JPH05287584A - 連続電気メッキ方法 - Google Patents

連続電気メッキ方法

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JPH05287584A
JPH05287584A JP11421092A JP11421092A JPH05287584A JP H05287584 A JPH05287584 A JP H05287584A JP 11421092 A JP11421092 A JP 11421092A JP 11421092 A JP11421092 A JP 11421092A JP H05287584 A JPH05287584 A JP H05287584A
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JP
Japan
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current density
plating
current
electrode
strip
Prior art date
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Pending
Application number
JP11421092A
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English (en)
Inventor
Michio Kuwayama
通郎 桑山
Naoyuki Oba
直幸 大庭
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電流密度範囲の下限を外れたとき発生するロー
カレント欠陥、品質低下部分の発生を防止できる方法を
得ることにある。 【構成】被メッキ材に対して所定のメッキ付着量になる
ように、複数のパスに流れるメッキ電流を制御する連続
電気メッキ方法において、前記パス当りのメッキ電流を
ひとつのパスの被メッキ材の通板方向の長さと被メッキ
材の幅との積で除した値を電流密度と定義し、電着での
最適電流密度範囲の下限を外れたとき発生するローカレ
ント欠陥と関連させて最初のパスの適正電流密度を予め
定めておき、最初のパスに流す電流をライン速度によら
ずプリセットされた電流密度の値とストリップ幅・電極
長さから算出した値に設定・制御するようにしたメッキ
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は被メッキ材例えば金属鋼
帯(ストリップ)の連続電気メッキ方法に係り、特に、
電気メッキの電流密度が最適範囲の下限を外れたとき表
面にあらわれるローカレント欠陥の発生を防止する連続
電気メッキ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来連続電気メッキラインの操業におい
て、所定のメッキ層の品質を確保し、かつメッキ付着量
が所定の範囲となるようにした連続電気メッキ方法が、
特公昭63−1394号公報および特公昭63−139
5号公報で開示されている。
【0003】これは、メッキ電流が被メッキ材であるス
トリップの幅W(mm)とメッキ付着量CW (g/
2 )およびライン速度S(m/min)の積に比例す
るというファラデーの法則に基づき設定され、この電流
が使用する各パス(複数の電極)に分配される。(1)
式は各パス(複数の電極)あたりのメッキ電流I
p (A)を示している。
【0004】 Ip ×n=It =(W×S×CW )÷η÷R×600 …(1) ただし、It :トータル電流(A) n:使用パス数(−) η:電流効率(%) R:電気化学当量(メッキ元素の原子量/96,500
×メッキ元素の価数)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の連続
電気メッキ方法は、メッキ層品質と関連させて電流密度
の適正範囲を予め定めておき、所定のメッキ付着量を得
るに必要なメッキ電流値の算出から、当該操業時の基準
パス使用数での電流密度を算出して、これが前記適正範
囲内のときは前記算出した基準パス数でメッキし、適正
範囲を超えるときはパス数を基準に対し増減するか、ラ
イン速度の設定値を増減し、かつ増減したライン速度設
定値に対応したメッキ電流値を再算出してメッキする方
法である。
【0006】しかしながら、この方法は必要以上に複雑
であり、使用パス数を変更する場合はメッキ量変動を発
生させないため、変更点のストリップ通板方向へのトラ
ッキングも必要であり、一方使用したパス数が少ない場
合は必然的にライン速度の増減がなされ、ラインの他の
処理条件が変化する難点をもつ。さらに、メッキ付着量
目標値とライン速度を上記(1)式に代入して所要トー
タル電流を算出し、使用パス数を経験的に選択して各パ
スあたりの電流を設定するので、各パスの電流密度のバ
ラツキが大きい。
【0007】本発明は上記事情にもとづき、パス数・ラ
イン速度の増減なしに所定のメッキ品質を得ることがで
きる連続電気メッキ方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明は、被メッキ材に対して所
定のメッキ付着量になるように、複数のパスに流れるメ
ッキ電流を制御する連続電気メッキ方法において、前記
パス当りのメッキ電流をひとつのパスの被メッキ材の通
板方向の長さと被メッキ材の幅との積で除した値を電流
密度と定義し、電着での最適電流密度範囲の下限を外れ
たとき発生するローカレント欠陥と関連させて最初のパ
スの適正電流密度を予め定めておき、最初のパスに流す
電流をライン速度によらずプリセットされた電流密度の
値とストリップ幅・電極長さから算出した値に設定・制
御するようにした連続電気メッキ方法である。
【0009】
【作用】請求項1に対応する発明によれば、被メッキ材
に最初にメッキするパスのみを所定の電流密度以上に制
御することにより、常に所定のメッキ外観・品質を得る
ことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明方法の実施例について説明する
が、始めに本発明方法の概要についた説明する。本発明
者等はメッキ外観・品質と電流密度の関係について研究
した結果、鋼帯に最初にメッキするパスの電流密度が最
も影響を与えることを見い出し、特にパスの電流密度の
下限側についてはメッキ液組成・温度が定まれば所定の
電流密度以下となるとローカレント欠陥が発生し、品質
不良となることを得た。
【0011】図1はこれを説明するための実験結果を示
すものである。すなわち、Sn2+30g/l、硫酸換算
酸分15g/l、光沢剤3g/lの浴組成を用いた電気
錫メッキにおける最適電流密度範囲の最初に鋼上にメッ
キしたパスの電流密度との関係をハルセル値で示したも
のである。この図から明らかなように、鋼上に最初にメ
ッキするパスが最適電流密度範囲の下限以下の場合、電
着した錫はピンホールの多い粗雑な電着となってその後
のパスの電流密度を最適範囲内にとってその後のメッキ
を行ってもメッキ層の改善は達成されず、外観はローカ
レント欠陥となり品質上もポアの多いメッキとなってし
まう。
【0012】このことは、上記のような条件でメッキ処
理した場合の金属鋼帯の表面を1500倍に拡大した顕
微鏡写真(図2)から明らかである。
【0013】一方、鋼上に最初にメッキするパスの電流
密度が高ければ高いほどその後のメッキにおける最適電
流密度範囲が鋼上の場合と比べて著しく広がり、二番目
以降のパスの電流密度が多少のバラツキをもっても最適
範囲を外れることはなく、前記したようなローカレント
欠陥の発生の心配はない。図3は最初のパスの電流密度
範囲を最適範囲内で高くとり、この後低い電流密度でメ
ッキした場合の金属鋼帯の表面を1500倍に拡大した
顕微鏡写真である。
【0014】表1には、従来例と本発明方法の実施例の
光沢ぉよび耐食性の比較データを示している。実施例
は、後パスの電流密度が低い場合でも、光沢度、IC
V、ISVのいずれも従来例より良好であり、以上の実
験結果を裏付けている。
【0015】
【表1】 従来例では、作業者のパス選択・電流設定方法およびラ
インの操業状況により、不可避に最初のパスの電流密度
が最適電流密度範囲の下限を外れる部分が生じ、外観は
ローカレント欠陥となり、耐食性も不良であることか
ら、該当部分を後工程で除去する必要があり、歩留ロス
となっていた。
【0016】つまり、本発明は、最初のパスに流す電流
をライン速度によらずプリセットされた電流密度の値と
ストリップ幅・電極長さから算出した値に設定・制御す
ることにより、ローカレント欠陥による歩留ロス・品質
低下部分を発生させない連続電気メッキ方法である。
【0017】以下、この具体的な方法は、次に述べる制
御Aおよび制御Bにより行う。
【0018】
【数1】
【0019】
【数2】 このことから、(5)式が成立する。
【0020】 CW0=CW −CW1=const …(5) 操業において実際に選択されたライン速度Sが初期設定
ライン速度S0 と異なった場合、(5)式の実際のCW1
は計算値と異なり、一方CW0は一定に制御されるので、
W は変化する。
【0021】しかし、初期設定ライン速度S0 を設定し
うる最高速度としておけば、 設定値CW1=(IP1×η×R)÷(W×S0 ×600)
(at S0 mpm ) 実際値CW1’=(IP1×η×R)÷W×S×600)
(at Smpm ) S<S0 よりCW1’>CW1 一方、(5)式より CW =CW0+CW1 であるから、
W ’>CWとなり、多少肉厚の厚いメッキとなるだ
けで品質上の問題は生じず、付着量計の測定値をもとに
再調整することにより目標付着量を得ることは容易であ
る。
【0022】万一、初期設定ライン速度S0 と実際のラ
イン速度Sの較差が大きく、少しの厚メッキも許されな
い場合には、以下の制御方法がある。
【0023】制御B IP1の設定方法は(3)式と同
じ。
【0024】IPiの設定方法は(4)式におけるCW0
以下の通りとなる。
【0025】CW0:トータルのメッキ付着量からライン
速度SにおいてIP1電流を流したときのメッキ量CW1
差し引いた値とする。すなわち CW1=(Dk1×L×η×R)÷S÷6000 Dk1は一定なので、Sの増減によりCW1は変化する。従
って CW0=CW −CW1=const この制御においては、ライン速度が変化した瞬間に一番
目のパスを通過した部分のメッキ付着量を一定とするた
めに、メッキパス入口、出口のトラッキングを介した電
流変更が必要である。
【0026】すなわち、減速時は減速開始時一番目のパ
スの出側にあった部分が次の、たとえば二番目のパスが
選択されていた場合には二番目のパスの出側を通過した
後、IP2を減速後の速度での計算値に変更すなわち減少
させる。
【0027】以下、n番目のパスまで同様に続ける。
【0028】加速時は加速開始時一番目のパスの出側に
あった部分が次の、たとえば二番目のパスが選択されて
いた場合には、二番目のパスの出側を通過した後、IP2
を加速後の速度での計算値に変更すなわち増加させる。
【0029】以下n番目のパスまで同様に続ける。
【0030】以上の制御は非常に複雑であり通常の電気
メッキラインであれば前者で十分である。
【0031】制御A、制御Bの各パスの電流制御状況を
図4、図5に示している。図4、図5は、制御A、制御
B二方式における選択されたパスに流れる電流とそれぞ
れのパスでメッキされるメッキ量をライン速度の変化に
応じて示したものである。
【0032】図4(a)においては、1,2,3,4パ
スが選択され、ライン速度が180mpm において1番目
のパスに3000A 、2から4番目のパスには3000
A が設定されている。これは(2)式において、n=
4,IP1=3000A ,IP2〜IP4=3000A である
ことを示し、IP1が(3)式のDk1の最適電流密度範囲
の下限以上に設定されている。ここで、何等かの操業状
況によってライン速度が図4(b)に示すように180
mpm から90mpm に下がった場合、従来例では(1)式
よりIP1=1500A 、IP2〜IP4=1500A となっ
て1番目のパスは最適電流密度範囲の下限を割ってしま
うが、制御Aにおいては、図4(c)に示すように1番
目のパスの電流IP1=3000A で保持されるので、ロ
ーカレント欠陥は発生しない。
【0033】一方、1番目のパスでメッキされるメッキ
量は、1.4 g/m 2と増加するので、一時的に180mp
m で2.8 g/m 2のメッキ量が、3.5 g/m 2に増加す
る。これは、図4(c)に示すように(2)式の右辺の
第2項を調整することで、2.8 g/m 2に戻すことがで
きる。
【0034】図5(a)は、前述した初期設定状態であ
る。制御Bにおいて、ライン速度が180 mpmから90
mpmに下がる場合は、図5(b)に示すように減速開始
時に1番目のパスの出側にあった部分が、2番目のパス
の出側に到達した時点で初めて2番目のパスの電流が
(4)式から求められるIPi値、すなわち、 (3000×4×90÷180−300)÷3=1000(A) に変更される。以降、3番目、4番目のパス出側を通過
する毎に、同様な変更がなされ、最終的に図5(c)に
示すようになり、常に1番目のパスの電流は3000A
に保持され、メッキ量も2.8 g/m 2と一定に調整され
る。
【0035】以上のようなメッキ電流の制御により鋼上
に最初にメッキするパスの電流密度は使用パス数・スト
リップの幅・ライン速度・メッキ付着量によらず常に最
適電流密度範囲の下限以上が維持され、ローカレント欠
陥の発生が防止される。
【0036】最適電流密度範囲を外れるとローカレント
欠陥の発生するメカニズムは以下のように考えられる。
すなわち低い電流密度においてはピンホールの多い粗雑
な電着が起こり、メッキ後の光沢が悪くなるのである。
鋼上の電着においては電流密度の高いほど電着核の発生
数が多く緻密となる。一方、一度錫が電着した後の表面
については、先の電着核が緻密であればあるほど最適電
流密度範囲が低電流密度側に広がる。従って、鋼上に最
初にメッキするパスの電流密度が高電流密度であれば、
その後のメッキの電流密度が多少低くても緻密な電着状
態が維持される。
【0037】図6は本発明方法を実施するための装置の
概略構成を示す図である。図において、1はメッキ金属
溶液槽例えば電気錫メッキ溶液槽であり、21,22,
…2nは被メッキ材であるストリップ3をはさむかたち
で配置されたパス(電極)、4は各パス毎に設けられる
整流器31,32,…3nからなり、各パスに対してメ
ッキ電流を分配する電流分配回路、5はマニュアルによ
るプリセットあるいは上位計算機から設定される使用パ
ス数・ストリップの幅、メッキ付着量、電流効率の設定
回路、6はパス21〜2nの電流密度の設定値および速
度検出器7から入力されるストリップ速度実測値を用い
て(3)式および(5)式からメッキ電流の設定値を計
算し、あるいはパス毎のトラッキングを行なう演算回路
である。
【0038】初期のパス21〜2nの電流密度設定に不
都合の生じた場合はIP1をレオスタットにより調整可能
である。制御Aでは即調整可能であり、(5)式のCW1
が変化するので、CW0を別のレオスタットで調整してト
ータル付着量を一定とする。制御Bでは電流密度を再度
プリセットし、トラッキングを走らせることで変更す
る。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、メッキ層の外観・品質
に最も影響を与える、最初のパスの電流密度の最適範囲
を考慮してメッキ電流を設定することで電流密度範囲の
下限を外れたとき発生するローカレント欠陥、品質低下
部分の発生を防止できる連続電気メッキ方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の概要を説明するためのものであっ
て、最初のメッキの電流密度とその後のメッキの最適電
流密度範囲の関係を示す図。
【図2】従来の方法によってメッキ処理された金属鋼帯
の表面組織を示すものであって、ローカレント欠陥が存
在する状態を示す顕微鏡拡大写真。
【図3】本発明の方法によってメッキ処理された金属鋼
帯の表面組織を示すものであって、ローカレント欠陥が
存在しない状態を示す顕微鏡拡大写真。
【図4】本発明の方法を説明するためのものであって、
制御Aのメッキ電流の変化を示す図。
【図5】本発明の方法を説明するためのものであって、
制御Bのメッキ電流の変化を示す図。
【図6】本発明方法を実施するため具体的な装置の概略
構成図。
【符号の説明】
1…メッキ金属溶液槽、21〜2n…パス(電極)、3
1〜3n…整流器、4…電流分配回路、5…設定回路、
6…演算回路、7…速度検出回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被メッキ材に対して所定のメッキ付着量
    になるように、複数のパスに流れるメッキ電流を制御す
    る連続電気メッキ方法において、 前記パス当りのメッキ電流をひとつのパスの被メッキ材
    の通板方向の長さと被メッキ材の幅との積で除した値を
    電流密度と定義し、電着での最適電流密度範囲の下限を
    外れたとき発生するローカレント欠陥と関連させて最初
    のパスの適正電流密度を予め定めておき、 最初のパスに流す電流をライン速度によらずプリセット
    された電流密度の値とストリップ幅・電極長さから算出
    した値に設定・制御するようにしたことを特徴とする連
    続電気メッキ方法。
JP11421092A 1992-04-08 1992-04-08 連続電気メッキ方法 Pending JPH05287584A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202950A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Nippon Steel Engineering Co Ltd 電気メッキ電流制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202950A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Nippon Steel Engineering Co Ltd 電気メッキ電流制御方法

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