JPS6043499A - 亜鉛系片面電気めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法に関す
るものである。

近年、道路に散布される凍結防止剤による自動車車体の
腐食を防止するために、亜鉛系めっき鋼板、すなわち、
亜鉛めっき鋼板あるいは亜鉛−ニッケル、亜鉛−鉄等の
合金めっき鋼板の使用が増加している。自動車車体の腐
食のもっとも激しいのは、自動車内面のボックス構造部
である。これらの部位は化成処理や塗装が不完全になり
やすいうえ、塩、水、はこり等が溜りやすい構造である
ために、腐食しやすいといわれている。これらの部位の
防錆力を強化するために、冷延鋼板の代りに亜鉛系めっ
き銅板が多用されるようになったものである。この場合
、両面めっき鋼板では塗装後の外観や溶接性に問題があ
るので、片面のみをめっきした鋼板を用いることが多い
。

片面めっき鋼板の非めっき面は冷延鋼板と同じ性能であ
ることが望ましく、化成処理性、塗装性に優れたものが
要求される。一方、鋼板ストリフプへの亜鉛系電気めっ
きは高電流密度で操業でき、浴組成の制御が比較的容易
なことから、通常、硫酸浴や塩化物浴の酸性浴を用いて
めっきされる。このため、片面めっき鋼板を製造する場
合に非めっき面は耐蝕され、酸不溶解物が蓄積したり不
純物が析出することにより汚れ、化成処理性が劣化する
ことがしばしば起る。例えば、燐添加鋼のように燐の多
い鋼板は酸に対する溶解量が多いことが知られており、
これを素材とした片面電気めっき鋼板は、非めっき面汚
れに起因する化成処理不良を発生しゃずいという問題が
ある。

化成処理不良とは、一般にスケと称される局部的に燐酸
塩皮１１りが形成しない部分を生じたり、不均一な粗大
結晶を生じたりするもので、塗装後の耐食性や密着性の
劣化、あるいは外観上の不均一さをもたらすことから、
品質上重要な問題となるものである。

非めっき面の汚れを防ぎ、化成処理性の劣化を防止する
には、Ｆｅの溶解を少なくすることが必要である。この
ための方策として、めっき浴のｐＨを品＜シたり、浴温
を下げたり、あるいはラインスピードを速くする等の措
置がζられるが、いずれも、めっき条件上あるいは設備
上の限界があった。本発明は以上のような現状に鑑み、
冷延面の化成処理性のすぐれた亜鉛系片面電気めっき鋼
板を得ることを目的として、鋭意検ネ１した結果達成さ
れたものである。

本発明によれば、酸性浴で亜鉛系片面電気めっき鋼板を
製造するに際し、めっき前に珪酸塩を含む脱脂浴で鋼板
の非めっき面の極性をマイナスにして電解脱脂するか、
あるいは該電解脱脂の鋼板側極性が鋼板の移動につれて
順次変化する場合、鋼板の非めっき面の最終極性をマイ
ナスにすることにより、上記目的を達成することができ
る。

以下に本発明による方法の具体的効果、適正範囲等につ
き、詳細に説明する。

第１図は、鋼板を、３％のオルト珪酸ナトリウムを含む
７０℃の脱脂浴で１０Ａ／ｄｍ２　Ｘ　Ｉ　０ｓｅｃの
電解脱脂したのち、ｐＨ１，８、浴温５５℃の硫酸亜鉛
を主成分とする亜鉛めっき液に１ＯＯｓｅｅ浸漬した場
合の、電解脱脂極性とめっき液による溶解量および表面
外観の関係を示したものである。

第１図から、電解脱脂極性を（−）にすると鋼板溶解量
が顕著に抑制されることがわかる。また、極性が順次変
化する交番極性方式とした場合にも、最終極性を（−）
にすると溶解量が少ないことがわかる。銅板表面の汚れ
は酸溶解量と強い相関があり、溶解量が多いものは全体
に黒っぽく７りれ、また圧延方向に筋状の汚れがあられ
れた。

鋼板の表面近傍にはＣをはじめ各種の元素が濃縮してお
り、溶解量が多いと、これらがスマットといわれる不溶
性残渣として汚れになるものと思われる。事実、表面を
ＥＰＭＡで調査すると、汚れた板の特に筋状の部分には
、化成処理性を阻害する元素として知られているＣが多
いことがわかった。

一１ｌｌｌに、珪酸塩を含む水溶液中で鋼板を陰極電解
処理すると、５１０２またはこれに−Ｈ２０の結合した
化合物が表面に電着することが知られている。本発明に
よって片面電気めっき鋼板の非めっき面の化成処理性が
良好ならしめられるゆえんは、上述したごとく、表面に
Ｓｉ化合物が存在することにより、Ｆｅ面が保護され、
汚れの発生が抑制されるためと考えられる。

電解脱脂において鋼板の極性を（＝）にするには、コン
ダクタ−ロールによる直接通電方式によって行うことが
できる。また、コンダクタ−ロールを用いない間接通電
方式の場合、第２ａ図のようにストリップをはさむ両側
の電極の極性を変えることにより、非めっき面の極性を
（−）にすることができる。また、間接通電方式では電
極配置δによって、第２ｂ図に示すようにスＩ・リップ
の異動に伴い、鋼板極性が順次変化する場合があるが、
本発明は、銅板がめつき浴に入る前に表面にＳｉ化合物
を刺着せしめることが必要な要件であるために、少なく
とも非めっき面の最終極性が（−）になるよう電極設定
しなければならない。

以−Ｌの方法によって化成処理性のすぐれた非めっき面
が得られるが、めっき後にブラシング処理を行えば、さ
らに化成処理性を向上させることができる。その理由は
、ブラシングによって、非めっき面のＣなど化成処理性
を阻害する不純物が除去されること、および表面が活性
化されることによるものである。

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。

本発明において用いられる鋼材は、その種類、寸法につ
いては限定されず、脱脂、酸洗、水洗などの前処理に続
き酸性浴で亜鉛系の片面電気めっきがなされるものであ
る。

酸性めっき浴は硫酸塩浴、塩化物浴あるいはこれらの混
合浴で、通常、ｐＨ１〜４、浴温４０〜７０℃の条件で
使用されるものである。

１１１ｉ鉛系゛めっきとは、亜鉛めっきの他、亜鉛−ニ
ッケルζ亜鉛−鉄、あるいはそれらにＣｒ、ＭＯｌＧｏ
など他の金属を含む合金めっきをも包含するものであり
、本発明においては、めっき層中の亜鉛以外の金属の種
類およびその含有量は限定しない。さらに、電流密度、
液流速等のめっき条件も、めっきの種類や浴組成によっ
て適宜選択されるものであり、規定するものではない。

めっきに先立ってなされる電解脱脂は、通常、清浄な表
面を得るために行われるものであるが、本発明は加えて
鋼板表面にＳｉ化谷物を積極的に付着せしめようとする
がゆえに、浴中に珪酸塩を含むことを必須する。珪酸塩
としてはナトリウム珪酸塩、すなわち、オルト珪酸ナト
リウム（Ｎａ４　ＳｉＯ４）　、メタ珪酸ナトリウム（
Ｎａ２５ｉ０３　）　、あるいは種々の珪酸ナトリウム
の液体混合物である、いわゆる水ガラス等が適当である
。また、カリウムあるいはリチウムの珪酸塩を用いるこ
とも可能である。

電解脱脂浴の組成は、上記珪酸化合物を含むものであれ
ば、その他の成分、たとえば、Ｎ　ａ　ＯＨ１Ｎａ２０
０３　、　Ｎａ４　Ｐ　２０７　、　Ｎａ３　ＰＯ４、
界面活性剤、キレート剤等の存在、およびその濃度の何
如を問わないが、珪酸塩の濃度が０．５〜５％程度で、
脱脂とＳｉ化合物の付着による非めっき面汚れ防止の両
方において所期の目的を達成することが可能である。電
解脱脂の条件は、前述した極性以外は特に限定はしない
が、たとえば、浴温４０〜８０°Ｃ１電流密度１−５　
ＯＡ／ｄｍ２　、電解時間２〜２０秒等の条件で９．２
〜５　ｍｇ／　ｍ’のＳｉが付着し、所期の目標を達す
ることができる。浴温は高くなるほどＳｉ化合物の付着
量が多くなる。

電流密度については、２　Ａ　／　ｄｍ２以上において
８１化合物の付着がより確実になるので、これ以上の電
流密度で操業することが望ましい。なお、２Ａ／ｄｍ２
以上の電流密度では、ｓ１化合物の付着量は電流密度に
よる影響は小さく、電解時間に依存する傾向がある。し
たがって、第２ｂ図のような極性配置においては、（−
）と（＋）の電極の長さを変え、鋼板の陰極電解時間を
長くするようにすれば、より効果的である。また、第１
図中に示したＤのように極性が順次変化するｉ合もある
が、いったん付着したＳｉ化合物は陽極電解で完全には
離脱せず、一定量が残存していく。したがって、このよ
うな場合にも、最終極のみならず、中間極を含めて陰極
電解の時間が長くなるよう電極の長さを調節すれば、効
果が大きい。

電解によって付着したＳｉ化合物にょあ非めっき面汚れ
の防止効果の程度は、素地鋼の耐蝕のされやすさ、めっ
き浴のｐＨ１温度等によって変ってくる。従って、前述
した燐添加鋼のようにエツチングされやすい素材は、Ｓ
ｉ（ヒ合物の付着量を多めにするなど、鋼種やめっき液
条件によって電解脱脂の時間あるいは浴温を制御する必
要がある。

めっき後にブラシングすることによって、非めっき面の
化成処理性をさらに良好ならしめられることは前述した
とおりであるが、この方法としてはブラシロー・ルを用
いることが実用的である。

ブラシには繊維中に砥粒を含まないものもあるが、本発
明においては、汚れの除去および表面の活性化の見地か
ら研削力をもっ砥粒入りのブラシが望ましい。砥粒はア
ルミナあるいは炭化珪素等を成分とするもので、粒子サ
イズによって、またそれを含む繊維の径によって研削力
が種々異なるが、これらについては敢えて規定するもの
ではない。

以下、本発明を好適実施例および比較例を挙げて説明す
る。

第１表は、非めっき面汚れが発生しゃすい燐添加３５Ｋ
ｇ級高張力鋼板（厚さ０．７　Ｉｌｍ、　ＣＯ，０５３
％、Ｐ　Ｏ，０７５％、ＭＯ６３８％、ＡＩ　０．０４
％）を素材とし、亜鉛あるいはＺｎ−Ｎｉ合金の片面め
っきを処理した場合の、非めっき面汚れの発生状態およ
び化成処理性を示したものである。電解脱脂、めっき等
は下記の如き条件で処理した。

（１）　処理工程 めっき→（ブラシンク）−化成処理 （２）浸漬脱脂 アルカリ脱脂液（３％メタゾール） ７０℃、１ｏｓｅｃ （３）　電解脱脂 ■　脱脂浴 ３．５％オルト珪酸ナトリウム、７０℃■　通電方式 ｌ）直接通電：鋼板に直接電源を接続 ２）間接通電：鋼板をはさんだ両側へ電源に接続した電
極をセット ■　電解条件 ８　Ａ／ｄｍ２　Ｘ　ｌ　２ｓｅｃ　、極性は第１表中
に示す（極性が変化する場合は、トータルの電解時間が
１２ｓｅｃになるように設定）。

（４）酸洗 ５％ＨＣＩ、室温、１Ｏｓｅｃ 〔５）めっき ■　Ｚｎめっき ｌ）浴組成：　ＺｎＳＯ４４００ｇｉｎ、ＮａＳＯ４３
０ｇ／文 ２）めっき条件：　ｐＨ２，０、浴温６０℃、電流密度
ＢＯＡ／ｄｍ２．目付１４０ｇ／ｉｆ（片面） ■　Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき １）浴組成：ＮｉＳＯ４−１６Ｈ２０３００ｇ／文、Ｚ
ｎＳＯ４・７Ｈ２０１４０ｇ／４１、Ｎａ２５０４４０
ｇ／見 ２）めっき条件：　ｐＨ１，８、浴温５５℃、電流密度
５０Ａ／ｄｍ２．目付量３０ｇ／ｎｆ（片面） （６）　ブラシング 糸の太さ０．３　ｍ／ｍ、粒度＃１０００のアルミナ砥
粒入りのブラシで研磨 （７）　化成処理 ＥＩ本パー力ライジング株式会社製　Ｂｔ＃３３１２　
（燐酸亜鉛処理液） 浴温６０℃、スプレー処理 これらの結果をまとめて示した第１表から、本発明によ
る片面めっき鋼板の非めっき面は耐蝕による汚れの発生
がほとんどなく、化成処理性に優れていることがあきら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板の電解脱脂極性とめつき液による銅板の溶
解？ｉｌ−および表面外観の関係を示したグラフ、第２
ａ図および第２ｂ図は鋼板ストリップを電解脱脂する場
合の電極配置例を示した線図である。 行−Ｊ−の説明 １・・・ストリンブ、２・・・電解脱脂槽、３・・・非
めっき面、４・・・めっき面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　酸性浴で亜鉛系片面電気めっき鋼板を製造する
   に際し、めっき前に珪酸塩を含む脱脂浴で、鋼板の非め
   っき面の少なくとも最終極性をマイナスにして電解脱脂
   することを特徴とする片面めっき鋼板の製造方法。
2. （２）　酸性浴で亜鉛系片面電気めっき鋼板を製造する
   に際し、めっき前に珪酸塩を含む脱脂浴で、鋼板の非め
   っき面の少なくとも最終極性をマイナスにして電解脱脂
   し、めっきした後、非めっき面をブラシング処理するこ
   とを特徴とする片面めっき鋼板の製造方法。