JP3263223B2 - 亜鉛めっき用下地鋼板と電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
亜鉛めっき用下地鋼板と電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法Info
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Description
板, 電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法に関し、特
に、電気亜鉛めっき鋼板の表裏両面におけるめっき表面
性状に差がなく均一で、しかも板形状も反りがなく品質
に優れた電気亜鉛めっき鋼板を製造するための技術に関
する。
ることから自動車の車体、家電製品、自動販売機あるい
はショーケース等の主として防錆素材として広い分野で
使用されている。ところで、この電気亜鉛めっき鋼板
は、冷延鋼板をZnイオンを含む電解液中で陰極処理する
ことによって得られる。そのための電気めっき装置とし
ては、電解槽の形式によって、縦型、水平型、ラジアル
型の3種類が知られている。このうち、ラジアル型につ
いては、片面づつを順次処理することによって両面めっ
きする方法であるから、裏面へのめっき液回り込みによ
るエッチング不良が原因となる処理ムラが発生し易い。
さらに、両面めっき材を製造しようとする場合、他の2
つに比べてセル数が多くなる問題点があった。一方、縦
型は、コンダクターロールや支持ロールに大きな強度を
必要とし、ストリップの巾方向に反りを生じ易く板形状
不良を招くという問題を抱えていた。このような理由か
ら従来は、工業的には水平型のものが広く用いられてい
る。
めっき装置の水平セル型電解槽の概略図である。この形
式のものは、鋳鉄製のコンダクターロール4を通じて鋼
帯に負の電位を印加し、電極(アノード)3に正の電位
を印加することにより、電解液6中のZnイオンを該鋼帯
2上へ金属亜鉛として電析させる形式のものである。と
ころが、この水平セル型電解槽を用いてめっきを行う場
合、コンダクターロール4,4’が接する側の鋼帯面に
のみ、金属光沢を発する部分が散在した外観を呈する
(“キラキラ”と称する)ことがあり、めっき後の外観
が表裏で差を生じるという問題があった。
として、従来、特開平4−26794 号公報では、ライン方
向に複数組配置されたコンダクターロールとバックアッ
プロールとの上下の配置を、上側と下側とを交互に替え
る方法を提案している。しかし、この従来技術の場合、
次のような問題点があった。それは、コンダクターロー
ルが下側に位置するところでは、コンダクターロールに
何か問題があって、そのために外観欠陥( 例えば押し疵
等) が発生したような時にそれを発見することが困難で
ある。しかも、めっきの表裏差をなくすことはできても
押しつぶされた痕が残るために、その部分だけ光沢を発
し均一な外観にならない。そのため、特にクロメート処
理鋼板や薄膜型有機被覆鋼板のように無塗装で使用する
場合、しばしば外観を損なうという問題があった。その
上、ブスバーの配置が複雑になって、メインテナンスが
困難になるという問題もあった。
来技術が抱えている問題点をいかに解決するかという視
点の下に研究して開発した電気亜鉛めっき技術であり、
水平型(横型)の電気亜鉛めっき装置の硫酸浴または塩
化物浴で陰極処理することにより電気亜鉛めっきを行う
際、亜鉛めっき鋼帯の表裏両面間でめっき外観に差のな
い良好な電気亜鉛めっき用下地鋼板と電気亜鉛めっき鋼
板およびそれを製造する方法を提供することを目的とす
る。
に鋭意研究した結果、めっき下地鋼板の性状, とくに表
面のあらさおよび表面のミクロ形状, 即ち、平坦部面積
率をコントロールすることが必要であることが判り、以
下に述べるような解決手段に想到した。すなわち、本発
明は、(1) 鋼板表面性状が、粗度PPI値で75以上示す
あらさを有し、かつ下記式で示される平坦部面積率H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満であることを特徴とする亜鉛めっき用下地鋼
板、(2) 鋼帯表面の粗度PPIが75以上を示すあらさを
有し、かつ、下記式で示される平坦部面積率H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満である下地鋼帯の上に、付着量が5〜100 g/
m2である亜鉛めっき層を設け、かつ、その亜鉛めっき層
のもつ上記平坦部面積率Hが5%未満であることを特徴
とする電気亜鉛めっき鋼板、(3) 水平搬送鋼帯を挟む上
下に設けられた金属製コンダクターロールおよびゴム製
バックアップロールとの組からなる通電部を備える、水
平型電気亜鉛めっき装置にて、その電解槽内で陰極処理
することによって電気めっきを行うに当たり、鋼帯表面
の粗度PPIが75以上を示すあらさを有し、かつ下記式
で示される平坦部面積率H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満である亜鉛めっき用下地鋼板を、亜鉛めっき
浴中で陰極処理することを特徴とする亜鉛めっき鋼板の
製造方法、である。上記の構成は、さらにより好ましい
条件として、粗度PPI値については90以上が好まし
く、下地鋼板の平坦部面積率Hについては2%未満にす
ることが好ましく、さらに、上記下地鋼板への電気亜鉛
めっき付着量は5〜100 g/cm2 とすることが好ましい。
を用いて電気亜鉛めっきを行う場合、鋼帯(以下は「ス
トリップ」という)への通電を行う際、そのストリップ
の反りを防止するために、コンダクターロールと水平通
板ストリップとの間には圧下力が加えられる。それは、
巾方向の反り(C反り)が発生した場合、電極間距離の
違いによるめっき付着量の分布差を生じさせたり、とき
にはストリップとアノードとの接触を招いて、スパーク
を発生することさえあるため、この圧下力の付与は不可
避的な作業である。ところが、こうしたC反りを防止す
るための圧下による上述したコンダクターロールとスト
リップとの接触はまた、上述したキラキラ発生の原因と
もなっている。
観察したときの写真である。この写真観察の結果から、
キラキラ感を呈するめっき表面は、Znめっきが崩れ、平
坦になった部位が多い。とくに、このキラキラが著しい
めっき表面は、Znめっき結晶がつぶされて平坦になった
部位に多く散在し、この部位が金属光沢を放つことによ
り、目視でキラキラ感が感知されることを見い出した。
しかも、このキラキラ面は金属製のコンダクターロール
に接する面にのみ見られることから、めっき結晶の崩れ
はコンダクターロールの圧下力により生じた変形であ
り、亜鉛めっき層が鋳鉄製のコンダクターロールと比較
して著しく硬度が低いために生じる本質的な問題である
ことが判った。
平坦部面積率H’をビデオマイクロスコープおよび画像
解析装置により詳細に調査した。その結果、めっき平坦
部面積率H’を5%以下、より望ましくは1%以下にす
ることにより、目視でキラキラを感知することなく良好
な外観が確保されることを突き止めた。
ンダクターロールによってつぶされ平坦になることによ
って変形されためっき層に対応する鋼板表面形状につい
ても調査した。その結果、変形しためっき層の下部に当
たる鋼板そのものはほとんど変形しておらず、めっき前
の粗度パターンをほぼそのまま保持していることが判明
した。しかも、電気亜鉛めっき鋼板のめっき面の粗度パ
ターンは、下地鋼板の粗度パターンに準じて形成されて
いることから、下地鋼板の粗度パターンを規定すること
で、押しつぶされる面積の限定が可能であり、それ故
に、下地鋼板の粗度パターンを好適範囲内に制御するこ
とによって、前記キラキラの発生率を減少させることが
できることを見い出した。
ーンを表す指標として“平坦部面積率H”を用いる。こ
の平坦部面積率Hは、次式に示すように定義される。
鋼板とは、自動車や家電製品用として使用されるもので
あって、ショットダルや放電ダルで調質圧延した軟鋼材
を好適とする。
ほどの圧下を加えない限り、この下地鋼板の変形は、X
=2μmまでの範囲であり、Xが2μmの時、平坦部面
積率H=3%未満以内であれば、めっき後の平坦部面積
率は5%未満となり、外観の優れた亜鉛めっき鋼板を形
成できることを見出した。
鋼板の平坦部面積率Hの限定理由について説明する。 (1) 下地鋼板の粗度を示す指数として本発明では、PP
I(1インチ当たりのピーク数:即ち、抽出曲線の平均
線から、正方向に一定の基準レベルhを設け、平均線よ
り負側に下がった後正側の基準レベルhを越えた時、1
山と計算し、1インチ当たりの山数を表示したもの)を
用いる。本発明にかかる下地鋼板のPPI値は75以上を
条件とする。この粗度PPI値が75未満では、H値が3
%未満でかつめっき後平坦部面積が5%未満でも、キラ
キラ1個の面積が大きくなるため目視でも目立ち、外観
不良を感じさせるからである。より好ましくは、90以上
である。 (2) 一方、めっき前の鋼板平坦部面積率Hは、上述した
ように、最大山高さを基準線として深さ方向に2μmの
地点で中心線に平行に切断したときの平坦部面積をA、
凹部面積をBとしたとき、3%未満に限定される。この
理由は、H=3%以上では、めっき後の平坦部面積率が
5%を越えるため、目視でも目立ち、外観不良を生じる
からである。 (3) 電気亜鉛めっき鋼板への亜鉛付着量は、5〜100 g/
m2とする。この理由は、亜鉛付着量が100 g/m2を越える
と、めっき層の厚みが大きくなるため、下地鋼板の粗度
パターンを規制してもめっき後の平坦部面積率が5%を
越えるようになるため外観不良を感じさせるからであ
る。一方、付着量が5g/m2未満では全面をめっきが覆っ
ておらず赤錆が発生しやすく、満足する耐食性が得られ
ないからである。
ないが、酸性のZnイオンを含む液で硫酸イオンや塩素イ
オンを伴っており、不純物として混入するPb, Fe, Ni,
Co,Mn等の金属イオンや電導助剤として使用されるNa,
K等のイオンを含んでもかまわない。また、めっき時の
コンダクターロールの圧下力は、鋼ストリップの材質の
劣化のないような圧下力とすることが必要であるが、40
〜100 kg/m2 とすることが好ましい。
す金属製コンダクターロール4, 4’およびゴム製バッ
クアップロール5, 5’を設けた水平型電気亜鉛めっき
装置を用い、表1に示すめっき条件で電気亜鉛めっきし
てめっき鋼板を製造した。製造した亜鉛めっき鋼板のめ
っき平坦部面積率は、実体顕微鏡で1cm2 視野を観察
し、画像処理にてめっき平坦部面積率とした。その結果
を表2にまとめて示す。
下地鋼板の粗度PPIならびに平坦部面積率Hがともに
本発明適合範囲にあるものは、表面性状の優れた亜鉛め
っき鋼板が得られるが、比較例1〜3に示すように、下
地鋼板の粗度PPIと平坦部面積率Hのいずれか少なく
とも一方が不適合だと、表面性状の良好なものを得るこ
とが困難である。
ように限定することにより外観と形状特性の非常に優れ
た電気亜鉛めっき鋼板を確実に製造することが可能であ
る。
略図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 鋼板表面性状が、粗度PPI値で75以上
示すあらさを有し、かつ下記式で示される平坦部面積率
H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満であることを特徴とする亜鉛めっき用下地鋼
板。 - 【請求項2】 鋼帯表面の粗度PPIが75以上を示すあ
らさを有し、かつ、下記式で示される平坦部面積率H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満である下地鋼帯の上に、付着量が5〜100 g/
m2である亜鉛めっき層を設け、かつ、その亜鉛めっき層
のもつ上記平坦部面積率Hが5%未満であることを特徴
とする電気亜鉛めっき鋼板。 - 【請求項3】 水平搬送鋼帯を挟む上下に設けられた金
属製コンダクターロールおよびゴム製バックアップロー
ルとの組からなる通電部を備える、水平型電気亜鉛めっ
き装置にて電気めっきを行うに当たり、 鋼帯表面の粗度PPIが75以上を示すあらさを有し、か
つ下記式で示される平坦部面積率H: H=A/(A+B)×100 ただし、A:最大山高さを基準線として深さ方向に2μ
m の地点で中心線に平行に切断したときの切断部面積 B:凹部面積 が3%未満である亜鉛めっき用下地鋼板を、亜鉛めっき
浴中で陰極処理することを特徴とする亜鉛めっき鋼板の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02303594A JP3263223B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 亜鉛めっき用下地鋼板と電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
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JP02303594A JP3263223B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 亜鉛めっき用下地鋼板と電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
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JPH07216580A JPH07216580A (ja) | 1995-08-15 |
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JP2012167297A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-09-06 | Jfe Steel Corp | 電気亜鉛めっき鋼板 |
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- 1994-01-25 JP JP02303594A patent/JP3263223B2/ja not_active Expired - Fee Related
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