JPS5938313B2 - 高耐食性電気亜鉛合金メツキ鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高耐食性電気亜鉛合金メッキ鋼板に関３、’す
るものである。

冷延鋼板の耐食性、塗装後の耐食性の向上及び加工性を
損なわず量産化できる表面処理鋼板として、電気亜鉛メ
ッキ鋼板が汎用されている。

ところで、近年では亜鉛メッキ鋼板は、寒冷地帯におけ
る冬期の道路凍結防止用の散布塩に対する自動車の防錆
鋼板として使用される等、苛酷な腐食環境での使用が増
加する傾向にある。従つてこれら亜鉛メッキ鋼板の耐食
性の向上が望まれているが、亜鉛メッキ鋼板の耐食性は
、亜鉛のメッキ量（付着量）によつてほゞ決まることが
知られている。

一方亜鉛メッキ鋼板の耐食性向上の方法として、メッキ
量の増加以外の方法で、亜鉛自身の溶解を抑制するため
の合金メッキが提案されているが、例えば特開昭５５−
５０４８４号公報では、亜鉛メッキ浴中にニッケルイオ
ン、クロムイオンを併存含有させて、電気メッキにより
メッキ層を、Ｎｉ−Ｚｎ合金組成として耐食性を向上す
ることが提案されている。

従来より電気亜鉛メッキの耐食性を高めるためＣｒをＺ
ｎと共析させる検討が種々行われてきたが、亜鉛メッキ
浴中にＣｒ＋６またはＣｒ＋３を添加すると、メッキ電
流効率の低下が大きいため工業的規模にＺｎ−Ｃに合金
メッキを行うことは困難であつた。

本発明は、Ｚｎ−Ｎｉメッキにおいて電流効率の大きな
低下なしに、ＣｒをＺｎ−Ｎｉと共析させることに成功
したもので、本発明の要旨は、１１一２０重量％のニッ
ケルと０．０１−１．０重量％のクロムを含有し、残部
実質的に亜鉛よりなる電気亜鉛合金メッキ層を表面に形
成してなる高耐食性電気亜鉛合金メッキ鋼板にある。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明においては、Ｎｉ含有量を１１−２０重量％（以
下％と略記する）にすることによつて、Ｎｉ自体により
耐食性を高める効果と、Ｃｒの共析量を増すことによる
耐食性の向上という２重の効果をうるものである。

ＮｉがＣｒの共析に有効な理由は未だ明確ではないが、
本発明者らの知見によると、Ｃｒ′＋６の存在における
Ｚｎの不動態化を阻止したり、Ｃｒ＋３が金属クロムに
還元するのを促進する効果があり、か＼る観察によつて
、メツキ層中のＮｉ含有量を１１−２０（ｆ）にするこ
とが重要であることを確認した。即ち本発明者らの実験
によると、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｒメツキ層中のＮｉ含有量と
、塩水噴霧試験後の赤錆発生率は第１図の通りである。

第１図のメツキ層組成は、Ｃｒ：０．０２％を一定とし
、Ｎｉの含有率をＯ−４０％としたときの塩水噴霧時間
（ａ：１０ｇ，．ｂ：７日及びＣ：３日）の試験結果で
あり、Ｎｉ含有量１１−２０％が、赤錆発生に対して効
果大であることが明らかであるが、１０（Ｆ６時点では
すでに赤錆の抑制力が劣化しはじめており、Ｎｉ含有量
１１−２０（１６の範囲が好ましい。

メツキ層のＣｒ含有量は、０，０１−１．０％とするが
、０．０１％未満では耐食性の向上に効果がないし、一
方１．０（Ｌを超えるとメツキ外観を損ない、商品価値
を減する恐れがある。

次に本発明において電気亜鉛メツキ浴に添加含有させる
べき成分の効果及び含有量の限定理由を説明する。

Ｎｉイオンは、メツキ時Ｚｎと共析してＮｉ一Ｚｎ合金
を形成し、耐食性向上の機能をもつが、前述のようにメ
ツキ層中に１１−２０％含有することが極めて重要であ
る。

従つてメツキ浴にばＮｉイオンとして４５９／ｔ−６０
９／ｔ添加することを必要とする。Ｎｉイオンが４５９
／ｔ未満の添加量ではメツキ外観が不良となり、電流効
率が低下する。

又、Ｎｉイオンが６０９／ｔを超える添加量ではメツキ
鋼板に付着してメツキ槽外に持出されるＮｉ量が増加し
、不経済である。ＳＯ４−２（硫酸イオン）は７０−３
７０ｆ１／ｔを添加するが、添加量が７０９／ｔ未満で
は金属塩類低下となり、メツキ外観が低下し、更に電気
伝導度が低下し、メツキ電圧が上昇することによる電力
費の増加となつて好ましくない。

又添加量が３７０９／ｔを超過すると、メツキ浴中の硫
酸濃度が上昇し、金属塩類が溶解しないので配管づまり
の原因となり、押しきずが発生して製品価値を減する。
本発明の電気メツキ浴には、ホウ酸１０ｇ／ｔ一８０９
／ｔを添加するが、ホウ酸はＮｉ電気メツキにおいて、
一般に緩衝剤として知られている。

本発明者らの研究によると、ホウ酸Ｈ３ＢＯ３は本発明
におけるメツキ鋼板の加工性を向上せしめるために有効
であり、メツキ層中のＮｉ含有率の増加によつて、メツ
キ鋼板の加工性を低下せしめる懸念を解消している。こ
の理由は次の説明により理解されるものである。

即ち電気メツキ作業中メツキ層表面では、次の反応が生
起する。そして反応（５）によつて、メツキ層表面では
ＰＨが上昇しやすくなり、ＰＨが上昇すると（６）一（
８）の反応が前記（１）一（５）の反応と同時に進行す
る。

上記の結果メツキ層中に金属Ｚｎ，．Ｎｉ，．Ｃｒのほ
か水酸化物が混在することにより、メツキの密着性が低
下する。そこでＨ３ＢＯ３のメツキ表面におけるＰＨを
阻止する機能によつて、上記（６）−（８）反応は抑制
され、その結果メツキ密着性が向上することが明らかで
ある。第２図はメツキ浴中Ｈ３ＢＯ３濃度（９／ｔ）と
メツキ密着性評点を示すグラフである。

図によると、Ｈ３ＢＯ３添加量が２０９／ｔ以上になる
と効果が大であり、８０９／ｔを超えると未溶解のもの
が生じて、添加が無意味となる。

に示されるメツキ浴の例である。本発明におけるメツキ
浴には、０．５−１３９／ｔの６価クロムイオンを添加
する。

Ｃｒイオンは硫酸イオンの存在下でメツキ中にＣｒ水酸
化物としてＮｉ−Ｚｎ中に共析し、Ｎｉ−Ｚｎ合金を不
働態化して耐食性を向上することが知られているが、添
加量が０．５９／ｔ未満では耐食性向上に効果がなく、
１３ｇ／ｔを超えると電流効率を低下して好ましくない
。

更に本発明は、メツキ浴をＰＨｌ．４−２．０の範囲に
保持するが、ＰＨｌ．４未満ではメツキ電流効率が悪く
、２．０を超えるとメツキ外観が不良となり黒色化する
ので、前述の範囲を保持しなければならない。

又メツキ浴温は、３０℃未満ではクロム析出の電流効率
が低く耐食性が向上しないので、３０℃以上に保持する
ことが好ましい。

以下本発明の実施例を説明する。

実施例 １ 表 上記複合メツキ浴組成を用いて通常の脱脂、酸洗した冷
延鋼板に電気メツキを行い、メツキ付着量約２０ｇ／イ
の電気亜鉛合金メツキを得た。

このメツキ鋼板の外観観察、メツキ被膜の密着性を調べ
るため、スクラツチ傷を入れて２４０時間（ＪＩＳＺ２
３７ｌ塩水噴霧試験規格）メツキ付着量と赤錆発生率を
調べた。実施例 ２ 実施例１におけるメツキ浴中、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２０濃
度を２１０９／ｔ（Ｎｉイオン濃度４６．９ｇ／ｔ）に
代えて、他の諸元は同一とした。

実施例 ３ 実施例１におけるメツキ浴中、Ｈ３ＢＯ３濃度を１０９
／ｔに代えて他の諸元は同一とした。

実施例 ４実施例１におけるメツキ浴中ＣｒＯ３濃度を
１０９／ｔに代えて他の諸元は同一とした。

比較例 １ 実施例１におけるメツキ浴中、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２０濃
度を１８０９／ｔ（Ｎｉイオン濃度４０．２ｆ！／ｔ）
に代えて、他の諸元は同一とした。

比較例 ２ 比較例１における電解時間を２４秒に代えて、他の諸元
は同一とした。

比較例 ３ 実施例１におけるメツキ浴中ＮｉＳＯ４・６Ｈ，０１濃
度を３００９／ｔにし、他の諸元は同一とした。

比較例 ４ ：、実施例１にお
けるメツキ浴中ＣｒＯ３なしとし、他の諸元は同一とし
た。

実施例１、２及び３は本発明法による本発明のメツキ鋼
板であつて、耐食性及びメツキ密着性とも優れているこ
とを示した。

比較例１は、メツキ浴のＮｉ濃度が低いために電流効率
も低く、耐食性が不良である。

比較例２は電解時間を延長することによつて、メツキ付
着量は実施例１と同じにしたが、Ｎｉ含有率が低いため
耐食性は劣る。比較例３はＮｉ含有率が高いため耐食性
は劣る。比較例４はＣｒが入つていな＄／麟／０２０３
０４０Ｎｉ９ 有阜（′０／ｏ） いために、実施例１より耐食性は劣る。

以上本発明においては耐食性の優れた電気メツキ鋼板を
工業的規模で生産し得るものであつて、その効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮｉ含有率と赤錆発生率のグラフ、第２図はめ
つき浴中Ｈ３ＢＯ３濃度とめつき密着性評点のグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １１−２０重量％のニッケルと０．０１−１．０重
   量％のクロムを含有し、残部実質的に亜鉛よりなる電気
   メッキ層を表面に形成してなる高耐食性電気亜鉛合金メ
   ッキ鋼板。