JP2001262307A - 溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法 - Google Patents
溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラックス処理法による溶融Ｚｎ−Ｍｇ−
Ａｌ合金の単独浴による一段階メッキ法が可能で、しか
も、フラックスとして塩化亜鉛と塩化アンモニウムの使
用ができる溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法の提
供。 【解決手段】溶融Ｚｎ−Ｍｇ合金メッキにおいては、酸
洗後の鋼板表面の清浄度が非常に重要であることから、
８〜１５％濃度の塩酸と３〜５％濃度の硝酸の混酸から
なる酸洗処理を行なうことにより、塩化アンモニウムと
塩化亜鉛からなるフラックス法においても、直接、大気
中で鋼板表面に溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキを行な
うことができる。
Ａｌ合金の単独浴による一段階メッキ法が可能で、しか
も、フラックスとして塩化亜鉛と塩化アンモニウムの使
用ができる溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法の提
供。 【解決手段】溶融Ｚｎ−Ｍｇ合金メッキにおいては、酸
洗後の鋼板表面の清浄度が非常に重要であることから、
８〜１５％濃度の塩酸と３〜５％濃度の硝酸の混酸から
なる酸洗処理を行なうことにより、塩化アンモニウムと
塩化亜鉛からなるフラックス法においても、直接、大気
中で鋼板表面に溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキを行な
うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般の鉄鋼構造物の
防食に用いられる、フラックス処理法による溶融Ｚｎ−
Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法に関するものである。
防食に用いられる、フラックス処理法による溶融Ｚｎ−
Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、鋼材の防食用材料としてＺｎ
が使用されてきたが、中でも、溶融したＺｎの中に鋼材
を浸漬する溶融Ｚｎメッキは、ＪＩＳＨ８６４１に記載
されるごとく広く実用化されている。
が使用されてきたが、中でも、溶融したＺｎの中に鋼材
を浸漬する溶融Ｚｎメッキは、ＪＩＳＨ８６４１に記載
されるごとく広く実用化されている。
【０００３】しかしながら、鋼材の長期防食性能の向上
に対する要望は非常に強く、このため、耐食性向上の観
点からＺｎにＡｌを添加する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキ
の開発が進められた結果、無酸化炉方式による溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金メッキの製造が可能となり、ガルバリウム
（Ｚｎ−５５％Ａｌ−１．５％Ｓｉ合金）やガルファン
（Ｚｎ−５％Ａｌ−ミッシュメタル合金）並びにスーパ
ージンク（Ｚｎ−４．５％Ａｌ−０．１％Ｍｇ合金）等
の商品名で知られる溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキの実用化
が達成された。
に対する要望は非常に強く、このため、耐食性向上の観
点からＺｎにＡｌを添加する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキ
の開発が進められた結果、無酸化炉方式による溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金メッキの製造が可能となり、ガルバリウム
（Ｚｎ−５５％Ａｌ−１．５％Ｓｉ合金）やガルファン
（Ｚｎ−５％Ａｌ−ミッシュメタル合金）並びにスーパ
ージンク（Ｚｎ−４．５％Ａｌ−０．１％Ｍｇ合金）等
の商品名で知られる溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキの実用化
が達成された。
【０００４】一方、線材や金網または架線金物等のよう
な小物部品は、一般に、大気中で処理されることが多
く、このため、メッキ前の鋼材表面の清浄化と酸化防止
が必要となり、フラックス処理法の採用をせざるを得な
い。ところが、このＡｌは非常に活性なため、メッキ浴
表面で選択的な酸化を起こすとともに、フラックス成分
である塩化亜鉛および塩化アンモニウムと反応して塩化
アルミニウムを生成し、不メッキやドロスの付着等を発
生させ、安定して平滑なメッキ面を得ることが容易では
なく、現在でも、例えば、特公平７−９０５９号公報、
特開平５−１９５１７９号公報、特開平５−１４８６０
２号公報に示されるように、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキ
の一段階メッキ法における各種フラックス成分の開発が
推進されている。したがって、フラックス処理法を用い
たメッキでは、通常の溶融Ｚｎメッキを行った後、直ち
に、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキを行う二段階メッキ法が
一般的である。
な小物部品は、一般に、大気中で処理されることが多
く、このため、メッキ前の鋼材表面の清浄化と酸化防止
が必要となり、フラックス処理法の採用をせざるを得な
い。ところが、このＡｌは非常に活性なため、メッキ浴
表面で選択的な酸化を起こすとともに、フラックス成分
である塩化亜鉛および塩化アンモニウムと反応して塩化
アルミニウムを生成し、不メッキやドロスの付着等を発
生させ、安定して平滑なメッキ面を得ることが容易では
なく、現在でも、例えば、特公平７−９０５９号公報、
特開平５−１９５１７９号公報、特開平５−１４８６０
２号公報に示されるように、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキ
の一段階メッキ法における各種フラックス成分の開発が
推進されている。したがって、フラックス処理法を用い
たメッキでは、通常の溶融Ｚｎメッキを行った後、直ち
に、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキを行う二段階メッキ法が
一般的である。
【０００５】ところが、最近の研究によって、ＺｎにＭ
ｇを添加したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金がメッキ鋼材のキズ
発生部の赤錆発生防止に非常に有効とのことから、各種
方法による溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの実用化が
進められている。なかでも、フラックス処理法によるも
のとして、塩化亜鉛および塩化アンモニウムからなるフ
ラックスに浸漬する方法が、特開昭５３−１８４３４号
公報に開示されているけれども、前述の溶融Ｚｎ−Ａｌ
合金メッキと同様に、二段階メッキ法である。また、こ
れと類似した方法が特開平４−２４６１５８号公報に開
示されているが、これもＺｎ浴、Ｐｂ浴、Ｚｎ−Ａｌ−
Ｍｇ合金浴槽内を連続的に通過させる方法を採用してお
り、基本的には二段階メッキ法と同等と考えられる。
ｇを添加したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金がメッキ鋼材のキズ
発生部の赤錆発生防止に非常に有効とのことから、各種
方法による溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの実用化が
進められている。なかでも、フラックス処理法によるも
のとして、塩化亜鉛および塩化アンモニウムからなるフ
ラックスに浸漬する方法が、特開昭５３−１８４３４号
公報に開示されているけれども、前述の溶融Ｚｎ−Ａｌ
合金メッキと同様に、二段階メッキ法である。また、こ
れと類似した方法が特開平４−２４６１５８号公報に開
示されているが、これもＺｎ浴、Ｐｂ浴、Ｚｎ−Ａｌ−
Ｍｇ合金浴槽内を連続的に通過させる方法を採用してお
り、基本的には二段階メッキ法と同等と考えられる。
【０００６】一方、特公昭６３−４８９４５号公報に
は、一部、ゼンジマー式パイロットプラントによる無酸
化炉方式のものが、一部、フラックス処理方式による一
段階メッキ法の実施例が開示されているけれども、この
フラックス成分で処理した鋼材は、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ合金とは容易に濡れ難く、不メッキやドロス付着等の
メッキ不良を生じやすい等の欠点があることが判明し
た。さらに、フラックス処理方式に関するものとして、
特開昭６０−１２５３６０号公報、特開平２−２９８２
４３号公報が開示されているが、前者は、Ｚｎ−Ａｌ−
Ｓｉ−Ｍｇ合金メッキのメッキ浴成分とフラックス成分
に関するものであり，後者は、メッキ膜厚を薄くするた
めにＮｉをメッキ浴に添加する方法である。
は、一部、ゼンジマー式パイロットプラントによる無酸
化炉方式のものが、一部、フラックス処理方式による一
段階メッキ法の実施例が開示されているけれども、この
フラックス成分で処理した鋼材は、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ合金とは容易に濡れ難く、不メッキやドロス付着等の
メッキ不良を生じやすい等の欠点があることが判明し
た。さらに、フラックス処理方式に関するものとして、
特開昭６０−１２５３６０号公報、特開平２−２９８２
４３号公報が開示されているが、前者は、Ｚｎ−Ａｌ−
Ｓｉ−Ｍｇ合金メッキのメッキ浴成分とフラックス成分
に関するものであり，後者は、メッキ膜厚を薄くするた
めにＮｉをメッキ浴に添加する方法である。
【０００７】最近、このＮｉを下層とするＺｎ−Ｍｇ−
Ａｌ合金系メッキの開発が進められており、Ｓｎを３〜
５０％含有するＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｎ合金メッキの下
層にＮｉメッキを施すことを特徴とするメッキ法が特開
平４−２４７８６０号公報に、メッキ皮膜の黒変防止に
Ｃｏを添加したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｃｏ合金メッキの密
着力向上のために下層にＮｉメッキを施すことを特徴と
するメッキ法が特開平９一１４３６５８公報に、また、
Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの下層にＮｉメッキを施す
二段階メッキ法において、無電解Ｎｉメッキを施す方法
が特開平９−２６３９２６号公報に開示されている。そ
の他、高耐食性を目的とした溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金
メッキに関するものが、特公昭６１−３３０７０号公
報、特許第２６２７７８８号公報、特許第２６４８８４
４号公報および特開平８−６０３２４号公報に開示され
ているが、全て、無酸化炉方式もしくは二段階メッキ法
との組み合わせによる方法である。
Ａｌ合金系メッキの開発が進められており、Ｓｎを３〜
５０％含有するＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｎ合金メッキの下
層にＮｉメッキを施すことを特徴とするメッキ法が特開
平４−２４７８６０号公報に、メッキ皮膜の黒変防止に
Ｃｏを添加したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｃｏ合金メッキの密
着力向上のために下層にＮｉメッキを施すことを特徴と
するメッキ法が特開平９一１４３６５８公報に、また、
Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの下層にＮｉメッキを施す
二段階メッキ法において、無電解Ｎｉメッキを施す方法
が特開平９−２６３９２６号公報に開示されている。そ
の他、高耐食性を目的とした溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金
メッキに関するものが、特公昭６１−３３０７０号公
報、特許第２６２７７８８号公報、特許第２６４８８４
４号公報および特開平８−６０３２４号公報に開示され
ているが、全て、無酸化炉方式もしくは二段階メッキ法
との組み合わせによる方法である。
【０００８】次に、目的は異なるものの、Ｚｎ−Ｍｇ−
Ａｌ−Ｆｅその他成分からなるアーク溶接性に優れた亜
鉛合金メッキ鋼板を得る方法が特開平６−２５６９２１
号公報に開示されているけれども、その中で、目的の溶
融亜鉛合金メッキ鋼板を得るために、メッキ浴中にＭ
ｇ、Ａｌ、Ｆｅの成分元素を添加する方法、更には、亜
鉛メッキ鋼板の場合には、メッキ後にメッキ層と鋼板の
地鉄とを加熱拡散法で合金化処理したり、あらかじめＦ
ｅをメッキ浴中に高濃度で調整しておくことによりＺｎ
−Ｆｅ系の合金化処理された鋼板とすればよいと記載さ
れているが、Ｆｅを含んだ溶融Ｚｎメッキの場合、溶融
温度の上昇が起こり、このため通常のメッキ温度ではメ
ッキ不可となる。したがって、メッキ温度を上げること
になるが、鋼板の変形が発生し、実際にはメッキはでき
ない。このため、実施例に記載されているように、メッ
キ層組成中Ｆｅは、メッキ後加熱処理して熱拡散により
調整する方法によらなければ、特開平６−２５６９２１
号公報に記載の質量％でＡｌ０．１〜１％、Ｆｅ２０％
以下、Ｍｇ０．０５〜６％、残部亜鉛および不可避的不
純物からなるめっき層を有することを特徴とするアーク
溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板を溶融状態で得ることは
困難である。 その他特開昭５６−１５６７４５号公報
は、メッキ浴中への超音波照射によってフラックス処理
工程の省略ができることが記載されているが、超音波の
照射は、メッキ皮膜中からのＭｇＯの逸散と浴表面への
浮上堆積にともなう皮膜中からのＭｇの減少とＭｇＯ並
びにその他酸化物のメッキ面への付着により、期待され
るような耐食性のある皮膜とはならない。
Ａｌ−Ｆｅその他成分からなるアーク溶接性に優れた亜
鉛合金メッキ鋼板を得る方法が特開平６−２５６９２１
号公報に開示されているけれども、その中で、目的の溶
融亜鉛合金メッキ鋼板を得るために、メッキ浴中にＭ
ｇ、Ａｌ、Ｆｅの成分元素を添加する方法、更には、亜
鉛メッキ鋼板の場合には、メッキ後にメッキ層と鋼板の
地鉄とを加熱拡散法で合金化処理したり、あらかじめＦ
ｅをメッキ浴中に高濃度で調整しておくことによりＺｎ
−Ｆｅ系の合金化処理された鋼板とすればよいと記載さ
れているが、Ｆｅを含んだ溶融Ｚｎメッキの場合、溶融
温度の上昇が起こり、このため通常のメッキ温度ではメ
ッキ不可となる。したがって、メッキ温度を上げること
になるが、鋼板の変形が発生し、実際にはメッキはでき
ない。このため、実施例に記載されているように、メッ
キ層組成中Ｆｅは、メッキ後加熱処理して熱拡散により
調整する方法によらなければ、特開平６−２５６９２１
号公報に記載の質量％でＡｌ０．１〜１％、Ｆｅ２０％
以下、Ｍｇ０．０５〜６％、残部亜鉛および不可避的不
純物からなるめっき層を有することを特徴とするアーク
溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板を溶融状態で得ることは
困難である。 その他特開昭５６−１５６７４５号公報
は、メッキ浴中への超音波照射によってフラックス処理
工程の省略ができることが記載されているが、超音波の
照射は、メッキ皮膜中からのＭｇＯの逸散と浴表面への
浮上堆積にともなう皮膜中からのＭｇの減少とＭｇＯ並
びにその他酸化物のメッキ面への付着により、期待され
るような耐食性のある皮膜とはならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶融メッキ
浴中に活性な金属、例えば、Ａｌを含む場合は、特開平
５−６５６１１号公報に開示された酸洗処理およびフラ
ックス処理を行うことによって、一段階メッキ法でも、
平滑な溶融Ｚｎ−Ａｌ合金のメッキ面を得ることは可能
となるけれども、Ａｌよりも更に活性な金属であるＭｇ
を含有する場合、特開平５−６５６１１号公報に示す方
法を用いても、一段階メッキ法による方法では、一般の
鋼材への平滑なメッキ面を得ることは困難である。した
がって、実際には、無酸化炉方式もしくは無酸化炉方式
と二段階メッキ法との組み合わせによる方法またはフラ
ックス処理方式の二段階メッキ法によらなければなら
ず、溶融Ｚｎ−Ｍｇ合金メッキの平滑なメッキ面を得る
ことは実質的に困難であったそこで、本発明は、０．０
１１Ｃ鋼〜０．１３％Ｃ鋼の一般鉄鋼材料を対象とした
溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの製造において、フラ
ックス処理法による溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金の単独浴
による一段階メッキ法が可能で、しかも、フラックスと
して通常の溶融亜鉛メッキに使用する塩化亜鉛と塩化ア
ンモニウムの使用ができる溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メ
ッキ法の提供にある。
浴中に活性な金属、例えば、Ａｌを含む場合は、特開平
５−６５６１１号公報に開示された酸洗処理およびフラ
ックス処理を行うことによって、一段階メッキ法でも、
平滑な溶融Ｚｎ−Ａｌ合金のメッキ面を得ることは可能
となるけれども、Ａｌよりも更に活性な金属であるＭｇ
を含有する場合、特開平５−６５６１１号公報に示す方
法を用いても、一段階メッキ法による方法では、一般の
鋼材への平滑なメッキ面を得ることは困難である。した
がって、実際には、無酸化炉方式もしくは無酸化炉方式
と二段階メッキ法との組み合わせによる方法またはフラ
ックス処理方式の二段階メッキ法によらなければなら
ず、溶融Ｚｎ−Ｍｇ合金メッキの平滑なメッキ面を得る
ことは実質的に困難であったそこで、本発明は、０．０
１１Ｃ鋼〜０．１３％Ｃ鋼の一般鉄鋼材料を対象とした
溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキの製造において、フラ
ックス処理法による溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金の単独浴
による一段階メッキ法が可能で、しかも、フラックスと
して通常の溶融亜鉛メッキに使用する塩化亜鉛と塩化ア
ンモニウムの使用ができる溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メ
ッキ法の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、質量％でＭ
ｇ：０．３０〜０．７０％、Ａｌ：０．１５〜０．７０
％含有し、残部が実質的に亜鉛からなるＺｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ合金の溶融メッキ浴に、鋼材を浸漬する一段階メッキ
法において、脱脂、水洗、酸洗、水洗、フラックス処
理、乾燥の一連の前処理を行う工程の中で、酸洗を、８
〜１５％濃度の塩酸と３〜５％濃度の硝酸からなる混酸
によって行い、且つ、フラックス処理に塩化亜鉛と塩化
アンモニウムを用いることを特徴とする。
ｇ：０．３０〜０．７０％、Ａｌ：０．１５〜０．７０
％含有し、残部が実質的に亜鉛からなるＺｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ合金の溶融メッキ浴に、鋼材を浸漬する一段階メッキ
法において、脱脂、水洗、酸洗、水洗、フラックス処
理、乾燥の一連の前処理を行う工程の中で、酸洗を、８
〜１５％濃度の塩酸と３〜５％濃度の硝酸からなる混酸
によって行い、且つ、フラックス処理に塩化亜鉛と塩化
アンモニウムを用いることを特徴とする。
【００１１】また、フラックス成分としては、塩化亜鉛
（８７質量％）と塩化アンモニウム（１３質量％）の混
合物からなるＥｌ組成のものが使用でき、しかも、その
水溶液濃度として２５０ｇ／Ｌ〜５００ｇ／Ｌの範囲と
することを特徴とする溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ
方法、さらには、混酸酸洗処理に、最大でも３０分の超
音波による酸洗処理を併用することができる。
（８７質量％）と塩化アンモニウム（１３質量％）の混
合物からなるＥｌ組成のものが使用でき、しかも、その
水溶液濃度として２５０ｇ／Ｌ〜５００ｇ／Ｌの範囲と
することを特徴とする溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ
方法、さらには、混酸酸洗処理に、最大でも３０分の超
音波による酸洗処理を併用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ
合金メッキに関する多くの観察結果から、酸洗後の鋼板
表面に、スマットやその他成分の酸化物が僅かに付着残
存した状態でメッキを行った場合、不メッキやドロスの
付着または粒状突起物の生成等の不具合を生じ易いとの
知見を得、鋼材表面の清浄度を向上することにより、一
段階メッキ法においても、平滑なメッキ表面を得ること
が可能であることを見い出し本発明に至ったものであ
る。例えば、不メッキの部分においては、ＭｇおよびＡ
ｌの濃縮が観察され、Ｍｇについては浴中Ｍｇ含有量の
７〜８倍に、Ａｌについても２０〜１００倍の濃度に達
することが判明している。これは鋼材表面のスマットや
その他成分の酸化物の還元が浴中のＭｇまたはＡｌによ
って進行するものと考えられるが、その量が多くなる
と、多量のＭｇおよびＡｌが消費され、この還元反応に
ともなう吸熱とそれにともなって起こる鋼材表面の急激
な温度低下によって、ＭｇおよびＡｌの酸化物の速やか
なる浮上分離が進行せず、不メッキ等の不具合を発生し
たものと考えられる。さらに、本発明は、酸洗に超音波
を併用することにより、酸洗時間の短縮と鋼材表面の清
浄化に非常に有効であることを見い出したものである。
合金メッキに関する多くの観察結果から、酸洗後の鋼板
表面に、スマットやその他成分の酸化物が僅かに付着残
存した状態でメッキを行った場合、不メッキやドロスの
付着または粒状突起物の生成等の不具合を生じ易いとの
知見を得、鋼材表面の清浄度を向上することにより、一
段階メッキ法においても、平滑なメッキ表面を得ること
が可能であることを見い出し本発明に至ったものであ
る。例えば、不メッキの部分においては、ＭｇおよびＡ
ｌの濃縮が観察され、Ｍｇについては浴中Ｍｇ含有量の
７〜８倍に、Ａｌについても２０〜１００倍の濃度に達
することが判明している。これは鋼材表面のスマットや
その他成分の酸化物の還元が浴中のＭｇまたはＡｌによ
って進行するものと考えられるが、その量が多くなる
と、多量のＭｇおよびＡｌが消費され、この還元反応に
ともなう吸熱とそれにともなって起こる鋼材表面の急激
な温度低下によって、ＭｇおよびＡｌの酸化物の速やか
なる浮上分離が進行せず、不メッキ等の不具合を発生し
たものと考えられる。さらに、本発明は、酸洗に超音波
を併用することにより、酸洗時間の短縮と鋼材表面の清
浄化に非常に有効であることを見い出したものである。
【００１３】本発明における酸洗の酸液は、単独酸では
溶解能力が大きく、しかも、劣化後の酸洗能力も新しい
酸の追加により容易に回復する塩酸を主剤とし、これに
硝酸を前記組成範囲内に混合した混酸からなるものであ
り、鋼材の過剰溶解を抑制したものである。
溶解能力が大きく、しかも、劣化後の酸洗能力も新しい
酸の追加により容易に回復する塩酸を主剤とし、これに
硝酸を前記組成範囲内に混合した混酸からなるものであ
り、鋼材の過剰溶解を抑制したものである。
【００１４】通常、塩酸は硫酸に比べて溶解能力が大き
く、酸洗後のスマットの付着が少ないことから、一般鋼
材の酸洗処理に使用されるが、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合
金の場合、塩酸単独での酸洗処理では、必ずしも十分で
はない。なぜならば、塩酸の濃度アップによる方法のみ
では、酸化物の溶解ができず、ドロスの付着や微細突起
のある面と成りやすく、塩酸単独での酸洗処理では不十
分である。そのため、硝酸を添加することで酸洗後の鋼
材表面のスマット付着を低減させ、その濃度アップによ
り更に効果は大きくなるが、多すぎると過不働態となり
ピットの生成等不具合を発生する。
く、酸洗後のスマットの付着が少ないことから、一般鋼
材の酸洗処理に使用されるが、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合
金の場合、塩酸単独での酸洗処理では、必ずしも十分で
はない。なぜならば、塩酸の濃度アップによる方法のみ
では、酸化物の溶解ができず、ドロスの付着や微細突起
のある面と成りやすく、塩酸単独での酸洗処理では不十
分である。そのため、硝酸を添加することで酸洗後の鋼
材表面のスマット付着を低減させ、その濃度アップによ
り更に効果は大きくなるが、多すぎると過不働態となり
ピットの生成等不具合を発生する。
【００１５】また、この混酸液へのＦｅ分の溶解は避け
られず、溶解Ｆｅ分の量が多くなるにしたがって液の溶
解能力も低下することから、混酸液へのＦｅ分の溶解量
は、好ましくは、２００００ＰＰＭ以下にする必要があ
る。
られず、溶解Ｆｅ分の量が多くなるにしたがって液の溶
解能力も低下することから、混酸液へのＦｅ分の溶解量
は、好ましくは、２００００ＰＰＭ以下にする必要があ
る。
【００１６】更に、酸洗時に超音波を併用することは、
鋼材表面の清浄化と酸洗の短縮を図るための方法とし
て、非常に効果のあるものではあるが、表３の比較例に
示すように、清浄度を上げようとして超音波の照射時間
を長くすると、ピットの発生を生じるため、最大３０分
以内の処理時間に止めることが重要である。 引き続
いて、前記酸洗処理を終えた鋼材の水洗・フラックス処
理を行うが、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金の一段階メッキ
法におけるフラックス処理に関して記載のあるものは、
特公昭６３−４８９４５号公報および特開昭６０−１２
５３６０号公報と特開平２−２９８２４３号公報があ
る。この中でも、フラックスの成分として、塩化亜鉛と
塩化アンモニウムのみを使用しているのは、特公昭６３
−４８９４５号公報と特開平２−２９８２４３号公報で
あるが、この条件とほぼ等しい表１の試料Ｎｏ４および
５の結果から判るように、鋼材とメッキ浴との濡れが非
常に悪く、鋼材の自重のみでは浸漬し難く、不メッキや
ドロスの付着を発生させることが判明した。したがっ
て、鋼材がメッキ浴に濡れ易くするためには、前記フラ
ックス処理条件の範囲内に調整することが必要である。
鋼材表面の清浄化と酸洗の短縮を図るための方法とし
て、非常に効果のあるものではあるが、表３の比較例に
示すように、清浄度を上げようとして超音波の照射時間
を長くすると、ピットの発生を生じるため、最大３０分
以内の処理時間に止めることが重要である。 引き続
いて、前記酸洗処理を終えた鋼材の水洗・フラックス処
理を行うが、溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金の一段階メッキ
法におけるフラックス処理に関して記載のあるものは、
特公昭６３−４８９４５号公報および特開昭６０−１２
５３６０号公報と特開平２−２９８２４３号公報があ
る。この中でも、フラックスの成分として、塩化亜鉛と
塩化アンモニウムのみを使用しているのは、特公昭６３
−４８９４５号公報と特開平２−２９８２４３号公報で
あるが、この条件とほぼ等しい表１の試料Ｎｏ４および
５の結果から判るように、鋼材とメッキ浴との濡れが非
常に悪く、鋼材の自重のみでは浸漬し難く、不メッキや
ドロスの付着を発生させることが判明した。したがっ
て、鋼材がメッキ浴に濡れ易くするためには、前記フラ
ックス処理条件の範囲内に調整することが必要である。
【００１７】次に、メッキ浴組成について説明する。ま
ず、メッキ浴中のＭｇの量を０．３０〜０．７０質量％
としたのは、０．３０質量％未満ではＺｎメッキとほぼ
同等の防食性能しか得られないことから、一方、０．７
０質量％を超えると、大気中のため、メッキ浴表面での
酸化が激しくなり、浴表面に薄い酸化物層を生成すると
ともに、メッキ面への巻き込みとドロスの付着による凹
凸のあるメッキ面となるからである。
ず、メッキ浴中のＭｇの量を０．３０〜０．７０質量％
としたのは、０．３０質量％未満ではＺｎメッキとほぼ
同等の防食性能しか得られないことから、一方、０．７
０質量％を超えると、大気中のため、メッキ浴表面での
酸化が激しくなり、浴表面に薄い酸化物層を生成すると
ともに、メッキ面への巻き込みとドロスの付着による凹
凸のあるメッキ面となるからである。
【００１８】さらに、Ａｌの量を０．１５〜０．７０質
量％としたのは、メッキ浴中のＡｌの量が０．１５質量
％未満になると、Ｍｇの酸化の方が早く進むため、メッ
キ浴の成分調整を頻繁に行うことが必要になるととも
に、メッキ皮膜そのものの靭性の低下による亀裂の発生
を起こすようになるからである。また、０．７０質量％
を超える場合、浴表面でのＡｌの酸化の進行に伴う酸化
物の層を生成し、酸化物の巻き込みやドロスの付着によ
り平滑なメッキ面を得ることが困難になるからである。
量％としたのは、メッキ浴中のＡｌの量が０．１５質量
％未満になると、Ｍｇの酸化の方が早く進むため、メッ
キ浴の成分調整を頻繁に行うことが必要になるととも
に、メッキ皮膜そのものの靭性の低下による亀裂の発生
を起こすようになるからである。また、０．７０質量％
を超える場合、浴表面でのＡｌの酸化の進行に伴う酸化
物の層を生成し、酸化物の巻き込みやドロスの付着によ
り平滑なメッキ面を得ることが困難になるからである。
【００１９】
【実施例】全試料とも、苛性ソーダ３０ｇ／Ｌと炭酸ソ
ーダ５０ｇ／Ｌからなる、８０℃のアルカリ脱脂液に３
０分以上浸漬後、水道水による水洗を２分行ない、それ
ぞれ表１および表１に記載の酸の種類と濃度のものに６
０分浸漬し酸洗を実施した。引き続いて、水道水による
水洗を２分行ない、表１および表２に記載のフラックス
処理を１分実施し、その後、１３０℃の温度で５分間乾
燥し、５００℃に設定した溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メ
ッキ浴に５分間浸漬、浴表面の不純物の除去を行った
後、メッキ浴から引き上げ大気放冷によるメッキを実施
した。
ーダ５０ｇ／Ｌからなる、８０℃のアルカリ脱脂液に３
０分以上浸漬後、水道水による水洗を２分行ない、それ
ぞれ表１および表１に記載の酸の種類と濃度のものに６
０分浸漬し酸洗を実施した。引き続いて、水道水による
水洗を２分行ない、表１および表２に記載のフラックス
処理を１分実施し、その後、１３０℃の温度で５分間乾
燥し、５００℃に設定した溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メ
ッキ浴に５分間浸漬、浴表面の不純物の除去を行った
後、メッキ浴から引き上げ大気放冷によるメッキを実施
した。
【００２０】表１から表３には、本発明の方法によって
得られた実施例と比較例を示したものである。
得られた実施例と比較例を示したものである。
【００２１】
【表１】
【表２】
【表３】 試料Ｎｏ.１〜Ｎｏ.９は酸洗後のスマット生成量が少な
い０．０１１％Ｃ鋼においても、フラックスの成分割合
と濃度が非常に重要であることを示している。さらに、
試料Ｎｏ.１０−Ｎｏ.１７は、塩酸濃度の増加による酸
洗能力の向上と鋼材との濡れ性が良好なフラックス成分
と濃度を用いても、鋼種によって、即ち、０．０４４％
Ｃ鋼および０．１３％Ｃ鋼はドロスの付着したメッキ面
となることを示している。
い０．０１１％Ｃ鋼においても、フラックスの成分割合
と濃度が非常に重要であることを示している。さらに、
試料Ｎｏ.１０−Ｎｏ.１７は、塩酸濃度の増加による酸
洗能力の向上と鋼材との濡れ性が良好なフラックス成分
と濃度を用いても、鋼種によって、即ち、０．０４４％
Ｃ鋼および０．１３％Ｃ鋼はドロスの付着したメッキ面
となることを示している。
【００２２】一方、試料Ｎｏ.１８〜Ｎｏ.４１は混酸の
場合の実施例と比較例であるが、混酸の場合でも、塩酸
と硝酸の混酸濃度が低く洗浄能力も弱いと思われる試料
Ｎｏ.１８〜２５においては、鋼材との濡れ性も良好な
フラックス処理を施しても、０．０４４％Ｃ鋼および
０．１３％Ｃ鋼はドロスの付着したメッキ面となるが、
実施例に示す試料Ｎｏ.２６〜４１の混酸の濃度になる
と、０．０４４％Ｃ鋼および０．１３％Ｃ鋼までほぼ平
滑なメッキ面を確保することが可能となった。このよう
に、混酸においても、混酸の濃度およびフラックスの成
分並びに濃度を適切に選定しなければ平滑なメッキ面を
得ることは困難となる。
場合の実施例と比較例であるが、混酸の場合でも、塩酸
と硝酸の混酸濃度が低く洗浄能力も弱いと思われる試料
Ｎｏ.１８〜２５においては、鋼材との濡れ性も良好な
フラックス処理を施しても、０．０４４％Ｃ鋼および
０．１３％Ｃ鋼はドロスの付着したメッキ面となるが、
実施例に示す試料Ｎｏ.２６〜４１の混酸の濃度になる
と、０．０４４％Ｃ鋼および０．１３％Ｃ鋼までほぼ平
滑なメッキ面を確保することが可能となった。このよう
に、混酸においても、混酸の濃度およびフラックスの成
分並びに濃度を適切に選定しなければ平滑なメッキ面を
得ることは困難となる。
【００２３】さらに、試料Ｎｏ.４２〜５１は酸洗に超
音波を併用した場合の実施例と比較例であるが、超音波
を併用した試料Ｎｏ.４６〜４９に示すように、酸洗処
理時間を非常に短縮できるが、一方、試料Ｎｏ.５０〜
５１の比較例に示すように、超音波の照射時間が長くな
ると鋼材表面にピットが発生し、メッキ後も残存するた
め平滑なメッキ面とならない。
音波を併用した場合の実施例と比較例であるが、超音波
を併用した試料Ｎｏ.４６〜４９に示すように、酸洗処
理時間を非常に短縮できるが、一方、試料Ｎｏ.５０〜
５１の比較例に示すように、超音波の照射時間が長くな
ると鋼材表面にピットが発生し、メッキ後も残存するた
め平滑なメッキ面とならない。
【００２４】なお、メッキ面の総合評価は、目視による
評価であるが、以下の基準に従った。即ち、メッキ表面
に縞模様は見られるものの、非常に平滑なメッキ面は
○、僅かに、微細凸は有るものの、実用的にはそれ程問
題のない、ほぼ平滑なメッキ面を△、不メッキやドロス
の付着したメッキ面は×とした。
評価であるが、以下の基準に従った。即ち、メッキ表面
に縞模様は見られるものの、非常に平滑なメッキ面は
○、僅かに、微細凸は有るものの、実用的にはそれ程問
題のない、ほぼ平滑なメッキ面を△、不メッキやドロス
の付着したメッキ面は×とした。
【００２５】以上の結果から明らかなように、鋼材の種
類が０．０１１％Ｃ鋼〜０．１３％Ｃ鋼のものについて
も、本発明の範囲内において溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金
メッキされた実施例であれば、不メッキやドロスの付着
のない、平滑なメッキ面となることが確認された。
類が０．０１１％Ｃ鋼〜０．１３％Ｃ鋼のものについて
も、本発明の範囲内において溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金
メッキされた実施例であれば、不メッキやドロスの付着
のない、平滑なメッキ面となることが確認された。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の方法によれば、従来、一段階メッキ法では困難であっ
た溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金のメッキが、０．０ｌ１Ｃ
％鋼から０．１３％Ｃ鋼の範囲の鋼材に対して、不メッ
キやドロスの付着を生じることなく、平滑で高耐食性を
有する溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ皮膜を形成する
ことができるようになった。しかも、従来の溶融Ｚｎメ
ッキ設備および操業方法を変えることなくそのまま適用
できる利点もあり、コストの低減等実用的な処理方法が
提供できる。
の方法によれば、従来、一段階メッキ法では困難であっ
た溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金のメッキが、０．０ｌ１Ｃ
％鋼から０．１３％Ｃ鋼の範囲の鋼材に対して、不メッ
キやドロスの付着を生じることなく、平滑で高耐食性を
有する溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ皮膜を形成する
ことができるようになった。しかも、従来の溶融Ｚｎメ
ッキ設備および操業方法を変えることなくそのまま適用
できる利点もあり、コストの低減等実用的な処理方法が
提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新頭 英俊 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株 式会社広畑製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA01 AA22 AB05 AB14 AB44 AC02 AC03 AC13 AC32
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％でＭｇ：０．３０〜０．７０％、
Ａｌ：０．１５〜０．７０％含有し、残部が実質的に亜
鉛からなるＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金の溶融メッキ浴に、鋼
材を浸漬する一段階メッキ法において、脱脂、水洗、酸
洗、水洗、フラックス処理、乾燥の一連の前処理を行う
工程の中で、酸洗を、８〜１５％濃度の塩酸と３〜５％
濃度の硝酸からなる混酸によって行い、且つ、フラック
ス処理に塩化亜鉛と塩化アンモニウムを用いることを特
徴とする溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のフラックス成分が、塩
化アンモニウムと塩化亜鉛の混合物からなるＥ１組成の
ものであって、その水溶液濃度が２５０ｇ／Ｌ〜５００
ｇ／Ｌの範囲であることを特徴とする溶融Ｚｎ−Ｍｇ−
Ａｌ合金メッキ方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の混酸による酸洗に、３
０分以下の超音波を併用することを特徴とする溶融Ｚｎ
−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078840A JP4469055B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078840A JP4469055B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001262307A true JP2001262307A (ja) | 2001-09-26 |
| JP4469055B2 JP4469055B2 (ja) | 2010-05-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078840A Expired - Fee Related JP4469055B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金メッキ方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4469055B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006188724A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Nippon Steel Corp | 溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用フラックス組成物及びそれを用いた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材の製造方法 |
| CN107142439A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-08 | 十堰市协兴工贸有限公司 | 一种工件镀锌后可减少工序的处理工艺方法 |
-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078840A patent/JP4469055B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006188724A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Nippon Steel Corp | 溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用フラックス組成物及びそれを用いた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材の製造方法 |
| JP4564361B2 (ja) * | 2005-01-04 | 2010-10-20 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用フラックス組成物及びそれを用いた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼材の製造方法 |
| CN107142439A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-08 | 十堰市协兴工贸有限公司 | 一种工件镀锌后可减少工序的处理工艺方法 |
| CN107142439B (zh) * | 2017-06-29 | 2019-03-29 | 十堰市协兴工贸股份有限公司 | 一种工件镀锌后可减少工序的处理工艺方法 |
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| JP4469055B2 (ja) | 2010-05-26 |
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