JPS6130697A - 外観色調とめつき密着性にすぐれたZn−Fe系合金電気めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

外観色調とめつき密着性にすぐれたZn−Fe系合金電気めつき鋼板の製造方法

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JPS6130697A
JPS6130697A JP15107684A JP15107684A JPS6130697A JP S6130697 A JPS6130697 A JP S6130697A JP 15107684 A JP15107684 A JP 15107684A JP 15107684 A JP15107684 A JP 15107684A JP S6130697 A JPS6130697 A JP S6130697A
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plating
color tone
steel sheet
adhesion
bath
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JP15107684A
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Kazuaki Kyono
一章 京野
Toru Honjo
本庄 徹
Koji Yamato
康二 大和
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、めっき外観色調が美麗で、密着性にすぐれ、
塗装下地として好適で、塗装を含めた総合的防錆性にす
ぐれた耐食鋼板、特に自動車用表面処理鋼板の製造を目
的としたZn−Fe系合金電気めっき鋼板の製造方法に
関するものである。
〈従来技術の問題点〉 Zn−Fe合金電気めっき鋼板は、Znめっき鋼板の塗
装適合性を改良したものであって合金化溶融Znめっき
鋼板に匹敵するすぐれた塗装後耐食性を有している。し
かし、その工業的製造は容易では無く、各種の困難が伴
っている。
すなわち、すでに開示されているZn−Fe合金電気め
っきの製造方法、特開昭56−9386号、同57−5
1283号、同57−192284号、同58−524
93号、同57−200589号でもってしても以下の
問題点があった。
第1にはZn−Feめっきは均一電着性が悪く、スジ状
模様や斑状のムラが発生しやすく、外観均一性が不良で
あること、第2にはZn−Feめっきは灰色〜黒色にな
りやすく色調が不良であること、第3にはめっき密着性
が悪い場合があり、加工時にめっき皮膜が剥離すること
、など多くの問題を有していた。
そこで、各種の添加剤による外観色調および密□着性な
どについて種々検討した結果、Zn−Fe合金めっき浴
に、FeめっきやZnめっきに有効な添加剤を添加して
も外観色調とめっき密着性が同時に良好なZn−Feめ
っきを得ることはできなかった。
すなわち、多くの添加剤は外観色調改良効果、めっき密
着性改良効果ともに無く、外観色m改良効果のある添加
剤はめっき密着性を改良するどころか逆に劣化させ、め
っき密着性改良効果のある添加剤は外観色調、均一性を
改良しない。
〈発明の目的〉 本発明の目的は、外観色調および密着性にすぐれたZn
−Fe系合金電気めっき鋼板の製造方法を提供しようと
するにある。
〈発明の構成〉 すなわち、本発明の第1の態様によれば、浴中のZn2
+とFe2+イオンを合計で0.5 mol/fL以上
溶解限以内含有し、さらに未置換ポリエーテル類を1種
以上合計で0.05〜50g/l含有するめっき浴を使
用して、電流密度20〜200A/drrfの電解条゛
 件にてめっきすることを特徴とする外観色調と密着性
にすぐれたZn−Fe系合金電気めっき鋼板の製造方法
が提供される。
本発明の第2の態様によれば、浴中のZn2+とFe2
+イオンを0.1≦Fe2+ / (Fe2+ + Z
n” )≦0.7なるモル濃度比で合計で0.5 mo
l/J1以上溶解限以内含有し、さらに未置換ポリエー
テル類を1種以上合計で0.05〜50g/lおよび電
導度助剤としてKCI 、 NH4Cl、 NaCl、
 CaCl2 、 (NH4) 2 SO4およびNa
2 SO4よりなる群より選ばれた1種以上を20g/
l以上含有し、 pHが1.0〜5.0、浴温度が25
〜70℃であるめっき浴を使用して、電流密度20〜2
00 A/ddの電解条件にてめっきすることを特徴と
する外観色調と密着性にすぐれたZn−Fe系合金電気
めっき鋼板の製造方法が提供される。
以下1本発明の外観色調および密着性にすぐれたZn−
Fe系合金電気めっき鋼板の製造方法につき詳細に説明
する。
Zn−Fe系合金めっきを行うめっき浴は、金属イオン
としてはZn2+とFe2+を主体とするが、これは塩
化物や硫酸塩の形や金属の溶解によって調合、供給、調
整される。その濃度はZn2+とFe2+イオンの合計
で0.5 mol/l以上溶解限以内である。この理由
は、合計濃度が0.5 mol/41未満ではヤケが生
じやすくなるためであり、一方溶解限を越えると固体が
生成するのみで本発明の外観色調および密着性に対し、
効果の向上はない。
Fe” / (Fe” + Zn2+)比は0.1〜0
.7が望ましいが、これはFe含有率を10〜30wt
%に制御するためである。
めっき浴には電導度助剤としてKCl 、 NH4Cl
、NaCl、 CaCl2. (NH4) 2 SO4
およびNa2 SO4よりなる群より選ばれた1種以上
を20g/l以上含有せしめるのがよい゛。これは、比
較的大量に添加することによる電導変向上、めっきのヤ
ケの減少、電力の低減を図るためである。
なお、KCI 、 NH4CI、 NaCl、 CaC
l2などの塩化物の添加の方が、電導変向上、ヤケの減
少ためにより有利である。
めっきにおける電流密度20〜200A/dゴ、゛好ま
しくは60〜150 A/dm″が適当である。このよ
うに広い電流密度範囲にわったて、密着性力〈良好で、
外観色調にすぐれたZn−Feめ馴き鋼板を得られるの
が本発明の重要な特徴である。20A/d ni”未満
では色調が黒色化し、色調、褐−性とも不良になるため
であり、’ 200 A/dtn”を越えると、ヤケが
生じやすくなり、また密着性の不良な場合があるためで
ある。相対流速は30■pm以上が望ましい。30mp
m未満では著しくヤケが発生しやすくなるためである。
浴温は20〜75℃が望ましい。25℃未満では密着性
が劣化し、逆に70°Cを越えると黒色外観となりやす
い。
p)lは1.0〜5.0が望ましい。1.0未満では、
陰極析出効率の低下がおこるばかりでなく、密着性の劣
化する場合があり、一方5.0を越えると1ie2+の
酸化が著しく早くなるためである。
本発明においては、上記塩類の他にめっき外観色調と均
一性を改善するのに特異的に有効な未置換ポリエーテル
類を添加する。即ち、本発明の添加剤として特にすぐれ
ているのは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレンボリプロビレングリコールで
ある。
これらの化合物を1種以上添加することによりめっきの
結晶は微細化し、光沢および均一電着性が著しく改良さ
れる。ざらに、めっき密着性は良好なものとなる。すな
わち、本発明によって始めて、外観改良効果とめっき密
着性改良効果を同時に得ることができる。
つまり、ポリエーテル類の添加は、外観色調、均一性を
改良すると同時に、密着性を改良するといる稀有の効果
を有している。
添加量の適正範囲は0.05〜50g/41、好ましく
は0.1〜lOg/lである。0.05g/す未満では
十分な改良効果は期待できない。また、50g1を越え
て添加しても改良効果はほぼ飽和しているので無意味で
ある。
以上のようなめっき浴を用いて得られるめっきは完全な
鏡面光沢とはならないが、従来の灰〜黒色の、ムラの激
しいZn−Fe合金めっきに比べるとはるかに微結晶で
、白色〜光沢外観で、はぼ均一な外観を示す。また、め
っき密着性も良好なものに改良される。
なお、本発明にさらに、通常の光沢剤や一般に知られて
いる光沢作用のある化合物、またはその他の化合物を別
の目的で添加しても、密着性を損わないかぎり本発明に
包含されるものである。
また、Zn−Fe合金電気めっき以外にも、Zn−Fe
を主体とするZn−Fe系合金電気めっき1例えば、Z
n−Fe−P 、 Zn−Fe−Ni、 Zn−Fe−
CoやZn−Fe−T i化合物などにも適用可能であ
り、本発明の効果が認められるかぎり本発明に包含され
るものである。
次に、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ールおよびポリエチレンボリプロビレングリコールの重
合度の効果について説明する。
これらの平均分子量は200〜tooooが好ましい、
平均分子量200未満である場合には、その外観色調改
良効果は必ずしも十分なものでなく、やや灰色化する傾
向が見られる。重合度が大きくなるにつれて、外観色調
、均一性改良効果は大きくなる。しかし、あまりに重合
度が大きくなると、めっき密着性をやや劣化する傾向が
見られるので、平均分子量toooo以下、好ましくは
1000以下が適当である。
なお、ポリエーテル類の添加によって被膜のFe含有率
が電流密度や流速などのめっき条件の変化に対して安定
化する傾向のあることを見い出した。すなわち、ポリエ
ーテル類の添加によって被膜中Fe含有率を一定の値に
制御しやすくなる。
また、本発明のポリエーテル類は未置換であるため、疎
水基がなく、界面活性剤ではないので。
はとんど発泡しない。これは工業上、大きなメリットで
ある。
なお、本発明でいうZn−Fe系合金めっきとは、Zn
−Fe合金電気めっきに限られず、Zn−Feを主体と
するZn−Fe系合金めっき、例えば、Zn−Fe−P
、Zn−Fe−旧、Zn−Fe−Ti合金めっきなども
広く包含するものである。
〈実施例〉 次に本発明を実施例について具体的に説明する。
以下の実験は回転陰極型セルを使用して行ったものであ
る。
めっき浴は表1の薬剤を用いているが、薬品中不純物や
操作中に起こるFe2+の酸化によって生成するFe3
+を含んでいる。
結果を表1に示す。
外観色調および均一性は目視により判定した。
01曲げ試験はめっき面を外側にして密着曲げを行った
。評価は以下の通りである。
評価 外観色調 O・・・白色〜金属光沢 Δ・・・灰色 ×・・・黒色又は2種以上の色調を有する。
均一性  O・・・はぼ全面均一 Δ・・・微少なスジ、ムラ ×・・・スジ、ムラ、大 07曲げ O・・・剥離なし Δ・・・やや剥離 ×・・・剥離 表1かられかるように、比較例には、外観色調、均一性
、密着性のいずれにもすぐれるものはない。
本発明例はいずれも良好な外観色調、均一性、密着性を
有していることがわかる。外観色調は、実施例1.2.
7かややくもりのある金属光沢、3.4.5.6がやや
白味のある光沢であった。
なお、Fa含有率はいずれも10〜30%の範囲にある
また、本発明例の20g/rn’のめっき材は合金化溶
融Znめっき鋼板(45g/ゴ)とほぼ同等の塗装後項
水噴霧耐食性を示した。
〈発明の効果〉 このように、本発明はすぐれた耐食性を有するZn−F
e合金めっきにすぐれた外観色調、均一性、密着性を与
えることに成功したもので、これによりZn−Fe合金
めっきを工業的に生産できる大きな意義をもつものであ
る。
l4
【図面の簡単な説明】
第1図は、ポリエチレングリコールの重合度がめつき外
観改良効果および密着性改良効果に与える影響を示すグ
ラフであり、試験には下記の浴および条件を用いた。め
っき浴FeCl2 ・nH2060g1n 、 ZnC
l2230 gin 、 KCI 350 gel、p
H2,8、浴温55℃、電流密度75A/dm”、ライ
ンスピード40■p膳、ポリエチレングリコールの添加
量1.081文。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)浴中のZn^2^+とFe^2^+イオンを合計
    で0.5mol/l以上溶解限以内含有し、さらに未置
    換ポリエーテル類を1種以上合計で0.05〜50g/
    l含有するめっき浴を使用して、電流密度20〜200
    A/dm^2の電解条件にてめっきすることを特徴とす
    る外観色調と密着性にすぐれたZn−Fe系合金電気め
    っき鋼板の製造方法。
  2. (2)浴中のZn^2^+とFe^2^+イオンを0.
    1≦Fe^2^+/(Fe^2^++Zn^2^+)≦
    0.7なるモル濃度比で合計で0.5mol/l以上溶
    解限以内含有し、さらに未置換ポリエーテル類を1種以
    上合計で0.05〜50g/lおよび電導度助剤として
    KCl、NH_4Cl、NaCl、CaCl_2、(N
    H_4)_2SO_4およびNa_2SO_4よりなる
    群より選ばれた1種以上を20g/l以上含有し、pH
    が1.0〜5.0、浴温度が25〜70℃であるめっき
    浴を使用して、電流密度20〜200A/dm^2の電
    解条件にてめっきすることを特徴とする外観色調と密着
    性にすぐれたZn−Fe系合金電気めっき鋼板の製造方
    法。
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