JPH06116781A - 加工性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH06116781A JPH06116781A JP3020691A JP3020691A JPH06116781A JP H06116781 A JPH06116781 A JP H06116781A JP 3020691 A JP3020691 A JP 3020691A JP 3020691 A JP3020691 A JP 3020691A JP H06116781 A JPH06116781 A JP H06116781A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はZn−Ni系合金めっきの結晶形態
をコントロールすることにより、加工性に優れた自動
車、家電用途に好適なZn−Ni系合金めっき鋼板の製
造方法を提供するものである。 【構成】 Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造に際
して、Zn−Ni系合金めっき浴中にSbを0.5〜5
ppm 含有させて、電流密度10〜150A/dm2で鋼板
に電気めっきを行なうことを特徴とする加工性に優れた
Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法。
をコントロールすることにより、加工性に優れた自動
車、家電用途に好適なZn−Ni系合金めっき鋼板の製
造方法を提供するものである。 【構成】 Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造に際
して、Zn−Ni系合金めっき浴中にSbを0.5〜5
ppm 含有させて、電流密度10〜150A/dm2で鋼板
に電気めっきを行なうことを特徴とする加工性に優れた
Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は優れた加工性を有し、自
動車や家電用として好適なZn−Ni系合金電気めっき
鋼板の製造方法に関する。
動車や家電用として好適なZn−Ni系合金電気めっき
鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷延鋼板の耐食性や塗装後耐食性を向上
させ、加工性を損なわずに量産できる表面処理鋼板とし
て電気亜鉛めっき鋼板が汎用されていることは周知であ
る。近年では寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の
散布岩塩に対する自動車の防錆対策として亜鉛めっき鋼
板の使用が試みられ、苛酷な腐食環境での高度な耐食性
が要求されている。亜鉛めっき鋼板の耐食性の向上要求
に対しては、亜鉛のめっき量(付着量)の増加という手
段があるが、これは溶接性や加工性の点で問題が多い。
そこで亜鉛自身の溶解を抑制し亜鉛めっきの寿命を延ば
す方法として、多くの合金めっきが提案されている。こ
れらの多くはFe,Co,Niといった鉄族金属を合金
成分として含有するZn系合金めっきである。
させ、加工性を損なわずに量産できる表面処理鋼板とし
て電気亜鉛めっき鋼板が汎用されていることは周知であ
る。近年では寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の
散布岩塩に対する自動車の防錆対策として亜鉛めっき鋼
板の使用が試みられ、苛酷な腐食環境での高度な耐食性
が要求されている。亜鉛めっき鋼板の耐食性の向上要求
に対しては、亜鉛のめっき量(付着量)の増加という手
段があるが、これは溶接性や加工性の点で問題が多い。
そこで亜鉛自身の溶解を抑制し亜鉛めっきの寿命を延ば
す方法として、多くの合金めっきが提案されている。こ
れらの多くはFe,Co,Niといった鉄族金属を合金
成分として含有するZn系合金めっきである。
【0003】この内、Zn−Ni系合金めっき鋼板は、
特に未塗装耐食性に優れ、塗装後性能や加工性、溶接性
も良好なことから、自動車用防錆鋼板を始めとして広く
使用されている。しかしながら、要求品質の全てを十分
に満たすものではないことから、例えば特開平2−70
089号公報では化成処理性に優れたZn系合金めっき
の製造方法、特開平2−70091号公報では耐衝撃密
着性に優れたZn−Ni合金めっき鋼板など、特定の性
能を向上させるための種々の技術が開示されている。最
近の動向として、自動車、家電用途を中心に高度のプレ
ス加工性が要求されつつあり、より加工性に優れたZn
−Ni系合金めっき鋼板が望まれている。これに対して
は、鋼板材質による対応はもとより高度のプレス加工に
耐えうる潤滑油の検討も行なわれているが、Zn−Ni
系合金めっきそのものの加工性を向上させうるものでは
ないため、本質的な解決には到っていない。
特に未塗装耐食性に優れ、塗装後性能や加工性、溶接性
も良好なことから、自動車用防錆鋼板を始めとして広く
使用されている。しかしながら、要求品質の全てを十分
に満たすものではないことから、例えば特開平2−70
089号公報では化成処理性に優れたZn系合金めっき
の製造方法、特開平2−70091号公報では耐衝撃密
着性に優れたZn−Ni合金めっき鋼板など、特定の性
能を向上させるための種々の技術が開示されている。最
近の動向として、自動車、家電用途を中心に高度のプレ
ス加工性が要求されつつあり、より加工性に優れたZn
−Ni系合金めっき鋼板が望まれている。これに対して
は、鋼板材質による対応はもとより高度のプレス加工に
耐えうる潤滑油の検討も行なわれているが、Zn−Ni
系合金めっきそのものの加工性を向上させうるものでは
ないため、本質的な解決には到っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Zn−Ni系合金めっ
き鋼板に対する高度のプレス加工性要求を満たすために
は、鋼板材質やプレス加工性に使用する潤滑油の検討だ
けでなく、Zn−Ni系合金めっきそのものにプレス加
工性の向上機能を付与する必要がある。Zn−Ni系合
金めっきは、Zn−Niの合金相であるγ相が形成され
るNi含有率において高度の耐食性を発揮することは公
知である。しかし、高耐食性が発現されるNi含有率範
囲におけるめっきの結晶形態は緻密で粗度が小さく、プ
レス加工時の潤滑油保持力が乏しいため、プレス加工に
適したものではない。そこで、本発明者らは、Zn−N
i系合金めっきの結晶を潤滑油保持力の高い形態にコン
トロールすることができれば、プレス加工性は向上する
と推定し、結晶形態の制御方法について鋭意検討した結
果、本発明に到った。
き鋼板に対する高度のプレス加工性要求を満たすために
は、鋼板材質やプレス加工性に使用する潤滑油の検討だ
けでなく、Zn−Ni系合金めっきそのものにプレス加
工性の向上機能を付与する必要がある。Zn−Ni系合
金めっきは、Zn−Niの合金相であるγ相が形成され
るNi含有率において高度の耐食性を発揮することは公
知である。しかし、高耐食性が発現されるNi含有率範
囲におけるめっきの結晶形態は緻密で粗度が小さく、プ
レス加工時の潤滑油保持力が乏しいため、プレス加工に
適したものではない。そこで、本発明者らは、Zn−N
i系合金めっきの結晶を潤滑油保持力の高い形態にコン
トロールすることができれば、プレス加工性は向上する
と推定し、結晶形態の制御方法について鋭意検討した結
果、本発明に到った。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、Zn−
Ni系合金電気めっき鋼板の製造に際して、Zn−Ni
系合金めっき浴中にSbを0.5〜5ppm 含有させて、
電流密度10〜150A/dm2 で鋼板に電気めっきを行
なうことを特徴とする加工性に優れたZn−Ni系合金
電気めっき鋼板の製造方法である。
Ni系合金電気めっき鋼板の製造に際して、Zn−Ni
系合金めっき浴中にSbを0.5〜5ppm 含有させて、
電流密度10〜150A/dm2 で鋼板に電気めっきを行
なうことを特徴とする加工性に優れたZn−Ni系合金
電気めっき鋼板の製造方法である。
【0006】
【作用】本発明の特徴は、Zn−Ni系合金めっき浴に
極微量のSb(アンチモン)を含有させて電気めっきを
行なう点である。Zn−Ni系合金めっき鋼板の耐食性
はNi含有率に支配され、γZn−Ni相が形成され、
αNi相が形成されない範囲、すなわちNi含有率5〜
20%で高耐食性を発揮し、10〜15%のγ単相領域
においては特に優れた耐食性を発揮する。γ相のめっき
結晶は緻密で粗度が小さいので、プレス加工時に潤滑油
を十分に保持できず、これが厳しいプレス加工性の阻害
要因になっている。ところが、Zn−Ni系合金めっき
浴の中にSbを極微量添加し、適当な条件で電解するこ
とにより、短径が1〜3μ、長径が2〜5μの米粒状の
めっき結晶が得られる。
極微量のSb(アンチモン)を含有させて電気めっきを
行なう点である。Zn−Ni系合金めっき鋼板の耐食性
はNi含有率に支配され、γZn−Ni相が形成され、
αNi相が形成されない範囲、すなわちNi含有率5〜
20%で高耐食性を発揮し、10〜15%のγ単相領域
においては特に優れた耐食性を発揮する。γ相のめっき
結晶は緻密で粗度が小さいので、プレス加工時に潤滑油
を十分に保持できず、これが厳しいプレス加工性の阻害
要因になっている。ところが、Zn−Ni系合金めっき
浴の中にSbを極微量添加し、適当な条件で電解するこ
とにより、短径が1〜3μ、長径が2〜5μの米粒状の
めっき結晶が得られる。
【0007】かかる米粒状結晶のめっき結晶でなるZn
−Ni系合金めっきは、プレス加工時の潤滑油保持性が
良好であるため、緻密で低粗度の従来のZn−Ni系合
金めっきに比較してプレス加工性が格段に優れる。例え
ば、絞り加工時に要する荷重を1〜3割低減させること
ができる。結晶形態の変化に伴ない耐食性の劣化が懸念
されるところであるが、Ni含有率を耐食性良好域に制
御しておけば耐食性劣化については、無視しうるレベル
である。Sbの添加量は、0.5〜5ppm が適当であ
り、0.5ppm 未満では結晶形態への影響が顕著でな
く、5ppm を超えると耐食性劣化が無視できなくなるの
で、好ましくない。より好ましいSbの添加量範囲は、
1〜3ppm である。
−Ni系合金めっきは、プレス加工時の潤滑油保持性が
良好であるため、緻密で低粗度の従来のZn−Ni系合
金めっきに比較してプレス加工性が格段に優れる。例え
ば、絞り加工時に要する荷重を1〜3割低減させること
ができる。結晶形態の変化に伴ない耐食性の劣化が懸念
されるところであるが、Ni含有率を耐食性良好域に制
御しておけば耐食性劣化については、無視しうるレベル
である。Sbの添加量は、0.5〜5ppm が適当であ
り、0.5ppm 未満では結晶形態への影響が顕著でな
く、5ppm を超えると耐食性劣化が無視できなくなるの
で、好ましくない。より好ましいSbの添加量範囲は、
1〜3ppm である。
【0008】Sbを添加しためっき浴から、上記のZn
−Ni系合金めっきを得るためには、さらに電流密度1
0〜150A/dm2 とする必要がある。Sbは電解時に
陰極である鋼板面に吸着してZn−Niの電析に影響を
及ぼすものと推定されるが、極微量であるため、高電流
密度では拡散律速となり、Zn−Niの電析に追随でき
なくなり、したがって結晶形態への作用が低下する。こ
のような理由から、電流密度の上限は150A/dm2 と
する。また生産効率の面から、10A/dm2 以下の低電
流密度は好ましくない。
−Ni系合金めっきを得るためには、さらに電流密度1
0〜150A/dm2 とする必要がある。Sbは電解時に
陰極である鋼板面に吸着してZn−Niの電析に影響を
及ぼすものと推定されるが、極微量であるため、高電流
密度では拡散律速となり、Zn−Niの電析に追随でき
なくなり、したがって結晶形態への作用が低下する。こ
のような理由から、電流密度の上限は150A/dm2 と
する。また生産効率の面から、10A/dm2 以下の低電
流密度は好ましくない。
【0009】本発明で対象とするZn−Ni系合金めっ
きとは、主としてNiを含有するZnめっきであり、具
体的にはZn−Ni、あるいはZn−Ni−Co,Zn
−Ni−Fe,Zn−Ni−Cr,Zn−Ni−Fe−
CrなどZn−Niに他の金属成分を含有するものを指
す。Ni含有率は5〜20重量%が好ましい。5重量%
未満では耐食性が不足し、20重量%を超えると加工性
が劣化するので好ましくない。より好ましい範囲は10
〜15重量%である。Ni以外の金属成分は、総量で5
重量%未満が好ましく、5重量%以上ではNiの効果が
減殺されるので好ましくない。付着量については10〜
50g/m2が好ましい。
きとは、主としてNiを含有するZnめっきであり、具
体的にはZn−Ni、あるいはZn−Ni−Co,Zn
−Ni−Fe,Zn−Ni−Cr,Zn−Ni−Fe−
CrなどZn−Niに他の金属成分を含有するものを指
す。Ni含有率は5〜20重量%が好ましい。5重量%
未満では耐食性が不足し、20重量%を超えると加工性
が劣化するので好ましくない。より好ましい範囲は10
〜15重量%である。Ni以外の金属成分は、総量で5
重量%未満が好ましく、5重量%以上ではNiの効果が
減殺されるので好ましくない。付着量については10〜
50g/m2が好ましい。
【0010】めっき浴に関して、金属イオン濃度、p
H、浴温などについては特に制約はなく、例えばZ
n2+,Ni2+イオンを全濃度で0.5〜2.5モル/
l、pH0.5〜6、浴温40〜70℃の硫酸酸性浴、
もしくは塩化物浴を用いることができるが、不溶性電極
を用いることができる硫酸酸性浴の使用が有利である。
めっき浴中には、必要に応じてFe2+,Co2+,Cr3+
イオンなどを少量含有させてもよく、電導度を高めるた
めに、Na+ ,NH4 + ,K+ ,Mg2+イオンなどの無
関係塩を添加してもよい。液流速については、Sbの効
果を鋼板上に均一に発揮させるために、10〜200m
/min とすることが好ましい。
H、浴温などについては特に制約はなく、例えばZ
n2+,Ni2+イオンを全濃度で0.5〜2.5モル/
l、pH0.5〜6、浴温40〜70℃の硫酸酸性浴、
もしくは塩化物浴を用いることができるが、不溶性電極
を用いることができる硫酸酸性浴の使用が有利である。
めっき浴中には、必要に応じてFe2+,Co2+,Cr3+
イオンなどを少量含有させてもよく、電導度を高めるた
めに、Na+ ,NH4 + ,K+ ,Mg2+イオンなどの無
関係塩を添加してもよい。液流速については、Sbの効
果を鋼板上に均一に発揮させるために、10〜200m
/min とすることが好ましい。
【0011】
【実施例】板厚0.8mmの冷延鋼板(深絞り用低炭素鋼
板)を、アルカリ脱脂し、5%硫酸水溶液で酸洗した
後、種々のめっき条件で付着量30g/m2 のZn−N
i系合金めっきを行なった。めっき浴としては硫酸酸性
浴を用い、Sbは酸化アンチモン(Sb2 O3 )として
添加した。こうして得られたZn−Ni系合金めっき鋼
板のめっき組成を調べ、プレス加工性と耐食性を評価し
た。これらをまとめて表1に示した。プレス加工性と耐
食性の評価方法を以下に示す。 (1)プレス加工性 円筒深絞り試験(絞り比2.0、しわ押さえ0.5ton
,絞り速度25mm/分)を行なったときの最大ポンチ
荷重で評価した。潤滑油としては出光興産(株)製Z−
3を用い、これをZn−Ni系合金めっき鋼板の表面に
1g/m2 塗布した。 最大ポンチ荷重4ton 未満 :◎ 4〜4.5ton :○ 4.5ton 超 :× (2)耐食性 めっきのまま塩水噴霧試験(JIS Z2371)を3
36時間行なった時の赤錆発生面積で評価した。 赤錆発生面積1%未満:◎ 1〜5%:○ 5%超 :× 表1において、本発明例1〜5は比較例1,2,3と対
比される。本発明例1〜5は、めっき浴中にSbが添加
されていない比較例1に比べて、プレス加工性が良好で
あり、耐食性も同等である。
板)を、アルカリ脱脂し、5%硫酸水溶液で酸洗した
後、種々のめっき条件で付着量30g/m2 のZn−N
i系合金めっきを行なった。めっき浴としては硫酸酸性
浴を用い、Sbは酸化アンチモン(Sb2 O3 )として
添加した。こうして得られたZn−Ni系合金めっき鋼
板のめっき組成を調べ、プレス加工性と耐食性を評価し
た。これらをまとめて表1に示した。プレス加工性と耐
食性の評価方法を以下に示す。 (1)プレス加工性 円筒深絞り試験(絞り比2.0、しわ押さえ0.5ton
,絞り速度25mm/分)を行なったときの最大ポンチ
荷重で評価した。潤滑油としては出光興産(株)製Z−
3を用い、これをZn−Ni系合金めっき鋼板の表面に
1g/m2 塗布した。 最大ポンチ荷重4ton 未満 :◎ 4〜4.5ton :○ 4.5ton 超 :× (2)耐食性 めっきのまま塩水噴霧試験(JIS Z2371)を3
36時間行なった時の赤錆発生面積で評価した。 赤錆発生面積1%未満:◎ 1〜5%:○ 5%超 :× 表1において、本発明例1〜5は比較例1,2,3と対
比される。本発明例1〜5は、めっき浴中にSbが添加
されていない比較例1に比べて、プレス加工性が良好で
あり、耐食性も同等である。
【0012】しかし、比較例2のようにめっき浴中のS
bが多すぎると、耐食性は低下する。また、比較例3の
ように、めっき浴中に適当量のSbが添加されていても
電流密度が高すぎると、プレス加工性に効果がない。本
発明例6〜8は比較例4と、本発明例9〜11は比較例
5とそれぞれ対比され、本発明例は、めっき浴中にSb
が添加されていない比較例に比べてプレス加工性が良好
であり、耐食性も同等である。少量のCo,Fe,Cr
を含む本発明例15〜17と他の本発明例も、Sb添加
によるプレス加工性の向上効果は明らかであり、耐食性
の低下も認められない。
bが多すぎると、耐食性は低下する。また、比較例3の
ように、めっき浴中に適当量のSbが添加されていても
電流密度が高すぎると、プレス加工性に効果がない。本
発明例6〜8は比較例4と、本発明例9〜11は比較例
5とそれぞれ対比され、本発明例は、めっき浴中にSb
が添加されていない比較例に比べてプレス加工性が良好
であり、耐食性も同等である。少量のCo,Fe,Cr
を含む本発明例15〜17と他の本発明例も、Sb添加
によるプレス加工性の向上効果は明らかであり、耐食性
の低下も認められない。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】本発明のZn−Ni系合金電気めっき鋼
板の製造方法によれば、Zn−Ni系合金めっき本来の
高耐食性を維持しつつ、プレス加工性を向上させること
が可能であり、高度のプレス加工性を要求される自動
車、家電用途に好適なZn−Ni系合金電気めっき鋼板
を提供することができる。
板の製造方法によれば、Zn−Ni系合金めっき本来の
高耐食性を維持しつつ、プレス加工性を向上させること
が可能であり、高度のプレス加工性を要求される自動
車、家電用途に好適なZn−Ni系合金電気めっき鋼板
を提供することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年5月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【表2】
Claims (1)
- 【請求項1】 Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造
に際して、Zn−Ni系合金めっき浴中にSbを0.5
〜5ppm 含有させて、電流密度10〜150A/dm2 で
鋼板に電気めっきを行なうことを特徴とする加工性に優
れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3020691A JPH07103476B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 加工性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3020691A JPH07103476B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 加工性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06116781A true JPH06116781A (ja) | 1994-04-26 |
JPH07103476B2 JPH07103476B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=12297264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3020691A Expired - Lifetime JPH07103476B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 加工性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07103476B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005093133A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Atotech Deutschland Gmbh | Baths, systems and processes for electroplating zinc-nickel ternary and higher alloys and articles so electroplated |
JP2013503254A (ja) * | 2009-08-25 | 2013-01-31 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト | 腐食に対する保護を与える金属コーティングが施された鋼部材を製造する方法、および鋼部材 |
KR20210143840A (ko) | 2019-05-31 | 2021-11-29 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 핫 스탬프용 도금 강판 |
KR20220004690A (ko) | 2019-05-31 | 2022-01-11 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 핫 스탬프용 도금 강판 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3020691A patent/JPH07103476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005093133A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Atotech Deutschland Gmbh | Baths, systems and processes for electroplating zinc-nickel ternary and higher alloys and articles so electroplated |
US7442286B2 (en) | 2004-02-26 | 2008-10-28 | Atotech Deutschland Gmbh | Articles with electroplated zinc-nickel ternary and higher alloys, electroplating baths, processes and systems for electroplating such alloys |
JP2013503254A (ja) * | 2009-08-25 | 2013-01-31 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト | 腐食に対する保護を与える金属コーティングが施された鋼部材を製造する方法、および鋼部材 |
KR20210143840A (ko) | 2019-05-31 | 2021-11-29 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 핫 스탬프용 도금 강판 |
KR20220004690A (ko) | 2019-05-31 | 2022-01-11 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 핫 스탬프용 도금 강판 |
US12031201B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-07-09 | Nippon Steel Corporation | Plated steel sheet for hot stamping |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07103476B2 (ja) | 1995-11-08 |
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