JP2003268516A - 溶融めっき鉄鋼製品およびその製造方法 - Google Patents

溶融めっき鉄鋼製品およびその製造方法

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JP2003268516A JP2002067039A JP2002067039A JP2003268516A JP 2003268516 A JP2003268516 A JP 2003268516A JP 2002067039 A JP2002067039 A JP 2002067039A JP 2002067039 A JP2002067039 A JP 2002067039A JP 2003268516 A JP2003268516 A JP 2003268516A
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dip
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plating
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Masahiro Yamamoto
正弘 山本
Shintaro Yamanaka
晋太郎 山中
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 前処理後時間経過してもよい亜鉛もしくは亜
鉛合金により溶融めっきされた鉄鋼製品並びにその製造
方法を供する。 【解決手段】 鉄鋼製品の表面にニッケル、銅、亜鉛、
コバルト、インジウム、もしくは錫、もしくはそれらの
合金を0.05g/m2 以上付着させ、その上に溶融亜
鉛系めっき層を有する鉄鋼製品ならびにその製造方法。 【効果】 前処理剤が劣化しにくく、かつ鉄鋼製品を防
錆する効果もあるため、前処理後、時間を経た後も正常
なめっきを行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融めっき鉄鋼製
品およびそのめっき処理方法に関するものであって、さ
らに詳しくは、土木用、建築用、機械用、農業・漁業用
に溶融めっき鉄鋼製品を用いた構造物、建築物、機械部
品、標識類、配管、配管用部品、フェンス、ネット、
網、綱、ボルト、ナット、ねじに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に大気環境で用いられる構造物、建
築物、機械部品、フェンス、ネットなどは、さびが発生
せず、景観上優れていることを理由に溶融亜鉛めっき製
品が使用されている。また、漁業用の網や綱は有機被覆
や亜鉛めっき鋼線が用いられている。さらに最近では植
生などを自然なものにするために、かごマットと呼ばれ
る護岸保護用の構造物の素材として溶融めっき鋼線が使
用されている。これらの溶融めっき鋼線として、水溶性
フラックス処理による溶融亜鉛めっき鋼線が使用され、
最近では、より高耐食性を維持するためにAlやその他
の金属を合金化した溶融めっき鋼線が使用されている。
【0003】たとえば、特開平4−154949号公報
に示されているAl−Zn合金めっき鋼線の製造方法に
おいては、鋼線を亜鉛めっき浴中に通して表面に溶融Z
nを付着させ、接触面で鋼のFeがZn層に拡散して合
金層を形成させ、その直後にZn−Al合金浴に通して
Al−Zn合金めっき鋼線を製造する方法が開示されて
いる。また、特開平4−323356号公報には、溶融
塩フラックスを用いてめっきを施す方法が開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】溶融亜鉛めっき鉄鋼製
品は、加工をされた後に、酸洗処理、フラックス処理、
乾燥処理、そして亜鉛めっき浴への浸漬処理がなされ
る。さらに、高耐食性を維持するためにAlが添加され
ためっき処理では、亜鉛めっき処理を行った後にAl−
Zn合金のめっき浴に浸漬される2段めっき処理が施さ
れる場合もある。これらを一貫した流れのもとで製造す
るためには、設備の大きなスペースが必要であり、か
つ、めっき処理では高温環境であるが、前処理工程は湿
式処理になり、ひとつの工場内で、排気の処理と廃水系
の処理などをあわせて行う必要がある。そのため、めっ
き前処理の設備とめっき処理設備とを切り離すことが望
まれていた。
【0005】さらに、その際のめっき前処理が高温水溶
液を使わない常温での処理や乾式の処理が可能であると
設備対策が極めて簡便に済むという利点があり、前処理
を廃水処理設備などの整った工場の中で行い、その後め
っき設備を持つ別工場に持ち込み、亜鉛系のめっきを施
す処理工程、ならびに上記工程により製造できる製品が
望まれていた。また、それぞれの工程間では時間的経過
が発生することもあり、前処理後に時間経過しても亜鉛
系のめっきが可能な前処理法が望まれていた。本発明
は、前処理後時間経過しても、密着性に優れる、亜鉛も
しくは亜鉛合金により溶融めっきされた鉄鋼製品並びに
その製造方法を供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明では、以下のように溶融めっき鉄
鋼製品ならびに製造方法を規定する。 (1)鉄鋼製品の表面にニッケル、銅、亜鉛、コバル
ト、インジウム、もしくは錫の1種または2種以上、ま
たは、これらの合金の1種または2種以上を有し、その
上に溶融亜鉛系めっき層を有する事を特徴とする溶融め
っき鉄鋼製品。 (2)前記ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、インジウ
ム、もしくは錫の1種または2種以上、または、これら
の合金の1種または2種以上の付着量が0.05g/m
2 以上であることを特徴とする前記(1)の溶融めっき
鉄鋼製品。
【0007】(3)前記溶融亜鉛系のめっきが5質量%
以下のMgを含有することを特徴とする前記(1)また
は(2)に記載の溶融めっき鉄鋼製品。 (4)前記溶融亜鉛系のめっきが60質量%以下のAl
を含有することを特徴とする前記(1)〜(3)いずれ
かに記載の溶融めっき鉄鋼製品。 (5)前記Alを含有する溶融めっき鉄鋼製品におい
て、Alの10分の1以下の質量のSiを含有すること
を特徴とする前記(4)の溶融めっき鉄鋼製品。
【0008】(6)鉄鋼製品の表面にニッケル、銅、亜
鉛、コバルト、インジウム、もしくは錫の1種または2
種以上、または、これらの合金の1種または2種以上を
付着させ、その後に溶融亜鉛系めっき処理を行うことを
特徴とする溶融めっき鉄鋼製品の製造方法。 (7)前記ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、インジウ
ム、もしくは錫の1種または2種以上、または、これら
の合金の1種または2種以上の付着量を0.05g/m
2 以上にすることを特徴とする前記(6)記載の溶融め
っき鉄鋼製品の製造方法。
【0009】(8)前記溶融亜鉛系のめっき処理として
5質量%以下のMgを含有する溶融亜鉛浴を用いること
を特徴とする前記(6)もしくは(7)に記載の溶融め
っき鉄鋼製品の製造方法。 (9)前記溶融亜鉛系のめっき処理として60質量%以
下のAlを含有する溶融亜鉛浴を用いることを特徴とす
る前記(6)〜(8)いずれかに記載の溶融めっき鉄鋼
製品の製造方法。 (10)前記Alを含有する溶融めっき処理として、A
lの10分の1以下の質量のSiを含有する溶融亜鉛浴
を用いることを特徴とする前記(9)記載の溶融めっき
鉄鋼製品の製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者らは、溶融亜鉛めっき並
びに溶融合金亜鉛めっきの前処理法として種々の方法を
検討した。その結果、一般的に適用されている水溶性フ
ラックスや溶融フラックス法では前処理を行った後、放
置すると鋼材表面にさびの発生が起こり、この部分では
溶融めっきで不めっきが起こることが判明した。それに
対して、鉄鋼製品を加工後に鉄鋼製品の表面に特定の金
属の合金を付着させることにより、これらの前処理後
に、数週間程度の放置期間があっても、溶融亜鉛めっ
き、並びに溶融合金亜鉛めっきが可能なことを見い出し
た。その内容について以下に詳細に説明する。
【0011】すなわち、本発明においては、鉄鋼製品の
表面にニッケル、銅、亜鉛、コバルト、インジウム、も
しくは錫の1種または2種以上、または、これらの合金
の1種または2種以上を有し、その上に溶融亜鉛系めっ
き層を有する事を特徴としている。本発明者らは、溶融
亜鉛めっきの前処理法に対して、各種金属並びにその合
金に関して検討を重ねた結果、上記ニッケル、銅、亜
鉛、コバルト、インジウム、もしくは錫の1種または2
種以上、または、これらの合金の1種または2種以上を
表面に形成させたものを、溶融亜鉛めっき浴に浸漬した
場合に密着性が優れ、均一なめっきが形成できることを
見い出した。
【0012】さらに、これら合金の付着量を種々検討し
た結果、前記ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、インジウ
ム、もしくは錫の1種または2種以上、または、これら
の合金の1種または2種以上の付着量を0.05g/m
2 以上にすることにより、さらに密着性が優れ、均一な
めっきが形成できることを見い出した。本発明において
これらの金属並びに合金の付着量の上限を特に規定する
ものではないが、経済的な理由と2次密着力の劣化が生
じる場合があり、10g/m2 以下にすることが望まし
い。
【0013】さらに、本発明においてこれらの金属並び
に合金の付着方法を特に規定するものではないが、電気
めっき、置換めっきなどの湿式のめっき法、真空蒸着、
イオンプレーティグなどの乾式のめっき法、メカニカル
コーティングなどの機械的なめっき法,並びに低融点金
属では、溶融めっき法が鉄鋼製品の形状や構造に応じて
適宜選択される。また、これらの金属並びに合金の付着
前に鉄鋼製品に付着した油や錆などを、脱脂処理、酸洗
処理、ブラスト処理などで十分に除去しておくことによ
り、密着性の優れためっき材が製造できる。
【0014】次に、本発明における溶融めっきについて
説明する。本発明における溶融めっきでは、一般的に用
いられる亜鉛めっきでも問題は無いが、より耐食性が上
昇するために、5質量%以下のMgを含有することを特
徴とする。下限値は特に規定するものではないが、0.
5質量%以上が耐食性向上の点で好ましい。さらに高い
耐食性が必要な場合には、めっきが60質量%以下のA
lを含有することを特徴とする。下限値は特に規定する
ものではないが、0.2質量%以上が耐食性、並びにめ
っき層の均質性の点で好ましい。
【0015】さらに、Alを含有するめっき鋼材におい
ては、加工性と耐食性の観点からAlの10分の1以下
の質量のSiを含有することを特徴とする。下限値は特
に規定するものではないが、Alの1/50以上の質量
のSiが加工性を向上させる点で好ましい。また、この
亜鉛めっき中に、上記に示したMg、Al、Siの他
に、耐食性やZn合金と鋼材の密着性を向上する目的
で、さらにCa、Ti、Fe、Co、Ni、Cr、M
n、Cu、Ga、Sr、Zr、In、Sn、Sb、P
b、希土類元素の1種または2種以上を含有することも
可能である。なお、ここで言う希土類元素とは、元素周
期率表3族に属するScおよびYおよび原子番号57〜
71のランタノイドのことである。
【0016】めっき浴温度、浸漬時間、浸入速度、引き
上げ速度およびめっき後の冷却速度等の条件については
鉄鋼製品の構造、板厚、熱容量や、めっき浴の組成、め
っき厚みなどにより適宜規定されるものであり、ここで
は敢えて規定するものではない。本発明における鉄鋼製
品の種類については特に規定するものではなく、土木建
築用の材料である、照明ポール、標識ポールなどの鋼管
類とその部品、水道用配管、給水用配管などの配管類と
その部品、軟線、鋼線、ピアノ線、高強度ケーブル、P
C線、より線などの線材類や、機械用、農業・漁業用に
溶融めっき鉄鋼製品を用いた構造物、建築物、機械部
品、標識類、配管、配管用部品、フェンス、ネット、
網、綱、ボルト、ナット、ねじ等の全てに適用できる。
ただし溶融めっきの種類においては、めっき浴中の温度
において軟化するものについては適用できない。鉄鋼製
品の加工法に関しては特に規定するものではなく、圧
延、鍛造、鋳造、プレスなど、鉄鋼製品の構造により適
宜選択される。
【0017】
【実施例】本発明の内容について、実施例にもとづいて
詳細に説明する。 (実施例1)本発明において、被めっき材は75×50
×3mmの軟鋼板を用い、これを4質量%のNaOH水
溶液で表面の油分を除去し、その後、20質量%、常温
の塩酸中で表面のスケールを除去し、冷風乾燥して供試
材とした。この板の表面に表1に示した各種金属並びに
その合金の皮膜を形成させ、その後、99%以上の純度
のZnめっき浴にて、450℃、3分間めっきをした。
その結果を表1に合わせて示す。結果は、×が全くめっ
きが密着しなかった場合、△がめっきは密着したが、め
っき後にドライバーで引っかいた場合に簡単にめっきが
はがれる密着性が不良の場合、□が外観にやや凹凸があ
るものの、密着性の良いめっきが製造できた場合であ
る。そして○が、密着性に優れ、外観にも優れためっき
が製造できた場合である。本発明における前処理が優れ
ためっき密着性と外観を示していることが判明した。
【0018】
【表1】
【0019】(実施例2)径5mmの軟鋼線を酸洗、乾
燥後、表1に示した処理を施し、乾燥後、巻き取って、
1週間乾燥した屋内で保管した。その後、99質量%以
上のZnを含むめっき浴に440℃で1分間浸漬し、良
好な外観と密着性の優れためっき線材を得た。本発明に
よる処理で、保管後にも密着性の高いめっきが製造でき
ることが判明した。なお、比較として塩化アンモニウム
15質量%、塩化亜鉛13質量%の水溶性フラックスに
つけた線材は、1日で赤錆が発生し、1週間後ではめっ
きが全く密着しなかった。
【0020】(実施例3)実施例2と同じ処理および保
管を行った線材を、11質量%のAlを含み、2質量%
のMgを含み、残部が亜鉛のめっき浴中に490℃で2
分間浸漬した。良好な外観と密着性の優れためっき線材
を得た。本発明による処理で、保管後にも密着性の高い
めっきが製造できた。
【0021】(実施例4)実施例2と同じ処理および保
管を行った線材を、15質量%のAlを含み、3質量%
のMgを含み、1質量%Siを含み、残部が亜鉛のめっ
き浴中に520℃で2分間浸漬した。良好な外観と密着
性の優れためっき線材を得た。本発明による処理で、保
管後にも密着性の高いめっきが製造できた。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、前処
理後時間経過しても、密着性に優れる、亜鉛もしくは亜
鉛合金により溶融めっきされた鉄鋼製品を得ることがで
きる極めて優れた効果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K027 AA05 AA22 AB01 AB42 AB43 AB44 AB48 AC02 AC15 AE02 AE03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼製品の表面にニッケル、銅、亜鉛、
    コバルト、インジウム、もしくは錫の1種または2種以
    上、または、これらの合金の1種または2種以上を有
    し、その上に溶融亜鉛系めっき層を有する事を特徴とす
    る溶融めっき鉄鋼製品。
  2. 【請求項2】 前記ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、イ
    ンジウム、もしくは錫の1種または2種以上、または、
    これらの合金の1種または2種以上の付着量が0.05
    g/m2 以上であることを特徴とする請求項1記載の溶
    融めっき鉄鋼製品。
  3. 【請求項3】 前記溶融亜鉛系のめっきが5質量%以下
    のMgを含有することを特徴とする請求項1または2に
    記載の溶融めっき鉄鋼製品。
  4. 【請求項4】 前記溶融亜鉛系のめっきが60質量%以
    下のAlを含有することを特徴とする請求項1〜3いず
    れかに記載の溶融めっき鉄鋼製品。
  5. 【請求項5】 前記Alを含有する溶融めっき鉄鋼製品
    において、Alの10分の1以下の質量のSiを含有す
    ることを特徴とする請求項4記載の溶融めっき鉄鋼製
    品。
  6. 【請求項6】 鉄鋼製品の表面にニッケル、銅、亜鉛、
    コバルト、インジウム、もしくは錫の1種または2種以
    上、または、これらの合金の1種または2種以上を付着
    させ、その後に溶融亜鉛系めっき処理を行うことを特徴
    とする溶融めっき鉄鋼製品の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、イ
    ンジウム、もしくは錫の1種または2種以上、または、
    これらの合金の1種または2種以上の付着量を0.05
    g/m2 以上にすることを特徴とする請求項6記載の溶
    融めっき鉄鋼製品の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記溶融亜鉛系のめっき処理として5質
    量%以下のMgを含有する溶融亜鉛浴を用いることを特
    徴とする請求項6、もしくは7に記載の溶融めっき鉄鋼
    製品の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記溶融亜鉛系のめっき処理として60
    質量%以下のAlを含有する溶融亜鉛浴を用いることを
    特徴とする請求項6〜8いずれかに記載の溶融めっき鉄
    鋼製品の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記Alを含有する溶融めっき処理と
    して、Alの10分の1以下の質量のSiを含有する溶
    融亜鉛浴を用いることを特徴とする請求項9記載の溶融
    めっき鉄鋼製品の製造方法。
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