JPH06264285A - アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密着性に優れた純Znめっきを行う電気めっき方法 - Google Patents

アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密着性に優れた純Znめっきを行う電気めっき方法

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JPH06264285A
JPH06264285A JP5278093A JP5278093A JPH06264285A JP H06264285 A JPH06264285 A JP H06264285A JP 5278093 A JP5278093 A JP 5278093A JP 5278093 A JP5278093 A JP 5278093A JP H06264285 A JPH06264285 A JP H06264285A
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JP
Japan
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plating
pure
aluminum
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aluminum alloy
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Application number
JP5278093A
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English (en)
Inventor
Kimitaka Hayashi
公隆 林
Keisuke Nosaka
恵介 野坂
Hiromasa Nomura
広正 野村
Kazuhiko Honda
和彦 本田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアルミニウムおよびアルミニウム合
金にめっき密着性に優れた純Znめっきを施すことを課
題とし、低電流密度によるめっきを下地めっきとするこ
とを特徴とする電気めっき方法を提供することにある。 【構成】 (1)アルミニウムおよびアルミニウム合金
にめっき密着性に優れた純Znめっきを施すに際して、
亜鉛イオンを250g/l以下、硫酸を24g/l以下
含むめっき液中で低電流密度4A/dm2以下にてめっ
きを行うことを特徴とする電気めっき方法。 (2)アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密
着性に優れた純Znめっきを施すに際して、(1)の方
法で示されためっきを下地めっきとし、この上に更に亜
鉛イオンと硫酸を含むめっき液で高電流密度100A/
dm2以上にてめっきを行うことを特徴とする電気めっ
き方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、車両、建築材
料、船舶、航空機などに用いるアルミニウムおよびアル
ミニウム合金に関する。さらに詳しくは、塗装前処理と
して施した、めっき密着性および塗装後耐食性の優れた
純Znめっきアルミニウムおよびアルミニウム合金の板
および帯の電気めっき方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年アルミニウムおよびアルミニウム合
金が軽量化などの目的で自動車等に用いられるようにな
ってきたが、コストや材料強度などの点で全部が従来の
材料から置き換るまでに至らず、薄鋼板あるいは亜鉛系
めっき鋼板と共用される場合が多い。この場合には、ア
ルミニウムおよびアルミニウム合金の塗装前処理である
りん酸塩処理や電着塗装、トップコートなどは、鋼板と
全く同じ処理工程で処理されることになるので、工程適
性や塗装後の特性に関しては鋼板と同等あるいはそれ以
上の特性が要求される。
【0003】そこで、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金を鋼板と同時に処理する場合には、亜鉛系めっき
を行うとよいことがわかっている。ところが、アルミニ
ウムおよびアルミニウム合金は亜鉛系めっきを施すのが
難しく、例えば、特開昭59−205467号公報に開
示されているような置換めっき(化学めっき)を行った
り、あるいは特開平4−297595号公報のようにア
ノード処理して酸化皮膜を生成させたあと、その上に亜
鉛系めっきを行う方法などが試みられてきた。しかし、
置換めっき法はめっき浴の管理が難しく且つめっきの製
造効率が悪い。また、アノード処理を行ってからめっき
する方法は、連続的短時間に処理することが可能で、生
産性に優れているが、純Znめっきの密着性が不足する
という問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
技術の問題点を踏まえて、生産性に優れ、高速で安価
に処理ができること、品質特性が塗装下地として適性
であって、鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板と同時に処理し
ても塗装後耐食性が鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板と同じ
か、それ以上に優れていること、を満足する純Znめっ
きアルミニウムおよびアルミニウム合金の電気めっき方
法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するために鋭意検討を続けた。その結果、純Z
nめっきとアルミニウムおよびアルミニウム合金との密
着性をよくするには、アルミニウムおよびアルミニウム
合金の表面に低電流密度で電解し、純Znめっきを行う
ことによって、アノード処理を介さずに、めっき密着性
に優れた純Znめっきアルミニウムおよびアルミニウム
合金板が得られることを見いだし、本発明をなすに至っ
た。
【0006】すなわち本発明は、(1)アルミニウムお
よびアルミニウム合金にめっき密着性に優れた純Znめ
っきを行う方法において、亜鉛イオンを250g/l以
下、硫酸を24g/l以下含むめっき液中で低電流密度
4A/dm2以下にて電解し、純Znめっきを行うこと
を特徴とする電気めっき方法、(2)アルミニウムおよ
びアルミニウム合金にめっき密着性に優れた純Znめっ
きを行う方法において、低電流密度による純Znめっき
を下地めっきとし、この上に亜鉛イオンと硫酸を含むめ
っき液中で高電流密度100A/dm2以上にて電解
し、純Znめっきを行うことを特徴とする電気めっき方
法を要旨とする。
【0007】
【作用】本発明のめっき皮膜構成を図1に示す。アルミ
ニウムおよびアルミニウム合金1の表面に純Znフラッ
シュめっき2を施し、必要に応じてその上に純Znめっ
き3を行ったものである。本発明のアルミニウムおよび
アルミニウム合金としては、板厚2.0mm以下の高純
度アルミニウムのほかに5000系あるいは6000系
などマグネシウムを10%以下含むものや銅を合金化し
たものも用いることができる。表面処理の観点からは合
金化金属はできるだけ少ないものが望ましい。
【0008】また、表面は、圧延のままあるいは熱処理
を受けたものでもよいが、酸化膜はできるだけ薄く、ま
た防錆油もできるだけ少ない方が望ましい。酸化膜およ
び油汚れの付着状況によってアルカリ脱脂処理条件を決
め、適性なめっき用表面を得る必要がある。特に500
0系を主とするマグネシウムを含む材料は、焼鈍による
酸化膜を除くためにアルカリ脱脂後酸洗を行うことが望
ましい。アルミニウムおよびアルミニウム合金のアルカ
リ脱脂は、表面調整も兼ねるのでかなり慎重に処理条件
を選定する必要がある。また、これらの工程で表面の酸
化皮膜を除いても、処理直後から改めて酸化皮膜が生成
しはじめ、めっき性を阻害することになるので、極力早
期にめっき工程に移る必要がある。
【0009】本発明の主たる特徴は、アノード処理を介
さずに直接電気めっきができる点にあり、しかも密着性
の良好な純Znが直接電気めっきできる点にある。アノ
ード処理を介した電気めっきによるZn系めっきは、合
金成分によると思われる作用によって密着性が良好なめ
っきを形成する。しかしながら、純Znめっきの場合に
は、この作用がないためZnの電析は起こるものの密着
性は著しく悪いことが従来から知られていた。このた
め、アノード処理を介さない電解めっき法の検討を行っ
た結果、詳細は未だ明かではないが低電流密度を用いた
めっき方法で純Znが密着性良く電析する現象を発見し
た。従来着目されていなかった低電流密度を積極的に利
用する事により、密着性の良い純Znめっきが直接電気
めっきにより製造することが可能になった。このめっき
の付着量は密着性の観点から0.1〜3g/m2が好ま
しい。付着量の下限はめっき密着性の観点から、そして
上限は製造効率の観点から決められる。これは、低電流
密度を用いためっきの電流効率が低く、製造効率が悪い
ことに起因するものである。
【0010】初期めっき条件については、亜鉛イオンを
250g/l以下、硫酸を24g/l以下含むめっき液
中で低電流密度4A/dm2以下にて電解し、純Znめ
っきを行う。めっき浴pHが0〜2程度がこれまでの操
業上から見て妥当と考えられるが、電流効率を考慮に入
れると、pHは高めの方が好ましく、従って硫酸濃度は
24g/l以下とした。亜鉛イオン濃度は、電流密度と
の関係で最適値が変化するが、傾向としては亜鉛イオン
濃度が低濃度に変化すると電流密度は高電流まで適用可
能となる。実用上を考慮して条件を設定すると、亜鉛イ
オンを50g/l以下、4A/dm2以下の低電流密度
が適当と考えられる。単独で見る限りは、電流密度に関
して、好ましくはより低電流領域がめっき密着性上有利
である。
【0011】他方、塗装後耐食性向上の観点からは、め
っき付着量の増加が有効であることはZnめっき鋼板の
知見から明かなことであり、厚目付の純Znめっきを製
造するためには、低電流密度でつくられた下地めっきの
上に高電流密度で電解し、純Znめっきを行うことがよ
い。高電流密度の純Znめっきは、通常の鋼板で行われ
る電気Znめっき法と同等の条件で行えばよく、特別な
手法を要しないが、操業条件を考慮すると電流密度は1
00A/dm2以上が好ましい。本発明のめっきを行う
工程としては、例えば図2に示す方法が考えられる。ア
ルミニウムおよびアルミニウム合金帯1を、搬送ロール
8とシンクロール7を介して搬送しながら、最初のタン
ク6のZnめっき浴9中で対極4を用いて低電流密度の
通電を行い、純Znフラッシュめっきを施し、つぎのタ
ンク6中のZnめっき液10中で対極5との間で高電流
密度にて純Znめっきを行う方法である。
【0012】
【実施例】
実施例1 自動車の部材として用いられる板厚1.0mmのアルミ
ニウム合金(Al−5.5%Mg)の冷間圧延帯を、温
度70℃の60g/l FC315(日本パーカライジ
ング(株)製、非エッチング型弱アルカリクリーナー)
に1分20秒間浸漬し、水洗後60℃の40g/l硫酸
にて酸洗し、水洗した。この材料をカソードとして60
℃の硫酸亜鉛50g/l、硫酸ナトリウム30g/l、
硫酸10g/lに添加剤を含む溶液中で電流密度4A/
dm2にて2秒間電解したあと、水洗乾燥した。このよ
うにして純Znめっきしたアルミニウム合金板の表面に
セロテープを張り付け、その上から消しゴムでこすり、
中の空気を押し出したあと急激にセロテープを剥離し、
めっきがセロテープ側に付着してくるか否かでめっきの
密着性を調べたが剥離は全くなかった。
【0013】実施例2 自動車の部材として用いられる板厚1.0mmのアルミ
ニウム合金(Al−5.5%Mg)の冷間圧延帯を、温
度70℃の60g/l FC315(日本パーカライジ
ング(株)製 非エッチング型弱アルカリクリーナー)
に1分20秒間浸漬し、水洗後60℃の40g/l硫酸
にて酸洗し、水洗した。この材料をカソードとして60
℃の硫酸亜鉛50g/l、硫酸ナトリウム30g/l、
硫酸10g/lに添加剤を含む溶液中で電流密度5A/
dm2にて2秒間電解した。そのあと50℃の硫酸亜鉛
500g/l、硫酸ナトリウム30g/l、硫酸10g
/lの溶液にて電流密度100A/dm2にて4秒間電
解し、水洗乾燥した。このようにして純Znめっきを2
層にしたアルミニウム合金板の表面にセロテープを張り
付け、その上から消しゴムでこすり、中の空気を押し出
したあと急激にセロテープを剥離し、めっきがセロテー
プ側に付着してくるか否かでめっきの密着性を調べたが
剥離は全くなかった。
【0014】実施例3 自動車の部材として用いられる板厚1.0mmのアルミ
ニウム合金(Al−5.5%Mg)の冷間圧延帯を、温
度70℃の60g/lのファインクリーナー315(日
本パーカライジング(株)製、非エッチング型弱アルカ
リクリーナー)に1分20秒間浸漬し、水洗後60℃の
40g/l硫酸にて酸洗し、水洗した。この材料をカソ
ードとして60℃の硫酸亜鉛100g/l、硫酸ナトリ
ウム30g/l、硫酸10g/lに添加剤を含む溶液中
で電流密度30A/dm2にて2秒間電解したあと、水
洗乾燥した。このようにして純Znめっきしたアルミニ
ウム合金板の表面にセロテープを張り付け、その上から
消しゴムでこすり、中の空気を押し出したあと急激にセ
ロテープを剥離し、めっきがセロテープ側に付着してく
るか否かでめっきの密着性を調べたところ、電流密度が
高すぎるために密着性が不充分で、完全に剥離した。
【0015】実施例4 自動車の部材として用いられる板厚1.0mmのアルミ
ニウム合金(Al−5.5%Mg)の冷間圧延帯を、温
度70℃の60g/lのファインクリーナー315(日
本パーカライジング(株)製、非エッチング型弱アルカ
リクリーナー)に1分20秒間浸漬し、水洗後60℃の
40g/l硫酸にて酸洗し、水洗した。この材料をカソ
ードとして60℃の硫酸亜鉛100g/l、硫酸ナトリ
ウム30g/l、硫酸10g/lに添加剤を含む溶液中
で電流密度30A/dm2にて2秒間電解した。そのあ
と、50℃の硫酸亜鉛500g/l、硫酸ナトリウム3
0g/l、硫酸10g/lの溶液にて電着密度100A
/dm2にて4秒間電解し、水洗乾燥した。このように
して純Znめっきしたアルミニウム合金板の表面にセロ
テープを張り付け、その上から消しゴムでこすり、中の
空気を押し出したあと急激にセロテープを剥離し、めっ
きがセロテープ側に付着してくるか否かでめっきの密着
性を調べたところ、電流密度が適正でないために完全に
アルミニウム合金とめっきとの間で剥離した。
【0016】
【発明の効果】本発明の皮膜構成のめっきを行えば、ア
ノード処理を介さずに従来難しかったアルミニウムおよ
びアルミニウム合金の密着性の優れた純Znめっきが容
易に得られることから、高速で安価に処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアルミニウムおよびアルミニウム
合金に直接密着性の優れた純Znフラッシュめっきを施
し、その上に更にZnめっきを施した構成を示す図、
【図2】本発明のアルミニウムおよびアルミニウム合金
帯に密着性の優れた純Znフラッシュめっきと上層純Z
nめっきを施す装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 アルミニウム、アルミニウム合金 2 低電流密度で作製した純Znフラッシュめっき 3 高電流密度で作製した純Znめっき 4 低電流密度を用いた純Znフラッシュめっきを施す
対極 5 高電流密度を用いた純Znめっきを施す対極 6 処理タンク 7 シンクロール 8 搬送ロール 9 低電流密度を用いためっき用の純Znめっき浴 10 高電流密度を用いためっき用の純Znめっき浴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 和彦 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムおよびアルミニウム合金に
    めっき密着性に優れた純Znめっきを行う方法におい
    て、亜鉛イオンを250g/l以下、硫酸を24g/l
    以下含むめっき液中で低電流密度4A/dm2以下にて
    電解し、純Znめっきを行うことを特徴とする電気めっ
    き方法。
  2. 【請求項2】 アルミニウムおよびアルミニウム合金に
    めっき密着性に優れた純Znめっきを行う方法におい
    て、請求項1記載の方法で示された純Znめっきを下地
    めっきとし、この上に亜鉛イオンと硫酸を含むめっき液
    中で高電流密度100A/dm2以上にて電解し、純Z
    nめっきを行うことを特徴とする電気めっき方法。
JP5278093A 1993-03-15 1993-03-15 アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密着性に優れた純Znめっきを行う電気めっき方法 Pending JPH06264285A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104195600B (zh) * 2014-08-20 2017-01-04 常熟市良益金属材料有限公司 一种抗菌性复合金属材料的制备方法

Cited By (1)

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