JPS6311690A - めつき密着性に優れたＺｎ系合金電気めつき鋼板の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れためっき密着性を有し種々の用途、例え
ば自動車用鋼板として適用できるＺｎ系合金電気めっき
鋼板の製造法に関するものである。

〔従来の技術および問題点〕

寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の散布岩塩によ
って自動車車体が腐食する問題に対して、各種めっき鋼
板の適用が検討・推進されている。車体外面の腐食は、
道路走行時の自動車に路面から跳ねあげられた小石や散
布岩塩が当た）（この現象をチッピングと称する。小石
や散布岩塩の衝突するスピードは、自動車の走行スピー
ドと同じ５０〜１５０　ｋａ１／ｈで極めて大きい衝撃
力でおる。）、車体表面の塗装が剥離したり、素地鋼板
に達する疵が入シ、その箇所に融雪からの水や散布塩分
が作用して促進される。このような車体外面の腐食対策
として、例えばＺｎめつき鋼板が使用されている。Ｚｎ
めっきはその強い犠牲防食作用によシ、疵が素地鋼板に
達していても鋼板を十分防食する能力を持っているが、
車体外面のように塗装して用いた巻合、ブリスターと称
する塗膜の膨れ錆が生じ易い欠点がるる。

そのため、最近に至りてＺｎ−Ｎｉ　、　Ｚｎ−Ｆｓ　
。

Ｚｎ−Ｃｏ　、　Ｚｎ−Ｆｅ−０ｒ　、　Ｚｎ−Ｎｉ−
Ｃｏ　ｒ　Ｚｎ−Ｃｏ　、　Ｚｎ−Ｍｎ　、　Ｚｎ−Ｔ
ｌ　、　Ｚｎ−８ｎ　ｒ　Ｚｎ−Ｃｕ　ｒ　Ｚｎ−Ｃｄ
　、Ｚｎ−Ｐｂ等のＺｎ系合金電気めっき及びこれらを
複層化し次めっき（つまシ成分や組成が異なるＺｎ系合
金めっき層を重ねためつき）や濃度傾斜しためつき（つ
まシ組成と、めつき層の厚さ方向に変化させているめっ
き）を施した鋼板が開発され、良好な耐ブリスター性が
認められ実用化され始めている。しかし、これらＺｎ系
合金電気めつきは、めっき皮膜の持つ内部応力がＺｎ単
独の電気めっきよシも高く、そのため鋼板素地に対する
めっき密着性はＺｎめつきよシも弱いという欠点を持つ
。

又、自動車々体外面にはカチオン電着塗装、中塗シ、上
塗り、塗装の３コート塗装を合計で約１００μ以上の厚
さに行うのが一般的であシ、これらの塗膜の焼付は時の
収縮応力がめつき層に作用して、めっき密着性は未塗装
時よシも低くなっている。更に、冬期の寒冷地は一５０
℃ぐらいまで気温が低下し、塗膜の収縮が進むため、め
っき層に作用する応力も大きくなっており、めっき密着
性も一段と低い状態にある。このようにめっき密着性が
一段と低まった状態下で前述のチッピングをうけると、
　Ｚｎ系合金電気めっき鋼板のめっき層は剥離する欠点
がある。

Ｚｎ系合金電気めっき鋼板のめっき密着性を高める対策
として、例えば特開昭５９−２００７８９号公報の如（
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｓｎ＋ｐｂの１種又は２種以上からなる被覆層をＺ
ｎ系合金めっきと素地鋼板との間に設ける方法が開示さ
れている。当該方法は常温下で未塗装状態の押し出し成
型（５エリクセン張り出し）というマイルドな状態下で
密着性を確認している。

又、鉄と鋼７１（１９８５）ｓ１２７３ではＦｅ＋Ｚｎ
、Ｎｌ　、Ｃｕ、Ｓｎの１種からなる薄い被覆層をＺｎ
系合金めっきと素地鋼板との間に設ける方法が開示され
ておシ、２コート塗装、氷点化、デュポン衝撃試験の条
件下で十分なめつき密着性が得られると報告されている
。

しかし、本発明者等の確認によれば、寒冷地（−５０℃
）、３コート塗装、高速チッピングという過酷な条件下
では、上記方法を用いても、Ｚｎ系合金電気めっきのめ
つき密着性はなお不十分であった。加えて、上記方法の
如き、異型めっきの２層めつき化は、少なくとも２種類
のめっき液が必要であり、製造コスト、製造管理の点で
必ずしも得策とは言えない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は前記実情に鑑み、自動車用３コート塗装を
施したＺｎ系合金電気めっき鋼板が、低温下でチッピン
グを受けても良好なめつき密着性を得られることを目的
として、同一めっき液を用いて種々のめつき処理法につ
いて実験研究を重ねた。

その結果、同一のＺｎ系合金めっき液を用いて最初に１
０〜１０００ｍ９／ｍ２のＺｎ系合金めっきを施し、次
いでめっき面を陽極電解し、引き続いて所定量のＺｎ系
合金めっきを施すと、上記の如き過酷な条件下でも良好
なめつき密着性が得られることを見出した。

本発明者等は、Ｚｎ系合金めっきのめっき密着性を改善
するには、Ｚｎ系合金めっき特有の大きな電析ひすみ（
内部応力）を減少させることが必要であることを確認し
、特に、初期に形成される鋼板表面付近のめっき層の電
析ひすみさえ緩和すれば、めっき密着性が良好になるこ
と及びこの方法として、初期めっき後、めっき液中で陽
極電解する方法が有効であることを知見した。

すなわち、最初に施される微量のＺｎ系合金めっきは、
陽極電解によシ、めっき層の一部が溶解されると共に、
Ｚｎ系合金めっき特有の大きな電析ひずみが著しく緩和
される。これにより、引き続き所定量のＺｎ系合金めっ
きが施されてもめつき層全体としては、優れためっき密
着性が得られるものと考えられる。

又、このような方法で製造されたＺｎ系合金電気めっき
鋼板は、耐食性や塗膜密着性など他の特性についても、
従来法で製造されたものと比較して、遜色のないもので
おることを確認した。

本発明は以上の如き知見に基づいてなされたものでアシ
、その要旨とするところは、Ｚｎ系合金電気めっき鋼板
の製造において、同一組成のめっき液を用いて、鋼板の
少なくとも片面に、付着量１０〜１０００１１９７　ｍ
　　のＺｎ系合金めつきを施した後、めつき面を陽極電
解し、引き続いて所定付着量のＺｎ系合金めっきを施す
ことを特徴とするめっき密着性に優れたＺｎ系合金電気
めっき鋼板の製造法であシ、さらには、Ｚｎ系合金電気
めっき鋼板をＺｎ−Ｎｉ系合金電気めっき鋼板またはＺ
ｎ−Ｆｅ系合金電気めっき鋼板とするものである。

以下、最初に施されるＺｎ系合金めっきを初期めっき、
陽極電解後に施されるＺｎ系合金めっきを主めっきと呼
ぶ。

〔作　用〕

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における初期めっきは、付着量が１０〜１０００
ｍｇ／ｍ２である。付着量１０ｍ９７ｍ２未満では、陽
極電解後の下層めっきの残存量が少なすぎて鋼板表面の
一部が露出し、結果的に主めっきが部分的に鋼板表面に
直接接することになシ、めっき密着性は不十分なものに
なる。又、１０００ダ／ｍ　超の場合には、陽極電解処
理を行なっても、初期めつきの電析ひずみを十分に緩和
できず、その結果、主めっき後のめつき密着性は不十分
なものとなってしまう。よシ好ましい初期めっきの付着
量範囲は、１０〜５００■／ｒＩＭ　　であシ、この範
囲で安定して、良好なめつき密着性が得られる。

本発明においては、１０〜１０００１Ｒ９／ｍ　の初期
めつきを施した後、同一組成のめつき液中で、陽極電解
を行ない、初期めっきの電析ひずみを緩和させる。陽極
電解処理における好ましい通電量は、初期めっき１０■
／ｍ２当シ、１〜１０ク一ロン／ｍ２　である。１クー
ロン７　ｍ２未満では、電析ひずみを十分に緩和できず
、その結果、主めっき後のめっき密着性改善効果は不十
分になる。１０ク一ロン／ｍ２超では、初期めっきの残
存量が少なすぎて、鋼板表面の一部が露出し、その結果
主めっき後のめつき密着性は不十分なものになる。

陽極電解処理の電流密度は、特に制限されるものでなく
、例えば、連続電気めっきラインにおいては、ラインス
ピードに応じて、前記通電量が得られるように電流密度
をコントロールすればよい。

主めっきの付着量は特に制限されず、所定の付着量を施
せばよい。

本発明において、初期めっき〜陽極電解〜主めっきから
なる一連の工程は、同一組成のめっき液を使用して、連
続的に行なわれるため、各工程間で水洗、乾燥を行なう
必要は無く、設撒資面、製造コスト面でも非常に有利で
ある。めっき液の種類は、特に制約されるものではなく
、例えば、硫酸塩浴、全塩化物浴、これらの混合浴の何
れでも適用可能である。

多数のめっきセルを有する連続電気めっきラインにおい
て本発明の製造法を行なう場合には、（、）　　第１番
目のセルで初期めっきを施し、第２番目のセルでめっき
面側の極性を反転させて陽極電解を行ない、第３番目以
降のセルで主めつきを施すか、 （ｂ）　　第１番目と第２番目のセルの間に別途陽極電
解処理専用タンクを設ければよい。

初期めっき及び主めっきを施す際の電流密度は、特に制
約されるものではなく、合金めっきの析出下限電流密度
以上、限界電流密度以下であればよいが、生産性を考慮
すると、初期めっき、主めつき共に２０Ｖｄｍ２以上で
行なうのが望ましい。

本発明に係わるＺｎ系合金めっきとは、　Ｚｎ−Ｎｉ。

Ｚｎ−Ｆｅ　、Ｚｎ−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｆ＠−Ｃｒ　＋Ｚ
ｎ−Ｎｉ−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｍｎ　。

Ｚｎ−Ｔｉ　、Ｚｎ−８ｎ　＋Ｚｎ−Ｃｕ　、Ｚｎ−Ｃ
ｄ、Ｚｎ−Ｐｂ等のＺｎ系合金電気めっき及びこれらを
複層化しためっき（つま９成分や組成が異なるＺｎ系合
金めっき層を重ねためっき）や濃度傾斜しためっき（つ
まシ組成を、めつき層の厚さ方向に変化させているめっ
き）を含む。Ｚｎ以外の成分の含有率は特に制約される
ものではないが、耐ブリスター性の上では、Ｚｎ以外の
成分を単独あるいは複合で合計１〜３０重量％含有する
ことが好ましい。

まｆｔ、Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっきとはＺｎ−Ｎｉ合金め
つきの他に、Ｎｉを主成分とし、他の成分としてＣｏ、
Ｆｅ、Ｃｒ等を微量含有し残部Ｚｎとする合金めつきを
含む。

また、ｚｎ−Ｆｅ系合金めっきとはＺｎ−Ｆ・合金めつ
きの他に、Ｆ＠を主成分とし、他の成分としてＣｏ、Ｎ
１．Ｃｒ等を微量含有し、残部Ｚｎとする合金めっきを
含む。

本発明の製造法は、必ずしも鋼板の両面に対して適用し
なければならないというものではなく、用途に応じて片
面のみにこの製造法を採用してもよいことは言うまでも
ない。

以下実施例によシ、本発明の効果を更に具体的に説明す
る。

〔実施例〕

本発明に基づく製造法によフ種々のＺｎ系合金電気めっ
き鋼板を製造し、自動車用３コート塗装後の低温下チッ
ピングでのめっき密着性評価試験を行なった。使用した
めっき液は、ｐＨ０，５〜２．５、浴温３０〜７０℃の
硫酸塩浴でちる。

第１表には塗装条件、試験条件、評価基準を示した。

第２表にはＺｎ系合金電気めつき鋼板の製造方法とめつ
き密着性評価結果を示した。

比較例２１〜２３の陽極電解処理を行なわない通常の製
造法によるＺｎ系合金めっきは、明らかにめっき密着性
不良である。比較例２４　、２５は初期めつきの付着量
が本発明の範囲を逸脱しているためめ−）き密着性は不
十分である。

これらに対し、本発明例１〜２０のめっき密着性は、め
っき組成、付着量によらず、全て良好である。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の製造法によれば、めっき密着
性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板を容易かつ安定的
に工業生産することが可能であり、その実用的価値は誠
に大きい。

手続補正書 昭和乙１年り月７日 昭和ム／年特許顧第１　ｆ　３３３ノ号事件との関係　
　出　願　人 ４、代理　人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３０８、補正の内容　　別紙のとおり 補　　　　正　　　　書 本願明細書中下記事項を補正いたします。

記 １、第４頁２行目に 「上塗り、塗装の」とあるな 「上塗り塗装の」と訂正する。

２第４頁下かも２行目に 「５エリクセン」とあるを ｒ５ｍエリクセシ」と訂正する。

３、第８頁７行目に 「下層めっきの」とあるな 「初期めっきの」と訂正する。

（−一一一コ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ系合金電気めつき鋼板の製造において、同一
   組成のめっき液を用いて、鋼板の少なくとも片面に、付
   着量１０〜１０００ｍｇ／ｍ＾２のＺｎ系合金めっきを
   施した後、めっき面を陽極電解し、引き続いて所定付着
   量のＺｎ系合金めっきを施すことを特徴とするめっき密
   着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造法。
2. （２）Ｚｎ系合金電気めっき鋼板がＺｎ−Ｎｉ系合金電
   気めっき鋼板である特許請求の範囲第１項記載のめっき
   密着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造法。
3. （３）Ｚｎ系合金電気めっき鋼板がＺｎ−Ｆｅ系合金電
   気めっき鋼板である特許請求の範囲第１項記載のめっき
   密着性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造法。