JP2017014586A

JP2017014586A - 溶融亜鉛めっき方法およびそれにより得られた部材

Info

Publication number: JP2017014586A
Application number: JP2015134181A
Authority: JP
Inventors: 一善大橋; Kazuyoshi Ohashi; 雄治西田; Yuji Nishida
Original assignee: CK Metals Co Ltd
Current assignee: CK Metals Co Ltd
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】耐食性に優れ低コストである溶融亜鉛めっき方法の提供を目的とする。【解決手段】以下全て質量％にて、Ｍｇ成分：０．０２〜０．０８％，Ａｌ成分：０．００３〜０．０１％含有し、Ｐｂ成分：０．００５％以下、Ｃｄ成分：０．０１％以下に抑え、残部がＺｎと不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いて鉄系素材に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は鉄系素材への溶融亜鉛めっき方法に関する。

従来から広く使用されてきた溶融亜鉛めっき方法はＰｂやＣｄ成分が添加されたもの、あるいはＰｂの代替えとしてＢｉ成分が添加されたものである。
欧州では２００６年７月１日からＲｏＨＳ指令（有害物質使用制限指令）が施行されており、溶融亜鉛めっき処理においてもＰｂレス化、Ｃｄレス化が要求されている。
また、溶融亜鉛めっき処理品における耐食性の向上も要求されており、数％レベルの高密度のＡｌやＭｇを溶融亜鉛めっき浴に添加した合金系の亜鉛めっき浴が知られているが、これではＪＩＳＨ８６４１に規定されているＺｎ９７．５％以上の規格から外れてしまうことになるとともに、高コストになる問題があった。
特許文献１には、ＲｏＨＳ指令に対応した溶融亜鉛めっき処理方法を開示する。
しかし、同公報に開示する浴組成はＢｉ成分が０．００５％以上０．０５％未満の範囲で含有することが前提となっている。
また、特許文献１においては、Ａｌ成分：０．００１％以上０．１％未満及びＭｇ成分が０．０３％以上０．１％以下となっているが、Ａｌ成分の添加量が比較的多く、本発明者らの試験評価ではＡｌ成分が０．０１％を越えて亜鉛めっき浴に含まれていると浴表面に酸化アルミの膜が発生しやすく、均一なめっき膜が得られなかったり、めっき表面に光沢ムラが発生しやすくなった。
そこで特許文献１にては、Ｍｇ成分を添加したものと推測されるが、この場合にＭｇ成分の添加目的は表面光沢を抑えるとともに、めっき膜厚を厚くすることにあるとされている。
しかし、これでは均一な金属光沢を得るのが困難になる。

特許第５６７２７２７号公報

本発明は、耐食性に優れ低コストである溶融亜鉛めっき方法の提供を目的とする。

本発明は、以下全て質量％にて、Ｍｇ成分：０．０２〜０．０８％，Ａｌ成分：０．００３〜０．０１％含有し、Ｐｂ成分：０．００５％以下、Ｃｄ成分：０．０１％以下に抑え、残部がＺｎと不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いて鉄系素材に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする。

本発明は、Ａｌ成分０．００３〜０．０１％とＭｇ成分０．０２〜０．０８％の低濃度の組み合せにより、Ｐｂ，Ｃｄフリーの環境にやさしく、低コストのめっき浴を実現した点に特徴がある。
なお、Ｐｂ，Ｃｄフリーの観点からは、Ｐｂ成分０．００１％以下，Ｃｄ成分０．００１％以下が好ましいが、コストアップを抑えるべくＰｂ成分０．００５％以下，Ｃｄ成分０．０１％以下とした。
めっき浴溶融面（液面）に亜鉛酸化膜が形成されると、処理品をめっき浴から引き上げる際に、この亜鉛酸化膜が表面に付着し、表面にくもりが発生しやすい。
そこでＡｌ成分は少なくとも０．００１％以上必要であり、本発明はＡｌを０．００３％以上添加することでめっき浴溶融面の亜鉛酸化膜の形成を抑制し、めっき処理品の表面光沢が向上する。
また、Ａｌ成分の量が多くなると逆にめっき浴溶融面にアルミナが形成され、それがめっき処理品の表面に付着したり、光沢ムラが発生しやすくなる。
そこで本発明は０．０１％以下に設定した。
このようなＡｌ成分の範囲にあってはＭｇ成分を少量０．０２〜０．０８％添加するだけで、めっき浴のコストを低く抑えつつ耐食性を向上させることができる。

Ｃｕ成分はめっき皮膜の均一性向上、めっき表面の光沢向上、耐食性の向上等に寄与する。
そこで本発明においては、０．１％以下の範囲で添加してもよく、この範囲であれば大きなコストアップにはならない。
例えば、めっき浴の流動性の向上を目的にＢｉ成分を０．００１〜０．３％添加した場合には、Ｍｇ成分との組み合せにてめっき処理品の亜鉛皮膜が柱状組織になりやすく、光沢が低下したり光沢ムラが発生しやすい。
そこでＢｉ添加浴の場合には、以下全て質量％にて、Ｍｇ成分：０．０２〜０．０８％，Ａｌ成分：０．００３〜０．０１％，Ｂｉ成分：０．００１〜０．３％，Ｃｕ成分：０．００５〜０．１％，Ｐｂ成分：０．００５％以下，Ｃｄ成分：０．０１％以下、残部がＺｎと不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いて鉄系素材に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする。
ここで、Ｂｉ成分を添加する場合には０．００１％以上でないとその効果が得られない。
好ましくはＢｉ成分０．０５％以上である。
なお、Ｂｉ成分が０．００１％未満は不可避的不純物として取り扱うことができる。
また、Ｂｉ成分が０．０５％未満であればＣｕ成分を限らずしも添加する必要がない。

本発明に係る溶融亜鉛めっき処理方法にあっては、低濃度のＡｌ成分０．００３〜０．０１％と、Ｍｇ成分０．０２〜０．０８％との組み合せにて光沢及び耐食性に優れ、安価な溶融亜鉛めっき処理部材が得られる。
また、Ｃｕ成分を０．１％以下の範囲で添加すると、めっき皮膜の均一性が向上し、光沢に優れ、さらなる耐食性向上を図ることができる。

試験評価に用いためっき浴の組成及び耐食性評価結果を示す。塩水噴霧試験による減耗量の測定結果をグラフに示す。

図１の表に示した各組成の溶融亜鉛めっき浴を建て、これに材質ＳＳ４００，１５０ｍｍ×７５ｍｍ×９ｍｍの試験サンプルに溶融亜鉛めっき処理を施した。
評価にはマスキングテープを用いて５０ｍｍ×１００ｍｍ範囲とした。
この試験片をＪＩＳＺ２３７１に規定する「中性塩水噴霧試験方法」に準拠し、試験前後の重量差から減耗量の測定（ｎ＝２の平均）をし、実施例１，比較例１，２の減耗量のグラフを図２に示す。
なお、腐食生成物除去は、１０ｗ／ｖ％酢酸アンモニウム水溶液７０℃×１５分間浸漬した。
実施例１は、試験時間３００時間で減耗量７５ｇ／ｍ^２以下と従来のＰｂ浴系の比較例１（減耗量約３８５ｇ／ｍ^２）に対して、約５倍以上の耐食性を示した。
また、表面光沢も均一であった。
比較例２は、Ａｌ：０．００３〜０．０１％とＣｕ：０．０５％の組み合せであるが、減耗量約３２５ｇ／ｍ^２と比較例１よりも耐食性は優れていた。
しかし、これに対してＭｇ：０．０５％加えた実施例２は、光沢性に優れ、耐食性も実施例１と同等であった。
実施例３は、Ｂｉ：０．２％含有した浴に対して、Ａｌ，Ｍｇ，Ｃｕを所定量添加したものであり、この場合も実施例１と同等の耐食性を示した。

Claims

以下全て質量％にて、Ｍｇ成分：０．０２〜０．０８％，Ａｌ成分：０．００３〜０．０１％含有し、Ｐｂ成分：０．００５％以下、Ｃｄ成分：０．０１％以下に抑え、残部がＺｎと不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いて鉄系素材に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする溶融亜鉛めっき方法。
Ｃｕ成分が０．１％以下の範囲で添加されていることを特徴とする請求項１記載の溶融亜鉛めっき方法。
以下全て質量％にて、Ｍｇ成分：０．０２〜０．０８％，Ａｌ成分：０．００３〜０．０１％，Ｂｉ成分：０．００１〜０．３％，Ｃｕ成分：０．００５〜０．１％，Ｐｂ成分：０．００５％以下，Ｃｄ成分：０．０１％以下、残部がＺｎと不可避的不純物からなる溶融亜鉛めっき浴を用いて鉄系素材に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする溶融亜鉛めっき方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき方法を用いて製造されたものであることを特徴とする溶融亜鉛めっき処理部材。