JPH05140712A - 溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法

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JPH05140712A
JPH05140712A JP32835491A JP32835491A JPH05140712A JP H05140712 A JPH05140712 A JP H05140712A JP 32835491 A JP32835491 A JP 32835491A JP 32835491 A JP32835491 A JP 32835491A JP H05140712 A JPH05140712 A JP H05140712A
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plating
steel sheet
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galvanized steel
hot dip
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JP32835491A
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Shinichi Suzuki
眞一 鈴木
Makoto Itomi
誠 糸見
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法
に関するものである。 【構成】 予め鋼板表面にFe−S複合めっきを施し、
次いで溶融亜鉛系めっきを施す。 【効果】 かくすることにより、不めっきがなくなり、
均一にめっきすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板
の製造方法に関して、Si添加鋼のごとき、特にめっき
濡れ性の低い鋼種に対して、そのめっき濡れ性を向上さ
せ、工業的製造を容易ならしめることを狙いとするもの
である。
【0002】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板は、塗装耐食性、プ
レス成形性、溶接性が優れていることから自動車、家
電、建材など広い産業分野に使用されている材料であ
る。その製造方法は、通常冷延鋼板あるいは熱延鋼板を
酸化性あるいは無酸化性雰囲気で昇温し、表面に付着し
ている油などの汚れを焼去し、次いで還元雰囲気中で表
面を清浄化した後、溶融亜鉛めっきを施す工程で実施さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高張力鋼板として実施
されているSi添加鋼では鋼中のSi含有量が高いと、
鋼板表面にSi酸化物を生成し、これが溶融亜鉛との濡
れ性を阻害する。この解決策として、めっきに先立ち鋼
板表面にFeめっきを施すことが開示(特開昭59−2
3858号公報)されているが、効果は不十分であるこ
とがわかり、本発明はその改善方法を提案するものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を有
利に解決するためになされたものであり、溶融めっき前
のプレめっきの効果をさらに高める新規なめっき方法に
特徴がある。本発明は 予め鋼板表面にFe−S複合めっきを施し、次いで溶
融亜鉛系めっきを施すことを特徴とする溶融亜鉛系めっ
き鋼板の製法方法 Si 0.03〜3%含有する鋼板表面にFe−S複
合めっきを施し、次いで溶融亜鉛系めっきを施すことを
特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製法方法 Fe2+イオンおよび0.01〜20g/lのポリスル
フォン、スルフィド誘導体等のSを含む有機化合物を1
種または2種以上を含む酸性めっき浴を用いて、めっき
することを特徴とする請求項1または2に記載のFe−
S複合めっきの製造方法 である。
【0005】
【作用】Fe−S複合めっき層とはFe中にS質物質が
合金、混合、あるいは吸蔵されている構造のめっき層を
さす。Fe−S複合めっき層の形成方法として、電気め
っき法の例を以下に示す。鋼板を必要ならば通常の方法
で脱脂、酸洗処理した後、硫酸第一鉄及びあるいは塩化
第一鉄の水溶液にポリスルフォンを0.01〜10g/
l添加した浴に導き、鋼板を陰極として電流密度30〜
300A/dm2、0.1〜30秒の電解処理をする事
により、Feめっき層中にS物質であるポリスルフォン
がSとして0.01〜1%共析する。次いで、無酸化炉
中500〜700℃に昇温し、還元炉で500〜800
℃に保持して熱処理をすると、Feめっき層が再結晶す
るとともに、ポリスルフォンが分解してFe−S複合め
っき層が形成する。
【0006】S質分が存在しない場合にはFeめっき層
は再結晶によって母材鋼板と同様な結晶粒を形成する
が、この粒界を通って、母材鋼板のSiがFeめっき層
表面まで容易に拡散する。Siは酸化性あるいは無酸化
性雰囲気および、還元雰囲気中での熱処理過程で鋼板表
面において酸化物を形成し、後の溶融亜鉛との濡れ性に
重大な影響を及ぼすものであるが、その表面酸化物の量
が鋼種によって異なるので溶融亜鉛との濡れ性がそれぞ
れ異なるのである。Feプレめっきではこのような理由
でSiの酸化物の量を低減する作用が不十分であった。
【0007】これに対して、Fe−S複合めっきでは、
再結晶過程でアモルファス様の微細結晶が生成し、明確
な粒界が観察されない。また、CおよびSは粒内での拡
散がSiと比較して速く、粒界および表面に濃化しやす
い。そのためSiのめっき層表面への拡散が著しく抑制
され、鋼中Si含有量が高くてもSi酸化物の形成が抑
制され、良好なめっき濡れ性が確保される。
【0008】次に、Fe−S複合めっきのめっき方法に
ついて述べる。まず、電気めっきによる方法であるが、
硫酸第一鉄及びあるいは塩化第一鉄の水溶液にS質分と
してポリスルフォン、スルフィド誘導体やSを含有する
アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオ
ン系界面活性剤、両イオン性界面活性剤の1種または2
種以上を0.01〜20g/l添加した酸性めっき浴を
用いて、鋼板を陰極として電解処理を行う。これらのS
質分物質はスルフォン基、スルフィド基、エーテル基や
アミン基などの極性基の作用により活性な点への吸着性
が高いため、Feめっき中に容易に均一に含有される。
【0009】これら添加剤は一般的に R2−X−(R1−Y)n−R3 及び、あるいは R2−(R1−X)n−R3 で示される化合物を指す。 ここで、 X,Y:O(エーテル基)、S(スルフィド基)、SO
2(スルフォン基)、NH,NR(アミン基)、NR2+
(アンモニウム基) R1:アルキレン基 及び、あるいは R2,R3:H、アルキル基、フェニル、ナフチルなどの
アリール基及びまたはその誘導体(カルボン酸、硫酸、
リン酸等の官能基、塩、エステル) n=1〜2000
【0010】これら化合物はポリスルフォンの様に直鎖
化合物であってもよく、クラウンエーテルやモノラウリ
ン酸ソルビタンのスルフォン誘導体の様な環式化合物で
もよく、ポリアミンスルホンの様な直鎖、環式混合化合
物でも良い。具体的な例を挙げれば、
【0011】
【化1】
【0012】・スルフィド RSR′ R,R′:アルキル,H
【0013】
【化2】
【0014】
【化3】
【0015】
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】・チオ尿素 SC(NH)2 ・チオシアン酸塩 KSCN,NH4SCN 等である。
【0018】これら添加剤のめっき浴中の添加量は0.
01〜20g/lが好ましい範囲である。0.01g/
l未満ではほとんど効果が認められない。また20g/
lを越えるとSの含有量が飽和し、めっき浴中への溶解
度に制約される。上記添加剤は1種または2種以上混合
して使用することもできる。Fe2+イオン濃度は特に制
限されるものではないが、通常10〜150g/lの範
囲で、目的とするめっきを電流効率を勘案して最適条件
を採用することができる。さらに、Na+,K+,NH
4+,Mg2+イオン等の無関係塩を添加することは、浴の
電気伝導度を高めるために有効である。なお、目的に応
じてはNi,Co,Cr,Mn,Cu,Cd,Sn,P
bなどのイオンを少量添加してめっき層に第3成分を少
量共析させても本発明の効果は本質的には変わらない。
【0019】次に、めっき条件について説明する。電流
密度30A/dm2以上で鋼板にめっきを行うことが好
ましい。30A/dm2以下では合金化向上を行うに十
分なFe−Sめっきのめっき量を得るのに時間がかかり
工業的でない。めっき液の流速は鋼帯との相対速度とし
て、10〜200m/min、めっき温度は40〜70
℃が適当である。
【0020】めっき量としては、0.2〜10g/m2
のめっきを施す。めっき量が0.2g/m2未満である
と、効果が少なく、また10g/m2超になると効果は
ほとんど変わらず、コスト的にも不利になるので10g
/m2以下が好ましい。また、Fe−Sめっき中のS量
としては、0.01%以上1.0%以下が好ましい。S
量が0.01%未満であるとめっき濡れ性に及ぼす作用
が小さく、また1.0%超ではめっき層が脆くなり、炉
内で剥離する傾向がでるので好ましくない。
【0021】なお、めっき前に鋼板を必要ならば通常の
方法で脱脂、酸洗処理を行ってもよい。また、硫化物微
粒子をそのまま、あるいは上記の界面活性剤と一緒に添
加することも可能である。
【0022】次に上記以外の態様例を示す。電気めっき
法は溶融めっき法の直前で行っても良い。電気めっき
後、必要ならフラックスを塗布し、400〜500℃に
加熱して溶融めっき浴に導くか、あるいは直接常温のま
ま溶融めっき浴に導き、浴内で加熱してめっきをしても
良い。この場合、Fe−S複合めっき層のS含有物質は
未分解あるいは部分分解状態で溶融めっきされるが、溶
融めっき浴内でのSi拡散に十分の抑制作用がある。F
e−S複合めっきはFe,Sをターゲットとする物理蒸
着法、気化性Fe塩と有機物蒸気を用いて分解析出させ
る化学蒸着法でも適用できる。これらの方法でのFe−
S複合めっきの作用機構は上述と同じで自明であろう。
【0023】本発明のFe−S複合めっき層の厚さは、
0.2〜10g/m2が好適である。0.2g/m2未満
であると、効果が判然とせず、また10g/m2超にな
ると効果はほとんど変わらず、コスト的にも不利にな
る。Si添加鋼においては0.2〜3%のSi含有量の
鋼板で溶融亜鉛との濡れ性改善効果が大きい。0.2%
未満では普通鋼と変わらず、3%Siを越えると本発明
のFe−S複合めっきをもってしても効果が不十分とな
る。なお、溶融亜鉛めっき鋼板の溶融めっき浴は通常A
lを0〜0.2%添加しており、その他にPb,Cd,
Sb,Snも少量存在してもよく、さらには品質改善を
目的として、Ni,Mn,Ti,Zr,Mg,Ca,L
i,ランタナイドなどが少量添加される場合があるが、
本質的には本発明の方法は全て適用可能である。Fe−
S複合めっきにおいて、他の元素、例えば、Ni,Z
n,Mn,Cu,P,B,O,C,N,Cl,H,Na
などが少量混入しても本質的には本発明と同一である。
【0024】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに挙げ
る。表1A、表1Bは、それぞれ事前(予め)めっき条
件。該めっき後、連続溶融亜鉛系めっき設備前処理炉の
直火無酸化炉出側で650℃(板温)、還元熱処理炉で
750〜800℃×30秒の熱処理を施し、次いで亜鉛
系めっき浴へ導きめっきを施した。表2は各鋼板の化学
組成を示す。表3A、表3Bに上記めっき鋼板のめっき
濡れ性を示した。×は鋼板の大部分でめっきが付着して
いないことを、△は一部めっきが付着していないこと
を、○は良好にめっきが付着していることをそれぞれ示
す。
【0025】
【表1A】
【0026】
【表1B】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3A】
【0029】
【表3B】
【0030】
【発明の効果】このように本発明によれば、高いSi含
有量を持つ高張力鋼板のごとき、めっきの濡れ性が低く
溶融めっきが困難な鋼種でもこれを容易にできる。かく
することにより、従来溶融めっきが困難とされていた高
いSi含有量を持つ高張力鋼板でも工業的に安定して、
しかも確実に溶融めっきができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め鋼板表面にFe−S複合めっきを施
    し、次いで溶融亜鉛系めっきを施すことを特徴とする溶
    融亜鉛系めっき鋼板の製法方法
  2. 【請求項2】 Si 0.03〜3%含有する鋼板表面
    にFe−S複合めっきを施し、次いで溶融亜鉛系めっき
    を施すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製法方
  3. 【請求項3】 Fe2+イオンおよび0.01〜20g/
    lのポリスルフォン、スルフィド誘導体等のSを含む有
    機化合物を1種または2種以上を含む酸性めっき浴を用
    いて、めっきすることを特徴とする請求項1または2に
    記載のFe−S複合めっきの製造方法
JP32835491A 1991-11-18 1991-11-18 溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05140712A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262464A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262464A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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Effective date: 19990204