JPS6311692A - 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、各種めつき鋼
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
布岩塩が当たシ（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５０〜１５０１ａａ／ｈで極めて大きい衝撃力
である。）、車体表面の塗装が剥離したシ、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めっ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場合、ブリスターと称す
る塗膜の膨れ錆が生じ易い欠点がある。

そのため、最近に至ってＺｎ−Ｎｉ　、　Ｚｎ−Ｆａ　
。

Ｚｎ−Ｃｏ　、　Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｒ　、　Ｚｎ−Ｎ１−
Ｃｏ　、　Ｚｎ−Ｃｏ　、　Ｚｎ−Ｍｎ　、　Ｚｎ−Ｔ
ｌ　、　Ｚｎ−８ｎ　、　Ｚｎ−Ｃｕ　、　Ｚｎ−Ｃｄ
　、　Ｚｎ−ｐｂ等のＺｎ系合金電気めっき及びこれら
を複層化しためっき（つまり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、めっ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
系合金電気めっきは、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めっ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
塗シ、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アシ、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
時よシも低くなりている。更に、冬期の寒冷地は一５０
’Ｃ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シ、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、Ｆａ、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）といリ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Ｆａ、Ｚｎ
、Ｎｉ、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
おり、２コート塗装、氷点化、デュポン衝撃試験の条件
下で十分なめっ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
如き異種めっきの２層めっき化は、少なくとも２糧類の
めっき液が必要でアシ、製造コスト、製造管理の点で必
ずしも得策とは言えない。

〔問題点と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＆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、同一めっき液と用いて種々のめっき処理法につ
いて実験研究と重ねた。

その結果、まず、Ｚｎ系合金めっき液中で、めっきされ
る鋼板面に、３ｏｏＡ／ｄｍ２以上の大電流密度で通電
量１〜３０クーロン／　ｄｍ　　の陰極電解を施し、引
き続いて、電流密度２０　ＯＡ／ｄｍ２７層で所定量の
Ｚｎ系合金めっきを施すと、前記の如き過酷な条件下で
も良好なめっき密着性が得られることを見出した。

鋼板表面は通常加熱、圧延、酸洗、焼鈍工程を経ている
ため、表面に酸化皮膜やＣ，Ｓｉ等の非金属の拡散濃縮
層が存在している。鋼板表面の酸化皮膜は、電気めっき
前処理としての酸洗工程（通常、塩酸あるいは硫酸水溶
液中で浸漬あるいは電解を行なう）で、除去されるが、
酸洗後の水洗工程で再び薄い酸化皮膜が生成することは
避けられない。又、鋼成分の拡散濃縮層は、通常の酸洗
では完全に除去し得ない。

このようなことは、Ｚｎめっきのめっき密着性やＺｎ系
合金めっきのマイルドな条件下におけるめっき密着性に
対しては問題にならないが、Ｚｎ系合金めっきの過酷な
条件下におけるめっき密着性に対しては、大きな支障に
なると考えられる。

これに対し、本発明者等は通常のめっき前処理後、めっ
きされる直前に、めっき液中で鋼板面に、大電流密度で
微小通電量の陰極電解を施し、その直後にめつきを行な
うと、優れためつき密着性を有するＺｎ系合金めっき鋼
板が得られることｔ知見した。すなわち、めっき前処理
で、ある程度清浄化された鋼板表面は、めっき液中で、
大電流密度で微小通電量の陰極電解を受けることによシ
、激しい水素ガス発生と伴いながら鋼板面に残存する薄
い酸化皮膜や拡散濃縮層が完全に除去され、鋼板面が活
性化されると同時に、極く微量のめっき初析出物が鋼板
面上にスポット状に分散して形成され、これが、引き続
いて施されるＺｎ系合金めつきの析出に当たシ、初期結
晶核として機能する。つまり大電流密度、微小通電によ
る陰極電解処理によう、水素発生による鋼板面の活性化
と初期結晶核の形成が同時に行なわれ、これらによりＺ
ｎ系合金めっきのめっき密着性が良好になるものと考え
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ち
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あシ
、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、同一組成のめつき液を用いて、鋼板の
少なくとも片面に、電流密度３００　Ａ／ｄｍ２以上で
通電量１〜３０クーロン／ｄｍ　　の陰極電解処理を施
し、しかる後、電流密度２００　Ａ／ｄｍ　以下で所定
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−Ｎ
ｉ系合金電気めっき鋼板またはＺｎ−Ｆｅ系合金電気め
っき鋼板とするものである。

〔作　用〕

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては、まず、通常の電気めっき前処理後Ｚ
ｎ系合金めっき液中でめっきされる鋼板面に３００Ａ／
ｄｍ２以上の大電流密度で通電量１〜３０クーロン／ｄ
ｍ２の陰極電解処理を施す。

電流密度３００　Ａ／ｄｍ２未満では、めつきの析出が
支配的になってしまい、水素ガス発生による鋼板面の活
性化が不十分となり、その結果良好なめっき密着性は得
られない。電流密度の上限は特に制限されず、使用する
整流器の能力に制約されるだけである。通電量１クーロ
ン／ｄｍ　　未満では、水素ガスの発生量が少なすぎて
鋼板面の活性化が不十分になると共に、めっきの初析出
量も少なく初期結晶核としての機能が十分発揮されない
。通電量３０ク一ロン／ｄｍ２超では、大電流密度を使
用するために、めっきの初析出物がめつき焼けの状態に
なシ、有効性が失われる。より好ましい通電量は、１〜
２０８：／／ｄｍ２であり、この範囲では、安定して良
好なめっき密着性が得られる。

Ｚｎ系合金めつきを施す際の電流密度は２００）ｙ’ｄ
ｍ２以下である。２００Ａ／ｄｍ２超では、上記陰極電
解処理を施しても、良好なめっき密着性が得られず、ま
た、めっき焼けを生じる恐れもある。Ｚｎ−Ｎｉ系合金
めっきの付着量は特に制約されるものではないが、Ｚｎ
−Ｎｉ系合金めっきの耐食性を十分に活用するためには
、１０ｇ／ｆＰｔ２以上施すことが望ましい。

本発明において、陰極電解〜Ｚｎ系合金めっきからなる
一連の工程は、同一組成のめっき液を使用して、連続的
に行なわれる必要があるが、この点設備投資面、製造コ
スト面で、異種めっきの２層めっきに比較して格段に有
利である。

逆に、陰極電解後、水洗工程を介してＺｎ系合金めっき
を行なうと、本発明の特徴は発揮されない。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。

本発明に係わるＺｎ系合金めっきとは、Ｚｎ−Ｎｉ。

Ｚｎ−Ｆａ　、Ｚｎ−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｒ　、Ｚ
ｎ−Ｎ１−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｃｏ　、Ｚｎ−Ｍｎ　。

Ｚｎ−Ｔｉ　＋Ｚｎ−ａｎ　、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（つま多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（
つまり組成ｔ１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。

また、Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっきとはＺｎ−Ｎｉ合金めつ
きの他に、Ｎｌを主成分とし、他の成分としてＧｏ、Ｆ
ｅ、Ｃｒ等を微量含有し、残部Ｚｎとする合金めっきを
含む。

またＺｎ−Ｆｅ系合金めっきとはＺｎ−Ｆｅ合金めっき
の他に、　Ｆｅを主成分とし、他の成分としてＣｏｔＮ
ｉ、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、本発明の効果と更に具体的に説明
する。

〔実施例〕

本発明に基づく製造法によシ、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テ
、ピングでのめつき密着性評価試験を行なった。使用し
ためっき液は、−〇、　５〜２．５、浴温３０〜７０℃
の硫酸塩浴である。

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系合金電気めっき鋼板の製造方法とめっ
き密着性評価結果を示した。

比較例２１．２２は、めっき前に陰極電解を行なわない
通常の製造法によるＺｎ系合金めっきであるが、めっき
密着性は明らかに不良でちる。

比較例２３．２４は、陰極電解の通電量が、また、比較
例２５は陰極電解の電流密度が、比較例２６は、Ｚｎ系
合金めっきの電流密度が、それぞれ、本発明の範囲を逸
脱しているので、めっき密着性は不十分である。

これらに対し、本発明に基づいて、めっき前に陰極電解
を行ない、引き続き、Ｚｎ系合金めっきを施した本発明
例１〜２０は、めっき組成、付着量によらず全て良好な
めっき密着性が得られている。

〔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アシ、その実用的価値は誠
に大きい。

０１ア−− 手続補正書 昭和６７年２１７日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、電
   流密度３００Ａ／ｄｍ＾２以上で通電量１〜３０クーロ
   ン／ｄｍ＾２の陰極電解処理を施し、しかる後、電流密
   度２００Ａ／ｄｍ＾２以下で所定付着量の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。