JPH02115392A - 燐酸塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法 - Google Patents
燐酸塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は非メッキ面の鉄面が燐酸塩処理性と塗装性能に
すぐれた片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法に関
するものである。
すぐれた片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法に関
するものである。
(従来の技術)
鉛−錫系合金電気メッキ鋼板は特開昭54−66338
号公報で紹介されているが、最近では自動車あるいはオ
ートバイの燃料容器用鋼板として片面鉛−錫系合金メッ
キ鋼板の開発が要望されている。燃料容器内面はガソリ
ン等の燃料に対してすぐれた耐食性能を有する鉛−錫系
合金のメッキ層で、燃料容器の外面は防食と装飾塗装を
行うことのできる燃料容器用素材の要望が大きい。
号公報で紹介されているが、最近では自動車あるいはオ
ートバイの燃料容器用鋼板として片面鉛−錫系合金メッ
キ鋼板の開発が要望されている。燃料容器内面はガソリ
ン等の燃料に対してすぐれた耐食性能を有する鉛−錫系
合金のメッキ層で、燃料容器の外面は防食と装飾塗装を
行うことのできる燃料容器用素材の要望が大きい。
この鉛−錫系合金片面メッキ鋼板は、一般にはPbz+
イオンとSnz+イオンを含有する水溶液中で、鋼帯の
片面メッキ側に対向して設けた電極に通電する陰極電解
処理法で!!!遺されている。
イオンとSnz+イオンを含有する水溶液中で、鋼帯の
片面メッキ側に対向して設けた電極に通電する陰極電解
処理法で!!!遺されている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、非メッキ面には極く微量の鉛および錫金
属がいかに電解方法を工夫しても付着する。すなわち、
非メッキ面に電解液の付着阻止剤を塗布するような煩雑
な方法を施さない限り、非メッキ面への電解電流まわり
込みを阻止するような、たとえば電極の幅を鋼帯幅より
狭くする方法、あるいは鋼帯の両端にダミーカソードを
近接して設ける方法等を講じても、P b” S n
”+イオン、特にPb”+イオンのつき廻り性が良好な
ため、極く微量の鉛−錫合金のメッキによって鉛−錫合
金が付着するのを免れることはで塾ない。
属がいかに電解方法を工夫しても付着する。すなわち、
非メッキ面に電解液の付着阻止剤を塗布するような煩雑
な方法を施さない限り、非メッキ面への電解電流まわり
込みを阻止するような、たとえば電極の幅を鋼帯幅より
狭くする方法、あるいは鋼帯の両端にダミーカソードを
近接して設ける方法等を講じても、P b” S n
”+イオン、特にPb”+イオンのつき廻り性が良好な
ため、極く微量の鉛−錫合金のメッキによって鉛−錫合
金が付着するのを免れることはで塾ない。
このように非メッキ面に極く微量の鉛−錫合金が付着す
ると、@1図に示すように塗装下地処理の燐酸塩処理性
が着しく阻害される。その結果、塗装後の性能、特に腐
食環境に長期間曝された後の経時塗料密着性あるいは塗
装後耐食性等が着しく劣化する。そのため、特開昭62
−156293号公報で開示されているように、非メッ
キ面に電解処理を施し、付着した鉛−錫合金を除去し、
さらに燐酸塩結晶核の生成促進処理を施す必要があった
。
ると、@1図に示すように塗装下地処理の燐酸塩処理性
が着しく阻害される。その結果、塗装後の性能、特に腐
食環境に長期間曝された後の経時塗料密着性あるいは塗
装後耐食性等が着しく劣化する。そのため、特開昭62
−156293号公報で開示されているように、非メッ
キ面に電解処理を施し、付着した鉛−錫合金を除去し、
さらに燐酸塩結晶核の生成促進処理を施す必要があった
。
しかしながら、処理される鋼板の鋼種あるいは塗装下地
処理の燐酸塩処理法によっては、この方法では必ずしも
充分とは言い難かった。
処理の燐酸塩処理法によっては、この方法では必ずしも
充分とは言い難かった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、非メッキ
面が燐酸塩処理性、塗装性能にすぐれた片面電気鉛−錫
系合金メッキ鋼板の製造法を提供する。
面が燐酸塩処理性、塗装性能にすぐれた片面電気鉛−錫
系合金メッキ鋼板の製造法を提供する。
(課題を解決するための手段)
本発明は、Pb2+イオンとSn2+イオンを主成分と
する水溶液中で鋼帯の片面に対向して設けた電極から通
電して陰極電解処理を施した片面電気鉛−錫系合金メッ
キ鋼板を水洗した後、5〜200g/lのクエン酸、酒
石酸、酢酸、ギ酸および/またはこれらの塩のIMもし
くは2種以上を含有し、さらに添加剤として0.01〜
Log/ lのレゾルシン、ヒドロキノンを1種または
21!11含有する水f#液液中、0.1〜30A/d
鶴2の電流密度で0.5〜30秒間の陽極電解処理を行
い、水洗した後、燐酸塩結晶核生成促進処理を施す燐酸
塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金
メッキ鋼板の製造法である。ここで、燐酸塩結晶核生成
促進処理としては、2価または3価の金属イオンを含有
するpH3〜8の燐酸塩の混濁液を圧力0.5〜5kg
/ el@”で1〜10秒間吹き付ける処理、または、
Ni1 Co、Ni−Co合金、もしくはNi−P、C
o−P、Fe−P合金、またはこれらの金属の2種以上
が含有されるP合金を非メッキ面に3〜30−g/曽2
陰極電解処理により設ける燐酸塩結晶核生成促進処理を
行う。
する水溶液中で鋼帯の片面に対向して設けた電極から通
電して陰極電解処理を施した片面電気鉛−錫系合金メッ
キ鋼板を水洗した後、5〜200g/lのクエン酸、酒
石酸、酢酸、ギ酸および/またはこれらの塩のIMもし
くは2種以上を含有し、さらに添加剤として0.01〜
Log/ lのレゾルシン、ヒドロキノンを1種または
21!11含有する水f#液液中、0.1〜30A/d
鶴2の電流密度で0.5〜30秒間の陽極電解処理を行
い、水洗した後、燐酸塩結晶核生成促進処理を施す燐酸
塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金
メッキ鋼板の製造法である。ここで、燐酸塩結晶核生成
促進処理としては、2価または3価の金属イオンを含有
するpH3〜8の燐酸塩の混濁液を圧力0.5〜5kg
/ el@”で1〜10秒間吹き付ける処理、または、
Ni1 Co、Ni−Co合金、もしくはNi−P、C
o−P、Fe−P合金、またはこれらの金属の2種以上
が含有されるP合金を非メッキ面に3〜30−g/曽2
陰極電解処理により設ける燐酸塩結晶核生成促進処理を
行う。
(作用)
本発明においてメッキ原板は通常の製鋼工程、圧延工程
、焼鈍工程等を経て製造された冷延鋼板を使用し、さら
に通常の表面処理鋼板の製造工程の脱脂、酸洗等の前処
理が施されて清浄化、活性化処理が行われた後、鋼帯片
面のみに鉛−錫系合金メッキ処理が施される。
、焼鈍工程等を経て製造された冷延鋼板を使用し、さら
に通常の表面処理鋼板の製造工程の脱脂、酸洗等の前処
理が施されて清浄化、活性化処理が行われた後、鋼帯片
面のみに鉛−錫系合金メッキ処理が施される。
鋼帯の片面電気鉛−錫系合金メッキは、通常よく知られ
たPb2+イオン、Sn2+イオンを主成分とする水溶
液を電解メッキ浴として用い、鋼帯の片面のみに対向し
て設けられた電極から通電する陰極電解処理法で鋼帯の
片面のみに鉛−錫系合金被覆層が施される。
たPb2+イオン、Sn2+イオンを主成分とする水溶
液を電解メッキ浴として用い、鋼帯の片面のみに対向し
て設けられた電極から通電する陰極電解処理法で鋼帯の
片面のみに鉛−錫系合金被覆層が施される。
この鉛−錫系合金の電解メッキ浴組成、電解メッキ条件
等については何ら規定するものでなく、通常行われてい
る方法を採用すればよい。たとえば片面電気鉛−錫系合
金メッキにおいて使用される電極は、鉛−錫系合金を使
用した可溶性電極、Ti板に白金をクラッドとしたよう
な不溶性電極のいずれを用いてもよい。また、電解メッ
キ浴には、鉛と錫の合金組成に対応したP b” S
n”+イオンを含有する水溶液、たとえばホウ7フ化
物浴、フェノールスルフォン酸浴、酢酸M浴等が用いら
れる。その−例を下に示す。
等については何ら規定するものでなく、通常行われてい
る方法を採用すればよい。たとえば片面電気鉛−錫系合
金メッキにおいて使用される電極は、鉛−錫系合金を使
用した可溶性電極、Ti板に白金をクラッドとしたよう
な不溶性電極のいずれを用いてもよい。また、電解メッ
キ浴には、鉛と錫の合金組成に対応したP b” S
n”+イオンを含有する水溶液、たとえばホウ7フ化
物浴、フェノールスルフォン酸浴、酢酸M浴等が用いら
れる。その−例を下に示す。
(a)Pb8%Sn系合金メッキ組成を目的としたホウ
7フ化物浴を用いた電解条件の例 ・電解浴組成 P b(B F =)2 340 g
/ IHBF、 100g/l 有磯質添加剤 3 g/ l 5n(BF<)z 40g/lHiBO*
25g/ 1 ・電流密度 40 A / da2 ・電解温度 50℃ (b) Pb−12%Sn系合金メッキ組成を目的とし
た7エ7−ルスル7オン酸系浴を用いた電解条件の例 ・電解浴組成 PbO47g/l 5nO8g/l フェノールスルフォン 200g/l 有機質添加剤 5g/l ・電流密度 5A/d閤2 ・電解温度 50″に のように、必要とする鉛と錫の合金組成に対応したPb
2◆イオンとSn2+イオンを含有する水溶液の電解メ
ッキ浴を用い、必要とするメッキ厚さに対応する電解量
で鋼帯の片面のみに鉛−錫系合金メッキ処理をし、次い
で水洗する。
7フ化物浴を用いた電解条件の例 ・電解浴組成 P b(B F =)2 340 g
/ IHBF、 100g/l 有磯質添加剤 3 g/ l 5n(BF<)z 40g/lHiBO*
25g/ 1 ・電流密度 40 A / da2 ・電解温度 50℃ (b) Pb−12%Sn系合金メッキ組成を目的とし
た7エ7−ルスル7オン酸系浴を用いた電解条件の例 ・電解浴組成 PbO47g/l 5nO8g/l フェノールスルフォン 200g/l 有機質添加剤 5g/l ・電流密度 5A/d閤2 ・電解温度 50″に のように、必要とする鉛と錫の合金組成に対応したPb
2◆イオンとSn2+イオンを含有する水溶液の電解メ
ッキ浴を用い、必要とするメッキ厚さに対応する電解量
で鋼帯の片面のみに鉛−錫系合金メッキ処理をし、次い
で水洗する。
このようにして製造された片面鉛ー錫系合金メッキ鋼板
の非メッキ面の鉄面は、第1図に示すように微量の鉛−
錫合金が付着しても燐酸塩処理性および塗装性能が劣化
するため、非メッキ面に付着した微量の鉛−錫合金を除
去する。
の非メッキ面の鉄面は、第1図に示すように微量の鉛−
錫合金が付着しても燐酸塩処理性および塗装性能が劣化
するため、非メッキ面に付着した微量の鉛−錫合金を除
去する。
本発明の目的から、非メッキ面に付着した鉛あるいは錫
、鉛−錫合金等は燐酸亜鉛を主成分とする燐酸塩結晶被
膜の生成を着しく阻害するため、その除去処理は極めて
重要な工程である.しかしながら、非メッキ面に付着し
た微量の鉛−錫合金の除去作業において、他の鉛−錫系
合金メッキ面の溶解、損傷等を起こして耐食性の劣化、
外観が変色するメッキ外観の劣化を生じさせないことが
必要である。
、鉛−錫合金等は燐酸亜鉛を主成分とする燐酸塩結晶被
膜の生成を着しく阻害するため、その除去処理は極めて
重要な工程である.しかしながら、非メッキ面に付着し
た微量の鉛−錫合金の除去作業において、他の鉛−錫系
合金メッキ面の溶解、損傷等を起こして耐食性の劣化、
外観が変色するメッキ外観の劣化を生じさせないことが
必要である。
このような観点から種々検討した結果、処理浴としてク
エン酸、酒石酸、酢酸、ギ酸お上り/またはこれらの塩
の1種または2種以上を含有した水溶液に、さらに添加
剤として0.01〜10g/lのレゾルシン、ヒドロキ
ノンを1種または2種含有する水溶液中において、たと
えば非メッキ面に対向する側にのみ電極を配置して通電
することにより陽極電解処理を施すと、メッキ面の耐食
性等を阻害することなく非メッキ面に付着した微量の鉛
−錫系合金付着物を除去し、さらに添加剤の効果により
過剰な陽極電解処理に対し鋼板を保護する。
エン酸、酒石酸、酢酸、ギ酸お上り/またはこれらの塩
の1種または2種以上を含有した水溶液に、さらに添加
剤として0.01〜10g/lのレゾルシン、ヒドロキ
ノンを1種または2種含有する水溶液中において、たと
えば非メッキ面に対向する側にのみ電極を配置して通電
することにより陽極電解処理を施すと、メッキ面の耐食
性等を阻害することなく非メッキ面に付着した微量の鉛
−錫系合金付着物を除去し、さらに添加剤の効果により
過剰な陽極電解処理に対し鋼板を保護する。
また、非メッキ面に付着した微量の鉛−錫系合金付着物
は鋼板表面に均一に存在するのではなく、鋼の粒界上に
塊状に析出している。したがって、陽極電解処理に上り
鉛−錫系合金付着物が除去されると同時に非メッキ面の
エツチングあるいは鉄面の酸化が軽微ながら行われるこ
とになる。鉛−i系合金付着物が完全に除去されても、
エツチングあるいは鉄面の酸化の影響のため燐酸塩処理
性は必ずしも良好ではない。添加剤であるレゾルシンや
ヒドロキノンは非メッキ面の鋼板上に吸着し、エツチン
グあるいは酸化から鋼板を保護するとともに陽極電解電
流を鉛−錫系合金付着物に集中させるため、鉛−錫系合
金付着物を容易に除去する。
は鋼板表面に均一に存在するのではなく、鋼の粒界上に
塊状に析出している。したがって、陽極電解処理に上り
鉛−錫系合金付着物が除去されると同時に非メッキ面の
エツチングあるいは鉄面の酸化が軽微ながら行われるこ
とになる。鉛−i系合金付着物が完全に除去されても、
エツチングあるいは鉄面の酸化の影響のため燐酸塩処理
性は必ずしも良好ではない。添加剤であるレゾルシンや
ヒドロキノンは非メッキ面の鋼板上に吸着し、エツチン
グあるいは酸化から鋼板を保護するとともに陽極電解電
流を鉛−錫系合金付着物に集中させるため、鉛−錫系合
金付着物を容易に除去する。
燐酸塩処理性に劣るTi添加鋼あるいは燐酸塩処理性に
劣るスプレー型燐酸塩処理において、レゾルシンやヒド
ロキノンの添加効果は者しい。
劣るスプレー型燐酸塩処理において、レゾルシンやヒド
ロキノンの添加効果は者しい。
さらに、この効果を得るためには次のような処理条件と
する.すなわち、クエン酸、酒石酸、酢酸、ギ酸および
/*たはこれらの塩の1種もしくは2p1以上を含有す
る水溶液を使用し、その濃度は5〜200./l、好ま
しくは50〜150g/lの範囲とする。濃度が5g/
1未満では非メッキ面に付着した鉛−錫系合金の付着物
を除去することが困難であるとともに、充分な電気型導
度が得られない、またその濃度が200g/lを越える
と他のメッキ面の鉛−錫系合金メッキ層が溶解して耐食
性が劣化し、変色により外観性が劣化する。
する.すなわち、クエン酸、酒石酸、酢酸、ギ酸および
/*たはこれらの塩の1種もしくは2p1以上を含有す
る水溶液を使用し、その濃度は5〜200./l、好ま
しくは50〜150g/lの範囲とする。濃度が5g/
1未満では非メッキ面に付着した鉛−錫系合金の付着物
を除去することが困難であるとともに、充分な電気型導
度が得られない、またその濃度が200g/lを越える
と他のメッキ面の鉛−錫系合金メッキ層が溶解して耐食
性が劣化し、変色により外観性が劣化する。
レゾルシン、ヒドロキノンの11aまたは2種からなる
添加剤の濃度は0.01〜10g/l、好ましくハ0.
1−1 g/ It’ アル、 !&カ0.01g/
I未満Fハ添加剤が非メッキ面上を均一に覆うことが困
難であり、10g/l超では効果が飽和するばかりでな
く、添加剤の酸化により非メッキ面の表面が褐色に着色
し、商品価値が低下するとともに燐酸塩処理性が低下す
ることになる。
添加剤の濃度は0.01〜10g/l、好ましくハ0.
1−1 g/ It’ アル、 !&カ0.01g/
I未満Fハ添加剤が非メッキ面上を均一に覆うことが困
難であり、10g/l超では効果が飽和するばかりでな
く、添加剤の酸化により非メッキ面の表面が褐色に着色
し、商品価値が低下するとともに燐酸塩処理性が低下す
ることになる。
なお、本発明に使用されるクエン酸、酒石酸、酢酸、ギ
酸の塩としてはNa塩、K塩、アンモニウム塩が使用さ
れる。
酸の塩としてはNa塩、K塩、アンモニウム塩が使用さ
れる。
非メッキ面の陽極電解処理条件として、電流密度は0.
1〜30 A / dm”とする、電流密度が0.IA
/dm2未満では非メッキ面に付着した鉛−錫系合金付
着物の除去に時間がかかり過ぎ、メッキ面の鉛−錫合金
層の損傷を生じる。また、電流密度が30 A / d
m2を越えるとその除去効果が飽和するとともに、電極
と鋼帯との間にかかる電解電圧が太き(なり、電力費が
増大するばかりでなく、Feの酸化をもたらす、好まし
い電流密度は0.5〜5A/dm2の範囲である。
1〜30 A / dm”とする、電流密度が0.IA
/dm2未満では非メッキ面に付着した鉛−錫系合金付
着物の除去に時間がかかり過ぎ、メッキ面の鉛−錫合金
層の損傷を生じる。また、電流密度が30 A / d
m2を越えるとその除去効果が飽和するとともに、電極
と鋼帯との間にかかる電解電圧が太き(なり、電力費が
増大するばかりでなく、Feの酸化をもたらす、好まし
い電流密度は0.5〜5A/dm2の範囲である。
また、その電解処理時間は0.5〜30秒間である。0
.5秒未満では非メッキ面の鉛−錫系合金付着物が均一
に除去されにくく、また30秒を越えるとメッキ面の鉛
−錫系合金メッキ層を溶解、損傷し、耐食性の劣化およ
び外観変色等の劣化を生じ易くなる。したがって、処理
時間は0.5〜30秒間で、好ましくは5〜20秒間で
ある。
.5秒未満では非メッキ面の鉛−錫系合金付着物が均一
に除去されにくく、また30秒を越えるとメッキ面の鉛
−錫系合金メッキ層を溶解、損傷し、耐食性の劣化およ
び外観変色等の劣化を生じ易くなる。したがって、処理
時間は0.5〜30秒間で、好ましくは5〜20秒間で
ある。
処理浴の温度、pH等については特に規定するものでは
ないが、処理温度は20〜80°C,pHは3〜8が好
ましい。処理温度が20°C未満では除去速度が遅く、
処理時間が良くかかり過ぎ、また処理温度が80℃を越
えると処理浴にヒユーム、ミストが発生し、作業環境上
好ましくなく、メッキ面の鉛−錫系合金メッキ層も変色
し易い。また、pH3未満では非メッキ面に付着した鉛
−錫系合金付着物を除去するのに影響は少ないが、メッ
キ面の鉛−錫系合金メッキ層を変色する傾向にある。
ないが、処理温度は20〜80°C,pHは3〜8が好
ましい。処理温度が20°C未満では除去速度が遅く、
処理時間が良くかかり過ぎ、また処理温度が80℃を越
えると処理浴にヒユーム、ミストが発生し、作業環境上
好ましくなく、メッキ面の鉛−錫系合金メッキ層も変色
し易い。また、pH3未満では非メッキ面に付着した鉛
−錫系合金付着物を除去するのに影響は少ないが、メッ
キ面の鉛−錫系合金メッキ層を変色する傾向にある。
一方、pHが8を越えると同様に除去作業には影響は少
ないが、メッキ面の鉛−錫系合金メッキ層の溶解、損傷
の傾向があり、耐食性、表面変色の点で好ましくない。
ないが、メッキ面の鉛−錫系合金メッキ層の溶解、損傷
の傾向があり、耐食性、表面変色の点で好ましくない。
以上のような処理条件、処理方法で非メッキ面の鉛−錫
系合金の付着物を除去した後水洗する。
系合金の付着物を除去した後水洗する。
しかし、非メッキ面が鉄面状態では、燐酸塩結晶の生成
を阻害する鉛−錫系合金付着物は除去されているが、燐
酸塩結晶の生成に必要なマイクロセル形成に必要な酸化
膜が存在しない、そのために燐酸塩結晶が粗大化し、ひ
いては塗装後針食性が劣化する場合がある。したがって
、本発明は非メッキ面の燐酸塩処理性と塗装抜性能を確
保するために、非メッキ面に付着した鉛−錫系合金付着
物を除去し、次いで水洗あるいはブラッシングした後燐
酸塩結晶核生成促進処理を施す。すなわち、燐酸塩結晶
の鋼板表面に対する生成は一般に以下のように考えられ
、燐酸塩処理液の主成分は酸性燐酸亜鉛(Z n(H2
P O4L)であり、溶液中では(1)式のような平衡
が成立する。
を阻害する鉛−錫系合金付着物は除去されているが、燐
酸塩結晶の生成に必要なマイクロセル形成に必要な酸化
膜が存在しない、そのために燐酸塩結晶が粗大化し、ひ
いては塗装後針食性が劣化する場合がある。したがって
、本発明は非メッキ面の燐酸塩処理性と塗装抜性能を確
保するために、非メッキ面に付着した鉛−錫系合金付着
物を除去し、次いで水洗あるいはブラッシングした後燐
酸塩結晶核生成促進処理を施す。すなわち、燐酸塩結晶
の鋼板表面に対する生成は一般に以下のように考えられ
、燐酸塩処理液の主成分は酸性燐酸亜鉛(Z n(H2
P O4L)であり、溶液中では(1)式のような平衡
が成立する。
3 Zn”+ 282P O<2−: Znz(P O
4)2+ 48 ”・・・(1) この溶液中に鋼板が浸漬されると、鋼板表面で次の溶解
反応が起こる Fe+ 2 8”→ Fe” + H2=(2)こ
の溶解をミクロ的にみた場合、局部7ノードでFe”+
の生成、局部カソードでH2の発生のカップル反応(ミ
クロセル)を形成している。局部カソードではH1イオ
ンが消費されるために、(1)式の平衡が破れて反応が
右へ進み、pHの上昇とともに難溶性のZ n5(P
O4)2の結晶(ホパイト、Z n5(P O4)2
・4 Hto )が沈澱析出する。ただし、被膜の主成
分はホパイトであるが、界面に存在するFe”+の一部
がZnと置換したZn、Fe(PO,)、−4820(
ホスホフィライト)も少量形成される。
4)2+ 48 ”・・・(1) この溶液中に鋼板が浸漬されると、鋼板表面で次の溶解
反応が起こる Fe+ 2 8”→ Fe” + H2=(2)こ
の溶解をミクロ的にみた場合、局部7ノードでFe”+
の生成、局部カソードでH2の発生のカップル反応(ミ
クロセル)を形成している。局部カソードではH1イオ
ンが消費されるために、(1)式の平衡が破れて反応が
右へ進み、pHの上昇とともに難溶性のZ n5(P
O4)2の結晶(ホパイト、Z n5(P O4)2
・4 Hto )が沈澱析出する。ただし、被膜の主成
分はホパイトであるが、界面に存在するFe”+の一部
がZnと置換したZn、Fe(PO,)、−4820(
ホスホフィライト)も少量形成される。
以上のように、鋼板に対する燐酸塩結晶の析出部は鉄の
局部カソード部であり、時間とともに順次カソード、7
ノードの位置を変えながら全面に被膜を形成する。した
がって、燐酸塩結晶の析出反応は鋼表面の性質に依存す
る電気化学的反応であり、鋼板表面に多数のミクロセル
を形成するものでは緻密な燐酸塩被膜が形成される。こ
のミクロセルの形成に対して、鋼板表面の不可視的な酸
化膜の影響が大きく、酸化膜の厚さによってその結晶核
の生成状況および生成する結晶核の大きさが着しく影響
される。そのため、酸化膜が除去された鋼板表面は均一
清浄化された表面であるためミクロセル形成のための活
性源が消失し、結晶核の生成数が減少し、粗大な燐酸塩
結晶しか生成されなくなる傾向にある。
局部カソード部であり、時間とともに順次カソード、7
ノードの位置を変えながら全面に被膜を形成する。した
がって、燐酸塩結晶の析出反応は鋼表面の性質に依存す
る電気化学的反応であり、鋼板表面に多数のミクロセル
を形成するものでは緻密な燐酸塩被膜が形成される。こ
のミクロセルの形成に対して、鋼板表面の不可視的な酸
化膜の影響が大きく、酸化膜の厚さによってその結晶核
の生成状況および生成する結晶核の大きさが着しく影響
される。そのため、酸化膜が除去された鋼板表面は均一
清浄化された表面であるためミクロセル形成のための活
性源が消失し、結晶核の生成数が減少し、粗大な燐酸塩
結晶しか生成されなくなる傾向にある。
この傾向は、片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の非メッ
キ面についても同様で、均一で緻密な燐酸塩結晶核を生
成させ、ひいては塗装後の性能、特に経時後の密着性、
耐食性等を向上させるためには、その鉄面に酸化膜に代
わる多数のミクロセルの形成を可能にする対策を講じる
必要がある。
キ面についても同様で、均一で緻密な燐酸塩結晶核を生
成させ、ひいては塗装後の性能、特に経時後の密着性、
耐食性等を向上させるためには、その鉄面に酸化膜に代
わる多数のミクロセルの形成を可能にする対策を講じる
必要がある。
この対策として、種々検討の結果、鋼板ストリップの非
メッキ面に2価または3価金属のイオンを含む燐酸塩の
懸濁液の吹き付は処理、特に好ましくは燐酸亜鉛の懸濁
液の吹き付は処理を行って、酸化膜に代わる多数のミク
ロセルを形成する活性源を付与することが効果的である
ことがわかった。
メッキ面に2価または3価金属のイオンを含む燐酸塩の
懸濁液の吹き付は処理、特に好ましくは燐酸亜鉛の懸濁
液の吹き付は処理を行って、酸化膜に代わる多数のミク
ロセルを形成する活性源を付与することが効果的である
ことがわかった。
金属イオンを含む燐酸塩の懸濁液の吹き付けによる非メ
ッキ面の微細な機械的加工効果による表面の不均一エネ
ルギ一部位の発生、および吹き付は処理された極く微細
で微少量の反応生成物の生成により、これらが次に行わ
れる燐酸塩結晶核発生の源となり、燐酸塩結晶核の生成
を着しく促進して均一11it密な燐酸塩結晶を生成さ
せるとともに、塗装後の性能を着しく向上させる。
ッキ面の微細な機械的加工効果による表面の不均一エネ
ルギ一部位の発生、および吹き付は処理された極く微細
で微少量の反応生成物の生成により、これらが次に行わ
れる燐酸塩結晶核発生の源となり、燐酸塩結晶核の生成
を着しく促進して均一11it密な燐酸塩結晶を生成さ
せるとともに、塗装後の性能を着しく向上させる。
この金属イオンを含む燐酸塩の懸濁液の吹き付は処理に
おいては、得られる効果の程度、生産性、操業上の問題
から、Zn、(PO4)2+ 5H20等の10〜10
0g/l(好ましくは20〜50g/l)をコロイド状
に懸濁させ、燐酸でpH3〜8(好ましくはpH4〜7
)にptr調整した懸濁液を圧力0.5−5 kg/
am2(好ましくは1.5−3.5kg/ cm2)の
圧力で、好ましくは常温〜60℃で1〜10秒間(好ま
しくは2〜5秒間)吹き付ける。懸濁液としてはこの他
にCus(P O4)z; M gi(P O4)2、
M n=(P O4)2、F e(P O−)等の燐酸
塩を水に懸濁したものが使用される。また、鋼板表面に
Feよりも燐酸塩水溶液中で溶解しにくいNi、Co、
Ni Co合金、もしくはNi P%Co P%
Fe−Pまたはこれらの金属の2種以上が含有されるP
合金を電析させ、Feの局部溶解反応を促進することに
よっても酸化膜に代わる多数のミクロセルを形成する活
性源になりうる。
おいては、得られる効果の程度、生産性、操業上の問題
から、Zn、(PO4)2+ 5H20等の10〜10
0g/l(好ましくは20〜50g/l)をコロイド状
に懸濁させ、燐酸でpH3〜8(好ましくはpH4〜7
)にptr調整した懸濁液を圧力0.5−5 kg/
am2(好ましくは1.5−3.5kg/ cm2)の
圧力で、好ましくは常温〜60℃で1〜10秒間(好ま
しくは2〜5秒間)吹き付ける。懸濁液としてはこの他
にCus(P O4)z; M gi(P O4)2、
M n=(P O4)2、F e(P O−)等の燐酸
塩を水に懸濁したものが使用される。また、鋼板表面に
Feよりも燐酸塩水溶液中で溶解しにくいNi、Co、
Ni Co合金、もしくはNi P%Co P%
Fe−Pまたはこれらの金属の2種以上が含有されるP
合金を電析させ、Feの局部溶解反応を促進することに
よっても酸化膜に代わる多数のミクロセルを形成する活
性源になりうる。
これらの金属または合金を鋼板表面に付与するには、前
記したイオンを含有する水溶液中で、鋼帯の非メッキ面
のみに陰極電解処理を行う、しかしながら、その電析に
よる析出形態は不連続に多数の析出核が存在することが
必要であり、付着量としては3〜30 mg/ m2で
ある。イ寸着量が3−37m2未満ではこれらの電着物
がカソードとなり、鋼板面が7ノードとなる反応促進効
果が少なく、燐酸塩結晶核の均−m密な生成に対する効
果が不充分である。また、付着量が30 mg/ m2
を越えると電着物が連続的に析出するため、鋼板面のア
ノード溶解反応が起こりにくくなり、マイクロセル生成
効果が減じられ、均一緻密な燐酸塩結晶の生成が阻害さ
れる。したがって、これらの付着量は3−30 tag
/ m2、好ましくは10−15mg/m”の範囲であ
る。
記したイオンを含有する水溶液中で、鋼帯の非メッキ面
のみに陰極電解処理を行う、しかしながら、その電析に
よる析出形態は不連続に多数の析出核が存在することが
必要であり、付着量としては3〜30 mg/ m2で
ある。イ寸着量が3−37m2未満ではこれらの電着物
がカソードとなり、鋼板面が7ノードとなる反応促進効
果が少なく、燐酸塩結晶核の均−m密な生成に対する効
果が不充分である。また、付着量が30 mg/ m2
を越えると電着物が連続的に析出するため、鋼板面のア
ノード溶解反応が起こりにくくなり、マイクロセル生成
効果が減じられ、均一緻密な燐酸塩結晶の生成が阻害さ
れる。したがって、これらの付着量は3−30 tag
/ m2、好ましくは10−15mg/m”の範囲であ
る。
以上のように、本発明は片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼
板の製造において、非メッキ面に付着される燐酸塩処理
性、塗装性能iこ悪影響を及ぼす微量の鉛−錫系合金の
付着物をメッキ面の性能を劣化させることなく除去し、
さらに燐酸塩結晶の生成を促進することによって、これ
らの複合効果により極めて燐酸塩処理性と塗装性能にす
ぐれた片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板が得られる。
板の製造において、非メッキ面に付着される燐酸塩処理
性、塗装性能iこ悪影響を及ぼす微量の鉛−錫系合金の
付着物をメッキ面の性能を劣化させることなく除去し、
さらに燐酸塩結晶の生成を促進することによって、これ
らの複合効果により極めて燐酸塩処理性と塗装性能にす
ぐれた片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板が得られる。
なお、本発明において、鉛−i、i合金メッキの合金組
成は特に規定されるものではなく、pbを主成分にSn
が1〜50%、あるいはさらにSb。
成は特に規定されるものではなく、pbを主成分にSn
が1〜50%、あるいはさらにSb。
Ni%Co等の合金化元素を少量添加したもの等に適用
される。
される。
(実施例)
冷延鋼帯を3%オルンケイ酸ソーダ水溶液中で脱脂し、
7.5%H,SO4水溶液で陰極電解酸洗して表面清浄
化処理し、活性化処理した後に所定の合金組成、付着量
を目標とした片面鉛−錫系合金メッキを行い、メッキ後
水洗して、第1表に示すように本発明の方法による非メ
ッキ面の微量鉛−錫系合金付着物の陽極電解処理による
除去および水洗後の燐酸塩結晶核生成促進処理を行って
、性能評価試験を行った。その結果は、第2表に示すよ
うに目的とする性能向上効果が極めて大きがった。
7.5%H,SO4水溶液で陰極電解酸洗して表面清浄
化処理し、活性化処理した後に所定の合金組成、付着量
を目標とした片面鉛−錫系合金メッキを行い、メッキ後
水洗して、第1表に示すように本発明の方法による非メ
ッキ面の微量鉛−錫系合金付着物の陽極電解処理による
除去および水洗後の燐酸塩結晶核生成促進処理を行って
、性能評価試験を行った。その結果は、第2表に示すよ
うに目的とする性能向上効果が極めて大きがった。
なお、本発明の片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造
は、電解処理浴中で鋼帯の板幅より両端から各々20m
mずつ狭い目標合金組成と同一組成の可溶性電極を鋼帯
の片面に対向して設けるとともに、鋼帯にほぼ平行に、
両端から約7.51ずつ離れた位置にダミーカソードを
設置し、極力非メッキ面に電解電流が裏廻りするのを防
止して片面メッキを施した。
は、電解処理浴中で鋼帯の板幅より両端から各々20m
mずつ狭い目標合金組成と同一組成の可溶性電極を鋼帯
の片面に対向して設けるとともに、鋼帯にほぼ平行に、
両端から約7.51ずつ離れた位置にダミーカソードを
設置し、極力非メッキ面に電解電流が裏廻りするのを防
止して片面メッキを施した。
次に、片面鉛−錫系合金メッキ鋼板の性能評価は、以下
に示す試験方法および評価基準によった。
に示す試験方法および評価基準によった。
評価試験方法および評価基準
1、非メッキ面の評価試験方法および評価基準(1)燐
酸塩処理法 浸漬タイプあるいはスプレータイプの燐酸塩処理浴を用
いて、燐酸塩処理後の外観、および走査型電顕(150
0倍)で燐酸塩結晶の生成状況を観察して以下の評価基
準で判断した。
酸塩処理法 浸漬タイプあるいはスプレータイプの燐酸塩処理浴を用
いて、燐酸塩処理後の外観、および走査型電顕(150
0倍)で燐酸塩結晶の生成状況を観察して以下の評価基
準で判断した。
◎・・・外観が均一で、均一緻密な燐酸塩結晶生成O・
・・外観は均一であるが、燐酸塩結晶やや粗大Δ・・・
外観および走査型電顕によるミクロ観察でも燐酸塩結晶
の生成していない箇所(スケ部分)が部分的に生成 X・・・外観上期らかにスケ部分が認められる(2)塗
装後の密着性 カチオン電着塗装20μ、各々スプレーによる中塗り3
5μ、上塗り30μを施して85μの3コート塗装とし
た試験材に対して、50℃の蒸留水中に各々240時間
、480時間浸漬後、直ちに乾燥して2 mmX 2
aImの大きさの基盤目を100マス作成し、セロテー
プ(登録商標)剥離を行ってその密着性を評価した。
・・外観は均一であるが、燐酸塩結晶やや粗大Δ・・・
外観および走査型電顕によるミクロ観察でも燐酸塩結晶
の生成していない箇所(スケ部分)が部分的に生成 X・・・外観上期らかにスケ部分が認められる(2)塗
装後の密着性 カチオン電着塗装20μ、各々スプレーによる中塗り3
5μ、上塗り30μを施して85μの3コート塗装とし
た試験材に対して、50℃の蒸留水中に各々240時間
、480時間浸漬後、直ちに乾燥して2 mmX 2
aImの大きさの基盤目を100マス作成し、セロテー
プ(登録商標)剥離を行ってその密着性を評価した。
◎・・・塗膜の剥離部分が殆どなく、密着性極めて良好
○・・・塗膜の剥離は明瞭に認められるが、剥離面積は
約5%以下で少なく、塗膜密着性がなり良好 Δ・・・塗膜の剥離面積5〜20%で、塗膜密着性かな
り劣る ×・・・塗膜の剥離面積が20%以上で、塗膜密着性者
しく劣る (3)塗装後針食性 カチオン電着塗装を20μ厚さ施し、地鉄に達するスク
ラッチ疵を入れ、塗膜欠陥部を対象とした耐食性能を塩
水噴霧試験により評価した。なお、評価は塩水噴霧試験
50日間(1200時間)後のスクラッチ部からのふく
れ幅、および他の平面部のブリスターの発生状況を加味
して、以下の基準、で行った。
約5%以下で少なく、塗膜密着性がなり良好 Δ・・・塗膜の剥離面積5〜20%で、塗膜密着性かな
り劣る ×・・・塗膜の剥離面積が20%以上で、塗膜密着性者
しく劣る (3)塗装後針食性 カチオン電着塗装を20μ厚さ施し、地鉄に達するスク
ラッチ疵を入れ、塗膜欠陥部を対象とした耐食性能を塩
水噴霧試験により評価した。なお、評価は塩水噴霧試験
50日間(1200時間)後のスクラッチ部からのふく
れ幅、および他の平面部のブリスターの発生状況を加味
して、以下の基準、で行った。
◎・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が1.5+
am以下でかつ平面部のブリスター発生数が5個未満 ○・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が3InI
11以下でかつ平面部のブリスター発生数が10個未満 Δ・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が31以下
あるいは平面部のブリスター発生数が20個未満 X・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が3m+a
以上あるいは平面部のブリスターの発生数が20個以上 2、メッキ面の性能評価試験法および性能(1)表面外
観 鉛−錫系合金メッキ面を肉眼観察して、その外観を以下
の評価基準で評価した。
am以下でかつ平面部のブリスター発生数が5個未満 ○・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が3InI
11以下でかつ平面部のブリスター発生数が10個未満 Δ・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が31以下
あるいは平面部のブリスター発生数が20個未満 X・・・スクラッチ部の片側の最大ふくれ幅が3m+a
以上あるいは平面部のブリスターの発生数が20個以上 2、メッキ面の性能評価試験法および性能(1)表面外
観 鉛−錫系合金メッキ面を肉眼観察して、その外観を以下
の評価基準で評価した。
0・・・表面外観の変色なく、均一外観O・・・表面変
色は若干生じるが、均一外観Δ・・・表面変色が若干生
じ、部分的に少しむら発生×・・・表面変色者しく、外
観は不均一(2)耐食性 塩水噴霧試験72時間後の赤錆発生状況を、1010X
10の大きさの300個のマス目を用い、赤錆が発生し
たマス目を百分率で表示して以下の評価基準によった。
色は若干生じるが、均一外観Δ・・・表面変色が若干生
じ、部分的に少しむら発生×・・・表面変色者しく、外
観は不均一(2)耐食性 塩水噴霧試験72時間後の赤錆発生状況を、1010X
10の大きさの300個のマス目を用い、赤錆が発生し
たマス目を百分率で表示して以下の評価基準によった。
◎・・・赤錆発生率10%未満
○・・・赤錆発生率20%未満
Δ・・・赤錆発生率40%未満
X・・・赤錆発生率40%以上
第1図はPb−8%Sn合金の付着量が燐酸塩処理性に
及ぼす影響を示す図である。
及ぼす影響を示す図である。
Claims (2)
- (1)Pb^2^+イオンとSn^2^+イオンを主成
分とする水溶液中で鋼帯の片面に対向して設けた電極か
ら通電して陰極電解処理を施した片面電気鉛−錫系合金
メッキ鋼板を水洗した後、5〜200g/lのクエン酸
、酒石酸、酢酸、ギ酸および/またはこれらの塩の1種
もしくは2種以上を含有し、さらに添加剤として0.0
1〜10g/lのレゾルシン、ヒドロキノンを1種また
は2種含有する水溶液中で、0.1〜30A/dm^2
の電流密度で0.5〜30秒間の陽極電解処理を行い、
水洗した後、2価または3価の金属イオンを含有するp
H3〜8の燐酸塩の混濁液を圧力0.5〜5kg/cm
^2で1〜10秒間吹き付ける燐酸塩結晶核生成促進処
理を行うことを特徴とする燐酸塩処理性にすぐれた鉄面
を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法。 - (2)Pb^2^+イオンとSn^2^+イオンを主成
分とする水溶液中で鋼帯の片面に対向して設けた電極か
ら通電して陰極電解処理を施した片面電気鉛−錫系合金
メッキ鋼板を水洗した後、5〜200g/lのクエン酸
、酒石酸、酢酸、ギ酸および/またはこれらの塩の1種
もしくは2種以上を含有し、さらに添加剤として0.0
1〜10g/lのレゾルシン、ヒドロキノンを1種また
は2種含有する水溶液中で、0.1〜30A/dm^2
の電流密度で0.5〜30秒間の陽極電解処理を行い、
水洗した後、Ni、Co、Ni−Co合金、もしくはN
i−P、Co−P、Fe−P合金、またはこれらの金属
の2種以上が含有されるP合金を非メッキ面に3〜30
mg/m^2陰極電解処理により設ける燐酸塩結晶核生
成促進処理を行うことを特徴とする燐酸塩処理性にすぐ
れた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製
造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26900888A JPH02115392A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 燐酸塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26900888A JPH02115392A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 燐酸塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02115392A true JPH02115392A (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=17466382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26900888A Pending JPH02115392A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 燐酸塩処理性にすぐれた鉄面を有する片面電気鉛−錫系合金メッキ鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02115392A (ja) |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26900888A patent/JPH02115392A/ja active Pending
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