JPH083792A

JPH083792A - 鉄−亜鉛合金電気めっき液中への鉄イオン補給用鉄材および鉄イオン並びに亜鉛イオンの補給方法

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Publication number: JPH083792A
Application number: JP16315094A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Maekawa; 泰伸前川
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JP2982620B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板に対する鉄−亜鉛合金電気めっき処理時
における、めっき液中への鉄イオンおよび亜鉛イオンの
補給に際し、鉄イオン補給用の金属鉄に含有されている
不純物のために、めっき皮膜の密着性、耐食性および外
観の劣化が生ずることがなく、品質の優れた鉄−亜鉛合
金電気めっき層を形成する。【構成】鉄イオン補給用鉄材の成分組成を、C:0.003%
以下、Si:0.005% 以下、Mn:0.05%以下、P:0.002%以下、
S:0.003%以下、Cu:0.003% 以下、Cr:0.01%以下、Al:0.0
03% 以下に限定し、そして、このような鉄イオンおよび
亜鉛イオンのめき液中への補給は、めっき液を、導管４
によって直列に連結されためっき液循環タンク１、金属
鉄溶解装置２および金属亜鉛溶解装置３を循環させるこ
とにより行い、且つ、必要により、めっき液をめっき液
循環タンク１と金属鉄溶解装置２または金属亜鉛溶解装
置３との間を循環させることにより、鉄イオンまたは亜
鉛イオンのみの補給を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄−亜鉛合金電気め
っき液を使用し、不溶性電極を使用し、そして、前記鉄
−亜鉛合金電気めっき液中に鉄イオンおよび亜鉛イオン
を補給しながら、鋼ストリップの表面上に、鉄−亜鉛合
金電気めっき層を形成する際における、鉄−亜鉛合金め
っき液中への鉄イオン補給用鉄材および鉄イオン並びに
亜鉛イオンの補給方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
表面上に、連続的に鉄−亜鉛合金電気めっき層を形成す
るための方法として、鉄−亜鉛合金電気めっき液を使用
し、そして、鉄−亜鉛合金電気めっき液中に鉄イオンお
よび亜鉛イオンを補給しながら、不溶性陽極と鋼板との
間に直流電流を流し、かくして、鋼板の表面上に、連続
的に鉄−亜鉛合金電気めっき層を形成する方法が知られ
ている。

【０００３】このような、電気めっき液中への鉄イオン
および亜鉛イオンの補給方法として、例えば、特公昭60
-23200号公報、実開昭58-148068 号公報等（以下、先行
技術１という）に開示されているような、次に述べる方
法が一般に行われている。

【０００４】即ち、図２の概略系統図で示すように、め
っき液循環タンク1'に対し、金属鉄溶解装置2'および金
属亜鉛溶解装置3'をそれぞれ並列に配置し、金属鉄溶解
装置2'内に金属鉄を充填し、そして、金属亜鉛溶解装置
3'内に金属亜鉛を充填する。

【０００５】めっき液循環タンク1'と金属鉄溶解装置2'
との間に、両者をめっき液が循環する導管4'を接続す
る。導管4'の途中にポンプ5'を設け、また、導管4'の金
属鉄溶解装置2'の出側に、フィルタ6'を設けそして金属
鉄溶解装置2'の入側に至る支管7'を接続する。同じよう
に、めっき液循環タンク1'と金属亜鉛溶解装置3'との間
に、両者をめっき液が循環する導管4'を接続する。導管
4'の途中にポンプ5'を設け、また、導管4'の金属亜鉛溶
解装置3'の出側に、フィルタ6'を設けそして金属亜鉛溶
解装置3'の入側に至る支管7'を接続する。

【０００６】図示しない電気めっき槽から、導管8'によ
りめっき液循環タンク1'内に導かれた電気めっき液は、
循環タンク1'に並列に接続された金属鉄溶解装置2'およ
び金属亜鉛溶解装置3'の各々に導管4'を通って導かれ、
金属鉄溶解装置2'および金属亜鉛溶解装置3'において、
電気めっき液中に金属鉄および金属亜鉛が溶解される。
金属鉄が溶解されためっき液および金属亜鉛が溶解され
ためっき液は、それぞれ導管4'を通って循環タンク1'に
戻され、循環タンク1'において混合された上、導管9'を
通って電気めっき槽に送給される。

【０００７】このように、電気めっき槽からのめっき液
を、循環タンク1'と、金属鉄溶解装置2'および金属亜鉛
溶解装置3'とに循環させ、その流量および溶解装置2'、
3'内における金属鉄および金属亜鉛の量を制御すること
によって、めっき液中に所定量の鉄イオンおよび亜鉛イ
オンが補給される。

【０００８】上述した方法によって、電気めっき液中に
金属鉄および金属亜鉛を溶解させるに際し、金属亜鉛
は、工業的規模で極めて高純度(99.99% 以上) のものを
入手することができるが、金属鉄については、金属亜鉛
のような高純度のものを入手することは極めて困難であ
り、入手し得ても高価なために、ある程度不純物を含有
する金属鉄を使用せざるを得ない。

【０００９】従って、金属鉄溶解装置2'において金属鉄
が溶解された電気めっき液中には、比較的高濃度の不純
物が含有されており、このような不純物を含有する電気
めっき液と、金属亜鉛溶解装置3'において金属亜鉛が溶
解された電気めっき液とが循環タンク1'において混合さ
れ、電気めっき槽に送給される。

【００１０】その結果、電気めっき槽において鋼板に電
気めっきを施す際に、電気めっき液中に含有されている
上述した不純物の種類および濃度によっては、鋼板上
に、所望の成分組成の鉄−亜鉛合金電気めっき皮膜を形
成することが困難になり、更に、めっき皮膜の密着性不
良、耐食性の劣化、めっき外観不良等が発生することが
ある。

【００１１】上述した問題を解決する手段として、例え
ば、特開昭63-282297 号公報には、特定不純物成分の含
有量を制限した鉄イオン補給用鉄材として、Ｃ：0.05w
t.%以下、Si：0.1 wt.%以下、Cu：0.1 wt.%以下、Sb：
0.01wt.%以下、Sn：0.01wt.%以下、残りFeおよび不純物
からなる、鉄系めっき液中への鉄イオン補給用鉄材（以
下、先行技術２という）が開示されている。

【００１２】一方、特開平3-150400号公報には、金属鉄
溶解装置と金属亜鉛溶解装置とを直列に配置し、電気め
っき液を金属鉄溶解装置に導いてめっき液中に金属鉄を
溶解させ、次いで、金属鉄が溶解しためっき液を金属亜
鉛溶解装置に導いて、めっき液中に金属亜鉛を溶解さ
せ、金属亜鉛の溶解時に、めっき液中の不純物を金属亜
鉛の表面上に析出させる方法（以下、先行技術３とい
う）が開示されている。

【００１３】即ち、図３の概略系統図で示すように、め
っき液循環タンク1'に対し、金属鉄溶解装置2'および金
属亜鉛溶解装置3'をそれぞれ直列に配置し、これにめっ
き液が循環する導管4'を接続する。導管4'の途中にはポ
ンプ5'を設け、また、導管4'の金属鉄溶解装置2'および
金属亜鉛溶解装置3'の各々の出側の導管4'に、フィルタ
6'を設けそしてフィルタ6'の各々の出側の導管4'に、金
属鉄溶解装置2'および金属亜鉛溶解装置3'の各々の入側
に至る支管7'を接続する。

【００１４】導管8'により、図示しない電気めっき槽か
らめっき液循環タンク1'内に導かれた電気めっき液は、
先ず、金属鉄が充填された金属鉄溶解装置2'においてめ
っき液中に金属鉄が溶解され、次いで、金属亜鉛溶解装
置3'においてめっき液中に金属亜鉛が溶解される。この
金属亜鉛溶解時に、めっき液中の不純物イオンが金属亜
鉛の表面上に析出する。その結果、めっき液中の不純物
の含有量は低減され、めっき液中に所定量の鉄イオンお
よび亜鉛イオンが補給される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】先行技術２には、次の
ような問題がある。即ち、金属鉄に含有される不純物の
種類は多い。従って、先行技術２によっては特定されて
いない不純物や、複数種の不純物による複合作用のため
に、鋼板上に、所望の成分組成の鉄−亜鉛合金電気めっ
き皮膜を形成することは困難であり、めっき皮膜の密着
性不良、耐食性の劣化、めっき外観不良等を十分に防止
することはできない。

【００１６】先行技術３には、次のような問題がある。
即ち、実際操業に際し、金属鉄と金属亜鉛との溶解速度
の差や、めっき皮膜中の鉄含有率の変動等のために、め
っき浴中に、鉄イオンまたは亜鉛イオンのみを各々単独
で補給する必要の生ずる場合がある。しかしながら、先
行技術３の方法においては、金属鉄溶解装置と金属亜鉛
溶解装置とが直列に配置されているために、上記鉄イオ
ンまたは亜鉛イオンのみを各々単独で補給することがで
ない。従って、先行技術３の方法は、実操業には適用し
にくい。

【００１７】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、鋼板の表面上に連続的に鉄−亜鉛合金電気め
っき層を形成するために、金属鉄溶解装置および金属亜
鉛溶解装置にめっき液を循環させ、めっき液中に金属鉄
および金属亜鉛を溶解させることにより、めっき液中に
鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給するに際し、高品質の
鉄−亜鉛合金電気めっき液を得ることができ、しかも、
金属鉄と金属亜鉛との溶解速度の差や、めっき皮膜中の
鉄含有率の変動等が生じた際には、めっき浴中に鉄イオ
ンまたは亜鉛イオンのみを各々単独で補給することが可
能な、実操業に適した鉄−亜鉛合金電気めっき液中への
鉄イオン補給用鉄材および鉄イオン並びに亜鉛イオンの
補給方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１は、
鉄イオン補給用鉄材の成分組成を規定した発明であっ
て、前記鉄イオン補給用鉄材中の、Ｃ、Si、Mn、Ｐ、
Ｓ、Cu、CrおよびAlの含有量を、Ｃ：0.003 wt.%以下、
Si：0.005 wt.%以下、Mn：0.05 wt.% 以下、Ｐ：0.002
wt.%以下、Ｓ：0.003 wt.%以下、Cu：0.003 wt.%以下、
Cr：0.01 wt.% 以下およびAl：0.003 wt.%以下に限定し
たことに特徴を有するものである。

【００１９】この発明の請求項２は、鉄−亜鉛合金電気
めっき液中への鉄イオンおよび亜鉛イオンの補給方法に
関する発明であって、電気めっき槽からの鉄−亜鉛合金
電気めっき液をめっき液循環タンクに導き、そして、前
記めっき液を、前記めっき液循環タンクと、これに循環
用導管によって直列に連結された、金属鉄が充填されて
いる金属鉄溶解装置および金属亜鉛が充填されている金
属亜鉛溶解装置との間を循環させ、前記金属鉄溶解装置
で前記めっき液中に金属鉄を溶解させ、次いで、前記金
属鉄が溶解されためっき液中に前記金属亜鉛溶解装置で
金属亜鉛を溶解させ、かくして、鉄−亜鉛合金電気めっ
き液中に鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給する方法にお
いて、前記金属鉄溶解装置に充填する前記金属鉄とし
て、上記請求項１記載の成分組成を有する鉄材を使用
し、そして、前記電気めっき液循環タンクと、前記金属
鉄溶解装置および前記金属亜鉛溶解装置の各々とを、別
の導管によって並列させて連結し、前記循環用導管およ
び前記別の導管に設けられた開閉弁の操作によって、前
記電気めっき液中に、鉄イオンのみまたは亜鉛イオンの
みを各々単独で補給し得るようにしたことに特徴を有す
るものである。

【００２０】

【作用】請求項１に記載の発明において、鉄イオン補給
用鉄材の成分組成を上述した範囲に限定した理由につい
て、以下に説明する。Ｃが0.003 wt.%を超えおよび／ま
たはSiが0.005 wt.%を超えると、その溶解時にＣおよび
／またはSiが溶け込み、これがめっき液中に浮遊物とし
て残り、めっき液を汚染する。従って、鉄イオン補給用
鉄材中のＣ含有量は0.003 wt.%以下に、そして、Si含有
量は0.005 wt.%以下に限定すべきである。

【００２１】Mn、Ｐ、Ｓ、Cu、CrおよびAlの少なくとも
１つが、以下に述べる含有量、即ち、Mn：0.05 wt.% 、
Ｐ：0.002 wt.%、Ｓ：0.003 wt.%、Cu：0.003 wt.%、C
r：0.01 wt.% およびAl：0.003 wt.%を超えると、電析
挙動、電析結晶に異常が生じ、めっき品質が不良にな
る。従って、Mn含有量は0.05 wt.% 以下、Ｐ含有量は0.
002 wt.%以下、Ｓ含有量は0.003 wt.%以下、Cu含有量は
0.003 wt.%以下、Cr含有量は0.01 wt.% 以下そしてAl含
有量は0.003 wt.%以下に各々限定すべきである。

【００２２】次に、この発明の請求項２記載の方法を、
図１に示した概略工程図に基づいて説明する。図１に示
すように、めっき液循環タンク１と金属鉄溶解装置２と
そして金属亜鉛溶解装置３とは、循環用導管４によって
直列に接続されている。めっき液循環タンク１と金属鉄
溶解装置２とを接続する第１導管4aの途中にはポンプ5a
が設けられ、金属鉄溶解装置２と金属亜鉛溶解装置３と
を連結する第２導管4b、および、金属亜鉛溶解装置３と
めっき液循環タンク１とを接続する第３導管4cの途中に
は、各々フィルター６が設けられている。

【００２３】金属鉄溶解装置２内には、鉄イオン補給用
の金属鉄として、上述した、C, Si,Mn, P, S, Cu, Crお
よびAlの含有量が、Ｃ：0.003 wt.%以下、Si：0.005 w
t.%以下、Mn：0.05 wt.% 以下、Ｐ：0.002 wt.%以下、
Ｓ：0.003 wt.%以下、Cu：0.003 wt.%以下、Cr：0.01 w
t.% 以下およびAl：0.003 wt.%以下に限定された成分組
成を有する鉄材を充填する。また、金属亜鉛溶解装置３
内には、亜鉛イオン補給用の金属亜鉛を充填する。

【００２４】金属鉄溶解装置２と金属亜鉛溶解装置３と
を連結する第２導管4bには、これから分岐しめっき液循
環タンク１に至る別の導管10が接続されており、めっき
液循環タンク１と金属鉄溶解装置２とは、第１導管4a、
第２導管4bおよび別の導管10によっても接続されてい
る。一方、めっき液循環タンク１と金属亜鉛溶解装置３
との間には、別の導管11が接続されており、めっき液循
環タンク１と金属亜鉛溶解装置３とは、第３導管4cおよ
び別の導管11によっても接続されている。

【００２５】第２導管4bから分岐する別の導管10の途中
には第１開閉弁12が設けられており、別の導管10との分
岐点と金属亜鉛溶解装置３との間の第２導管4bには、第
２開閉弁13が設けられている。めっき液循環タンク１に
は、めっき液供給用導管８、および、めっき液排出用導
管９が接続されている。

【００２６】通常運転時には、図示しない電気めっき槽
から、めっき液供給用導管８によりめっき液循環タンク
１内に導かれた鉄−亜鉛合金電気めっき液は、ポンプ5a
の作動により、第１導管4aを通って金属鉄溶解装置２に
送給され、次いで、第２導管4bを通って金属亜鉛溶解装
置３に送給され、次いで、第３導管4cを通ってめっき液
循環タンク１に戻る。このように、めっき液が、めっき
液循環タンク１、金属鉄溶解装置２および金属亜鉛溶解
装置３を循環しているときは、別の導管10の途中に設け
られた第１開閉弁12は閉、第２導管4bに設けられた第２
開閉弁13は開となっている。このとき、めっき液循環タ
ンク１と金属亜鉛溶解装置３とを接続する別の導管11の
途中に設けられたポンプ5bは作動しない。

【００２７】その結果、先ず、金属鉄溶解装置２におい
てめっき液中に金属鉄が溶解され、次いで、金属亜鉛溶
解装置３において、金属鉄が溶解しためっき液中に金属
亜鉛が溶解される。かくして、めっき液は、めっき液循
環タンク１と金属鉄溶解装置２と金属亜鉛溶解装置３と
の間を順次循環し、鉄−亜鉛合金電気めっき液中に鉄イ
オンおよび亜鉛イオンが補給される。

【００２８】金属鉄と金属亜鉛との溶解速度の差や、め
っき皮膜中の鉄含有率の変動等のために、めっき液中に
鉄イオンのみを単独で補給する必要が生じた場合には、
別の導管10の途中に設けられた第１開閉弁12を開とし、
第２導管4bに設けられた第２開閉弁13を閉とする。その
結果、めっき液循環タンク１内のめっき液は、ポンプ5a
の作動により、第１導管4aを通って金属鉄溶解装置２に
送給され、次いで、第２導管4bおよび別の導管10を通っ
てめっき液循環タンク１に戻される。かくして、めっき
液は、めっき液循環タンク１と金属鉄溶解装置２との間
を循環し、鉄−亜鉛合金電気めっき液中に鉄イオンのみ
が補給される。

【００２９】また、めっき液中に亜鉛イオンのみを単独
で補給する必要が生じた場合には、めっき液循環タンク
１と金属亜鉛溶解装置３との間を接続する別の導管11の
途中に設けられたポンプ5bを作動させる。その結果、め
っき液循環タンク１内のめっき液は、別の導管11を通っ
て金属亜鉛溶解装置３に送給され、次いで、第３導管4c
を通ってめっき液循環タンク１に戻される。かくして、
めっき液は、めっき液循環タンク１と金属亜鉛溶解装置
との間を循環し、鉄−亜鉛合金電気めっき液中に亜鉛イ
オンのみが補給される。

【００３０】金属鉄溶解装置２内に充填されている鉄イ
オン補給用鉄材は、前述した成分組成を有しており、そ
の不純物は、広範囲にわたり極めて少ない量に限定され
ている。従って、従来のように、不純物がめっき液中に
残り、めっき液を汚染したり、不純物による電析挙動、
電析結晶の異常によって、めっき品質を損なうような問
題が生ずることはない。

【００３１】また、通常操業時には、金属鉄溶解装置２
においてめっき液中に金属鉄が溶解され、次いで、金属
亜鉛溶解装置３において、金属鉄が溶解しためっき液中
に金属亜鉛が溶解されるから、金属亜鉛の溶解時に、め
っき液中の不純物イオンが、金属亜鉛の表面上に置換析
出する結果、めっき液中の不純物の含有量を低減させる
ことができる。

【００３２】このようにして、鉄イオンおよび亜鉛イオ
ンが補給され、且つ、鉄イオン補給時に生ずる不純物含
有量が低い鉄−亜鉛合金電気めっき液は、循環タンク１
から、導管９を通って図示しない電気めっき槽に送給さ
れる。

【００３３】上述した金属亜鉛溶解時における不純物イ
オンの析出は、図２に示した、めっき液循環タンクに金
属鉄溶解装置と金属亜鉛溶解装置とが並列に接続された
先行技術１の場合においても、ある程度行われている。
しかしながら、先行技術１の場合には、金属鉄中の不純
物が、十分に低い量には限定されていない。

【００３４】更に、先行技術１の場合には、金属鉄溶解
装置2'において金属鉄が溶解され、不純物の含有量が高
くなっためっき液が、金属亜鉛溶解装置3'において金属
亜鉛が溶解されためっき液と、めっき液循環タンク1'に
おいて混合され、このような混合によって不純物の含有
割合がある程度低くなっためっき液が、金属亜鉛溶解装
置3'との間を循環する。従って、不純物イオンの析出に
よる不純物の除去効果は極めて低い。

【００３５】これに対して、本発明の方法によれば、金
属鉄溶解装置２内に充填されている鉄イオン補給用鉄材
中の不純物は、広範囲にわたり極めて少ない量に限定さ
れており、これに加えて、極めて少量の不純物を含有す
るめっき液が、金属亜鉛溶解装置との間を循環するの
で、不純物イオンの析出による不純物除去効率は極めて
高い。

【００３６】めっき液中の鉄含有量および亜鉛含有量
は、金属鉄溶解装置２における金属鉄の充填量、およ
び、金属亜鉛溶解装置３における金属亜鉛の充填量、並
びに、金属鉄溶解装置および金属亜鉛溶解装置の各々を
複数の小型の装置が並列に接続された構造となし、各装
置の運転台数を変更すること等によって、両者の比率を
変化させることにより、制御することができる。

【００３７】

【実施例】次に、この発明を実施例に基づき、比較例と
対比しながら説明する。板厚0.8mm の冷延鋼ストリップ
に対し、図１に示したこの発明の工程に従い、下記条件
で鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給しながら鉄−亜鉛合
金電気めっき処理を施して、冷延鋼ストリップの表面上
に鉄−亜鉛合金電気めっき皮膜を形成し、本発明供試体
No.1〜３を調製した。

【００３８】(1) めっき液の成分組成 FeS0₄・7H₂O ： 300 g/l ZnS0₄・7H₂O ： 150 g/l Na₂S0₄ ： 50 g/l

【００３９】 (2) めっき液の温度： 50 ℃ (3) めっき液の流速： 2 m/sec (4) めっき電流密度： 100 A/dm² (5) 不溶性陽極： Pt−Ir被覆Ti電極

【００４０】(6) 補給金属亜鉛： 99.99%以上の
高純度の粒状亜鉛（粒径2 〜3mm) (7) 補給金属鉄：表１に示す、C, Si, Mn,
P, S, Cu, Cr およびAlの含有量が本発明の範囲内に限
定された成分組成を有する円柱状鉄材(3mmφ×3mm)

【００４１】(8) 金属鉄溶解装置：直径80mm、容
量４リットルの充填塔形式で、めっき液は下部から供
給、上部から排出 (9) 金属亜鉛溶解装置：上記と同じ充填塔形式で、
直径80mm、容量２リットル (10)目標めっき量： 40 g/m² (11)目標鉄含有率： 13 〜 17 wt.%

【００４２】なお、金属鉄と金属亜鉛との溶解速度の差
やめっき皮膜中の鉄含有率の変動等のため、めっき液中
に鉄イオンのみを単独で補給する必要が生じた際には、
第１開閉弁12および第２開閉弁13の切替えにより、金属
鉄溶解装置に送給されためっき液をめっき液循環タンク
に戻し、めっき液循環タンクと金属鉄溶解装置との間を
循環させることによって、めっき液中に鉄イオンのみを
補給した。

【００４３】〔比較例１〕板厚0.8mm の冷延鋼ストリッ
プに対し、図２に示した、めっき液循環タンクに金属
鉄溶解装置と金属亜鉛溶解装置とが並列に接続された先
行技術１の工程により、その他は上記実施例と同じ条件
によって鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給しながら鉄−
亜鉛合金電気めっき処理を施し、冷延鋼ストリップの表
面上に鉄−亜鉛合金電気めっき皮膜を形成し、比較用供
試体No.1〜３を調製した。

【００４４】〔比較例２〕板厚0.8mm の冷延鋼ストリッ
プに対し、補給金属鉄として、C, Si, Mn, P, S,Cu, Cr
およびAlの少なくとも１つの含有量が本発明の範囲外
である鉄材を使用し、その他は、上記実施例と同じ条件
によって、鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給しながら鉄
−亜鉛合金電気めっき処理を施して、冷延鋼ストリップ
の表面上に鉄−亜鉛合金電気めっき皮膜を形成し、比較
用供試体No.4〜6 を調製した。

【００４５】〔比較例３〕板厚0.8mm の冷延鋼ストリッ
プに対し、補給金属鉄として、C, Si, Mn, P, S,Cu, Cr
およびAlの少なくとも１つの含有量が本発明の範囲外
である比較例２と同じ鉄材を使用し、且つ、図２に示し
た、めっき液循環タンクに金属鉄溶解装置と金属亜鉛
溶解装置とが並列に接続された先行技術１の工程によ
り、その他は上記実施例と同じ条件によって鉄イオンお
よび亜鉛イオンを補給しながら鉄−亜鉛合金電気めっき
処理を施し、冷延鋼ストリップの表面上に鉄−亜鉛合金
電気めっき皮膜を形成し、比較用供試体No.7〜９を調製
した。

【００４６】表１に、本発明供試体No.1〜３および比較
用供試体No.1〜９の調製に使用した補給金属鉄の成分組
成、および、各供試体のめっき付着量およびめっき被膜
中のFe含有率を示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】本発明供試体No.1〜３および比較用供試体
No.1〜９の各々について、以下に述べるように、めっき
外観、耐食性およびめっき被膜の密着性を調べ、これら
を評価した。

【００４９】(1) めっき外観：めっき被膜の色調および
めっきむらを目視によって調べ、下記のように評価し
た。 ○：良好、 △：やや不良、 ×：不良。

【００５０】(2) 耐食性：本発明供試体および比較用供
試体の各々に対して、フルディップ型リン酸亜鉛処理を
施してリン酸亜鉛被膜を形成し、次いで、カチオンタイ
プの電着塗装を施して、リン酸亜鉛被膜の上に、厚さ２
０μm の塗膜を形成し、次いで、塗膜にクロスカットを
施した。このようにしてクロスカットの施された供試体
について、JIS Z2371 に規定された塩水噴霧試験におけ
る720 時間経過後の供試体のクロスカット部分の塗膜の
ふくれ幅を測定し、そのふくれ幅によって、下記のよう
に評価した。 ○：ふくれ幅２mm以下、 △：ふくれ幅２mm超、４mm以下、 ×：ふくれ幅４mm超。

【００５１】(3) めっき被膜の密着性：本発明供試体お
よび比較用供試体の各々を、そのめっき面を内側にして
ＯＴ曲げ機により曲げ、次いで開いた後、その表面に接
着テープを貼りそして剥がし、接着テープの黒化度によ
って、下記のように評価した。 ○：良好、 △：やや不良、 ×：不良。

【００５２】表１に、本発明供試体No.1〜３および比較
用供試体No.1〜９における上述した試験の評価結果を併
せて示す。

【００５３】表１から明らかなように、比較用供試体N
o.1〜３は、補給金属鉄として、本発明供試体No.1〜３
と同じ、C, Si, Mn, P, S, Cu, Cr およびAlの含有量が
本発明の範囲内に限定された成分組成を有する鉄材を使
用したにもかかわらず、図２に示した、めっき液循環タ
ンクに金属鉄溶解装置と金属亜鉛溶解装置とが並列に接
続された先行技術１の工程によって行ったために、何れ
もめっき被膜の外観が悪く、比較用供試体No.3は、めっ
き被膜の密着性も悪かった。

【００５４】比較用供試体 No.４〜６は、図１に示した
この発明の工程に従って、鉄イオンおよび亜鉛イオンを
補給しながら鉄−亜鉛合金電気めっき処理を施したにも
かかわらず、補給用金属鉄として、比較用供試体 No.４
は、Si, P およびCrの含有量が本発明の範囲を超えて多
い鉄材を使用したために、めっき被膜の外観が悪かっ
た。また、比較用供試体 No.５は、C, Si およびCrの含
有量が本発明の範囲を超えて多い鉄材を使用したため
に、めっき被膜の外観および密着性が悪かった。そし
て、比較用供試体 No.６は、C, Si, PおびCrの含有量が
何れも本発明の範囲を超えて多い鉄材を使用したため
に、めっき被膜の外観が極めて悪く、且つ、耐食性およ
び密着性も悪かった。

【００５５】比較用供試体 No.７〜９は、補給用金属鉄
として、その成分組成が本発明の範囲を外れた比較用供
試体 No.４〜６と同じ鉄材を使用し、しかも、めっき液
循環タンクに金属鉄溶解装置と金属亜鉛溶解装置とが並
列に接続された先行技術１の工程によって行ったため
に、めっき被膜の外観、耐食性および密着性のすべてに
おいて悪かった。

【００５６】これに対し、本発明供試体No.1〜３は、補
給金属鉄として、C, Si, Mn, P, S,Cu, Cr およびAlの
含有量が本発明の範囲内に限定された成分組成を有する
鉄材を使用し、且つ、図１に示した本発明の工程に従っ
て、鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給しながら鉄−亜鉛
合金電気めっき処理を施したので、めっき外観、耐食性
およびめっき被膜の密着性のすべてが優れていた。

【００５７】更に、上記実施例においては、補給金属鉄
のNi含有量が0.01wt.%以下で、且つ、Pb, Sn, Cd, Asお
よびSbの各含有量が何れも０または0.0001wt.%以下であ
り、これによって、上記めっき外観、耐食性およびめっ
き被膜密着性の向上に一段と優れた効果が発揮された。

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
鋼板の表面上に連続的に鉄−亜鉛合金電気めっき層を形
成するために、金属鉄溶解装置および金属亜鉛溶解装置
にめっき液を循環させ、めっき液中に金属鉄および金属
亜鉛を溶解させることにより、めっき液中に鉄イオンお
よび亜鉛イオンを補給するに際し、高品質の鉄−亜鉛合
金電気めっき液を得ることができ、しかも、金属鉄と金
属亜鉛との溶解速度の差や、めっき皮膜中の鉄含有率の
変動等が生じた際には、めっき浴中に鉄イオンまたは亜
鉛イオンのみを各々単独で補給することが可能であり、
実操業に適用して極めて優れた成果が発揮される等、工
業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を示す概略工程図である。

【図２】先行技術１の方法を示す概略工程図である。

【図３】先行技術３の方法を示す概略工程図である。

【符号の説明】

1,１’めっき液循環タンク、 2,２’金属鉄溶解装置、 3,３’金属亜鉛溶解装置、 4,４’循環用導管、 4a 第１導管、 4b 第２導管、 4c 第３導管、 5a, 5b, 5' ポンプ、 6, 6' フィルター、 7' 分岐管、 8, 8' 供給管、 9, 9' 排出管、 10,11 別の導管、 12 第１開閉弁、 13 第２開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄イオン補給用鉄材中の、Ｃ、Si、Mn、
Ｐ、Ｓ、Cu、CrおよびAlの含有量を、Ｃ：0.003 wt.%以
下、Si：0.005 wt.%以下、Mn：0.05 wt.% 以下、Ｐ：0.
002 wt.%以下、Ｓ：0.003 wt.%以下、Cu：0.003 wt.%以
下、Cr：0.01wt.% 以下およびAl：0.003 wt.%以下に限
定したことを特徴とする、鉄−亜鉛合金電気めっき液中
への鉄イオン補給用鉄材。
【請求項２】電気めっき槽からの鉄−亜鉛合金電気め
っき液をめっき液循環タンクに導き、そして、前記めっ
き液を、前記めっき液循環タンクと、これに循環用導管
によって直列に連結された、金属鉄が充填されている金
属鉄溶解装置および金属亜鉛が充填されている金属亜鉛
溶解装置との間を循環させ、前記金属鉄溶解装置で前記
めっき液中に金属鉄を溶解させ、次いで、前記金属鉄が
溶解されためっき液中に前記金属亜鉛溶解装置で金属亜
鉛を溶解させ、かくして、鉄−亜鉛合金電気めっき液中
に鉄イオンおよび亜鉛イオンを補給する方法において、
前記金属鉄溶解装置に充填する前記金属鉄として、上記
請求項１記載の成分組成を有する鉄材を使用し、そし
て、前記電気めっき液循環タンクと、前記金属鉄溶解装
置および前記金属亜鉛溶解装置の各々とを、別の導管に
よって並列させて連結し、前記循環用導管および前記別
の導管に設けられた開閉弁の操作によって、前記電気め
っき液中に、鉄イオンのみまたは亜鉛イオンのみを各々
単独で補給し得るようにしたことを特徴とする、鉄−亜
鉛合金電気めっき液中への鉄イオンおよび亜鉛イオンの
補給方法。