JP2023073539A - めっき鋼線 - Google Patents

Abstract

【課題】加工時のめっき層の割れの発生を抑制するめっき鋼線を提供する。【解決手段】本実施形態によるめっき鋼線は、鋼線と、鋼線の表面上に形成されているめっき層とを備える。めっき層は、質量％で、Ａｌ：０．５～１５．０％、及び、Ｍｇ：０．３～５．０％、を含有し、残部がＺｎ及び不純物からなる。めっき鋼線の軸方向に垂直な断面において、めっき層の厚さ中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶであり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼線の表面上にめっき層が形成されている、めっき鋼線に関する。

金網、フェンス及び送電用ワイヤ等の用途に用いられる鋼線では、めっき処理を実施して鋼線の表面上にめっき層が形成される場合がある。このような鋼線を「めっき鋼線」と称する。めっき鋼線は、必要な形状にするために、曲げ加工に代表される加工が施される場合がある。

一般的に、めっき鋼線の表面に形成されているめっき層には、優れた耐食性が求められる。たとえば、めっき鋼線のめっき層として、亜鉛めっき、及び、亜鉛合金めっきが用いられている。亜鉛めっきは、Ｚｎからなるめっきである。亜鉛合金めっきは、Ｚｎと他の合金元素との合金からなるめっきである。亜鉛合金めっきはたとえば、ＺｎとＡｌとを含有するＺｎ－Ａｌ合金めっき、又は、ＺｎとＡｌとＭｇとを含有するＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき等である。亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼線は、亜鉛めっき層を有するめっき鋼線よりも耐食性が高い。

しかしながら、上述の亜鉛合金めっき層は、亜鉛めっき層よりも硬くなりやすい。そのため、亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼線では、加工時に亜鉛合金めっき層に割れが生じやすい。亜鉛合金めっき層に割れが生じためっき鋼線では、割れた部分の耐食性が低下する。したがって、亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼線では、加工時のめっき層の割れの発生を抑制することが求められる。

加工時のめっき層の割れの発生を抑制する技術が、たとえば、特表２０２０－５０３４３９号（特許文献１）に開示されている。

特許文献１に開示された合金めっき鋼材は、亜鉛合金めっき層を含む。亜鉛合金めっき層は、Ｍｇ：０．５～２．５％、Ａｌ：０．５～３．０％、残部Ｚｎ及び不可避不純物を含有する。亜鉛合金めっき層は、Ｚｎ単相及びＺｎとＭｇとの混合相を含み、ＺｎとＭｇとの混合相は、Ｚｎ相とＭｇ－Ｚｎ合金相がラメラ構造を有する。ラメラ構造の平均幅は１．５μｍ以下である。この文献では、亜鉛合金めっき層中のラメラ構造の平均幅を１．５μｍ以下にする。これにより、加工時のめっき層の割れの発生が抑制される、と特許文献１では記載されている。

特表２０２０－５０３４３９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された手段以外の他の手段により、加工時のめっき層の割れの発生が抑制できてもよい。

本発明の目的は、加工時のめっき層の割れの発生を抑制可能なめっき鋼線を提供することである。

本発明によるめっき鋼線は、以下の構成を有する。

めっき鋼線であって、
鋼線と、
前記鋼線の表面上に形成されているめっき層とを備え、
前記めっき層は、
質量％で、
Ａｌ：０．５～１５．０％、及び、
Ｍｇ：０．３～５．０％、を含有し、
残部がＺｎ及び不純物からなり、
前記めっき鋼線の軸方向に垂直な断面において、
前記めっき層の厚さ中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶであり、
前記硬さ測定領域Ａ１～Ａ４での前記ビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である、
めっき鋼線。

本発明のめっき鋼線は、加工時のめっき層の割れの発生を抑制することができる。

図１は、本実施形態のめっき鋼線の軸方向に垂直な断面図である。 図２は、本実施形態のめっき鋼線の軸方向に垂直な断面図である。 図３は、本実施形態によるめっき鋼線の製造工程の一例を示すフロー図である。 図４は、溶融亜鉛合金めっき処理装置の模式図である。 図５は、図４に示す冷却装置の模式図である。 図６は、めっき鋼線が冷却装置を通過するときに、めっき鋼線の通過位置がパスラインから外れた場合の図４に示す冷却装置の模式図である。

本発明者らは初めに、質量％で、Ａｌ：０．５～１５．０％、Ｍｇ：０．３～５．０％、Ｐｂ：０～０．５０％、Ｂｉ：０～０．５０％、Ｓｒ：０～０．５０％、Ｖ：０～０．５０％、Ｃｒ：０～０．５０％、Ｍｎ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｓｉ：０～０．５０％、Ｔｉ：０～０．５０％、Ｂｅ：０～０．５０％、Ｎａ：０～０．５０％、Ｋ：０～０．５０％、Ｃａ：０～０．５０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｌａ：０～０．５０％、Ｃｅ：０～０．５０％、Ｈｆ：０～０．５０％、Ｍｏ：０～０．５０％、Ｗ：０～０．５０％、Ｎｂ：０～０．５０％、Ｔａ：０～０．５０％、及び、Ｆｅ：０～２．００％、を含有し、残部がＺｎ及び不純物からなるめっき層と、表面上に上記めっき層が形成された鋼線とを備えるめっき鋼線において、加工時のめっき層の割れの発生を抑制するための手段について調査及び検討を行った。本発明者らは、めっき鋼線の硬さに注目した。

めっき層が過剰に硬ければ、加工時にめっき層に割れが発生しやすい。そこで、本発明者らは初めに、上述の化学組成を有するめっき層の硬さを適切に制御することにより、加工時のめっき層の割れの発生を抑制できる可能性があると考えた。具体的には、めっき層のビッカース硬さを１００～１５０ＨＶとすることにより、加工時のめっき層の割れの発生を抑制することを試みた。

しかしながら、めっき層の硬さをビッカース硬さで１００～１５０ＨＶとした場合であっても、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制できない場合があることが判明した。そこで、本発明者らはさらに検討を行った。

本発明者らは、加工時に割れが発生しためっき層において、割れの近傍のビッカース硬さを調査した。その結果、めっき層の周方向において、ビッカース硬さにばらつきが生じていることが判明した。軸方向に垂直な断面において、めっき層の周方向の硬さのばらつきが大きい場合、めっき層の周方向において、硬さの高い領域（高硬さ領域）と、硬さの低い領域（低硬さ領域）とが存在する。高硬さ領域と、低硬さ領域とでは、加工時において、同じ負荷が掛かったときの変形度合いが異なる。そのため、加工時において、めっき層の周方向で局所的な歪みが発生しやすい。局所的な歪みにより、めっき層の割れの発生が促進される。そのため、めっき層の周方向の硬さばらつきが大きい場合、加工時に割れが発生しやすい。

そこで、本発明者はめっき層の周方向の硬さばらつきと加工時の割れの発生との関係を調査した。その結果、上述の化学組成を有するめっき層において、めっき層の硬さがビッカース硬さで１００～１５０ＨＶであり、かつ、めっき層の周方向のビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下であれば、加工時のめっき層の割れの発生が十分に抑制されることを知見した。

以上の知見に基づいて完成した本実施形態によるめっき鋼線は、次の構成を有する。

［１］
めっき鋼線であって、
鋼線と、
前記鋼線の表面上に形成されているめっき層とを備え、
前記めっき層は、
質量％で、
Ａｌ：０．５～１５．０％、及び、
Ｍｇ：０．３～５．０％、を含有し、
残部がＺｎ及び不純物からなり、
前記めっき鋼線の軸方向に垂直な断面において、
前記めっき層の厚さ中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶであり、
前記硬さ測定領域Ａ１～Ａ４での前記ビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である、
めっき鋼線。

［２］
［１］に記載のめっき鋼線であってさらに、
前記めっき層は、
前記Ｚｎの一部に代えて、質量％で、
Ｐｂ：０．５０％以下、
Ｂｉ：０．５０％以下、
Ｓｒ：０．５０％以下、
Ｖ：０．５０％以下、
Ｃｒ：０．５０％以下、
Ｍｎ：０．５０％以下、
Ｓｎ：０．５０％以下、
Ｓｉ：０．５０％以下、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｂｅ：０．５０％以下、
Ｎａ：０．５０％以下、
Ｋ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．５０％以下、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｌａ：０．５０％以下、
Ｃｅ：０．５０％以下、
Ｈｆ：０．５０％以下、
Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｗ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｔａ：０．５０％以下、及び、
Ｆｅ：２．００％以下、
からなる群から選択される１種以上を含有する、
めっき鋼線。

以下、本実施形態のめっき鋼線について詳述する。元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。
「～」を用いて表される数値範囲について、「～」の前に記載される数値は、下限値を意味する。「～」の前に記載される数値に「超」が記載されている場合、数値範囲には、「超」の前に記載の数値は含まれない。「～」の後ろに記載される数値は、上限値を意味する。「～」の後ろに記載される数値に「未満」が記載されている場合、数値範囲には、「未満」の前に記載の数値は含まれない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値に置き換えてもよい。ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値に置き換えてもよい。また、上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

［めっき鋼線の構成］
図１は、本実施形態のめっき鋼線の軸方向に垂直な断面図である。図１を参照して、本実施形態のめっき鋼線１は、鋼線１００と、めっき層１０とを備える。めっき層１０は、鋼線１００の表面上に形成されている。

本実施形態のめっき鋼線１は、鋼線１００と、めっき層１０と、合金層１１とを備えてもよい。図２を参照して、本実施形態のめっき鋼線１が合金層１１を備える場合、合金層１１は、鋼線１００とめっき層１０との間に形成されている。

ここで、合金層１１とは、鋼線１００とめっき層１０との間に形成される、Ｆｅ－Ｚｎ金属間化合物を含有する層を意味する。本実施形態のめっき鋼線１が合金層を有する場合、合金層の化学組成は特に限定されない。合金層１１はたとえば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ及びＭｇを含有する化学組成を有してもよい。合金層１１はたとえば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ及びＭｇの他に、めっき層１０に含有される元素を含有する化学組成を有してもよい。なお、鋼線１００と合金層１１とめっき層１０とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の反射電子像を観察することにより、容易に区別することができる。

以下、鋼線１００、及び、めっき層１０について説明する。

［鋼線１００について］
鋼線とは、線材に対して伸線加工を実施した後の線状の鋼材である。鋼線１００は、製造するめっき鋼線に求められる各機械的性質（たとえば、引張強度、加工性、疲労特性等）に応じて、めっき鋼線に適用される公知の鋼線を使用すればよい。たとえば、鋼線１００として、金網用途の鋼線を使用してもよいし、フェンス用途の鋼線を使用してもよいし、送電用ワイヤ用途の鋼線を使用してもよい。

上述のとおり、鋼線１００は周知の化学組成を有すれば足りる。鋼線は特に限定されないが、たとえば、ＪＩＳ Ｇ３５０５（２０１７）に規定される軟鋼線材の化学組成を有する鋼線、又は、ＪＩＳ Ｇ３５０６（２０１７）に規定される硬鋼線材の化学組成を有する鋼線である。

［めっき層１０について］
めっき層１０は、鋼線１００の表面上に形成されている。めっき層１０の化学組成は、次の元素を含有する。

Ａｌ：０．５～１５．０％
アルミニウム（Ａｌ）は、めっき鋼線の耐食性を高める。めっき層にＭｇが含有される場合、溶融亜鉛合金めっき浴の表面などに酸化物の形成が促進される。Ａｌは、溶融亜鉛合金めっき浴の酸化物の形成を抑制する。そのため、Ａｌを含有することにより、めっき鋼線を安定的に生産できるようになる。Ａｌ含有量が０．５％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Ａｌ含有量が１５．０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶融亜鉛合金めっき浴の融点が高くなる。そのため、溶融亜鉛合金めっき浴の表面などに酸化物の形成が促進される。この場合、溶融亜鉛合金めっき浴の表面などの酸化物を除去する作業が発生する。溶融亜鉛合金めっき浴の融点が高くなればさらに、溶融亜鉛合金めっきの浴槽の損耗が促進される。そのため、製造効率が低下する。
したがって、Ａｌ含有量は０．５～１５．０％である。
Ａｌ含有量の好ましい下限は３．０％であり、さらに好ましくは４．０％であり、さらに好ましくは５．０％である。
Ａｌ含有量の好ましい上限は１４．０％であり、さらに好ましくは１３．５％であり、さらに好ましくは１３．０％ある。

Ｍｇ：０．３～５．０％
マグネシウム（Ｍｇ）は、めっき鋼線の耐食性を高める。Ｍｇ含有量が０．３％未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Ｍｇ含有量が５．０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、めっき層のミクロ組織において、Ｚｎ－Ｍｇ金属間化合物が多量に生成する。Ｚｎ－Ｍｇ金属間化合物は硬質である。そのため、Ｚｎ－Ｍｇ金属間化合物が多量に生成すれば、めっき層の硬さが過剰に高まる。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができない。
したがって、Ｍｇ含有量は０．３～５．０％である。
Ｍｇ含有量の好ましい下限は０．５％であり、さらに好ましくは０．７％であり、さらに好ましくは０．９％である。
Ｍｇ含有量の好ましい上限は４．０％であり、さらに好ましくは３．０％であり、さらに好ましくは２．５％である。

本実施形態によるめっき鋼線において、めっき層の化学組成の残部は、Ｚｎ及び不純物からなる。ここで不純物とは、めっき層を工業的に製造する際に、原料としての溶融金属、又は、製造環境などから混入されるものであって、本実施形態によるめっき鋼線に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

［任意元素について］
本実施形態のめっき鋼線において、めっき層の化学組成はさらに、Ｚｎの一部に代えて、
Ｐｂ：０．５０％以下、
Ｂｉ：０．５０％以下、
Ｓｒ：０．５０％以下、
Ｖ：０．５０％以下、
Ｃｒ：０．５０％以下、
Ｍｎ：０．５０％以下、
Ｓｎ：０．５０％以下、
Ｓｉ：０．５０％以下、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｂｅ：０．５０％以下、
Ｎａ：０．５０％以下、
Ｋ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．５０％以下、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｌａ：０．５０％以下、
Ｃｅ：０．５０％以下、
Ｈｆ：０．５０％以下、
Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｗ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｔａ：０．５０％以下、及び、
Ｆｅ：２．００％以下、
からなる群から選択される１種以上を含有してもよい。以下、任意元素について説明する。

［第１群：Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎについて］
本実施形態のめっき鋼線において、めっき層の化学組成はさらに、Ｚｎの一部に代えて、Ｐｂ：０．５０％以下、Ｂｉ：０．５０％以下、Ｓｒ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、及び、Ｓｎ：０．５０％以下、からなる群から選択される１種以上を含有してもよい。

Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎの各元素は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎの各元素含有量は０％であってもよい。
含有される場合、つまり、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎからなる群から選択される１種以上の元素含有量が０％超である場合、これらの元素は、いずれも加工時のめっき層の割れの発生を抑制することができる。Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎからなる群から選択される１種以上の元素が少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が飽和して、製造コストが高くなる。Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素は、偏析する場合がある。そのため、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素含有量が０．５０％を超えればさらに、加工時にめっき層の割れが発生する場合がある。Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素含有量が０．５０％を超えればさらに、めっき鋼線の耐食性が低下する場合がある。
したがって、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎの各元素含有量は０～０．５０％である。含有される場合、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｎの各元素含有量は０．５０％以下、つまり、０超～０．５０％である。

Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ又はＳｎの各元素含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。

［第２群：Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆについて］
本実施形態のめっき鋼線において、めっき層の化学組成はさらに、Ｚｎの一部に代えて、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｔｉ：０．５０％以下、Ｂｅ：０．５０％以下、Ｎａ：０．５０％以下、Ｋ：０．５０％以下、Ｃａ：０．５０％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｌａ：０．５０％以下、Ｃｅ：０．５０％以下、及び、Ｈｆ：０．５０％以下、からなる群から選択される１種以上を含有してもよい。

Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆの各元素は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆの各元素含有量は０％であってもよい。
含有される場合、つまり、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆからなる群から選択される１種以上の元素含有量が０％超である場合、これらの元素は、いずれもめっき鋼線の耐食性を高める。Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆからなる群から選択される１種以上の元素が少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ又はＨｆの各元素含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が飽和して、製造コストが高くなる。Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ又はＨｆの各元素含有量が０．５０％を超えればさらに、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができない。
したがって、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆの各元素含有量は０～０．５０％である。含有される場合、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ及びＨｆの各元素含有量は０．５０％以下、つまり、０超～０．５０％である。

Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ又はＨｆの各元素含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。
Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｃｅ又はＨｆの各元素含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。

［第３群：Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＦｅについて］
本実施形態のめっき鋼線において、めっき層の化学組成はさらに、Ｚｎの一部に代えて、Ｍｏ：０．５０％以下、Ｗ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｔａ：０．５０％以下、及び、Ｆｅ：２．００％以下、からなる群から選択される１種以上を含有してもよい。

Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＦｅの各元素は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＦｅの各元素含有量は０％であってもよい。
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＦｅの各元素含有量が上述の範囲内であれば、本実施形態によるめっき鋼線の効果は得られる。
したがって、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ及びＴａの各元素含有量は０～０．５０％であり、Ｆｅ含有量は０～２．００％である。含有される場合、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ及びＴａの各元素含有量は０．５０％以下、つまり、０超～０．５０％である。含有される場合、Ｆｅ含有量は２．００％以下、つまり、０超～２．００％である。

Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ及びＴａの各元素含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ及びＴａの各元素含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。

Ｆｅ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｆｅ含有量の好ましい上限は１．９０％であり、さらに好ましくは１．７５％であり、さらに好ましくは１．５０％である。

［めっき層の硬さについて］
本実施形態のめっき鋼線では、めっき鋼線の軸方向に垂直な断面である横断面において、ビッカース硬さが適切に制御されている。以下、この点について説明する。

図１を参照して、めっき鋼線の横断面は円形状である。めっき層１０の厚さをｔ（μｍ）と定義する。この横断面において、めっき層の厚さｔ（μｍ）の中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域をＡ１～Ａ４と定義する。上述の４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４において、ビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶである。

上記ビッカース硬さの算術平均値が１５０ＨＶを超えれば、めっき層において各元素含有量が上記範囲内であり、後述するビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である場合であっても、めっき層の硬さが過剰に高まる。そのため、めっき鋼線の加工時にめっき層に割れが発生しやすい。
一方、上記ビッカース硬さの算術平均値が１００ＨＶ未満であれば、めっき層において各元素含有量が上記範囲内であり、後述するビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である場合であっても、めっき層の硬さが低い。そのため、めっき層が傷つきやすい。めっき層の硬さが低い場合、めっき層が摩耗しやすい。めっき層の摩耗により、めっき鋼線のめっき付着量が低減する。めっき層の傷やめっき付着量の低減により、めっき鋼線の耐食性が低下する。したがって、上記ビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶである。

上記ビッカース硬さの算術平均値の好ましい上限は１４５ＨＶであり、さらに好ましくは１４０ＨＶであり、さらに好ましくは１３５ＨＶである。
上記ビッカース硬さの算術平均値の好ましい下限は１０５ＨＶであり、さらに好ましくは１１０ＨＶであり、さらに好ましくは１１５ＨＶである。

［めっき層の硬さのばらつきについて］
本実施形態のめっき鋼線では、めっき層のビッカース硬さの算術平均値を１００～１５０ＨＶとするだけでなく、めっき層の周方向の硬さのばらつきが十分に抑制されている。具体的には、本実施形態のめっき鋼線では、めっき鋼線の軸方向に垂直な断面において、めっき層の厚さ中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である。

上記ビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えれば、めっき層において各元素含有量が上記範囲内であり、ビッカース硬さの算術平均値が１００～１５０ＨＶである場合であっても、めっき層の周方向において、硬さのばらつきが十分に抑制されない。この場合、高硬さ領域と、低硬さ領域とで、同じ負荷が掛かったときの変形度合いが異なる。そのため、加工時に局所的な歪みが発生しやすい。局所的な歪みにより、加工時のめっき層の割れの発生が促進される。そのため、めっき層の周方向の硬さばらつきが大きい場合、加工時に割れが生じやすい。したがって、上記ビッカース硬さの標準偏差は２０．０ＨＶ以下である。

上記ビッカース硬さの標準偏差の好ましい上限は１８．０ＨＶであり、さらに好ましくは１５．０ＨＶであり、さらに好ましくは１３．０ＨＶである。
上記ビッカース硬さの標準偏差はなるべく小さい方が好ましい。しかしながら、上記ビッカース硬さの標準偏差の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、上記ビッカース硬さの標準偏差の好ましい下限は０ＨＶ超であり、さらに好ましくは１．０ＨＶであり、さらに好ましくは５．０ＨＶである。

［ビッカース硬さの測定方法について］
上記ビッカース硬さの算術平均値、及び、上記ビッカース硬さの標準偏差は、次の方法で測定できる。ビッカース硬さの測定は、上述の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４を１箇所ずつ含む合計４箇所の硬さ測定領域において実施する。硬さ測定領域Ａ１～Ａ４で、ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）に準拠したビッカース硬さ試験を実施する。ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）には、硬さを測定するくぼみの中心から試料（試験片）の縁までの距離を、くぼみの平均対角線長さｄに対して２．５ｄ以上とする点が規定されている。ただし、本実施形態のめっき鋼線において、めっき層の厚さが比較的薄く、硬さを測定するくぼみの中心から試料（試験片）の縁までの距離が２．５ｄ未満となる場合がある。硬さを測定するくぼみの中心から試料（試験片）の縁までの距離が２．５ｄ未満となる場合でも、硬さを測定するくぼみの中心から試料（試験片）の縁までの距離が２．５ｄ以上である場合と同様に、ビッカース硬さ試験を実施する。試験力は０．１Ｎ（１０ｇｆ）とする。

各硬さ測定領域につき、３回ずつビッカース硬さ試験を実施する。つまり、合計１２回ビッカース硬さ試験を実施する。得られた１２個のビッカース硬さの測定値の算術平均値を、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値と定義する。得られた１２個のビッカース硬さの測定値の不偏標準偏差を、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差と定義する。

［めっき鋼線の製造方法］
本実施形態のめっき鋼線の製造方法の一例を説明する。以降に説明するめっき鋼線の製造方法は、本実施形態のめっき鋼線を製造するための一例である。したがって、上述の構成を有するめっき鋼線は、以降に説明する製造方法以外の他の製造方法により製造されてもよい。

図３は、本実施形態によるめっき鋼線の製造工程の一例を示すフロー図である。図３を参照して、本実施形態のめっき鋼線の製造方法の一例は、鋼線を準備する工程（鋼線準備工程：Ｓ１）と、溶融亜鉛合金めっきの前処理として、鋼線に対して亜鉛めっき処理を実施する工程（１次めっき処理工程：Ｓ２）と、１次めっき処理工程後の鋼線に溶融亜鉛合金めっき処理を実施する工程（溶融亜鉛合金めっき処理工程：Ｓ３）とを含む。

［鋼線準備工程（Ｓ１）］
鋼線準備工程は、周知の方法で鋼線を準備する。本実施形態のめっき鋼線の製造者は、第三者から鋼線の供給を受けて、鋼線を準備してもよい。また、鋼線を製造して準備してもよい。鋼線を製造する場合、鋼線の製造方法は特に限定されないが、線材を所望の線径まで伸線加工する工程（伸線加工工程：Ｓ１１）と、伸線加工工程後の鋼線に対して、必要に応じて、熱処理を実施する工程（熱処理工程：Ｓ１２）とを含む。

伸線加工に用いる線材は、周知の方法で準備する。本実施形態のめっき鋼線の製造者は、第三者から線材の供給を受けて、線材を準備してもよい。また、線材を製造して準備してもよい。線材を製造する場合、線材の製造方法は特に限定されないが、周知の化学組成を有する溶鋼を、周知の精錬方法により製造する。製造された溶鋼を用いて、素材（ブルーム、インゴット又はビレット）を製造する。製造した素材を熱間圧延して線材を製造する。

［伸線加工工程（Ｓ１１）］
伸線加工工程では、線材に対して、周知の方法で伸線加工を実施する。伸線加工の方法は特に限定されないが、熱間圧延後の線材に対して、酸洗又はメカニカルな方法により、線材の表面に付着したスケールを除去する。その後、伸線加工を実施して、所望の線径に調整し、鋼線を製造する。

［熱処理工程（Ｓ１２）］
熱処理工程は任意の工程である。熱処理工程は、めっき鋼線に必要な機械的特性に応じて、実施する。熱処理工程は実施してもよいし、実施しなくてもよい。熱処理工程を実施する場合、伸線加工工程後の鋼線に対して、周知の方法で焼鈍処理を実施する。以上の方法により、鋼線を得ることができる。

［１次めっき処理工程（Ｓ２）］
１次めっき処理工程（Ｓ２）では、鋼線準備工程（Ｓ１）で準備した鋼線に対して、亜鉛めっき処理を実施して、後述の溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線を製造する。１次めっき処理工程において亜鉛めっき処理を実施することにより、後述の溶融亜鉛合金めっき処理工程（Ｓ３）においてめっき層１０を効率よく形成することができる。１次めっき処理工程は、周知の方法で実施する。

１次めっき処理工程において亜鉛めっき処理の前に、鋼線に対して、酸洗及び／又はフラックス処理を実施してもよい。亜鉛めっき処理の前に、鋼線に対して、酸洗及び／又はフラックス処理を実施する場合、酸洗及びフラックス処理の方法は特に限定されない。亜鉛めっき処理前に、酸洗及びフラックス処理を実施すれば、亜鉛めっきの鋼線への密着性を高めることができる。

１次めっき処理工程において亜鉛めっき処理の方法は特に限定されない。亜鉛めっき処理はたとえば、溶融亜鉛めっきであってもよいし、電気亜鉛めっきであってもよい。溶融亜鉛めっき又は電気亜鉛めっきは、周知の方法で実施すればよい。

亜鉛めっき処理として溶融亜鉛めっきを実施した場合、亜鉛めっき処理後の鋼線に対して、冷却を実施する。冷却方法は特に限定されない。冷却方法はたとえば、水冷であってもよいし、衝風冷却であってもよいし、気水冷却であってもよい。

以上の方法により、溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線を製造することができる。また、本実施形態のめっき鋼線の製造者は、第三者から溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線の供給を受けて、溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線を準備してもよい。

［溶融亜鉛合金めっき処理工程（Ｓ３）］
溶融亜鉛合金めっき処理工程（Ｓ３）では、１次めっき処理工程（Ｓ２）後の溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線に対して、溶融亜鉛合金めっき処理を実施する。これにより、１次めっき処理工程（Ｓ２）後の溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線の表面上に本実施形態のめっき層が形成される。

図４は、溶融亜鉛合金めっきに用いる装置（溶融亜鉛合金めっき処理装置）、及び、冷却に用いる装置（冷却装置５０）の模式図である。図４を参照して、溶融亜鉛合金めっきの浴槽２０には、溶融亜鉛合金めっき浴２１が充填される。溶融亜鉛合金めっきの浴槽２０は、シンカーロール３０を備える。溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線２は、溶融亜鉛合金めっき浴２１に浸漬され、シンカーロール３０に沿って上方へ引き出される。上方へ引き出された、溶融亜鉛合金めっき後のめっき鋼線１は、断気筒４０を通過し、冷却装置５０にて冷却される。断気筒４０には、不活性ガスが充填されていることが好ましい。冷却後のめっき鋼線１は、引き上げロール６０に沿って進み、リング状に巻き取られる。

溶融亜鉛合金めっき処理工程はたとえば、必要に応じて、鋼線に対して前処理を実施する工程（前処理工程：Ｓ３１）と、鋼線を溶融亜鉛合金めっき浴に浸漬する工程（浸漬工程：Ｓ３２）と、溶融亜鉛合金めっき浴から鋼線を引き出し、冷却する工程（冷却工程：Ｓ３３）とを含む。

［前処理工程（Ｓ３１）］
前処理工程は任意の工程である。前処理工程は実施してもよいし、実施しなくてもよい。前処理工程を実施する場合、前処理工程では、たとえば、溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線に酸洗及び／又はフラックス処理を実施してもよい。前処理工程を実施する場合、前処理工程で実施する酸洗及びフラックス処理の方法は特に限定されない。前処理工程を実施すれば、後述の浸漬工程（Ｓ３２）及び冷却工程（Ｓ３３）においてめっき層１０をさらに効率よく形成することができる。

［浸漬工程（Ｓ３２）］
浸漬工程では、前処理工程を実施する場合は１次めっき処理工程（Ｓ２）後の鋼線に前処理を施した後、溶融亜鉛合金めっき浴２１に浸漬する。前処理工程を実施しない場合は、１次めっき処理工程（Ｓ２）後の鋼線を溶融亜鉛合金めっき浴２１に浸漬する。

溶融亜鉛合金めっき浴２１の化学組成は、本実施形態のめっき鋼線のめっき層の化学組成と同じである。具体的には、溶融亜鉛合金めっき浴２１の化学組成は、質量％で、Ａｌ：０．５～１５．０％、Ｍｇ：０．３～５．０％、Ｐｂ：０～０．５０％、Ｂｉ：０～０．５０％、Ｓｒ：０～０．５０％、Ｖ：０～０．５０％、Ｃｒ：０～０．５０％、Ｍｎ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｓｉ：０～０．５０％、Ｔｉ：０～０．５０％、Ｂｅ：０～０．５０％、Ｎａ：０～０．５０％、Ｋ：０～０．５０％、Ｃａ：０～０．５０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｌａ：０～０．５０％、Ｃｅ：０～０．５０％、Ｈｆ：０～０．５０％、Ｍｏ：０～０．５０％、Ｗ：０～０．５０％、Ｎｂ：０～０．５０％、Ｔａ：０～０．５０％、及び、Ｆｅ：０～２．００％、を含有し、残部がＺｎ及び不純物からなる。溶融亜鉛合金めっきの浴槽２０における溶融亜鉛合金めっき浴２１の温度及び溶融亜鉛合金めっき浴２１への浸漬時間は特に限定されない。溶融亜鉛合金めっきの浴槽２０における溶融亜鉛合金めっき浴２１の温度はたとえば、４００～５００℃であってもよい。溶融亜鉛合金めっき浴２１への浸漬時間はたとえば、３～６０秒であってもよい。

［冷却工程（Ｓ３３）］
冷却工程では、溶融亜鉛合金めっき浴２１からめっき鋼線１を引き出し、冷却する。冷却工程では、めっき鋼線の周方向において、冷却速度のばらつきをできるだけ抑制し、かつ、めっき鋼線を十分に低い温度まで冷却することが好ましい。冷却速度のばらつきをできるだけ抑制し、かつ、めっき鋼線を十分に低い温度まで冷却するための好ましい条件はたとえば、次のとおりである。
冷却装置に備えられる冷却ノズルの個数Ｎ（個）：複数
めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）：めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０～５０％
次の式（１）で定義されるＦｎ：４．００以上
Ｆｎ＝ＴＮ／（ＴＳ×ＰＳ）×１００ （１）
ここで、式（１）のＴＮはめっき浴から引き上げ時にめっき鋼線に掛かる張力（Ｎ）であり、ＴＳはめっき鋼線の引張強度（ＭＰａ）であり、ＰＳは冷却時のめっき鋼線の引上速度（ｍ／ｍｉｎ）である。
冷却停止温度Ｔ（℃）：２００℃以下
めっき鋼線の表面温度が３５０～２００℃である場合における平均冷却速度：１２℃／ｓ以上

［冷却装置に備えられる冷却ノズルの個数Ｎについて］
図５は、図４に示す冷却装置５０の模式図である。冷却装置５０は、複数の冷却ノズル５１を備える。冷却装置５０が複数の冷却ノズル５１を備えれば、めっき鋼線を十分に低い温度まで冷却することができる。そのため、冷却停止後において、鋼線からの復熱による温度上昇が小さくなる。そのため、復熱によるめっき硬さの変化が抑制される。冷却装置５０が複数の冷却ノズル５１を備える場合さらに、めっき鋼線の周方向において、表面の冷却速度のばらつきを十分に抑制することができる。その結果、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制される。つまり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下となる。

めっき鋼線１の周方向、つまり、冷却装置５０の周方向に備えられる冷却ノズル５１の個数は２個以上であってもよい。冷却装置５０の周方向に備えられる冷却ノズル５１の個数が２個以上である場合、冷却ノズル５１同士は、冷却装置５０の長手方向に垂直な断面（横断面）において、横断面の中心周りに６０～１８０度未満の間隔を空けて設置されてもよい。横断面の中心周りに６０～１８０度未満の間隔を空けて設置される場合、冷却ノズル５１から噴出される冷却媒体５２同士の干渉が抑制され、さらに効率よく冷却することができる。その結果、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制される。

冷却装置５０の長手方向に平行な方向を、冷却装置５０の高さ方向と定義する。冷却装置５０はたとえば、冷却装置５０の高さ方向に、２段以上の冷却ノズル５１を備えてもよい。冷却装置５０の高さ方向に、２段以上の冷却ノズル５１を備える場合、さらに効率よく冷却することができる。その結果、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制される。冷却ノズルから噴出される冷却媒体は特に限定されないが、たとえば、水、衝風、及び、気水等であってもよい。

［めっき鋼線に掛かる張力ＴＮについて］
冷却工程では、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）をめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０～５０％とする。ここで、めっき鋼線に掛かる張力とは、めっき鋼線１が冷却装置５０を通過するときにめっき鋼線１に掛かる張力のことである。図５を参照して、通常、めっき鋼線１の通過するライン（パスライン）が冷却装置５０の中央を通過することを前提に、冷却装置５０は設置される。図５を参照して、めっき鋼線１は冷却装置５０の中央付近を通過している。そのため、めっき鋼線１とパスラインとは、ほぼ一致する。そのため、各冷却ノズル５１とめっき鋼線１との距離にばらつきが生じにくい。この場合、各冷却ノズル５１から噴出された冷却媒体５２とめっき鋼線１とが接触する量のばらつきを十分に抑制することができる。そのため、めっき鋼線の周方向の冷却速度のばらつきを十分に抑制することができる。そのため、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきを十分に抑制することができる。

図６は、めっき鋼線１が冷却装置５０を通過するときに、めっき鋼線１の通過位置がパスライン３から外れた場合の図４に示す冷却装置５０の模式図である。図６を参照して、めっき鋼線１の通過位置が冷却装置５０の中央から遠ざかっている。つまり、めっき鋼線１の通過位置は、パスライン３から外れている。そのため、各冷却ノズル５１とめっき鋼線１との距離にばらつきが生じやすい。この場合、各冷却ノズル５１から噴出された冷却媒体５２とめっき鋼線１とが接触する量のばらつきを十分に抑制することができない。そのため、めっき鋼線の周方向の冷却速度のばらつきを十分に抑制することができない。そのため、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制されない。したがって、冷却装置５０において、なるべくめっき鋼線１の通過位置が冷却装置５０の中央付近となるように制御できれば、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきを十分に抑制することができる。

めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）をめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０％以上とすれば、他の製造条件を満たすことを前提に、めっき鋼線１の通過位置が冷却装置５０の中央に近づく。つまり、めっき鋼線１の通過位置は、図５に示すように、冷却装置５０の中央付近に存在し、パスラインとほぼ一致する。そのため、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきを十分に抑制することができる。つまり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下となる。めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）をめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の５０％以下とすれば、張力によりめっき鋼線が変形するのを抑制することができる。そのため、めっき鋼線の線径が変化するのを抑制することができる。この場合、歩留まりが低下する。したがって、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）は、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０～５０％である。

めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）の好ましい下限は、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２５％であり、さらに好ましくはめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の３０％である。めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）の好ましい上限は、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の４５％であり、さらに好ましくはめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の４０％である。

めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）は、市販のテンションメーターで測定することができる。市販のテンションメーターを用いて測定された冷却装置５０の出側でのめっき鋼線１の張力を、めっき鋼線に掛かる張力と定義する。めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）は、めっき鋼線に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）に準拠した引張試験を実施することにより、測定することができる。

［式（１）について］
冷却工程ではさらに、次の式（１）で定義されるＦｎが４．００以上となるようにする。
Ｆｎ＝ＴＮ／（ＴＳ×ＰＳ）×１００ （１）
ここで、式（１）のＴＮはめっき浴から引き上げ時にめっき鋼線に掛かる張力（Ｎ）であり、ＴＳはめっき鋼線の引張強度（ＭＰａ）であり、ＰＳは冷却時のめっき鋼線の引上速度（ｍ／ｍｉｎ）である。

めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）が、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０～５０％であれば、めっき鋼線１の通過位置は、パスラインとある程度一致する。しかしながら、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）が、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０～５０％である場合であっても、冷却時のめっき鋼線の引上速度ＰＳ（ｍ／ｍｉｎ）、及び、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）の大きさによっては、めっき鋼線１の通過位置がパスラインから外れる場合がある。その結果、めっき鋼線１の周方向の冷却状態のばらつきが大きくなる場合がある。

具体的には、冷却時のめっき鋼線の引上速度が大きければ、冷却時にめっき鋼線が振動しやすくなる。そのため、冷却時におけるめっき鋼線の通過位置がパスラインから外れやすくなる。冷却時のめっき鋼線の引上速度が大きければさらに、めっき鋼線の冷却時間が短くなる。そのため、冷却時におけるめっき鋼線の通過位置がパスラインから外れた場合に、めっき鋼線の周方向の冷却状態のばらつきが大きくなりやすい。さらに、めっき鋼線の引張強度が大きければ、冷却時にめっき鋼線が湾曲しやすくなる。そのため、冷却時におけるめっき鋼線の通過位置がパスラインから外れやすくなる。

したがって、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）、冷却時のめっき鋼線の引上速度ＰＳ（ｍ／ｍｉｎ）、及び、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）のバランスを適切に制御することが好ましい。具体的には、上記式（１）で定義される、Ｆｎが４．００以上である場合、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制される。

Ｆｎの好ましい下限は４．５０であり、さらに好ましくは５．００であり、さらに好ましくは５．５０である。Ｆｎの上限は特に限定されないが、好ましくは１５．００であり、さらに好ましくは１２．００であり、さらに好ましくは１０．００である。Ｆｎの数値は、小数第三位を四捨五入して得られた値とする。

［冷却停止温度Ｔについて］
冷却工程では、溶融亜鉛合金めっき浴２１からめっき鋼線１を引き出した後、めっき鋼線の表面温度が２００℃以下になるまで冷却を実施する。つまり、冷却工程において、冷却停止温度Ｔは２００℃以下である。ここで、冷却停止温度Ｔとは、冷却装置５０の出側のめっき鋼線の表面の温度である。冷却停止温度Ｔが２００℃以下であれば、めっき鋼線の温度が十分に低くなる。そのため、冷却停止後において、鋼線からめっき層への復熱が十分に抑制される、そのため、復熱によるめっき層の硬さの変化が十分に抑制される。その結果、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきが十分に抑制される。つまり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下となる。したがって、冷却停止温度Ｔは２００℃以下である。

冷却停止温度Ｔの好ましい上限は１７０℃であり、さらに好ましくは１５０℃である。冷却停止温度Ｔの下限は特に制限されないが、なるべく低い方が好ましい。しかしながら、冷却停止温度Ｔの過剰な低減は製造コストを高める。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、冷却停止温度Ｔの好ましい下限は室温である。冷却媒体が衝風である場合、冷却停止温度Ｔの好ましい下限は５０℃であり、さらに好ましくは１００℃である。冷却開始温度は特に限定されないが、たとえば、溶融亜鉛合金めっき浴中の溶融亜鉛合金の融点以下３５０℃以上であってもよい。

［３５０～２００℃での平均冷却速度について］
冷却工程では、めっき鋼線の表面温度が３５０～２００℃である場合における平均冷却速度を１２℃／ｓ以上に制御する。３５０～２００℃は、亜鉛合金めっきの凝固完了近傍から、亜鉛合金めっきの変態が完了し、めっき組織の変化が小さくなる温度域である。亜鉛合金めっきが凝固し、冷却が進行すれば、めっき層のミクロ組織が決定する。そのため、めっき鋼線の表面温度が３５０℃～２００℃である場合における平均冷却速度が１２℃／ｓ以上であれば、めっき鋼線の周方向の硬さばらつきを十分に抑制することができる。つまり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下となる。したがって、めっき鋼線の表面温度が３５０℃～２００℃である場合における平均冷却速度は１２℃／ｓ以上である。

めっき鋼線の表面温度が３５０℃～２００℃である場合における平均冷却速度の好ましい下限は１５℃／ｓであり、さらに好ましくは２０℃／ｓである。めっき鋼線の表面温度が３５０℃～２００℃である場合における平均冷却速度の上限は特に限定されない。平均冷却速度の上限はたとえば、１５００℃／ｓである。冷却工程後、めっき鋼線をリング状に巻き取る。

以上の製造工程により、本実施形態によるめっき鋼線が製造される。以上の製造工程により製造されためっき鋼線は、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値が１００～１５０ＨＶであり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である。そのため、本実施形態によるめっき鋼線は、加工時のめっき層の割れの発生を抑制することができる。

実施例により本実施形態のめっき鋼線の効果をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態のめっき鋼線の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態のめっき鋼線はこの一条件例に限定されない。

ＪＩＳ Ｇ３５０５（２０１７）に規定される軟鋼線材の化学組成を有する鋼線を用いた。ＪＩＳ Ｇ３５０５（２０１７）に規定される化学組成を有する溶鋼を周知の精錬方法により製造した。製造された溶鋼を用いて、ビレットを製造した。製造したビレットを熱間圧延し、線径５．５ｍｍの線材を製造した。製造した線材に対して、酸洗によるスケール剥離を実施した。酸洗後の線材に対して、石灰皮膜処理を行った後、伸線加工を実施した。伸線加工後、焼鈍処理を実施して、線径２．０ｍｍの鋼線を得た。

焼鈍処理後の鋼線に対して、周知の方法で、酸洗、及び、フラックス処理を実施した。フラックス処理後の鋼線に対して、周知の方法で溶融亜鉛めっき処理を実施した。溶融亜鉛めっき処理後、水冷を実施した。水冷後の鋼線に対して、周知の方法で再度フラックス処理を実施した。

フラックス処理後、表１に示す化学組成を有する溶融亜鉛合金めっき浴に浸漬した。溶融亜鉛合金めっきの浴槽における溶融亜鉛合金めっき浴の温度は、４４０～４７０℃であった。溶融亜鉛合金めっき浴への浸漬時間は、１０～３０秒であった。

表１中の「－」部分は、対応する元素含有量が実施形態に規定の桁数において、０％であることを意味する。換言すれば、対応する元素含有量において、上述の実施形態で規定の桁数での端数を四捨五入した場合に０％であることを意味する。たとえば、本実施形態のＢｉ含有量は小数第二位までの数値で規定されている。したがって、表１中の試験番号１では、測定されたＢｉ含有量の小数第三位を四捨五入した場合に、０％であったことを意味する。なお、四捨五入とは、規定された桁の下の桁（端数）が５未満であれば切り捨て、５以上であれば切り上げることを意味する。表１に記載の元素以外の残部は、Ｚｎ及び不純物であった。

溶融亜鉛合金めっき浴からめっき鋼線を引き出し、冷却を実施した。冷却装置において、冷却装置に備えられる冷却ノズルの数Ｎ（個）、冷却時のめっき鋼線の引上速度ＰＳ（ｍ／ｍｉｎ）、めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）、Ｆｎ値、冷却停止温度Ｔ（℃）、及び、めっき鋼線の表面温度が３５０～２００℃である場合における平均冷却速度（℃／ｓ）については、表２に示すとおりであった。なお、めっき鋼線に掛かる張力ＴＮ（Ｎ）は、市販のテンションメーターで測定した。めっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）に準拠した引張試験により、測定した。引張試験に用いた試験片の長さは４００ｍｍとした。引張試験における引張速度は２０ｍｍ／ｍｉｎとした。

冷却装置が複数の冷却ノズルを有する場合、冷却ノズル同士は、冷却装置の長手方向に垂直な断面（横断面）において、横断面の中心周りに６０～１８０度未満の間隔を空けて設置された。冷却装置が複数の冷却ノズルを有する場合、冷却装置の高さ方向における冷却ノズルの段数は２～７段であった。冷却ノズルから噴出される冷却媒体は水、衝風又は気水であった。冷却工程後、めっき鋼線をリング状に巻き取った。

［評価試験］
試験番号１～３４のめっき鋼線に対して、ビッカース硬さの算術平均値及び標準偏差を求めた。さらに、試験番号１～３４のめっき鋼線に対して、加工性評価試験及び耐食性評価試験を実施した。

［ビッカース硬さの算術平均値、及び、標準偏差について］
各試験番号のめっき鋼線のビッカース硬さの算術平均値、及び、ビッカース硬さの標準偏差は、次の方法で測定した。ビッカース硬さの測定は、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４を１箇所ずつ含む合計４箇所の硬さ測定領域において実施した。硬さ測定領域Ａ１～Ａ４で、ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）に準拠したビッカース硬さ試験を実施した。試験力は０．１Ｎ（１０ｇｆ）とした。

各硬さ測定領域につき、３回ずつビッカース硬さ試験を実施した。つまり、合計１２回ビッカース硬さ試験を実施した。得られた１２個のビッカース硬さの測定値の算術平均値を、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値と定義した。得られた１２個のビッカース硬さの測定値の不偏標準偏差を、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差と定義した。ビッカース硬さの算術平均値及び標準偏差の結果を表２の「算術平均値（ＨＶ）」及び「標準偏差（ＨＶ）」欄に示す。

［加工性評価試験］
各試験番号のめっき鋼線を、芯材に５周巻き付け、めっき表面の割れの有無を調べた。めっき鋼線の線径は２．０ｍｍであり、芯材の直径はめっき鋼線の線径の３倍とした。加工性評価試験の結果を表２の「加工性評価」欄に示す。めっき表面に割れが目視で確認されなかった場合、めっき層の割れの発生を十分に抑制できたと判断し、「〇」とした。めっき表面に割れが目視で確認された場合、めっき層の割れの発生を十分に抑制できなかったと判断し、「×」とした。

［耐食性評価試験］
各試験番号のめっき鋼線の耐食性評価試験は、次の方法で実施した。各試験番号のめっき鋼線に、ＪＩＳ Ｈ ８０５２（１９９９）に準拠した中性塩水噴霧サイクル試験を実施した。中性塩水噴霧サイクル試験は、ＪＡＳＯ Ｍ６０９で規定された条件で実施した。ＪＡＳＯ Ｍ６０９で規定された条件は、具体的には、次のとおりである。
（１）塩水噴霧工程：３５±１℃、５％ＮａＣｌ水溶液、２時間
（２）乾燥工程：６０±１℃、２０～３０％ＲＨ、４時間
（３）湿潤工程：５０±１℃、９５％ＲＨ以上、２時間
（４）（１）～（３）を３０回繰り返す。

上記（１）～（３）を３０回繰り返した後（３０サイクル後）の各試験番号のめっき鋼線の腐食減量を測定した。耐食性評価試験の結果を表２の「耐食性評価」欄に示す。腐食減量が５０ｇ／ｍ^２未満の場合は、めっき鋼線の耐食性が高いと判断し、「〇」とした。腐食減量が５０ｇ／ｍ^２以上の場合は、めっき鋼線の耐食性が低いと判断し、「×」とした。

［試験結果］
表２に試験結果を示す。表２を参照して、試験番号１～２３は、めっき層の化学組成が適切であり、製造工程も適切であった。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶであり、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下であった。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができた。

試験番号２４は、Ａｌ含有量が低すぎた。そのため、めっき鋼線の耐食性が低かった。さらに、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号２５は、Ｍｇ含有量が低すぎた。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値が１００ＨＶ未満であり、めっき鋼線の耐食性が低かった。

試験番号２６は、Ｍｇ含有量が高すぎた。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値が１５０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号２７は、冷却装置に備えられる冷却ノズルの数が少なすぎた。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号２８は、冷却装置に備えられる冷却ノズルの数が少なすぎた。試験番号２８はさらに、Ｆｎが４．００未満であった。試験番号２８はさらに、冷却停止温度Ｔが高すぎた。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号２９及び３４は、めっき鋼線に掛かる張力がめっき鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）×めっき鋼線の断面積Ｓ（ｍｍ^２）の２０％未満であった。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号３０は、冷却停止温度Ｔが高すぎた。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号３１は、冷却停止温度Ｔが高すぎた。試験番号３１はさらに、３５０～２００℃における平均冷却速度が１２℃／ｓ未満であった。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号３２は、３５０～２００℃における平均冷却速度が１２℃／ｓ未満であった。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

試験番号３３について、Ｆｎが４．００未満であった。そのため、硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶを超えた。その結果、加工時のめっき層の割れの発生を十分に抑制することができなかった。

以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

１ めっき鋼線
２ 溶融亜鉛合金めっき処理に供する鋼線
３ パスライン
１０ めっき層
１１ 合金層
２０ 溶融亜鉛合金めっきの浴槽
２１ 溶融亜鉛合金めっき浴
３０ シンカーロール
４０ 断気筒
５０ 冷却装置
５１ 冷却ノズル
５２ 冷却媒体
６０ 引き上げロール
１００ 鋼線

Claims (2)

1. めっき鋼線であって、
   鋼線と、
   前記鋼線の表面上に形成されているめっき層とを備え、
   前記めっき層は、
   質量％で、
   Ａｌ：０．５～１５．０％、及び、
   Ｍｇ：０．３～５．０％、を含有し、
   残部がＺｎ及び不純物からなり、
   前記めっき鋼線の軸方向に垂直な断面において、
   前記めっき層の厚さ中央位置であって、周方向に９０度ずつずれた４箇所の硬さ測定領域Ａ１～Ａ４でのビッカース硬さの算術平均値は１００～１５０ＨＶであり、
   前記硬さ測定領域Ａ１～Ａ４での前記ビッカース硬さの標準偏差が２０．０ＨＶ以下である、
   めっき鋼線。
2. 請求項１に記載のめっき鋼線であってさらに、
   前記めっき層は、
   前記Ｚｎの一部に代えて、質量％で、
   Ｐｂ：０．５０％以下、
   Ｂｉ：０．５０％以下、
   Ｓｒ：０．５０％以下、
   Ｖ：０．５０％以下、
   Ｃｒ：０．５０％以下、
   Ｍｎ：０．５０％以下、
   Ｓｎ：０．５０％以下、
   Ｓｉ：０．５０％以下、
   Ｔｉ：０．５０％以下、
   Ｂｅ：０．５０％以下、
   Ｎａ：０．５０％以下、
   Ｋ：０．５０％以下、
   Ｃａ：０．５０％以下、
   Ｃｕ：０．５０％以下、
   Ｌａ：０．５０％以下、
   Ｃｅ：０．５０％以下、
   Ｈｆ：０．５０％以下、
   Ｍｏ：０．５０％以下、
   Ｗ：０．５０％以下、
   Ｎｂ：０．５０％以下、
   Ｔａ：０．５０％以下、及び、
   Ｆｅ：２．００％以下、
   からなる群から選択される１種以上を含有する、
   めっき鋼線。
   

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