JP2020164982A - 溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]表面に反応層を有する溶融亜鉛めっき系鋼板の製造方法であって、前記反応層形成の前処理として、NaHF2、KHF2、HF、NaF、KFの中から選ばれる1種以上のフッ素化合物を合計で0.10g/L以上5.0g/L以下含有するpH7.0以下の前処理水溶液に溶融亜鉛めっき鋼板を1.0秒以上接触させることを特徴とする溶融亜鉛めっき系鋼板の製造方法。
[2]前記前処理水溶液のpHが4.2以上7.0以下であることを特徴とする前記[1]に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
[3]前記反応層がリン酸亜鉛系皮膜、亜鉛系酸化物皮膜、クロメート系皮膜、Zr酸化物皮膜のいずれかであることを特徴とする前記[1]または[2]に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
[4]溶融亜鉛系めっき鋼板を前記前処理水溶液に接触させた後に前記亜鉛系酸化物皮膜からなる反応層を形成する処理を行うことを特徴とする前記[3]に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
先ず、溶融亜鉛めっきを施す工程について説明する。溶融亜鉛めっきの処理条件は、特に限定されず、適宜好ましい条件を採用すればよい。めっき浴中にAlが0.01〜1.0質量%程度添加されていることがドロス対策の観点から好ましい。この場合Al以外の元素成分は特に限定されない。すなわち、Alの他に、Pb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Ti、Li、Cuなどが含有されていても、本発明の効果が損なわれるものではない。めっき浴の残部はZnおよび不可避的不純物である。
溶融亜鉛めっき処理を施した後、前処理水溶液を用いた接触処理を行う。本発明では前処理水溶液中にNaHF2、KHF2、HF、NaF、KFの中から選ばれる1種以上のフッ素化合物を、合計量で0.10g/L以上5.0g/L以下含有することとする。前処理水溶液中にNaHF2、KHF2、HF、NaF、KFの中から選ばれる1種以上のフッ素化合物を含有することで、前処理水溶液のAl系酸化物対するエッチング性を向上させ、反応を阻害するAl系酸化物を除去するアルカリ前処理工程の代替となる。
ここで、上記前処理水溶液中のpHが4.2以上が好ましいのは、下記理由による。通常、工業的製造設備に使用される耐食材料はステンレスである。ステンレスの場合、非特許文献1に示されるように、HF濃度が0.01M以下で孔食が発生しないことが知られている。逆に、HF濃度が0.01Mを超えるとステンレスより耐食性が良好な高価な材料を使用することが必要となり、設備コストが大きな問題となる。図1〜3に示すように、フッ素化合物を含有する溶液のpHが4.2以上で、全フッ素量に対するHFの割合は0.05以下となり、NaHF2、KHF2、HF、NaF、KFの中から選ばれる1種以上のフッ素化合物を合計量で0.10g/L以上5.0g/L以下含有する溶液中のHF濃度が0.0097M以下となる。従って、ステンレスを使用しても孔食の問題は発生せず、ステンレスより高価な材料を使用する必要性は無くなる。
通常は、鋼板を前処理水溶液と接触させた後に水洗・乾燥を行い、その後に反応層を設けるための処理を実施する。
亜鉛系めっき鋼板に形成されたAl系酸化物層の厚さの測定には蛍光X線分析装置を使用した。
前処理水溶液で接触処理した溶融亜鉛めっき鋼板に対して、表面に亜鉛酸化物層を形成する処理を実施した後、外観ムラを目視及び顕微鏡観察により評価した。即ち、硫酸第1鉄を5.0g/L、酢酸ナトリウム・7水和物を50g/L含有する水溶液を硫酸でpH2.0に調整した液を準備し、この処理液を前処理水溶液で接触処理した各種めっき鋼板に3μmの厚さになるように塗布し、10秒間保持した後、水洗・乾燥を行い、亜鉛酸化物層を形成する処理を実施した。
亜鉛系酸化膜を付与した後の外観ムラを評価した。観察面積は70mm×150mmである。図4に示す外観見本を基準として、評点を1〜5点で付与し評価した。4点が良好であることを示し、5点は更に良好であることを示している。
溶融亜鉛めっき鋼板100t処理以降の前処理水溶液を採取し、孔径1μmのメンブレンフィルターを用いて吸引ろ過した。ろ過物質を110℃で乾燥した後重量を測定し、mg/Lに換算した。この値が10mg/Lを超えた製造量を記録した。10mg/Lを超える鋼板処理量が3000t以上であれば、生産性の点から良好と評価できる。また、5000t処理後も、10mg/Lを越えなかったものについては、懸濁物質なし(表1中では「>5000」と表記)と評価した。前処理水溶液処理又はアルカリ性水溶液処理を行っていないNo.1はこの測定を実施しなかった。
設備への腐食性促進影響を調査する目的で、各処理液中でのSUS304の孔食電位測定を行った。電位の掃引範囲は,自然浸漬電位から十1500mV(vs.SHE,掃引速度は2mV/minとした。孔食電位が認められたものを×、認められなかったものを○で表記した。判断が難しい場合は△とした。
Claims (4)
- 表面に反応層を有する溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法であって、反応層形成の前処理として、NaHF2、KHF2、HF、NaF、KFの中から選ばれる1種以上のフッ素化合物を合計で0.10g/L以上5.0g/L以下含有するpH7.0以下の前処理水溶液に溶融亜鉛系めっき鋼板を1.0秒以上接触させることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
- 前記前処理水溶液のpHが4.2以上7.0以下であることを特徴とする請求項1に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
- 前記反応層がリン酸亜鉛系皮膜、亜鉛系酸化物皮膜、クロメート系皮膜、Zr酸化物皮膜のいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
- 溶融亜鉛系めっき鋼板を前記前処理水溶液に接触させた後に前記亜鉛系酸化物皮膜からなる反応層を形成する処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
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