JPH0765212B2

JPH0765212B2 - 溶融塩電解めつき方法

Info

Publication number: JPH0765212B2
Application number: JP23778886A
Authority: JP
Inventors: 宏久瀬戸; 敦義渋谷; 俊夫中森; 淳一内田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPS6393886A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、溶融塩電解によるAl−Mn系合金めっき方法、
特に、予め水溶液によるMnめっきを施し、次いで行う溶
融塩電解によるMn−Al系合金めっき方法に関する。

（従来の技術） AlCl₃を主成分とする混合塩化物溶融塩を用いて、Al系
合金めっきを行う方法は溶融塩電解めっきとして既に知
られている。

一般に溶融塩は水分により劣化するが、AlCl₃系では、
特に劣化が激しい。そこでめっきを行う際にはめっきす
べき鋼板等の鋼材の乾燥を十分に行う必要がある。しか
し、大気中で鋼板を乾燥する場合、80℃程度の低温でも
鋼材表面に酸化膜が形成され、そのうえにめっきを行う
とめっき皮膜の密着生が低下する。

一方、めっき皮膜の密着生を向上させるためには、例え
ば溶融塩中で鋼板を陽極溶解する方法もあるが、その場
合当然に、めっき浴中に鉄が混入する。不純物の混入、
特にFeイオンの混合は極力避けなければならず、そのた
め除鉄装置等の付帯設備が必要となる。設備が高価にな
るばかりでなく、操業も複雑となる。

特公昭43−7883号にはAlめっきの予備処理としてZnめっ
き層を設けることが開示されているが、その目的は下地
金属の表面欠陥に起因するめっき層のピンホール発生を
防止することである。そのため無孔性でしかも密着性の
よい亜鉛下地層を利用するのである。しかし、Alめっき
層は常にZnめっき層を介して鋼母材に接触していること
になり、その密着性は必ずしも十分ではなかった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、Al合金めっき層それ自体の密着性の向
上を図るAl−Mn系合金の溶融塩電解めっき方法を提供す
ることである。

本発明の別の目的は、めっき層と母材との間に他の金属
層を介在させても何らめっき層の密着性が損なわれな
い、Al−Mn系合金の溶融塩電解めっき方法を提供するこ
とである。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、かかる目的を達成すべく、種々検討を重
ねたところ、Al−Mn系合金めっきの場合、溶融塩による
めっきを行う前に、水溶液によるMnの薄めっきを行うこ
とにより、この後水洗、乾燥しても、Al−Mn系合金めっ
きの密着性を向上させることが可能となることを知り、
本発明を完成した。更にその場合、溶融塩電解めっきの
予備処理として塩化物溶融塩浴を用いた前処理浴中で陽
極溶解処理を行うと、めっき皮膜の密着性は一層改善さ
れる。

本発明の要旨とするところは、溶融塩電解によりAl/Mn
系合金めっきを連続的に行う工程において、鋼材に水溶
液によるMn電解めっきを0.1〜10g/m²施こした後、水
洗、乾燥し、次いで溶融塩中で前記鋼材に皮膜中のMn含
有量10〜50重量％のAl−Mn系合金電解めっきを行うこと
を特徴とする、溶融塩電解めっき方法である。

さらに、別の面から、本発明の要旨とするところは、溶
融塩電解によりAl−Mn系合金めっきを連続的に行う工程
において、鋼材に水溶液によるMnめっきを0.1〜10g/m²
施こした後、得られたMnめっきを塩化物溶融塩を用いた
前処理浴中で陽極溶解してから溶融塩中で前記鋼材に皮
膜中のMn含有量10〜50重量％のAl−Mn系合金電解めっき
を行うことを特徴とする溶融塩電解めっき方法である。

（作用）次に、本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかる方法の工程図を示すものであ
り、処理すべき鋼材は、洗浄、脱脂後、まず、水溶液を
使った電気めっきによりMnめっきが施される。このとき
の電気めっきはすでに公知のものであって、例えばMnイ
オンを含有する硫酸浴を使い、通電量を制御することに
よって付着量を制御すれば良い。Mnめっきの手段として
その他溶射等の方法も考えられるが、連続法ということ
から好ましくは水溶液を使った電気めっきを採用する。

Mnめっき後、水洗、乾燥を行うが、Mnめっきをしてある
ため、表面劣化はほとんどみられない。

次いで、図示例では陽極溶解工程に鋼材を送り、Mnめっ
き層の少なくとも一部を溶解し、活性化表面を形成し、
それに直ちに次工程の溶融塩電解めっきを行う。この前
処理としての陽極溶解は塩化物溶融塩浴を使って行うの
が好ましいが、これは、次の溶融塩電解のおける浴汚染
の問題を最少とすることができるからである。陽極溶解
工程におけるMnめっき皮膜の溶出量は通電量を制御する
ことによって調整でき、Al−Mn単層めっきを得るために
はMnめっき全量を溶解させるが、下地の鉄を溶解させな
いように、電解条件を決める必要がある。

ここに、陽極溶解処理工程の処理浴と後述するAl−Mn合
金めっき浴とは同一浴としてもよいが、連続処理を行う
場合には好ましくは別々の処理浴を用いることが好まし
い。

このように、所要により前処理したMnめっき鋼材は、別
の用意しためっき槽にて連続的に溶融塩電解めっきが行
われ、Al−Mn系合金めっき鋼材が製造される。この溶融
塩電解めっきそれ自体はすでに公知のものであって、改
めて説明することもないが、連続操作ということから、
特に浴の管理の容易なものが選ばれる。また、耐食性の
点から、皮膜中のMn含有量は10〜50重量％に限定され
る。代表的浴組成はAlCl₃−NaCl−KClで、これに適宜量
のMnを加えるのである。前処理浴の組成もAlCl₃−NaCl
−KClとすることが好ましい。これは前述の通り、比被
めっき材に付着してめっき浴に前処理浴の一部が持ち込
まれても、めっき浴を汚染しないことを配慮したもので
ある。

なお、本発明において、Mnの付着量は、0.1g/m²以上で
なければ、密着性への効果が少ない。また、10g/cm²を
越えると、めっき皮膜の加工性に悪影響を及ぼす。望ま
しくは、このMn付着量は0.5〜5g/m²である。

本発明により得られるめっき皮膜は、下層Mn、上層Al−
Mn系合金の二層めっきとなる場合と、Al−Mn系合金の単
層めっきとなる場合がある。

例えば、Al−Mn系合金めっき単層を得たい場合には、0.
1〜10g/m²という薄目付を行ったMnめっき層を、前処理
浴中で陽極溶解すればよい。このとき前処理浴の組成
は、例えばAlCl₃52〜54モル％とすれば、対極への電析
を防止できる。また、通電量は、Mnのみ溶解する程度に
とどめる。

このようにすれば、密着性良好な、Al−Mn系合金単層め
っきが得られる。さらに、MnはAl−Mn合金めっきに対し
ては、電着効率、めっき外観、性能等の点で悪影響を全
く及ぼさず、また、浴中へ混入しても全く問題とならな
い。この点、Feイオンとは全く異なる挙動を示す。

次に、実施例によって本発明をさらに説明する。

（実施例）難鋼板をアルカリ洗浄、脱脂処理を行ってから、第１図
に示す工程に従って、下記条件で水溶液電気Mnめっきを
行った。めっき時間を変えることによりMnめっき付着量
を変えた。

Mnめっき浴組成およびめっき条件：浴組成:MnSO₄・4H₂O……250〔g/〕 MnCl₂・4H₂O…… 20〔g/〕電流密度:5〔A/dm²〕浴温度:50℃ このようにして予備処理した難鋼板を水洗、乾燥後、次
いで、Al−Mn合金めっきを施した。このときの合金組成
はAl:80％、Mn:20であった。予備処理の際のMn付着量を
変えた各難鋼板についてそれぞれAl−Mn合金めっきを施
し、各供試材についてめっき密着性およびめっき加工性
を評価した。

また、比較例として、MnのかわりにZnめっきを5g/m²施
したものも同様に評価した。

めっき浴（AlCl₃61モル％浴）およびめっき条件：浴組成:AlCl₃……74.1 wt％ NaCl ……14.1 wt％ K Cl ……11.8 wt％ MnCl₂…… 0.58wt％電流密度:40〔A/dm²〕通電時間:60秒付着量:20g/m² 第２図に、下層Mnのめっき付着量と、Al系合金めっきを
行った後のめっき密着性および加工性の関係をグラフで
示す。

本例において、めっき密着性はめっき鋼板に対してデュ
ポン衝撃試験（球頭径1/2インチ、エネルギー0.8kgf−
ｍ）を行い、その後、変形部のテープ剥離により次の５
段階で評価したものである。

５……全く剥離なし４……変形部の10％程度剥離３……変形部の15〜40％程度剥離２……変形部の45〜100％程度剥離１……変形部以外での剥離ありめっき加工性はブランク径66mmφ、ポンチ径33mmφの円
筒絞り試験をフランジ径ほゞ０（絞り抜き）となるまで
実施し、変形後、テーピングを行い、剥離程度を次の５
段階で評価したものである。

５……剥離重量5mg以下４…… 同５超10mg以下３…… 同 10超20mg以下２…… 同 20超50mg以下１…… 同 50mgを越える図示グラフからも、微量のMnめっきにより、密着性が向
上することがわかる。また、Mn10g/m²を越えると、加工
性は急激に低下する。

また、比較例に用いた下地Znめっきのものは、めっき密
着性がランク２でめっき加工性がランク１であった。

以上のように、Mnめっきを0.1〜10g/m²施こすことによ
り、密着性、加工性ともに良好なAl−Mn系合金めっきが
得られる。

次に、Mnを前処理浴で陽極溶解する場合、Mnめっきの付
着量により、通電時間が異なる。すなわち、Mn1g/m²で
は、電流密度20〔A/dm²〕、２秒間の通電により密着性
の良好なAl系−Mn合金めっきが得られた。

（発明の効果） Mnの微量プレメッキを行うことにより、乾燥を十分行っ
ても、密着性の良好なAl−Mn合金めっきが得られる。ま
たMnであれば前処理中で溶解しても浴中への鉄、または
他の不純物の混入が少ない利点がある。

したがって、本発明におけるMnめっき層にはめっき面の
活性保持という効果と母材鉄イオンの溶出防止という効
果が期待されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法の工程図；および第２図は、Mnめっき付着量とめっき密着性および加工性
との関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田淳一兵庫県尼崎市西長洲本通１丁目３番地住友金属工業株式会社総合技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−213393（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−21559（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融塩電解によりAl−Mn系合金めっきを連
続的に行う工程において、鋼材に水溶液によるMn電解め
っきを0.1〜10kg/m²施こした後、水洗、乾燥し、次いで
溶融塩中で前記鋼材にAl−Mn系合金電解めっきを行うこ
とを特徴とする、溶融塩電解めっき方法。
【請求項２】溶融塩電解によりAl−Mn系合金めっきを連
続的に行う工程において、鋼材に水溶液によるMn電解め
っきを0.1〜10kg/m²施こした後、得られたMnめっきを塩
化物溶融塩を用いた前処理浴中で陽極溶解してから溶融
塩中で前記鋼材にAl−Mn系合金電解めっきを行うことを
特徴とする溶融塩電解めっき方法。