JPS59123796A - 高耐食性電気亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

高耐食性電気亜鉛めつき鋼板の製造方法

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JPS59123796A
JPS59123796A JP23387882A JP23387882A JPS59123796A JP S59123796 A JPS59123796 A JP S59123796A JP 23387882 A JP23387882 A JP 23387882A JP 23387882 A JP23387882 A JP 23387882A JP S59123796 A JPS59123796 A JP S59123796A
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JP
Japan
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alumina
cobalt
steel sheet
corrosion resistance
bath
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JP23387882A
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English (en)
Inventor
Katsuhei Kikuchi
菊池 勝平
Hideo Kobayashi
秀夫 小林
Hajime Kimura
肇 木村
Toshio Irie
敏夫 入江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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、裸耐食性、塗装後の性能(耐食性および塗料
密着性)および溶接性等の諸性質に優れた電気亜鉛めっ
き鋼板の製造方法に関するものである。
亜鉛めつき鍔板は、耐食性が要求される自動車、家電製
品、建築材料などに防錆処理銅板として広く使用されて
いる。これは、純亜鉛層が鉛板の鉄に対して卑であるの
で、ピンホールなどのめっきの欠陥や加工により生じた
地鉄の露出部分に対しては亜鉛が先に腐食されるという
犠牲防食効果があり、鋼板の赤錆発生を防止する効果が
あるからである。しかし、純亜鉛は塩水噴霧あるいは湿
潤環境において導電性の腐食生成物を生成し、腐食速度
が著しく大きく、さらに塗装された塗膜下では亜鉛の腐
食生成物により塗膜ふくれが生じ、ついζこは剥離する
に至るなどの純亜鉛が活性である故の欠点がある。一方
、亜鉛めっきの耐食性を向上させるため、亜鉛めっき層
の活性を抑制する意味で亜鉛よりも電位的に責な金属、
例えば、Co。
Ni、 Cr、  Fe等を合金析出させる方法が考え
られ、多くの文献、特許が見られる。しかし、めっきの
品質を左右する合金化比率を一定に安定させながら工業
的に生産することが固層りであるため、実用化されてい
る例は少ない。
本発明者等は、電気亜鉛めっき6111板の製造の諸条
件を大きく変化させることなく、また製造コストの上昇
を4αカ抑え、1Tit食性を向上させるという点に立
脚し、鋭意研究を重ねた結果、アルミナゾルとコバルト
イオンを老臣性の亜鉛めっき浴中に添加して、亜fRめ
っきの特徴を失うことなく!1亜鉛の活性をアルミナと
コバルトのオ目乗効果により抑ffi:I L、導電性
の低い腐食生成物の形1吸により、耐食性などの所望の
性能向上を図ることができることを見出し、本発明に至
った。
亜鉛にアルミナおよびコバルトが含有された複合亜鉛め
っきは、腐食環境において生成する1昌食生成物のうち
、腐食時のカソード反応である酸素還元反応の抑制に効
果のある水酸化亜鉛が安定にめっき表面に形成されるた
めき考えられる。すなわち、共析したアルミナは、生成
されるt”7 D、生成物の導電性を低める吉共に腐食
生成物をめっき表面に保持する作用をし、コバルトは安
定な水曜化亜鉛皮膜を形成するので、両者の相乗作用に
よって亜鉛のアノード溶解が抑制され、塩水噴霧試験な
どの腐食環境?こおいて耐食性をイ)る。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明ζこおいては、電気亜鉛めつき夕・3根の製造に
際して、通常の°EI4気亜鉛めっき浴にアルミナゾル
とコバルトイオンを添加して’Ha屏を行う。アルミナ
ゾルは腐食生成物の導電性を低める効果を持つが、同じ
効果を持つものとして、シリカゾル、チタニアゾル、ク
ロミアゾル、ジルコニアゾル、酪化鉄ゾル、イソl−I
Jア(Y2O3)ゾル、セリア(CeO,)ゾル、ジル
コン(Zr5i04)プル、酸化アンチモン(5bzO
s )ゾルなどが膠げられる。また、コバルトイオン吉
同じ効果を持つ金属イオン、金属酸化物として、クロム
、ニッケル、鉄、スズ、バナジン、タングステン、マン
ガン、チタンなどが挙げられる。
これらの酸化物ゾルあるいは金属イオンまたは金属酸化
物の組み合わやで電気めっきを行うのが好ましい。亜鉛
めっき中に酸化物ゾルを共析する方法として、特開昭5
4−159342号が知られている。しかし、この方法
は粒子電荷が負であるコロイドを使用しているため、正
に帯電させる処理が必要となっている。本発明では帯電
の正負を逆にする処理を必要としないよう、もともと正
に帯電しているコロイドを使用しているところに特徴が
ある。
従って、正に帯電したコロイド粒子はin気めっき浴中
で陰極部へ泳動し、共析することが容易に推察される。
そして、めっき層中に共析するメカニズムは、陰極近傍
に運ばれた粒子か亜鉛の還元析出の際にまき込まれてい
るものと思われる。その共析する量は酸化物ゾルの添加
量に比例し、ある濃度に達するとそれ以上共析されなく
なる。こうして造られた酸化物ゾル単独添加のめっきの
耐食性を調べると、比較の純亜鉛と同等か少し悪い結果
が得られた。この理由として、アルミナの共析量が少な
くて効果がなかったり、あるいは腐食生成物の安定化に
効果がなかったこきがあげられる。
そこで、腐食生成物の安定化に効果があるコバルトイオ
ンを少量添加して実験を行なった。その結果、アルミナ
およびコバルトをそれぞれ単独に添加してめっきを行な
うより、両者を添加することによってそれぞれ単独添加
でめっきした飛板の赤錆発生までの時間をプラスしても
、さらにそれ以上の耐食性が得られた。アルミナの共析
量とコバルトイオンの添加量の関係を調べると、コバル
トイオンの添加量に比例してアルミナの共析量が増え、
コバルトを添加する前より多いことがわかった(第1図
参照)。こ、のことは、正に帯電している粒子とコバル
トイオンが静電的に反発することが予想されるが、実験
結果から判断すれば、アルミナ粒子にコバルトが吸着さ
れることによって効果的に共析されるものと思われる。
本発明による亜鉛−コバルトーアルミナ複合めっきの耐
食性を調べた結果を第2図に示す。塩化物亜鉛めっき浴
から電析した純伸鉛めっき(めっき付着量20 ? /
 rr?)、および塩化物亜鉛めっき浴(こ正に帯電し
ているアルミナゾルを10,20゜40.60,100
y/z(アルミナ20wt%)、それに塩化コバルトを
3.6,12,18,30y7を添加した複合めっきに
ついて、間歇塩水ヴ1霧試験(塩水噴霧16時間十室内
放ド゛、18時間を1サイクルとする)を行なった結果
である。第2図の結果から、純亜鉛めっき、(jlj釦
+アルミナ)めっき、(亜鉛+コバルト)めつA?こ対
して0本発明の方法による(亜鉛+アルミナートコバル
ト)めっきの耐食性が優れていることは明らかである。
本発明による複合めっきは、純亜鉛めっきの特徴を損う
ことな11食性を向上させるもので、化成処理性、クロ
メート処理性に対しても優れた性質を示す。
本発明で用いる亜鉛めっき浴は、塩化亜鉛を主成分とし
た塩化物亜鉛めっき浴でpI−Iが4〜7の弱酸性が望
ましい。この条件下では、亜鉛を可溶性アノードとして
使用することができ、はぼ100係の効率で溶解するの
で、浴管理が容易となる利点がある。また、コロイドの
安定性もpHに依存し、本発明で使用するアルミナも低
pH域では安定に分散しないので、pH4〜7の弱a性
域で使用するのが艮い。浴温は30〜70℃が好ましい
添加するアルミナゾルの粒径は100 nm以下である
のが好ましい。粒径がlQQnmを超えると、コロイド
液中で沈降し易く、均質なめつき浴が得られないので好
ましくない。本発明においては、正に帯電したアルミナ
粒子の市販コロイド液を1〜200f/l(アルミナ2
0wt%)、好ましくは10〜1009/4.さらに適
切な範囲として20〜60 ?/を添加する。12/を
未満ではアルミナの共析量が少なく効果的でない。また
200?/Lを超えると、めっき液の粘性が大きく攪拌
が雌しくなり、また陰極電流効率の低下や浴電圧の上昇
をもたらし、経済的観点より好ましくない。
コバルトイオンの添加量は0.001〜0.5 mol
/lが好ましい。O,OO1mol / を未満ではコ
バルトの効果が得られず、0.5 mol / Lを超
エテもCo電析に比べてAtの共析が増加せず′@果の
向上が望めない。好ましくは、001〜0.1 mol
 /lの添加量が本発明の特徴を発欅できる経済的z′
;4度である。
さらにめつき助剤として、塩化アンモニウム、(、j7
化カリウムなどの〜7電剤、ホウ酸、リン酸塩などのp
H晟夜剤、クエン酸、酒石酊、EDTAなどの錯化剤、
アクリルアミド、デキストリンなどの光沢剤およびタン
グステン1)2などの助剤ヲ加えることができ、その種
類、8度など荷に限定されることはない。
塩化物浴では高電流密度における電屏が可能て]、 0
〜120 A/dm”が適切であるが、12OA/d−
を超えると、アルミナゾル添加量が多い程電析物が黒色
を呈するので不都合であり、10A/drr?未餠では
、電析物が粗大で光沢i牛が不良となり好ましくない。
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。
冷延鋼板(5PCC)をアルカリ電′Fr、脱脂し、5
チ塩酸で醗洗した後水洗し、以下の条件によりめつきを
行なった。将拌はポンプにより行ない、液流速は約30
 m / mで、陽極に純亜鉛板を使用し、極間距離は
20甜、液流は50℃で行なった。目     ゛付量
は209 / m’とした。
めっきのit食性は間歇塩水噴霧試験(以下、間歇SS
Tという)で、1ザイクルが塩水噴霧16時間、室内放
置8時間で、10つ赤錆発生までのサイクル数で判定し
た。
〔実施例1〕 浴組成 塩化亜鉛2109/l、塩化カリウム3609
/l、塩化コバルl−205’/11アルミナゾル60
り/lアルミ ナ20 wt%、粒径5〜301) pH= 5.0 電流密度 60 k/dtr? 間歇SSTで4サイクル丈では赤錆の発生が認められな
かった。
〔比較例1〕 浴絵成 塩化亜1e210 y7t、B化カリウム36
0 f/l pH= 5.0 電流密度 60 A/1m’ 間歇SSTでは1サイクルまでに赤錆の発生が認められ
た。
〔比較例2〕 浴組成 塩化亜鉛210 f//l、塩化カリウム36
0 ?/l、塩化コバルト202/PH= 5.0 電流密度 60 A/drr? 間歇SSTでは1サイクルで赤錆の発生が「3められた
〔比較例3〕 浴組成 塩化亜鉛210y/L%塩化カリウム360r
/4.アルミナゾル60?/ pH= 5.0 電流密度 60 k/、ttr1 間歇SSTでは1サイクルで赤錆の発生が認められた。
〔実施例2〕 浴組成 塩化亜f(j2109/A、塩化カリウム36
0971%硫酸コバルト302/ 11 タングステン酸す)・リウム19/11酒石酸ア
ンモニウム29/L、ア ルミナゾル100 ?/L pH=6.0 電流密度 60 h/ctm 間歇SSTでは6サイクルまで赤錆の発生が認められな
かった。
【図面の簡単な説明】
第1図はアルミナゾル、コバルト添加量の変化とアルミ
ナ共析量との関係を示すグラフ、第2図はアルミナゾル
、コバルト添加量と耐食性との関係を示すグラフである
。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士  渡 辺  望 稔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気亜鉛めっき浴中に、粒子電荷が陽性で粒径が
    100 nm以下のアルミナを分散質としたコロイドを
    1〜20(1’/l(アルミナ20wt%)安定に分散
    させ、さらにコバルトイオンを0.001〜0.5mo
    l/L添加し、電解により鍔板表面上に亜鉛を主体とし
    てコバルト、アルミナを共析させることを特徴とする高
    耐食性電気亜鉛めっき銅板の製造方法。
  2. (2)  pH4〜7の塩化物亜鉛めっき浴中に、粒子
    電荷が陽性で粒径が1100rL以下のアルミナを分散
    質としたコロイドを1〜200 t/を安定に分散させ
    、さらにコバルトイオンをo、ooi〜0.5rno1
    /L添加し、電解により鍔板表面上に亜鉛を主体として
    コバルト、アルミナを共析させることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の高耐食性電気亜鉛めっき鋼板
    の製造方法。
JP23387882A 1982-12-28 1982-12-28 高耐食性電気亜鉛めつき鋼板の製造方法 Pending JPS59123796A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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