よりも良好であるが、完
全には満足すべき状態でない。所謂「接着テープ」試験
によって、被膜が供試被覆厚板から部分的に剥離するの
を観察することができる。
【０００８】したがって、本発明の目的は、下記の方法
を提案することによって前記の欠点を回避することにあ
る。当該方法は、鋼基質の表面に、ＺｎＸ型（Ｘが合金
の第二元素である。）亜鉛系金属合金の被膜層を電着さ
せる方法であり、浸漬式化学析出法によって被膜層を生
成させずに、前記鋼基質に対する被膜の良好な密着性を
与えることである。
を提案することによって前記の欠点を回避することにあ
る。当該方法は、鋼基質の表面に、ＺｎＸ型（Ｘが合金
の第二元素である。）亜鉛系金属合金の被膜層を電着さ
せる方法であり、浸漬式化学析出法によって被膜層を生
成させずに、前記鋼基質に対する被膜の良好な密着性を
与えることである。
【０００９】したがって、本発明の主題は、鋼基質の表
面に、ＺｎＸ型亜鉛系金属合金（Ｘは当該合金の第二の
元素である。）の被膜層を電着する方法において、鋼基
質表面と前記合金の被膜層との間に、所望の比率の第二
元素Ｘを得るために、アンダーコート層の前記合金の還
元電位が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記合金の
前記アンダーコート層を析出させることを特徴とする方
法である。
面に、ＺｎＸ型亜鉛系金属合金（Ｘは当該合金の第二の
元素である。）の被膜層を電着する方法において、鋼基
質表面と前記合金の被膜層との間に、所望の比率の第二
元素Ｘを得るために、アンダーコート層の前記合金の還
元電位が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記合金の
前記アンダーコート層を析出させることを特徴とする方
法である。
【００１０】本発明の他の特徴によれば、 −前記合金のアンダーコート層および被膜層の間に、中
間アンダーコート層ｎの前記合金の還元電位が、その前
に析出した中間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の
水素発生電位よりも大きいか、または等しいか、または
実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する少なく
とも一つの中間アンダーコート層を析出させ、 −前記合金のアンダーコート層および被膜層の間に、中
間アンダーコート層の前記合金の還元電位が、その前に
析出したアンダーコート層の前記合金上の水素発生電位
よりも大きいか、または等しいか、または実質的に小さ
いような比率の第二元素を有する前記中間アンダーコー
ト層を析出させる。
間アンダーコート層ｎの前記合金の還元電位が、その前
に析出した中間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の
水素発生電位よりも大きいか、または等しいか、または
実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する少なく
とも一つの中間アンダーコート層を析出させ、 −前記合金のアンダーコート層および被膜層の間に、中
間アンダーコート層の前記合金の還元電位が、その前に
析出したアンダーコート層の前記合金上の水素発生電位
よりも大きいか、または等しいか、または実質的に小さ
いような比率の第二元素を有する前記中間アンダーコー
ト層を析出させる。
【００１１】本発明の別の主題は、鋼基質およびＺｎＸ
型亜鉛系金属合金（Ｘは当該合金の第二元素である。）
の被膜層を含み、前記被膜層を前記基質表面に電着によ
って析出させる被覆鋼材において、該被覆鋼材が、基質
表面と被膜層との間に、アンダーコート層の前記合金の
還元電位が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水
素発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実
質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記合金
の前記アンダーコート層を含有することを特徴とする被
覆鋼材である。
型亜鉛系金属合金（Ｘは当該合金の第二元素である。）
の被膜層を含み、前記被膜層を前記基質表面に電着によ
って析出させる被覆鋼材において、該被覆鋼材が、基質
表面と被膜層との間に、アンダーコート層の前記合金の
還元電位が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水
素発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実
質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記合金
の前記アンダーコート層を含有することを特徴とする被
覆鋼材である。
【００１２】本発明の他の特徴によれば、 −材料が、アンダーコート層と被覆層との間に、中間ア
ンダーコート層ｎの前記合金の還元電位が、その前に析
出した中間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する少なくとも
一つの中間体アンダーコート層を含有し、 −材料が、前記合金のアンダーコート層および被覆層の
間に、中間アンダーコート層の前記合金の還元電位が、
その前に析出したアンダーコート層の前記合金上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記中間ア
ンダーコート層を含有する。
ンダーコート層ｎの前記合金の還元電位が、その前に析
出した中間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する少なくとも
一つの中間体アンダーコート層を含有し、 −材料が、前記合金のアンダーコート層および被覆層の
間に、中間アンダーコート層の前記合金の還元電位が、
その前に析出したアンダーコート層の前記合金上の水素
発生電位よりも大きいか、または等しいか、または実質
的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記中間ア
ンダーコート層を含有する。
【００１３】本発明の別の主題は、鋼基質およびニッケ
ル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の被膜層を含み、前記
被膜層を電着によって前記基質表面と析出させる被覆鋼
材において、該被覆鋼材が基質表面と被膜層との間に、
ニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金のアンダーコー
ト層、および前記アンダーコート層の上に、ニッケル１
８％含有亜鉛／ニッケル合金の中間アンダーコート層を
含有することを特徴とする被覆鋼材である。
ル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の被膜層を含み、前記
被膜層を電着によって前記基質表面と析出させる被覆鋼
材において、該被覆鋼材が基質表面と被膜層との間に、
ニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金のアンダーコー
ト層、および前記アンダーコート層の上に、ニッケル１
８％含有亜鉛／ニッケル合金の中間アンダーコート層を
含有することを特徴とする被覆鋼材である。
【００１４】本発明の特徴および利点は、以下に、単に
例として示される説明から明らかとなろう。
例として示される説明から明らかとなろう。
【００１５】以下に、合金の第二元素Ｘがニッケルであ
るが、また、たとえば鉄、コバルト、またはクロムでも
ありうるＺｎＸ型亜鉛系金属合金について、本発明を説
明する。
るが、また、たとえば鉄、コバルト、またはクロムでも
ありうるＺｎＸ型亜鉛系金属合金について、本発明を説
明する。
【００１６】鋼基質表面に電着によって、金属合金、た
とえばニッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金を析出さ
せるためには、金属基質を、析出させる合金の還元電位
にもたらすように、金属基質を分極させる、すなわち、
ニッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の場合には、金
属基質を−０．９５Ｖ／Ｅｃｓの電位に分極させる。
とえばニッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金を析出さ
せるためには、金属基質を、析出させる合金の還元電位
にもたらすように、金属基質を分極させる、すなわち、
ニッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の場合には、金
属基質を−０．９５Ｖ／Ｅｃｓの電位に分極させる。
【００１７】本出願人が行った実験結果によれば、この
ように電着させた被膜の密着性は、水素の発生に直接関
連すると推測される。事実、酸性水性媒質中、たとえば
ＺｎＣｌ2 、ＫＣｌ、ＮｉＣｌ2 およびＨ2 Ｏを含有す
る槽内で行われる電着では、溶液のｐＨは極めて酸性
で、溶液中には著しい数のＨ+ イオンが存在する。電着
反応中に、水素は泡となって、脱ガスし、該水素泡は、
しばしば被膜層の下部に発生して、金属基質の表面に被
膜層が密着するのを妨げる。電着反応中に、多量の水素
が発生するほど、金属基質表面への被膜の密着性が不良
になることが認められている。
ように電着させた被膜の密着性は、水素の発生に直接関
連すると推測される。事実、酸性水性媒質中、たとえば
ＺｎＣｌ2 、ＫＣｌ、ＮｉＣｌ2 およびＨ2 Ｏを含有す
る槽内で行われる電着では、溶液のｐＨは極めて酸性
で、溶液中には著しい数のＨ+ イオンが存在する。電着
反応中に、水素は泡となって、脱ガスし、該水素泡は、
しばしば被膜層の下部に発生して、金属基質の表面に被
膜層が密着するのを妨げる。電着反応中に、多量の水素
が発生するほど、金属基質表面への被膜の密着性が不良
になることが認められている。
【００１８】この脱ガスをできるだけ少なくし、かつ溶
液中の水素の生成をできるだけ抑える解決策を見出すた
めに、電着反応中のこの水素脱ガス現象を理解しようと
試みて、一連の試験を行った。
液中の水素の生成をできるだけ抑える解決策を見出すた
めに、電着反応中のこの水素脱ガス現象を理解しようと
試みて、一連の試験を行った。
【００１９】試験片には、ニッケル１２％含有亜鉛／ニ
ッケル合金の被膜層を６μｍの厚さに被覆した。若干の
試験片は、基質表面と亜鉛／ニッケル合金被膜層との間
に、厚さが０．０４μｍで、試験片によってニッケルの
比率の異なる亜鉛／ニッケル合金アンダーコート層を電
着させた実験材料とした。他の試験片は、亜鉛／ニッケ
ル合金アンダーコート層と亜鉛／ニッケル合金被膜層と
の間に、厚さが０．０４μｍで、ニッケルの比率が異な
る亜鉛／ニッケル合金の中間アンダーコート層を電着さ
せた実験材料とした。これらの試験片に「接着テープ試
験」と呼ぶ密着性試験を行った。被膜が剥離する程度に
よって、密着性を１ないし５の段階に分け、係数１を被
膜が完全に剥離する場合に、係数５を被膜が剥離しない
場合に、また係数２ないし４を被膜が剥離する程度に応
じて指定する。下記の表に、これら種々の試験結果を示
す。
ッケル合金の被膜層を６μｍの厚さに被覆した。若干の
試験片は、基質表面と亜鉛／ニッケル合金被膜層との間
に、厚さが０．０４μｍで、試験片によってニッケルの
比率の異なる亜鉛／ニッケル合金アンダーコート層を電
着させた実験材料とした。他の試験片は、亜鉛／ニッケ
ル合金アンダーコート層と亜鉛／ニッケル合金被膜層と
の間に、厚さが０．０４μｍで、ニッケルの比率が異な
る亜鉛／ニッケル合金の中間アンダーコート層を電着さ
せた実験材料とした。これらの試験片に「接着テープ試
験」と呼ぶ密着性試験を行った。被膜が剥離する程度に
よって、密着性を１ないし５の段階に分け、係数１を被
膜が完全に剥離する場合に、係数５を被膜が剥離しない
場合に、また係数２ないし４を被膜が剥離する程度に応
じて指定する。下記の表に、これら種々の試験結果を示
す。
【００２０】
【表１】 これらの試験結果を調べると、アンダーコート層中のニ
ッケルの比率が増すほど、被膜の密着性が向上すること
が認められる。この現象の理由は水素発生電位に関係す
る。
ッケルの比率が増すほど、被膜の密着性が向上すること
が認められる。この現象の理由は水素発生電位に関係す
る。
【００２１】試験Ｎｏ．１では、ニッケル１２％含有亜
鉛／ニッケル合金被膜層を鋼基質の表面に直接電着させ
た。これを行うために、基質を分極させて、飽和カロメ
ル電極に対して、基質をニッケル１２％含有亜鉛／ニッ
ケル合金の還元電位の−０．９５Ｖ／Ｅｃｓにした。と
ころで、−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに到達させるためには、
鋼基質をまず、鋼上の水素発生電位の−０．７８Ｖ／Ｅ
ｃｓにさせなければならない。こうして、基質が−０．
７８Ｖ／Ｅｃｓになるやいなや、水素発生反応が始まっ
て、基質の電位が−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに達するまで継
続した。この時点で、鋼基質表面に亜鉛／ニッケル合金
の析出が始まり、さらに水素の発生に関しては、考慮し
なければならないのは、もはや鋼上の水素発生電位では
なくて、析出している合金上の水素発生電位である。実
際に、電着が始まって、鋼基質表面に合金の薄層が析出
するやいなや、この合金析出は引き続いて、その前に析
出した前記合金層上に行われる。
鉛／ニッケル合金被膜層を鋼基質の表面に直接電着させ
た。これを行うために、基質を分極させて、飽和カロメ
ル電極に対して、基質をニッケル１２％含有亜鉛／ニッ
ケル合金の還元電位の−０．９５Ｖ／Ｅｃｓにした。と
ころで、−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに到達させるためには、
鋼基質をまず、鋼上の水素発生電位の−０．７８Ｖ／Ｅ
ｃｓにさせなければならない。こうして、基質が−０．
７８Ｖ／Ｅｃｓになるやいなや、水素発生反応が始まっ
て、基質の電位が−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに達するまで継
続した。この時点で、鋼基質表面に亜鉛／ニッケル合金
の析出が始まり、さらに水素の発生に関しては、考慮し
なければならないのは、もはや鋼上の水素発生電位では
なくて、析出している合金上の水素発生電位である。実
際に、電着が始まって、鋼基質表面に合金の薄層が析出
するやいなや、この合金析出は引き続いて、その前に析
出した前記合金層上に行われる。
【００２２】試験Ｎｏ．２では、ニッケル１２％含有被
膜層を析出させる前に、まず、ニッケル１５％含有亜鉛
／ニッケル合金アンダーコート層を析出させた。ニッケ
ル１５％含有亜鉛／ニッケル合金層の還元電位は−０．
９０Ｖ／Ｅｃｓに等しいので、合金の析出が始まる前の
水素発生反応は、第１の試験の場合よりも短時間であ
り、このことは密着性が若干向上する理由を説明するも
のである。
膜層を析出させる前に、まず、ニッケル１５％含有亜鉛
／ニッケル合金アンダーコート層を析出させた。ニッケ
ル１５％含有亜鉛／ニッケル合金層の還元電位は−０．
９０Ｖ／Ｅｃｓに等しいので、合金の析出が始まる前の
水素発生反応は、第１の試験の場合よりも短時間であ
り、このことは密着性が若干向上する理由を説明するも
のである。
【００２３】たとえば、試験Ｎｏ．４は、−０．８５Ｖ
／Ｅｃｓに等しい（すなわち、−０．７８Ｖ／Ｅｃｓに
かなり近い）ニッケル２１％含有亜鉛／ニッケル合金の
還元電位のために、良好な密着性の試験結果を示す。
／Ｅｃｓに等しい（すなわち、−０．７８Ｖ／Ｅｃｓに
かなり近い）ニッケル２１％含有亜鉛／ニッケル合金の
還元電位のために、良好な密着性の試験結果を示す。
【００２４】これらの試験は、すでに、亜鉛／ニッケル
合金の電位が鋼基質上の水素発生電位に近いようなニッ
ケル比率の亜鉛／ニッケル合金を用いて、アンダーコー
ト層を生成させる場合に、被膜の密着性が著しく向上す
ることを示すものである。
合金の電位が鋼基質上の水素発生電位に近いようなニッ
ケル比率の亜鉛／ニッケル合金を用いて、アンダーコー
ト層を生成させる場合に、被膜の密着性が著しく向上す
ることを示すものである。
【００２５】試験Ｎｏ．５ないしＮｏ．９は、アンダー
コート層と被膜層との間に、中間アンダーコート層を析
出させることによって、被膜の密着性の品位をさらに向
上させることができることを示している。亜鉛／ニッケ
ル合金中間アンダーコート層は、前記合金の還元電位が
その前にアンダーコート層に析出した亜鉛／ニッケル合
金上の水素発生電位に近いようなニッケル比率を有して
いる。最良の結果は、さらに、ニッケル１２％含有最終
亜鉛／ニッケル合金被膜層を析出させる前に、まず０．
０４μｍのニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金アン
ダーコート層および０．０４μｍのニッケル１８％含有
合金中間アンダーコート層を析出させた試験Ｎｏ．９に
よって得られる。
コート層と被膜層との間に、中間アンダーコート層を析
出させることによって、被膜の密着性の品位をさらに向
上させることができることを示している。亜鉛／ニッケ
ル合金中間アンダーコート層は、前記合金の還元電位が
その前にアンダーコート層に析出した亜鉛／ニッケル合
金上の水素発生電位に近いようなニッケル比率を有して
いる。最良の結果は、さらに、ニッケル１２％含有最終
亜鉛／ニッケル合金被膜層を析出させる前に、まず０．
０４μｍのニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金アン
ダーコート層および０．０４μｍのニッケル１８％含有
合金中間アンダーコート層を析出させた試験Ｎｏ．９に
よって得られる。
【００２６】このような逐次析出法は、公知の方法，た
とえばＣａｒｏｓｅｌ型電着ラインで行われ、そこにお
いて、第１導電ローラー槽内の拡散電流を、ニッケル２
４％含有亜鉛／ニッケル合金を析出させるように調整
し、第１導電ローラー槽内の拡散電流を、ニッケル１８
％含有亜鉛／ニッケル合金を析出させるように調整す
る。基質となる鋼ストリップの巻出し速度は、所望の被
膜厚さ、すなわち０．０４μｍを得るように計算する。
各ローラーの電流密度を種々の値に調整しうるために
は、たとえば、きわめて低い電流密度、したがって高比
率のニッケル含有亜鉛／ニッケル合金析出物を得るため
に、アーノドブリッジ（ａｎｏｄｅ ｂｒｉｄｇｅｓ）
を相互に締め付け可能なように、各ローラー、少なくと
も最初の二つのローラーにアーノドブリッジを装備すれ
ば十分である。鋼基質が電着ラインの最初のローラーを
通過する間に、鋼基質は、ニッケル２４％含有亜鉛／ニ
ッケル合金の還元電位、すなわち−０．８０Ｖ／Ｅｃｓ
に分極される。鋼基質が−０．７８Ｖ／Ｅｃｓに達する
と水素の発生が始まり、さらに基質が−０．８０Ｖ／Ｅ
ｃｓに達すると、すなわち、時間的に極めて短かい水素
発生の事実上直後に亜鉛／ニッケル合金の析出が始ま
る。ニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金アンダーコ
ート層で被覆された鋼基質が第２導電ローラーに移行す
ると、鋼基質の極性は、さらにニッケル１８％含有亜鉛
／ニッケル合金の還元電位、すなわち−０．９０Ｖ／Ｅ
ｃｓにもたらされる。鋼基質がニッケル２４％含有亜鉛
／ニッケル合金上の水素発生電位に達すると、ふたたび
水素の発生が活発になり、該基質の電位が−０．９０Ｖ
／Ｅｃｓに達するとニッケル１８％含有亜鉛／ニッケル
合金の析出が始まる。次の導電ローラーで、鋼基質はニ
ッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の還元電位である
−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに分極されて、該合金か鋼基質上
に析出することができるようになる。
とえばＣａｒｏｓｅｌ型電着ラインで行われ、そこにお
いて、第１導電ローラー槽内の拡散電流を、ニッケル２
４％含有亜鉛／ニッケル合金を析出させるように調整
し、第１導電ローラー槽内の拡散電流を、ニッケル１８
％含有亜鉛／ニッケル合金を析出させるように調整す
る。基質となる鋼ストリップの巻出し速度は、所望の被
膜厚さ、すなわち０．０４μｍを得るように計算する。
各ローラーの電流密度を種々の値に調整しうるために
は、たとえば、きわめて低い電流密度、したがって高比
率のニッケル含有亜鉛／ニッケル合金析出物を得るため
に、アーノドブリッジ（ａｎｏｄｅ ｂｒｉｄｇｅｓ）
を相互に締め付け可能なように、各ローラー、少なくと
も最初の二つのローラーにアーノドブリッジを装備すれ
ば十分である。鋼基質が電着ラインの最初のローラーを
通過する間に、鋼基質は、ニッケル２４％含有亜鉛／ニ
ッケル合金の還元電位、すなわち−０．８０Ｖ／Ｅｃｓ
に分極される。鋼基質が−０．７８Ｖ／Ｅｃｓに達する
と水素の発生が始まり、さらに基質が−０．８０Ｖ／Ｅ
ｃｓに達すると、すなわち、時間的に極めて短かい水素
発生の事実上直後に亜鉛／ニッケル合金の析出が始ま
る。ニッケル２４％含有亜鉛／ニッケル合金アンダーコ
ート層で被覆された鋼基質が第２導電ローラーに移行す
ると、鋼基質の極性は、さらにニッケル１８％含有亜鉛
／ニッケル合金の還元電位、すなわち−０．９０Ｖ／Ｅ
ｃｓにもたらされる。鋼基質がニッケル２４％含有亜鉛
／ニッケル合金上の水素発生電位に達すると、ふたたび
水素の発生が活発になり、該基質の電位が−０．９０Ｖ
／Ｅｃｓに達するとニッケル１８％含有亜鉛／ニッケル
合金の析出が始まる。次の導電ローラーで、鋼基質はニ
ッケル１２％含有亜鉛／ニッケル合金の還元電位である
−０．９５Ｖ／Ｅｃｓに分極されて、該合金か鋼基質上
に析出することができるようになる。
【００２７】したがって、水素発生を制限して、良好な
被膜の密着性を得るために、本発明による方法は、亜鉛
／ニッケル合金層を析出させるに至るまで、鋼基質表面
と亜鉛／ニッケル合金被膜層との間に、アンダーコート
層の前記合金の還元電位が、飽和カロメル電極に対し
て、基質鋼上の水素発生電位よりも大きいか、または等
しいか、または実質的に小さいような比率のニッケルを
有する亜鉛／ニッケル合金の前記アンダーコート層を析
出させ、さらに、次いで、亜鉛／ニッケル合金被膜層と
アンダーコート層との間に、中間アンダーコート層ｎの
亜鉛／ニッケル合金の還元電位が、その前に析出した中
間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の水素発生電位
よりも大きいか、または等しいか、または実質的に小さ
いような比率のニッケルを有する前記少なくとも一つの
中間アンダーコート層を析出させることに本質がある。
被膜の密着性を得るために、本発明による方法は、亜鉛
／ニッケル合金層を析出させるに至るまで、鋼基質表面
と亜鉛／ニッケル合金被膜層との間に、アンダーコート
層の前記合金の還元電位が、飽和カロメル電極に対し
て、基質鋼上の水素発生電位よりも大きいか、または等
しいか、または実質的に小さいような比率のニッケルを
有する亜鉛／ニッケル合金の前記アンダーコート層を析
出させ、さらに、次いで、亜鉛／ニッケル合金被膜層と
アンダーコート層との間に、中間アンダーコート層ｎの
亜鉛／ニッケル合金の還元電位が、その前に析出した中
間アンダーコート層ｎ−１の前記合金上の水素発生電位
よりも大きいか、または等しいか、または実質的に小さ
いような比率のニッケルを有する前記少なくとも一つの
中間アンダーコート層を析出させることに本質がある。
【００２８】その前に析出したアンダーコートの上に直
接、所望のニッケル比率を有する亜鉛／ニッケル合金中
間アンダーコート層をうまく析出させることも可能であ
る。アンダーコート層の亜鉛／ニッケル合金の還元電位
は、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位と前記水素発生電位よりも１５％、または１０％また
は５％、もしくは２％小さい電位との間にあることがで
きる。中間アンダーコート層の亜鉛／ニッケル合金の還
元電位は、その前に析出したアンダーコート層上の水素
発生電位と前記水素発生電位よりも１５％、または１０
％、または５％、もしくは２％小さい電位との間にある
ことができる。アンダーコート層の厚さは０．０１μｍ
よりも大で、好ましくは０．０２μｍよりも大である。
中間アンダーコート層の厚さは０．０１μｍよりも大で
ある。
接、所望のニッケル比率を有する亜鉛／ニッケル合金中
間アンダーコート層をうまく析出させることも可能であ
る。アンダーコート層の亜鉛／ニッケル合金の還元電位
は、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位と前記水素発生電位よりも１５％、または１０％また
は５％、もしくは２％小さい電位との間にあることがで
きる。中間アンダーコート層の亜鉛／ニッケル合金の還
元電位は、その前に析出したアンダーコート層上の水素
発生電位と前記水素発生電位よりも１５％、または１０
％、または５％、もしくは２％小さい電位との間にある
ことができる。アンダーコート層の厚さは０．０１μｍ
よりも大で、好ましくは０．０２μｍよりも大である。
中間アンダーコート層の厚さは０．０１μｍよりも大で
ある。
【００２９】本発明による方法は亜鉛／ニッケル合金の
析出に限定されないで、亜鉛／鉄型、亜鉛／クロム型も
しくは亜鉛／コバルト型の他の亜鉛系合金の析出にも極
めて良く適用させることができる。
析出に限定されないで、亜鉛／鉄型、亜鉛／クロム型も
しくは亜鉛／コバルト型の他の亜鉛系合金の析出にも極
めて良く適用させることができる。
Claims (38)
- 【請求項１】 鋼基質表面に、ＺｎＸ型亜鉛系金属合金
（Ｘは当該合金の第二元素である。）の被膜層を電着す
る方法において、該基質表面と前記合金の被膜層との間
に、所望の比率の第二元素Ｘを得るために、アンダーコ
ート層の前記合金の還元電位が、飽和カロメル電極に対
して、基質鋼上の水素発生電位よりも大きいか、または
等しいか、または実質的に小さいような比率の前記元素
Ｘを有する前記合金の前記アンダーコート層を析出させ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記合金のアンダーコート層および被膜
層の間に、中間アンダーコート層ｎの前記合金の還元電
位が、その前に析出した中間アンダーコート層ｎ−１の
前記合金上の水素発生電位よりも大きいか、または等し
いか、または実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを
有する少なくとも一つの中間アンダーコート層を析出さ
せることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記合金のアンダーコート層および被膜
層の間に、中間アンダーコート層の前記合金の還元電位
が、その前に析出したアンダーコート層の前記合金上の
水素発生電位よりも大きいか、または等しいか、または
実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有する前記中
間アンダーコート層を析出させることを特徴とする請求
項１の方法。 - 【請求項４】 アンダーコート層の合金の還元電位が飽
和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電位と、
前記水素発生電位を１５％下回る電位との間にあること
を特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項５】 アンダーコート層の合金の還元電位が、
飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電位
と、前記水素発生電位を１０％下回る電位との間にある
ことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 アンダーコート層の合金の還元電位が、
飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電位
と、前記水素発生電位を５％下回る電位との間にあるこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項７】 アンダーコート層の合金の還元電位が、
飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電位
と、前記水素発生電位を２％下回る電位との間にあるこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】 中間アンダーコート層の合金の還元電位
が、その前に堆積したアンダーコート層上の水素発生電
位と、前記水素発生電位を１５％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２または請求項３の方法。 - 【請求項９】 中間アンダーコート層の合金の還元電位
が、その前に堆積したアンダーコート層上の水素発生電
位と、前記水素発生電位を１０％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２または請求項３の方法。 - 【請求項１０】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に堆積したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を５％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２または請求項３の方法。 - 【請求項１１】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に堆積したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を２％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２または請求項３の方法。 - 【請求項１２】 アンダーコート層の厚さが０．０１μ
ｍよりも大きいことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項１３】 アンダーコート層の厚さが０．０２μ
ｍよりも大きいことを特徴とする請求項１２の方法。 - 【請求項１４】 中間アンダーコート層（単層又は複数
層）の厚さが０．０１μｍよりも大きいことを特徴とす
る請求項２または請求項３の方法。 - 【請求項１５】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがニッケルで
あることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいず
れか１つの項の方法。 - 【請求項１６】 亜鉛系合金の第二元素Ｘが鉄であるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１
つの項の方法。 - 【請求項１７】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがコバルトで
あることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいず
れか１つの項の方法。 - 【請求項１８】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがクロムであ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれ
か１つの項の方法。 - 【請求項１９】 鋼基質およびＺｎＸ型亜鉛系金属合金
（Ｘは当該合金の第二元素である。）被膜層を含み、前
記被膜層を前記基質表面に電着によって堆積させて成る
被覆鋼素材において、該被覆鋼素材が、基質表面と被膜
層との間に、アンダーコート層の前記合金の還元電位
が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位よりも大きいか、または等しいか、または実質的に小
さいような比率の第二元素Ｘを有する前記合金の前記ア
ンダーコート層を含有することを特徴とする被覆鋼材。 - 【請求項２０】 材料が、アンダーコート層と被膜層と
の間に、中間アンダーコート層ｎの前記合金の還元電位
が、その前に析出した中間アンダーコート層ｎ−１の前
記合金上の水素発生電位よりも大きいか、または等しい
か、または実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有
する少なくとも一つの中間アンダーコート層を含有する
ことを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項２１】 材料が、前記合金のアンダーコート層
および被膜層の間に、中間アンダーコート層の前記合金
の還元電位が、その前に析出したアンダーコート層の前
記合金上の水素発生電位よりも大きいか、または等しい
か、または実質的に小さいような比率の第二元素Ｘを有
する前記中間アンダーコート層を含有することを特徴と
する請求項１９の材料。 - 【請求項２２】 アンダーコート層の合金の還元電位
が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位と、前記水素発生電位を１５％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項２３】 アンダーコート層の合金の還元電位
が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位と、前記水素発生電位を１０％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項２４】 アンダーコート層の合金の還元電位
が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生電
位と、前記水素発生電位を５％下回る電位との間にある
ことを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項２５】 アンダーコート層の前記合金の還元電
位が、飽和カロメル電極に対して、基質鋼上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を２％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項２６】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に析出したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を１５％下回る電位との間に
あることを特徴とする請求項２０または請求項２１の材
料。 - 【請求項２７】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に析出したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を１０％下回る電位との間に
あることを特徴とする請求項２０または請求項２１の材
料。 - 【請求項２８】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に析出したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を５％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２０または請求項２１の材
料。 - 【請求項２９】 中間アンダーコート層の合金の還元電
位が、その前に析出したアンダーコート層上の水素発生
電位と、前記水素発生電位を２％下回る電位との間にあ
ることを特徴とする請求項２０または請求項２１の材
料。 - 【請求項３０】 アンダーコート層の厚さが０．０１μ
ｍよりも大きいことを特徴とする請求項１９の材料。 - 【請求項３１】 アンダーコート層の厚さが０．０２μ
ｍよりも大きいことを特徴とする請求項３０の材料。 - 【請求項３２】 中間アンダーコート層（単層又は複数
層）の厚さが０．０１μｍよりも大きいことを特徴とす
る請求項２０または請求項２１の材料。 - 【請求項３３】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがニッケルで
あることを特徴とする請求項１９ないし請求項３２のい
ずれか１つの項の材料。 - 【請求項３４】 亜鉛系合金の第二元素Ｘが鉄であるこ
とを特徴とする請求項１９ないし請求項３２のいずれか
１つの項の材料。 - 【請求項３５】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがコバルトで
あることを特徴とする請求項１９ないし請求項３２のい
ずれか１つの項の材料。 - 【請求項３６】 亜鉛系合金の第二元素Ｘがクロムであ
ることを特徴とする請求項１９ないし請求項３２のいず
れか１つの項の材料。 - 【請求項３７】 鋼基質およびニッケル１２％を含有す
る亜鉛／ニッケル合金の被膜層を含んで成り、前記被膜
層を前記基質表面に電着によって析出させる被覆鋼材に
おいて、該被覆鋼材が、基質表面と被膜層との間に、ニ
ッケル２４％を含む第１亜鉛／ニッケル合金アンダーコ
ート層および、前記アンダーコート層の上に、ニッケル
１８％を含む亜鉛／ニッケル合金中間アンダーコート層
を含むことを特徴とする被覆鋼材。 - 【請求項３８】 前記これらのアンダーコート層の厚さ
が０．０４μｍに等しいことを特徴とする請求項３７の
材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9305038A FR2704560B1 (fr) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Procede d'electrodeposition sur une surface d'un substrat en acier d'une couche d'un revetement d'un alliage a base de zinc et materiau d'acier revetu d'une couche de revetement d'un alliage a base de zinc. |
| FR9305038 | 1993-04-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346280A true JPH06346280A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=9446542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6090797A Pending JPH06346280A (ja) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 鋼基質表面に亜鉛系合金の被膜層を電着させる方法および亜鉛系合金被膜層で被覆した鋼材 |
Country Status (7)
| Country | Link |
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