JP3004470B2 - 高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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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Crと鉄族金属を含有す
る高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
る高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板は、自動車、家電、
建材用途を中心に広く使用されている。このうち、自動
車用途では、寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の
散布岩塩による車体腐食を防止するために、より高度な
耐食性が要求されている。亜鉛めっき鋼板の耐食性向上
は、亜鉛のめっき量(付着量)の増加で可能であるが、
これは溶接性や加工性の点で問題が多い。そこで亜鉛そ
のものの溶解を抑制し亜鉛めっきの寿命を延ばす方法と
して、多くの合金めっきが提案されている。中でもF
e、Ni、Coを合金成分として含有するZn系合金め
っきは、その良好な裸耐食性や塗装後耐食性が認めら
れ、実用化されている。また、特開昭61−27039
8号公報、特開昭62−54099号公報、特開平3−
120393号公報などに開示されているように、Zn
ないしZn系合金めっき中にCrを含有させる試みもな
されているが、耐食性においてZn−Ni合金めっきや
Zn−Fe合金めっきを凌駕するには到っていない。
建材用途を中心に広く使用されている。このうち、自動
車用途では、寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の
散布岩塩による車体腐食を防止するために、より高度な
耐食性が要求されている。亜鉛めっき鋼板の耐食性向上
は、亜鉛のめっき量(付着量)の増加で可能であるが、
これは溶接性や加工性の点で問題が多い。そこで亜鉛そ
のものの溶解を抑制し亜鉛めっきの寿命を延ばす方法と
して、多くの合金めっきが提案されている。中でもF
e、Ni、Coを合金成分として含有するZn系合金め
っきは、その良好な裸耐食性や塗装後耐食性が認めら
れ、実用化されている。また、特開昭61−27039
8号公報、特開昭62−54099号公報、特開平3−
120393号公報などに開示されているように、Zn
ないしZn系合金めっき中にCrを含有させる試みもな
されているが、耐食性においてZn−Ni合金めっきや
Zn−Fe合金めっきを凌駕するには到っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】亜鉛と共にCrを析出
させる試みはCr3+やCr6+イオンを用いて従来から行
なわれているが、単純浴からは微量のCrが析出するの
みであり、Cr濃度や電流密度の増加によって数%のC
rを析出させても、良好な外観が得られないだけでな
く、加工性や電流効率の著しい低下を伴い工業的に有利
な方法はなかった。本発明は、上記問題点を解決し、C
rと鉄族金属を含有する高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の
製造方法を提供するものである。
させる試みはCr3+やCr6+イオンを用いて従来から行
なわれているが、単純浴からは微量のCrが析出するの
みであり、Cr濃度や電流密度の増加によって数%のC
rを析出させても、良好な外観が得られないだけでな
く、加工性や電流効率の著しい低下を伴い工業的に有利
な方法はなかった。本発明は、上記問題点を解決し、C
rと鉄族金属を含有する高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の
製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、 (1)Crと鉄族金属を含有する電気亜鉛めっき鋼板を
製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金
属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピペロナール
もしくはその誘導体を含有するめっき浴を用いて、電気
めっきすることを特徴とする高耐食性電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法、および (2)Crと鉄族金属を含有する電気亜鉛めっき鋼板を
製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金
属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピペロナール
もしくはその誘導体と0.01〜20g/lのカチオン
ポリマーを含有するめっき浴を用いて、電気めっきする
ことを特徴とする高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方
法である。
製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金
属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピペロナール
もしくはその誘導体を含有するめっき浴を用いて、電気
めっきすることを特徴とする高耐食性電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法、および (2)Crと鉄族金属を含有する電気亜鉛めっき鋼板を
製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金
属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピペロナール
もしくはその誘導体と0.01〜20g/lのカチオン
ポリマーを含有するめっき浴を用いて、電気めっきする
ことを特徴とする高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方
法である。
【0005】
【作用】従来Zn2+イオンとCr3+ないしはCr6+イオ
ンからなる単純浴を使用しても微量のCrが析出するの
みであり、Cr濃度や電流密度の増加によって数%のC
rを析出させても、実用に耐えるめっきが得られなかっ
た。しかるに、Cr3+イオンを含む亜鉛系めっき浴中に
ピペロナールもしくはピペロナールの誘導体をCr析出
促進剤として添加することにより、この問題は解決さ
れ、多量のCrを含む高度の耐食性を有するめっきが得
られるようになる。この理由は、ピペロナールがCr3+
イオンと錯体を形成し、Zn2+イオンの放電を抑制しつ
つCr3+イオンの放電を容易ならしめるためと推定され
る。ピペロナールもしくはピペロナールの誘導体の添加
濃度は0.1〜10g/lとする。0.1g/l未満で
はCr析出効果が十分ではなく、10g/lを超えると
めっき浴に溶解し難くなるので実用的ではない。ここ
で、ピペロナールはC 8H6O3で示される有機化合物で
あり、
ンからなる単純浴を使用しても微量のCrが析出するの
みであり、Cr濃度や電流密度の増加によって数%のC
rを析出させても、実用に耐えるめっきが得られなかっ
た。しかるに、Cr3+イオンを含む亜鉛系めっき浴中に
ピペロナールもしくはピペロナールの誘導体をCr析出
促進剤として添加することにより、この問題は解決さ
れ、多量のCrを含む高度の耐食性を有するめっきが得
られるようになる。この理由は、ピペロナールがCr3+
イオンと錯体を形成し、Zn2+イオンの放電を抑制しつ
つCr3+イオンの放電を容易ならしめるためと推定され
る。ピペロナールもしくはピペロナールの誘導体の添加
濃度は0.1〜10g/lとする。0.1g/l未満で
はCr析出効果が十分ではなく、10g/lを超えると
めっき浴に溶解し難くなるので実用的ではない。ここ
で、ピペロナールはC 8H6O3で示される有機化合物で
あり、
【0006】
【化1】
【0007】ピペロナールの誘導体とはピペロニルアル
コール、ピペロニル酸などを含む。ピペロナールとその
誘導体は単独、もしくは複合で用いられてよい。めっき
浴中には、これらピペロナール類の他にさらにカチオン
ポリマーを0.01〜20g/l添加してもよく、これ
により外観品位を向上させることができる。また、Cr
析出に対してもより有利である。カチオンポリマーとし
ては、4級アミンの塩を主鎖に含むポリマーが効果的で
ある。平均分子量としては102〜106が好ましい。
コール、ピペロニル酸などを含む。ピペロナールとその
誘導体は単独、もしくは複合で用いられてよい。めっき
浴中には、これらピペロナール類の他にさらにカチオン
ポリマーを0.01〜20g/l添加してもよく、これ
により外観品位を向上させることができる。また、Cr
析出に対してもより有利である。カチオンポリマーとし
ては、4級アミンの塩を主鎖に含むポリマーが効果的で
ある。平均分子量としては102〜106が好ましい。
【0008】次に示すアミンポリマーの内、ポリアミン
スルホン(PASと略)、及びポリアミン(PAと略)
が最も効果的である。この理由としては、アミン基によ
る陰極面への吸着作用とスルホン基へのCr3+イオンの
配位結合が寄与していると考えられる。これらは基本的
には次に示す4級アミンの塩(アンモニウム塩)を主鎖
に含むホモポリマーあるいはコポリマーで構成されてい
る。
スルホン(PASと略)、及びポリアミン(PAと略)
が最も効果的である。この理由としては、アミン基によ
る陰極面への吸着作用とスルホン基へのCr3+イオンの
配位結合が寄与していると考えられる。これらは基本的
には次に示す4級アミンの塩(アンモニウム塩)を主鎖
に含むホモポリマーあるいはコポリマーで構成されてい
る。
【0009】
【化2】
【0010】
【化3】
【0011】
【化4】
【0012】R1、R2は低級アルキル基を示し、XはC
l- 、HSO4 -、H2PO4 -、R−SO3 -(RはC1〜C
4のアルキル基)、NO3 -のアニオンを示す。この他、
1、2、3級アミンのポリマーも前述の4級アミンポリ
マーには及ばないが効果がある。
l- 、HSO4 -、H2PO4 -、R−SO3 -(RはC1〜C
4のアルキル基)、NO3 -のアニオンを示す。この他、
1、2、3級アミンのポリマーも前述の4級アミンポリ
マーには及ばないが効果がある。
【0013】めっき浴としては、硫酸塩浴、塩化物浴、
これらの混合浴何れも適用できる。金属イオン濃度につ
いては、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金属2価イ
オンの合計で30〜200g/lが好ましい。30g/
l未満では高電流密度でイオンの供給不足となりやす
く、結果的にめっき焼けを生じやすい。200g/lを
超えると、ドラッグアウトによるイオンの浪費が無視で
きなくなると共に、液温が低くなった場合の結晶化の懸
念を生じる。その他のめっき条件については、特に制約
されるものではないが、pH0.5〜3、浴温40〜7
0℃、液流速1m/min以上、電流密度20A/dm
2以上が好ましい範囲であり、目的とするめっき組成、
電流効率を考慮して最適な条件を採用することができ
る。めっき浴中には、Na+、NH4 +などの電導度助
剤、耐食性をさらに向上させるためのSiO2、Ti
O2、Al2O3などの酸化物粒子、BaCrO4などのク
ロム酸塩粒子を添加してもよく、本発明の製造方法に本
質的な支障はない。
これらの混合浴何れも適用できる。金属イオン濃度につ
いては、Zn2+イオン、Cr3+イオン、鉄族金属2価イ
オンの合計で30〜200g/lが好ましい。30g/
l未満では高電流密度でイオンの供給不足となりやす
く、結果的にめっき焼けを生じやすい。200g/lを
超えると、ドラッグアウトによるイオンの浪費が無視で
きなくなると共に、液温が低くなった場合の結晶化の懸
念を生じる。その他のめっき条件については、特に制約
されるものではないが、pH0.5〜3、浴温40〜7
0℃、液流速1m/min以上、電流密度20A/dm
2以上が好ましい範囲であり、目的とするめっき組成、
電流効率を考慮して最適な条件を採用することができ
る。めっき浴中には、Na+、NH4 +などの電導度助
剤、耐食性をさらに向上させるためのSiO2、Ti
O2、Al2O3などの酸化物粒子、BaCrO4などのク
ロム酸塩粒子を添加してもよく、本発明の製造方法に本
質的な支障はない。
【0014】かくしてCrと鉄族金属を含有する電気亜
鉛めっき鋼板を製造することができるが、めっき層中の
Cr含有率については、5%以上が好ましい。5%未満
でも亜鉛めっきに比較すれば耐食性の向上は認められる
が、5%以上になると亜鉛めっきはもとよりZn−N
i、Zn−Feなどの合金めっきを上回る高耐食性を発
揮し、例えば塩水噴霧試験を500時間以上行なっても
容易に赤錆は発生しない。この理由は、CrはZnとの
共存下では不働態化せずZnとともに犠牲防食作用を発
揮するが、めっき表面に形成される腐食生成物は難溶性
の保護皮膜として機能し、めっき層内部への腐食因子の
侵入を抑制するためと推定される。
鉛めっき鋼板を製造することができるが、めっき層中の
Cr含有率については、5%以上が好ましい。5%未満
でも亜鉛めっきに比較すれば耐食性の向上は認められる
が、5%以上になると亜鉛めっきはもとよりZn−N
i、Zn−Feなどの合金めっきを上回る高耐食性を発
揮し、例えば塩水噴霧試験を500時間以上行なっても
容易に赤錆は発生しない。この理由は、CrはZnとの
共存下では不働態化せずZnとともに犠牲防食作用を発
揮するが、めっき表面に形成される腐食生成物は難溶性
の保護皮膜として機能し、めっき層内部への腐食因子の
侵入を抑制するためと推定される。
【0015】Crの他に更に鉄族金属を0.1%以上含
有すると耐食性や溶接性に対して効果的である。鉄族金
属の含有率については、これがCr含有率より高いと鉄
族金属の性質が強くなるので、Cr含有率未満、より好
ましくはCr含有率の1/2以下が望ましい。また、C
rと鉄族金属の合計については、これが多くなると加工
性が低下するため、30%以下、より好ましくは20%
以下が望ましい。ここで鉄族金属とはFe、Co、Ni
を指し、単独もしくは複合で用いてもよい。耐食性への
寄与という点ではNiが最も好ましい。また、Cr析出
促進剤であるピペロナールもしくはピペロナールの誘導
体、ないしはカチオンポリマーをめっき層中に微量共析
させても差し支えなく、5%以下の共析率ならば緻密で
均一なめっき層が形成され成形性に有利である。
有すると耐食性や溶接性に対して効果的である。鉄族金
属の含有率については、これがCr含有率より高いと鉄
族金属の性質が強くなるので、Cr含有率未満、より好
ましくはCr含有率の1/2以下が望ましい。また、C
rと鉄族金属の合計については、これが多くなると加工
性が低下するため、30%以下、より好ましくは20%
以下が望ましい。ここで鉄族金属とはFe、Co、Ni
を指し、単独もしくは複合で用いてもよい。耐食性への
寄与という点ではNiが最も好ましい。また、Cr析出
促進剤であるピペロナールもしくはピペロナールの誘導
体、ないしはカチオンポリマーをめっき層中に微量共析
させても差し支えなく、5%以下の共析率ならば緻密で
均一なめっき層が形成され成形性に有利である。
【0016】
【実施例】冷延鋼板を、アルカリ脱脂し、5%硫酸水溶
液で酸洗した後、表1に示す条件で電気めっきを行なっ
た。Cr析出促進剤のうち、カチオンポリマーとしては
平均分子量1万のPA、平均分子量3500のPASを
用いた。めっき浴としては硫酸塩浴を用い、めっき付着
量は20g/m2とした。こうして得られためっき組成
と耐食性、外観の評価を表2に示す。耐食性は塩水噴霧
試験(JIS Z2371に準拠)を672時間行な
い、以下の要領で判定した。
液で酸洗した後、表1に示す条件で電気めっきを行なっ
た。Cr析出促進剤のうち、カチオンポリマーとしては
平均分子量1万のPA、平均分子量3500のPASを
用いた。めっき浴としては硫酸塩浴を用い、めっき付着
量は20g/m2とした。こうして得られためっき組成
と耐食性、外観の評価を表2に示す。耐食性は塩水噴霧
試験(JIS Z2371に準拠)を672時間行な
い、以下の要領で判定した。
【0017】◎:赤錆発生1%以下 ○:赤錆発生10
%以下 △:赤錆発生50%以下 ×:赤錆発生50%超めっき外観については、めっき表
面の光沢度(JIS Z8741 Gs(60°)、黒
色ガラス板基準値93)を測定し、以下の要領で判定し
た。 ◎:光沢度50以上 ○:光沢度20以上 △:光沢度
10以上 ×:光沢度10未満
%以下 △:赤錆発生50%以下 ×:赤錆発生50%超めっき外観については、めっき表
面の光沢度(JIS Z8741 Gs(60°)、黒
色ガラス板基準値93)を測定し、以下の要領で判定し
た。 ◎:光沢度50以上 ○:光沢度20以上 △:光沢度
10以上 ×:光沢度10未満
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】表1及び表2において、比較例1はめっき
浴にピペロナールが含まれていないために、Crがほと
んど析出せず耐食性が不良である。比較例2は比較例1
と同一のめっき浴組成で電流密度を高くしてCrを析出
させたが、十分なCr含有率が得られていないため、耐
食性が不足すると共に、外観も不良である。比較例3は
めっき浴中のピペロナールが少ないため、やはりCr含
有率が低く耐食性不足である。比較例4はZn−Ni合
金めっきであり、外観は良好なものの耐食性は本発明例
を下回る。これにに対して、本発明例は何れもCr含有
率5%以上のめっきが得られ、耐食性、外観共に良好で
ある。また本発明例8〜14はピペロナール類とカチオ
ンポチマーを併用した例であるが、本発明例1〜7のピ
ペロナール類単独使用の例に比し、外観が一段と向上
し、Cr含有率も高くなる結果が得られた。
浴にピペロナールが含まれていないために、Crがほと
んど析出せず耐食性が不良である。比較例2は比較例1
と同一のめっき浴組成で電流密度を高くしてCrを析出
させたが、十分なCr含有率が得られていないため、耐
食性が不足すると共に、外観も不良である。比較例3は
めっき浴中のピペロナールが少ないため、やはりCr含
有率が低く耐食性不足である。比較例4はZn−Ni合
金めっきであり、外観は良好なものの耐食性は本発明例
を下回る。これにに対して、本発明例は何れもCr含有
率5%以上のめっきが得られ、耐食性、外観共に良好で
ある。また本発明例8〜14はピペロナール類とカチオ
ンポチマーを併用した例であるが、本発明例1〜7のピ
ペロナール類単独使用の例に比し、外観が一段と向上
し、Cr含有率も高くなる結果が得られた。
【0021】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明は、特定の添加
剤をめっき浴に仕込むことにより、従来困難であった電
気亜鉛めっき中へのCrの共析を可能とし、鉄族金属を
も含有させることにより、耐食性に極めて優れた電気亜
鉛めっき鋼板を得るものである。したがって、自動車車
体用途を中心に高耐食性が要求される防錆鋼板を製造す
る上で極めて効果的である。
剤をめっき浴に仕込むことにより、従来困難であった電
気亜鉛めっき中へのCrの共析を可能とし、鉄族金属を
も含有させることにより、耐食性に極めて優れた電気亜
鉛めっき鋼板を得るものである。したがって、自動車車
体用途を中心に高耐食性が要求される防錆鋼板を製造す
る上で極めて効果的である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−89785(JP,A) 特開 昭62−238387(JP,A) 特開 昭60−17092(JP,A) 特開 昭51−111433(JP,A) 特開 昭62−287092(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】 Crと鉄族金属を含有する電気亜鉛めっ
き鋼板を製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオ
ン、鉄族金属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピ
ペロナールもしくはその誘導体を含有するめっき浴を用
いて、電気めっきすることを特徴とする高耐食性電気亜
鉛めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 Crと鉄族金属を含有するZn系電気め
っき鋼板を製造するに際し、Zn2+イオン、Cr3+イオ
ン、鉄族金属2価イオン、及び0.1〜10g/lのピ
ペロナールもしくはその誘導体と0.01〜20g/l
のカチオンポリマーを含有するめっき浴を用いて、電気
めっきすることを特徴とする高耐食性電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4121812A JP3004470B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4121812A JP3004470B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05311481A JPH05311481A (ja) | 1993-11-22 |
JP3004470B2 true JP3004470B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=14820544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4121812A Expired - Lifetime JP3004470B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 高耐食性電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3004470B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103320821A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 贵阳华科电镀有限公司 | 一种碱性锌钴合金电镀液 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112012004977T5 (de) * | 2011-11-30 | 2014-08-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Propylenpolymerzusammensetzung und Formgegenstand daraus |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4121812A patent/JP3004470B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103320821A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 贵阳华科电镀有限公司 | 一种碱性锌钴合金电镀液 |
CN103320821B (zh) * | 2013-07-12 | 2016-08-10 | 贵阳华科电镀有限公司 | 一种碱性锌钴合金电镀液 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05311481A (ja) | 1993-11-22 |
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JPH01290796A (ja) | 高耐食性複層電気めっき鋼板 |
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