JPS63259084A

JPS63259084A - 亜鉛系片面電気めつき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPS63259084A
Application number: JP9356187A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Yonezawa; 米澤　数馬; Toru Honjo; 本庄　徹
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1988-10-26

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〉本発明は亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法に関し、
特に非めっき面の化成処理性に優れた亜鉛系片面めっき
鋼板に関するものである。

〈従来の技術とその問題点〉近年、道路に散布にされる凍結防止剤による自動車車体
の腐食を防止するために、亜鉛系電気めっき鋼板の使用
が増加している。　この場合、両面ともめっきした鋼板
では、溶接性や塗装後の外観に問題があるので、片面の
みをめっきした鋼板を用いることが多い。　この場合、
片面めっき鋼板の非めっき面は、化成処理性や塗装性に
おいて、冷延鋼板と同等に優れていることが要求される
。

しかし、亜鉛系電気めっき鋼板の製造においては、めっ
き浴として硫酸浴や塩化物浴の酸性浴を用いることから
、片面めっき鋼板を製造する場合には、非めっき面の耐
食が避けられない。　また、非めっき面は酸不溶解物の
蓄積や不純物の析出に伴なって汚れ、筋状のむらが発生
し、化成処理性の劣化をきたすことがしばしば起こる。

　さらにめっき電流の廻り込みによる非めっき面のめっ
き析出も生じ、化成処理性劣化の一因となることが多い
。

ここで化成処理性の劣化とは、化成処理において均一な
りん酸塩結晶が形成せずに、一部にスケと称される結晶
のない部分が生じたり、不均一な粗大結晶が生じたりす
ることにより、塗装後の耐食性や密着性の劣化、あるい
は外観上の不均一をもたらすことをいい、品質上、重要
な問題となるものである。

本発明者らはこの問題を解決するために、従前に特開昭
６１−４４２００号、同６１−１０６８００号公報等に
おいて、非めっき面を電解酸洗する方法を提起した。こ
の技術は鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した際、非
めっき面に蓄積する酸不溶解物や析出した不純物および
めっき電流の廻り込みによって生じためっき析出を、電
解酸洗をすることにより除去、清浄化し、非めっき面の
化成処理性の改善を行なう方法である。　しかしながら
、かかる方法は極低炭Ｔｉキルド鋼等の鋼板に適用する
には下記の問題点があった。

すなわち、連続焼鈍で製造される極低炭Ｔｉキルド鋼は
、化成処理性にとって重要な固溶炭素量が極めて少ない
。また焼鈍時間が短かいため、化成処理性に有利に作用
するＭｎＳ等の鋼板表層への濃化が少ない。

従って、このような鋼板の片面に電気めっきした場合、
非めっき面は、めっき液によって耐食され、表層濃化層
は消失してしまう。　一方、それと同時に、非めっき而
には、酸不溶解物の蓄積に伴って汚れが付着すると共に
めっき電流の廻り込みによって、めっき析出が起こる。

　この場合、非めっき面のそれらの汚れやめっき析出は
電解酸洗して除去し、清浄化できるが、ＭｎＳなどの表
層の濃化層は消失してしまっているため、片面電気めっ
きを施す前の鋼板の表面状態には復帰し得ない。つまり
、化成処理性に有利に作用するＭｎＳ等の表層濃化層か
ない。

このようなＭｎＳ等の表面濃化層がなく、しかも固溶炭
素量が極めて少ない非めっき面は、化成処理性、特にス
プレ一方式の化成処理性が劣るという問題点を有してい
た。

一方、片面亜鉛系電気メツキ鋼板の非めっき面の化成処
理性を損なわないようにする方法として、片面亜鉛系電
気めっきを行った鋼板に電解処理してその非めっき面の
析出物を除去すると同時にリン酸鉄皮膜を生成させると
いう方法が提案されている（特公昭６０−２８９１８号
公報）。

しかしながら、この方法では非めっき面表面に均一かつ
緻密なリン酸鉄皮膜が形成されているものと推定される
。　したがって非めっき面は、不活性な表面状態になっ
ており、十分なリン酸塩皮膜が形成されにくいという問
題点を有していた。

〈発明の目的〉本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、前記極
低炭Ｔｉキルド鋼板に亜鉛系片面電気めっきを施しても
、化成処理性に優れた非めっき面を容易に得ることを可
能ならしめる亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法を提
供することを［１的とする。

〈発明の構成〉本発明者らは、極低炭Ｔｉギルド鋼板に亜鉛系片面電気
めっきを施しても化成処理性の優れた非めっき面を得ら
れるようにする方法について種々検討を重ねた結果、非
めっき面を電解洗浄後、次いで必要に応じて研磨処理を
行った後、非めっき面上にＰを１〜１０　ｍｇ／ｍ２付
着させることが極めて効果的であることを知見し、本発
明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明によれば、鋼板の片面に亜鉛系電気め
っきを施した後、非めっき面を弱酸〜中性水溶液で電解
洗浄し、しかるのち、非めっき面上にＰを１〜１０　Ｂ
／　〜２付着させることを特徴とする亜鉛系片面電気め
っき鋼板の製造方法が提供される。

また、本発明によれば、鋼板の片面に亜鉛系電気めっき
を施した後、非めっき面を弱酸〜中性水溶液で電解洗浄
し、次いで、非めっき面を研磨し、しかるのち非めっき
面上にＰを１〜１０［［１ｇ／ｍ２付着させることを特
徴とする亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法が提供さ
れる。

本発明の化成処理性に優れた亜鉛系片面電気めっき鋼板
の製造方法を以下に詳細に説明する。

本発明において、亜鉛系片面電気めっきを施した銅板と
は、極低炭素鋼板その他一般に使用される鋼板に、常法
により硫酸浴、塩化物浴あるいはそれらの混合浴等酸性
の液中で亜鉛系片面電気めっきを施したものである。

ここで、亜鉛系めっきとは、Ｚｎめっき鋼板、Ｚｎを主
体とするＺｎ系合金めっき鋼板を広く含むものである。

例えばＺｎ−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ｍｎ系、Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｚ
ｎ−Ｆｅ系等の合金めっき、さらにはこれらにＰ、Ｃｏ
、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａ
ｓ、Ｂｉ等のうち１種または２種以上が含まれた合金め
っき、あるいはそれらの複合めっきが含まれる。

ここで、亜鉛系片面電気めっきされた鋼板の非めっき面
は、めっき液中の酸不溶解物の蓄積や不純物の析出ある
いはめつき析出により通常汚れているものである。

本発明では、このような亜鉛系片面電気めっきが施され
た鋼板を次に弱酸〜中性水溶液で電解洗浄する。

電解洗浄液は、Ｎａ、に、Ｌｉ、Ｍｇ、ＡＩ、Ｃａ、Ｂ
ａ、５ｒ１Ｂａの硫酸塩、りん酸塩またはオキシカルボ
ン酸塩の少なくとも１種を主成分とする。

上記金属イオンの析出電位は水素還元電位より高いため
、水溶液の電解では金属の析出が起こらない。　このた
め、浴中の金属イオン濃度の維持や陰極のメンテナンス
が容易であるとともに、陽極上で生成する酸と陰極上で
生成するアルカリとが当量関係でバランスし、浴ｐＨの
維持にとっても好適であるからである。

また、硫酸塩、りん酸塩あるいはオキシカルボン酸塩を
選んだのは、これらの水溶液電解では有害ガスの発生も
なく、また鋼板の非めっき面の洗浄力か強いからである
。

電解洗浄液の濃度は用いる電解洗浄液成分の種類、個々
の非めっき面の清浄化効率の差異、および電気伝導度の
差異等にもよるが、約５０ｇ／ＩＬ以上であることが好
ましい。

また、電解洗浄液のｐ）Ｉは３〜９とする。ｐ＋＋が３
未満ではＦｅ面のエツチングが激しく、オーバーエツチ
ングになり、好ましくない。一方ｐＨが９を超えると非
めっき面の清浄化が不十分となり、化成処理性の劣化を
きたすので好ましくない。

本発明における電解洗浄槽は、特に制限的でなく、水平
型、たて型あるいはラジアルセル等が用いられ、また、
液温は室温〜７０℃の間で任意に選択できる。

また、本発明においては電解洗浄する亜鉛系片面電気め
っき鋼板を陽極とし、電流密度を２０　へ／ｄｍ２以上
で電解処理することが好ましい。　２０　Ａ／ｄｍ２未
満では、酸化膜の破壌の不均一あるいは０２ガスの界面
での撹拌力低下によると思われる表面洗浄化能力の低下
が生じるので好ましくない。

本発明では、次に電解洗浄された非めっき面にＰを１〜
１０　ｍｇ／ｒｎ２付着させる。

Ｐ付着量が１　ｍｇ／ｍ”未満では非めっき面の化成処
理性の改善効果がないので好ましくない。

一方、１０　ｍｇ／ｍ２を超えると、化成結晶が微細に
なり過ぎ、適正な化成皮膜量が確保できず、スケ気味の
外観となり、塗装後の一次密着性、耐温水密着性などの
二次密着性が悪くなるので好ましくない。

なお、非めっき面表面にＰを付着させることにより、化
成処理性が向上する理由は明らかではないが、以下の通
りと考えられる。　Ｐ　がＦｅ表面に均一に付着するこ
とにより、その部分がカソードとなり、アノード反応、
即ちＦｅの溶解を促進する。　このカソード部分がリン
酸塩皮膜の結晶核となり、化成処理性が向上するものと
考えられる。

非めっき面に付着させるＰの供給源としては、ＮａＨ２
ＰＯ４，Ｎａ２）ＩＰＯ，、ＫＨ２ＰＯ４、Ｋ２１１Ｐ
Ｏ，、ＮａＰｔ１２０□、Ｎａ５ＰＯ，、、ＨＰ　Ｈ，
０□、ＩＩ。ＰＩＩ０３、ＩＩ　、、　Ｐ　Ｏ４、＋１
　Ｐ　Ｏ３およびＩＩ　４Ｐ　２０　、等の可溶性の水
加りん酸、亜りん酸、正りん酸またはそのアルカリおよ
びアルカリ上類塩類などが挙げられる。

上記化合物の非めっき面表面へのＰの付着方法は、いか
なる方法によっても良いが、付着効率および作業性の点
から、上記化合物を水溶液にし、浸漬処理、スプレー処
理あるいはロールコータ−により非めっき面表面に処理
するのが好ましい。

なお以上の条件で処理した非めっき面の化成処理性はそ
れたけでも優れているが、電解洗浄した非めっき面にＰ
を付着させる前に、チめ電解洗浄した非めっき面を研磨
材で研磨し、その後前記のようにＰを付着させることに
より、いっそう良好な化成処理性か得られる。　これは
研磨によって歪が入り、その歪か化成結晶の核発生の起
点となるためと考えられる。　研磨材としてはＳｉＣや
Ａｎ２０．のような砥粒を含んだブラシやスコッチブラ
イト、あるいは研削ベルト等を使用できる。

〈実施例〉以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

〈実施例１〜１５及び比較例１〜１０〉板ＪＷ０．７＋
ｎｎ＋の極低炭Ｔｉキルド鋼板（Ｃ含有率０．００３重
量％、Ｔｉ含打率０．０８５重川％用に水平型めっき糟
を用い、次の条件で片面Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきを施した
。

（１）浴組成　ＮｉＳＯ４・６　Ｈ２Ｏ２５０ｇｉｆｌ
−ＺｎＳＯ４・７１１□０　　　１３０　ｇ／ｎＮａ２
ＳＯ４４０ｇｉｆｌ（２）浴ｐｌ＋　　　　　　　　　　　　１．６（３）
浴温　　　　　　　　　　　６ｏ℃（４）電流密度　　
　　　　　　５０　Ａ／ｄｍ２（５）めっき時間　　　
　　　　　１５ｓｅｃ（６）めっき目イ寸量　　　　　
　２０　ｇ／ｒｎ２次いで水洗を行い、第１表に示した
条件で非めっき面の電解洗浄を行い、その後、水洗、乾
燥した。

次いで、Ｎａ１１２ＰＯ４を水または温水に溶解して得
た水溶液に１０秒間浸漬した後、ウェット状態でロール
で絞り、乾燥した。

なお、実施例４．６．１５および比較例２．４は電解洗
浄後スコッチブライト研磨を行い、その後前記と同様に
ＮａＨ２ＰＯ，を水または温水に溶解して得た水溶液に
１０ｓｅｃ間浸漬した後、ウェット状態でロールで絞り
乾燥した。　上記処理後の非めっき面の汚れやむらを目
視で判定するとともに、化学分析によるＰおよびＮｉ付
若叶の分析をこのときの評価方法は以下の通りである。

非めっき面外観評価： ○・・・・・・均一で汚れやむらなし △・・・・・・やや汚れ、むらありＸ・・・・・・汚れ、むら多し結果を第１表にあわせて示す。

この後、日本ペイント製のりん酸塩処理液〔グラノジン
１６Ｎ２７）を用いてスプレ一方式により化成処理を行
った。化成皮膜の評価は、目視および走査型電顕観察に
より、均一性、結晶の緻密さ、スケの有無等によって評
価し、重量法（クロム酸アンモン液使用）により皮膜付
着量を求めた。結果を表１にあわせて示す。。

このときの化成皮膜の評価方法は、以下の通りである。

化成皮膜外観評価：Ｏ・・・均一で緻密な結晶皮膜、スケや粗大粒なし △・・・スケや粗大粒、ややあり ×・・・スケや粗大粒多し〈発明の効果〉本発明によれば、化成処理性の優れた亜鉛系片面電気め
っき鋼板の、製造方法が提供される。

特に、めっき後に単に電解洗浄しただけでは、優れた化
成処理性が得られない極低炭Ｔｉキルド鋼板に対しても
、化成処理後の外観に優れ、緻密で細かい、りん酸塩結
晶が形成され、化成処理性の優れたものにすることがで
きるという効果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した後、非め
っき面を弱酸〜中性水溶液で電解洗浄し、しかるのち、
非めっき面上にＰを１〜１０ｍｇ／ｍ＾２付着させるこ
とを特徴とする亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法。
（２）鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した後、非め
っき面を弱酸〜中性水溶液で電解洗浄し、次いで、非め
っき面を研磨し、しかるのち非めっき面上にＰを１〜１
０ｍｇ／ｍ＾２付着させることを特徴とする亜鉛系片面
電気めっき鋼板の製造方法。