JPH09279386A - 電流効率の優れた亜鉛系合金めっき浴、合金めっき方法および亜鉛系合金めっき鋼板 - Google Patents

電流効率の優れた亜鉛系合金めっき浴、合金めっき方法および亜鉛系合金めっき鋼板

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JPH09279386A
JPH09279386A JP8782796A JP8782796A JPH09279386A JP H09279386 A JPH09279386 A JP H09279386A JP 8782796 A JP8782796 A JP 8782796A JP 8782796 A JP8782796 A JP 8782796A JP H09279386 A JPH09279386 A JP H09279386A
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JP
Japan
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plating
ppm
steel sheet
alloy
zinc
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JP8782796A
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Masao Kurosaki
将夫 黒崎
Kimitaka Hayashi
公隆 林
Teruaki Isaki
輝明 伊崎
Ikuya Inoue
郁也 井上
Kenichiro Matsumura
賢一郎 松村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、大幅な設備改造等を行う必要もな
く、Ni、Co、Fe等の合金元素を効率良く析出さ
せ、高い電流効率で製造される合金めっき鋼板を提供す
ること、並びにその合金めっき鋼板を得るための合金め
っき浴、合金めっき方法を提供することにある。 【解決手段】 亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバル
ト、鉄及びクロムのうち1種または2種以上を含む合金
めっき用めっき浴において、Pb:0.5〜3ppm,
Bi:10〜50ppm,Tl:0.2〜2ppmのう
ち1種または2種以上を含有し、かつInを5〜100
ppm含ませて合金めっきを施こすことにより、高電流
効率で合金めっき層中にPb:20〜150ppm,B
i:100〜300ppm,Ti:10〜100ppm
のうち1種以上を含む、耐食性、塗膜密着性に優れた亜
鉛系合金めっき鋼板が製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛を基本成分と
し、ニッケル、コバルト、鉄及びクロムのうち1種また
は2種以上を含む合金めっき用めっき浴、その合金めっ
き方法、および合金めっき鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】耐食性の優れた表面処理鋼板として、亜
鉛を基本成分とし、これにNi,Co,Fe等の1種ま
たは2種以上を含む亜鉛合金めっき鋼板が、自動車用あ
るいは家電用として用いられている。しかし、上記の亜
鉛以外の合金元素は、本来は電気化学系列的には亜鉛よ
り析出しやすい元素にもかかわらず、めっき過程で電極
表面に形成される水酸化亜鉛の抑制効果でめっき層には
なかなか取り込まれない特徴を持っている。このため、
めっき浴中の合金元素イオン濃度をかなり高く設定して
操業する必要があり、操業コストの上昇を招いていた。
またこれらの亜鉛以外の合金元素は、めっき反応時の水
素発生を助長するため、めっき反応に有効に消費される
電流の比率、即ち電流効率が低下し電力コストの増加を
招いていた。これらの問題を克服するため、たとえばめ
っき浴にハロゲン系元素、例えば塩素を添加する方法、
あるいはめっき浴の温度を上昇させる方法が提案されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
を適用する場合には、たとえば対極で発生する有害な塩
素ガスの処理が出来るよう設備改造したり、あるいは高
温でも連続操業できるシーリング材に取り替える等の大
幅な設備改造が必要である。そこで本発明の目的は、大
幅な設備改造等を行う必要もなく、Ni,Co,Fe等
の合金元素を効率良く析出させ、高い電流効率で製造さ
れる亜鉛系合金めっき鋼板を提供すること、ならびにそ
の合金めっき鋼板を得るための亜鉛系合金めっき浴、亜
鉛系合金めっき方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバルト、鉄及
びクロムのうち1種または2種以上を含む合金めっき用
めっき浴において、Pb:0.5〜3ppm,Bi:1
0〜50ppm,Tl:0.2〜2ppmのうち1種ま
たは2種以上を含有し、かつInを5〜100ppm含
むことを特徴とする電流効率の優れた亜鉛系合金めっき
浴。 (2)亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバルト、鉄及
びクロムのうち1種または2種以上を含む合金を鋼板に
めっきする方法において、めっき浴中にPb:0.5〜
3ppm,Bi:10〜50ppm,Tl:0.2〜2
ppmのうち1種または2種以上を含有し、かつInを
5〜100ppmを含有させて、電気めっきを施すこと
を特徴とする電流効率の優れた亜鉛系合金めっき方法。 (3)亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバルト、鉄及
びクロムのうち1種または2種以上を含む合金めっき鋼
板において、合金めっき皮膜中にPb:20〜150p
pm,Bi:100〜300ppm,Tl:10〜10
0ppmのうち1種または2種以上を含有し、かつIn
を5〜100ppm含むことを特徴とする亜鉛系合金め
っき鋼板である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下本発明を具体的に説明する。
本発明のめっき皮膜中に含有させる微量添加元素濃度
は、各種添加元素がめっき組成および電流効率に与える
影響を調査した実験結果に基づくもので、以下にその内
容を示す。実験に際しては図1に示す循環めっき装置を
用いて冷延鋼板にZn−Niの合金めっきを施した。図
1において、1は直流電源、2は流量計、3は流量調整
バルブ、4は循環ポンプ、5はめっき液タンク、6は冷
延鋼板、7はチタンに白金めっきを施した対極、8はめ
っきセル、9はヒーターを示しており、循環ポンプ4、
流量計2、めっきセル8は一連に連結され、めっき液は
循環ポンプ1によって矢印方向に供給され、流量調整バ
ルブ3にて流量調整された後、めっきセル8を経てめっ
き液タンク5に戻される。めっきセル内にはめっき液の
流れと平行な向きに対極板7、およびめっきを施す冷延
鋼板が所要寸法間隔で対向配置されており、両極板6、
7間には外部電源から所要の電流密度で通電を行なうよ
うになっている。冷延鋼板は幅100mm、長さ300
mmで、タンク内のめっき液は20リットルである。
【0006】試験に用いためっき液組成は NiSO4 ・6H2 O=300g/l ZnSO4 ・7H2 O=150g/l Na2 SO4 =100g/l pH=1.2 浴温=60℃ で、めっき浴中の添加元素濃度、めっき時の電流密度、
めっき液流速を変え、目付量20g/m2 のZn−Ni
合金めっきを作成し、めっき皮膜中の添加元素濃度とめ
っき組成、電流効率との関係を調べた。同時に添加元素
が耐食性に与える影響を、塩水噴霧試験(JIS Z−
2371)で調べ、赤錆発生までの日数が変化しない上
限添加濃度を調査した。添加元素としては、Pb,I
n,Tl,Biを各々酢酸Pb、硫酸In、硫酸Tl、
硫酸Biを水溶液として添加した。
【0007】図2にめっき層中Pb含有量とめっき組成
および電流効率との関係を示す。めっき層中にPbが微
量含有されるだけでNi含有率が上昇し、めっき層中P
b濃度が20ppmを越えるとめっき層中Ni%を約1
%上昇することが出来、特に効果的である。一方めっき
層中Pb濃度が150ppmを越えると、塩水噴霧試験
での赤錆発生までの日数が極端に短くなり耐食性が劣化
した。これらの結果からめっき層中Pb濃度は20〜1
50ppmが適切である。そして、このようなめっき層
中Pb濃度を得るためには、めっき浴中へのPbの含有
は、0.5〜3ppmとする。
【0008】図3および図4には各々めっき層中Tl、
及びBiの含有量とめっき組成および電流効率との関係
を示す。いずれの場合にもめっき層中含有量の増加とと
もにNi含有率が上昇し、Tlの場合には10ppm,
Biの場合には100ppm以上の含有量で効果的にめ
っき層中Ni含有率を上昇出来る。また塩水噴霧試験で
耐食性に影響が無い濃度範囲を調べた結果、Tlの場合
には100ppm,Biの場合には300ppm以下で
あれば問題ないことが明らかになった。これらの結果か
ら、めっき層中Tl濃度は10〜100ppm,Bi濃
度は100〜300ppmが適切である。そして、この
ようなめっき層中のTi濃度、Bi濃度を得るために
は、めっき浴中へTiを0.2〜2ppm、Biを10
〜50ppm含ませるとよい。上記したPb,In,T
l,Biは、各々の含有量の範囲で単独で含有してもよ
いし、それらを2種以上複合で含有してもよい。
【0009】一方、Pb,Tl,Biのいずれの元素を
添加しても、めっき層中Ni含有率は上昇するが、それ
に伴い電流効率は低下している。これに対してめっき層
中にInを含有させた場合の結果を図5に示すが、P
b,Tl,Biを添加した場合と傾向が大きく異なり、
めっき層中Ni%は殆ど変化しないが、電流効率が上昇
し、めっき層中In濃度が100ppmでその効果が飽
和する傾向にある。同様に塩水噴霧試験で耐食性に影響
が無い濃度範囲を調べた結果、めっき層中In濃度が2
00ppm以下であれば問題無いことが明らかになっ
た。これらの結果から、めっき層中In濃度は5〜10
0ppmが適切である。上記知見に基づき、本発明にお
いては、Pb,Tl,Biを単独または複合で含有する
際に、Inを同時添加することにより、電流効率を高く
維持することができる。
【0010】
【実施例】図1に示す循環めっき装置を用い冷延鋼板に
Zn−Niの合金めっきを施した。めっき浴中硫酸Ni
濃度、添加元素を変化させ電流密度100A/dm2
通電し、目付20g/m2 になるように調整した。試験
に用いためっき液の基本組成は以下の通りである。 ZnSO4 ・7H2 O=150g/l Na2 SO4 =100g/l pH=1.2 浴温=60℃ めっき浴としては上述した基本浴に所定の硫酸Niを添
加したのち、これに特級試薬炭酸ストロンチウム0.5
g/lを添加し、その懸濁物をフィルターで除去し、P
b,In,Tl,Biを共存させるべく酢酸Pb、硫酸
In、硫酸Tl、硫酸Biの水溶液を添加し、表1の1
2種類のめっき液を調整し、各々について冷延鋼板にめ
っきを施した。
【0011】
【表1】
【0012】めっきに際しては、電流効率を調査すると
ともに、めっき後のめっき層中の元素濃度を測定した。
まためっき鋼板は塩水噴霧試験(JIS Z−237
1)による耐食性(赤錆発生有無)評価および、化成処
理としてりん酸塩処理を行った後に、3コート塗装を施
し、次いでゴバン目エリクセン試験を行い塗膜密着性を
調べた。その評価結果を表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】表2から明らかなように、めっき皮膜中の
添加元素濃度を適正範囲内に制御したNo.5,6,
8,10,11,12はNi濃度の低いめっき浴から高
い電流効率で、所定のNiを含有したZn−Ni合金め
っきの作成が可能となる。逆にNi濃度の低いめっき浴
で添加元素を用いずにめっきを行った場合(No.2,
3)には、めっき層中Ni含有率が所定の値に達せず、
塗膜密着性が確保出来ない。また、Inの同時添加を行
わない場合、(No.4,7)には、めっき層中Ni含
有率が所定の値に達するが、電流効率の低下が激しい。
一方、許容範囲を越えて元素を添加するとNo.9のよ
うに、満足な耐食性を確保出来ないめっき鋼板となって
しまう。
【0015】
【発明の効果】以上の如く本発明では、めっき層中の添
加元素濃度を適正範囲内に制御することにより、合金元
素濃度の低いめっき浴から効率良く、所定濃度の合金を
含有した合金めっきの作成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の試験、および実施例において用いため
っき装置の模式図である。
【図2】めっき層中Pb含有量とめっき組成および電流
効率との関係を示す図である。
【図3】めっき層中Tl含有量とめっき組成および電流
効率との関係を示す図である。
【図4】めっき層中Bi含有量とめっき組成および電流
効率との関係を示す図である。
【図5】めっき層中In含有量とめっき組成および電流
効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 流量計 3 流量調整バルブ 4 循環ポンプ 5 めっき液タンク 6 冷延鋼板 7 チタンに白金めっきを施した対極 8 めっきセル 9 ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 郁也 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 松村 賢一郎 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバル
    ト、鉄及びクロムのうち1種または2種以上を含む合金
    めっき用めっき浴において、Pb:0.5〜3ppm,
    Bi:10〜50ppm,Tl:0.2〜2ppmのう
    ち1種または2種以上を含有し、かつInを5〜100
    ppm含むことを特徴とする電流効率の優れた亜鉛系合
    金めっき浴。
  2. 【請求項2】 亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバル
    ト、鉄及びクロムのうち1種または2種以上を含む合金
    を鋼板にめっきする方法において、めっき浴中にPb:
    0.5〜3ppm,Bi:10〜50ppm,Tl:
    0.2〜2ppmのうち1種または2種以上を含有し、
    かつInを5〜100ppmを含有させて電気めっきを
    施すことを特徴とする電流効率の優れた亜鉛系合金めっ
    き方法。
  3. 【請求項3】 亜鉛を基本成分とし、ニッケル、コバル
    ト、鉄及びクロムのうち1種または2種以上を含む合金
    めっき鋼板において、合金めっき皮膜中にPb:20〜
    150ppm,Bi:100〜300ppm,Tl:1
    0〜100ppmのうち1種または2種以上を含有し、
    かつInを5〜100ppm含むことを特徴とする亜鉛
    系合金めっき鋼板。
JP8782796A 1996-04-10 1996-04-10 電流効率の優れた亜鉛系合金めっき浴、合金めっき方法および亜鉛系合金めっき鋼板 Withdrawn JPH09279386A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174049A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Kansai Paint Co Ltd 複層皮膜を有する金属基材の製造方法、該製造方法により得られる複層皮膜を有する金属基材及び塗装物品

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009174049A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Kansai Paint Co Ltd 複層皮膜を有する金属基材の製造方法、該製造方法により得られる複層皮膜を有する金属基材及び塗装物品

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Effective date: 20030701