JPH0776794A - 均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板Info
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- JPH0776794A JPH0776794A JP22345193A JP22345193A JPH0776794A JP H0776794 A JPH0776794 A JP H0776794A JP 22345193 A JP22345193 A JP 22345193A JP 22345193 A JP22345193 A JP 22345193A JP H0776794 A JPH0776794 A JP H0776794A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶配向性、めっき厚さ結晶の大きさがマク
ロな均一性を有する電気亜鉛めっき鋼板を供給する。 【構成】 電気亜鉛めっき鋼板において、亜鉛の微結晶
の集合体からなる下層と通常の結晶形態を有する上層か
らなる２層構造にすることにより、下地鋼板の汚れムラ
や、組織の不均一性に影響されない外観均一性に優れた
亜鉛めっき鋼板。下層および上層の結晶サイズ、厚さを
規定する事により均一外観性に優れためっきを提供す
る。
ロな均一性を有する電気亜鉛めっき鋼板を供給する。 【構成】 電気亜鉛めっき鋼板において、亜鉛の微結晶
の集合体からなる下層と通常の結晶形態を有する上層か
らなる２層構造にすることにより、下地鋼板の汚れムラ
や、組織の不均一性に影響されない外観均一性に優れた
亜鉛めっき鋼板。下層および上層の結晶サイズ、厚さを
規定する事により均一外観性に優れためっきを提供す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車，家電，建材等
に使用される均一外観性に優れた防錆用電気亜鉛めっき
鋼板に関するものである。
に使用される均一外観性に優れた防錆用電気亜鉛めっき
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。これらのめっき鋼板
は、鉄鋼メーカーにおいては、広幅（最大巾２０００ｍ
ｍ程度）の鋼板ストリップの連続めっき法で生産され
る。その際、連続めっき時の板の進行方向（Ｌ方向）に
外観ムラが生じるものや下地鋼板の結晶方位や清浄度の
不均一性に影響して外観ムラが生じる事がある。この外
観ムラは、めっき層の厚さの不均一性、結晶配向性の不
均一性、結晶の大きさの不均一性等によるものであり、
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
としてあきらめられていた。
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。これらのめっき鋼板
は、鉄鋼メーカーにおいては、広幅（最大巾２０００ｍ
ｍ程度）の鋼板ストリップの連続めっき法で生産され
る。その際、連続めっき時の板の進行方向（Ｌ方向）に
外観ムラが生じるものや下地鋼板の結晶方位や清浄度の
不均一性に影響して外観ムラが生じる事がある。この外
観ムラは、めっき層の厚さの不均一性、結晶配向性の不
均一性、結晶の大きさの不均一性等によるものであり、
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
としてあきらめられていた。
【０００３】一方、ユーザーは、使用用途もしくは部位
に応じて、塗装処理、クロメート処理を施す場合や、未
処理のままでめっき鋼板を使用する。その際、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事があり、また、未処理、
クロメート処理剤では明瞭にムラが認められる。さら
に、このムラは単に外観上の問題のみならず、耐食性、
加工性等の重要な性能にまで影響を及ぼしている事が考
えられる。したがって、均一外観性もしくはめっき層構
造のマクロな均一性を有するめっき鋼板の開発が強く望
まれていた。
に応じて、塗装処理、クロメート処理を施す場合や、未
処理のままでめっき鋼板を使用する。その際、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事があり、また、未処理、
クロメート処理剤では明瞭にムラが認められる。さら
に、このムラは単に外観上の問題のみならず、耐食性、
加工性等の重要な性能にまで影響を及ぼしている事が考
えられる。したがって、均一外観性もしくはめっき層構
造のマクロな均一性を有するめっき鋼板の開発が強く望
まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な課題を解決して、結晶配向性、めっき厚さ、結晶の大
きさがマクロな均一性を有する電気亜鉛めっき鋼板を供
給する事にある。
な課題を解決して、結晶配向性、めっき厚さ、結晶の大
きさがマクロな均一性を有する電気亜鉛めっき鋼板を供
給する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、めっきムラ
が発生する機構を解明するため、めっきムラ部と健全部
のめっき構造の解析を行った。その結果、めっきムラ部
は結晶の大きさ、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
の大きさが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。その大きさ、素地との角度はめっき浴条
件、電解条件によって容易に変化するため、そのコント
ロールは難しいが、めっき条件が変化しない限り、マク
ロ的にも比較的均一な状態で析出する。また、この結晶
の大きさは他の亜鉛系合金めっき、例えば、亜鉛鉄合金
や亜鉛ニッケル合金めっきの結晶の大きさに比べ１０倍
以上大きく、エピタキシャルな結晶成長が起こり易い金
属である事がわかった。
が発生する機構を解明するため、めっきムラ部と健全部
のめっき構造の解析を行った。その結果、めっきムラ部
は結晶の大きさ、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
の大きさが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。その大きさ、素地との角度はめっき浴条
件、電解条件によって容易に変化するため、そのコント
ロールは難しいが、めっき条件が変化しない限り、マク
ロ的にも比較的均一な状態で析出する。また、この結晶
の大きさは他の亜鉛系合金めっき、例えば、亜鉛鉄合金
や亜鉛ニッケル合金めっきの結晶の大きさに比べ１０倍
以上大きく、エピタキシャルな結晶成長が起こり易い金
属である事がわかった。
【０００６】しかしながら、素地鋼板の表面清浄前処理
が不十分だったり、素地鋼板自身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
電析反応自身に影響を与え、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。すなわち、電気亜鉛め
っきは素地の影響を強く受けた電析反応である事を見い
だした。したがって、均一外観性、すなわち亜鉛めっき
金属の結晶形態（大きさ、配向性）を制御するには、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
行ってきており、これ以上の向上は生産性を落とし、コ
ストアップを招く事から現実的でない。
が不十分だったり、素地鋼板自身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
電析反応自身に影響を与え、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。すなわち、電気亜鉛め
っきは素地の影響を強く受けた電析反応である事を見い
だした。したがって、均一外観性、すなわち亜鉛めっき
金属の結晶形態（大きさ、配向性）を制御するには、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
行ってきており、これ以上の向上は生産性を落とし、コ
ストアップを招く事から現実的でない。
【０００７】そこで、本発明者らは、素地鋼板は不可避
的にある程度の不均一部が存在するとし、なおかつめっ
きの均一外観性を向上させる方法を鋭意検討してきた結
果、本発明を見いだした。すなわち、亜鉛めっき鋼板は
エピタキシャルな結晶成長を起こし易い事から、めっき
下層、すなわち電析の初期において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
鉛めっき皮膜層を形成させ、その後通常の結晶構造を有
する亜鉛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ることから
外観性に優れためっき鋼板が得られる事を見いだした。
下層および上層めっき層の結晶の大きさ、層厚さを鋭意
検討し最適な範囲を見いだし、本発明とした。本発明の
要旨は以下の通りである。
的にある程度の不均一部が存在するとし、なおかつめっ
きの均一外観性を向上させる方法を鋭意検討してきた結
果、本発明を見いだした。すなわち、亜鉛めっき鋼板は
エピタキシャルな結晶成長を起こし易い事から、めっき
下層、すなわち電析の初期において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
鉛めっき皮膜層を形成させ、その後通常の結晶構造を有
する亜鉛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ることから
外観性に優れためっき鋼板が得られる事を見いだした。
下層および上層めっき層の結晶の大きさ、層厚さを鋭意
検討し最適な範囲を見いだし、本発明とした。本発明の
要旨は以下の通りである。
【０００８】電気亜鉛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２μｍ以下
の下層と、めっき金属結晶が０．５μｍ以上１０μｍ以
下の微結晶の集合体からなる厚さ０．５μｍ以上１００
μｍ以下の上層からなる２層亜鉛めっきを鋼板表面の片
面あるいは両面に施した、外観の均一性に優れた電気亜
鉛めっき鋼板にある。
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２μｍ以下
の下層と、めっき金属結晶が０．５μｍ以上１０μｍ以
下の微結晶の集合体からなる厚さ０．５μｍ以上１００
μｍ以下の上層からなる２層亜鉛めっきを鋼板表面の片
面あるいは両面に施した、外観の均一性に優れた電気亜
鉛めっき鋼板にある。
【０００９】
【作用】下層は結晶の大きさが０．００１μｍ以上０．
５μｍ以下と通常の亜鉛めっきに比べ極めて小さい微結
晶の集合体からなり、その結果、結晶配向の均一性は崩
れランダムな状態の亜鉛めっき層が形成されている。結
晶の大きさは小さいほど、また下層厚さは厚いほど素地
鋼板の不均一性を遮蔽する事が可能であり望ましい。結
晶の大きさは電気めっき条件により変化させる事が可能
で、例えば、電気めっき時の過電圧を高くする（高電流
密度）方法や光沢剤を添加する方法などがあり、いずれ
の方法でも良い。工業的には、０．００１μｍ以下の微
結晶を作製する事は困難であるのでこれを下限とし、
０．５μｍ以上にな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。下層の厚さは最低で
も０．０１μｍないと素地鋼板を完全に亜鉛めっき層で
おおう事ができないため遮蔽効果が十分に発揮されな
い。一方、上限は特に定めるものではないが、微細な結
晶を得るめっき条件は、極めて高い電流密度、光沢剤の
添加が必要とするため、便宜上２μｍ以下とした。
５μｍ以下と通常の亜鉛めっきに比べ極めて小さい微結
晶の集合体からなり、その結果、結晶配向の均一性は崩
れランダムな状態の亜鉛めっき層が形成されている。結
晶の大きさは小さいほど、また下層厚さは厚いほど素地
鋼板の不均一性を遮蔽する事が可能であり望ましい。結
晶の大きさは電気めっき条件により変化させる事が可能
で、例えば、電気めっき時の過電圧を高くする（高電流
密度）方法や光沢剤を添加する方法などがあり、いずれ
の方法でも良い。工業的には、０．００１μｍ以下の微
結晶を作製する事は困難であるのでこれを下限とし、
０．５μｍ以上にな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。下層の厚さは最低で
も０．０１μｍないと素地鋼板を完全に亜鉛めっき層で
おおう事ができないため遮蔽効果が十分に発揮されな
い。一方、上限は特に定めるものではないが、微細な結
晶を得るめっき条件は、極めて高い電流密度、光沢剤の
添加が必要とするため、便宜上２μｍ以下とした。
【００１０】上層の結晶の大きさは通常の電気亜鉛めっ
きと同等で０．５〜１０μｍあり、適度な表面凹凸を有
する事から、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。上層の結晶の大きさは０．５μ
ｍ以上有る事からそのめっき厚さは０．５μｍ以上必要
である。これより薄いと結晶が完全に形成されないた
め、既存の電気亜鉛めっきと同等の特性を示さなくな
る。めっき厚さの上限は特に定めるものではないが、電
力コストを考えると１００μｍ程度になる。
きと同等で０．５〜１０μｍあり、適度な表面凹凸を有
する事から、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。上層の結晶の大きさは０．５μ
ｍ以上有る事からそのめっき厚さは０．５μｍ以上必要
である。これより薄いと結晶が完全に形成されないた
め、既存の電気亜鉛めっきと同等の特性を示さなくな
る。めっき厚さの上限は特に定めるものではないが、電
力コストを考えると１００μｍ程度になる。
【００１１】図１は、本発明材を、ウルトラミクロトー
ム法で断面方向の薄膜にし、透過型の電子顕微鏡で観察
した明視野像である。写真中央部に素地鋼板とめっき層
の界面がある。薄膜作製時の切断方向が左下から右上に
なり、素地鋼板はその方向と垂直にひだ状の変形が生じ
ている。めっき層は切断時の変形はほとんど認められな
い。めっき層中のコントラスト（白黒の多角形状の模
様）は回折コントラストと呼ばれるもので結晶面がある
特定の方向を向いていると回折にともなう吸収が生じて
透過電子量が減少し黒くなる。したがって、結晶粒子が
微小な場合は黒色部の大きさを結晶の大きさに近似する
事ができる。図１において、素地界面近傍のめっき層
は、粒径が２０ｎｍ〜１００ｎｍの微結晶が観測される
事から微細な結晶が集合しており、素地鋼板表面を完全
に覆っている事がわかる。
ム法で断面方向の薄膜にし、透過型の電子顕微鏡で観察
した明視野像である。写真中央部に素地鋼板とめっき層
の界面がある。薄膜作製時の切断方向が左下から右上に
なり、素地鋼板はその方向と垂直にひだ状の変形が生じ
ている。めっき層は切断時の変形はほとんど認められな
い。めっき層中のコントラスト（白黒の多角形状の模
様）は回折コントラストと呼ばれるもので結晶面がある
特定の方向を向いていると回折にともなう吸収が生じて
透過電子量が減少し黒くなる。したがって、結晶粒子が
微小な場合は黒色部の大きさを結晶の大きさに近似する
事ができる。図１において、素地界面近傍のめっき層
は、粒径が２０ｎｍ〜１００ｎｍの微結晶が観測される
事から微細な結晶が集合しており、素地鋼板表面を完全
に覆っている事がわかる。
【００１２】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、チタン添加鋼、極低炭素
鋼、低腐食速度鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、チタ
ン等が適用できる。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、チタン添加鋼、極低炭素
鋼、低腐食速度鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、チタ
ン等が適用できる。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。
【００１３】
【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をめっき素地鋼板とした。電
気亜鉛めっきは硫酸亜鉛、硫酸ナトリウム、硫酸からな
るめっき浴を用い、液循環式の電気めっき装置を用い
た。めっき結晶粒の大きさのコントロールは電流密度を
変化させる事で行い、電流密度を２段階に変化させる事
で２層めっきを得た。一方、比較材の通常のめっき鋼板
は、上記のめっき液およびめっき装置を用いて、電流密
度を１００Ａ／ｄｍ2 で所定のめっき厚さになるまで電
解した。均一外観性の評価は、１５０ｍｍ×３００ｍｍ
のめっき中のめっきムラの個数で評価し、その個数が０
個の場合を〇、１個以上有る場合を×とした。試験結果
をまとめて表１に示す。表１から明らかなように、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
を得る事ができる。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。
圧延、連続焼鈍を施した板をめっき素地鋼板とした。電
気亜鉛めっきは硫酸亜鉛、硫酸ナトリウム、硫酸からな
るめっき浴を用い、液循環式の電気めっき装置を用い
た。めっき結晶粒の大きさのコントロールは電流密度を
変化させる事で行い、電流密度を２段階に変化させる事
で２層めっきを得た。一方、比較材の通常のめっき鋼板
は、上記のめっき液およびめっき装置を用いて、電流密
度を１００Ａ／ｄｍ2 で所定のめっき厚さになるまで電
解した。均一外観性の評価は、１５０ｍｍ×３００ｍｍ
のめっき中のめっきムラの個数で評価し、その個数が０
個の場合を〇、１個以上有る場合を×とした。試験結果
をまとめて表１に示す。表１から明らかなように、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
を得る事ができる。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。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明の構造を有する電気亜鉛めっき鋼
板は、従来の電気亜鉛めっき鋼板に比べ表面外観の均一
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。
板は、従来の電気亜鉛めっき鋼板に比べ表面外観の均一
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。
【図１】本発明材の地鉄とめっき層近傍の明視野像を示
す。
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲沢 真人 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)
- 【請求項１】 電気亜鉛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２μｍ以
下の下層と、めっき金属結晶が０．５μｍ以上１０μｍ
以下の微結晶の集合体からなる厚さ０．５μｍ以上１０
０μｍ以下の上層からなる２層亜鉛めっきを鋼板表面の
片面あるいは両面に施した、外観の均一性に優れた電気
亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22345193A JPH0776794A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 均一外観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 |
|---|---|---|---|
| JP22345193A JPH0776794A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0776794A true JPH0776794A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16798356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22345193A Pending JPH0776794A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08260189A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-10-08 | Nippon Steel Corp | リン酸塩処理後の均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
| KR100403465B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2004-01-28 | 주식회사 포스코 | 이단으로아연도금하는전기아연도금강판의제조방법 |
| KR100406469B1 (ko) * | 1998-10-21 | 2004-03-24 | 주식회사 포스코 | 흑색무늬결함이없는연속전기아연도금강판제조방법 |
| JP2020059865A (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 株式会社エフ．イー．シーチェーン | めっき部材 |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22345193A patent/JPH0776794A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08260189A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-10-08 | Nippon Steel Corp | リン酸塩処理後の均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 |
| KR100406469B1 (ko) * | 1998-10-21 | 2004-03-24 | 주식회사 포스코 | 흑색무늬결함이없는연속전기아연도금강판제조방법 |
| KR100403465B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2004-01-28 | 주식회사 포스코 | 이단으로아연도금하는전기아연도금강판의제조방법 |
| JP2020059865A (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 株式会社エフ．イー．シーチェーン | めっき部材 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |