JPH07243083A - めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛めっき鋼板Info
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- JPH07243083A JPH07243083A JP3259394A JP3259394A JPH07243083A JP H07243083 A JPH07243083 A JP H07243083A JP 3259394 A JP3259394 A JP 3259394A JP 3259394 A JP3259394 A JP 3259394A JP H07243083 A JPH07243083 A JP H07243083A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた
電気亜鉛系めっき鋼板を提供する。 【構成】 鋼板素地上に微結晶から成る亜鉛合金めっき
の下層と、粗結晶からなる亜鉛めっきまたは亜鉛合金め
っきの上層を設けることにより、素地鋼板に成分偏析な
どの不均一部があっても下層亜鉛合金めっきがこれをカ
バーして、均一な表面外観を呈し、なおかつ優れた塗装
後耐食性を有する電気亜鉛系めっき鋼板が得られる。
電気亜鉛系めっき鋼板を提供する。 【構成】 鋼板素地上に微結晶から成る亜鉛合金めっき
の下層と、粗結晶からなる亜鉛めっきまたは亜鉛合金め
っきの上層を設けることにより、素地鋼板に成分偏析な
どの不均一部があっても下層亜鉛合金めっきがこれをカ
バーして、均一な表面外観を呈し、なおかつ優れた塗装
後耐食性を有する電気亜鉛系めっき鋼板が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家電、建材等
の用途に、塗装後あるいは未塗装のまま使用される電気
亜鉛系めっき鋼板に関するものである。
の用途に、塗装後あるいは未塗装のまま使用される電気
亜鉛系めっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛もしくは亜鉛合金めっき鋼板は、優
れた耐食性を有し、加工性、経済性に優れている事から
広く工業製品に用いられている。このようなめっき鋼板
は、鉄鋼製造業者においては、広幅（最大巾２０００ｍ
ｍ程度）の鋼板ストリップを連続めっきして生産され
る。その際、連続めっき時の板の進行方向（Ｌ方向）に
延びた外観ムラが生じることがある。この外観ムラは、
めっき層の厚さ、結晶配向性、結晶サイズの不均一性等
によるものと思われるが、その発生機構、発生条件等は
不明な点が多く、ある程度の外観ムラは、連続高速めっ
きである以上不可避であると考えられてきた。しかしな
がら、近年、家電製品、自動車などの用途で良好な外観
品位が要求される部位に用いられる際、たとえ塗装処理
を施したものにおいても前述のめっきムラが塗装後も浮
き上がって認められる場合のあることが判明した。ま
た、クロメート処理材では、未処理の材料よりもむしろ
ムラが強調されることがわかってきた。さらに、このよ
うなムラは、単に外観上の問題のみならず、腐食の起点
を与えることにより、耐食性等の性能にまで影響を及ぼ
す懸念すらある。したがって、連続めっきの操業条件に
よらず均一外観を有するめっき鋼板の開発が強く望まれ
ていた。
れた耐食性を有し、加工性、経済性に優れている事から
広く工業製品に用いられている。このようなめっき鋼板
は、鉄鋼製造業者においては、広幅（最大巾２０００ｍ
ｍ程度）の鋼板ストリップを連続めっきして生産され
る。その際、連続めっき時の板の進行方向（Ｌ方向）に
延びた外観ムラが生じることがある。この外観ムラは、
めっき層の厚さ、結晶配向性、結晶サイズの不均一性等
によるものと思われるが、その発生機構、発生条件等は
不明な点が多く、ある程度の外観ムラは、連続高速めっ
きである以上不可避であると考えられてきた。しかしな
がら、近年、家電製品、自動車などの用途で良好な外観
品位が要求される部位に用いられる際、たとえ塗装処理
を施したものにおいても前述のめっきムラが塗装後も浮
き上がって認められる場合のあることが判明した。ま
た、クロメート処理材では、未処理の材料よりもむしろ
ムラが強調されることがわかってきた。さらに、このよ
うなムラは、単に外観上の問題のみならず、腐食の起点
を与えることにより、耐食性等の性能にまで影響を及ぼ
す懸念すらある。したがって、連続めっきの操業条件に
よらず均一外観を有するめっき鋼板の開発が強く望まれ
ていた。
【０００３】この問題に対して、従来とられてきた対策
としては、例えば、特開平０３−３０８３５７号公報に
見られるような、調質圧延により矯正する方法、特開平
０３−２９４４９６号公報に見られるような電流密度や
浴ｐＨを限定する方法、特開昭６１−１２７８９１号公
報に見られるようなめっき浴中に有機添加剤を加える方
法などがある。
としては、例えば、特開平０３−３０８３５７号公報に
見られるような、調質圧延により矯正する方法、特開平
０３−２９４４９６号公報に見られるような電流密度や
浴ｐＨを限定する方法、特開昭６１−１２７８９１号公
報に見られるようなめっき浴中に有機添加剤を加える方
法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術のうち、例えば調質圧延による方法、めっき
条件を限定する方法などは、生産性、経済性の観点から
必ずしも好ましくない。また、めっき浴中に有機添加剤
を加える方法では、外観均一性は改善されるものの、め
っき密着性や塗装後耐食性が劣化することが多い。めっ
き密着性の劣化は有機物がめっき層中へ混入することに
よるものであり、また塗装後耐食性の劣化は、めっき結
晶が粒状化することによる。以上のように、生産性、経
済性に優れ、なおかつ、他の性能、特に塗装後耐食性を
犠牲にすることなく、亜鉛めっきの外観品位を向上させ
る方法は従来技術には見られない。
の従来技術のうち、例えば調質圧延による方法、めっき
条件を限定する方法などは、生産性、経済性の観点から
必ずしも好ましくない。また、めっき浴中に有機添加剤
を加える方法では、外観均一性は改善されるものの、め
っき密着性や塗装後耐食性が劣化することが多い。めっ
き密着性の劣化は有機物がめっき層中へ混入することに
よるものであり、また塗装後耐食性の劣化は、めっき結
晶が粒状化することによる。以上のように、生産性、経
済性に優れ、なおかつ、他の性能、特に塗装後耐食性を
犠牲にすることなく、亜鉛めっきの外観品位を向上させ
る方法は従来技術には見られない。
【０００５】本発明は、上記の問題点を解決した電気亜
鉛めっき鋼板の提供を目的とする。
鉛めっき鋼板の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、発明者らはまず、電気亜鉛めっき鋼板においてめっ
きムラが発生する機構の解明に取り組んだ。めっきムラ
部と健全部のめっき構造の解析を行ったが、この結果、
めっきムラ部は結晶サイズ、結晶方位が健全部のそれと
は異なることを明らかにした。通常、電気亜鉛めっき鋼
板は、結晶サイズが０．５μｍ〜１０μｍ程度の６角板
状の結晶が素地鋼板に対して水平〜直角の角度をなして
めっき皮膜を形成する。そのサイズ、素地との角度はめ
っき浴条件、電解条件によって変化するが、めっき条件
が一定である限り、めっき結晶はめっき面全体にわたっ
て比較的均一な状態で析出する。しかしながら、素地鋼
板の表面清浄前処理が不十分であったり、素地鋼板に金
属組織の不均一性が存在する場合には、これらの不均一
性が亜鉛めっきの電析反応に影響を与え、前述のマクロ
な均一析出が起こらなくなる事を見いだした。したがっ
て、亜鉛めっきの結晶形態（サイズ、配向性）を均一化
するには、素地鋼板表面の清浄度、組織構造を均一化す
れば良い事は容易に想像される。しかしながら、現在既
に素地鋼板の表面清浄処理、金属組織の均一化は、可能
な限り注意深く行っており、これ以上の工程改善は生産
性を落とし、生産コストの上昇を招くことから現実的で
ない。一方、亜鉛系合金めっき、例えば、亜鉛鉄合金や
亜鉛ニッケル合金めっきの素地近傍の結晶サイズは、通
常のめっき条件においても亜鉛めっきに比べ１／１０程
度であり、エピタキシャルな結晶成長が起こりにくいこ
とがわかった。
め、発明者らはまず、電気亜鉛めっき鋼板においてめっ
きムラが発生する機構の解明に取り組んだ。めっきムラ
部と健全部のめっき構造の解析を行ったが、この結果、
めっきムラ部は結晶サイズ、結晶方位が健全部のそれと
は異なることを明らかにした。通常、電気亜鉛めっき鋼
板は、結晶サイズが０．５μｍ〜１０μｍ程度の６角板
状の結晶が素地鋼板に対して水平〜直角の角度をなして
めっき皮膜を形成する。そのサイズ、素地との角度はめ
っき浴条件、電解条件によって変化するが、めっき条件
が一定である限り、めっき結晶はめっき面全体にわたっ
て比較的均一な状態で析出する。しかしながら、素地鋼
板の表面清浄前処理が不十分であったり、素地鋼板に金
属組織の不均一性が存在する場合には、これらの不均一
性が亜鉛めっきの電析反応に影響を与え、前述のマクロ
な均一析出が起こらなくなる事を見いだした。したがっ
て、亜鉛めっきの結晶形態（サイズ、配向性）を均一化
するには、素地鋼板表面の清浄度、組織構造を均一化す
れば良い事は容易に想像される。しかしながら、現在既
に素地鋼板の表面清浄処理、金属組織の均一化は、可能
な限り注意深く行っており、これ以上の工程改善は生産
性を落とし、生産コストの上昇を招くことから現実的で
ない。一方、亜鉛系合金めっき、例えば、亜鉛鉄合金や
亜鉛ニッケル合金めっきの素地近傍の結晶サイズは、通
常のめっき条件においても亜鉛めっきに比べ１／１０程
度であり、エピタキシャルな結晶成長が起こりにくいこ
とがわかった。
【０００７】そこで本発明者らは、不可避的にある程度
の不均一部が存在する素地鋼板の上に、均一な結晶形態
のめっきを析出させる方法を鋭意検討した。その結果、
電析の初期において亜鉛合金めっきの極めて微細な結晶
核を生じさせ、結晶の配向性が完全にランダムな状態の
亜鉛系めっき皮膜層を形成し、その後通常の結晶構造を
有する亜鉛系めっきを電析させれば、素地鋼板の不均一
性は下層の微細なめっき層によりカバーされ、外観性に
優れためっき鋼板が得られることを見いだした。また、
下層として純亜鉛めっきではなく、亜鉛−鉄、亜鉛−ニ
ッケル、亜鉛−クロム等の亜鉛合金めっきを用いること
は、塗装後耐食性の改善にも有効であることが分かっ
た。本発明の構成は以下の通りである。
の不均一部が存在する素地鋼板の上に、均一な結晶形態
のめっきを析出させる方法を鋭意検討した。その結果、
電析の初期において亜鉛合金めっきの極めて微細な結晶
核を生じさせ、結晶の配向性が完全にランダムな状態の
亜鉛系めっき皮膜層を形成し、その後通常の結晶構造を
有する亜鉛系めっきを電析させれば、素地鋼板の不均一
性は下層の微細なめっき層によりカバーされ、外観性に
優れためっき鋼板が得られることを見いだした。また、
下層として純亜鉛めっきではなく、亜鉛−鉄、亜鉛−ニ
ッケル、亜鉛−クロム等の亜鉛合金めっきを用いること
は、塗装後耐食性の改善にも有効であることが分かっ
た。本発明の構成は以下の通りである。
【０００８】（１）電気亜鉛系めっき鋼板において、め
っき金属結晶の大きさが０．００１μｍ以上０．５μｍ
以下の微結晶の集合体からなる厚さ０．０１μｍ以上２
μｍ以下の下層亜鉛合金めっきと、めっき金属結晶が
０．５μｍ以上５μｍ以下の粗結晶の集合体からなる厚
さ０．５μｍ以上５μｍ以下の上層亜鉛系めっきからな
る２層めっきを鋼板表面の片面あるいは両面に施した、
外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛系めっき
鋼板。
っき金属結晶の大きさが０．００１μｍ以上０．５μｍ
以下の微結晶の集合体からなる厚さ０．０１μｍ以上２
μｍ以下の下層亜鉛合金めっきと、めっき金属結晶が
０．５μｍ以上５μｍ以下の粗結晶の集合体からなる厚
さ０．５μｍ以上５μｍ以下の上層亜鉛系めっきからな
る２層めっきを鋼板表面の片面あるいは両面に施した、
外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛系めっき
鋼板。
【０００９】（２）構成（１）の電気亜鉛系めっき鋼板
において、下層が亜鉛−鉄、亜鉛−ニッケル、亜鉛−ク
ロム合金めっきのいずれかである外観の均一性と塗装後
耐食性に優れた電気亜鉛系めっき鋼板。
において、下層が亜鉛−鉄、亜鉛−ニッケル、亜鉛−ク
ロム合金めっきのいずれかである外観の均一性と塗装後
耐食性に優れた電気亜鉛系めっき鋼板。
【００１０】
【作用】以下に本発明における限定理由について述べ
る。
る。
【００１１】まず、下層を亜鉛合金めっきとしたのは、
微細な結晶が得られやすいこと、および塗装後耐食性を
向上させる効果があることによる。下層めっきの結晶の
大きさを０．００１μｍ以上０．５μｍ以下としたの
は、結晶配向の均一性が崩れたランダムな状態のめっき
層を形成するためである。結晶の大きさが小さいほど素
地鋼板の不均一性を遮蔽する効果が大きい。ただし、工
業的には、０．００１μｍ未満の微結晶を作製する事は
困難であるので０．００１μｍを下限とし、一方、０．
５μｍを越えるとランダム性が薄れ素地鋼板の不均一性
の遮蔽効果を示さなくなるため０．５μｍを上限とし
た。下層の厚さは、素地鋼板の不均一性を遮蔽する効果
を得るために、最低でも０．０１μｍが必要である。一
方、上限は特に定めるものではないが、加工性を考える
と２μｍ以下が望ましい。上記のような亜鉛合金めっき
の微細な結晶を得るには、電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 以
上２５０Ａ／ｄｍ2 以下とする必要があるが、これは電
気亜鉛めっきの通常の操業条件の範囲であり、特に生産
性を制限するものとはならず、従って、経済性に優れた
方法であるといえる。
微細な結晶が得られやすいこと、および塗装後耐食性を
向上させる効果があることによる。下層めっきの結晶の
大きさを０．００１μｍ以上０．５μｍ以下としたの
は、結晶配向の均一性が崩れたランダムな状態のめっき
層を形成するためである。結晶の大きさが小さいほど素
地鋼板の不均一性を遮蔽する効果が大きい。ただし、工
業的には、０．００１μｍ未満の微結晶を作製する事は
困難であるので０．００１μｍを下限とし、一方、０．
５μｍを越えるとランダム性が薄れ素地鋼板の不均一性
の遮蔽効果を示さなくなるため０．５μｍを上限とし
た。下層の厚さは、素地鋼板の不均一性を遮蔽する効果
を得るために、最低でも０．０１μｍが必要である。一
方、上限は特に定めるものではないが、加工性を考える
と２μｍ以下が望ましい。上記のような亜鉛合金めっき
の微細な結晶を得るには、電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 以
上２５０Ａ／ｄｍ2 以下とする必要があるが、これは電
気亜鉛めっきの通常の操業条件の範囲であり、特に生産
性を制限するものとはならず、従って、経済性に優れた
方法であるといえる。
【００１２】次に、上層めっきについては、適度な表面
凹凸を有し、塗膜密着性、プレス時の潤滑油の表面保持
性、梨地外観の光沢性等、既存の電気亜鉛めっき鋼板と
全く同等の性能を示すために、結晶サイズを０．５μｍ
以上、５μｍ以下とすることが必要である。０．５μｍ
未満では表面光沢が得られず、５μｍを越えると粗大結
晶となり密着性、塗装後耐食性が劣化する。めっき厚さ
は結晶サイズ以上であるから、０．５μｍ以上が必要で
ある。また、めっき厚さの上限は特に定めるものではな
いが、加工性を考えると５μｍ以下が望ましい。
凹凸を有し、塗膜密着性、プレス時の潤滑油の表面保持
性、梨地外観の光沢性等、既存の電気亜鉛めっき鋼板と
全く同等の性能を示すために、結晶サイズを０．５μｍ
以上、５μｍ以下とすることが必要である。０．５μｍ
未満では表面光沢が得られず、５μｍを越えると粗大結
晶となり密着性、塗装後耐食性が劣化する。めっき厚さ
は結晶サイズ以上であるから、０．５μｍ以上が必要で
ある。また、めっき厚さの上限は特に定めるものではな
いが、加工性を考えると５μｍ以下が望ましい。
【００１３】なお、下地鋼板は、特定されるものではな
く、例えばアルミキルド鋼、極低炭素チタン添加鋼、低
腐食速度鋼、ステンレス鋼等が適用できる。これらの下
地において多少の汚れ、酸化物層、偏析元素層等があっ
ても良い。
く、例えばアルミキルド鋼、極低炭素チタン添加鋼、低
腐食速度鋼、ステンレス鋼等が適用できる。これらの下
地において多少の汚れ、酸化物層、偏析元素層等があっ
ても良い。
【００１４】
【実施例】低炭素鋼を素材とし、通常の熱間圧延、冷間
圧延、連続焼鈍を施した板めっき素地鋼板とした。この
上に下層として表１に示す各種亜鉛系めっきを施した。
電流密度は４０〜２７０Ａ／ｄｍ2 の範囲で変化させ、
結晶サイズの制御を行った。次に、上層めっきについて
も表１に示す各種亜鉛系めっきを施して、表２，表３に
示す２層めっきを得た。そして、得られた２層めっき鋼
板の外観の均一性と塗装後耐食性を評価した。
圧延、連続焼鈍を施した板めっき素地鋼板とした。この
上に下層として表１に示す各種亜鉛系めっきを施した。
電流密度は４０〜２７０Ａ／ｄｍ2 の範囲で変化させ、
結晶サイズの制御を行った。次に、上層めっきについて
も表１に示す各種亜鉛系めっきを施して、表２，表３に
示す２層めっきを得た。そして、得られた２層めっき鋼
板の外観の均一性と塗装後耐食性を評価した。
【００１５】（１）外観の均一性の評価は、１５００ｍ
ｍ×２０００ｍｍのめっき中のめっきムラの個数で評価
し、以下のような評点で表した。
ｍ×２０００ｍｍのめっき中のめっきムラの個数で評価
し、以下のような評点で表した。
【００１６】◎ ムラ部が０箇所 ○ ムラ部が１〜５箇所 △ ムラ部が６〜１０箇所 Ｘ ムラ部が１１箇所以上 （２）塗装後耐食性は、１５０ｍｍ×７０ｍｍのサイズ
にめっき鋼板を切断後、化成処理、電着塗装を施し、中
央部にナイフにてクロスカットを入れ、塩水噴霧試験
（２時間）−乾燥（１０時間）−湿潤（１０時間）から
なるサイクル腐食試験５０サイクル後の塗膜の膨れ幅で
評価した。
にめっき鋼板を切断後、化成処理、電着塗装を施し、中
央部にナイフにてクロスカットを入れ、塩水噴霧試験
（２時間）−乾燥（１０時間）−湿潤（１０時間）から
なるサイクル腐食試験５０サイクル後の塗膜の膨れ幅で
評価した。
【００１７】◎ 膨れ幅１ｍｍ以内 ○ 膨れ幅１〜５ｍｍ △ 膨れ幅６〜１０ｍｍ Ｘ 膨れ幅１０ｍｍ以上 上記の評価結果をまとめて表２，３に示す。表より明ら
かなように、本発明によれば、均一外観性に優れた、電
気亜鉛めっき鋼板を得ることができる。したがって、た
とえば、家電、建材材料には好適の材料である。
かなように、本発明によれば、均一外観性に優れた、電
気亜鉛めっき鋼板を得ることができる。したがって、た
とえば、家電、建材材料には好適の材料である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】本発明の構造を有する電気亜鉛系めっき
鋼板は、従来の電気亜鉛めっき鋼板に比べ表面経済的
で、外観の均一性と塗装後耐食性が向上しており、意匠
性を要求される家電、建材等への使用で不良材の割合を
減少する事が可能となり、材料コストの低減につながる
だけでなく、ひいては地球環境の維持に対しても貢献す
る。
鋼板は、従来の電気亜鉛めっき鋼板に比べ表面経済的
で、外観の均一性と塗装後耐食性が向上しており、意匠
性を要求される家電、建材等への使用で不良材の割合を
減少する事が可能となり、材料コストの低減につながる
だけでなく、ひいては地球環境の維持に対しても貢献す
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 めっき金属結晶の大きさが０．００１μ
ｍ以上０．５μｍ以下の微結晶の集合体からなる厚さ
０．０１μｍ以上２μｍ以下の下層亜鉛合金めっきと、
めっき金属結晶が０．５μｍ以上１０μｍ以下の粗結晶
の集合体からなる厚さ０．５μｍ以上５μｍ以下の上層
亜鉛めっきからなる２層めっきを鋼板表面の片面あるい
は両面に施した、めっき外観の均一性と塗装後耐食性に
優れた電気亜鉛系めっき鋼板。 - 【請求項２】 下層の亜鉛合金めっきが亜鉛−鉄、亜鉛
−ニッケル、亜鉛−クロム合金めっきのいずれかである
請求項１記載のめっき外観の均一性と塗装後耐食性に優
れた電気亜鉛系めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259394A JPH07243083A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259394A JPH07243083A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243083A true JPH07243083A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12363163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259394A Withdrawn JPH07243083A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | めっき外観の均一性と塗装後耐食性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000192282A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-11 | Nkk Corp | 電気亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 |
| CN116083981A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-09 | 北京依蓝能源科技有限公司 | 一种连续不锈钢-碳钢电镀锌复合板及其制备方法 |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP3259394A patent/JPH07243083A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000192282A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-11 | Nkk Corp | 電気亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 |
| CN116083981A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-09 | 北京依蓝能源科技有限公司 | 一种连续不锈钢-碳钢电镀锌复合板及其制备方法 |
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