JPH05140716A - 溶融亜鉛系合金化めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

溶融亜鉛系合金化めつき鋼板の製造方法

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JPH05140716A
JPH05140716A JP32842491A JP32842491A JPH05140716A JP H05140716 A JPH05140716 A JP H05140716A JP 32842491 A JP32842491 A JP 32842491A JP 32842491 A JP32842491 A JP 32842491A JP H05140716 A JPH05140716 A JP H05140716A
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plating
steel sheet
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hot dip
composite
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JP32842491A
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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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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−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、
均一なめっきができる。

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】溶融亜鉛系めっき鋼板は、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を
実施されている。また、高張力鋼板として実施されてい
るP添加鋼はFe拡散速度が著しく遅いため、生産障害
が甚だしい。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−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造方法 (2)Si0.03〜3%含有する鋼板表面にFe−C
−S複合めっきを施し、次いで溶融亜鉛系めっきを施す
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方
法 (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−C−S複合めっきの製造方法である。
【0005】
【作用】Fe−C−S複合めっき層とはFe中にカーボ
ン質および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−C−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、酸洗処理をした後、
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事により、Feめっき層中
にCおよびS物質であるポリスルフォンがCとして0.
01〜1%、Sとして0.01〜0.5%共析する。次
いで、無酸化炉中500〜700℃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、ポリスルフォンが分解し
てFe−C−S複合めっき層が形成する。カーボン質分
および硫黄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材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。
【0006】これに対して、Fe−C−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。次に、
Fe−C−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C質分、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C質
分、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。
【0007】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 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、
【0008】
【化1】
【0009】・スルフィド RSR’ R,R’:アルキル,H
【0010】
【化2】
【0011】
【化3】
【0012】
【化4】
【0013】
【化5】
【0014】・チオ尿素SC(NH22 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,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。
【0015】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−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。めっき量としては、0.2〜10
g/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−C−S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%未満であると合金化反応に及
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。ま
た、Fe−C−Sめっき中のS量としては、0.001
%以上0.5%以下が好ましい。S量が0.005%未
満であると合金化反応に及ぼす作用が小さく、また0.
5%超ではめっき層が脆くなり、炉内で剥離する傾向が
できるので好ましくない。なお、めっき前に鋼板を必要
ならな通常の方法で脱脂、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。
【0016】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−S複合めっき層のC,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。Fe−C−S複合めっきはFe,C,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−C−S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−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10
g/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を超
えると本発明のFe−C−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Al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,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−S複合めっきにおいて、他の元
素、例えば、Ni,Zn,Mn,Cu,P,B,O,
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。
【0017】
【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,2
B,2C,2Dは、それぞれ事前(予め)めっき条件を
示す。この事前めっき後、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。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2A】
【0020】
【表2B】
【0021】
【表2C】
【0022】
【表2D】
【0023】
【表3A】
【0024】
【表3B】
【0025】
【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−C−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造方法
  2. 【請求項2】 Si0.03〜3%含有する鋼板表面に
    Fe−C−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合金化溶融亜鉛系めっき鋼板
    の製造方法
  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−C−S複合めっきの製造方法
JP32842491A 1991-11-18 1991-11-18 溶融亜鉛系合金化めつき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH05140716A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007039780A (ja) * 2004-10-07 2007-02-15 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板ならびにそれらの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007039780A (ja) * 2004-10-07 2007-02-15 Jfe Steel Kk 溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板ならびにそれらの製造方法

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Effective date: 19990204