JPS58174592A - 異種組成Ｆｅ−Ｚｎ合金電気鍍金鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋼１１（以下ストリップという）の両面に
異極組成のＦｅ　−ＩＨ合金電気鍍金を施す、異種組＃
：Ｆ・−Ｚｎ合金電気鍍金鋼板の製造方法に関する・ 近年・製品耐久性の向上の要求が高まり。

特に自動車メーカにおいて表面処理鋼板の性能向上が強
く望まれてお夛、自動車用鋼板は塗装後の性能に優れる
ことが要求されている・亜鉛鍍金鋼板は冷延鋼板上ＫＺ
ｎを薄く電気鍍金しであるだけなので加工性は冷延鋼板
と同等であるが、塗装後、経時的ｘｍ＊のブリスタが発
生し中ずいという欠点°をもってお夛。

このブリスタによ〕塗膜割れといった塗膜欠陥を生じ腐
食反応の進行に伴い白錆・赤錆の流出及び塗膜の剥離が
起こるためｍ装鋼板としての機能を失うことになる口 これに対し、亜鉛鍍金鋼板を熱縄珈して鉄素地と合金化
した所剛ガルバニールド鋼板は、ブリスタが発生しにく
く塗装４にの耐食性に特に優れているーしかし、自動車
用鋼板は折り曲げ、フレス等の厳しい加工を受けること
が多く鍍金層もこれらの加工に耐えるものでなけれはな
らないが、前記ガルバニールド鋼板は熱！６ｍによって
生成されているＦｅ　−Ｚｎ合金層の皮膜が硬くて脆い
ため、加工によって皮ｌｌＫが粉末状に＃騙する所鯖「
パウダリングＪの問題がある・ 以上のようＫＩＩＥ鉛鍍金銅鍍金鋼板性に優れてＩ／す
るが、塗装性に問題があ）、ガルパニールド鋼板＃ｉ塗
装性に優れてｉるが、加工性に間ＩＩ［がある、そこで
Ｍｌ＆鍍金鋼板とガルバニールド鋼板Ｏ両看０優れた点
を食せ持っ７ｊＦ・−Ｚｎｎ合金電気金金鋼４が今後こ
れらに替わる材料として有望観されるようになった。さ
らにこの方法では電気鍍金によるため、ストリップ片面
のみ鍍金を行なつ良）、鍍金厚のコントロール及び母材
（ストリップ）の材質の遺Ｆが自由であること々どの利
点も有している・ 自動車用鋼板の性能として４１１ｋｌ！求されているも
のとしては以上のようＫｍｍ装置食性び加工性の他、Ｊ
ＩＩ料二次密着性（塗装［彼の密着性ではなく、塗装後
相禰な時間を経過した後の塗料の密着性）も重要碌ファ
クタになっている。塗料二次密着性は現時点では冷延鋼
板が最も優れているが、ｍ装置食性の点で間ＩｉＩがあ
る。この点、Ｆ・−Ｚｎ合金電気鍍金鋼板もその鍍金ｆ
ＩＬｌＩ中のＦ・含有比によシ塗料二次密着性及びｉｍ
＊耐素性が異なっている・即ち、Ｆ・含有比の比較的低
いものでは一般に塗装耐食性は良−が塗料二次密着性に
中や劣る傾向があり、逆に？・含有比が高いものでは塗
料二次密着性に優れるが塗装耐食性に劣る傾向がある。

一方自動車用外板の必１！特性を考えた場合１その外面
側は耐チップ等の塗料二次密着性が重視され、円面側で
はむしろ塗装耐食性の方が１視される傾向にある−従っ
て、Ｆ・−Ｚｎ合金電気鍍金鋼板を用いる場合、外面側
には＾Ｆ、含有比（５０優以上）のＦｅ−Ｚｎ合金層を
、内面１１にはＦｅ含有比のやや小さい（ａ〜ａＯ＊）
Ｆｅ−Ｚｎ合金層を有するものが望まれる。

このような要件を満足させる防錆鋼板として鋼板両面で
Ｆｅ含有比の異なるＦｅ　−Ｚｎ合金層を有するＦ・−
Ｚｎ合金電気鍍金鋼板が考えられるか、このような＾種
組成の合金鍍金をストＩＪツブ両−に施すＫは、同一組
成の鍍金浴では難しく、鍍金槽毎に浴組成、ＰＨ１浴温
の異なった鍍金浴を使わなければならない。

しかし、−ライン中で２種以上の浴組成を別々に管理す
るのは大１ｉな困難を伴なうこととなる九め、よシ簡便
な製造方法が望まれていた・ 本発明は以上の点に＠み１創案されたもので、鍍金浴組
成を変えることなく　Ｆ・含有比の異なるＦ・−Ｚｎ合
金層を鋼′板両面に有するＦｅ−Ｚｎ合金電気鍍金鋼板
を製造する方法を提供しようとすゐものである・そのた
め本発明は水平型電気鍍金装置内を通過するストリップ
と＃装置内の陽極との関に鍍金浴を噴流させ、諌噴流と
ストリップとの相対速度及び／又は電［を度をストリッ
プ両面で異々らしめることによルストリップ両ＩＫＦ・
含有比の異なるＦ・−Ｚｎ合金層を形成せしめることを
その基本的特徴とする豐 以下その詳ＩＡＫついて述べる。

奉発＠看は−−ＰＨ，浴！Ｉｌ成の鍍金浴でもストリッ
プ両画の値金皮謳中のＦ・含有比を大幅に資化させるこ
との″”ｃ＠る方法について検討し、以下の実験を行な
った。即ち１本発−考は連続式水平量電気鍍金装置を使
用し・浴組成：塩化第一鉄　　　８０〜１１０　ｔ／を
塩化亜鉛　　１９０〜ｚｌＯｆ／Ｌ 塩化アンモニウム　２５０〜３００Ｆ／ｊ酢績ソーダ　
　　１５〜ｓｏｗ／Ｌ クエンＷＩＬｌＳ〜ｘｏｔｉｔ ）’）ｉ　　　：　　　　　　　　　　　　　２．９〜
３．１浴　温：　　　　　　　　　　　４８〜５２℃の
塩化浴を用い電ｙＬ密度を６０　Ａ／ｄｍ”　　として
前記ストリップと陽極の間Ｋｔｉ！鍍金浴鍍金流させて
麩噴流とストリップとの相対速度を０３７Ａ／ｓｅａか
ら１．５ｓ／ｓｅｃ　まで変動させ鍍金皮膜中のＦ・含
有比を求め１３１図に示す結果を得九。

この実験結果よ）同一の浴組成でも鍍金皮膜中のＦ・含
有比は前記相対速度の増加に伴ない減少していることが
わかる。

菖２図社同−組成ＰＨ浴温Ｏ塩化浴を用い相対速度を１
１１１／ｓ＠ｅとして電ｆＩＬｆｍ度を１ＯＩＶ’ｄｍ
”から９　ｂ　Ａ／ｄｍ’　ｔでｇＩＬ＃させた場合の
鍍金皮膜中のＦ・含有比を示すグラフである。この実験
結果よシミ流！！度の増加と共ＫＦｅ含有比が増加して
いることがわかる。

きらＫ。

浴組成：硫緻概−鉄　　　２５０〜３００　ｆ／を硫酸
亜鉛　　１５０〜２００　ｆ／を 硫酸ンーダ　　　　　　　　３０ｆ／Ｌ酢酸ソーダ　　
　　　　　ｚｏｔ／ｌ クエン酸　　　　　１０１／ｌ ＰＨ：　　　　　　　　　　　　　　２．９〜３．１浴
温：　　　　　４８〜５２℃ の硫酸浴を用いて上記と同様に、電流密＆を′１： ５０　Ａ／ｄｍ”にし相対速度を０．４Ｔ’Ｌ／８ｅｃ
から３．０に／ｓｅｃまで変化させる実験及び相対速度
を２ｍ／ｓｅａ　Ｋ　して電流密度を２５ム／ｄｒｎか
ら７０Ａ／ｄｍ”まで変化させる実験を行った。カの実
験結果を纂５ＦＩｉＡ及びｌｌ１４ｍＥＩＫ示ｔ−これ
らの結果から、鍍金皮膜中のＦｅ含有比は同一組成の鍍
金浴内でも相対速度と電１１ｖ！ｉ度を鉤整することに
よ多制御可能なことが判明した。この鍍金皮膜中ＯＦ、
含有比（襲）は下式によ）、得ることがて自る・ ぽ金皮腹中のＦ、含有比（優）＝ａｖ”＋ｂｖ＋ｃＩ＋
ｄ但しＶ：噴流とストリップとの相対速度（”／５ｅｃ
）■＝亀流書度（ム／ｄｍ”） ＪＬ　＋　ｂ　＊　ｅ　ｔ　ｄ　： 鍍金浴組成及び電解条件により決まる定数そして前述の
塩化浴では。

鍍金皮膜中のＦｅ含有比（％）　＝　２４ｖ”−８８ｖ
十Ｇ、２　Ｉ＋７１１０　≦　■　≦　２．０ １０≦１≦１００ となる。又前述の硫１ａ１！浴では ■１ 置金皮績中のＦｓ含有比Ｃ％）＝１５ｖ２−８０ｖ＋Ｕ
、５Ｉ＋９００．４　　≦　Ｖ　≦　３，０ ３０≦　Ｉ　≦　８０ となる。

これらの結果から鍍金浴組成及び電解条件が決まれば、
電流密度と、＊流とストリップとの相対適度の一方壕九
社両方を制御することによ！７．任意のＦ・含有比の鍍
金皮膜を得られることがわかる。

次に不発明方法の具体的な−ｍｓを説明すれば、第５図
に示すように上下陽極（２）を有する水平製電気鍍金装
置（３）を−檜、又は複槽用いて連続式水平型電気鍍金
装置とし、この水平製電気鍍金装置（３）の浴槽働内に
塩化浴、硫酸浴等の鍍金浴を満たした螢、＃処理の終了
し良ストリップ（１）を該水平型電気鍍金装置（３）内
Ｋｍ送しこのストリップ（すと前記陽極（２）Ｏ関に鍍
金浴を噴流させる。尚＠Ｓ図に示すようにライン進行方
向を示す矢印入方向に通過するストリップ（１）は、前
記水平型電気鍍金装置（３）の入側でコンダクタロール
（４）とバックアップロール（５）の間を通過し、＃コ
ンダクタロール（４）でマイナスＫ１１ｒ電される。又
前記噴流は後述の噴流とストリップ（１）　０相対速度
の駒体から躯ｚ図に示すようにノズル（６）　（６）を
使用してその向暑を前記入方向と同一の矢印１万肉に示
す順方向にした〕あるいは他のノズル（釦）（６０）を
使用してそＯｐａｍを矢印す方向に示す逆方向にした）
すると稟い。

そして該噴流とストリップ（１）　ｔ）　ｌｉｔ対速度
及び／又は電流密度をストリップ（１）の両面で異なら
しめることによりストリップ（１）両面ＫＦ・含有比の
真なるＦ・−Ｚｎ合金層を形成せしめる・ 鍍金浴内において・噴流とストリップ（１）トの相対速
度を販ストリップ（１）両面で変えるためには、噴流適
度をストリップ（す両面で相違させることで可能となゐ
＃ｌか、この相対速度は噴流を前記ａ方向に流すと小さ
くなシ、又す方向に流すと大きくなるため噴流方向をス
トリップ（１）両面で変えることで可能となる−このよ
うにすることによシストリップ（１）両面のＦｅ＠有比
を相違させることがてきる・尚噴流適度はθ〜３１１／
Ｉ・Ｃの範囲内とすることが効果的である。この噴流速
度がＯ”／ｓ＠ｃの場合はストリップ（１）ラインスピ
ードが相対速度となる。

さらに電流密度をストリップ（り両面で相違させる次め
にはストリップ（１）　Ｏ１ｉｉｉｉ面側にある陽極（
２バ２）の間でその電流の大きさ及び／又は電極面積を
異ならしめることによシ行なうことが出来る０通常の電
気鍍金ラインにおいては、電流量は含水平置電気鍍金装
置ｌｌ　（ｊ）間でトータル制御されストリップ（１）
　ＯＷｊ４向Ｋｉすれるトータル電流量は、常に勢しい
良め、一槽又は複槽の水平ａｔ気鍍金鋏使用３）を用い
て本発明を実施する場合、ストリップ（１）両面側で陽
極（２）　（２Ｊの電ａｍ積に差を般社ることで電流密
度を相違させることが出来る。又特に連続大水平蓋電気
鍍金装置（３）を用いて実施する場合、纂６図に示すよ
うにス）　ＩＪツブ（１）両面側の陽極（２）　（２）
の両方に電流を流す両崗電解ｆＩＩ金４（３１）の＃徽
かに、咳陽［ｉ　（２）の一方にのみ電流を流す片面電
解鍍金槽（３２）を設け、これら各種（３１）（３２）
　Ｋ流れる電流量をｌｌｌ述のようにトータル制御する
と、皺片面電解鍍金槽（３２）で電流の流れないス）９
ツブ（１）片面側に＃ｉ軸の両面電解鍍金槽（３１）で
大きい電流が流れ、しかも該ス）　ＩＪツブ（１）片−
側ののぺ電＊ｔｎ積は反対側よシ小さいため電流密度が
大きくなる・電流密度を変化させる範囲は１０〜１００
　Ａ／ｄｍ”の範囲内が効果的である。

尚・陽極の面積によ）電＊Ｗ度を調整するようにし全電
気鍍金装置０）における電流量をトータル制御した場合
、全電流量はストリップ（１）表裏で同一となるからス
トリップ（１）両面でＩ”Ｊ−の−全付着量ｔ−得るこ
とが出来る。

以上の様な方法によ）鍍金を施した後、後処理を行なっ
てｉｌｋ終的にＦ・含有比のそれぞれ異なるＦｅ　−Ｚ
ｎ・合金層を両ｍＫ有する電気鍍金鋼Ｉｋｔ−得る◎ 次に不発明の実施偽をＷＱ明する一 実施例　ｌ 浴組成：塩化總−鉄　　　８０〜１１０　ｆ／を塩化亜
鉛　　１９０〜２１０ｆ／を 塩化アンモニウム　２１０〜３００ｆ／を酢酸ソーダ　
　　！５〜３０１／ｌ クエン酸　　Ｓ〜１０　　ｆ／Ｌ ＰＨ：　　　　　　　　　　　　Ｌ９〜＆１浴温：４８
〜５２℃ ０塩化浴を用い、ストリップと陽極の間に塩化浴を噴流
させることが出来る連続式水平型電気鍍金鋏置を使用し
て前処理の終了したストリップにＦ・−Ｚｎ合金電気鍍
金を行なし１、侵処理の彼、下記表−ＩＫ示す結果を得
た。

＼ 表−五のＭＩＬＫは・電流密度及び相対速度をストリッ
プ両面で同一にしてＦｅ　−Ｚｎ合金電気鍍金した参考
例である。又ＩＩＩＩＬ２乃至罎５は本実１１Ｊ＠によ
るものてあシ、ストリップ両面でＦｅ含有比が計算値及
び実測値ともかなシ異なっていることがわかる―但し、
いずれもストリップ両面の鍍金付着量は同一であった・
このうちＮ１３乃至Ｎ１１５で出来たＦ・−Ｋｎ合金電
気鍍金鋼板は、片肉のＦ・含有比が３〜３０チ、他面が
５０以上であり、自動車用鋼板に適している。尚、＊実
施例の鍍金浴は皮膜中のＦ・含有比が３〜３０憾となる
ことを＠樵としてその浴組成を定めである・ 実施例　２゜ 浴部ＩＩ　：　＊＊第一鉄　　　２５０〜３００Ｆ／ｊ
硫駿亜鉛　　１５０〜２００　ｔ／を 硫酸ソーダ　　　　　　　　３０１／を酢酸ソーダ　　
　　　　　２０　ｔ／Ｌクエン酸　　　　　　１０　ｆ
／ｌ ＰＨ：　　　　　　　　　　２，９〜３．１浴温：　　
　　　４８〜５２℃ の硫酸浴を用い、前記実施例１と同様な連続式水平型電
気鍍金装置を使用して、前処履したス）　ＩＪツブＫＦ
・−Ｚｎ合金電気鍍金を行ない、ｉ処１１＆、下記表−
２に示す結果を得た。

＼ Ｉ！−２の１ｍｌは、電ｆＩＬ密度及び相対速度をスト
リップ両面で同一にしてＦｅ　−Ｚｎ合金電気鍍金した
参考例である。

又、＠２乃Ｍ−５は本発明法によるものであ）、ストリ
ップ両面でＦ・含有比が計算値及び実測値ｔ４１かな夛
異なっていることがわかる・但しいずれもストリップ両
面の鍍金付着量は同一であった。このうち、Ｍ１４．醜
５で出来たＦ６−ｚｎ合金電気鍍金鋼板は、片面のＦｅ
含有比が３〜３０−１他１１１ｉが５ｏチ以上であり、
自動車用鋼ＩＮＫ適している。尚１本実施例の鍍金浴は
、前記＊＊例１と同様、鍍金皮膜中のＦｅｔ有比が３〜
３ｏｓとなることを１伸として浴組成を定めである。

以上詳述したように１本発明法によれば。

縦金浴ＩＩＡ底を変えることなく同一組成の鍍金浴にお
いてＦｅ含有比の異なるＦｅ　−Ｚｎ合金層をストリッ
プｊｔＨｍに形成することが出来る・そのため自動車用
鋼板として要求される片面が塗料二次密着性に優れ他面
が塗装耐食性に優れたＦ・−Ｋｎ合金電気鍍金鋼板を容
１に製造することが出来る。しかも上述したように４１
ｇの異なる鍍金浴を使用する必要がないから一ライン中
で異種組成の鍍金浴を別々に管理する手間を１暑、労力
を軽減することが出来る等の優れた効果を有している・

【図面の簡単な説明】

菖１図は塩化浴を用い友場合の噴流及びストリップの相
対速度とストリップの鍍金皮膜中ＯＦ、含有比との関係
を示すグラフ、菖２図は電流密度と皮膜中のＦ・含有比
との関Ｓを示すグ５７．１１８１ｍは硫酸浴を用い九場
合ｏ＊ｔｉｔ及びストリップＯ相対速度とス）　ＩＪタ
ッグ鍍金皮膜中のＦ・含有比との関係を示すグラフ、纂
４図は電流密度と皮膜中０Ｆｏｌｋ有比との関係を示す
グラフ、ｌｌｌｌ５図は不発明法の一履橡ｃ）＃！１１
４図、第６図は他０１１１様の＠明閣である・ 図中（１）はストリップ、（２）は陽極、（３）は水平
蓋電気鍍金装置を各示す。 特許出願人　　日本鋼管株式会社 発明者　鳳　　富　啓 同　　　　安谷屋　武　志 同　　　　　　　　　　登　　　円　　　　　　　　明
代理人弁珊士　　　吉　　　原　　　省　　　三、−同
　　　　　高　　　橋　　　　　　　　清・四　　弁繰
士　　　吉　　　鳳　　　弘　　　子第３図 朗対挿度　（ｍ／５ｅｃ） 第４図 亀光計炭　（Ａ　／ｄｍ２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平に通過するストリップ丙ｍＫ、　Ｗｒ定の間隔をお
   いて配設された陽極を有する電気鍍金装置内で、＃スト
   リップと陽極との関に鍍金層を噴流させ、腋噴流とス）
   　Ｉ）ツブとの相対速度及び／又は電流密度をストリッ
   プ両面で異ならしめるととＫより、ストリップ両ＷＭＫ
   Ｆ・含有比の異なるＦ・−Ｚｎ合金層を形成せしめるこ
   とを特徴とする異種組成Ｆａ−ＺＢ合金電気鍍金鋼板の
   製造方法。