JPS6138274B2 - - Google Patents
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- JPS6138274B2 JPS6138274B2 JP57087266A JP8726682A JPS6138274B2 JP S6138274 B2 JPS6138274 B2 JP S6138274B2 JP 57087266 A JP57087266 A JP 57087266A JP 8726682 A JP8726682 A JP 8726682A JP S6138274 B2 JPS6138274 B2 JP S6138274B2
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- plating bath
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
この発明は、加工性および耐食性に優れたNi
−Zn合金電気メツキ鋼板の製造方法に関するも
のである。 工業用材料の主力である鉄鋼には省資源の見地
から耐食性の向上が求められている。特に鉄鋼需
要の中で大きな比重を占める自動車工業界では、
北米や北欧に代表される降雪地帯で冬期に路面の
凍結防止用に散布される岩塩などの融雪剤による
車体腐食が大きな問題になつており、車体防錆力
の強化が必要とされている。 車体防錆強化対策として表面処理鋼板の使用が
急速に増加している。車体防錆強化上、表面処理
鋼板に要求される性能の主体は、塗装された部分
と合わせ目部分等、塗装されずに残つた部分の耐
食性および加工性である。 従来、上記表面処理鋼板としては、亜鉛メツキ
鋼板が使用されてきたが、亜鉛メツキは腐食速度
が大きいため厚メツキが必要となる。このために
スクラツプ処理上問題となる他、塗膜下での腐食
反応に起因する塗膜のふくれが生じるので、亜鉛
メツキ鋼板は、車体防錆材料として不十分であ
る。このような状況下で、Ni−Zn、Fe−Zn、Co
−Cr−Znなどの合金電気メツキ鋼板が優れた性
能を持つ材料であることが明らかにされてきた。
特に、未塗装部分で従来の亜鉛メツキ鋼板の５〜
10倍の耐食性を優し、塗装後も優れた耐食性を示
すNi−Zn合金電気メツキ鋼板が車体防錆力強化
に適した材料として注目されている。 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板は、Ni含有率が10
％以上で再結晶構造としてγ相が形成されると、
優れた裸耐食性を示すことが知られている。従つ
て、高耐食性を目的としたNi−Zn合金電気メツ
キ鋼板は上記組成を持つように製造される。 電気メツキ鋼板の生産性からみると、高電流密
度で操業できることが望ましい。従来、Ni−Zn
合金電気メツキに使用されている電流密度は最大
30A/dm2程度であり、通常の電気亜鉛メツキの電
流密度に比べると電流密度はまだ低く生産性は十
分とは云えない。 高耐食性を保持しながら高電流密度で電気メツ
キを行なう方は、例えば、特開昭55−152194号公
報に開示されている。この方法は、メツキ浴と鋼
板との相対速度を20mpm以上に維持し、これに
よつて、メツキ皮膜組成を耐食性の優れた範囲に
保ちながら、100A/dm2程度の高電流密度で電気
メツキを行なう方法である。しかし、単に、メツ
キ浴と鋼板との相対速度を20mpm以上にするだ
けでは、メツキ皮膜組成を高耐食性の優れたもの
にすることができないことは明らかであり、メツ
キ浴の流速のみでなく、メツキ浴の組成やPHもメ
ツキ皮膜組成に影響を及ぼす。 別の方法として、日本鉄鋼協会発行の「鉄と
鋼」第67巻No.4S−333には、メツキ条件を電流
密度を10〜40A/dm2の範囲で検討し、メツキ浴組
成、メツキ浴流速を適宜選ぶことにより40A/dm2
までの電流密度範囲でγ相が得られることが記載
されている。しかし、PHの許容上限がどこかは明
示されていない他、PH許容上限とNi2+／Zi2+との
関係の有無については全く不明であり、後述する
ようにメツキ皮膜の加工性が保障されない。 メツキ皮膜の加工性を考慮した製造技術として
は、特公昭49−32172号公報にPH＝4.0〜4.5とす
ることによりメツキ皮膜の内部応力を低下させ、
これによつて延性を得る方法が記載されている
が、電流密度が4.3〜10.8A/dm2と低い。 以上のように、従来、耐食性と加工性共に考慮
しながら高電流密度でNi−Zn合金電気メツキ鋼
板を製造する技術は十分確立されていない。 本願発明者等は、上述のような観点から、メツ
キ浴のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツキ
浴組成等のメツキ条件が、Ni−Zn合金電気メツ
キ鋼板の耐食性および加工性に及ぼす影響につき
鋭意検討を重ねた。この結果、次の如き知見を得
た。 (1) メツキ浴中のNi2+／（Zn2+＋Ni2+）を0.55以
上とし、 (2) メツキ浴のPHを、メツキ浴と鋼板との相対速
度、メツキ浴組成に応じたPHの上限値以下のPH
とし、しかも、 (3) メツキ浴のZn2+濃度を20ｇ/以上とする条
件でメツキを行なえば、30A/dm2以上の高電流
密度で耐食性および加工性の優れたNi−Zn合
金電気メツキ鋼板の製造が可能となる。 この発明は、上記知見に基づきなされたもので
あつて、 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板を製造する方法に
おいて、PHが次式で表わされるPHL以下で、 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−0.
1） 但し、 υ：メツキ浴と鋼板との相対速度（m/S）。 Zn2+が20ｇ/以上で、しかも、Ni2+／（Zn2+
＋Ni2+）が0.55から0.90の範囲内であるメツキ浴
を使用して、50A/dm2以上の高電流密度でメツキ
を行なうことに特徴を有する。 この発明を詳細に説明する。 Ni−Zn合金電気メツキ浴は、硫酸浴、塩化
浴、スルフアミン酸浴などから得ることができる
が、自溶性アノード、不溶性アノードの何れも使
用可能であり、経済性もある点で硫酸塩を主体と
したメツキ浴が実用的である。 第１表に、次に示す条件で硫酸浴から電析した
Ni−Zn合金メツキ皮膜の加工性が、電流密度に
よつてどのような影響を受けるか調べた結果を示
す。 条 件 メツキ浴組成 硫酸亜鉛：150ｇ/、 硫酸ニツケル：350ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/（電導度補助
剤）、 メツキ浴のPH：2.0、 メツキ浴と鋼板との相対速度：0.7m/S、 メツキ浴の温度：50℃、 メツキ量：20ｇ/m2。
−Zn合金電気メツキ鋼板の製造方法に関するも
のである。 工業用材料の主力である鉄鋼には省資源の見地
から耐食性の向上が求められている。特に鉄鋼需
要の中で大きな比重を占める自動車工業界では、
北米や北欧に代表される降雪地帯で冬期に路面の
凍結防止用に散布される岩塩などの融雪剤による
車体腐食が大きな問題になつており、車体防錆力
の強化が必要とされている。 車体防錆強化対策として表面処理鋼板の使用が
急速に増加している。車体防錆強化上、表面処理
鋼板に要求される性能の主体は、塗装された部分
と合わせ目部分等、塗装されずに残つた部分の耐
食性および加工性である。 従来、上記表面処理鋼板としては、亜鉛メツキ
鋼板が使用されてきたが、亜鉛メツキは腐食速度
が大きいため厚メツキが必要となる。このために
スクラツプ処理上問題となる他、塗膜下での腐食
反応に起因する塗膜のふくれが生じるので、亜鉛
メツキ鋼板は、車体防錆材料として不十分であ
る。このような状況下で、Ni−Zn、Fe−Zn、Co
−Cr−Znなどの合金電気メツキ鋼板が優れた性
能を持つ材料であることが明らかにされてきた。
特に、未塗装部分で従来の亜鉛メツキ鋼板の５〜
10倍の耐食性を優し、塗装後も優れた耐食性を示
すNi−Zn合金電気メツキ鋼板が車体防錆力強化
に適した材料として注目されている。 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板は、Ni含有率が10
％以上で再結晶構造としてγ相が形成されると、
優れた裸耐食性を示すことが知られている。従つ
て、高耐食性を目的としたNi−Zn合金電気メツ
キ鋼板は上記組成を持つように製造される。 電気メツキ鋼板の生産性からみると、高電流密
度で操業できることが望ましい。従来、Ni−Zn
合金電気メツキに使用されている電流密度は最大
30A/dm2程度であり、通常の電気亜鉛メツキの電
流密度に比べると電流密度はまだ低く生産性は十
分とは云えない。 高耐食性を保持しながら高電流密度で電気メツ
キを行なう方は、例えば、特開昭55−152194号公
報に開示されている。この方法は、メツキ浴と鋼
板との相対速度を20mpm以上に維持し、これに
よつて、メツキ皮膜組成を耐食性の優れた範囲に
保ちながら、100A/dm2程度の高電流密度で電気
メツキを行なう方法である。しかし、単に、メツ
キ浴と鋼板との相対速度を20mpm以上にするだ
けでは、メツキ皮膜組成を高耐食性の優れたもの
にすることができないことは明らかであり、メツ
キ浴の流速のみでなく、メツキ浴の組成やPHもメ
ツキ皮膜組成に影響を及ぼす。 別の方法として、日本鉄鋼協会発行の「鉄と
鋼」第67巻No.4S−333には、メツキ条件を電流
密度を10〜40A/dm2の範囲で検討し、メツキ浴組
成、メツキ浴流速を適宜選ぶことにより40A/dm2
までの電流密度範囲でγ相が得られることが記載
されている。しかし、PHの許容上限がどこかは明
示されていない他、PH許容上限とNi2+／Zi2+との
関係の有無については全く不明であり、後述する
ようにメツキ皮膜の加工性が保障されない。 メツキ皮膜の加工性を考慮した製造技術として
は、特公昭49−32172号公報にPH＝4.0〜4.5とす
ることによりメツキ皮膜の内部応力を低下させ、
これによつて延性を得る方法が記載されている
が、電流密度が4.3〜10.8A/dm2と低い。 以上のように、従来、耐食性と加工性共に考慮
しながら高電流密度でNi−Zn合金電気メツキ鋼
板を製造する技術は十分確立されていない。 本願発明者等は、上述のような観点から、メツ
キ浴のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツキ
浴組成等のメツキ条件が、Ni−Zn合金電気メツ
キ鋼板の耐食性および加工性に及ぼす影響につき
鋭意検討を重ねた。この結果、次の如き知見を得
た。 (1) メツキ浴中のNi2+／（Zn2+＋Ni2+）を0.55以
上とし、 (2) メツキ浴のPHを、メツキ浴と鋼板との相対速
度、メツキ浴組成に応じたPHの上限値以下のPH
とし、しかも、 (3) メツキ浴のZn2+濃度を20ｇ/以上とする条
件でメツキを行なえば、30A/dm2以上の高電流
密度で耐食性および加工性の優れたNi−Zn合
金電気メツキ鋼板の製造が可能となる。 この発明は、上記知見に基づきなされたもので
あつて、 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板を製造する方法に
おいて、PHが次式で表わされるPHL以下で、 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−0.
1） 但し、 υ：メツキ浴と鋼板との相対速度（m/S）。 Zn2+が20ｇ/以上で、しかも、Ni2+／（Zn2+
＋Ni2+）が0.55から0.90の範囲内であるメツキ浴
を使用して、50A/dm2以上の高電流密度でメツキ
を行なうことに特徴を有する。 この発明を詳細に説明する。 Ni−Zn合金電気メツキ浴は、硫酸浴、塩化
浴、スルフアミン酸浴などから得ることができる
が、自溶性アノード、不溶性アノードの何れも使
用可能であり、経済性もある点で硫酸塩を主体と
したメツキ浴が実用的である。 第１表に、次に示す条件で硫酸浴から電析した
Ni−Zn合金メツキ皮膜の加工性が、電流密度に
よつてどのような影響を受けるか調べた結果を示
す。 条 件 メツキ浴組成 硫酸亜鉛：150ｇ/、 硫酸ニツケル：350ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/（電導度補助
剤）、 メツキ浴のPH：2.0、 メツキ浴と鋼板との相対速度：0.7m/S、 メツキ浴の温度：50℃、 メツキ量：20ｇ/m2。
【表】
メツキ皮膜の加工性は、メツキ皮膜が外側に出
るようにメツキ鋼板を180゜密着曲げしたのち、
セロテープによる剥離程度を目視により評価した
ものであり、評価基準は、第２表の通りである。
るようにメツキ鋼板を180゜密着曲げしたのち、
セロテープによる剥離程度を目視により評価した
ものであり、評価基準は、第２表の通りである。
【表】
後述する説明において、メツキ皮膜の加工性は
何れも上記方法により試験評価したものである。 第１表から明らかなように、メツキ電流密度が
30A/dm2を越えると、メツキ皮膜の加工性が低下
することがわかる。これは次の理由によるものと
考えられる。すなわち、 (1) 一般に金属間化合物の変形能は純金属のそれ
に比べて小さく、このために加工性が悪い。
Ni−Zn合金のγ相は、状態図によれば室温で
Ni含有率が13.5〜約20％の範囲で存在し、化学
量論的金属間化合物としては、Ni含有率が17.6
％のNi5Zn21が存在することが示されている。
Ni含有率が17.6％以下ではNi5Zn21の結晶格子
中に空孔が存在するので、加工に際して金属原
子はある程度移動可能と推定される。このこと
からγ相のうちでNi含有率が低いものは相対
的に加工が容易であるが、Ni含有率の増加と
ともに加工性が低下してメツキ皮膜の剥離が起
こる。 (2) 後述するように、高電流密度を適用すると鉄
地（鋼板）とメツキ浴との界面におけるメツキ
浴のPH、即ち、界面PHは上昇する。界面PHが
5.1以上では、Zn（OH）2が生成するのでZn
（OH）2が共析する可能性がある。界面に析出し
たZn（OH）2は、鉄地とNi−Zn合金の金属結合
を遮断するので、Zn（OH）2による鉄地表面の
被覆率が高まると、鉄地とメツキ皮膜との結合
力が弱まる。加工による力が加わつたときに結
合力の弱い界面で剥離が起こる。 Ni−Zn合金電析におけるメツキ皮膜のNi含
有率は、メツキ浴のPHが上昇するに伴つて大き
くなり、Zn（OH）2の共析も促進されると考え
られるが、電極反応が実際に起るのは鋼板とメ
ツキ浴との界面であり、Ni含有率、Zn（OH）2
の共析量を決定するのは界面のPHである。界面
PHはメツキ浴の拡散層の外側からのH+の供給
と、水素ガス発生とのバランスによつて決ま
る。H+の供給は物質移動の問題であり、カソ
ード（鋼板）とメツキ浴の相対速度を高めるこ
とにより拡散層を薄くすればH+の供給は容易
になり、界面PHが下がる方向に向く。また、本
願発明者等の研究によれば、高電流密度でNi
−Zn合金メツキを行なうと、優先析出する
Zn2+のカソードへの供給が不足し、その不足分
のカソード反応が水素ガス発生反応となり、界
面PHは上昇する。 以上のことから、電流密度の増加によりメツキ
皮膜の加工性が低下する第１表の結果は、メツキ
浴のバルク側から界面へのH+とZn2+の供給不足
に起因して高まつた界面PHが、メツキ皮膜中の
Ni含有率とZn（OH）2共析量とを高めた結果によ
るものであると理解できる。この考えに基づき本
願発明者等は、界面PHの上昇を抑制することが皮
膜加工性の低下を防止する基本であると考え、メ
ツキ浴のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツ
キ浴中のZn2+／（Zn2+＋Ni2+）をコントロールす
ることにより、メツキ皮膜の加工性低下を防止
し、健全な加工性を確保する方を見出した。 第１図から第４図に、次の条件でNi−Zn合金
電気メツキを行ない、高電流密度によりメツキを
行なつた場合のメツキ皮膜の加工性に、メツキ浴
のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツキ浴中
のNi2+／（Zn2+＋Ni2+）が及ぼす影響を示す。各
図中、〇印はメツキ皮膜の剥離が全くないか、ほ
とんどないことを示し、●印はメツキ皮膜の剥離
があることを示す。 条 件 硫酸亜鉛＋硫酸ニツケル：500ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/、 Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）：0.55、0.60、0.65、0.70、 メツキ浴温度：50℃、 電流密度：50A/dm2、 メツキ量：20ｇ/m2。 第１図から第４図から明らかなように、(1) メ
ツキ浴のPHの低下、(2) メツキ浴と鋼板との相対
速度の増加、(3) Zn2+／（Zn2+＋Ni2+）＝１−
Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）の増加がメツキ皮膜の加工
性の低下防止に寄与するように作用する他、これ
ら(1)から(3)の要因が単独ではなく相互に関連しな
がら加工性に影響を及ぼしていることがわかる。 そこで、本願発明者等は、上記(1)から(3)の要因
を関連づけ、加工性の良、不良の境界条件とな
る、次の如き実験式を得た。 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−0.
1） 但し、 PHL：メツキ浴PHの上限値、 υ：メツキ浴と鋼板との相対速度（m/S）、 Zn2+：Zn2+濃度（ｇ/）、 Ni2+：Ni2+濃度（ｇ/）。 すなわち、上式を満足するPHのメツキ浴でメツ
キを行なえば、加工性の良好なメツキ皮膜が得ら
れる。 界面PHに及ぼすZn2+の影響を更に詳しく調べる
ために、Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）＝0.65一定とし、
Zn2+濃度を変えてメツキ皮膜の加工性について調
べた。この結果を第３表に示す。
何れも上記方法により試験評価したものである。 第１表から明らかなように、メツキ電流密度が
30A/dm2を越えると、メツキ皮膜の加工性が低下
することがわかる。これは次の理由によるものと
考えられる。すなわち、 (1) 一般に金属間化合物の変形能は純金属のそれ
に比べて小さく、このために加工性が悪い。
Ni−Zn合金のγ相は、状態図によれば室温で
Ni含有率が13.5〜約20％の範囲で存在し、化学
量論的金属間化合物としては、Ni含有率が17.6
％のNi5Zn21が存在することが示されている。
Ni含有率が17.6％以下ではNi5Zn21の結晶格子
中に空孔が存在するので、加工に際して金属原
子はある程度移動可能と推定される。このこと
からγ相のうちでNi含有率が低いものは相対
的に加工が容易であるが、Ni含有率の増加と
ともに加工性が低下してメツキ皮膜の剥離が起
こる。 (2) 後述するように、高電流密度を適用すると鉄
地（鋼板）とメツキ浴との界面におけるメツキ
浴のPH、即ち、界面PHは上昇する。界面PHが
5.1以上では、Zn（OH）2が生成するのでZn
（OH）2が共析する可能性がある。界面に析出し
たZn（OH）2は、鉄地とNi−Zn合金の金属結合
を遮断するので、Zn（OH）2による鉄地表面の
被覆率が高まると、鉄地とメツキ皮膜との結合
力が弱まる。加工による力が加わつたときに結
合力の弱い界面で剥離が起こる。 Ni−Zn合金電析におけるメツキ皮膜のNi含
有率は、メツキ浴のPHが上昇するに伴つて大き
くなり、Zn（OH）2の共析も促進されると考え
られるが、電極反応が実際に起るのは鋼板とメ
ツキ浴との界面であり、Ni含有率、Zn（OH）2
の共析量を決定するのは界面のPHである。界面
PHはメツキ浴の拡散層の外側からのH+の供給
と、水素ガス発生とのバランスによつて決ま
る。H+の供給は物質移動の問題であり、カソ
ード（鋼板）とメツキ浴の相対速度を高めるこ
とにより拡散層を薄くすればH+の供給は容易
になり、界面PHが下がる方向に向く。また、本
願発明者等の研究によれば、高電流密度でNi
−Zn合金メツキを行なうと、優先析出する
Zn2+のカソードへの供給が不足し、その不足分
のカソード反応が水素ガス発生反応となり、界
面PHは上昇する。 以上のことから、電流密度の増加によりメツキ
皮膜の加工性が低下する第１表の結果は、メツキ
浴のバルク側から界面へのH+とZn2+の供給不足
に起因して高まつた界面PHが、メツキ皮膜中の
Ni含有率とZn（OH）2共析量とを高めた結果によ
るものであると理解できる。この考えに基づき本
願発明者等は、界面PHの上昇を抑制することが皮
膜加工性の低下を防止する基本であると考え、メ
ツキ浴のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツ
キ浴中のZn2+／（Zn2+＋Ni2+）をコントロールす
ることにより、メツキ皮膜の加工性低下を防止
し、健全な加工性を確保する方を見出した。 第１図から第４図に、次の条件でNi−Zn合金
電気メツキを行ない、高電流密度によりメツキを
行なつた場合のメツキ皮膜の加工性に、メツキ浴
のPH、メツキ浴と鋼板との相対速度、メツキ浴中
のNi2+／（Zn2+＋Ni2+）が及ぼす影響を示す。各
図中、〇印はメツキ皮膜の剥離が全くないか、ほ
とんどないことを示し、●印はメツキ皮膜の剥離
があることを示す。 条 件 硫酸亜鉛＋硫酸ニツケル：500ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/、 Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）：0.55、0.60、0.65、0.70、 メツキ浴温度：50℃、 電流密度：50A/dm2、 メツキ量：20ｇ/m2。 第１図から第４図から明らかなように、(1) メ
ツキ浴のPHの低下、(2) メツキ浴と鋼板との相対
速度の増加、(3) Zn2+／（Zn2+＋Ni2+）＝１−
Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）の増加がメツキ皮膜の加工
性の低下防止に寄与するように作用する他、これ
ら(1)から(3)の要因が単独ではなく相互に関連しな
がら加工性に影響を及ぼしていることがわかる。 そこで、本願発明者等は、上記(1)から(3)の要因
を関連づけ、加工性の良、不良の境界条件とな
る、次の如き実験式を得た。 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−0.
1） 但し、 PHL：メツキ浴PHの上限値、 υ：メツキ浴と鋼板との相対速度（m/S）、 Zn2+：Zn2+濃度（ｇ/）、 Ni2+：Ni2+濃度（ｇ/）。 すなわち、上式を満足するPHのメツキ浴でメツ
キを行なえば、加工性の良好なメツキ皮膜が得ら
れる。 界面PHに及ぼすZn2+の影響を更に詳しく調べる
ために、Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）＝0.65一定とし、
Zn2+濃度を変えてメツキ皮膜の加工性について調
べた。この結果を第３表に示す。
【表】
前述したように、界面PHに及ぼすZn2+の影響
は、カソード界面へのZn2+の供給不足によつつて
起こるのであるから、PHLにはZn2+濃度も関係す
ると考えられるが、第３表に見られるようにZn2+
濃度が低いときにPHがPHLより小さいとメツキ皮
膜の加工性が確保されない。従つて、前述したPH
Lを示す式はZn2+濃度が一定濃度以上で成立する
ことが明らかであり、実験によりZn2+が20ｇ/
以上でPHLの式が成立することが判明した。 以上の説明から明らかなように、加工性に優れ
たNi−Zn合金電気メツキ皮膜は、メツキ浴のPH
がPHL以下であり、かつZn2+が20ｇ/以上のメツ
キ浴から得られることがわかるが、加工性に加え
て優れた耐食性が得られてはじめて、Ni−Zn合
金電気メツキの優れた特性が保証される。 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板の耐食性は、メツ
キ皮膜中のNi含有量によつて決定されることは
周知であるが、本願発明者等の研究によれば、30
A/dm2以上の電流密度でメツキしたNi−Zn合金電
気メツキ鋼板も、Ni含有率が６〜16％の範囲で
良好な耐食性を示し、特に、10〜14％の範囲では
きわめて優れた耐食性を示すことが明らかとなつ
た。Ni含有率が10〜14％のNi−Zn合金電気メツ
キ皮膜は、本願発明者等の研究によれば、Ni2+／
（Zn2+＋Ni2+）が0.55以上、0.90以下のZn2+、Ni2+
を含むメツキ浴から得られることがわかつた。 第４表に、耐食性と加工性を同時に評価した結
果を示す。耐食性は未塗装のNi−Zn合金電気メ
ツキ鋼板を、JIS Ｚ 2371に規定されている塩水
噴霧試験でテストし、赤錆発生時間で評価した。
評価基準を第５表に示す。
は、カソード界面へのZn2+の供給不足によつつて
起こるのであるから、PHLにはZn2+濃度も関係す
ると考えられるが、第３表に見られるようにZn2+
濃度が低いときにPHがPHLより小さいとメツキ皮
膜の加工性が確保されない。従つて、前述したPH
Lを示す式はZn2+濃度が一定濃度以上で成立する
ことが明らかであり、実験によりZn2+が20ｇ/
以上でPHLの式が成立することが判明した。 以上の説明から明らかなように、加工性に優れ
たNi−Zn合金電気メツキ皮膜は、メツキ浴のPH
がPHL以下であり、かつZn2+が20ｇ/以上のメツ
キ浴から得られることがわかるが、加工性に加え
て優れた耐食性が得られてはじめて、Ni−Zn合
金電気メツキの優れた特性が保証される。 Ni−Zn合金電気メツキ鋼板の耐食性は、メツ
キ皮膜中のNi含有量によつて決定されることは
周知であるが、本願発明者等の研究によれば、30
A/dm2以上の電流密度でメツキしたNi−Zn合金電
気メツキ鋼板も、Ni含有率が６〜16％の範囲で
良好な耐食性を示し、特に、10〜14％の範囲では
きわめて優れた耐食性を示すことが明らかとなつ
た。Ni含有率が10〜14％のNi−Zn合金電気メツ
キ皮膜は、本願発明者等の研究によれば、Ni2+／
（Zn2+＋Ni2+）が0.55以上、0.90以下のZn2+、Ni2+
を含むメツキ浴から得られることがわかつた。 第４表に、耐食性と加工性を同時に評価した結
果を示す。耐食性は未塗装のNi−Zn合金電気メ
ツキ鋼板を、JIS Ｚ 2371に規定されている塩水
噴霧試験でテストし、赤錆発生時間で評価した。
評価基準を第５表に示す。
【表】
【表】
第４表から次のことがわかる。すなわち、
(1) メツキ皮膜中のNi含有率が10％未満では、
加工性は良好であるが耐食性が低下する。 (2) メツキ皮膜中のNi含有率が14％以上になる
と、加工性、耐食性ともに低下する傾向を示
す。 (3) メツキ皮膜中のNi含有率が10％以上で、加
工性に優れたメツキ皮膜の得られる条件でメツ
キを行なうことにより、耐食性と加工性に優れ
たNi−Zn合金電気メツキ皮膜が得られる。 (4) メツキ浴のPHがPHL以下であれば、加工性は
良好である。 以上(1)から(4)の事項を整理すると、耐食性、加
工性ともに優れたNi−Zn合金電気メツキ鋼板
は、以下の条件(イ)から(ハ)で高電流密度を適用しな
がら製造可能である。 (イ) メツキ浴のPHが次式で示されるPHLより低い
こと。 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−
0.1） (ロ) メツキ浴中のZn2+濃度が20ｇ/以上である
こと。 (ハ) Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）が0.55〜0.90の範囲にあ
ること。 次に、この発明の実施例について説明する。 実施例 １ 電解脱脂と酸洗の前処理を行なつた後、次のメ
ツキ条件で鋼板にNi−Zn合金電気メツキを行な
い、その後、メツキ鋼板の耐食性と加工性につい
て調べた。メツキに際して鋼板とメツキ浴との相
対速度は、メツキ浴を流動させることによつて調
整した。 (1) メツキ浴の組成 Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）：0.65 硫酸亜鉛：175ｇ/、 硫酸ニツケル：325ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/、 (2) メツキ浴のPH：2.0、 (3) 相対速度：０〜1.5m/S、 (4) メツキ浴の温度：50℃、 (5) 電流密度：50A/dm2。 この結果を第６表に示す。 第６表から明らかなように、メツキ浴のPHがPH
L以下のNo.4〜６では、メツキ量が20ｇ/m2、30
ｇ/m2の何れの場合においても優れた耐食性と加
工性を具備した、Ni−Zn合金電気メツキ皮膜を
有する鋼板を製造することができることがわか
る。
加工性は良好であるが耐食性が低下する。 (2) メツキ皮膜中のNi含有率が14％以上になる
と、加工性、耐食性ともに低下する傾向を示
す。 (3) メツキ皮膜中のNi含有率が10％以上で、加
工性に優れたメツキ皮膜の得られる条件でメツ
キを行なうことにより、耐食性と加工性に優れ
たNi−Zn合金電気メツキ皮膜が得られる。 (4) メツキ浴のPHがPHL以下であれば、加工性は
良好である。 以上(1)から(4)の事項を整理すると、耐食性、加
工性ともに優れたNi−Zn合金電気メツキ鋼板
は、以下の条件(イ)から(ハ)で高電流密度を適用しな
がら製造可能である。 (イ) メツキ浴のPHが次式で示されるPHLより低い
こと。 PHL＝0.85υ＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−
0.1） (ロ) メツキ浴中のZn2+濃度が20ｇ/以上である
こと。 (ハ) Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）が0.55〜0.90の範囲にあ
ること。 次に、この発明の実施例について説明する。 実施例 １ 電解脱脂と酸洗の前処理を行なつた後、次のメ
ツキ条件で鋼板にNi−Zn合金電気メツキを行な
い、その後、メツキ鋼板の耐食性と加工性につい
て調べた。メツキに際して鋼板とメツキ浴との相
対速度は、メツキ浴を流動させることによつて調
整した。 (1) メツキ浴の組成 Ni2+／（Zn2+＋Ni2+）：0.65 硫酸亜鉛：175ｇ/、 硫酸ニツケル：325ｇ/、 無水硫酸ナトリウム：60ｇ/、 (2) メツキ浴のPH：2.0、 (3) 相対速度：０〜1.5m/S、 (4) メツキ浴の温度：50℃、 (5) 電流密度：50A/dm2。 この結果を第６表に示す。 第６表から明らかなように、メツキ浴のPHがPH
L以下のNo.4〜６では、メツキ量が20ｇ/m2、30
ｇ/m2の何れの場合においても優れた耐食性と加
工性を具備した、Ni−Zn合金電気メツキ皮膜を
有する鋼板を製造することができることがわか
る。
【表】
実施例 ２
硫酸亜鉛150ｇ/、硫酸ニツケル350ｇ/、無
水硫酸ナトリウム60ｇ/、酢酸ナトリウム27ｇ/
（PH緩衝剤）から成るメツキ浴を硫酸にてPH＝
1.8と2.4にそれぞれ調整後、次の条件にて電気メ
ツキした鋼板の耐食性と加工性を調べた。 (1) メツキ電流密度：10〜70A/dm2、 相対速度：1.0m/S、 メツキ浴温度：50℃。 この結果を第７表に示す。
水硫酸ナトリウム60ｇ/、酢酸ナトリウム27ｇ/
（PH緩衝剤）から成るメツキ浴を硫酸にてPH＝
1.8と2.4にそれぞれ調整後、次の条件にて電気メ
ツキした鋼板の耐食性と加工性を調べた。 (1) メツキ電流密度：10〜70A/dm2、 相対速度：1.0m/S、 メツキ浴温度：50℃。 この結果を第７表に示す。
【表】
【表】
第７表から明らかなように、PHLより高い値の
PH＝2.4のメツキ浴を用いると、電流密度が10A/
ｄm2のような低い電流密度では耐食性、加工性共
に良好なメツキ皮膜を有する鋼板が得られるが、
この性能は電流密度が30A/dm2以上となると失わ
れる。特に、50A/dm2以上の高電流密度で加工性
が著しく低下する。一方PHLより低い値のPH＝1.8
のメツキ浴では70A/dm2の高電流密度まで耐食
性、加工性共に良好なメツキ皮膜を有する鋼板を
製造することができることがわかる。また、PHが
1.8のメツキ浴と2.4のメツキ浴との場合を比較す
ると、50A/dm2以上の電流密度で両条件下で製造
したメツキ材の性能の差が顕著に現われている。 以上説明したように、この発明によれば、耐食
性、加工性共に優れたNi−Zn合金電気メツキ鋼
板を高電流密度を適用して能率良く製造すること
ができるといつたきわめて有用な効果がもたらさ
れる。
PH＝2.4のメツキ浴を用いると、電流密度が10A/
ｄm2のような低い電流密度では耐食性、加工性共
に良好なメツキ皮膜を有する鋼板が得られるが、
この性能は電流密度が30A/dm2以上となると失わ
れる。特に、50A/dm2以上の高電流密度で加工性
が著しく低下する。一方PHLより低い値のPH＝1.8
のメツキ浴では70A/dm2の高電流密度まで耐食
性、加工性共に良好なメツキ皮膜を有する鋼板を
製造することができることがわかる。また、PHが
1.8のメツキ浴と2.4のメツキ浴との場合を比較す
ると、50A/dm2以上の電流密度で両条件下で製造
したメツキ材の性能の差が顕著に現われている。 以上説明したように、この発明によれば、耐食
性、加工性共に優れたNi−Zn合金電気メツキ鋼
板を高電流密度を適用して能率良く製造すること
ができるといつたきわめて有用な効果がもたらさ
れる。
第１図から第４図は、メツキ浴と鋼板との相対
速度とメツキ浴のPHとの関係を示す図である。
速度とメツキ浴のPHとの関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni−Zn合金電気メツキ鋼板を製造する方法
において、PHが次式で表わされるPHL以下で、 PHL＝0.85v＋6.0（Ｚｎ２＋／Ｚｎ２＋＋Ｎｉ２＋−0.1
） 但し、 ｖ：メツキ浴と鋼板との相対速度（m/S）。 Zn2+が20ｇ/以上で、しかも、Ni2+／（Zn2+
＋Ni2+）が0.55から0.90の範囲内であるメツキ浴
を使用して50A/dm2以上の高電流密度でメツキを
行なうことを特徴とする、加工性および耐食性に
優れたNi−Zn合金電気メツキ鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8726682A JPS58204195A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 加工性および耐食性に優れたＮｉ−Ｚｎ合金電気メツキ鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8726682A JPS58204195A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 加工性および耐食性に優れたＮｉ−Ｚｎ合金電気メツキ鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204195A JPS58204195A (ja) | 1983-11-28 |
| JPS6138274B2 true JPS6138274B2 (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=13909959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8726682A Granted JPS58204195A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 加工性および耐食性に優れたＮｉ−Ｚｎ合金電気メツキ鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204195A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01204865A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-08-17 | Ford Motor Co | 路面摩擦を力学的に決定する自動車用装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616290A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-11 | Kawasaki Steel Corp | 高耐食性表面処理鋼板の製造方法 |
| JPS61133394A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Nisshin Steel Co Ltd | Ｚｎ−Ｎｉ系合金の高電流めつき方法 |
| JPH0814038B2 (ja) * | 1988-07-20 | 1996-02-14 | 川崎製鉄株式会社 | Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55110791A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Preparation of plated steel plate with high corrosion resistance |
| JPS5839236B2 (ja) * | 1979-03-30 | 1983-08-29 | 住友金属工業株式会社 | 合金電気メッキ方法 |
| JPS55152194A (en) * | 1979-05-12 | 1980-11-27 | Nippon Steel Corp | Production of steel strip plated by zinc-nickel alloy |
| JPS5839236A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toshiba Corp | 回転電機巻線 |
| JPS58197292A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-16 | Nippon Steel Corp | 高効率ガンマ−亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の製造方法 |
-
1982
- 1982-05-25 JP JP8726682A patent/JPS58204195A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01204865A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-08-17 | Ford Motor Co | 路面摩擦を力学的に決定する自動車用装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58204195A (ja) | 1983-11-28 |
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