JPS63143280A - 鋼材の溶融塩電解めつき方法 - 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、鋼材の溶融塩電解めっき方法、特に、めっき
密着性に優れた熔融塩電解ＡＱめっき方法に関する。

（従来の技術） 従来より、溶融塩電解めっきは鋼材へのアルミニウムめ
っきなどのめっき方法として知られてきたが、はとんど
実用化されることがなかった。それはＡｕＣｌ３．系混
合溶融塩中での電解めっきに先立ち鋼材（綱箒、鋼線な
ど）を予め適宜手段で処理して活性化する必要があった
ためである。特に活性化のための表面酸化皮膜の完全な
除去は困難であって、その効率的な手段の開発が望まれ
ている。

一方、溶融塩電解めっき浴は水分が混入すると容易に劣
化してしまい、めっきラインにおける水分の管理はめっ
き雰囲気の管理とともに厳重にしなければならない。

そこで、まず、酸化皮膜の除去という点からアルカリ脱
脂に続いて酸洗そして水洗を行い、次いでこの水洗工程
に続いて乾燥工程を経て鋼材を乾燥させる必要がある。

しかし、大気中で高い温度（例１８０℃）で加熱・乾燥
すると、その後行われる溶融塩電解めっきのめっき密着
性が著しく低下してしまう。

従来にあっては、このように、脱脂、酸洗そして水洗等
の湿式の前処理を施し、水膜の付着した鋼材に溶融塩電
解めっきを施す場合、鋼材の乾燥、予熱条件すらも十分
に明確にされておらず、めっき密着性の悪いものができ
るのは避けられなかった。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、そのようなめっき密着性の低下の原因について
種々検討を重ねたところ、鋼材の加熱乾燥時に鋼材表面
に酸化皮膜および酸素の吸着が生成してしまうからであ
ることを知った。

かかる酸化皮膜の生成および酸素の吸着を防止するには
、水洗後の鋼材乾燥を低い温度でおこない、また予熱工
程にあっても不活性ガス中で昇温する必要がある。しか
し、一方、一旦生成してしまった酸化皮膜は何らかの手
段で除去しなければならない。

この点について、溶融塩電解めっきに先立つ綱材の活性
化処理として溶融塩浴中における陽極電解処理が本件特
許出願人によって別途提案されている。被処理鋼材を陽
極として電解処理してその表面の溶解を促進させるので
ある。

したがって、水洗後の乾燥条件によって鋼材表面酸化の
程度は変化し、それに応じて陽極電解条件も変更せざる
を得す、面倒な操作を強いられた。

ここに、本発明の目的は、湿式の前処理を施して、水膜
の付着した鋼板に溶融塩電解めっきを施すに当って、そ
の鋼板の乾燥、予熱条件を規定することによって、めっ
き皮膜の品質の安定しためっき材の製造方法を提供する
ことである。

さらに本発明の別の目的は、溶融塩を用いて電気めっき
、特にＡＱ系の合金めっきを１５０〜２２０℃程度のＭ
Ｃ２，混合塩中で行うに当って、めっき皮膜の品質を安
定化し、浴寿命を伸ばすための手段を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） かくして、かかる目的を達成すべく、本発明者らは水洗
後の乾燥および／または予熱工程における乾燥・予熱条
件を種々検討していたところ、その必要かつ十分な加熱
・乾燥条件があることを知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするころは、鋼材の前洗浄工程
、水洗工程、乾燥工程、予熱工程、活性化工程、および
熔融塩電解めっき工程から成る鋼材の溶融塩電解めっき
方法において、大気中で行う乾燥工程および／または予
熱工程における乾燥もしくは予熱条件を、鋼材の到達温
度が１００　’Ｃ超の場合、 Ｔ−≦４４．４ｌｏｇＲ＋１２０ で行うことを特徴とする、鋼材の溶融塩電解めっき方法
である。

ただし、 Ｔｍ−大気中での鋼材の最高到達温度（℃）、Ｒ；水洗
後の乾燥工程および予熱工程における大気中での鋼材の
平均昇温速度（℃／Ｓ）である。

なお、本発明においてＴｍが１００°Ｃ以下の場合につ
いては何ら言及していないが、それは通常のライン速度
では１００℃以下の場合、鋼材表面の酸化が過度に起こ
らないため、何ら限定する必要がないからである。

上記平均昇温速度は、７０℃超の温度範囲での平均昇温
速度である。但し水洗水の温度が７０℃超の場合は水洗
水温度以上の範囲の平均昇温速度である。

本発明における前洗浄工程はいわゆる脱脂、酸洗（ｉｉ
ｉ解も含む）そして水洗等の前処理工程をいう。

また、めっき金属は代表的にはＡｌ１であるがその他Ａ
Ｑ−Ｍｎ＃、　ＡＱ−Ｔｔ等の合金めっきが挙げられる
。

（作用） ここで、本発明をさらに添付図面を参照しながら詳述す
るお 添付図面の第１図は、本発明にかかる方法を実施するた
めの鋼材の溶融塩電解ＡＱめっき装置の略式説明図であ
る。

図中、リコイラー１からの鋼帯２は前洗浄工程をなす脱
脂槽３、水洗槽４、および酸洗槽５を経て、そして水洗
工程をなす水洗槽６を経て、乾燥室７の乾燥工程に連続
して送られる。この乾燥室７においてまず、加熱ガス、
例えば加熱空気などを吹き付けられて、鋼帯２は加熱、
乾燥される。

次いで、鋼帯２は予熱工程に入り、シールロール８によ
って外部と遮断された不活性雰囲気９中において加熱乾
燥され、ついで同じ雰囲気内において陽極電解槽１０内
に送られ、そこで例えばＡＱ　ＣＱ　５−ｆ４融塩電解
浴中で陽極電解処理が行われる。活性化工程である。符
号１１は陽極電解用コンダクタ−ロールを、符号１２は
シールロールヲ示ス。

このようにして前処理された鋼帯２は隔室ロール１３を
経て不活性ガス雰囲気から出て、溶融塩電解めっき槽１
４に入り、所定のめっきが行われる。

なお、溶融塩電解めっき、例えばＭの溶融塩電解めっき
それ自体はすでに公知であり、当業者には良く理解され
ているので、説明を簡単にするためにこれ以上の言及を
省略する。

ここに、本発明によれば、大気中で行われる乾燥・予熱
処理条件は、鋼材の温度、すなわち鋼材表面温度が１０
０℃超の場合、 Ｔ１１　≦４４．４　１ｏｇＲ＋１２０である。

ただし、 ＴＩＩに大気中での鋼材の最高到達温度（１）であり、 Ｒ：水洗後の乾燥、予熱における大気中での鋼材の平均
昇温速度（’Ｃ／Ｓ）である、具体的には、水洗時の温
度例えば洗浄水の温度と前記最高到達温度との間の平均
的温度勾配である。

すなわち、大気中での加熱温度が１００℃以下という低
温では酸化皮膜が形成されるのに時間を要するため、通
常の鋼材搬送速度では特に問題にならないが、１００℃
超の場合には容易に酸化皮膜が生成されるため上述のよ
うに加熱条件を調整するのである。

図示例の場合、不活性雰囲気９の予熱工程に入る前の鋼
帯２の最高到達温度、およびそれにいたるまでの昇温速
度から乾燥・予熱条件を決定できる。昇温速度が大きい
場合には、それに伴って最高到達温度を高めることがで
きる。一方、昇温速度が小さい場合には、加熱に長時間
を要するため最高到達温度は低くなる。換言すれば、こ
のことは大気中における１００℃超での加熱エネルギー
量を一定量に制限するのである。つまり、鋼材の表面酸
化を同程度にしようとするものである。

かくして、本発明によれば、活性化工程における電解陽
極処理は必要かつ最少成行われ、場合によっては省略可
能となり、そのため、連続処理も効率的に行われるので
ある。

次に、本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例１ 第１図に示すような装置による本発明方法の実施をシュ
ミレートするために、溶融塩専用のフローセル（ＳＵＳ
３１６Ｌ製）を作成した。このフローチャンネル内に陽
極として純度９９．８％のＭ板を設置した。処理鋼材と
して５ＰＣＤ級０．ｈｍ厚軟鋼板を用い、第１表に示す
条件で、溶融塩中で電気めっきを行い、本発明を実施し
た。

第１表 めっきすべき鋼板の前処理は、５％オルソ硅酸ナトリウ
ム溶液中で鋼板試料を陽極として１０　Ａ／ｄＩＩ！で
１５５　ｆｆｔ解洗浄した後、水洗、その後、ｌＯ％Ｈ
α水溶液７２０５間酸洗を行った。このようにして前処
理済みの鋼板は、次いで水洗工程において再び水洗し該
綱板を常温のエアーブロアーで大部分の水腹を除去した
。その俊速やかに、昇温速度、最高加熱温度が予め設定
可能な赤外線加熱器にセットして、大気雰囲気中で加熱
し、加熱終了後、速やかにＮ２ガス中で急速冷却した。

この時の冷却速度は３０℃／Ｓであり、最高到達温度で
の保持時間はＯｓである６次いで上記加熱器より、鋼板
を取り出し前記めっき方法で電解めっきを行った。但し
、めっきに先立ち、めっき液中で鋼板を陽極として１０
　Ａ／ｄｎ２Ｘ　２Ｓ、または２５　Ａ／ｄがＸ２Ｓの
陽極溶解を行った。めっきを施した試料は、水洗、乾燥
後、デュポン衝撃試験（球頭径１／２インチ、位置エネ
ルギー０．８　ｋｇｆ−ｍ　）でめっき皮膜の密着性評
価を行った。その結果を第２図にグラフにまとめて示す
。

鋼板到達温度が１００℃超である領域にあってばＴ１１
≦４４．４　ｌｏｇ　Ｒ＋１２０の条件を満足する場合
、２秒以内の電解陽極処理によって被処理鋼材の活性化
が図られるのがわかる。

実施例２ 次に、実質上実施例１を繰り返して鋼板昇温速度を種々
変えてそのときいくつかの最高到達温度を選定し、それ
ぞれについてめっき皮膜の密着性を評価し、各昇温速度
において到達温度として何度まで許容できるかを調べた
。

結果を第３図にグラフで示す０回中、・は陽極電解２５
　Ａ／ｄａ”　Ｘ　２５でもめっき密着性が不良である
場合、そしてＯは同条件でめっき密着性が良である場合
をそれぞれ示す。なお、それぞれ・、○の地点は昇温を
停止した地点である０図示例で、破線の上側の領域では
不活性ガス雰囲気下で加熱しなければならない、換言す
れば、破線の下側の領域では大気下での加熱が可能であ
る。

昇温速度が大きい場合にはそれだけ最高到達温度を高く
でき、一方、昇温速度が小さい場合、最高到達温度を余
り高くはできないことがわかる。

したがって、昇温速度を大きくとれば、不活性雰囲気中
での予熱処理を行うことなくそのまま電解陽極処理に付
することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法を実施するための装置の
略式説明図、 第２図は、水洗後の昇温速度、大気中での最高加熱温度
とめっき密着性の関係を示すグラフ、および 第３図は、水洗後の大気中での加熱のヒートパターンと
めっき密着性との関係を示すグラフである。 １：　リコイラー　　　　　２二銅帯 ３：脱脂槽　　　　　　４：水洗槽 ５：酸洗槽　　　　　　６：〃 ７：乾燥室　　　　　　８：シールロール１０：　陽極
電解槽 出願人　住友金属工業株式会社（ほか１名）代理人　弁
理士　広　瀬　章　− 第り図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼材の前洗浄工程、水洗工程、乾燥工程、予熱工程、活
   性化工程、および溶融塩電解めっき工程から成る鋼材の
   溶融塩電解めっき方法において、大気中で行う乾燥工程
   および／または予熱工程における乾燥もしくは予熱条件
   を、鋼材の到達温度が１００℃超の場合、 Ｔｍ≦４４．４ｌｏｇＲ＋１２０ で行うことを特徴とする、鋼材の溶融塩電解めっき方法
   。 ただし、 Ｔｍ：大気中での鋼材の最高到達温度（℃）、Ｒ：水洗
   後の乾燥工程および予熱工程における大気中での鋼材の
   平均昇温速度（℃／Ｓ）。