JP2924894B2 - 鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法 - Google Patents
鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法Info
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、鋼材の溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき方法に係わり、更に詳しくは二浴法に
よって高Ｓｉ鋼、低Ｓｉ鋼を問わず鋼材の表面に、耐食
性の非常に高いＺｎ−Ａｌ合金めっき皮膜を形成するこ
とが可能であり且つ膜厚の制御性に優れた溶融亜鉛−ア
ルミニウム合金めっき方法に関する。
ニウム合金めっき方法に係わり、更に詳しくは二浴法に
よって高Ｓｉ鋼、低Ｓｉ鋼を問わず鋼材の表面に、耐食
性の非常に高いＺｎ−Ａｌ合金めっき皮膜を形成するこ
とが可能であり且つ膜厚の制御性に優れた溶融亜鉛−ア
ルミニウム合金めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ますます設備の拡充がなされてい
る送電鉄塔やパラボラアンテナなどの電力、通信設備を
はじめ多くの屋外建築構造物が増加傾向にあり、亜硫酸
ガスや窒素酸化物を成分とする酸性雨に曝され、腐食の
度合いが大きくなっていくことが予測される。また、平
野部の少ない我が国においては、交通量の増大、輸送力
の向上のために建設される新設の高速道路は、山間部に
設けざるを得ず、それにともなって冬季の凍結対策とし
て、路面には融雪剤を散布することが多くなる。散布さ
れる融雪剤の塩化ナトリウムなどによる道路施設関係の
腐食が激しくなり、従来の溶融亜鉛めっきでは十分に対
応できない状態にある。
る送電鉄塔やパラボラアンテナなどの電力、通信設備を
はじめ多くの屋外建築構造物が増加傾向にあり、亜硫酸
ガスや窒素酸化物を成分とする酸性雨に曝され、腐食の
度合いが大きくなっていくことが予測される。また、平
野部の少ない我が国においては、交通量の増大、輸送力
の向上のために建設される新設の高速道路は、山間部に
設けざるを得ず、それにともなって冬季の凍結対策とし
て、路面には融雪剤を散布することが多くなる。散布さ
れる融雪剤の塩化ナトリウムなどによる道路施設関係の
腐食が激しくなり、従来の溶融亜鉛めっきでは十分に対
応できない状態にある。
【０００３】過去の幾つかの特許に見られるように、亜
鉛−アルミニウム合金めっき皮膜が亜鉛めっき皮膜より
も耐食性に優れていることは、既に明らかにされている
が、亜鉛めっきのように前処理を施した鋼材を亜鉛−ア
ルミニウム合金めっき浴に浸漬して一度で合金めっき皮
膜を形成することは、不めっきの発生などで技術的に不
可能とされてきた。そのため、予め亜鉛めっきを施した
後に亜鉛−アルミニウム合金めっきを行ういわゆる二浴
法が採用され、実用化されている。例えば、特公平４−
１９２９９号公報に見られるように一浴目の亜鉛めっき
及び二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっきの条件を狭
い範囲に限定する方法と、一浴目の亜鉛めっき浴にニッ
ケルを添加した後、或いは特公平７−５３９０１号公報
のように鋼材表面に無電解ニッケルめっきでニッケル皮
膜を形成した後、二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっ
きを行う方法がある。
鉛−アルミニウム合金めっき皮膜が亜鉛めっき皮膜より
も耐食性に優れていることは、既に明らかにされている
が、亜鉛めっきのように前処理を施した鋼材を亜鉛−ア
ルミニウム合金めっき浴に浸漬して一度で合金めっき皮
膜を形成することは、不めっきの発生などで技術的に不
可能とされてきた。そのため、予め亜鉛めっきを施した
後に亜鉛−アルミニウム合金めっきを行ういわゆる二浴
法が採用され、実用化されている。例えば、特公平４−
１９２９９号公報に見られるように一浴目の亜鉛めっき
及び二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっきの条件を狭
い範囲に限定する方法と、一浴目の亜鉛めっき浴にニッ
ケルを添加した後、或いは特公平７−５３９０１号公報
のように鋼材表面に無電解ニッケルめっきでニッケル皮
膜を形成した後、二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっ
きを行う方法がある。
【０００４】このような二浴方法による亜鉛−アルミニ
ウム合金めっき皮膜は、まず一浴目で亜鉛−鉄合金層と
純亜鉛層からなる通常の亜鉛めっき皮膜を形成してお
き、その後亜鉛−アルミニウム合金浴に浸漬して、既に
形成されている亜鉛めっき層中の鉄−亜鉛合金の亜鉛と
浴中のアルミニウムを置換させることによってできる鉄
−アルミニウム合金に亜鉛の固溶した金属間化合物層と
亜鉛−アルミニウム合金層からなる合金めっき皮膜が鋼
表面に形成される。一浴目の亜鉛めっきで形成されるめ
っき皮膜中の鉄−亜鉛合金層の厚みや緻密さ及び二浴目
のめっき温度、めっき時間などによって、めっき皮膜表
面にざらつきや凹凸が発生することがある。このため、
前述の特公平４−１９２９９号公報に見られるように一
浴目、二浴目のめっき条件を狭い範囲に限定するもので
ある。また、別の特許に見られるように一浴目めっき浴
にニッケルを添加したり、鋼材表面に無電解めっきでニ
ッケル皮膜を形成することによって一浴目のめっき付着
量を抑制し、二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっきで
良好な外観を有するめっき皮膜を得ようとするものであ
る。
ウム合金めっき皮膜は、まず一浴目で亜鉛−鉄合金層と
純亜鉛層からなる通常の亜鉛めっき皮膜を形成してお
き、その後亜鉛−アルミニウム合金浴に浸漬して、既に
形成されている亜鉛めっき層中の鉄−亜鉛合金の亜鉛と
浴中のアルミニウムを置換させることによってできる鉄
−アルミニウム合金に亜鉛の固溶した金属間化合物層と
亜鉛−アルミニウム合金層からなる合金めっき皮膜が鋼
表面に形成される。一浴目の亜鉛めっきで形成されるめ
っき皮膜中の鉄−亜鉛合金層の厚みや緻密さ及び二浴目
のめっき温度、めっき時間などによって、めっき皮膜表
面にざらつきや凹凸が発生することがある。このため、
前述の特公平４−１９２９９号公報に見られるように一
浴目、二浴目のめっき条件を狭い範囲に限定するもので
ある。また、別の特許に見られるように一浴目めっき浴
にニッケルを添加したり、鋼材表面に無電解めっきでニ
ッケル皮膜を形成することによって一浴目のめっき付着
量を抑制し、二浴目の亜鉛−アルミニウム合金めっきで
良好な外観を有するめっき皮膜を得ようとするものであ
る。
【０００５】前述の特公平４−１９２９９号公報記載の
方法では、パイプ手摺りや複雑な形状の構造物並びに部
材厚の厚い製品はめっき時間が長くなり、公報に記載さ
れているめっき時間内では不可能である。また、別の特
許の方法においても鋼材の材質によっては、鉄−亜鉛合
金の成長を抑制することが困難なものもあり、十分では
ない。
方法では、パイプ手摺りや複雑な形状の構造物並びに部
材厚の厚い製品はめっき時間が長くなり、公報に記載さ
れているめっき時間内では不可能である。また、別の特
許の方法においても鋼材の材質によっては、鉄−亜鉛合
金の成長を抑制することが困難なものもあり、十分では
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来から一般に使用さ
れている溶融亜鉛めっき用フラックスであるＺｎＣｌ2
−ＮＨ4 Ｃｌフラックスは、フラックス温度が７０℃以
下と低かったり、フラックス処理後の鋼材表面が充分乾
燥していない場合、一浴目のめっき浴中にＡｌが０．０
１％と少量しか含まれていないにもかかわらず、不めっ
きが発生する。また、めっき浴中にＡｌが０．０２５％
含まれるとフラックス温度が７０℃以上あり、処理後の
鋼材表面が乾燥していても不めっきが発生する。
れている溶融亜鉛めっき用フラックスであるＺｎＣｌ2
−ＮＨ4 Ｃｌフラックスは、フラックス温度が７０℃以
下と低かったり、フラックス処理後の鋼材表面が充分乾
燥していない場合、一浴目のめっき浴中にＡｌが０．０
１％と少量しか含まれていないにもかかわらず、不めっ
きが発生する。また、めっき浴中にＡｌが０．０２５％
含まれるとフラックス温度が７０℃以上あり、処理後の
鋼材表面が乾燥していても不めっきが発生する。
【０００７】ボルト類のような小物部品は、乾燥炉で乾
燥させることはできるが、大型構造物などの加工品は、
構成部材の重ね合わせ部の隙間やコーナー部にフラック
ス液が溜まり、これらの水分を完全に除くのは形状的に
不可能である。従って、構造物を不めっきのない状態で
めっきするにはＡｌ濃度を０．０１％未満に抑えねばな
らない。一浴目のめっきで発生した不めっきは、Ｚｎ−
Ａｌ合金の二浴目のめっきでもそのまま残り、製品の商
品価値はなくなる。
燥させることはできるが、大型構造物などの加工品は、
構成部材の重ね合わせ部の隙間やコーナー部にフラック
ス液が溜まり、これらの水分を完全に除くのは形状的に
不可能である。従って、構造物を不めっきのない状態で
めっきするにはＡｌ濃度を０．０１％未満に抑えねばな
らない。一浴目のめっきで発生した不めっきは、Ｚｎ−
Ａｌ合金の二浴目のめっきでもそのまま残り、製品の商
品価値はなくなる。
【０００８】ここで、前述の特公平４−１９２９９号公
報記載の方法では、一浴目のＡｌ濃度を０．０５％以下
と規定し、比較的高いＡｌ濃度まで実現できるかのよう
に記載しているが、その実施例には高純度亜鉛浴（亜鉛
９９．９９％）を用いた例のみしか示されておらず、従
来のフラックスを用いて一浴目のＡｌ濃度が０．０５％
程度でも不めっきを発生することがなくめっきできたと
することは甚だ疑わしいのである。少なくとも本発明者
らが試験片を用いた条件の良い実験室レベルでの追試で
も、Ａｌ濃度が０．０１％程度を越えると不めっきとな
り、実際の大型構造物で実施する場合のＡｌ濃度の高限
界は０．００３〜０．００５％程度であることが経験的
に知られている。また、めっき皮膜の膜厚を浴温度と浸
漬時間及び引き上げ速度等のめっき条件によって制御す
ることは、対象鋼材が多くなると制御が困難である。
報記載の方法では、一浴目のＡｌ濃度を０．０５％以下
と規定し、比較的高いＡｌ濃度まで実現できるかのよう
に記載しているが、その実施例には高純度亜鉛浴（亜鉛
９９．９９％）を用いた例のみしか示されておらず、従
来のフラックスを用いて一浴目のＡｌ濃度が０．０５％
程度でも不めっきを発生することがなくめっきできたと
することは甚だ疑わしいのである。少なくとも本発明者
らが試験片を用いた条件の良い実験室レベルでの追試で
も、Ａｌ濃度が０．０１％程度を越えると不めっきとな
り、実際の大型構造物で実施する場合のＡｌ濃度の高限
界は０．００３〜０．００５％程度であることが経験的
に知られている。また、めっき皮膜の膜厚を浴温度と浸
漬時間及び引き上げ速度等のめっき条件によって制御す
ることは、対象鋼材が多くなると制御が困難である。
【０００９】本出願人は、特公平７−９０５６号公報に
て溶融亜鉛−アルミニウム合金めっきを一浴目のめっき
処理で行える新規なフラックスを既に提供し、このフラ
ックスで処理した構造物用鋼材を直接、Ａｌ濃度が５〜
２０重量％の亜鉛−アルミニウムめっき浴に浸漬して合
金めっきを行うことができる技術を確立している。しか
し、一浴法はコスト面で二浴法に勝るが、亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき皮膜の耐食性及び外観等のめっき皮膜
の評価では一浴法は二浴法に若干劣るのである。
て溶融亜鉛−アルミニウム合金めっきを一浴目のめっき
処理で行える新規なフラックスを既に提供し、このフラ
ックスで処理した構造物用鋼材を直接、Ａｌ濃度が５〜
２０重量％の亜鉛−アルミニウムめっき浴に浸漬して合
金めっきを行うことができる技術を確立している。しか
し、一浴法はコスト面で二浴法に勝るが、亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき皮膜の耐食性及び外観等のめっき皮膜
の評価では一浴法は二浴法に若干劣るのである。
【００１０】元々、前述の公報記載の新規なフラックス
は、亜鉛−アルミニウム合金めっきのようにＡｌ濃度が
高い場合に良好に合金めっきできるように開発したもの
であるが、通常の亜鉛めっきのようにＡｌ濃度が低い場
合又は純亜鉛めっきの場合でも良好に溶融亜鉛めっきが
できることは、本発明者らが既に認識していることであ
る。ここで、合金めっき皮膜の特性に優れた二浴法にお
いて、一浴目のめっき浴にＡｌを添加する意味は、めっ
き皮膜の膜厚を抑制し、爾後の亜鉛−アルミニウム合金
めっきが良好に行えるようにするためであり、特に一浴
目のＡｌ濃度を高くすれば、更に良好な合金めっきが行
えると予想されるが、従来のフラックスではＡｌ濃度を
高めることは不可能であった。そこで、前述の一浴目の
Ａｌ濃度が比較的高くてもこのフラックスを用いれば良
好にめっきが行えるとの認識に基づいて本発明を完成し
たのである。
は、亜鉛−アルミニウム合金めっきのようにＡｌ濃度が
高い場合に良好に合金めっきできるように開発したもの
であるが、通常の亜鉛めっきのようにＡｌ濃度が低い場
合又は純亜鉛めっきの場合でも良好に溶融亜鉛めっきが
できることは、本発明者らが既に認識していることであ
る。ここで、合金めっき皮膜の特性に優れた二浴法にお
いて、一浴目のめっき浴にＡｌを添加する意味は、めっ
き皮膜の膜厚を抑制し、爾後の亜鉛−アルミニウム合金
めっきが良好に行えるようにするためであり、特に一浴
目のＡｌ濃度を高くすれば、更に良好な合金めっきが行
えると予想されるが、従来のフラックスではＡｌ濃度を
高めることは不可能であった。そこで、前述の一浴目の
Ａｌ濃度が比較的高くてもこのフラックスを用いれば良
好にめっきが行えるとの認識に基づいて本発明を完成し
たのである。
【００１１】このように、鋼構造物は、酸性雨をはじめ
塩害などの厳しい腐食環境に曝されつつあり、従来の溶
融亜鉛めっきよりも更に耐蝕性のある防錆方法の開発が
要望されているため、本発明は耐酸性、耐塩害性に優れ
た鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法を提供
することを目的とする。
塩害などの厳しい腐食環境に曝されつつあり、従来の溶
融亜鉛めっきよりも更に耐蝕性のある防錆方法の開発が
要望されているため、本発明は耐酸性、耐塩害性に優れ
た鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、前処理を施した鋼材を、塩化物と脂肪族窒
素誘導体とを主たる構成成分とする溶融亜鉛−アルミニ
ウム合金めっき用フラックスに浸漬するフラックス処理
工程と、フラックス処理した前記鋼材をアルミニウム濃
度を０．０１重量％以上、０．１重量％以下（但し、
０．１重量％は除く）に調整した溶融亜鉛めっき浴に浸
漬してめっき皮膜を形成する一浴目めっき工程と亜鉛め
っき皮膜を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程と、溶
融亜鉛めっき処理した前記鋼材を、アルミニウムを３重
量％以上、２０重量％以下を含有する溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき浴に浸漬してめっき皮膜を形成する二
浴目めっき工程と、亜鉛−アルミニウム合金めっき皮膜
を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程と、よりなる鋼
材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法を提供す
る。
決のために、前処理を施した鋼材を、塩化物と脂肪族窒
素誘導体とを主たる構成成分とする溶融亜鉛−アルミニ
ウム合金めっき用フラックスに浸漬するフラックス処理
工程と、フラックス処理した前記鋼材をアルミニウム濃
度を０．０１重量％以上、０．１重量％以下（但し、
０．１重量％は除く）に調整した溶融亜鉛めっき浴に浸
漬してめっき皮膜を形成する一浴目めっき工程と亜鉛め
っき皮膜を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程と、溶
融亜鉛めっき処理した前記鋼材を、アルミニウムを３重
量％以上、２０重量％以下を含有する溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき浴に浸漬してめっき皮膜を形成する二
浴目めっき工程と、亜鉛−アルミニウム合金めっき皮膜
を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程と、よりなる鋼
材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法を提供す
る。
【００１３】更に、前記二浴目めっき工程における溶融
亜鉛−アルミニウム合金めっき浴に、マグネシウム０．
０１重量％以上、１．０重量％以下を含有してなること
が好ましい。
亜鉛−アルミニウム合金めっき浴に、マグネシウム０．
０１重量％以上、１．０重量％以下を含有してなること
が好ましい。
【００１４】また、塩化物と脂肪族窒素誘導体とを主た
る構成成分とする前記溶融亜鉛−アルミニウム合金めっ
き用フラックスは、前記塩化物が塩化亜鉛、塩化第一
錫、アルカリ金属の塩化物或いはアルカリ土類金属の塩
化物の内の１種又は２種以上と、脂肪族窒素誘導体がア
ルキル第四級アンモニウム塩及びアルキルアミン類の内
の１種又は２種以上であることが好ましい。ここで、前
記アルキル第四級アンモニウム塩が、アルキルトリメチ
ルアンモニウムクロライド及び／又はジアルキルジメチ
ルアンモニウムクロライドであるとより好ましいのであ
る。
る構成成分とする前記溶融亜鉛−アルミニウム合金めっ
き用フラックスは、前記塩化物が塩化亜鉛、塩化第一
錫、アルカリ金属の塩化物或いはアルカリ土類金属の塩
化物の内の１種又は２種以上と、脂肪族窒素誘導体がア
ルキル第四級アンモニウム塩及びアルキルアミン類の内
の１種又は２種以上であることが好ましい。ここで、前
記アルキル第四級アンモニウム塩が、アルキルトリメチ
ルアンモニウムクロライド及び／又はジアルキルジメチ
ルアンモニウムクロライドであるとより好ましいのであ
る。
【００１５】つまり、本出願人が既に提供した特公平７
−９０５６号公報記載の合金めっき用フラックスは、浴
中にＡｌが０．０１％以上含まれていても、またフラッ
クスが乾燥しなくても不めっきは発生しないという特長
があり、０．０１〜０．１％（但し、０．１％は除く）
Ａｌ添加したＺｎめっき浴でＦｅ−Ｚｎ合金相の成長を
抑えためっき皮膜を形成し、続いて３〜２０％Ａｌ及び
／又は０．０１〜１．０％Ｍｇを添加した合金めっき浴
に浸漬することによって、ざらつきや凹凸および脱離な
どがなく且つ耐食性に優れた良好なめっき皮膜を得るこ
とを可能している。ここで、二浴目めっき工程に使用す
る溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき浴に添加するＭｇ
の作用は、めっき表面に電導性の小さいＺｎ（ＯＨ）２
主体の腐食生成物皮膜を形成し、耐食性を向上させるこ
とである。
−９０５６号公報記載の合金めっき用フラックスは、浴
中にＡｌが０．０１％以上含まれていても、またフラッ
クスが乾燥しなくても不めっきは発生しないという特長
があり、０．０１〜０．１％（但し、０．１％は除く）
Ａｌ添加したＺｎめっき浴でＦｅ−Ｚｎ合金相の成長を
抑えためっき皮膜を形成し、続いて３〜２０％Ａｌ及び
／又は０．０１〜１．０％Ｍｇを添加した合金めっき浴
に浸漬することによって、ざらつきや凹凸および脱離な
どがなく且つ耐食性に優れた良好なめっき皮膜を得るこ
とを可能している。ここで、二浴目めっき工程に使用す
る溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき浴に添加するＭｇ
の作用は、めっき表面に電導性の小さいＺｎ（ＯＨ）２
主体の腐食生成物皮膜を形成し、耐食性を向上させるこ
とである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の鋼材の溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき方法は、先ず鋼材を脱脂・酸洗した
後、ＮＨ４Ｃｌを含まないＺｎ−Ａｌ合金めっき用フラ
ックス（特公平７−９０５６号公報記載のフラックス）
で処理し、それからＡｌを０．０１〜０．１重量％（但
し、０．１重量％は除く）含有する溶融亜鉛めっき浴に
浸漬し（一浴目めっき工程）、それを水冷した後、Ａｌ
を３〜２０重量％及び／又はＭｇを０．０１〜１．０％
Ｍｇを添加したＺｎ−Ａｌ合金めっき浴に浸漬し（二浴
目めっき工程）、最後に水冷するものである。
ニウム合金めっき方法は、先ず鋼材を脱脂・酸洗した
後、ＮＨ４Ｃｌを含まないＺｎ−Ａｌ合金めっき用フラ
ックス（特公平７−９０５６号公報記載のフラックス）
で処理し、それからＡｌを０．０１〜０．１重量％（但
し、０．１重量％は除く）含有する溶融亜鉛めっき浴に
浸漬し（一浴目めっき工程）、それを水冷した後、Ａｌ
を３〜２０重量％及び／又はＭｇを０．０１〜１．０％
Ｍｇを添加したＺｎ−Ａｌ合金めっき浴に浸漬し（二浴
目めっき工程）、最後に水冷するものである。
【００１７】ここで、前述のＺｎ−Ａｌ合金めっき用フ
ラックスは、少なくとも塩化物と脂肪族窒素誘導体から
なり、塩化物として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）、塩化第一
錫（ＳｎＣｌ2 ）、アルカリ金属の塩化物及びアルカリ
土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上と、脂肪族窒
素誘導体としてアルキル第四級アンモニウム塩及びアル
キルアミン類の内の１種又は２種以上とを主たる構成成
分とし、既に特許権が成立しているものである。
ラックスは、少なくとも塩化物と脂肪族窒素誘導体から
なり、塩化物として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）、塩化第一
錫（ＳｎＣｌ2 ）、アルカリ金属の塩化物及びアルカリ
土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上と、脂肪族窒
素誘導体としてアルキル第四級アンモニウム塩及びアル
キルアミン類の内の１種又は２種以上とを主たる構成成
分とし、既に特許権が成立しているものである。
【００１８】前記アルカリ金属塩化物としては、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩化物が
用いられ、アルカリ土類金属塩化物としては、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム等のアルカリ土類金属の塩化物が用いられる。
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩化物が
用いられ、アルカリ土類金属塩化物としては、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム等のアルカリ土類金属の塩化物が用いられる。
【００１９】前記アルキル第四級アンモニウム塩として
は、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジア
ルキルジメチルアンモニウムクロライドが好適であり、
特に炭素数７〜１８のアルキル基を有するものが好まし
い。即ち、このアルキル基としては、オクチル、デシ
ル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデ
シル、オクタデセニル、オクタデカジエニル等が挙げら
れる。
は、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジア
ルキルジメチルアンモニウムクロライドが好適であり、
特に炭素数７〜１８のアルキル基を有するものが好まし
い。即ち、このアルキル基としては、オクチル、デシ
ル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデ
シル、オクタデセニル、オクタデカジエニル等が挙げら
れる。
【００２０】また、アルキルアミン類としては、メチル
アミン、エチルアミン等の脂肪族第一アミン、ジメチル
アミン、ジエチルアミン等の脂肪族第二アミン、トリメ
チルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族第三アミンが
あり、特に炭素数１〜１８のアルキル基を有するものが
好ましい。
アミン、エチルアミン等の脂肪族第一アミン、ジメチル
アミン、ジエチルアミン等の脂肪族第二アミン、トリメ
チルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族第三アミンが
あり、特に炭素数１〜１８のアルキル基を有するものが
好ましい。
【００２１】具体的には、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき用
フラックスは、塩化亜鉛及び／又は塩化第一錫を１０
〜５０重量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びア
ルキルアミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０
重量％とを含むもの、アルカリ金属の塩化物及びアル
カリ土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上を１〜２
０重量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びアルキ
ルアミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０重量
％とを含むもの、塩化亜鉛及び／又は塩化第一錫を１
０〜５０重量％と、アルカリ金属の塩化物及びアルカリ
土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上を１〜２０重
量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びアルキルア
ミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０重量％と
を含むもの等が使用できる。
フラックスは、塩化亜鉛及び／又は塩化第一錫を１０
〜５０重量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びア
ルキルアミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０
重量％とを含むもの、アルカリ金属の塩化物及びアル
カリ土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上を１〜２
０重量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びアルキ
ルアミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０重量
％とを含むもの、塩化亜鉛及び／又は塩化第一錫を１
０〜５０重量％と、アルカリ金属の塩化物及びアルカリ
土類金属の塩化物の内の１種又は２種以上を１〜２０重
量％と、アルキル第四級アンモニウム塩及びアルキルア
ミン類の内の１種又は２種以上を０．１〜３０重量％と
を含むもの等が使用できる。
【００２２】ここで、塩化亜鉛及び／又は塩化第一錫の
濃度は、３０〜４０重量％が最適であり、アルカリ金属
塩化物及びアルカリ土類金属塩化物については、例え
ば、めっき温度が４００℃〜６００℃の範囲内であれ
ば、ＺｎＣｌ2 ：ＮａＣｌ＝４：１（モル比）、ＺｎＣ
ｌ2 ：ＣａＣｌ2 ＝３：１（モル比）が好適であって、
その濃度は５〜１０重量％が最適である。また、アルキ
ル第四級アンモニウム塩及びアルキルアミン類の添加量
は、１〜１０重量％が最適である。
濃度は、３０〜４０重量％が最適であり、アルカリ金属
塩化物及びアルカリ土類金属塩化物については、例え
ば、めっき温度が４００℃〜６００℃の範囲内であれ
ば、ＺｎＣｌ2 ：ＮａＣｌ＝４：１（モル比）、ＺｎＣ
ｌ2 ：ＣａＣｌ2 ＝３：１（モル比）が好適であって、
その濃度は５〜１０重量％が最適である。また、アルキ
ル第四級アンモニウム塩及びアルキルアミン類の添加量
は、１〜１０重量％が最適である。
【００２３】ここで、フラックスに用いる各組成の作用
を簡単に説明する。先ず、塩化亜鉛又は塩化第一錫は、
鋼材表面に残る薄い酸化層とめっき浴表面に形成された
酸化皮膜を溶解するためのものである。アルカリ金属塩
化物又はアルカリ土類金属塩化物は、めっき温度におい
てフラックスが適正な粘度を持った溶融状態を維持する
ためのものである。そして、フラックス中に脂肪族窒素
誘導体として、アルキル第四級アンモニウム塩、アルキ
ルアミン類の内の１種又は２種以上を含有した溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金めっき用フラックスを用いることにより、鋼
材を溶融Ｚｎめっき浴に浸漬した際に、該鋼材表面にお
いてホフマン分解して発泡し、この鋼材の表面に付着し
たフラックスの燃えカスを速やかに表面から分離除去し
て、鋼材表面と溶融金属との濡れ性を良好にする作用が
あり、めっき皮膜の密着性及び外観性が格段に向上す
る。
を簡単に説明する。先ず、塩化亜鉛又は塩化第一錫は、
鋼材表面に残る薄い酸化層とめっき浴表面に形成された
酸化皮膜を溶解するためのものである。アルカリ金属塩
化物又はアルカリ土類金属塩化物は、めっき温度におい
てフラックスが適正な粘度を持った溶融状態を維持する
ためのものである。そして、フラックス中に脂肪族窒素
誘導体として、アルキル第四級アンモニウム塩、アルキ
ルアミン類の内の１種又は２種以上を含有した溶融Ｚｎ
−Ａｌ合金めっき用フラックスを用いることにより、鋼
材を溶融Ｚｎめっき浴に浸漬した際に、該鋼材表面にお
いてホフマン分解して発泡し、この鋼材の表面に付着し
たフラックスの燃えカスを速やかに表面から分離除去し
て、鋼材表面と溶融金属との濡れ性を良好にする作用が
あり、めっき皮膜の密着性及び外観性が格段に向上す
る。
【００２４】
【実施例】次に、本発明の実施例と比較例とを実験結果
に基づき対比して説明する。先ず、ここで使用する鋼材
の試験体は、寸法が５０×１１５×３．２ｍｍの低Ｓｉ
鋼（Ｓｉ：０．０１％）と高Ｓｉ鋼（Ｓｉ：０．２１
％）を用いた。
に基づき対比して説明する。先ず、ここで使用する鋼材
の試験体は、寸法が５０×１１５×３．２ｍｍの低Ｓｉ
鋼（Ｓｉ：０．０１％）と高Ｓｉ鋼（Ｓｉ：０．２１
％）を用いた。
【００２５】本発明の実施例で使用するフラックスは、
前述の溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき用フラックスであり、
比較例で使用するフラックスは、通常のＺｎＣｌ2 −Ｎ
Ｈ4Ｃｌ系の溶融Ｚｎめっき用フラックスである。これ
らのフラックスの組成を表１に示している。
前述の溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき用フラックスであり、
比較例で使用するフラックスは、通常のＺｎＣｌ2 −Ｎ
Ｈ4Ｃｌ系の溶融Ｚｎめっき用フラックスである。これ
らのフラックスの組成を表１に示している。
【００２６】
【表１】
【００２７】本実験において、特に注目しているところ
は、一浴目めっき工程における溶融Ｚｎめっき浴のＡｌ
濃度であるので、二浴目めっき工程における溶融Ｚｎ−
Ａｌ合金めっき浴の浴組成及びめっき条件はなるべく変
化させないようにしている。次の表２に二浴目めっきの
代表的な条件を示している。
は、一浴目めっき工程における溶融Ｚｎめっき浴のＡｌ
濃度であるので、二浴目めっき工程における溶融Ｚｎ−
Ａｌ合金めっき浴の浴組成及びめっき条件はなるべく変
化させないようにしている。次の表２に二浴目めっきの
代表的な条件を示している。
【００２８】
【表２】
【００２９】そして、次の表３に低Ｓｉ鋼の試験体を用
いて一浴目めっき浴におけるＡｌ濃度を変化させた場合
の結果を示し、表４に高Ｓｉ鋼の試験体を用いて一浴目
めっき浴におけるＡｌ濃度を変化させた場合の結果を示
している。
いて一浴目めっき浴におけるＡｌ濃度を変化させた場合
の結果を示し、表４に高Ｓｉ鋼の試験体を用いて一浴目
めっき浴におけるＡｌ濃度を変化させた場合の結果を示
している。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】また、表５に従来の溶融亜鉛めっき用のフ
ラックスを用いて、フラックス処理の条件を変えて、一
浴目の溶融亜鉛めっき浴のＡｌ濃度を変化させた場合の
結果を示している。
ラックスを用いて、フラックス処理の条件を変えて、一
浴目の溶融亜鉛めっき浴のＡｌ濃度を変化させた場合の
結果を示している。
【００３３】
【表５】
【００３４】溶融亜鉛めっき用フラックスは、一浴目の
めっき浴中Ａｌ濃度が０．００５％以下では、従来から
実施している温度及び条件で処理しても不めっきはなか
った。しかし、浴中Ａｌ濃度が０．０１％になると、こ
の温度、条件では不めっきになる頻度が高くなり、Ａｌ
濃度が０．０１５６％では全てにおいて不めっきとなっ
た。しかし、フラックス処理した後に十分に乾燥するか
若しくはフラックス温度を７０℃以上にすると、不めっ
きは無くなった。更に、浴中Ａｌ濃度を０．０２６％ま
で上げると、フラックス温度を７０℃以上に上げても、
また乾燥しても不めっきとなる頻度は高くなり、浴中Ａ
ｌ濃度を０．０３％以上にすると、従来のフラックスで
は全て不めっきとなった。
めっき浴中Ａｌ濃度が０．００５％以下では、従来から
実施している温度及び条件で処理しても不めっきはなか
った。しかし、浴中Ａｌ濃度が０．０１％になると、こ
の温度、条件では不めっきになる頻度が高くなり、Ａｌ
濃度が０．０１５６％では全てにおいて不めっきとなっ
た。しかし、フラックス処理した後に十分に乾燥するか
若しくはフラックス温度を７０℃以上にすると、不めっ
きは無くなった。更に、浴中Ａｌ濃度を０．０２６％ま
で上げると、フラックス温度を７０℃以上に上げても、
また乾燥しても不めっきとなる頻度は高くなり、浴中Ａ
ｌ濃度を０．０３％以上にすると、従来のフラックスで
は全て不めっきとなった。
【００３５】そして、本発明の実施例にける塩水噴霧試
験は、表３及び表４に示されているが、それらを従来の
ものＰＷ（蒸留亜鉛地金・１種相当）と比較して一覧表
にしたのが、次の表６である。この表６には、低Ｓｉ鋼
と高Ｓｉ鋼における２４０時間と３６０時間の塩水噴霧
試験における腐食速度を示し、この表から分かるよう
に、Ａｌ濃度が０．０２〜０．０７％の条件では、ＰＷ
めっきに比べ７．５〜１２．５倍の耐食性があった。し
かし、一浴目のＡｌ濃度を０．１％にすると、その他の
条件に比べ、３〜４倍の腐食減量があった。更に、この
一浴目のＡｌ濃度が０．１％の条件では、低Ｓｉ鋼及び
高Ｓｉ鋼の両鋼材とも２４０時間で赤錆の発生が見られ
た。また、低Ｓｉ鋼と高Ｓｉ鋼の鋼材を比べると、高Ｓ
ｉ鋼の方が腐食減量が多かった。
験は、表３及び表４に示されているが、それらを従来の
ものＰＷ（蒸留亜鉛地金・１種相当）と比較して一覧表
にしたのが、次の表６である。この表６には、低Ｓｉ鋼
と高Ｓｉ鋼における２４０時間と３６０時間の塩水噴霧
試験における腐食速度を示し、この表から分かるよう
に、Ａｌ濃度が０．０２〜０．０７％の条件では、ＰＷ
めっきに比べ７．５〜１２．５倍の耐食性があった。し
かし、一浴目のＡｌ濃度を０．１％にすると、その他の
条件に比べ、３〜４倍の腐食減量があった。更に、この
一浴目のＡｌ濃度が０．１％の条件では、低Ｓｉ鋼及び
高Ｓｉ鋼の両鋼材とも２４０時間で赤錆の発生が見られ
た。また、低Ｓｉ鋼と高Ｓｉ鋼の鋼材を比べると、高Ｓ
ｉ鋼の方が腐食減量が多かった。
【００３６】
【表６】
【００３７】前述の実施例１〜１５のめっき皮膜の断面
を顕微鏡及びＥＤＸで観察すると、全ての条件において
母材と皮膜の境界部分でＡｌ濃度が高い部分があった。
一浴目のＡｌ濃度が０．１％の条件では、合金層は均一
でなく、殆ど存在していない部分もあり、膜厚も２０μ
ｍを下回る部分もあった。そのため、塩水噴霧試験２４
０時間で赤錆が発生したものと思われる。しかし、めっ
き条件を十分に検討すれば、一浴目のＡｌ濃度が０．１
％でも実用的には使用できる。
を顕微鏡及びＥＤＸで観察すると、全ての条件において
母材と皮膜の境界部分でＡｌ濃度が高い部分があった。
一浴目のＡｌ濃度が０．１％の条件では、合金層は均一
でなく、殆ど存在していない部分もあり、膜厚も２０μ
ｍを下回る部分もあった。そのため、塩水噴霧試験２４
０時間で赤錆が発生したものと思われる。しかし、めっ
き条件を十分に検討すれば、一浴目のＡｌ濃度が０．１
％でも実用的には使用できる。
【００３８】
【発明の効果】以上にしてなる本発明は、前処理の終わ
った鋼材を亜鉛−アルミニウム合金めっき用フラックス
でフラックス処理することにより、一浴目の亜鉛めっき
浴にアルミニウムを０．０１〜０．１重量％（但し、
０．１重量％は除く）添加しても不めっきもなく、鉄−
亜鉛合金の成長を容易に抑制することができ、二浴目の
亜鉛−アルミニウム合金めっきを良好に行え、コスト的
にも安価であり有効な方法である。当該溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっきは、酸性雨や塩害に対して強く、優
れた防錆効果を発揮し、上記鋼構造物の寿命を著しく長
くすることができる。
った鋼材を亜鉛−アルミニウム合金めっき用フラックス
でフラックス処理することにより、一浴目の亜鉛めっき
浴にアルミニウムを０．０１〜０．１重量％（但し、
０．１重量％は除く）添加しても不めっきもなく、鉄−
亜鉛合金の成長を容易に抑制することができ、二浴目の
亜鉛−アルミニウム合金めっきを良好に行え、コスト的
にも安価であり有効な方法である。当該溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっきは、酸性雨や塩害に対して強く、優
れた防錆効果を発揮し、上記鋼構造物の寿命を著しく長
くすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 真弘 大阪府大阪市淀川区加島３丁目２−13 (72)発明者 畑野 剛志 大阪府寝屋川市池田東町16−３ (56)参考文献 特開 平７−238359（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−207421（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−173598（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40
Claims (4)
- 【請求項１】 前処理を施した鋼材を、塩化物と脂肪族
窒素誘導体とを主たる構成成分とする溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき用フラックスに浸漬するフラックス処
理工程と、フラックス処理した前記鋼材をアルミニウム
濃度を０．０１重量％以上、０．１重量％以下（但し、
０．１重量％は除く）に調整した溶融亜鉛めっき浴に浸
漬してめっき皮膜を形成する一浴目めっき工程と、亜鉛
めっき皮膜を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程、溶
融亜鉛めっき処理した前記鋼材を、アルミニウムを３重
量％以上、２０重量％以下を含有する溶融亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき浴に浸漬してめっき皮膜を形成する二
浴目めっき工程と、亜鉛−アルミニウム合金めっき皮膜
を形成した前記鋼材を冷却する冷却工程と、よりなるこ
とを特徴とする鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっ
き方法。 - 【請求項２】 前記二浴目めっき工程における溶融亜鉛
−アルミニウム合金めっき浴に、マグネシウム０．０１
重量％以上、１．０重量％以下を含有してなる請求項１
記載の鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法。 - 【請求項３】 前記塩化物が塩化亜鉛、塩化第一錫、ア
ルカリ金属の塩化物或いはアルカリ土類金属の塩化物の
内の１種又は２種以上と、脂肪族窒素誘導体がアルキル
第四級アンモニウム塩及びアルキルアミン類の内の１種
又は２種以上である請求項１又は２記載の鋼材の溶融亜
鉛−アルミニウム合金めっき方法。 - 【請求項４】 前記アルキル第四級アンモニウム塩が、
アルキルトリメチルアンモニウムクロライド及び／又は
ジアルキルジメチルアンモニウムクロライドである請求
項３記載の鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15638298A JP2924894B2 (ja) | 1997-08-12 | 1998-06-04 | 鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21727897 | 1997-08-12 | ||
| JP9-217278 | 1997-08-12 | ||
| JP15638298A JP2924894B2 (ja) | 1997-08-12 | 1998-06-04 | 鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117052A JPH11117052A (ja) | 1999-04-27 |
| JP2924894B2 true JP2924894B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=26484151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15638298A Expired - Fee Related JP2924894B2 (ja) | 1997-08-12 | 1998-06-04 | 鋼材の溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924894B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10003680C2 (de) * | 2000-01-28 | 2003-04-10 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Verfahren zum Herstellen eines mit einer Zinkbeschichtung versehenen Stahlbandes und zinkbeschichtetes Stahlband |
| JP4899030B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2012-03-21 | Ｄｏｗａメタルマイン株式会社 | フラックス及び溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき法。 |
| JP2003049254A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Kowa Industry Co Ltd | 亜鉛−アルミニウム合金溶融メッキ方法 |
| JP2018090861A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 南海亜鉛鍍金株式会社 | 溶融亜鉛めっき用フラックスおよびそれを用いた溶融亜鉛めっき材の製造方法 |
| WO2018131171A1 (ja) | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼材 |
| CN115354254A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-11-18 | 江苏国强镀锌实业有限公司 | 一种高耐蚀连续热镀锌铝镁型钢的制备方法及锌铝镁型钢 |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP15638298A patent/JP2924894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11117052A (ja) | 1999-04-27 |
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