JPS6154880B2 - - Google Patents
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- JPS6154880B2 JPS6154880B2 JP21894383A JP21894383A JPS6154880B2 JP S6154880 B2 JPS6154880 B2 JP S6154880B2 JP 21894383 A JP21894383 A JP 21894383A JP 21894383 A JP21894383 A JP 21894383A JP S6154880 B2 JPS6154880 B2 JP S6154880B2
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は亜鉛系めつき鋼板の表面処理法、特に
耐食性の優れた化成皮膜を得るための電解クロメ
ート処理法に関するものである。 ZnあるいはZn―Fe、Zn―Ni等Zn合金をめつき
した、いわゆるZn系めつき鋼板は、耐食性や塗
料密着性の向上を目的としてクロメート処理が施
される。クロメート処理の方法は、スプレーある
いは浸漬によりめつき表面と処理液を反応させ、
皮膜を形成する反応型クロメート処理、めつき表
面との反応はほとんど起らず、処理液成分の造膜
作用によつて皮膜を形成する塗布型クロメート処
理、あるいは処理液中で電気化学的に皮膜を形成
する電解クロメート処理がある。 電解クロメートは、Cr6+の他SO4 2-やC1-等の
陰イオンを含む水溶液中でめつき鋼板を陰極とし
て電解することにより皮膜を形成するもので、合
金元素の有無やその量などめつき鋼板の種類に左
右されず、安定した処理ができること、電気量に
よるクロム付着量の制御がし易いこと、処理むら
が出にくいこと等の利点がある。 一方、昨今は省資源、省エネルギーを背景とし
て、Zn系めつき鋼板に要求される耐食性の水準
が以前に比べて大幅に高くなつてきており、無塗
装でも長期にわたりめつき面を保護する高耐食性
クロメートが要求されるようになつた。しかしな
がら、従来の電解クロメートは耐食性の水準がい
まひとつ不十分であり、上記のような要求には応
えにくいという欠点があつた。 本発明の目的は、このような現状に鑑み、Zn
系めつき鋼板に高耐食性の電解クロメート皮膜を
形成することにある。 本発明によれば、Cr6+5〜75ｇ/、カチオン
型コロイダルシリカ10〜150ｇ/を含むPH1.0〜
5.0の浴で亜鉛系めつき鋼板を陰極として、３〜
40A/dm2の電流密度により30クローン／ｄm2以上
の電気量で電解処理し、亜鉛系めつき表面にCr
およびSiを含む化成皮膜を生成せしめることによ
り、上記目的を達成することができる。 本発明者等は、各種コロイダルシリカの電解ク
ロメートへの添加効果を調べた結果、カチオン型
のコロイダルシリカが顕著な耐食性向上効果を発
揮することを見い出し、本発明に至つた。 以下に本発明による方法の具体的効果、適正範
囲等につき詳細に説明する。 第１図はCr6+25ｇ/を含むPH2.0の電解クロメ
ート処理液でコロイダルシリカ濃度を変えて、電
気Znめつき鋼板に10A/dm2の電流密度で10秒間の
陰極処理を行なつた場合のSi付着レベル（蛍光Ｘ
線分析によるSiカウント数）の推移を示す。カチ
オン型のコロイダルシリカはアニオン型よりSiを
多く析出することがわかる。アニオン型も陰極処
理にもかかわらず、若干析出するのはSiO2のコ
ロイド粒子面で電気２重層を形成し、わずかなが
らカチオン的性質を示すためと考えられる。 また、第２図は電解クロメート処理した電気亜
鉛めつき鋼板を塩水噴霧試験（JIS Ｚ 2371）に
供した場合の白銹発生面積をSi付着レベルとの関
係において示したものである。この場合、Cr付
着量は30〜35mg/m2と同一水準にそろえた。ま
た、アニオン型SiO2を添加した浴では、SiO2濃
度、電解時間の調整により、Si付着レベルの高い
板を作成した。第２図から、Siの付着レベルが高
くなると耐食性が向上するが、その傾向はカチオ
ン型SiO2の場合により強く、同一Siレベルで比較
しても、カチオン型SiO2の方がより優れた耐食
性を示すことがわかる。以上のことから、カチオ
ン型コロイダルシリカを添加した浴は、陰極電解
によりSiを多く含む皮膜を形成すること、および
その皮膜の耐食性が優れているという特徴をもつ
ことがわかる。 コロイダルシリカは無水硅酸（SiO2）の超微粒
子（１〜100mμ）を水中に分散せしめたもので
あり、通常粒子表面にSiOH基およびOH-イオン
が存在し、負に帯電しているものが一般的であ
る。一方、本発明において用いるカチオン型コロ
イダルシリカとは、粒子表面にNaあるいはAl等
の金属陽イオンを置換結合させ、全体として正に
帯電させたものであり、従来のアニオン型のもの
とは種々異つた挙動を示すものである。市販され
ているものでは、たとえば日産化学工業(株)製のス
ノーテツクスAKあるいはBK等がこれに該当す
る。 カチオン型コロイダルシリカを含む浴はアニオ
ン型コロイダルシリカを含む浴より、陰極電解に
よつてより多くのSiを析出することは、SiO2の帯
電状態の相違から容易に理解される。しかし、同
じSi付着レベルでもカチオン型のものの方が耐食
性が優れている理由は現在のところ明らかではな
い。形成するクロメート皮膜がより緻密な構造に
なつていること等がその理由として考えられる。 次に浴組成の適正範囲について説明する。 浴中のCr6+は無水クロム酸（CrO3）の他、重ク
ロム酸塩あるいはクロム酸塩を溶解することによ
り供給される。この場合、Cr6+濃度は５〜75ｇ/
が必要である。Cr6+濃度が５ｇ/未満の場合
は形成する皮膜の耐食性が不十分であり、また75
ｇ/を超えると皮膜が不均一になりやすい。 カチオン型コロイダルシリカはSiO2濃度とし
て10〜150ｇ/が必要である。この濃度が10ｇ/
未満の場合はSiの析出が不十分となり、皮膜の
耐食性が不十分となり、また150ｇ/を超えると
粗雑な皮膜となる傾向があり、やはり耐食性が劣
化する。 浴PHは1.0〜5.0の範囲が良い。浴PHが1.0未満で
はZnの溶出速度が大きくなり、皮膜の生成量が
減少し、また5.0を超えるとSiの析出が極端に減
少し、所期の皮膜が得られなくなる。 この他の、浴中のSO4 2-、Cl-、F-、その他の
陰イオンの存在は特に問題とはしない。これらの
陰イオンはクロメート皮膜の均一性や耐食性の向
上に効果が見られる場合があり、適宜添加される
他、浴PHの調整を行う場合に不可避的に混入する
場合もあるからである。 陰極電解を行う場合の電流密度は３〜40A/dm2
が良好である。電流密度が３A/dm2未満では均一
な皮膜が生成し難く、また40A/dm2を超えると皮
膜の生成効率が低下し、耐食性も劣化する傾向が
あるからである。また、電気量は30クローン／ｄ
m2以上必要であり、これ未満では皮膜形成量が少
なく、十分な耐食性が得られない。浴温は特に限
定するものではないが、作業性の点から40〜70℃
が適当である。 本発明における亜鉛系めつき鋼板とは、電気亜
鉛めつき鋼板、あるいはZn―Ni、Zn―Fe、その
他の電気亜鉛合金めつき鋼板、さらに溶融亜鉛め
つき鋼板およびその加熱合金化処理鋼板等を意味
する。本発明は電気化学的に鋼板表面にクロメー
ト皮膜を形成せしめるものであるため、めつき鋼
板の種類にかかわらず、いずれにも適用可能であ
る。 以下に、本発明方法について好適実施例を挙
げ、併せて比較例と比較し、本発明の実効性を説
明する。 CrO3およびコロイダルシリカを含む浴中で、
目付量20ｇ/m2の電気亜鉛めつき鋼板を陰極電解
処理し、水洗、乾燥した後、塩水噴霧試験（JIS
Ｚ 2371）に供し、耐食性を調べた。この時、コ
ロイダルシリカは比較例の一つとしてアニオン型
SiO2（日産化学(株)製スノーテツクスＯ）を用い
た他は、すべてカチオン型SiO2（日産化学(株)製
スノーテツクスBK、SiO2、20％溶液）を用い
た。浴組成、電解条件は第１表に示す。なお、浴
PHはH2 SO4とNaOHで調整した。また浴温は50
℃で一定とした。 第１表に示した結果から、本発明の実施例はい
ずれも塩水噴霧試験200時間で白銹が５％以下あ
るいはゼロという極めて優れた耐食性を示してい
ることがわかる。この耐食性水準は無塗装でも亜
鉛系めつき表面を長期にわたつて保護しうる極め
て優れた水準である。 これに対し、比較例ではSiO2は含まないもの
はもちろん、アニオン型SiO2を添加したもの、
あるいはカチオン型SiO2を含むものでも処理条
件が本発明の範囲をはずれるものでは、良好な耐
食性は得られないことがわかる。 【表】
耐食性の優れた化成皮膜を得るための電解クロメ
ート処理法に関するものである。 ZnあるいはZn―Fe、Zn―Ni等Zn合金をめつき
した、いわゆるZn系めつき鋼板は、耐食性や塗
料密着性の向上を目的としてクロメート処理が施
される。クロメート処理の方法は、スプレーある
いは浸漬によりめつき表面と処理液を反応させ、
皮膜を形成する反応型クロメート処理、めつき表
面との反応はほとんど起らず、処理液成分の造膜
作用によつて皮膜を形成する塗布型クロメート処
理、あるいは処理液中で電気化学的に皮膜を形成
する電解クロメート処理がある。 電解クロメートは、Cr6+の他SO4 2-やC1-等の
陰イオンを含む水溶液中でめつき鋼板を陰極とし
て電解することにより皮膜を形成するもので、合
金元素の有無やその量などめつき鋼板の種類に左
右されず、安定した処理ができること、電気量に
よるクロム付着量の制御がし易いこと、処理むら
が出にくいこと等の利点がある。 一方、昨今は省資源、省エネルギーを背景とし
て、Zn系めつき鋼板に要求される耐食性の水準
が以前に比べて大幅に高くなつてきており、無塗
装でも長期にわたりめつき面を保護する高耐食性
クロメートが要求されるようになつた。しかしな
がら、従来の電解クロメートは耐食性の水準がい
まひとつ不十分であり、上記のような要求には応
えにくいという欠点があつた。 本発明の目的は、このような現状に鑑み、Zn
系めつき鋼板に高耐食性の電解クロメート皮膜を
形成することにある。 本発明によれば、Cr6+5〜75ｇ/、カチオン
型コロイダルシリカ10〜150ｇ/を含むPH1.0〜
5.0の浴で亜鉛系めつき鋼板を陰極として、３〜
40A/dm2の電流密度により30クローン／ｄm2以上
の電気量で電解処理し、亜鉛系めつき表面にCr
およびSiを含む化成皮膜を生成せしめることによ
り、上記目的を達成することができる。 本発明者等は、各種コロイダルシリカの電解ク
ロメートへの添加効果を調べた結果、カチオン型
のコロイダルシリカが顕著な耐食性向上効果を発
揮することを見い出し、本発明に至つた。 以下に本発明による方法の具体的効果、適正範
囲等につき詳細に説明する。 第１図はCr6+25ｇ/を含むPH2.0の電解クロメ
ート処理液でコロイダルシリカ濃度を変えて、電
気Znめつき鋼板に10A/dm2の電流密度で10秒間の
陰極処理を行なつた場合のSi付着レベル（蛍光Ｘ
線分析によるSiカウント数）の推移を示す。カチ
オン型のコロイダルシリカはアニオン型よりSiを
多く析出することがわかる。アニオン型も陰極処
理にもかかわらず、若干析出するのはSiO2のコ
ロイド粒子面で電気２重層を形成し、わずかなが
らカチオン的性質を示すためと考えられる。 また、第２図は電解クロメート処理した電気亜
鉛めつき鋼板を塩水噴霧試験（JIS Ｚ 2371）に
供した場合の白銹発生面積をSi付着レベルとの関
係において示したものである。この場合、Cr付
着量は30〜35mg/m2と同一水準にそろえた。ま
た、アニオン型SiO2を添加した浴では、SiO2濃
度、電解時間の調整により、Si付着レベルの高い
板を作成した。第２図から、Siの付着レベルが高
くなると耐食性が向上するが、その傾向はカチオ
ン型SiO2の場合により強く、同一Siレベルで比較
しても、カチオン型SiO2の方がより優れた耐食
性を示すことがわかる。以上のことから、カチオ
ン型コロイダルシリカを添加した浴は、陰極電解
によりSiを多く含む皮膜を形成すること、および
その皮膜の耐食性が優れているという特徴をもつ
ことがわかる。 コロイダルシリカは無水硅酸（SiO2）の超微粒
子（１〜100mμ）を水中に分散せしめたもので
あり、通常粒子表面にSiOH基およびOH-イオン
が存在し、負に帯電しているものが一般的であ
る。一方、本発明において用いるカチオン型コロ
イダルシリカとは、粒子表面にNaあるいはAl等
の金属陽イオンを置換結合させ、全体として正に
帯電させたものであり、従来のアニオン型のもの
とは種々異つた挙動を示すものである。市販され
ているものでは、たとえば日産化学工業(株)製のス
ノーテツクスAKあるいはBK等がこれに該当す
る。 カチオン型コロイダルシリカを含む浴はアニオ
ン型コロイダルシリカを含む浴より、陰極電解に
よつてより多くのSiを析出することは、SiO2の帯
電状態の相違から容易に理解される。しかし、同
じSi付着レベルでもカチオン型のものの方が耐食
性が優れている理由は現在のところ明らかではな
い。形成するクロメート皮膜がより緻密な構造に
なつていること等がその理由として考えられる。 次に浴組成の適正範囲について説明する。 浴中のCr6+は無水クロム酸（CrO3）の他、重ク
ロム酸塩あるいはクロム酸塩を溶解することによ
り供給される。この場合、Cr6+濃度は５〜75ｇ/
が必要である。Cr6+濃度が５ｇ/未満の場合
は形成する皮膜の耐食性が不十分であり、また75
ｇ/を超えると皮膜が不均一になりやすい。 カチオン型コロイダルシリカはSiO2濃度とし
て10〜150ｇ/が必要である。この濃度が10ｇ/
未満の場合はSiの析出が不十分となり、皮膜の
耐食性が不十分となり、また150ｇ/を超えると
粗雑な皮膜となる傾向があり、やはり耐食性が劣
化する。 浴PHは1.0〜5.0の範囲が良い。浴PHが1.0未満で
はZnの溶出速度が大きくなり、皮膜の生成量が
減少し、また5.0を超えるとSiの析出が極端に減
少し、所期の皮膜が得られなくなる。 この他の、浴中のSO4 2-、Cl-、F-、その他の
陰イオンの存在は特に問題とはしない。これらの
陰イオンはクロメート皮膜の均一性や耐食性の向
上に効果が見られる場合があり、適宜添加される
他、浴PHの調整を行う場合に不可避的に混入する
場合もあるからである。 陰極電解を行う場合の電流密度は３〜40A/dm2
が良好である。電流密度が３A/dm2未満では均一
な皮膜が生成し難く、また40A/dm2を超えると皮
膜の生成効率が低下し、耐食性も劣化する傾向が
あるからである。また、電気量は30クローン／ｄ
m2以上必要であり、これ未満では皮膜形成量が少
なく、十分な耐食性が得られない。浴温は特に限
定するものではないが、作業性の点から40〜70℃
が適当である。 本発明における亜鉛系めつき鋼板とは、電気亜
鉛めつき鋼板、あるいはZn―Ni、Zn―Fe、その
他の電気亜鉛合金めつき鋼板、さらに溶融亜鉛め
つき鋼板およびその加熱合金化処理鋼板等を意味
する。本発明は電気化学的に鋼板表面にクロメー
ト皮膜を形成せしめるものであるため、めつき鋼
板の種類にかかわらず、いずれにも適用可能であ
る。 以下に、本発明方法について好適実施例を挙
げ、併せて比較例と比較し、本発明の実効性を説
明する。 CrO3およびコロイダルシリカを含む浴中で、
目付量20ｇ/m2の電気亜鉛めつき鋼板を陰極電解
処理し、水洗、乾燥した後、塩水噴霧試験（JIS
Ｚ 2371）に供し、耐食性を調べた。この時、コ
ロイダルシリカは比較例の一つとしてアニオン型
SiO2（日産化学(株)製スノーテツクスＯ）を用い
た他は、すべてカチオン型SiO2（日産化学(株)製
スノーテツクスBK、SiO2、20％溶液）を用い
た。浴組成、電解条件は第１表に示す。なお、浴
PHはH2 SO4とNaOHで調整した。また浴温は50
℃で一定とした。 第１表に示した結果から、本発明の実施例はい
ずれも塩水噴霧試験200時間で白銹が５％以下あ
るいはゼロという極めて優れた耐食性を示してい
ることがわかる。この耐食性水準は無塗装でも亜
鉛系めつき表面を長期にわたつて保護しうる極め
て優れた水準である。 これに対し、比較例ではSiO2は含まないもの
はもちろん、アニオン型SiO2を添加したもの、
あるいはカチオン型SiO2を含むものでも処理条
件が本発明の範囲をはずれるものでは、良好な耐
食性は得られないことがわかる。 【表】
第１図は電解クロメート浴中のコロイダルシリ
カ濃度とクロメート皮膜のSiの蛍光Ｘ線分析強度
の関係を示すグラフ、第２図はクロメート皮膜の
Siの蛍光Ｘ線分析強度と耐食性の関係を示すグラ
フである。
カ濃度とクロメート皮膜のSiの蛍光Ｘ線分析強度
の関係を示すグラフ、第２図はクロメート皮膜の
Siの蛍光Ｘ線分析強度と耐食性の関係を示すグラ
フである。
Claims (1)
- １ Cr6+5〜75ｇ/、カチオン型コロイダルシ
リカ10〜150ｇ/を含むPH1.0〜5.0の浴で亜鉛系
めつき鋼板を陰極として、３〜40A/dm2の電流密
度により30クローン／ｄm2以上の電気量で電解処
理し、亜鉛系めつき表面にCrおよびSiを含む化
成皮膜を生成せしめることを特徴とする亜鉛系め
つき鋼板の電解クロメート処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21894383A JPS60110896A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 亜鉛系めつき鋼板の電解クロメ−ト処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21894383A JPS60110896A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 亜鉛系めつき鋼板の電解クロメ−ト処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60110896A JPS60110896A (ja) | 1985-06-17 |
| JPS6154880B2 true JPS6154880B2 (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=16727756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21894383A Granted JPS60110896A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 亜鉛系めつき鋼板の電解クロメ−ト処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60110896A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62278298A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-12-03 | Kawasaki Steel Corp | クロメート処理Ｚｎ系めっき鋼板 |
| AU574609B2 (en) * | 1986-05-12 | 1988-07-07 | Nippon Steel Corporation | Chromate treatment of metal coated steel sheet |
| JPH0791677B2 (ja) * | 1987-04-06 | 1995-10-04 | 新日本製鐵株式会社 | 電解クロメ−ト処理方法 |
| JP3105322B2 (ja) * | 1991-12-27 | 2000-10-30 | 日産自動車株式会社 | 光輝性アルミホイールの無色クロメート皮膜形成方法 |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP21894383A patent/JPS60110896A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60110896A (ja) | 1985-06-17 |
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