JP3057372B2 - 耐蝕性と耐疲労性に優れたＺｎ―Ａｌ合金めっき鋼線の製造方法 - Google Patents
耐蝕性と耐疲労性に優れたＺｎ―Ａｌ合金めっき鋼線の製造方法Info
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- JP3057372B2 JP3057372B2 JP2078936A JP7893690A JP3057372B2 JP 3057372 B2 JP3057372 B2 JP 3057372B2 JP 2078936 A JP2078936 A JP 2078936A JP 7893690 A JP7893690 A JP 7893690A JP 3057372 B2 JP3057372 B2 JP 3057372B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Zn−Al合金めっき鋼線の製造方法に関する
もので、さらに詳しくは、耐蝕性のほかに耐疲労性の要
求されるロープ類，鋼撚線，斜張橋用ケーブル，ばね等
の製造に供される高強度合金めっき鋼線の製造方法に関
するものである。
もので、さらに詳しくは、耐蝕性のほかに耐疲労性の要
求されるロープ類，鋼撚線，斜張橋用ケーブル，ばね等
の製造に供される高強度合金めっき鋼線の製造方法に関
するものである。
鉄鋼材料の耐蝕性の向上を目的として、多くのZnをベ
ースとする合金めっき技術が開発されている。たとえ
ば、特公昭55−26702号公報にはZn−Al,特公昭54−3322
3号公報にはZn−Al−Mg,特公平01−24211号公報にはZn
−Al−ミッシュメタル，特開昭56−112452号公報にはZn
−Al−Naなどが公表されている。
ースとする合金めっき技術が開発されている。たとえ
ば、特公昭55−26702号公報にはZn−Al,特公昭54−3322
3号公報にはZn−Al−Mg,特公平01−24211号公報にはZn
−Al−ミッシュメタル，特開昭56−112452号公報にはZn
−Al−Naなどが公表されている。
鋼板類の合金めっきは、いずれも鋼板を酸化還元法で
前処理したのち、合金めっき浴中に連続的に浸漬するこ
とにより、鋼板表面に浴組成と同じ合金めっき層を付着
せしめる方法で行なわれている。これに対して鋼線の合
金めっきは、一般に一次めっきとして通常の溶融亜鉛め
っき、あるいは電気亜鉛めっきを行ない、次いでこの亜
鉛めっき鋼線を目的とする合金浴に連続的に浸漬する方
法、すなわち２浴法で行なわれている。
前処理したのち、合金めっき浴中に連続的に浸漬するこ
とにより、鋼板表面に浴組成と同じ合金めっき層を付着
せしめる方法で行なわれている。これに対して鋼線の合
金めっきは、一般に一次めっきとして通常の溶融亜鉛め
っき、あるいは電気亜鉛めっきを行ない、次いでこの亜
鉛めっき鋼線を目的とする合金浴に連続的に浸漬する方
法、すなわち２浴法で行なわれている。
Zn−Al系合金めっき鋼線は優れた耐蝕性を示すが、高
炭素鋼を素材とする引張強さ100kg f/mm2以上の高強度
鋼線の場合には、疲労強度が通常の亜鉛めっき鋼線に比
べて低いという欠点があった。
炭素鋼を素材とする引張強さ100kg f/mm2以上の高強度
鋼線の場合には、疲労強度が通常の亜鉛めっき鋼線に比
べて低いという欠点があった。
これに対して本発明者らはすでに多くの研究を実施
し、特願平01−81262号ならびに特願平01−93037号とし
て出願している。前者は、二次めっき後300〜150℃の範
囲の冷却速度を15〜４℃/secの範囲に制御することを特
徴とし、これによりめっき層の割れ発生が防止され、疲
労特性が向上する。後者は、二次めっき後の冷却過程
で、鋼線温度が高く合金が十分な塑性変形能を有してい
る間に共析変態を完了させ、共析変態に付随する収縮ひ
ずみを吸収させ、引っ張り残留応力を低減させることを
狙ったもので、具体的には、二次めっき後の鋼線を250
〜100℃の温度領域で所定の時間保持する方法である。
し、特願平01−81262号ならびに特願平01−93037号とし
て出願している。前者は、二次めっき後300〜150℃の範
囲の冷却速度を15〜４℃/secの範囲に制御することを特
徴とし、これによりめっき層の割れ発生が防止され、疲
労特性が向上する。後者は、二次めっき後の冷却過程
で、鋼線温度が高く合金が十分な塑性変形能を有してい
る間に共析変態を完了させ、共析変態に付随する収縮ひ
ずみを吸収させ、引っ張り残留応力を低減させることを
狙ったもので、具体的には、二次めっき後の鋼線を250
〜100℃の温度領域で所定の時間保持する方法である。
しかし上述の方法においても、冷却条件に変動が生じ
た場合には、必ずしも満足できる疲労特性が得られると
は限らない。特に一次めっきが溶融亜鉛めっきである場
合や鋼線が細い場合、あるいは厚めっきを行なうために
通線速度を上げる場合には、安定した高い疲労強度が得
にくい。
た場合には、必ずしも満足できる疲労特性が得られると
は限らない。特に一次めっきが溶融亜鉛めっきである場
合や鋼線が細い場合、あるいは厚めっきを行なうために
通線速度を上げる場合には、安定した高い疲労強度が得
にくい。
本発明の目的は、上記従来法の問題点を解決し、良好
な耐蝕性と安定した高い疲労強度を有するZn−Al系合金
めっき鋼線の製造方法を提供することにある。
な耐蝕性と安定した高い疲労強度を有するZn−Al系合金
めっき鋼線の製造方法を提供することにある。
本発明は、鋼線に一次めっきとして溶融亜鉛めっきを
施した後、該鋼線に二次めっきとしてAlを２〜12％含有
し残余が実質的にZnからなる合金浴に浸漬することによ
りZn−Al系合金めっき鋼線を製造する方法において、二
次めっき後の鋼線の合金層厚みを0.5μｍ以上、２μｍ
未満とすることを特徴とする耐蝕性と耐疲労性に優れた
Zn−Al合金めっき鋼線の製造方法である。
施した後、該鋼線に二次めっきとしてAlを２〜12％含有
し残余が実質的にZnからなる合金浴に浸漬することによ
りZn−Al系合金めっき鋼線を製造する方法において、二
次めっき後の鋼線の合金層厚みを0.5μｍ以上、２μｍ
未満とすることを特徴とする耐蝕性と耐疲労性に優れた
Zn−Al合金めっき鋼線の製造方法である。
以下、作用とともに、本発明を詳細に説明する。
本発明者らの研究によれば、２浴法によるZn−Al合金
めっき鋼線の製造において、一次めっきを溶融亜鉛めっ
きとすることは耐蝕性向上に有利である。これは本発明
者らが「鉄と鋼 第75年第２号」（日本鉄鋼協会 平成
１年 ２月１日発行）第298ページに報告し、また特開
昭63−134653号公報に開示しているように、Zn−Al合金
浴に溶融亜鉛めっき鋼線を浸漬した場合、溶融亜鉛めっ
き鋼線のZn−Fe合金層（例えばζ相やδ１相）に浴中の
Alが高速で拡散浸透する結果、Alを約30％含むZn−Fe−
Al系新合金層（金属間化合物層）が形成され、表層（合
金浴と同一組成の部分）と新合金層との間の電気化学的
作用により腐食の進行が抑制されるためである。
めっき鋼線の製造において、一次めっきを溶融亜鉛めっ
きとすることは耐蝕性向上に有利である。これは本発明
者らが「鉄と鋼 第75年第２号」（日本鉄鋼協会 平成
１年 ２月１日発行）第298ページに報告し、また特開
昭63−134653号公報に開示しているように、Zn−Al合金
浴に溶融亜鉛めっき鋼線を浸漬した場合、溶融亜鉛めっ
き鋼線のZn−Fe合金層（例えばζ相やδ１相）に浴中の
Alが高速で拡散浸透する結果、Alを約30％含むZn−Fe−
Al系新合金層（金属間化合物層）が形成され、表層（合
金浴と同一組成の部分）と新合金層との間の電気化学的
作用により腐食の進行が抑制されるためである。
しかし上記の新合金層は、硬質の金属間化合物である
Fe4Al13を含んで硬く、またその成長方向に強い優先方
位を有するため、新合金層内に疲労破壊の起点が形成さ
れた場合破壊は容易に伝播拡大し、合金層厚みに相当す
る大きさのクラックを形成する。したがって、合金めっ
き鋼線に耐疲労性が要求されるような場合には、耐蝕性
に支障をきたさない範囲で新合金層は薄い方が良い。本
発明者らは実験を重ねた結果、新合金層の厚みを２μｍ
未満に抑制することにより、従来の亜鉛めっき鋼線と同
等の疲労強度が得られることを見いだした。一方0.5μ
ｍ未満では耐蝕性が低下し、赤錆が発生しやすくなるた
め、下限は0.5μｍとする。
Fe4Al13を含んで硬く、またその成長方向に強い優先方
位を有するため、新合金層内に疲労破壊の起点が形成さ
れた場合破壊は容易に伝播拡大し、合金層厚みに相当す
る大きさのクラックを形成する。したがって、合金めっ
き鋼線に耐疲労性が要求されるような場合には、耐蝕性
に支障をきたさない範囲で新合金層は薄い方が良い。本
発明者らは実験を重ねた結果、新合金層の厚みを２μｍ
未満に抑制することにより、従来の亜鉛めっき鋼線と同
等の疲労強度が得られることを見いだした。一方0.5μ
ｍ未満では耐蝕性が低下し、赤錆が発生しやすくなるた
め、下限は0.5μｍとする。
合金めっき浴のAl濃度は２〜12％とする。２％未満で
はAlの拡散浸透に長時間を要するために新合金層が形成
されにくく、このために目標とする耐蝕性が得られな
い。Al濃度の増加は耐蝕性を向上させるが、一方ではめ
っき温度の上昇による鋼線強度の低下を招くため、12％
を上限とする。
はAlの拡散浸透に長時間を要するために新合金層が形成
されにくく、このために目標とする耐蝕性が得られな
い。Al濃度の増加は耐蝕性を向上させるが、一方ではめ
っき温度の上昇による鋼線強度の低下を招くため、12％
を上限とする。
なお以上においては、Zn−Al二次元系合金について説
明したが、本発明はこれに限定するものではなく、前記
従来技術に示したところのZn−Alをベースとする各種合
金を使用した場合においても、同様な作用を呈すること
ができる。
明したが、本発明はこれに限定するものではなく、前記
従来技術に示したところのZn−Alをベースとする各種合
金を使用した場合においても、同様な作用を呈すること
ができる。
以下に本発明を適用したZn−Al合金めっき鋼線の製造
方法について述べる。目標とする鋼線特性は、引張強さ
は150kg f/mm2以上、疲労強度は50kg f/mm2以上、耐蝕
性は通常の溶融亜鉛めっき鋼線の３倍以上である。
方法について述べる。目標とする鋼線特性は、引張強さ
は150kg f/mm2以上、疲労強度は50kg f/mm2以上、耐蝕
性は通常の溶融亜鉛めっき鋼線の３倍以上である。
JIS規格のSWRH72A線材より直径2.3mmの鋼線を製造
し、脱脂および酸洗後、一次めっきとして溶融亜鉛めっ
きを施した。一次めっき後の鋼線をZn−Al合金浴に浸漬
し、垂直に引き上げた。新合金層厚みの調整は、一次め
っきにおけるZn−Fe合金層厚みの制御、すなわち浴温度
と浸漬時間を変える方法により行なった。合金めっき後
は、疲労特性を向上させるため、すべての試料を前記特
願平１−81262号に記載した方法で徐冷した。
し、脱脂および酸洗後、一次めっきとして溶融亜鉛めっ
きを施した。一次めっき後の鋼線をZn−Al合金浴に浸漬
し、垂直に引き上げた。新合金層厚みの調整は、一次め
っきにおけるZn−Fe合金層厚みの制御、すなわち浴温度
と浸漬時間を変える方法により行なった。合金めっき後
は、疲労特性を向上させるため、すべての試料を前記特
願平１−81262号に記載した方法で徐冷した。
疲労試験には中村式回転曲げ疲労試験機を使用し、10
7回の繰り返しで破断しない応力を疲労強度とした。
7回の繰り返しで破断しない応力を疲労強度とした。
耐蝕性の評価は、塩水噴霧試験（JISZ 2371）を実施
し、赤錆発生時間を溶融亜鉛めっき鋼線と比較した。結
果を下記の（１）式で定義する耐蝕性倍率として定量化
した。
し、赤錆発生時間を溶融亜鉛めっき鋼線と比較した。結
果を下記の（１）式で定義する耐蝕性倍率として定量化
した。
第１表に合金めっき鋼線の製造条件と鋼線特性を示
す。
す。
No.1、２は、めっき浴のAl濃度と合金めっき鋼線の特
性関係を示したものである。Al濃度が２％未満では耐蝕
性が目標に到達しない。一方Al濃度の増加にともない耐
蝕性は向上するが、めっき温度を高める必要がある。そ
の結果鋼線の引張強さは低下し、Al濃度13.0％のNo.2で
は、目標とする引張強さが得られない。以上の結果よ
り、合金浴のAl濃度は２〜12％とするのが適当である。
性関係を示したものである。Al濃度が２％未満では耐蝕
性が目標に到達しない。一方Al濃度の増加にともない耐
蝕性は向上するが、めっき温度を高める必要がある。そ
の結果鋼線の引張強さは低下し、Al濃度13.0％のNo.2で
は、目標とする引張強さが得られない。以上の結果よ
り、合金浴のAl濃度は２〜12％とするのが適当である。
No.3〜６は、合金層厚みの鋼線特性に及ぼす影響を示
したものである。No.3は合金層厚みが0.3μｍと薄いた
め、疲労強度は溶融亜鉛めっき鋼線と同じレベルだが、
耐蝕性は目標を満足できない。No.5およびNo.6は従来法
による製造で、この場合合金層の厚みはそれぞれ8.0お
よび10.2μｍと厚い。これらはいずれも耐蝕性は良好で
あるが、疲労強度が目標とする50kgf/mm2に満たない。N
o.7は従来法のNo.5とほぼ同じ方法であるが、合金めっ
き後特に徐冷を行なっていないため、疲労強度は最も低
い。No.8は比較とする溶融亜鉛めっき鋼線である。
したものである。No.3は合金層厚みが0.3μｍと薄いた
め、疲労強度は溶融亜鉛めっき鋼線と同じレベルだが、
耐蝕性は目標を満足できない。No.5およびNo.6は従来法
による製造で、この場合合金層の厚みはそれぞれ8.0お
よび10.2μｍと厚い。これらはいずれも耐蝕性は良好で
あるが、疲労強度が目標とする50kgf/mm2に満たない。N
o.7は従来法のNo.5とほぼ同じ方法であるが、合金めっ
き後特に徐冷を行なっていないため、疲労強度は最も低
い。No.8は比較とする溶融亜鉛めっき鋼線である。
以上述べたように、本発明法によれば、目標とする引
張強さと耐蝕性を満足し、かつ、従来法では達成できな
かった高い疲労強度を有するZn−Al合金めっき鋼線を製
造することが可能である。
張強さと耐蝕性を満足し、かつ、従来法では達成できな
かった高い疲労強度を有するZn−Al合金めっき鋼線を製
造することが可能である。
以上に説明したように本発明による製造方法によれ
ば、通常の溶融亜鉛めっき鋼線の３倍以上という優れた
耐蝕性を示すのみならず、亜鉛めっき鋼線と同等の疲労
強度を有する高強度Zn−Al合金めっき鋼線を製造するこ
とが可能である。
ば、通常の溶融亜鉛めっき鋼線の３倍以上という優れた
耐蝕性を示すのみならず、亜鉛めっき鋼線と同等の疲労
強度を有する高強度Zn−Al合金めっき鋼線を製造するこ
とが可能である。
Claims (1)
- 【請求項１】鋼線に一次めっきとして溶融亜鉛めっきを
施した後、該鋼線に二次めっきとしてAlを２〜12％含有
し残余が実質的にZnからなる合金浴に浸漬することによ
りZn−Al系合金めっき鋼線を製造する方法において、二
次めっき後の鋼線の合金層厚みを0.5μｍ以上、２μｍ
未満とすることを特徴とする耐蝕性と耐疲労性に優れた
Zn−Al合金めっき鋼線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078936A JP3057372B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 耐蝕性と耐疲労性に優れたＺｎ―Ａｌ合金めっき鋼線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078936A JP3057372B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 耐蝕性と耐疲労性に優れたＺｎ―Ａｌ合金めっき鋼線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281765A JPH03281765A (ja) | 1991-12-12 |
| JP3057372B2 true JP3057372B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=13675764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078936A Expired - Lifetime JP3057372B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 耐蝕性と耐疲労性に優れたＺｎ―Ａｌ合金めっき鋼線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3057372B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3769198B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2006-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | 高耐食性めっき鋼材およびその製造方法 |
| JP3769197B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2006-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | 高耐食性めっき鋼材およびその製造方法 |
| JP3769199B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2006-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | 高耐食性めっき鋼材およびその製造方法 |
| CN102653831A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-09-05 | 长兴县华峰喷焊材料电炉有限公司 | 一种热喷涂锌铝合金丝及其制备方法 |
| CN111101084A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-05 | 江苏航运职业技术学院 | 一种用于新桥梁缆索的锌铝合金钢丝镀层双浸镀工艺 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2078936A patent/JP3057372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03281765A (ja) | 1991-12-12 |
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