特開 2023-158572 Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法およびその製造設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158572

(43)【公開日】2023-10-30

(54)【発明の名称】Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法およびその製造設備

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20231023BHJP

   C25D 5/26 20060101ALI20231023BHJP

   C25D 7/06 20060101ALI20231023BHJP

【ＦＩ】

C25D17/00 J

C25D5/26 G

C25D7/06 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068493

(22)【出願日】2022-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】武田 玄太郎

(72)【発明者】

【氏名】吉本 宗司

(72)【発明者】

【氏名】河田 章

(72)【発明者】

【氏名】石本 明

(72)【発明者】

【氏名】松岡 佳史

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 秀行

【テーマコード（参考）】

4K024

【Ｆターム（参考）】

4K024AA19

4K024BA03

4K024BA04

4K024BA06

4K024BB02

4K024BC01

4K024CA01

4K024CA03

4K024CA06

4K024CA16

4K024CB06

4K024CB07

4K024CB08

4K024CB10

4K024CB14

4K024DA03

4K024DA04

4K024EA02

4K024GA02

4K024GA16

(57)【要約】

【課題】Ｚｎ－Ｎｉ合金めっきを施す際、特に付着量の多いＺｎ－Ｎｉめっき層を形成する場合であっても、通板速度を低下させずに均一めっき層を有する鋼板の製造を可能とする方法について提案する。
【解決手段】連続走行する鋼板と、前記鋼板に沿わせて対向配置した電極板との間隙において、前記鋼板に向かってめっき液を供給しつつ前記電極板をアノードに、かつ前記鋼板をカソードにして通電し、Ｚｎ－Ｎｉ合金電気めっきを施す、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板を製造する方法であって、前記鋼板へ供給するめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率を１０％以下とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続走行する鋼板と、前記鋼板に沿わせて対向配置した電極板との間隙において、前記鋼板に向かってめっき液を供給しつつ前記電極板をアノードに、かつ前記鋼板をカソードにして通電し、Ｚｎ－Ｎｉ合金電気めっきを施す、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法であって、
前記鋼板へ供給するめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率を１０％以下とするＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法。

【請求項2】

前記鋼板は、質量％で、Ｃを０．３％以下、ＳｉおよびＭｎのいずれか１種以上を合計で１．０～６．０％含む成分組成を有する請求項１に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法。

【請求項3】

鋼板の走行ラインに沿わせて対向配置した電極板と、前記電極板側から前記走行ラインに向けてめっき液を供給する噴射ノズルとを有し、前記電極板がアノードおよび、前記鋼板がカソードであり、前記噴射ノズルから供給されるめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率が１０％以下である、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【請求項4】

前記電極板は、前記走行ラインと交わる向きに延びて該電極板を貫通する、少なくとも１の貫通孔を有し、前記貫通孔の少なくとも１に、前記噴射ノズルを配置する、請求項３に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【請求項5】

前記電極板の背面側に、前記走行ライン側から順に、バックプレートおよび噴流ヘッダーを有し、前記噴流ヘッダーに前記バックプレートおよび前記電極板を貫通して延びる前記噴射ノズルの複数本が連結し、前記バックプレートは前記電極板の背面と電極接続部を介して接続するとともに、前記電極接続部の介在による前記バックプレートと前記電極板との空間に絶縁体を配置する、請求項３または４に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【請求項6】

前記電極板を複数枚の集合体として前記バックプレートの１枚に隙間なく組み合わせた、めっきセルの１または複数からなる、請求項５に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【請求項7】

前記めっきセルの各々において、前記電極接続部と干渉しない位置に前記噴流ヘッダーを複数に分割する請求項６に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【請求項8】

前記噴流ヘッダーは当該噴流ヘッダー内にめっき液を供給するめっき液配管を有し、該めっき液配管の断面積Ａｋと、当該噴流ヘッダーに連結された噴射ノズルの噴射口の総断面積Ａｎとの比Ａｋ／Ａｎが、２．５以上である請求項５に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐食性に優れるＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板を効率よく製造するための製造方法およびこの製造方法に用いる製造設備に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用表面処理鋼板として、Ｚｎ－Ｎｉめっき鋼板が使用されている。Ｚｎ－Ｎｉめっきは一般的に電気めっき方式で製造される。純Ｚｎめっきに比べて、Ｚｎ－Ｎｉめっきは耐食性に優れることで知られており、ホットプレス用鋼板として採用されている。Ｚｎ－Ｎｉめっきでは、皮膜中のＮｉ含有量が耐食性に影響するため、Ｎｉ含有量を適正範囲に制御することが必要となる。一方、Ｚｎ－Ｎｉ合金を含むＺｎ－鉄系合金電析は、より卑な金属であるＺｎが鉄属金属に比べて優先析出する変則型共析となることが知られている。

【0003】

また、電気めっき鋼板は、連続焼鈍ラインで焼鈍された後、連続焼鈍ラインとは別の電気亜鉛めっきラインで製造される。コイル状の冷延鋼板を電気亜鉛めっきラインに搬送し、防錆油を除去する脱脂工程、表面酸化皮膜を除去して表面を活性にする酸洗工程に続いて、電気めっき工程にて片面５～８０ｇ／ｍ^２の亜鉛あるいは亜鉛合金を付着させ、耐食性や塗装性を向上されるための各種化成皮膜をつける化成処理工程を経て、電気亜鉛めっき鋼板として出荷される。

【0004】

一般的な鋼板の電気めっき方法として、図１に示すような水平型フローセル方式が知られている。この水平フローセル方式の電気めっき装置は、コンダクトロール４０およびバックアップロール４１のロール対の２対間に、電極板４２ａおよび４２ｂで区画される通路４３を形成し、この通路４３に鋼板Ｐを通過させる際に、鋼板Ｐと電極板４２ａおよび４２ｂとの間のギャップにノズルヘッダー４４からめっき液３０を供給すると共に、電極板４２ａおよび４２ｂをアノード、鋼板Ｐをカソードとして、鋼板Ｐの表面と電極板４２ａおよび４２ｂとの間で通電することによって、鋼板Ｐに電気Ｆｅめっきを施す装置である。この方式は、鋼板表裏面を同時にめっきできるという利点がある。上記の電気めっき装置は、通常５～１５セル程度を連接させ、鋼板を通板させながら連続的にめっき処理をする。1セルあたりのめっき付着量は１～５ｇ／ｍ^２と薄く、これを積層させるめっき法であり、ライン速度や板幅に応じて電流を制御すればいいので、幅方向や長手方向の付着量分布は０．５～１ｇ／ｍ^２以内と均一にでき、かつ美麗な外観を得られることも大きな特徴である。積層型のめっき方式のため、例えば最終めっき付着量が２０ｇ／ｍ^２程度の電機用亜鉛めっき鋼板の場合は、めっきセクションが生産上の能率ネック工程になることは無いが、より高い耐食性が求められる最終めっき付着量が６０ｇ／ｍ^２超の自動車用Ｚｎ－Ｎｉめっき鋼板の場合、通板速度を低下させないと所望のめっき付着量を成膜できないため、めっきセクションが生産上の能率ネック工程となる。

【0005】

また、通板中の鋼板形状が幅方向に反っていると、鋼板と電極との距離が幅方向で異なり、電流分布が変化する（鋼板－電極距離が近い部分が、鋼板-電極距離が遠い部分よりも多くの電流が流れる）ため、付着量むらが発生するが、最終めっき付着量が６０ｇ／ｍ^２超の自動車用Ｚｎ－Ｎｉめっき鋼板の場合、面内下限付着量を保証するために部分的に過剰なめっき付着量となり、プレス加工時にトラブルの原因となるため、幅方向均一なめっき付着量制御をすることが求められる。

【0006】

ここに、高速電気めっき法として以下の技術が開示されている。
特許文献１における図３には、複数のめっき液噴出口を設けたノズルヘッダーを電極の背面に前記電極と間隔をあけて配置するとともに、前記電極の前記ノズルヘッダーの各めっき液噴出口に対応する位置に、前記ノズルヘッダーからのめっき液を鋼板－電極間に案内するための貫通孔を前記電極に貫通させて設け、前記ノズルヘッダーの前記複数のめっき液噴出口からめっき液を噴射して鋼板に対してほぼ垂直方向に衝突させてめっきすることで、高電流密度で電気めっき鋼板を製造する方法が開示されている。

【0007】

また、めっき付着量を均一化する、めっき法として、特許文献２における第１図には、クッション形ノズル電極の幅両端にリブを設けて静圧を強めることによりＣ反り矯正する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００５－２７２９９９号公報

【特許文献2】特開昭６０－８６２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に記載の方法によれば、純Ｚｎめっきでは高電流密度めっきが実現可能である。一方、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっきは、適正な電極形状やめっき液噴射条件、電流密度条件が純Ｚｎめっきの場合と異なるため、鋼板表面への新鮮なめっき液供給が難しい。従って、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっきを実施するに当たっては、幅方向付着量ムラが生じること、めっき皮膜中のＮｉ含有量が所望範囲から外れること、めっきセル内で鋼板の反りが大きくなって電極－鋼板距離が面内で変化すること、を回避することが望まれる。

【0010】

特許文献２の方法では、鋼板形状をフラットにする効果はあるものの、めっき液が滞留しやすい構造のため６０Ａ／ｄｍ^２以上の高電流密度めっきをＺｎ－Ｎｉ合金めっきで行うと、めっき皮膜中のＮｉ含有量が所望範囲外に外れてしまうため、通板速度を上げてＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板を製造することができなかった。

【0011】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっきを施す際、特に付着量の多いＺｎ－Ｎｉめっき層を形成する場合であっても、通板速度を低下させずに均一めっき層を有する鋼板の製造を可能とする方法について提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
１．連続走行する鋼板と、前記鋼板に沿わせて対向配置した電極板との間隙において、前記鋼板に向かってめっき液を供給しつつ前記電極板をアノードに、かつ前記鋼板をカソードにして通電し、Ｚｎ－Ｎｉ合金電気めっきを施す、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法であって、
前記鋼板へ供給するめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率を１０％以下とするＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法。

【0013】

２．前記鋼板は、質量％で、Ｃを０．３％以下、ＳｉおよびＭｎのいずれか１種以上を合計で１．０～６．０％含む成分組成を有する前記１に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法。

【0014】

３．鋼板の走行ラインに沿わせて対向配置した電極板と、前記電極板側から前記走行ラインに向けてめっき液を供給する噴射ノズルとを有し、前記電極板がアノードおよび、前記鋼板がカソードであり、前記噴射ノズルから供給されるめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率が１０％以下である、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【0015】

４．前記電極板は、前記走行ラインと交わる向きに延びて該電極板を貫通する、少なくとも１の貫通孔を有し、前記貫通孔の少なくとも１に、前記噴射ノズルを配置する、前記３に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【0016】

５．前記電極板の背面側に、前記走行ライン側から順に、バックプレートおよび噴流ヘッダーを有し、前記噴流ヘッダーに前記バックプレートおよび前記電極板を貫通して延びる前記噴射ノズルの複数本が連結し、前記バックプレートは前記電極板の背面と電極接続部を介して接続するとともに、前記電極接続部の介在による前記バックプレートと前記電極板との空間に絶縁体を配置する、前記３または４に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【0017】

６．前記電極板を複数枚の集合体として前記バックプレートの１枚に隙間なく組み合わせた、めっきセルの１または複数からなる、前記５に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【0018】

７．前記めっきセルの各々において、前記電極接続部と干渉しない位置に前記噴流ヘッダーを複数に分割する前記６に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。

【0019】

８．前記噴流ヘッダーは当該噴流ヘッダー内にめっき液を供給するめっき液配管を有し、該めっき液配管の断面積Ａｋと、当該噴流ヘッダーに連結された噴射ノズルの噴射口の総断面積Ａｎとの比Ａｋ／Ａｎが、２．５以上である前記５に記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備。
ここで、前記８の製造設備は、前記５から７のいずれかに記載のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造設備であることが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の電気めっき鋼板の製造方法によれば、均一なめっき層を有するＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板を効率よく製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来の水平フローセル設備の概略図である。

【図2】本発明の電気めっきセルを側面側からみた断面の概略図である。

【図3】本発明の電気めっきセルの円管ノズル周辺拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して、本発明のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法について、具体的に説明する。
本発明のＺｎ－Ｎｉ合金めっき鋼板の製造方法は、連続走行する鋼板と、前記鋼板に沿わせて対向配置した電極板との間隙において、前記鋼板に向かってめっき液を供給しつつ前記電極板をアノードに、かつ前記鋼板をカソードにして通電し、Ｚｎ－Ｎｉ合金電気めっきを施す際に、前記鋼板へ供給するめっき液の流量に対する、前記電極板の前記鋼板に対向していない背面側へ流出するめっき液の流量の比率である、めっき液排出率を１０％以下とするところに特徴がある。

【0023】

まず、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いる、溶融亜鉛めっきの製造設備の一実施形態について、図２を参照して説明する。図２に示す実施形態は、鋼板Ｐを水平方向に走行ライン上を走行させ、連続的に走行する鋼板Ｐに沿わせて対向配置した１対の電極板１０を配置してなる。この電極板１０は不溶性であることが好ましい。さらに、鋼板Ｐの走行方向における電極板１０の上流側及び下流側には、各々鋼板Ｐに通電するためのコンダクターロール２０およびバックアップロール２１が配置されている。

【0024】

ここで、コンダクターロール２０は、下地に導電性が良い銅めっきやニッケルめっきを使用した硬質クロムめっきの構成を有するものを用いることができる。また、電極板１０は、その材質及び厚さは特に限定されないが、材質としては、イリジウムオキサイドを被覆したチタンが好適であり、厚さは５～１００ｍｍとすることが好ましい。鋼板Ｐと電極板１０との間隔についても特に限定されないが、２～２０ｍｍの範囲とすることが好ましい。

【0025】

各電極板１０の背面（電極板の鋼板Ｐとは反対側）には、電極接続部１１を介してバックプレート１２が配置され、整流器（図示せず）から出力された電流は通電棒１６を通してバックプレート１２に投入される。バックプレート１２の背面には、めっき液３０を供給するためのノズルヘッダー１４が配置される。バックプレート１２は、電流分布均一化のために、１セル内において一体物として形成することが好ましい。一方、鋼板に相対する電極板１０は、取替え作業等を考慮して、幅方向および長手方向に適宜分割されていることが好ましい。

【0026】

ノズルヘッダー１４は、電極板１０およびバックプレート１２にそれぞれ設けた、複数の貫通孔１０ａおよび１２ａを通して、バックプレート１２側から電極板１０側へ延びて電極板１０の貫通孔１０ａ内で留まる、絶縁材料で形成される複数の円管ノズル１５を有する。ここで、円管ノズル１５を絶縁材料で形成することが好ましいのは、めっき液供給系統をすべて絶縁材料とすることでめっき液流路内での意図しない電析を避けたり、円管ノズル１５と電極板１０との間でのスパークによる部材損傷を避けることができるからである。

【0027】

円管ノズル１５は、その軸線が鋼板Ｐの表面と垂直になるように配置されることが好ましい。めっき液３０はノズルヘッダー１４から円管ノズル１５に供給され、円管ノズル１５の先端の噴出口から鋼板Ｐに向けて噴射される。

【0028】

このようにして、鋼板Ｐを水平方向に走行させつつ、鋼板Ｐ－電極板１０間の間隙（ギャップ）にめっき液３０を供給し、電極板１０をアノード、鋼板Ｐをカソードとして、鋼板Ｐのめっき面と電極板１０との間で通電して鋼板に電気めっきを施す。

【0029】

図３に、上記した電気めっき装置５６における、１つのノズルヘッダー１４およびその周辺を拡大して示す。円管ノズル１５の先端は、電極板１０の鋼板Ｐ側の表面よりも鋼板Ｐ側に突き出さないように、貫通孔１０ａ内で留まる長さとする。さらに、貫通孔１０ａからめっき液３０が電極板１０の背面側へ流れ出さないように、電極接続部１１の介在によって電極板１０とバックプレート１２との間に形成される空間（貫通孔１０ａ内壁と円管ノズル１５との間に隙間が生じる場合は該隙間を含む）を、例えば樹脂による絶縁体１３によって塞ぐ必要がある。

【0030】

すなわち、めっき液が鋼板Ｐ側から電極板１０とバックプレート１２間に流出しないように、少なくとも電極板１０とバックプレート１２との間に形成される空間は絶縁体１３で埋める必要がある。なお、電極板１０の貫通孔１０ａの内壁と円管ノズル１５外周面との間に隙間があれば、絶縁体１３で埋めておくことが好ましい。ここで、貫通孔１０ａ内の上記隙間を全く液漏れが無いように完全に埋めることができれば、電極板１０とバックプレート１２の間隙を絶縁体１３で充填する必要はなくなるが、電極板１０の多数の貫通孔の全てにおいて上記隙間を絶縁体で完全に塞ぐことは技術的又はコスト面で難しいことを考慮すると、より簡便に、電極板１０とバックプレート１２との間に形成される空間を、絶縁体１３によって塞ぐことが有効である。

【0031】

電流をバックプレート１２から多数の電極板１０に均一に流すためには、バックプレート１２と電極接続部１１の接続面とを平滑に加工した上で、ボルト（図示なし）で締結させることが好ましい。この構造は、本装置を組み立てる上で極めて有効である。すなわち、電極接続部１１を設けずにバックプレート１２と電極板１０とを締結することは構造的には可能であるが、締結ボルト周辺のみバックプレート１２と電極板１０が密着し、締結ボルトから少し離れた位置でわずかな隙間が生じると、該隙間の位置で通電時にスパークが発生し、バックプレート１２および電極板１０が損傷するため、そのような構造は望ましくない。

【0032】

さらに上記の通り、バックプレート１２と電極板１０の隙間を絶縁体１３で埋めることにより、バックプレート１２と電極板１０と間の不均一な通電を避けることができる。バックプレート１２と電極板１０の隙間を埋める部材が絶縁体でない場合、電極接続部１１以外に通電箇所ができ、鋼板から電極板を見た場合に不均一な電流分布となる。

【0033】

上記の構造にすると、貫通孔からめっき液が電極板１０の背面側に流れ出さないため、円管ノズル１５からのめっき液の噴流は電極板１０相互の間隙に集中することになり、めっき液の噴圧を余すことなく該間隙を通過する鋼板Ｐに付与することができる。その結果、鋼板Ｐには上下両面から矯正力が働き、形状の悪い鋼板を平坦化しながら通板そして通電することが可能となる。

【0034】

ここで、図２に示す電気めっきの１区間（３セル：１セルの電極サイズ：幅１．５ｍ×通板方向長さ１ｍ）において、上記した特許文献１に記載の排出孔を設けた電極板を用いる場合と、本発明に従う図３に示した電極板を用いる場合とについて、円管ノズルからのめっき液噴流による鋼板Ｐへの押付け力を調査した。すなわち、図２に示す電気めっきの１区間において、対の電極板の一方側に、内径φ８ｍｍの円管ノズルを電極幅方向１０本×通板方向１２列の計１２０本配置し、電極－鋼板の距離２０ｍｍの間隙に向けて、合計めっき液流量を２．５ｍ^３／分を噴射させた際の鋼板に加わる押付け力を測定した。その結果、特許文献１に記載の排出孔を設けた電極では、ノズルからのめっき液噴流衝突位置のみが鋼板押付け力が作用する点となり、鋼板片面に作用する押付け力は合計２９０Ｎ（ノズル1本あたり１．５３Ｎ）であった。これに対し、本発明の図３の電極では、めっき液が電極板の鋼板Ｐの入側および出側のみから排出されるため、ノズルと鋼板との間を流れるめっき液の圧損分の圧力が電極面全体（鋼板押付け力が実質的に作用する有効面積は電極板面積の約５０％）に加わる結果、鋼板を押し付ける形態が実現し、鋼板押付け力は３５００Ｎと１２倍超にも達することがわかった。
かように本発明に従うことによって、めっきセル内では鋼板上下から矯正力が働き、形状の悪い鋼板を平坦化しながら通板・通電することが可能となる。

【0035】

以上の作用効果を得るには、電気めっき中の上記しためっき液排出率を１０％以下とすることが肝要である。すなわち、めっき液排出率が１０％超になると、電極板と鋼板との間を流れるめっき液流量が減少するため、鋼板押付け力が低下する。

【0036】

また、図３に示すような、分割された１つの噴流ヘッダー１４において、当該噴流ヘッダー１４にめっき液３０を供給するめっき液配管１４ａの断面積Ａｋと、当該噴流ヘッダー１４に設けられた円管ノズル１５の噴射口の総断面積Ａｎの比Ａｋ／Ａｎが、２．５以上とすることが好ましい。すなわち、Ａｋ／Ａｎが２．５未満になると、噴流ヘッダー内の圧力分布が不均一になり易く、円管ノズル１５からの噴射速度のバラつきが大きくなる、おそれがあり、付着量むら等の問題が起きる場合がある。なお、Ａｋ／Ａｎが１２を超えると、噴流ヘッダーから円管ノズルへの流路断面積変化が大きい急縮小管状態となり、圧力損失が大きくなって、めっき液送液ポンプに過剰な能力が必要となるため、経済性の観点からは１２以下とすることが好ましい。

【0037】

なお、上記した断面積は、各種管の軸方向と直交する内側断面の最小面積である。また、各噴流ヘッダー１４において、めっき液配管および円管ノズルが複数本の場合は、各管の断面積の総計がそれぞれＡｋおよびＡｎとなる。従って、図４に示す噴流ヘッダー１４においては、Ａｋはめっき液配管１４ａの断面積であり、Ａｎは円管ノズル１５の噴射口の断面積の３本分の総断面積である。

【0038】

ちなみに、常用の電気めっき装置において、安定的にＺｎ－Ｎｉめっき皮膜のＮｉ含有量１０～１５％にするには、電流密度は５～２０Ａ／ｄｍ^２程度であるのに対し、本発明の電気めっき装置では３０～２５０Ａ／ｄｍ^２での製造が可能になる。水平方式の電気めっき装置の場合２５０Ａ／ｄｍ^２以上では、めっき液の電気抵抗、鋼板や電気回路でのジュール発熱による電力損失が大きく、通板速度増加による生産性向上に対する電力消費が過大になりすぎ、経済的な生産ができなくなる。

【0039】

なお、上記しためっきの対象は特に限定されず、鋼板であればよい。めっき対象としては、例えば、普通鋼やステンレス鋼などの鋼板のほか、アルミニウム板等が対象となる。本発明は、鋼板に適用することが有効であり、特に高張力鋼板を対象とすることが有利である。ちなみに、高張力鋼板としては、以下に示す成分組成を有する鋼板が適合する。なお、以下の成分組成における「％」表示は、特に断らない限り、質量％を意味する。

【0040】

Ｃ：０．０２５～０．３００％
Ｃは、鋼組織として、残留オーステナイト層やマルテンサイト相などを形成させることで加工性を向上しやすくするため、０．０２５％以上で含有することが好ましい。一方、０．３００％を超えると溶接性が劣化するため、Ｃ量は０．３００％以下とすることが好ましい。

【0041】

Ｓｉ：０．２～２．５％
Ｓｉは、鋼を強化して良好な材質を得るのに有効な元素であるため、高張力鋼板には０．２％以上添加する。Ｓｉが０．２％未満では高強度を得るために高価な合金元素が必要になる。一方、２．５％を超えると酸化処理での酸化皮膜形成が抑制されてしまう。また、合金化温度も高温化するために、所望の機械特性を得ることが困難になる。したがって、Ｓｉ量は２．５％以下とすることが好ましい。

【0042】

Ｍｎ：１．５～３．５％
Ｍｎは、鋼の高強度化に有効な元素である。５９０ＭＰａ以上の引張強度を確保するためには、０．５％以上含有させることが好ましい。一方、３．０％を超えると、溶接性やめっき密着性、強度延性バランスの確保が困難になる場合がある。したがって、Ｍｎ量は１．５～３．５％とすることが好ましい。

【0043】

また、上記成分に加えて、以下の各元素を含有することが可能である。
Ａｌ：０．００１～１．０００％
Ａｌは、溶鋼の脱酸を目的に添加されるが、その含有量が０．００１％未満の場合、その目的が達成されない。一方、１．０００％を超えると、Ａｌが表面に酸化物を形成し、めっき外観（表面外観）が劣化する。したがって、Ａｌ量は０．００１％以上１．０００％以下としてよい。

【0044】

Ｐ：０．１０％以下
Ｐは、不可避的に含有される元素のひとつであり、０．００５％未満にする為には、コストの増大が懸念される為、０．００５％以上が望ましい。一方、Ｐの増加に伴いスラブ製造性が劣化する。さらに、Ｐの含有は合金化反応を抑制し、めっきムラを引き起こす。これらを抑制する為には、含有量を０．１０％以下にすることが必要である。したがって、Ｐ量は０．１０％以下としてよい。好ましくは０．０５％以下である。

【0045】

Ｓ：０．０１％以下
Ｓは、製鋼過程で不可避的に含有される元素である。しかしながら、多量に含有すると溶接性が劣化する。そのため、Ｓは０．０１％以下としてよい。
以上の成分を含む場合、残部はＦｅおよび不可避不純物である。

【0046】

さらに、Ｂ：０．００１～０．００５％、Ｎｂ：０．００５～０．０５０％、Ｔｉ：０．００５～０．０８０％、Ｃｒ：０．００１～１．０００％、Ｍｏ：０．０５～１．００％、Ｃｕ：０．０５～１．００％、Ｎｉ：０．０５～１．００％、Ｓｂ：０．００１～０．２００％の中から選ばれる１種以上の元素を、必要に応じて含有してもよい。
これらの元素を添加する場合における適正含有量およびその限定理由は以下の通りである。

【0047】

Ｂ：０．００１～０．００５％
Ｂは、０．００１％以上で焼き入れ促進効果が得られる。一方、０．００５％超えでは化成処理性が劣化する。よって、含有する場合、Ｂ量は０．００１％以上０．００５％以下としてよい。

【0048】

Ｎｂ：０．００５～０．０５０％
Ｎｂは、０．００５％以上で強度調整（強度向上）の効果が得られる。一方、０．０５％超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Ｎｂ量は０．００５％以上０．０５％以下としてよい。

【0049】

Ｔｉ：０．００５～０．０８０％
Ｔｉは、０．００５％以上で強度調整（強度向上）の効果が得られる。一方、０．０８０％超えでは化成処理性の劣化を招く。よって、含有する場合、Ｔｉ量は０．００５％以上０．０８０％以下としてよい。

【0050】

Ｃｒ：０．００１～１．０００％
Ｃｒは、０．００１％以上で焼き入れ性効果が得られる。一方、１．０００％超えではＣｒが表面濃化するため、溶接性が劣化する。よって、含有する場合、Ｃｒ量は０．００１％以上１．０００％以下としてよい。

【0051】

Ｍｏ：０．０５～１．００％
Ｍｏは、０．０５％以上で強度調整（強度向上）の効果が得られる。一方、１．００％超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Ｍｏ量は０．０５％以上１．００％以下としてよい。

【0052】

Ｃｕ：０．０５～１．００％
Ｃｕは、０．０５％以上で残留γ相形成促進効果が得られる。一方、１．００％超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Ｃｕ量は０．０５％以上１．００％以下としてよい。

【0053】

Ｎｉ：０．０５～１．００％
Ｎｉは、０．０５％以上で残留γ相形成促進効果が得られる。一方、１．００％超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Ｎｉ量は０．０５％以上１．００％以下としてよい。

【0054】

Ｓｂ：０．００１～０．２００％
Ｓｂは、鋼板表面の窒化、酸化、あるいは酸化により生じる鋼板表面の数十ミクロン領域の脱炭を抑制する観点から含有することができる。窒化や酸化を抑制することで鋼板表面においてマルテンサイトの生成量が減少するのを防止し、疲労特性や表面品質が改善する。このような効果は、０．００１％以上で得られる。一方、０．２００％を超えると靭性が劣化する。よって、含有する場合、Ｓｂ量は０．００１％以上０．２００％以下としてよい。

【0055】

なお、めっき液中に許容される微量元素としては、Ｐｂ（1.0ppm以下）、Ｃｒ（200ppm以下）、Ｈｇ（200ppm以下）、Ｃｕ（2.0ppm以下）、Ｃｄ（6.0ppm以下）、Ｓｒ（30ppm以下）、スラッジ（固形分100ppm以下）などを挙げることができる。

【実施例0056】

以下に本発明の実施例を説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されない。
図２および３に示した構成を備える電気めっき装置（１セル）を使用した例を本発明例とする。すなわち、電気めっき装置を構成するめっきセルは、１セル内の長手方向電極長は２ｍで、それを１５セル接続させた。電極板は、チタン製であり通電面は酸化イリジウム皮膜を施し、ストリップを概ね覆う幅を有している。
また、比較例として、一般的な水平フローセル（図１）の形式、めっき液排出孔を有する水平多孔めっきセル形式（特許文献１の図１の記載に準拠）を使用した。

【0057】

以上のめっき製造設備の各事例を用いて、厚さ０．７ｍｍ×幅１２００ｍｍの鋼板を０．７～３．５ｍ／ｓの通板速度で走行させ、めっき付着量がめっき効率７０％で片面６５ｇ／ｍ^２となるように、電流密度を設定し、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき処理を行った。具体的な通板速度および電流密度の条件は、表１に示すとおりである。めっき浴は硫酸浴とし、その成分は亜鉛成分が２４～４０ｇ／Ｌ、ニッケル成分が４５～７０ｇ／Ｌとし、ｐＨは１．５～１．７となるように調整した。

【0058】

かくして得られた電気めっき処理後の鋼板について、めっき付着量およびめっき中のＮｉ含有量を測定した。めっき付着量とＮｉ含有量は、幅方向１６点を長手方向に１０回測定した平均値で算出した。幅方向付着量分布は、幅方向センター３点の付着量に対し、幅方向両端部（鋼板エッジからそれぞれ３０ｍｍの位置）での付着量変化率（％）で算出することとし、５％以下を良好条件とした。
以上の測定および評価の結果を、電気めっきの条件に併せて表１に示す。

【0059】

【表1】

【符号の説明】

【0060】

Ｐ 鋼板
１０ 電極板
１１ 電極接続部
１２ バックプレート
１３ 絶縁体
１４ 噴流ヘッダー
１５ 円管ノズル
１６ 通電棒
２０ コンダクターロール
２１ バックアップロール

【図1】

【図2】

【図3】