JPH06293992A - アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密着性および潤滑特性に優れたZn系めっきを施す電気めっき方法 - 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および潤滑特性に優れたZn系めっきを施す電気めっき方法

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JPH06293992A
JPH06293992A JP8099493A JP8099493A JPH06293992A JP H06293992 A JPH06293992 A JP H06293992A JP 8099493 A JP8099493 A JP 8099493A JP 8099493 A JP8099493 A JP 8099493A JP H06293992 A JPH06293992 A JP H06293992A
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JP
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plating
aluminum
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adhesion
pure
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JP8099493A
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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
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Nippon Steel Corp
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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
金のめっき密着性および潤滑特性を向上させるZn系め
っきを行うことを課題とし、2層めっきを行うことを特
徴とする電気めっき方法を提供することにある。 【構成】 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Zn系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20A/dm2 以下にて純Znめ
っきを行い、下地めっきとし、この上に更に硫酸を含み
Znイオンの他にCr,Fe,Ni,Coイオンの一種
以上を含むZn系めっき液で高電流密度100A/dm
2 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ため、塗装前処理として
施しためっき密着性および潤滑特性に優れたZn系めっ
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が、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。特に潤滑特性は自動車車体用として用
いる場合には必須の条件である。
【0003】一般にアルミニウムは機械特性上潤滑特性
に劣るため、亜鉛系合金めっきを表面被覆する事が有効
と考えられる。これまで、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、置換めっき
(化学めっき)を行ったり、あるいはアノード処理して
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
方法などの方法が試みられてきた。しかし、置換めっき
法は浴管理が難しく且つめっきの製造効率が悪く、また
アノード処理を行ってからめっきする方法は生産性にお
いて優れており、アルミニウムおよびアルミニウム合金
を連続的短時間に処理することが可能であるが、純Zn
めっきの密着性不足が方法上の課題であり、さらには潤
滑特性にも大きな影響を与えるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
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、潤滑特性は鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板と
同じかあるいは優れていることを目標として検討するこ
とにした。めっき密着性および塗装後耐食性、潤滑特性
を総合的に満足させるためには密着性と耐食性の良い純
Znめっきを下層とし、上層に潤滑特性の良いZn系合
金めっきを付与した2層めっきが有効と考えられる。上
記のようなめっきを施したアルミニウムおよびアルミニ
ウム合金板を製造するためには新たな電気めっき方法の
開発が必要であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は鋭意検
討を続けた結果、純Zn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純Znめ
っきを施すことで、アノード処理を介さずに、しかもめ
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。すなわち本発明は、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
を施すに際して、低電流密度によるめっきを下地めっき
とし、この上に更に硫酸を含みZnイオンの他にCr,
Fe,Ni,Coイオンの一種以上を含むZn系合金め
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を要旨とする。
【0006】
【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、その上に更にZn系めっき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。
【0007】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える必要がある。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場合にはアルカ
リ脱脂は表面調整を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。
【0008】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であり、しかも密着性
が良好な純Znが直接電気めっきできる点である。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り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
ード処理を介した方法に変わる電気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。
【0009】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
直接電気めっきして搬送しながら、最初のタンク6のZ
nめっき液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
Zn系合金めっきを行う方法である。
【0010】
【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/lFC315(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/dm
2 にて2秒間電解したあと50℃の硫酸鉄450g/
l、硫酸亜鉛50g/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
て4秒間電解し、水洗乾燥した。このようにしてえられ
たアルミニウム合金板のめっき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。また、以下の潤滑特性試験(平板
引き抜き試験)を用いて評価した結果、静摩擦係数は
0.14であり鋼板(0.15)同等以上の性能が確認
された。
【0011】<潤滑特性試験> 試験片寸法:1.0mm×30mm×300mm 押しつけ力:450kgf 引き抜き速度:200mm/min 工具接触面積:900mm2 (30mm×30mm)
【0012】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/lFC315(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20A/d
2 にて2秒間電解したあと50℃の硫酸ニッケル20
0g/l、硫酸亜鉛300g/l、硫酸ナトリウム30
g/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
てえられたアルミニウム合金板のめっきにセロテープを
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。また、前出の潤滑特性試験
(平板引き抜き試験)を用いて評価した結果、静摩擦係
数は0.15であり鋼板同等以上の性能が確認された。
【0013】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/lFC315(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10A/d
2 にて2秒間電解したあと50℃の硫酸クロム150
g/l、硫酸亜鉛350g/l、硫酸ナトリウム30g
/l、硫酸10g/lの溶液にて電流密度100A/d
2 にて4秒間電解し、水洗乾燥した。このようにして
えられたアルミニウム合金板のめっきにセロテープを張
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。また、前出の潤滑特性試験
(平板引き抜き試験)を用いて評価した結果、静摩擦係
数は0.15であり鋼板同等以上の性能が確認された。
【0014】比較例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4
0g/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5A/dm2 にて2秒間電解したあと、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
て4秒間電解し、水洗乾燥した。このようにしてえられ
たアルミニウム合金板のめっき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。また、前出の潤滑特性試験(平板引
き抜き試験)を用いて評価した結果、静摩擦係数は0.
18であり鋼板よりも悪く、アルミニウム原板のままと
同レベルの性能で有ることがわかった。
【0015】比較例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4
0g/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5A/dm2 にて2秒間電解したあと、50℃
の硫酸鉄450g/l、硫酸亜鉛50g/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
のようにしてえられたアルミニウム合金板のめっきにセ
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完全に剥離した。また、前出の潤滑
特性試験(平板引き抜き試験)を用いて評価した結果、
静摩擦係数は0.18であり鋼板よりも悪く、アルミニ
ウム原板のままと同レベルの性能で有ることがわかっ
た。
【0016】
【発明の効果】本発明の皮膜構成のめっきを行えば従来
難しかったアルミニウムおよびアルミニウム合金のめっ
き密着性および潤滑特性に優れたZn系めっきが容易に
できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す図、
【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Zn
系合金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Zn系合金めっき 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系合金めっきを施す対極 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系合金めっ
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 (1)

    【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Zn系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20A/dm2 以下にて純Z
    nめっきを行い、下地めっきとし、この上に更に硫酸を
    含みZnイオンの他にCr,Fe,Ni,Coイオンの
    一種以上を含むZn系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。
JP8099493A 1993-04-08 1993-04-08 アルミニウムおよびアルミニウム合金にめっき密着性および潤滑特性に優れたZn系めっきを施す電気めっき方法 Withdrawn JPH06293992A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103898585A (zh) * 2013-06-03 2014-07-02 无锡市锡山区鹅湖镇荡口青荡金属制品厂 一种镁合金压铸件表面电镀铬工艺
CN103898587A (zh) * 2013-06-04 2014-07-02 无锡市锡山区鹅湖镇荡口青荡金属制品厂 一种用于镁合金表面电镀镍的二次镀锌预处理工艺

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