JP3408356B2 - 電気Znめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

電気Znめっき鋼板の製造方法

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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めっき鋼の製
造方法に関わり、更に詳しくは、家電用として優れた光
沢を有する電気Znめっき鋼の製造方法を提供するも
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、特に自動車用途や家電用途を中心に耐食性向上ニー
ズが高く、これに伴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
さまざまな後処理鋼板が開発実用化されている。家電用
途におけると後処理としては、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。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み立て
加工してそのまま使用することが多くなり、それにとも
なって外観品質への要求が厳しくなっているが通常の酸
性電気Znめっき浴では光沢の高いZnめっき鋼板を製
造するのが困難であった。優れた光沢を有する電気Zn
めっき鋼板の製造方法としては、特開平1−29079
1号や特開平3−247790号公報に有機系添加剤を
含有する酸性電気Znめっき浴を用いる方法が開示され
ているが、添加剤使用時のめっき浴管理の問題が残され
ている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】光沢の高い電気Znめ
っき鋼板は、添加剤を用いた特殊なめっき浴を用いれば
実現可能であるが、浴安定性、操業安定性、安全性を考
慮した時に工業的に実現性の高いものは少ない。このた
め、特殊なめっき浴を使用することなく、安定して高い
表面光沢が得られる製造方法が必要となった。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、電気Zn
めっき鋼板の表面光沢が電析初期の結晶析出の差異によ
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工程にわけることが有効である
ことを見いだした。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。 【0005】電気Znめっき鋼板を製造するにあたり、
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以上の電流密度で電気量30
00〜16000C/m2通電して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/m
2溶解した後、さらに第3層として10〜100A/d
2の電流密度でZnめっきを施し、めっき層合計とし
て5〜40g/m2とすることを特徴とする優れた光沢
を有する電気Znめっき鋼板の製造方法にある。 【0006】 【作用】本発明は、電気Znめっきを施すにあたり、ま
ず第1層として100A/dm2以上の光電流密度で電
気量3000〜16000C/m2通電してZnめっき
を行う。この作用効果としては、高過電圧下でめっきを
行うことにより、初期のめっき核の発生を増大させるこ
とにある。したがって、電流密度が100A/dm2
満では、析出過電圧が不十分で結果として核発生量が不
十分である。 【0007】図1には、本発明における電気Znめっき
時の第1層のZnめっきが光沢度(60°Gs,JIS
Z8741)に及ぼす影響を示した図である。電流密
度は100A/dm2である。電気量が3000C/m2
未満では核発生量が不十分で光沢が低い。また、160
00C/m2を超えると、めっき焼けを生じるため、か
えって光沢が低くなることがわかる。 【0008】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析出
される。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1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20g/m2にな
るように試料を作成している。 【0009】図2に、電流密度、Znめっき量が光沢度
に及ぼす影響を示す。電流密度が10A/dm2未満で
は新たなZn核の発生が起こり難くZn結晶が大きく成
長するため、結果として光沢が低くなる。また、100
A/dm2を超える電流密度で0.5〜1g/m2析出さ
せると焼けに近い部分的な結晶成長を生じるため、やは
り光沢は低下する。Znめっき量が0.5g/m2未満
では、後のめっき層溶解時に溶出可能量がすくなすぎる
ため十分な効果がなり。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粗大結晶が生じてく
るため、やはり、改善効果が少ない。 【0010】次に酸性めっき浴中にて、2層目のZnめ
っき層を0.1〜0.5g/m2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2においては、第1層は100A/dm
2で3g/m2、第2層めっき後、第2層を0.3g/m
2溶解し、第3層は50A/dm2でめっき量の合計が2
0g/m2になるように試料を作成している。 【0011】図3にZn溶解量が光沢度に及ぼす影響を
示す。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、光沢
が低下することがわかる。 【0012】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5〜40g/m2となるようにする。図3において
は、第1層は100A/dm2で3g/m2、第2層は5
0A/dm2で0.8g/m2、第2層溶解後、第3層は
50A/dm2でめっき量の合計が20g/m2になるよ
うに試料を作成している。 【0013】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。
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。図4において、第1層は
100A/dm2で3g/m2、第2層は50A/dm2
で0.8g/m2、第2層を0.3g/m2溶解後、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。 【0014】図5には、Znめっき量の合計が光沢度に
及ぼす影響を示す。Znめっき量の合計が40g/m2
を超えると光沢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。 【0015】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。図5においては、第1層は100A/
dm2で3g/m2、第2層は50A/dm2で0.8g
/m2、第2層を0.3g/m2溶解後、第3層は50A
/dm2でめっきを行っている。 【0016】 【実施例】板圧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
で電気量3000〜16000C/m2通電してZnめ
っきを施し、次いで第2層として10〜100A/dm
2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5〜40g/m2のZnめ
っきを施したものが光沢に優れ、しかも他の品質性能の
低下もないことがわかった。 【0017】 【発明の効果】以上述べたように、本発明は、電気Zn
めっき鋼板の光沢度を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あたり、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めっき時の通電量
と光沢の関係を表した図である。 【図2】第2層のZnめっき量、電流密度と光沢度の関
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
と光沢度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
関係を表したものである。 【図5】Znめっきの総量と光沢度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 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 平4−74887(JP,A) 特開 平3−53096(JP,A) 特開 昭57−89496(JP,A) 特許2978073(JP,B2) 特許2978074(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 5/26

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】Znめっき鋼を製造するにあたり、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以上の電流密度で電気量300
    0〜16000C/m2通電して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/dm
    2の電流密度でZnめっきを施し、めっき層合計として
    5〜40g/m2とすることを特徴とする電気Znめっ
    き鋼板の製造方法。
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