JPS6393879A

JPS6393879A - 化成処理性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPS6393879A
Application number: JP23632786A
Authority: JP
Inventors: Masaru Omura; 大村　勝; Yoichi Nakanishi; 洋一中西
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1988-04-25
Also published as: JPH042674B2

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】〔発明の技術分野〕この発明は、化成処理性に優れた電気亜鉛−ニッケル合
金めっき鋼板の製造方法に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

鋼板の耐食性向上のために各種の合金めっき鋼板が開発
されている。これらの中で、電気亜鉛−ニッケル合金め
っき鋼板は、同一めっき量の亜鉛めっき鋼板に比べて数
倍の耐食性を示すことから、その使用が拡大されつつあ
る。

ところで、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板は塗装して使
用することが多く、塗装前の化成処理としてリン酸塩処
理が行なわれているが、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板
は、そのリン酸塩処理性が良好でなく、優れた塗膜密着
性を得られない問題があった。

このため、亜鉛−ニッケル合金めっき皮膜の上に、化成
処理性の優れた合金めっき、例えば亜鉛−鉄合金めっき
を行なう方法が知られている。これによれば、亜鉛−ニ
ッケル合金めっき皮膜の上を覆う亜鉛−鉄合金めっき皮
膜の特性によシ、リン酸鉄亜鉛ＺｎｚＦｅ（ＰＯ４）２
がリン酸亜鉛ＺＨ３（ＰＯ４）２に代って析出するので
、リン酸塩処理性は向上し、優れた塗膜密着性を有する
ようになる。しかし、異種の２層のめっきを行なうこと
から、これらのめっき皮膜の間で電位差を生じて腐食電
池を形成するために、塗装後の耐食性が劣化する。従っ
て、総合の品質を考えたときには必ずしも良くない。

また、上記の方法では、異種の２層のめっきを行なうと
いうめつき技術の改善によって、リン酸塩処理性等の化
成処理性を改善することになるので、めっき浴の混入に
よる汚染の防止や、一定のめつき皮膜組成を得るための
めつき条件の管理等が必須で、操業が複雑になる問題が
ある。

この他、亜鉛−ニッケル合金めっき皮膜の上に、鉄−リ
ン複合めっきを行なうことも知られているが、この方法
でも、上記と同様に、操業が複雑になる。

〔発明の目的〕

この発明は、上述の現状に鑑み、めっき技術の改善によ
らずに、リン酸塩処理性等の化成処理性に優れた電気亜
鉛−ニッケル合金めっき鋼板を容易に製造することがで
きる方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明の、化成処理性に優れた電気亜鉛−ニッケル合
金めっき鋼板の製造方法は、鋼板に電気亜鉛−ニッケル
合金めっき処理を行なった後に、前記合金めっきの皮膜
を弱酸性の溶液によ、り　０．０１〜ＩＦ／ｒｒ？エツ
チングすることに特徴を有するものである。

〔発明の構成〕

以下、この発明の、化成処理性に優れた電気亜鉛−ニッ
ケル合金めっき鋼板の製造方法について詳述する。

本発明者等は、化成処理性に優れた電気亜鉛−ニッケル
合金めっき鋼板を得べく鋭意研究を重ねた結果、次のこ
とを知見した。

第２図は、従来の方法に係る電気亜鉛−ニッケル合金め
っき鋼板のめつき皮膜のオーソ二分析結果を示すグラフ
である。第２図に示されるように、例えばスパッタ時間
５０分で示される、めっき皮膜表層よシ下の定常部位置
での亜鉛とニッケルの原子数比は、亜鉛が０．４６に対
しニッケルが０．４３になっているのに対して、スパッ
タ時間３０分で示される、酸化皮膜直下のめつき皮膜表
層位置での亜鉛とニッケルの原子数比は、亜鉛が０．４
７に対しニッケルが帆３４になっておシ、めっき皮膜の
表層部は、定常部に比べて、ニッケルに対する亜鉛の割
合いがよシリッチになっていることがわかる。

この原因は、次のように推定される。すなわち、鋼板の
電気めっき設備の１段は、第３図に示すように、めっき
液１を収容しためつきセル２と、めっきセル２内にめっ
き液１を保持するダムロール３と、鋼板４に電流を流す
ための、セル２ＩＡに設けられた陰極のコンダクタロー
ル５と、鋼板４をめっきするための、セル２内に設けら
れた溶性または不溶性の上下の陽極６とからなっている
。鋼板４のめつきは基本的には上下の陽極６間で行なわ
れ、そこでの適正なめつき電流密度に対応した適正なニ
ッケル含有率を有するめっき皮膜が鋼板４の表面に形成
される。しかしながら、入側、出側のダムロール３と陽
極６との間に設備上スペースＡ部が存在する。このため
、入側、出側のスペースＡ部で陽極６から鋼板４に漏洩
電流が流れ、鋼板４はスペースＡ部でもめつきされるが
、その漏洩電流の電流密度は適正なめつき電流密度に比
べるとかなシ低い。一般に、合金めっきでは、めっき電
流密度はめつき浴組成やめつき浴の撹拌状態などと共に
、合金めっき皮膜の組成に大きな影響を与え、亜鉛−ニ
ッケル合金めっきにおいては、めっき電流密度の低下に
伴ないニッケル含有率が低下する。従って、入側、出側
のスペースＡ部で形成されるめっき皮膜層は、ニッケル
含有率が低くなシ、適正部に比べると亜鉛がよシリッチ
になっている。故に、めっきセル２を複数段縫て得られ
た亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のめつき皮膜の表層部
は、その下の定常部に比べ亜鉛がよりリッチになる。

以上のように、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のめつき
皮膜の表層部は、亜鉛がよりリッチになっている。従っ
て、めっき皮膜の表層部には純亜鉛からなるη相が析出
、混在していて、このη相を形成する亜鉛の存在がリン
酸塩処理性等の化成処理性を悪化させ、塗膜密着性を劣
化させるものと思われる。

その理由は詳しくは不明であるが、例えばリン酸塩処理
では、めっき皮膜の表層部のη相を形成する亜鉛がリン
酸塩反応時に優先的に溶解して、リン酸塩皮膜の形成過
程で悪影響を与えることが推定される。リン酸塩皮膜は
０２０面の配向性が強くなると塗膜密着性が劣化するこ
とが知られているが、亜鉛がより　ＩＪラッチめつき皮
膜上のリン酸塩皮膜の配向性をＸ線回折法で調べてみる
と、０２０面の配向性が強くなっていることからも、上
記のことが間接的に推定される。

塗布型のクロメート処理においても、めっき皮膜の表層
部にη相が存在すると、めっき皮膜を溶解しない前提の
クロメート処理液によってη相を形成する亜鉛が選択的
に溶解され、クロメート皮膜中に混入するので、クロメ
ート処理性を悪化させ、塗膜密着性を劣化させるものと
推定される。

従って、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のめつき皮膜の
亜鉛がよシリンチな表層部からη相を形成する亜鉛を除
去すれば、リン酸塩処理性等の化成処理性に優れた亜鉛
−ニッケル合金めっき鋼板が得られることを見い出した
。

そこで、この発明においては、鋼板に電気亜鉛−ニッケ
ル合金めっき処理を行なった後に、めっき皮膜を弱酸性
の溶液によシエッチングして、めっき皮膜上層部のη相
を形成する亜鉛を優先的に溶解させ、これによってη相
を形成する亜鉛を除去するものである。

弱酸性の溶液によるめっき皮膜のエツチングは、エツチ
ング量が帆０１Ｐ／ｍ”未満では、η相を形成する亜鉛
の除去が不充分となるので、エツチング量の下限は０．
０１’／ｍ”とする。また、エツチング量が多くなυす
ぎると、めっき皮膜にクラックが発生し易くなシ、耐食
性が損われるので、エツチング量の上限は１り／ｒｒ？
、好ましくは０．５ｙ／ｒｒ？とする。

弱酸性の溶液としては、亜鉛−ニッケル合金めっき液や
希硫酸、希塩酸等が掲げられる。弱酸性の溶液によるエ
ツチング方法としては、スプレ一方式や浸漬方式による
エツチング方法を用いることができる。めっき皮膜のエ
ツチング量の制御は、エツチング時間や弱酸性の溶液の
濃度、温度等の制御によって行なうことができる。

電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のめつき皮膜に対し
て、この発明に従い、弱酸性の溶液によって所定のエツ
チングを行なったときの、めっき皮膜のオーソエ分析結
果の１例を、第１図のグラフに示す。

第１図に示されるように、所定のエツチングを行なった
めっき皮膜においては、スパッタ時間３０分で示される
、酸化皮膜直下のめつき皮膜表層位置の亜鉛とニッケル
の原子数比は、亜鉛が０．４７に対しニッケルが０．４
３というように、例えばスパッタ時間５０分で示される
、めっき皮膜表層より下の定常部位置での、亜鉛が０．
４８に対しニッケルが０．４４の原子数比とほぼ同等と
なっており、所定のエツチングを行なうことによシ、め
っき皮膜の表層部からη相を形成する亜鉛が除去されて
いることがわかる。

〔実施例〕

鋼板に電気亜鉛−ニッケル合金めっき処理を行なった後
に、めっき皮膜を弱酸性の溶液によって、この発明の範
囲内のエツチング量でエツチングし、本発明めっき鋼板
＆１〜１０を製造した。そして、化成処理としてリン酸
塩処理またはクロメート処理を行なった後に、３コート
塗装を行ない、次いで、ゴパン目エリクセン試験を行な
って、塗膜密着性を調べた。比較のために、鋼板に電気
亜鉛−ニッケル合金めっき処理を行なった後に、めっき
皮膜を弱酸性の溶液によって、この発明の範囲列のエツ
チング量でエツチングするか、または、めっき皮膜をエ
ツチングせずにそのままとして、比較めっき鋼板Ａ１〜
４を製造した。そして、同様に、化成処理以下を行なっ
た。

めっき浴組成およびめっき条件は次の通りであった。

めっき浴ｐｉ−１：１．３めっき浴温度：５０°Ｃめっき電流密度：５０Ａ／ｄｆｆｌ’ ラインスピード：１３０ｍｐｍめっき量：２０！Ｉ／Ｗ？。

なお、めつき皮膜中の平均のニッケル含有率は１２．８
ｗｔ％であった。

リン酸塩処理は、通常自動車メーカーで使用されている
ディラグタイプのリン酸塩処理液（日本・ぞ−カーライ
ソング社製の市販品）により、標準条件で行なった。ク
ロメート処理は、通常のＣｒＯ３−８ｉＯ２系の塗布型
クロメート処理液によシ、標準条件で行なった。

３コート塗装は次の通シ行なった。下塗シはカチオンタ
イプの電着塗装（ＥＤ塗装）で、日本ペイント社製の市
販ＥＤ塗料を用いて、２０μｍの標準塗装で行ない、そ
して、焼付した。中塗シは関西ペイント社製の市販中塗
シ塗料を用いて、３５μｍの標準塗装で行ない、そして
、焼付した。上塗りは関西ペイント社製の市販中塗シ塗
料を用いて、３５μｍの標準塗装で行ない、そして、焼
付した。

ゴパン目エリクセン試験は次の通り行なった。

塗装板を４０℃の温水中に５日間浸漬後、直ちに塗膜に
ゴバン目を入れて１ｍｍ角のマス目を１００個設け、エ
リクセンで５ｍ押出してから、粘着テープによシ塗膜を
強制剥離した。塗膜密着性は、残存している塗膜のマス
月数により評価した。

その結果を、第１表に示す。

第１表に示されるように、本発明めっき鋼板点１〜７で
は、この発明の範囲内のエツチング量でめっき皮膜をエ
ツチングしているので、リン酸塩処理性が良く、その結
果、塗膜密着性が良好になっている。これに対し、比較
めっき鋼板点１〜２では、めっき皮膜をエツチングしな
いか、この発明の範囲力のエツチング量でめっき皮膜を
エツチングしているので、リン酸塩処理性が悪く、その
結果、塗膜密着性が悪化している。また、本発明めっき
鋼板点８〜１０でも、この発明の範囲内のエツチング量
でめっき皮膜をエツチングしているので、クロメート処
理性が良く、その結果、塗膜密着性が良好になっている
。これに対し、比較めっき鋼板点３〜４では、めっき皮
膜をエツチングしないか、この発明の範囲列のエツチン
グ量でめっき皮膜をエツチングしているので、クロメー
ト処理性が悪く、その結果、塗膜密着性が悪化している
。

〔発明の効果〕

この発明によれば、リン酸塩処理性等の化成処理性に優
れた電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板を容易に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法に従い、電気亜鉛−ニッケル
合金めっき鋼板のめつき皮膜をエツチングしたときのオ
ーソ二分析結果を示すグラフ、第２図は、従来の方法に
係る電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のめつき皮膜の
オーソエ分析結果を示すグラフ、第３図は、鋼板の電気
めっき設備の１段の構成を示す概略図である。図面にお
いて、１・・・めっき液　　　　２・・・めっきセル３
・・・ダムロール　　　　４・・・鋼板５・・・コンダ
クタロール　　６・・・陽極、Ａ・・・スペース。

Claims

【特許請求の範囲】

鋼板に電気亜鉛−ニッケル合金めつき処理を行なつた後
に、前記合金めつきの皮膜を弱酸性の溶液により０．０
１〜１ｇ／ｍ＾２エッチングすることを特徴とする、化
成処理性に優れた電気亜鉛−ニッケル合金めつき鋼板の
製造方法。