JPH08998B2 - 加工性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

加工性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法

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JPH08998B2
JPH08998B2 JP3062425A JP6242591A JPH08998B2 JP H08998 B2 JPH08998 B2 JP H08998B2 JP 3062425 A JP3062425 A JP 3062425A JP 6242591 A JP6242591 A JP 6242591A JP H08998 B2 JPH08998 B2 JP H08998B2
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雅樹 阿部
幸光 塩原
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D15/00Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
    • C25D15/02Combined electrolytic and electrophoretic processes with charged materials

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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用鋼板、家庭
電器製品用鋼板等に好適な、加工性に優れた亜鉛系電気
めっき鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】亜鉛系電気めっき鋼板は、耐食性に優れ
ているところから、自動車用鋼板および家庭電器製品用
鋼板等として、広く使用されている。しかしながら、亜
鉛系電気めっき鋼板は、冷延鋼板に比べて、プレス等に
よる成形加工性に劣る問題を有している。その原因は、
プレス成形加工時の、金型に対する亜鉛系電気めっき鋼
板の摺動抵抗が、冷延鋼板のそれよりも大きいためであ
る。その結果、亜鉛系電気めっき鋼板に対し、厳しいプ
レス成形加工が施された場合には、鋼板自体の破断や亜
鉛系めっき層の剥離が生じ、剥離した亜鉛系めっき層が
金型の表面に凝着する。このように、剥離した亜鉛系め
っき層が凝着した金型を使用して、プレス成形加工を行
うと、成形加工された亜鉛系電気めっき鋼板に、押し疵
等の重大な欠陥が発生する。
【0003】上述した問題を解決し、亜鉛系電気めっき
鋼板の加工性を向上させる手段として、例えば、特開昭
61-26600号には、亜鉛系めっき層の表面上に、加工性の
向上のための有機高分子被膜を形成する方法が開示さ
れ、特開平1-17258号には、亜鉛系めっき層の表面上
に、加工性の向上のためのホウ素、ケイ素、燐等の半金
属の無水アルカリ金属塩からなる被膜を形成する方法が
開示され、更に、特開平2-190483 号には、亜鉛系めっ
き層の表面上に、加工性の向上のためのZnO を主体とす
る酸化被膜を形成する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法に
は、次ぎのような問題がある。 亜鉛系めっき層の表面上に、加工性の向上のための
被膜を形成する処理工程が必要となる結果、この処理工
程のために製造コストが上昇する。 プレス成形加工時に、亜鉛系めっき層の表面上に形
成された上記被膜が削り取られ、削り取られた被膜が、
金型に付着しそして蓄積する。そのために、付着した被
膜を金型から除去しなければならず、除去が不十分な場
合には、そのような金型を使用して成形加工された亜鉛
系電気めっき鋼板に、押し疵等の欠陥が発生する。 亜鉛系めっき層の表面上に形成された被膜は、プレ
ス成形加工後に施される化成処理や塗膜の形成に悪影響
を及ぼし、仕上がり外観性および耐食性の低下を招く。
従って、プレス成形加工後に、上記被膜を完全に除去し
なけらばならず、このために、製造コストが上昇する。
【0005】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、亜鉛系めっき層の表面上に加工性の向上のた
めの被膜を形成することなく、加工性に優れ、且つ、ス
ポット溶接性の良好な亜鉛系電気めっき鋼板を、経済的
に製造することができる方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、所定量
の硝酸イオンまたは亜硝酸イオン、および、所定量の酸
化物微粒子を含有する亜鉛系酸性電気めっき液中におい
て、鋼板を電気めっきして、鋼板の少なくとも1つの表
面上に、酸化物微粒子をその核とする水酸化亜鉛粒子
均一に分散している亜鉛系めっき層を形成すれば、プレ
ス成形性に優れ、且つ、スポット溶接性の良好な亜鉛系
電気めっき鋼板を製造し得ることを知見した。
【0007】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明の方法は、0.1 〜50g/l の範囲
内の量の硝酸イオンまたは亜硝酸イオン、および、0.1
〜0.5 g/l 未満の範囲内の量の酸化物微粒子を含有する
亜鉛系酸性電気めっき液中において、鋼板を電気めっき
して、前記鋼板の少なくとも1つの表面上に、酸化物微
粒子をその核とする水酸化亜鉛粒子が均一に分散してい
る亜鉛系めっき層を形成することに特徴を有するもので
ある。
【0008】
【作用】この発明においては、上述したように、0.1 〜
50g/l の範囲内の量の硝酸イオンまたは亜硝酸イオン、
および、0.1 〜0.5 g/l 未満の範囲内の量の酸化物微粒
子を含有する亜鉛系酸性電気めっき液中において、鋼板
を電気めっきする。このような亜鉛系酸性電気めっき液
中において、鋼板を電気めっきすると、硝酸イオンまた
は亜硝酸イオンの還元反応によって、陰極即ち鋼板の界
面における電気めっき液のpH値が上昇する。陰極即ち鋼
板の界面における電気めっき液のpH値の上昇によって、
亜鉛イオンが水酸化亜鉛となり、陰極としての鋼板の表
面上に、亜鉛と共に析出する。
【0009】酸化物微粒子は、亜鉛系めっき層中への水
酸化亜鉛の均一な析出を促進する作用を有している。即
ち、亜鉛系酸性電気めっき液中に、硝酸イオンまたは亜
硝酸イオンを共に酸化物微粒子を含有させると、酸化物
微粒子が核となり、その表面上に水酸化亜鉛が吸着され
た状態で、水酸化亜鉛粒子が析出する。従って、酸化物
微粒子の添加量に応じた割合で、亜鉛系めっき層中に、
酸化物微粒子をその核とする微細な水酸化亜鉛粒子を、
均一に分散させることができ、水酸化亜鉛が、亜鉛系め
っき層中において過度に凝集しそして成長することはな
い。
【0010】このような、その少なくとも1つの表面上
に、酸化物微粒子をその核とする水酸化亜鉛粒子が均一
に分散している亜鉛系めっき層が形成された電気亜鉛め
っき鋼板に、プレス成形加工が施されると、めっき層中
の水酸化亜鉛粒子が、めっき層にかかる応力を分散し、
応力の局部的な集中を抑制する。従って、プレス成形加
工時に、亜鉛系めっき層に多数の微細なクラックが発生
するが、従来のように、亜鉛系めっき層が鋼板から剥離
し、そして、金型の表面に凝着するようなことは生じな
い。
【0011】亜鉛系酸性電気めっき液中の、硝酸イオン
または亜硝酸イオンの含有量は、0.1 〜50g/l の範囲内
とすべきである。硝酸イオンまたは亜硝酸イオンの含有
量が0.1 g/l 未満では、亜鉛系めっき層中の水酸化亜鉛
の量が不足し、上述した効果が得られない。一方、硝酸
イオンまたは亜硝酸イオンの含有量が、50g/l を超える
と、亜鉛系めっき層中の水酸化亜鉛の量が過剰となり、
亜鉛系めっき層全体が脆くなって、めっき層が鋼板から
剥離しやすくなる。
【0012】亜鉛系酸性電気めっき液中の、酸化物微粒
子の含有量は、0.1 〜0.5 g/l 未満の範囲内とすべきで
ある。酸化物微粒子の含有量が0.1 g/l 未満では、水酸
化亜鉛粒子を微細に且つ均一に分散させることができな
い。一方、酸化物微粒子の含有量が0.5 g/l 以上では
亜鉛系めっき層中に過剰な水酸化亜鉛粒子が析出する結
果、亜鉛系めっき層の導電性が阻害され、スポット溶接
性が低下する。
【0013】酸化物微粒子としては、シリカ、アルミ
ナ、チタニア等が使用される。酸化物微粒子の粒径は、
0.005 〜5μm の範囲内に限定することが好ましい。酸
化物微粒子の粒径が0.005 μm 未満では、これを工業的
に製造することが困難である。一方、酸化物微粒子の粒
径が5μm を超えると、水酸化亜鉛の微細化、および、
亜鉛系めっき層中への水酸化亜鉛の均一な分散が困難に
なる。
【0014】水酸化亜鉛粒子が均一に分散している亜鉛
系めっき層のめっき量は、鋼板の片面当たり20〜120 g/
m2の範囲内とすることが好ましい。めっき量が、鋼板の
片面当たり20g/m2未満では、亜鉛系めっき層の耐食性が
低下する。一方、めっき量が、鋼板の片面当たり120 g/
m2を超えると、加工性が劣化する。この発明の方法によ
る、加工性を向上させる最も好ましいめっき量は、鋼板
の片面当たり40〜100g/m2の範囲内である。
【0015】亜鉛系酸性電気めっき液のpH値は、1〜4
の範囲内とすることが好ましい。めっき液のpH値が1未
満では、電解効率が低下する。一方、めっき液のpH値が
4超では、酸化物微粒子が凝集してめっき液中に沈澱す
る結果、亜鉛系めっき層中に水酸化亜鉛粒子を均一に分
散させることができない。
【0016】この発明においては、水酸化亜鉛粒子が均
一に分散している亜鉛系めっき層は、金属成分として、
亜鉛のみを含有してもよく、または、必要に応じて、
鉄、ニッケル、コバルトおよびクロムのうちの少なくと
も1つの成分を付加的に含有してもよい。
【0017】水酸化亜鉛粒子が均一に分散している亜鉛
系めっき層を、その少なくとも1つの表面上に形成すべ
き鋼板は、冷延鋼板または熱延鋼板等の、表面処理を施
されていない鋼板でもよく、従来の電気亜鉛めっき鋼
板、または、亜鉛の外に、鉄、ニッケル、コバルトおよ
びクロム等のうちの少なくとも1つの成分を含有する従
来の亜鉛合金電気めっき鋼板でもよい。
【0018】基本めっき液としては、何れも公知の、硫
酸めっき液、塩化物めっき液、または、硫酸および塩化
物の混合めっき液が使用される。上記基本めっき液中
に、必要に応じて、導電補助剤および/または光沢剤等
を付加的に添加してもよい。
【0019】
【実施例】次に、この発明の方法を、実施例により、比
較例と対比しながら説明する。下記からなる酸性電気亜
鉛めっき液(以下、「基本めっき液」という)を使用し
た。 硫酸亜鉛 : 300 g/l 硫酸ナトリウム: 30 g/l 酢酸ナトリウム: 15 g/l 上述した基本めっき液中に、第1表に示すように、この
発明の範囲内の量の、硝酸イオンまたは亜硝酸イオン、
および、酸化物微粒子を添加して、この発明の酸性電気
亜鉛めっき液(以下、「本発明めっき液」という)No.
1〜8を調製した。次いで、本発明めっき液No. 1〜8
の各々の中において、50A/dm2 の電流密度で、厚さ0.7
mmの冷延鋼板を電気めっきして、冷延鋼板の一方の表面
上に、水酸化亜鉛が均一に分散している亜鉛めっき層を
形成した。
【0020】比較のために、上述した基本めっき液中
に、第1表に併せて示すように、硝酸イオンまたは亜硝
酸イオン、および、酸化物微粒子を添加せず、または、
その何れか一方のみを添加し、または、この発明の方法
の範囲外の量の、硝酸イオンまたは亜硝酸イオン、また
は、酸化物微粒子を添加して、この発明の範囲外の酸性
電気亜鉛めっき液(以下、「比較用めっき液」という)
No. 1〜9を調製した。次いで、比較用電気めっき液N
o. 1〜9の各々の中において、50A/dm2 の電流密度
で、厚さ0.7 mmの冷延鋼板を電気めっきして、冷延鋼板
の一方の表面上に、亜鉛めっき層を形成した。
【0021】第 1 表
【0022】本発明電気めっき液No. 1〜8、および、
比較用電気めっき液No. 1〜9を用いて製造された電気
亜鉛めっき鋼板の各々について、めっき量、加工性およ
びスポット溶接性を調べた。加工性は、ドロービード試
験機によって、上記各電気亜鉛めっき鋼板の試験片をし
ごいたときの、各々の亜鉛系めっき層の剥離量によって
評価した。スポット溶接性を調べるために、上記電気亜
鉛めっき鋼板の各2枚に対し、1対の電極チップによっ
て、スポット溶接を連続的に施した。スポット溶接性
は、各2枚の電気亜鉛めっき鋼板の継手部に、所定の直
径以上のナゲットを形成し得る、上記1対の電極チップ
の溶接回数により、次のように評価した。 良・・・・・5000回以上 不良・・・・5000回未満
【0023】上述した、めっき量、加工性およびスポッ
ト溶接性の調査結果を、第1表に併せて示す。第1表に
示すように、硝酸イオンまたは亜硝酸イオンおよび酸化
物微粒子を含有していない比較用めっき液No. 1、硝酸
イオンは含有していても、酸化物粒子を含有していない
比較用めっき液No. 2および3、酸化物微粒子は含有し
ていても硝酸イオンまたは亜硝酸イオンを含有していな
い比較用めっき液No.4および5、硝酸イオンの含有量
がこの発明の範囲を外れて多い比較用めっき液液No.
6、および、酸化物微粒子の含有量がこの発明の範囲を
外れて少ない比較用めっき液No. 7においては、何れも
加工性が悪かった。そして、酸化物微粒子の含有量がこ
の発明の範囲を外れて多い比較用めっき液No. 8および
9においては、スポット溶接性が悪かった。
【0024】これに対して、この発明の範囲内の硝酸イ
オンまたは亜硝酸イオンおよび酸化物微粒子を含有して
いる本発明めっき液No. 1〜8においては、加工性およ
びスポット溶接性が、共に優れていた。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
亜鉛系めっき層の表面上に加工性の向上のための被膜を
形成することなく、加工性およびスポット溶接性に優れ
た亜鉛系電気めっき鋼板を、経済的に製造することがで
きる工業上有用な効果がもたらされる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−136995(JP,A) 特開 昭64−62498(JP,A) 特開 昭63−199899(JP,A) 特開 平3−247796(JP,A) 特開 平3−247797(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 0.1 〜50g/l の範囲内の量の硝酸イオン
    または亜硝酸イオン、および、0.1 〜0.5 g/l 未満の範
    囲内の量の酸化物微粒子を含有する亜鉛系酸性電気めっ
    き液中において、鋼板を電気めっきして、前記鋼板の少
    なくとも1つの表面上に、前記酸化物微粒子をその核と
    する水酸化亜鉛粒子が均一に分散している亜鉛系めっき
    層を形成することを特徴とする、加工性に優れた亜鉛系
    電気めっき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記酸化物微粒子の粒径は、0.005 〜5
    μmの範囲内である、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記亜鉛系めっき層のめっき量は、鋼板
    の片面当たり20〜120 g/m2の範囲内である、請求項1記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 前記亜鉛系酸性電気めっき液のpH値は、
    1〜4の範囲内である、請求項1記載の方法。
JP3062425A 1991-03-05 1991-03-05 加工性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH08998B2 (ja)

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EP92103788A EP0502530B1 (en) 1991-03-05 1992-03-05 Method for manufacturing zinciferous electroplated steel sheet excellent in press-formability
DE69202999T DE69202999T2 (de) 1991-03-05 1992-03-05 Verfahren zur Herstellung Eisen-Zink-elektroplattierter Stahlbleche mit hervorragender Stanzbarkeit.

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DE69202999D1 (de) 1995-07-27
EP0502530A1 (en) 1992-09-09
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DE69202999T2 (de) 1995-11-30
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