JPH0718498A - 高耐食性Zn−アルミナ系分散めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

高耐食性Zn−アルミナ系分散めっき鋼板およびその製造方法

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JPH0718498A
JPH0718498A JP19078493A JP19078493A JPH0718498A JP H0718498 A JPH0718498 A JP H0718498A JP 19078493 A JP19078493 A JP 19078493A JP 19078493 A JP19078493 A JP 19078493A JP H0718498 A JPH0718498 A JP H0718498A
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plating
alumina
plated steel
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JP19078493A
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Shigeo Kurokawa
川 重 男 黒
Kazuo Mochizuki
月 一 雄 望
Kazuhiro Hasegawa
和 広 長谷川
Hiroki Nakamaru
丸 裕 樹 中
Tomokatsu Katagiri
桐 知 克 片
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】プレス成形性および耐食性に優れたZn−アル
ミナ系分散めっき鋼板およびその製造方法の提供。 【構成】鋼板の少なくとも一方の面に、アルミナが分散
含有されているZn系めっき層であって、その相がη相
であり、平均粒径が20μm以下であるめっき層を有す
るプレス成形性に優れた高耐食性Zn−アルミナ系分散
めっき鋼板。上記めっき鋼板を製造するにさいし、めっ
き種として少なくともZn2+イオンおよびアルミナコロ
イドを含有する硫酸酸性めっき浴を用い、電流密度30
〜150A/dm2 、めっき液流速0.5m/sec以上、pH
2.0〜3.5の条件で鋼板に電気めっきする。

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、家電等用の高
耐食性Zn−アルミナ系分散めっき鋼板およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板はその優れた耐食性の
故に、建材、家電製品、自動車等、各種の用途に広く使
用されている。特に、近年、自動車車体の耐食性の向上
を目的とし、自動車の各種部材に積極的に使用されるに
及んで、従来になかった厳しい品質上の要求を満足しな
ければならなくなってきた。
【0003】このような自動車車体向けの、亜鉛系めっ
き鋼板としては、従来からある純亜鉛めっき鋼板から、
いっそう優れた耐食性を求めて電気亜鉛−ニッケル合金
めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板が主流となって
来た。また、このような合金めっき鋼板の次世代をねら
うものとして、裸耐食性、塗装後耐食性、燐酸塩化成処
理性、電着塗装性、めっき密着性、スポット溶接性、塗
料密着性等の特性の一層の改善を意図して、亜鉛とマン
ガン、クロム、コバルト等の合金めっき鋼板、亜鉛めっ
きまたは亜鉛合金めっき中にアルミナやシリカなどの無
機物粒子、種々の有機ポリマー粒子などを分散した亜鉛
系分散めっき鋼板の開発も行なわれている(例えば特開
昭60−125395号、同61−130498号、特
開平03−257188号、特開平03−260093
号、特開昭63−243295号など参照)。
【0004】このような、めっき層中に亜鉛以外の合金
成分や分散粒子を含有させることによって、めっきの系
が複雑化するにつれ、冷延鋼板や純亜鉛めっき鋼板の持
っていた優れた特性が犠牲となる局面も見られるように
なってきた。そのような特性の一つとして、鋼板のプレ
ス成形性があげられる。すなわち、自動車車体は、意匠
性や、製造工程の簡素化や、軽量化、強度の向上の目的
で、各構成部材の、形状や複雑化したり、厳しい寸法精
度が要求されている傾向にあり、そのために、鋼板のプ
レス成形条件も厳しくなってきている。上述した様な亜
鉛系合金めっき鋼板や分散めっき鋼板は、めっき層中に
含有される合金成分や分散粒子の影響で、めっき層の加
工性が損なわれるっことが多い上に、このようなプレス
成形条件の複雑、高度化によって一層、プレス成形に対
しては不利な方向になっているのである。
【0005】本発明者らは、このような亜鉛系めっき鋼
板のプレス成形性を飛躍的に向上することを目的とし
て、従来の亜鉛系めっき鋼板を詳細に調査しそのプレス
成形性阻害の要因を探求した。その結果、従来の高耐食
性Zn系めっき鋼板は表面の結晶が粗雑であり、プレス
成形時に剥離を起こしてプレス成形性を著しく劣化させ
ていることが明らかとなった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の高耐食性Zn系めっき鋼板は表面の結晶が粗雑であ
りプレス成形時に剥離を起こしてプレス成形後の製品の
表面に傷を付けてしまう問題を好適に解決し、プレス成
形時の型との滑りをよくし、めっき層の剥離をなくした
プレス成形性に優れたZn−アルミナ系分散めっき鋼板
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者らは、めっき層の存在形態をプレス成形に
最適なものとすることを鋭意検討した結果、めっき層の
結晶を均一にして、かつ結晶サイズを20μm以下に規
制することにより摺動性をよくしてめっき剥離を防止す
ることができるとの知見に到達した。
【0008】すなわち、本発明は、鋼板の少なくとも一
方の面に、アルミナが分散含有されているZn系めっき
層であって、その相がη相であり、平均粒径が20μm
以下であるめっき層を有することを特徴とするプレス成
形性に優れた高耐食性Zn−アルミナ系分散めっき鋼板
を提供するものである。
【0009】また、本発明は、上記めっき鋼板を製造す
るにさいし、めっき種として少なくともZn2+イオンお
よびアルミナコロイドを含有する硫酸酸性めっき浴を用
い、電流密度30〜150A/dm2 、めっき液流速0.5
m/sec以上、pH2.0〜3.5の条件で鋼板に電気め
っきすることを特徴とする高耐食性Zn−アルミナ系分
散めっき鋼板の製造方法を提供するものである。
【0010】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
のめっき鋼板のめっき層の結晶状態は図1(a)に示す
ように従来鋼板(図1(b)参照)とは異なり、結晶は
均一でかつ平滑である。ここで結晶サイズが20μmを
超えて粗大化すると表面が荒れてプレス成形時のめっき
剥離が発生するようになる。
【0011】亜鉛系めっきの相をη相と規定し、かつ、
めっき層中にアルミナを分散させる理由は、η相である
めっき金属とアルミナ粒子との相互作用により結晶粒が
均一に微細化するためである。また、η相は、亜鉛合金
相の中でも、最も電気化学的に卑な相であるために、鋼
板に対して優れた犠牲防食性を有する。しかし、単にη
相であるだけでは、めっき層と鋼板の腐食電位差が著し
く大きいためにめっき層の溶出が早く、鋼板の腐食開始
までの犠牲防食期間が短い。ところが、めっき層中にア
ルミナを分散させることにより、亜鉛の腐食生成物をめ
っき上に安定に固着させることができ、この腐食生成物
がバリヤーとなって、犠牲防食期間を著しく増大させる
ことができる。
【0012】また、本発明のめっき金属がη相でめっき
相中にアルミナを分散させて結晶粒径が均一に20μm
以下とした鋼板は、後述する条件での硫酸浴を用いた電
気めっきによってはじめて安定して製造されるものであ
る。
【0013】めっき金属中には、めっき金属相がη相で
あり、結晶粒径が均一に20μm以下に保持し得る範囲
であれば、アルミナ以外に他の合金成分や、分散粒子を
含有させてもよい。たとえば、合金成分として、Co,
Cr等の添加が可能であり、分散粒子として、酸化クロ
ム、シリカ、チタニア、ジルコニアなどの添加が可能で
ある。
【0014】次に、本発明の高耐食性Zn−アルミナ系
分散めっきの製造方法について説明する。本発明の分散
めっき鋼板の製造方法は、不溶性陽極を使用することが
できる硫酸浴を用い、電流密度を30〜150A/dm2
pHを2.0〜3.5、めっき液流速を0.5m/sec以
上に規制することによって製造できる。
【0015】工業的規模での連続亜鉛系電気めっき方法
に使用するめっき浴としては、塩化物浴と硫酸浴が知ら
れているが、本発明では硫酸浴を使用する。塩化物浴で
はめっき結晶が粗大で不均一となり、結晶サイズを20
μm以下に均一化するには適さないからである。
【0016】電流密度が30A/dm2 未満では結晶サイズ
が大きくなり、150A/dm2 を超えるとめっきヤケを生
じてしまう。またpHが2.0未満では析出効率が下が
り目的の組成が得られなくなり、pHが3.5を超える
と水酸化物の生成量が多くなりやはり目的の組成が得ら
れなくなってしまう。また、アルミナコロイドをめっき
浴中に安定に保持するためにもpHが2〜3.5である
必要がある。まためっき液流速が0.5m/sec未満では
めっき結晶粒径が不均一となり、まためっきムラやめっ
きヤケが生じてしまう。
【0017】めっき浴のpHの調整方法には特に限定は
なく、pH緩衝剤を用いる方法、硫酸、可性ソーダ、炭
酸塩の添加などの公知の方法によれば良い。また、めっ
き温度にも特に限定はなく、通常40〜60℃である。
【0018】本発明のめっき鋼板が対象とする被めっき
材である鋼板としては成分、製法など特に限定されるも
のではなく、熱延鋼板、冷延鋼板のいずれであってもよ
く、また、低炭素鋼、極低炭素鋼、Si,Mn,P,C
r,Mo,Ti,Cuなどを意図的に添加して強度を向
上した鋼強度鋼板など、各種の鋼板、いずれも使用可能
である。また、これらの鋼板は、めっき前処理として、
脱脂、酸洗、ブラッシングなどの各種の処理を適時施し
てもよい。
【0019】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。 (実施例1) めっき浴組成 硫酸亜鉛(7水塩) 400g/L 硫酸コバルト(7水塩) 100g/L 40% 硫酸クロム水溶液 70g/L 20% アルミナゾル溶液 40g/L 上記めっき浴を用い、アルカリ脱脂および5%塩酸で酸
洗したのち水洗した冷延鋼板に、以下の条件でめっきを
行ってZn−アルミナ系分散めっき鋼板を製造した。 めっき条件 めっき浴温度 50℃ pH 2.8 陽極材料 5%Sn−Pb 電流密度 70A/dm2
【0020】上記めっき条件によって得られたZn−ア
ルミナ系めっき鋼板の表面状態を走査型電子顕微鏡で観
察した結果を従来鋼板と比較して図1に示す。図1
(a)はは本発明の鋼板、図1(b)は従来鋼板(塩化
物浴によるZnアルミナ系めっき鋼板)を示す。またX
線回折による結晶構造の同定結果を図2に示す。更に、
図3に示す条件でビード引き抜き試験による摩擦係数の
測定を行なった。試験結果を下表1に示す。
【0021】
【0022】以上から明らかなように、本発明鋼板のめ
っき層は純Znと同じη単相であるが、従来鋼板とは全
く異なった表面状態(電顕観察)を示し、摩擦係数も低
く優れた摺動性を示している。
【0023】(実施例2)表2に示す種々のめっき条件
でZn系めっき鋼板を作製した。本発明例1〜4は本発
明の条件を満足するので、プレス成形性および耐食性と
もに優れているが、比較例1〜7はいずれかの条件が欠
けるために、プレス成形性、耐食性の一方または双方が
劣っている。なお、プレス成形性および耐食性は下記の
ようにして評価した。その結果を併せて表2に示す。 (プレス成形性)図3に示すビード引抜試験治具を用い
て引抜き時の摩擦係数を測定することにより、プレス成
形性を評価した。 (耐食性)塩水噴霧試験(JIS Z2371)におけ
る赤錆発生時間による評価を行なった。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】めっき層の結晶を均一にするとともに、
結晶サイズを20μm以下にした本発明のZn−アルミ
ナ系分散めっき鋼板は、摺動性がよくめっき剥離を生じ
ないため加工性がよく、種々の用途に適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 金属組織を示す図面代用写真であり、(a)
は本発明の鋼板、(b)は従来鋼板の電子顕微鏡写真
(それぞれ倍率1000倍)である。
【図2】 めっき層のX線回折結果を示す図である。
【図3】 ビード引抜試験条件を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 和 広 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 中 丸 裕 樹 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 片 桐 知 克 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板の少なくとも一方の面に、アルミナが
    分散含有されているZn系めっき層であって、その相が
    η相であり、平均粒径が20μm以下であるめっき層を
    有することを特徴とするプレス成形性に優れた高耐食性
    Zn−アルミナ系分散めっき鋼板。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のめっき鋼板を製造するに
    さいし、めっき種として少なくともZn2+イオンおよび
    アルミナコロイドを含有する硫酸酸性めっき浴を用い、
    電流密度30〜150A/dm2 、めっき液流速0.5m/s
    ec以上、pH2.0〜3.5の条件で鋼板に電気めっき
    することを特徴とする高耐食性Zn−アルミナ系分散め
    っき鋼板の製造方法。
JP19078493A 1993-07-02 1993-07-02 高耐食性Zn−アルミナ系分散めっき鋼板およびその製造方法 Pending JPH0718498A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006503187A (ja) * 2002-10-18 2006-01-26 エルテック・システムズ・コーポレーション 電気化学的電池における望ましくない酸化を阻害するためのコーティング

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Effective date: 19990216