JPH05247681A - 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄の含有量の高い鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティングを析出して形成させるための電解浴およびその方法 - Google Patents

亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄の含有量の高い鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティングを析出して形成させるための電解浴およびその方法

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JPH05247681A
JPH05247681A JP4331881A JP33188192A JPH05247681A JP H05247681 A JPH05247681 A JP H05247681A JP 4331881 A JP4331881 A JP 4331881A JP 33188192 A JP33188192 A JP 33188192A JP H05247681 A JPH05247681 A JP H05247681A
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zinc alloy
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weight
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Franco Delfrate
フランコ・デルフラート
Regis Doucet
レジ・ドゥーセ
Jacques Keller
ジャーク・ケレ
Alain Popadenec
アラン・ポパデネ
Isabelle Souedet
イザベル・スーウェデ
Sylviane Wajda
シルヴィアーヌ・ヴァジダ
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Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt

Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に、鉄の
含有量が高く析出量の多いフラッシュコーティングを形
成するために、鉄−亜鉛合金の電解コーティングを施す
ための浴を提供する。 【構成】 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄−亜
鉛合金のフラッシュコーティングを析出して形成させる
ための電解浴であって、塩化物形態でのFe2+イオン6
0〜120g/lと、塩化物形態でのZn2+イオン20〜
60g/lと、KCl 200〜280g/lとアスコルビ
ン酸0.5〜10g/lと、KOH 0〜2g/lとを含有
し、かつpHが約1.5〜約2.5の水性媒体からなるこ
とを特徴とする電解浴。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛メッキ合金化鋼か
らなる基体、特に "ガルバニールドシート(galvanneal
ed sheet)”として知られる亜鉛メッキ合金化鋼からな
る板材の上に、鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティング
を施すための浴、およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】”亜鉛メッキ合金化板材 "は、鋼板をる
つぼ内の溶融亜鉛に浸漬し、コーティングされた板材を
熱処理することによって得られるコーティング鋼からな
る板材である。熱処理に続いて、基体の鉄の一部は亜鉛
コーティング層中に拡散し、従って熱処理後の亜鉛コー
ティング層は10%の範囲の鉄を含有している。しか
し、これら板材はいくつかの欠点を有し、最も著しいも
のは、電気泳動操作の間にピット(食孔)が形成される
現象であり、それによって板材は特定の用途、例えば自
動車製造において不都合が生じ、塗装処理後にでこぼこ
の表面が生じる傾向がある。
【0003】別の欠点は、これら板材は高い皿押し圧力
がかかったときの摩擦係数が高いことであり、これによ
り板材は他の用途に適さなくなる。
【0004】これらの欠点を克服するために最近用いら
れている手段は、フラッシュコーティングと呼ばれる1
μm未満の厚さの鉄−亜鉛合金のコーティングを形成す
ることである。これらフラッシュコーティングは、不溶
性のアノードを含む装置において、硫酸塩媒体中にFe
2+イオンとZn2+イオンを含有する浴を用いて工業的に
析出形成される。
【0005】しかし、そのような浴による析出量は、F
e3+イオンの形成によって低下する。これらFe3+イオン
の形成を避けるために、様々な溶液が提案されている。
JP-57/31504は、鉄−亜鉛の電解析出のため
の下記の組成を有する浴を記載している: ZnSO4・7H2O:150g/l FeSO4・7H2O:300g/l (NH4)2SO4 : 30g/l この浴のpHは1.2である。Fe3+イオンの濃度は、浴
を亜鉛粒子または鉄粒子で満たしたベッドに通すことに
よってコントロールされる。
【0006】しかし、この公知の先行技術は、他の種々
の利点があるにもかかわらず、析出量が不十分であると
いう欠点を有する。析出量を増大させるためには、理論
的には電解圧力を高くすればよいが、しかし出願人は、
それによって孔食現象が促進され、従ってそれは全く受
け入れ難いことを見いだした。さらに、電解圧力を極度
に高くすればエネルギー的に費用が非常に高くなる。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、亜鉛メッキ合金化鋼か
らなる基体上に、鉄の含有量が高く析出量の多いフラッ
シュコーティングを形成するために、鉄−亜鉛合金の電
解コーティングを施すための浴を提供することである。
【0008】
【発明の構成】本発明に係る電解浴は、塩化物形態での
Fe2+イオン60〜120g/lと、塩化物形態でのZn
2+イオン20〜60g/lと、KCl 200〜280g/
lとアスコルビン酸0.5〜10g/lと、KOH 0〜
2g/lとを含有し、かつpHが約1.5〜約2.5、好
ましくは約2の水性媒体からなることを特徴とする。
【0009】電解浴中で塩化物イオンを用いることによ
って、浴の導電性が増大し、従って電解反応の効率が増
大することが可能となる。KCl の存在もまた電解浴の
導電性を増大させ、従って鉄−亜鉛フラッシュコーティ
ングの析出のためのエネルギーコストを低減させること
を可能にする。さらに、KOHの存在はpHが増大する
ことによって浴の腐食性を低下させるのに寄与し、従っ
てコーティング操作の間の亜鉛メッキ合金化鋼板の腐食
が抑制される。
【0010】Fe2+/Fe2++Zn2+の比率は60〜80
重量%であるのが好ましい。
【0011】本発明の別の主題は、亜鉛メッキ合金化
鋼、特に亜鉛メッキ合金化鋼板からなる基体上に鉄−亜
鉛合金のフラッシュコーティングを電解析出させるため
の方法であって、その方法は、溶解性のアノードを含む
装置内で、カソードを構成する基体を、20〜200A
/dm2の電流密度を有し温度が55〜65℃の本発明に
係る電解浴に接触させて設置して、それによって、鉄を
60重量%以上、好ましくは約80重量%含有する鉄−
亜鉛コーティングを形成させることからなる。
【0012】亜鉛メッキ合金化鋼からなる板材は、厚さ
が0.1〜1μm、好ましくは0.5μmの鉄−亜鉛フラ
ッシュコーティングを有する。電流密度は約100A/
dm2であるのが好ましい。
【0013】亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体は、例え
ば "ガルバニールドシート”として知られる亜鉛メッキ
合金化鋼の板材であり、電解浴中でのその移動速度は約
20〜約200m/分であるのが好ましく、より好まし
くは100m/分である。
【0014】溶解性のアノードは鉄からなるのが好まし
いが、亜鉛であってもよく、例えばインゴット、シー
ト、粒子、粉末、あるいはその他の適当な形態で用い
る。
【0015】アスコルビン酸は、形成されるFe3+イオ
ンの量を、下記の式に従ってFe3+イオンをFe2+イオン
に還元することによってコントロールする機能を有す
る: 2Fe3++C686 → 2Fe2++C666+2H+
【0016】
【実施例】本発明に係る方法の実施例を以下に記載す
る。
【0017】実施例 1 浴の組成: Fe2+(FeCl2の形で) : 84g/l Zn2+(ZnCl2の形で) : 36g/l KCl : 250g/l アスコルビン酸 : 5g/l KOH : 0.5g/l H2O : 残部 浴のpHは約2である。
【0018】鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティング
を、鉄を10%含有していて層の重量が50g/m2の亜
鉛−鉄コーティングからなる"ガルバニールドシート”
上に析出させる。本発明に係るフラッシュコーティング
は、鉄のアノードと、カソードを構成するコーティング
されるべきシートとを用いて形成される。
【0019】浴の温度は60℃である。電流密度は10
0A/dm2である。鋼のストリップの移動速度は100
m/minである。
【0020】得られたフラッシュコーティングの厚さは
0.5μmで、鉄の含有量は80%であった。析出量は
90%である。
【0021】引き続いて行った試験によって、出願人
は、驚くべきことにまた予期せざることに、亜鉛メッキ
合金化鋼板上に鉄−亜鉛フラッシュコーティングを析出
させるために特殊な電解浴を用いる本発明の方法によれ
ば、コーティングされた亜鉛メッキ合金化鋼板は、一方
において成形が非常に容易となり、他方では、通常用い
られる電気泳動電圧において孔食現象が抑制されること
によって塗装後の外観が改善されることを確認した。
【0022】この孔食現象の抑制によって、例えば自動
車の車体製造業者に大きな融通性をもたらし、特に、生
産性を高めるために、コーティングされた鋼の塗装後の
外観を損なう危険性を回避しつつ電気泳動電圧を高くす
ることができる。
【0023】試験 1 この試験は、本発明の方法に係る鉄−亜鉛フラッシュコ
ーティングでコーティングした亜鉛メッキ合金化鋼板の
使用の容易性を、摩擦試験によって確認することを目的
とする。
【0024】試験はNo.1とNo.2の亜鉛メッキ合金化
鋼板の二つの試料について行われ、鉄−亜鉛合金からな
るそれらのコーティングは、鋼板をるつぼ内の溶融亜鉛
中に浸漬し、それによってコーティングされた鋼板を熱
処理することによって通常の方法で得られた。 このよ
うにして形成された鉄−亜鉛合金のコーティングは鉄の
含有量が10%の範囲であり、両方の試料について厚さ
が8μmのオーダーであり、亜鉛メッキ合金化鋼板から
なる金属基体の厚さは0.7mmのオーダーであった。
各々の試料は、長さが40cmであり、幅が4cmであ
った。
【0025】No.2の試料は、本発明に係る下記の組成
を有する電解コーティング浴に接触して置かれた。
【0026】実施例 2 Fe2+(FeCl2の形で) : 96g/l Zn2+(ZnCl2の形で) : 24g/l KCl : 220g/l アスコルビン酸 : 5g/l KOH : 2.8g/l H2O : 残部 浴のpHは約2である。
【0027】本発明に係るフラッシュコーティングは、
鉄のアノードを用いて下記の条件に従って形成された: 浴の温度 : 60℃ 電流密度 : 80A/dm2 試料の移動速度 : 100m/min またコーティングの厚さは0.5μmで、鉄の割合は9
1%であった。
【0028】摩擦試験は、各々の試料を工具とジャッキ
(例えば水圧ジャッキ)の間に垂直に設置し、この場合
ジャッキは一般に用いられる皿押し圧力に相当する可変
圧力を試料に負荷するものであり、一方、試料は0.1
m/minの一定速度で皿押し圧力に比例する力を伴っ
て垂直に上方へ引っ張られる。この試験の実施に先立っ
て、接触している種々の要素はシェル2769Eタイプ
の油を用いて潤滑された。
【0029】各々の試料について、試料と工具の間の摩
擦係数が、各々の皿押し圧力について測定された。得ら
れた結果を添付の図1と図2に示す。
【0030】図1において摩擦係数の増大は非常に著し
く、この増大は亜鉛メッキ合金化鋼板を成形するために
は有害である。摩擦係数は皿押し圧力が703バールの
ときに最大となり、0.1959である。
【0031】これに対して、図2は鉄−亜鉛フラッシュ
コーティングした亜鉛メッキ合金化鋼板は成形に完全に
適していることを明らかに示していて、皿押し圧力が7
00バールのときに摩擦係数はわずかに0.1083で
ある。
【0032】試験 2 この試験の目的は、本発明に係る鉄−亜鉛フラッシュコ
ーティングした亜鉛メッキ合金化鋼板の、電気泳動操作
の間の耐孔食性を示すことである。
【0033】試験は、試験1に記載したのと同様の亜鉛
メッキ合金化鋼板からなる二つの試料No.1およびNo.
2について行われる。各々の試料をPPG Corona Bl
ackED 3002タイプの電気泳動に供して、厚さが約
15μmの第1層の塗装を施し、次いで焼付けを行う。
【0034】試験は、電気泳動操作の間に電解液に様々
な電圧をかけて、二つの試料にかけた各々の電圧につい
て、表面積1cm2 当たりのピット(食孔)の数を記録
することにより、行う。
【0035】この試験の結果を表1に示す。亜鉛メッキ
合金化鋼板について孔食現象は220Vのオーダーの電
気泳動電圧で現れるが、一方、本発明に係る鉄−亜鉛フ
ラッシュでコーティングした亜鉛メッキ合金化鋼板にお
いては、この現象は260Vの電気泳動電圧で初めて現
れる。
【表1】表 1 電気泳動操作の間の耐孔食性 表中の記号 0: 0 X: 1〜6 $: 6〜20 /: 試験を行わなかった
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の亜鉛メッキ合金化鋼板について行った摩
擦試験の結果を示すグラフである。
【図2】本発明に係る鉄−亜鉛フラッシュコーティング
を施した亜鉛メッキ合金化鋼板について行った摩擦試験
の結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャーク・ケレ フランス共和国 57190 フロランジュ, リュー・クロワ・サン・ジャーク(番地な し) (72)発明者 アラン・ポパデネ フランス共和国 57100 ティオンヴィル, アレ・ポアンカレ 1 (72)発明者 イザベル・スーウェデ フランス共和国 57100 ティオンヴィル, プロムナード・ルクレール 3ア (72)発明者 シルヴィアーヌ・ヴァジダ フランス共和国 57100 ティオンヴィル, ルート・ドゥ・ラ・ブリケリー 58

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄
    −亜鉛合金のフラッシュコーティングを析出して形成さ
    せるための電解浴であって、塩化物形態でのFe2+イオ
    ン60〜120g/lと、塩化物形態でのZn2+イオン2
    0〜60g/lと、KCl 200〜280g/lとアスコ
    ルビン酸0.5〜10g/lと、KOH0〜2g/lとを
    含有し、かつpHが約1.5〜約2.5の水性媒体からな
    ることを特徴とする電解浴。
  2. 【請求項2】 pHが約2であることを特徴とする、請
    求項1に記載の電解浴。
  3. 【請求項3】 Fe2+イオンとZn2+イオンの合計量に対
    するFe2+イオンの量の比率が60〜80重量%である
    ことを特徴とする、請求項1に記載の電解浴。
  4. 【請求項4】 下記の組成: Fe2+(FeCl2の形で) : 84g/l Zn2+(ZnCl2の形で) : 36g/l KCl : 250g/l アスコルビン酸 : 5g/l KOH : 0.5g/l H2O : 残部 を有し、浴のpHが約2であることを特徴とする、請求
    項1〜3のいずれかに記載の電解浴。
  5. 【請求項5】 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄
    −亜鉛合金のコーティングを電解析出させるための方法
    であって、溶解性のアノードを含む装置内で、カソード
    を構成する基体を、20〜200A/dm2の電流密度を
    有し温度が55〜65℃の請求項1〜4のいずれかに記
    載する電解コーティング浴に接触させて配置して、それ
    によって、鉄を60重量%以上、好ましくは約80重量
    %含有する鉄−亜鉛コーティングを形成させることを特
    徴とする方法。
  6. 【請求項6】 鉄を約80重量%含有する鉄−亜鉛合金
    のコーティングを析出させることを特徴とする、請求項
    5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 電流密度が約100A/dm2であること
    を特徴とする、請求項5または6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 基体が亜鉛メッキ合金化鋼からなる板材
    であり、浴中での板材の移動速度が約20〜約200m
    /分、好ましくは100m/分であることを特徴とする、
    請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 請求項5〜8のいずれかに記載の方法に
    よってコーティングされた亜鉛メッキ合金化鋼板であっ
    て、鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティングが鉄を60
    重量%以上、好ましくは80重量%含有することを特徴
    とする前記鋼板。
  10. 【請求項10】 鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティン
    グの厚さが0.1〜1μm、好ましくは0.5μmである
    ことを特徴とする、請求項9に記載の亜鉛メッキ合金化
    鋼板。
JP4331881A 1991-12-13 1992-12-11 亜鉛メッキ合金化鋼からなる基体上に鉄の含有量の高い鉄−亜鉛合金のフラッシュコーティングを析出して形成させるための電解浴およびその方法 Pending JPH05247681A (ja)

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