JPH07103476B2 - 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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- JPH07103476B2 JPH07103476B2 JP3020691A JP3020691A JPH07103476B2 JP H07103476 B2 JPH07103476 B2 JP H07103476B2 JP 3020691 A JP3020691 A JP 3020691A JP 3020691 A JP3020691 A JP 3020691A JP H07103476 B2 JPH07103476 B2 JP H07103476B2
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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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−73938（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47293（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−11678（ＪＰ，Ｂ２)
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 JPH06116781A (ja) | 1994-04-26 |
| JPH07103476B2 true 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) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| PL2290133T3 (pl) * | 2009-08-25 | 2012-09-28 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Sposób wytwarzania elementu stalowego z antykorozyjną powłoką metalową i element stalowy |
| CN113924376A (zh) | 2019-05-31 | 2022-01-11 | 日本制铁株式会社 | 热冲压用镀覆钢板 |
| KR102550953B1 (ko) | 2019-05-31 | 2023-07-05 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 핫 스탬프용 도금 강판 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3020691A patent/JPH07103476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06116781A (ja) | 1994-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960507 |