JPH0633295A - 表面にＭｇＯ層を有するＺｎ−Ｆｅ合金被覆鋼板の製造方法 - Google Patents
表面にＭｇＯ層を有するＺｎ−Ｆｅ合金被覆鋼板の製造方法Info
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- JPH0633295A JPH0633295A JP18842092A JP18842092A JPH0633295A JP H0633295 A JPH0633295 A JP H0633295A JP 18842092 A JP18842092 A JP 18842092A JP 18842092 A JP18842092 A JP 18842092A JP H0633295 A JPH0633295 A JP H0633295A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マグネシウム塩と亜鉛塩を主として含有する
溶融塩浴を用いて、短時間の陰極電解処理で耐食性に優
れた表面に MgO層を有する Zn-Fe合金被覆鋼板を製造す
ることのできる方法を提案する。 【構成】 鋼板をマグネシウム塩と亜鉛塩を主体とする
溶融塩浴中で 100Ａ/dm2超えの電流密度でめっきし、次
いで同浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度でめっきする。
溶融塩浴を用いて、短時間の陰極電解処理で耐食性に優
れた表面に MgO層を有する Zn-Fe合金被覆鋼板を製造す
ることのできる方法を提案する。 【構成】 鋼板をマグネシウム塩と亜鉛塩を主体とする
溶融塩浴中で 100Ａ/dm2超えの電流密度でめっきし、次
いで同浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度でめっきする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体、家電、建
材等に用いられる耐食性に優れた表面に MgO層を有する
Zn-Fe合金被覆鋼板を高い生産性で製造する方法に関す
るものである。
材等に用いられる耐食性に優れた表面に MgO層を有する
Zn-Fe合金被覆鋼板を高い生産性で製造する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛めっき鋼板はZnの犠牲防食作用を利
用して鋼板に耐食性を持たせたものであり、更に電気Zn
系めっきではNi、Feなどを添加、溶融Zn系めっきではAl
などを添加して防錆能力を向上させているが、まだ充分
な耐食性が得られていないので現在でもより優れた耐食
性を有する亜鉛めっき鋼板の研究開発が行われている。
用して鋼板に耐食性を持たせたものであり、更に電気Zn
系めっきではNi、Feなどを添加、溶融Zn系めっきではAl
などを添加して防錆能力を向上させているが、まだ充分
な耐食性が得られていないので現在でもより優れた耐食
性を有する亜鉛めっき鋼板の研究開発が行われている。
【０００３】MgはZnの防錆能を向上させる合金元素とし
て有望であり、 Zn-Mg合金めっきの試みがなされている
が優れた性能のものは未だ出来ていない。 Zn-Mg合金め
っき方法として最初に検討されたのは溶融めっき法であ
り、特開昭56-96036号公報、特開昭 56-123359号公報、
特開昭 56-125953号公報、特開昭 56-152956号公報等に
記載されている。しかしMgの融点は 650℃でZnの融点 4
19℃よりはるかに高いために溶融Zn浴には少量しか添加
できず、しかもめっき層と鋼板の界面にFe濃度の高い合
金層ができてめっき密着性が劣化するために色々な添加
元素を入れる必要があり、また鋼板自体も熱で材料特性
が劣化して加工性が悪くなる等の問題があった。
て有望であり、 Zn-Mg合金めっきの試みがなされている
が優れた性能のものは未だ出来ていない。 Zn-Mg合金め
っき方法として最初に検討されたのは溶融めっき法であ
り、特開昭56-96036号公報、特開昭 56-123359号公報、
特開昭 56-125953号公報、特開昭 56-152956号公報等に
記載されている。しかしMgの融点は 650℃でZnの融点 4
19℃よりはるかに高いために溶融Zn浴には少量しか添加
できず、しかもめっき層と鋼板の界面にFe濃度の高い合
金層ができてめっき密着性が劣化するために色々な添加
元素を入れる必要があり、また鋼板自体も熱で材料特性
が劣化して加工性が悪くなる等の問題があった。
【０００４】蒸着法による Zn-Mg合金めっきが特開昭64
-17851号公報、特開昭64-17852号公報、特開昭64-17853
号公報で提案されているが、蒸着法では高い真空度とM
g、Znを蒸発させるための大きな熱源が必要でコストが
高いうえに、鋼板との密着性が良くなく、また緻密で均
一なめっき層を得ることが難しい等の問題があった。電
気めっき法では通常の水溶液を使用するとZnとMgの単極
電位が違いすぎるために合金めっきを得ることが極めて
難しい。特開昭 58-144492号公報ではフッ化物を使うめ
っき浴が示されているがMg含有量が１％以下のものしか
得られていない。
-17851号公報、特開昭64-17852号公報、特開昭64-17853
号公報で提案されているが、蒸着法では高い真空度とM
g、Znを蒸発させるための大きな熱源が必要でコストが
高いうえに、鋼板との密着性が良くなく、また緻密で均
一なめっき層を得ることが難しい等の問題があった。電
気めっき法では通常の水溶液を使用するとZnとMgの単極
電位が違いすぎるために合金めっきを得ることが極めて
難しい。特開昭 58-144492号公報ではフッ化物を使うめ
っき浴が示されているがMg含有量が１％以下のものしか
得られていない。
【０００５】以上のごとく耐食性の良い Zn-Mg合金めっ
き鋼板を得ることは困難である。さらにMgを利用するも
のとして下層にZn、上層にMgをめっきする技術が特開昭
62-109966号公報に提案されているが、蒸着法でMgを被
覆するために高い生産費を必要とし、またZnとMgとの密
着性にも問題があった。以上のようにMgを金属として利
用するのは困難である。
き鋼板を得ることは困難である。さらにMgを利用するも
のとして下層にZn、上層にMgをめっきする技術が特開昭
62-109966号公報に提案されているが、蒸着法でMgを被
覆するために高い生産費を必要とし、またZnとMgとの密
着性にも問題があった。以上のようにMgを金属として利
用するのは困難である。
【０００６】これらに対し、特開昭64-65253号公報に示
されているようにMg酸化物を Al2O3やSiO2と共に被覆す
る方法が知られているが、主に耐摩耗性を目的としたも
のであり MgO含有量が少ないので耐食性が不十分であ
り、また加工性にも問題があった。Zn系めっき皮膜上に
金属Mg及びその酸化物からなる複合被膜を形成している
ものとして特開平2-254178号公報が知られているが、蒸
着法で金属MgとMg酸化物を被覆するために高い生産費を
必要とし、またZn系めっき層とMgとの密着が悪くかつ表
面のMg酸化物量が少なく耐食性が不十分である。
されているようにMg酸化物を Al2O3やSiO2と共に被覆す
る方法が知られているが、主に耐摩耗性を目的としたも
のであり MgO含有量が少ないので耐食性が不十分であ
り、また加工性にも問題があった。Zn系めっき皮膜上に
金属Mg及びその酸化物からなる複合被膜を形成している
ものとして特開平2-254178号公報が知られているが、蒸
着法で金属MgとMg酸化物を被覆するために高い生産費を
必要とし、またZn系めっき層とMgとの密着が悪くかつ表
面のMg酸化物量が少なく耐食性が不十分である。
【０００７】そこで、本発明者らは既に表面に MgO層を
有するZn系めっき被覆鋼板が高耐食性を示すことを発見
し、特願平4-116733号として出願している。Zn系めっき
の表面に MgO層を形成する方法としては、マグネシウム
アルコキシド化合物を含有する溶液を塗布し加熱処理方
法やマグネシウム塩を主体とする溶融塩浴を用い陰極電
解処理または浸漬処理する方法が適している。
有するZn系めっき被覆鋼板が高耐食性を示すことを発見
し、特願平4-116733号として出願している。Zn系めっき
の表面に MgO層を形成する方法としては、マグネシウム
アルコキシド化合物を含有する溶液を塗布し加熱処理方
法やマグネシウム塩を主体とする溶融塩浴を用い陰極電
解処理または浸漬処理する方法が適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 MgO層
を形成する方法のうち、マグネシウム塩と亜鉛塩を主と
して含有する溶融塩浴を用いて陰極電解処理する方法
は、 Zn-Fe合金層と MgO層を同時に形成することができ
て好都合であるが、この方法では50Ａ/dm2以下の電流密
度で長時間陰極電解しなければならず生産性に劣るもの
であった。
を形成する方法のうち、マグネシウム塩と亜鉛塩を主と
して含有する溶融塩浴を用いて陰極電解処理する方法
は、 Zn-Fe合金層と MgO層を同時に形成することができ
て好都合であるが、この方法では50Ａ/dm2以下の電流密
度で長時間陰極電解しなければならず生産性に劣るもの
であった。
【０００９】本発明は、この問題点を解決し、短時間の
陰極電解処理で耐食性に優れた表面に MgO層を有する Z
n-Fe合金被覆鋼板を製造する方法を提供することを目的
とするものである。
陰極電解処理で耐食性に優れた表面に MgO層を有する Z
n-Fe合金被覆鋼板を製造する方法を提供することを目的
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板をマグネ
シウム塩と亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ／dm
2超えの電流密度でめっきし、次いで同浴中で50Ａ/dm2
未満の電流密度でめっきする製造方法であり、さらにま
た鋼板を亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ／dm2
超えの電流密度でめっきし、次いでマグネシウム塩を主
体とする溶融塩浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度でめっき
することを特徴とする耐食性に優れた表面に MgO層を有
する Zn-Fe合金被覆鋼板の製造方法である。
シウム塩と亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ／dm
2超えの電流密度でめっきし、次いで同浴中で50Ａ/dm2
未満の電流密度でめっきする製造方法であり、さらにま
た鋼板を亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ／dm2
超えの電流密度でめっきし、次いでマグネシウム塩を主
体とする溶融塩浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度でめっき
することを特徴とする耐食性に優れた表面に MgO層を有
する Zn-Fe合金被覆鋼板の製造方法である。
【００１１】
【作用】マグネシウム塩を主体とする溶融塩浴中で鋼板
を陰極電解処理すれば MgO層を形成することができる。
陰極電解処理によって金属Mgではなくて MgOが形成され
る理由は明かではないが、溶融塩浴中の水分、OH- イオ
ン、酸素あるいは雰囲気中の水分、酸素による酸化作用
によるものと推定される。通常マグネシウム塩は吸湿に
より水分を含んでおり、かつ電解処理は水分、酸素のあ
る大気中で行われるのでMgを酸化させる水分、OH- （水
分が溶融塩浴中で解離して生じる）、酸素を特に供給す
ることはないが、必要に応じて溶融塩浴に水蒸気や湿っ
た酸素の吹き込み、あるいは水酸化物等の添加を適宜行
うことができる。
を陰極電解処理すれば MgO層を形成することができる。
陰極電解処理によって金属Mgではなくて MgOが形成され
る理由は明かではないが、溶融塩浴中の水分、OH- イオ
ン、酸素あるいは雰囲気中の水分、酸素による酸化作用
によるものと推定される。通常マグネシウム塩は吸湿に
より水分を含んでおり、かつ電解処理は水分、酸素のあ
る大気中で行われるのでMgを酸化させる水分、OH- （水
分が溶融塩浴中で解離して生じる）、酸素を特に供給す
ることはないが、必要に応じて溶融塩浴に水蒸気や湿っ
た酸素の吹き込み、あるいは水酸化物等の添加を適宜行
うことができる。
【００１２】マグネシウム塩を主体とする溶融塩に亜鉛
塩を添加すると、浴中のZnイオンが陰極電解により金属
Znに還元されるので、 MgOと同時にZnめっきも形成さ
れ、浴温度が 300℃以上では熱で合金化した Zn-Feの合
金とその上に MgO層を有する鋼板が得られるので非常に
好都合である。しかしながらこの方法では陰極電解処理
の電流密度を高くするとZnばかりめっきされ必要な MgO
量を得ることができないので、50Ａ/dm2未満の低電流密
度で電解しなければならず必要な被膜量を得るのに長時
間かかり生産性に劣るものであった。
塩を添加すると、浴中のZnイオンが陰極電解により金属
Znに還元されるので、 MgOと同時にZnめっきも形成さ
れ、浴温度が 300℃以上では熱で合金化した Zn-Feの合
金とその上に MgO層を有する鋼板が得られるので非常に
好都合である。しかしながらこの方法では陰極電解処理
の電流密度を高くするとZnばかりめっきされ必要な MgO
量を得ることができないので、50Ａ/dm2未満の低電流密
度で電解しなければならず必要な被膜量を得るのに長時
間かかり生産性に劣るものであった。
【００１３】優れた耐食性を得るには、 MgO量が 0.1g/
m2以上で Zn-Fe合金被膜量が15g/m2以上必要であり、こ
れらの量を電解時間 10sec以下の短時間で形成させなけ
れば高い生産性を達成することはできない。本発明者ら
は生産性を向上させるべくマグネシウム塩と亜鉛塩を主
体とする溶融塩浴での陰極電解処理条件を種々検討した
結果、短時間で必要な被膜量を得るには、まず高電流密
度で電解し、次いで低電流密度で電解すればよいことが
分かった。高電流密度で電解すると主にZnがめっきさ
れ、同時に進行する熱による合金化で Zn-Fe合金被膜が
形成される。短時間で必要な Zn-Fe量を得るための電流
密度は 100Ａ/dm2超え、望ましくは 200Ａ/dm2超えであ
り、電流密度は高いほど生産性は高くなるが電流密度を
高くしすぎると電源設備が巨大かつ高価になるので 500
Ａ/dm2未満にしておくことが望ましい。
m2以上で Zn-Fe合金被膜量が15g/m2以上必要であり、こ
れらの量を電解時間 10sec以下の短時間で形成させなけ
れば高い生産性を達成することはできない。本発明者ら
は生産性を向上させるべくマグネシウム塩と亜鉛塩を主
体とする溶融塩浴での陰極電解処理条件を種々検討した
結果、短時間で必要な被膜量を得るには、まず高電流密
度で電解し、次いで低電流密度で電解すればよいことが
分かった。高電流密度で電解すると主にZnがめっきさ
れ、同時に進行する熱による合金化で Zn-Fe合金被膜が
形成される。短時間で必要な Zn-Fe量を得るための電流
密度は 100Ａ/dm2超え、望ましくは 200Ａ/dm2超えであ
り、電流密度は高いほど生産性は高くなるが電流密度を
高くしすぎると電源設備が巨大かつ高価になるので 500
Ａ/dm2未満にしておくことが望ましい。
【００１４】低電流密度で電解すると主に MgOが形成さ
れる。必要な MgO量を得るための電流密度は50Ａ/dm2未
満で、50Ａ/dm2を超えるとZnがめっきされる割合が多く
なり必要な MgO量が得られない。電流密度が低過ぎると
必要な MgO量を得るのに長時間を要するようになるので
５Ａ/dm2未満にしないことが望ましい。高電流密度電解
と低電流密度電解はマグネシウム塩と亜鉛塩を主体とす
る同じ溶融塩浴で続けて行えば良いが、高電流密度電解
を亜鉛塩を主体とする溶融塩浴でまた低電流密度電解を
マグネシウム塩を主体とする溶融塩浴でそれぞれ別々に
行っても良い。
れる。必要な MgO量を得るための電流密度は50Ａ/dm2未
満で、50Ａ/dm2を超えるとZnがめっきされる割合が多く
なり必要な MgO量が得られない。電流密度が低過ぎると
必要な MgO量を得るのに長時間を要するようになるので
５Ａ/dm2未満にしないことが望ましい。高電流密度電解
と低電流密度電解はマグネシウム塩と亜鉛塩を主体とす
る同じ溶融塩浴で続けて行えば良いが、高電流密度電解
を亜鉛塩を主体とする溶融塩浴でまた低電流密度電解を
マグネシウム塩を主体とする溶融塩浴でそれぞれ別々に
行っても良い。
【００１５】マグネシウム塩、亜鉛塩は価格、融点、取
扱の点でそれぞれ塩化マグネシウム、塩化亜鉛が最も適
している。溶融塩浴にはこれらの塩以外に塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化リチウム等を融点降下剤、電導
助剤として用いることが好ましい。溶融塩浴の温度はZn
の合金化および MgO形成の点から 300℃以上が好まし
く、より好ましくは 400℃以上である。溶融塩浴の温度
は高過ぎると塩化亜鉛の蒸気が発生するようになるばか
りでなく鋼板の材質が劣化するので 500℃以下にしてお
くことが望ましい。
扱の点でそれぞれ塩化マグネシウム、塩化亜鉛が最も適
している。溶融塩浴にはこれらの塩以外に塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化リチウム等を融点降下剤、電導
助剤として用いることが好ましい。溶融塩浴の温度はZn
の合金化および MgO形成の点から 300℃以上が好まし
く、より好ましくは 400℃以上である。溶融塩浴の温度
は高過ぎると塩化亜鉛の蒸気が発生するようになるばか
りでなく鋼板の材質が劣化するので 500℃以下にしてお
くことが望ましい。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例および比較例を以下に説明す
る。冷延鋼板を通常の脱脂、酸洗したのちめっき温度ま
で予熱し、下記のＡ〜Ｄの溶融塩浴中で表１に示す条件
で陰極電解を行い、表面に MgO層を有する Zn-Fe合金被
膜鋼板を作製した。
る。冷延鋼板を通常の脱脂、酸洗したのちめっき温度ま
で予熱し、下記のＡ〜Ｄの溶融塩浴中で表１に示す条件
で陰極電解を行い、表面に MgO層を有する Zn-Fe合金被
膜鋼板を作製した。
【００１７】 ［溶融塩浴Ａ］ MgCl2 ８mol% ZnCl2 52mol% NaCl 20mol% KCl 20mol% ［溶融塩浴Ｂ］ MgCl2 10mol% ZnCl2 56mol% NaCl 28mol% KCl ６mol% ［溶融塩浴Ｃ］ ZnCl2 60mol% NaCl 20mol% KCl 20mol% ［溶融塩浴Ｄ］ MgCl2 60mol% NaCl 20mol% KCl 20mol%
【００１８】
【表１】
【００１９】各鋼板の耐食性能も表１に併せて示した。
表１から明らかなように、本発明の製造方法では短時間
の電解で耐食性に優れた表面に MgO層を有する Zn-Fe合
金被膜鋼板が製造できることが分かる。
表１から明らかなように、本発明の製造方法では短時間
の電解で耐食性に優れた表面に MgO層を有する Zn-Fe合
金被膜鋼板が製造できることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は鋼板をマ
グネシウム塩と亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ
/dm2超えの電流密度でめっきし、次いで同浴中で50Ａ/d
m2未満の電流密度でめっきするので高い生産性で耐食性
に優れた表面に MgO層を有するZn-Fe合金被覆鋼板を製
造することができ、その工業的価値は大変大きいもので
ある。
グネシウム塩と亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で 100Ａ
/dm2超えの電流密度でめっきし、次いで同浴中で50Ａ/d
m2未満の電流密度でめっきするので高い生産性で耐食性
に優れた表面に MgO層を有するZn-Fe合金被覆鋼板を製
造することができ、その工業的価値は大変大きいもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五味 修二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 森戸 延行 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼板をマグネシウム塩と亜鉛塩を主体と
する溶融塩浴中で 100Ａ/dm2超えの電流密度で陰極電解
し、次いで同浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度で陰極電解
することを特徴とする表面に MgO層を有する Zn-Fe合金
被覆鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 鋼板を亜鉛塩を主体とする溶融塩浴中で
100Ａ/dm2超えの電流密度で電解し、次いでマグネシウ
ム塩を主体とする溶融塩浴中で50Ａ/dm2未満の電流密度
で電解することを特徴とする表面に MgO層を有する Zn-
Fe合金被覆鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18842092A JPH0633295A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 表面にＭｇＯ層を有するＺｎ−Ｆｅ合金被覆鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18842092A JPH0633295A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 表面にＭｇＯ層を有するＺｎ−Ｆｅ合金被覆鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633295A true JPH0633295A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16223356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18842092A Pending JPH0633295A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 表面にＭｇＯ層を有するＺｎ−Ｆｅ合金被覆鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633295A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066393A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Toyo Kohan Co., Ltd. | 酸化物被覆方法および装置 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP18842092A patent/JPH0633295A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066393A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Toyo Kohan Co., Ltd. | 酸化物被覆方法および装置 |
| US8551317B2 (en) | 2003-12-26 | 2013-10-08 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Method and apparatus for forming oxide coating |
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