JPH05140715A - 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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JPH05140715A
JPH05140715A JP32842391A JP32842391A JPH05140715A JP H05140715 A JPH05140715 A JP H05140715A JP 32842391 A JP32842391 A JP 32842391A JP 32842391 A JP32842391 A JP 32842391A JP H05140715 A JPH05140715 A JP H05140715A
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Shinichi Suzuki
眞一 鈴木
Makoto Itomi
誠 糸見
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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−C複合めっきを施し、
次いで溶融亜鉛めっきを施す。 【効果】 かくすることにより均一にめっきができる。

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】
【従来技術とその課題】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。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59−23858号)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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】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。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は (1)予め鋼板表面にFe−C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
めっき鋼板の製造方法 (2)Si0.03〜3%を含有する鋼板表面にFe−
C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造方法 (3)前記各項におけるFe−Cめっきは、Fe2+イオ
ンおよび0.01〜20g/lのポリオキシアルキレン
誘導体、ポリアミン誘導体、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種以上を含む酸性めっき浴
を用いることを特徴とする、Fe−C複合めっきの製造
方法を要旨とする。
【0005】
【作用】Fe−C複合めっき層とはFe中にカーボン質
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−C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、酸洗処理をした後、硫酸第一鉄およびあ
るいは塩化第一鉄の水溶液にポリエチレングリコールを
0.01から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ことにより、Feめっき層中にC物
質であるポリエチレングリコールがCとして0.01〜
1%共析する。次いで、めっき前処理炉の無酸化炉中5
00〜700℃に昇温し、還元炉中で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、ポリエチレングリコールが分解してFe−C
複合めっき層が形成する。
【0006】カーボン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。これに対して、Fe−C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、良好な濡
れ性が確保される。
【0007】次に、Fe−C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、
硫酸第一鉄およびあるいは塩化第一鉄の水溶液にC質分
としてポリオキシアルキレン誘導体、ポリアミン誘導
体、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界処理を行う。これら
のC質分物質は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。
【0008】これら添加剤は一般的に R2−X−(R1−Y)n−R3 および、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)、NH,NR(アミン基)、
NR2+(アンモニウム基) R1:アルキレン基 および、あるいは R2,R3:H、アルキル基、フェニル、ナフチルなどの
アリール基およ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 これら化合物はポリエチレングリコールのように直鎖化
合物であってもよく、クラウンエーテルやモノラウリン
酸ソルビタンのような環式化合物でもよく、ポリアミン
スルホンのような直鎖、環式混合物でも良い。
【0009】具体的な例を挙げれば、
【0010】
【化1】
【0011】
【化2】
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】
【化5】
【0015】
【化6】
【0016】
【化7】
【0017】
【化8】
【0018】
【化9】
【0019】
【化10】
【0020】
【化11】
【0021】
【化12】
【0022】・アシルメチルタウリン酸ナトリウム RCON・CH3・C24SO3Na R=アルキル基
【0023】
【化13】
【0024】・アルキルザルコシン R−CON・CH3・CH2COOX R=アルキル,X=H,Na
【0025】
【化14】
【0026】
【化15】
【0027】
【化16】
【0028】
【化17】
【0029】・アルキルアミン R,R’R”N R,R’R”=アルキル,H
【0030】
【化18】 等である。これら添加剤のめっき浴中の添加量は0.0
1〜20g/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C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+,NH4+,
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,Pb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
析させても効果は本質的には変わらない。
【0031】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−C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。めっき量としては、0.5〜10g/
2のめっきを施す。めっき量が0.5g/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10
g/m2以下が好ましい。また、Fe−Cめっき中のC
量としては、0.01%以上1.0%以下が好ましい。
C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。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、カーボン微粒子をそのまま、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。
【0032】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−C複合めっき層のC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−C複合めっきはFe,C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−
C複合めっきの作用機構は上述と同じで自明であろう。
本発明のFe−C複合めっき層の厚さは、0.5〜10
g/m2が好適である。0.5g/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。
【0033】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−C複合めっきをもってしても効果が不
十分となる。なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶融め
っき浴は通常Alを0〜0.15%添加しており、その
他の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,Z
r,Mg,Ca,Li,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−C複合めっきにおいて、他の元
素、例えば、Ni,Zn,Mn,Cu,P,B,O,
S,Cl,H,Na,Nなどが少量混入しても本質的に
は本発明と同様な効果が得られる。
【0034】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに挙げ
る。表1は各鋼板の化学組成を示す。また表2A、表2
B、表2C、表2D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。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2A】
【0037】
【表2B】
【0038】
【表2C】
【0039】
【表2D】
【0040】
【表3A】
【0041】
【表3B】
【0042】
【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−C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造方法
  2. 【請求項2】 Si0.03〜3%を含有する鋼板表面
    にFe−C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造方
  3. 【請求項3】 Fe2+イオンおよび0.01〜20g/
    lのポリオキシアルキレン誘導体、ポリアミン誘導体、
    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
    種以上を含む酸性めっき浴を用いて、Fe−C複合めっ
    きすることを特徴とする、請求項1または2に記載のF
    e−C複合めっきの製造方法
JP32842391A 1991-11-18 1991-11-18 溶融亜鉛系めつき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05140715A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837165A (en) * 1995-12-21 1998-11-17 National Institute For Research In Inorganic Materials Rare earth hexaboride electron-emitting material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837165A (en) * 1995-12-21 1998-11-17 National Institute For Research In Inorganic Materials Rare earth hexaboride electron-emitting material

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Effective date: 19990204