JP2978074B2 - 均一表面外観に優れた電気Znめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

均一表面外観に優れた電気Znめっき鋼板の製造方法

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JP2978074B2 JP6258623A JP25862394A JP2978074B2 JP 2978074 B2 JP2978074 B2 JP 2978074B2 JP 6258623 A JP6258623 A JP 6258623A JP 25862394 A JP25862394 A JP 25862394A JP 2978074 B2 JP2978074 B2 JP 2978074B2
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文男 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気Znめっき鋼板の
製造方法に係わり、更に詳しくは、家電用もしくは自動
車外板用として均一表面外観に優れた電気Znめっき鋼
板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼製品に対する要求品質は年々高度化
し、特に自動車や家電用途を中心に耐食性向上ニーズが
高く、これに伴なって表面処理鋼板の需要が増大してい
る。表面処理鋼板としては、自動車用ではZn系めっき
やこれに有機皮膜を付与した有機複合めっき鋼板が、家
電用途では耐食性だけでなく工程省略などのニーズから
様々な後処理鋼板が開発実用化されている。家電用途に
おける後処理としては、クロメート処理やさらに有機皮
膜を付与する有機複合処理が中心であるが、下地めっき
としては電気Znめっきが採用される場合が多い。電気
Znめっきは、自動車用に開発されたZn系合金めっき
に比べれば、同一付着量での耐食性では見劣りするもの
の、製造が容易でコスト面でも有利であり、クロメート
処理との相性が良いなどの利点がある。このため、下地
めっきは電気Znめっきに固定し、ニーズに応じた後処
理をこれに適用し、家電分野における耐食性や工程省略
など多様化するニーズに応えている。
【0003】こうした状況の下に、家電用途ではこれら
後処理鋼板を組立加工してそのまま使用することが多く
なり、それに伴なって外観品質への要求が厳しくなり、
これまで見過ごされてきた微小な外観汚れが無視できな
くなりつつある。優れた外観を有する電気Znめっき鋼
板の製造方法としては、特開平4−74887号公報、
特開平4−74888号公報に伝導度助剤を含む酸性電
気Znめっき浴で下層めっきを形成し、次いで伝導助剤
を含まない別のZnめっき浴で上層めっきを形成する方
法が開示されているが、微小な外観汚れを改善できるま
でには至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】外観上の問題は、後処
理を含む電気Znめっき工程で発生するものと原板起因
とに区別される。その原因が特定されれば解決は容易で
あるが、特に原板起因の場合には、その製造工程が極め
て複雑であるため、特定することが困難な場合が多く、
特定できたとしても根本的な解決にはなかなか至らない
のが現状である。また、明らかに原板起因であっても、
原板段階では確認できず、電気Znめっきを行なうこと
により初めて確認できるという類の問題も多い。このた
め、電気Znめっき工程の中で、耐食性など本来の品質
特性を損なうことなく、原板状態に左右されずに安定し
て良好な表面外観が得られる方法が必要となった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、原板で確
認できない微小な疵や汚れに起因して発生する電気Zn
めっき鋼板の外観不良は、初期の電析Zn結晶の不均一
さによることをつきとめた。そこで、Znの初期電析結
晶の均一化について検討した結果、初期のZnめっき工
程を、大電流めっき(めっき核の大量発生)、中電流め
っき(めっき核の成長とあらたな核発生)、めっき溶解
(異常成長結晶の除去)の3工程に分けることが有効で
あることを見出した。本発明は、この知見をもとに成し
得たものであり、その要旨は以下の通りである。電気Z
nめっき鋼板を製造するに当り、脱脂、酸洗といった前
処理を施しためっき原板に、第1層として100A/d
2 以上の電流密度で付着量5〜100mg/m2 のZ
nめっきを施し、次いで第2層として10〜100A/
dm2 の電流密度で付着量0.5〜1g/m2 のZnめ
っきを施した後、酸性Znめっき浴中にて第2層を0.
1〜0.5g/m2 溶解した後、さらに第3層として1
0〜100A/dm2 の電流密度でZnめっきを施し、
めっき層合計として5〜100g/m2 とすることを特
徴とする均一表面外観に優れた電気Znめっき鋼板の製
造方法にある。
【0006】
【作用】本発明は、電気Znめっきを施すに当り、まず
第1層として100A/dm2以上の高電流密度にてZ
nを5〜100mg/m2 析出させる。この作用効果と
しては、高過電圧下でめっきを行なうことにより、初期
のめっき核の発生を増大させ、疵や汚れ部にも正常部と
同様にZnめっき核を発生させることにある。したがっ
て、電流密度が100A/dm2 未満では、析出過電圧
が不十分で、疵、汚れ部と正常部とのZnめっき核の発
生数に大きな違いを生じ、均一な外観が得られない。図
1には、本発明における電気Znめっき時の第1層のZ
nめっき量が外観汚れの発生率に及ぼす影響を示した図
である。この図においては、第1層めっき後、第2層は
50A/dm2 で0.8g/m2 、その後酸性Znめっ
き浴中で第2層を0.3g/m2 溶解し、第3層は50
A/dm2 でめっき量の合計が40g/m2 になるよう
に試料を作成している。そして電流密度は100A/d
2 である。これより、Znめっき量が5mg/m2
満では初期めっき量としては少なすぎて改善の効果が認
められないことがわかる。また、100mg/m2 を超
えると、めっき焼けの状態となるためかえって外観は悪
くなることがわかる。
【0007】次に第2層として、10〜100A/dm
2 の中程度の電流密度で、Znを0.5〜1g/m2
出させる。この作用効果としては、第1層のZnめっき
をさらに成長させつつ、新たなZnめっき核を発生さ
せ、Znめっき結晶の緻密化を図ることにある。図2
に、電流密度、Znめっき量が外観汚れの発生率に及ぼ
す影響を示す。この図において、第1層は100A/d
2 で50mg/m2 、第2層めっき後酸性Znめっき
浴中で第2層を0.3g/m2 溶解し、第3層は50A
/dm2 でめっき量の合計が40g/m2 になるように
試料を作成している。そこで電流密度が10A/dm2
未満では新たなZn核の発生が起こり難いため、Zn結
晶が大きく成長するため、結果として外観が悪くなる。
また、100A/dm2 を超える電流密度で0.5〜1
g/dm2 析出させるとめっき焼けを生じるために、や
はり外観は低下する。Znめっき量が0.5g/m2
満では、後のめっき層溶解時に溶出可能量が少なすぎる
ため十分な効果がない。また、1g/m2 を超えると、
後のめっき層溶解時に溶解しきれない異常粗大結晶が生
じてくるため、やはり改善効果が少ない。
【0008】次に酸性Znめっき浴中にて、2層目のZ
nめっき層を0.1〜0.5g/dm2 溶解させる。こ
の作用効果は、2層目のZnめっき層を強制的に溶解す
ることで、異常成長部を優先的に溶解し、表面の均一化
を図ることにある。図3にZn溶解量が外観汚れの発生
率に及ぼす影響を示す。この図において、第1層は10
0A/dm2 で50mg/m2 、第2層は50A/dm
2 で0.8g/m2 、第3層は50A/dm2 でめっき
量の合計が40g/m2 になるように試料を作成してい
る。そこでZnめっき溶解量が0.1g/m2 未満では
溶解量が少なすぎて改善効果が少なく、0.5g/m2
を超えると溶解量が多すぎて、やはり健全部位の溶解も
多くなって、結果として表面の不均一が消えないため、
外観が低下することがわかる。
【0009】最後に第3層として10〜100A/dm
2 の電流密度で、Znめっきを施し、めっき層合計とし
て5〜100g/m2 となるようにする。この作用効果
は、Znめっき製品として必要な耐食性の確保のためで
ある。図4には、Znめっき量の合計がサイクル腐食試
験後の赤錆発生面積に及ぼす影響を示している。この図
において、第1層は100A/dm2 で50mg/m
2 、第2層は50A/dm2 で0.8g/m2 、酸性Z
nめっき浴中で第2層を0.3g/m2 溶解した後、第
3層は50A/dm2 でめっきを行っている。赤錆発生
面積は塩水散布→湿潤→乾燥の繰り返しサイクル腐食試
験を100サイクル行った後の値である。そこでZnめ
っき量の合計が5g/m2 未満では十分な耐食性が得ら
れていないのがわかる。
【0010】図5には、Znめっき量の合計が加工性の
指標となる耐パウダリング性の評点に及ぼす影響を示
す。この図において、第1層は100A/dm2 で50
mg/m2 、第2層は50A/dm2 で0.8g/m
2 、酸性Znめっき浴中で第2層を0.3g/m2 溶解
した後、第3層は50A/dm2 でめっきを行ってい
る。評点が高いものほど優れている。そこでZnめっき
量の合計が100g/m2 を超えると加工性が低下する
ことがわかる。また、ラインスピードを低下させる必要
を生じ、操業上からも不利となる。電流密度が10A/
dm2 未満では、Znめっきの結晶の粗大化を招き品質
低下を生じるとともに、析出時間が長く操業上も非常に
不利である。また、100A/dm2 を超えるとめっき
焼けを生じ、やはり品質低下を招く。
【0011】
【実施例】板厚4mmの低炭素鋼の熱間圧延材を、スケ
ールが薄く残るように酸洗した後、冷間圧延して板厚を
0.8mmとし、これを焼鈍してめっき原板とした。こ
のような板に対して、Znイオン1mol/l含むpH
1、浴温60℃の硫酸浴を用いて、相対流速1m/秒で
電気Znめっきを行なった。その結果、図1から図5に
示す通り、第1層として100A/dm2 以上の電流密
度で付着量5〜100mg/m2 のZnめっきを施し、
次いで第2層として10〜100A/dm2の電流密度
で付着量0.5〜1g/m2 のZnめっきを施した後、
酸性Znめっき浴中で第2層を0.1〜0.5g/m2
溶解した後、さらに第3層として10〜100A/dm
2 の電流密度で5〜100g/m2 のZnめっきを施し
たものが均一外観に優れ、しかも他の品質性能の低下も
ないことがわかった。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、原板に起
因する電気Znめっき後の微小な外観汚れを効率よく改
善する方法を提供するものである。特に、組立加工して
そのまま使用される家電製品用の表面処理鋼板の下地電
気Znめっき鋼板の製造方法として好適であり、ますま
す厳格化する需要家の外観品質に対する要求に応えてい
くに当り、誠に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1層のZnめっき量と外観汚
れ発生率の関係を表した図である。
【図2】第2層のZnめっき量、電流密度と外観汚れ発
生率の関係を表した図である。
【図3】酸性Znめっき浴中でのZnめっき層の溶解量
と外観汚れ発生率の関係を表した図である。
【図4】Znめっきの総量と赤錆発生面積(耐食性)の
関係を表した図である。
【図5】Znめっきの総量と耐パウダリング性(加工
性)の関係を表した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圓山 勝俊 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭62−211397(JP,A) 特開 平4−202785(JP,A) 特開 昭63−7393(JP,A) 特公 平3−44156(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 1/00 - 7/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Znめっき鋼板を製造するに当り、脱
    脂、酸洗といった前処理を施しためっき原板に、第1層
    として100A/dm2 以上の電流密度で付着量5〜1
    00mg/m2 のZnめっきを施し、次いで第2層とし
    て10〜100A/dm2 の電流密度で付着量0.5〜
    1g/m2 のZnめっきを施した後、酸性Znめっき浴
    中にて第2層を0.1〜0.5g/m2 溶解した後、さ
    らに第3層として10〜100A/dm2 の電流密度で
    Znめっきを施し、めっき層合計として5〜100g/
    2 とすることを特徴とする均一表面外観に優れた電気
    Znめっき鋼板の製造方法。
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