JP3494134B2 - Hot-dip plating method - Google Patents

Hot-dip plating method

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JP3494134B2
JP3494134B2 JP2000238718A JP2000238718A JP3494134B2 JP 3494134 B2 JP3494134 B2 JP 3494134B2 JP 2000238718 A JP2000238718 A JP 2000238718A JP 2000238718 A JP2000238718 A JP 2000238718A JP 3494134 B2 JP3494134 B2 JP 3494134B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料の溶融め
っき方法に関し、特に鉄鋼材料等の金属材料にフラック
ス処理を利用してアルミニウム−亜鉛 (Al−Zn) 合金め
っきを施すための溶融めっき方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot dipping method for metallic materials, and more particularly to a hot dipping method for applying aluminum-zinc (Al-Zn) alloy plating to metallic materials such as steel materials by utilizing flux treatment. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄鋼材料は構造物に広く用いられている
が、腐食しやすいため各種の防錆手段が用いられてき
た。中でも溶融亜鉛めっきは、比較的経済的な防錆方法
として、ねじ、ボルト等の小物接合部品から、H型鋼等
の大型構造部材に至るまで、非常に多岐にわたって使用
されてきた。しかし、亜鉛めっき被覆は、海岸近傍等の
塩害腐食に対する耐性に劣ることから、より耐食性に優
れた防食被覆が求められてきた。
2. Description of the Related Art Steel materials are widely used in structures, but various corrosion inhibitors have been used because they are easily corroded. Above all, hot-dip galvanizing has been used in a wide variety of ways as a relatively economical rust preventive method, from small joint parts such as screws and bolts to large structural members such as H-shaped steel. However, since the galvanized coating is poor in resistance to salt corrosion in the vicinity of the coast and the like, an anticorrosive coating having more excellent corrosion resistance has been demanded.

【0003】かかる背景の中で、溶融Al−Zn合金めっき
が、溶融亜鉛めっきよりも格段に優れた耐食性を具備す
ることが見出された。特に、Alを55%、Siを1.5 %程
度、残部Znからなる溶融Al−Zn合金めっきが、めっき被
覆の耐食性と鋼素材に対する犠牲防食性との両立の点で
最も優れていることが確認され、防食薄鋼板においては
今やかなりの工業生産量に達している。
In such a background, it has been found that hot-dip Al-Zn alloy plating has significantly higher corrosion resistance than hot-dip galvanizing. In particular, it was confirmed that hot-dip Al-Zn alloy plating consisting of 55% Al, 1.5% Si, and the balance Zn is the best in terms of both the corrosion resistance of the plating coating and the sacrificial corrosion resistance for steel materials. In terms of anticorrosion thin steel sheet, it has reached a considerable industrial production now.

【0004】薄鋼板の溶融めっきは、一般に連続焼鈍設
備の出側に溶融めっき槽を配置した連続溶融めっき設備
にて行われる。代表的な連続溶融めっき設備では、鋼板
をまず弱酸化性の無酸化炉で加熱することにより清浄化
した後、無酸化炉に連接した還元炉に導いて、水素を含
む雰囲気下で還元および焼鈍を行い、次いで大気に触れ
ることなく溶融めっき槽に侵入させて、溶融めっきを施
す。鋼板は、清浄化からめっき浴侵入時まで大気から遮
断され、その間に脱脂、酸化物の還元が行われて、溶融
金属で濡れ易い条件下で溶融めっき槽に侵入する。この
ような連続溶融めっき設備は、亜鉛めっき用に開発され
たものであるが、アルミニウムめっきやAl−Zn合金めっ
きにも使われている。即ち、薄鋼板の溶融Al−Zn合金め
っきは、めっき浴の組成や操業条件を変えるだけで、溶
融亜鉛めっき用の連続溶融めっき設備を利用して操業す
ることができる。
The hot-dip coating of thin steel sheets is generally carried out in a continuous hot-dip plating facility having a hot-dip galvanizing bath located on the outlet side of the continuous annealing equipment. In typical continuous hot-dip galvanizing equipment, the steel sheet is first cleaned by heating it in a weakly oxidizing non-oxidizing furnace, and then introduced into a reducing furnace connected to the non-oxidizing furnace to reduce and anneal it in an atmosphere containing hydrogen. Then, it is introduced into the hot dip bath without contact with the atmosphere to perform hot dip plating. The steel sheet is shielded from the atmosphere from the time of cleaning to the time of entering the plating bath, during which degreasing and reduction of oxides are carried out, and the steel sheet enters the hot dip bath under the condition that it is easily wet with the molten metal. Such continuous hot dip coating equipment was developed for zinc plating, but is also used for aluminum plating and Al-Zn alloy plating. That is, the hot dip Al—Zn alloy plating of a thin steel sheet can be operated using continuous hot dip galvanizing equipment for hot dip galvanizing simply by changing the composition of the plating bath and the operating conditions.

【0005】一方、薄鋼板以外の溶融めっき、例えば、
線材の連続溶融めっき、構造部材や各種部品等の鋼材の
バッチ式溶融めっきは、大気中で鋼材を溶融金属浴に浸
漬することにより行われてきた。この場合には、鋼材を
予め脱脂および酸洗して表面の清浄化と酸化物除去を実
施しても、浴侵入前の酸化は不可避であるため、フラッ
クスと称される塩からなる融剤を用いて、不可避的に形
成される鋼材の表面の酸化物を融解させ、溶融金属によ
る濡れを促進させる手段が一般に用いられてきた。
On the other hand, hot dip plating other than thin steel sheets, for example,
Continuous hot-dip coating of wires and batch-type hot-dip of steel materials such as structural members and various parts have been performed by immersing the steel material in a molten metal bath in the atmosphere. In this case, even if the steel material is degreased and pickled in advance to clean the surface and remove oxides, oxidation before the invasion of the bath is unavoidable, so a flux called salt called flux is used. In general, a means for melting oxides formed on the surface of a steel material that is inevitably formed and promoting wetting by molten metal has been used.

【0006】このフラックスによる処理方法には、乾式
法と湿式法とがある。乾式法は、フラックスを水溶液と
して鋼材に付着させた後、乾燥してフラックスを鋼材表
面に析出させ、しかる後に鋼材を溶融金属浴に浸漬し
て、溶融めっきを行う方法である。
There are a dry method and a wet method as the processing method using the flux. The dry method is a method of depositing flux as an aqueous solution on a steel material, drying the flux to deposit it on the surface of the steel material, and then dipping the steel material in a molten metal bath to carry out hot dip plating.

【0007】湿式法では、めっき浴温より融解温度の低
いフラックスを使用し、このフラックスをめっき槽の溶
融金属浴上に投入する。フラックスは溶融金属浴の温度
で融解し、比重差により浮上する。こうして適当な厚み
のフラックス溶融層を溶融金属上に形成し、このフラッ
クス溶融層を介して鋼材を溶融金属中に侵入させること
により、めっき直前に鋼材がフラックスで被覆される。
この場合、鋼材を溶融金属から引き上げる時にも再びフ
ラックス溶融層を通過するので、めっき後に、めっき物
の表面に再付着したフラックスをめっき物表面から除去
する作業が必要となり、操業が複雑になる。
In the wet method, a flux having a lower melting temperature than the plating bath temperature is used, and this flux is put on the molten metal bath in the plating tank. The flux melts at the temperature of the molten metal bath and floats due to the difference in specific gravity. Thus, a flux molten layer having an appropriate thickness is formed on the molten metal, and the steel material is allowed to enter the molten metal through this flux molten layer, whereby the steel material is coated with the flux immediately before plating.
In this case, when the steel material is pulled up from the molten metal, it passes through the flux melting layer again, so that it is necessary to remove the flux reattached to the surface of the plated product from the surface of the plated product after plating, which complicates the operation.

【0008】一般に、溶融亜鉛めっきのフラックス処理
には、塩化亜鉛と塩化アンモニウムを含有する水溶液を
用いた乾式法が採用され、めっき浴温が高い溶融アルミ
ニウムめっきのフラックス処理には、弗化物系フラック
スを用いた湿式法が採用されることが多い。しかし、溶
融Al−Zn合金めっきの場合、溶融亜鉛めっき用の乾式フ
ラックス処理では、溶融金属浴中のAlがフラックス中の
主として塩化アンモニウム(NH4Cl) と反応して、昇華性
の塩化アルミニウム(AlCl3) が生成し、フラックスの分
解によるフラックス機能の低下のために不めっきが多発
する結果を招く。一方、溶融アルミニウムめっき用の湿
式フラックス処理は、アルミニウムよりめっき浴温がか
なり低くなるAl−Zn合金めっきには適用しにくい。
Generally, a dry method using an aqueous solution containing zinc chloride and ammonium chloride is adopted for the flux treatment of the hot dip galvanizing, and a fluoride type flux is used for the flux treatment of the hot dip aluminum plating having a high plating bath temperature. A wet method using is often used. However, in the case of hot dip Al-Zn alloy plating, in the dry flux treatment for hot dip galvanizing, Al in the hot metal bath mainly reacts with ammonium chloride (NH 4 Cl) in the flux to form sublimable aluminum chloride ( AlCl 3 ) is generated, resulting in frequent non-plating due to deterioration of the flux function due to decomposition of the flux. On the other hand, the wet flux treatment for hot dip aluminum coating is difficult to apply to Al-Zn alloy plating in which the plating bath temperature is considerably lower than that of aluminum.

【0009】かかる観点より、溶融Al−Zn合金めっき用
のフラックスがこれまでにいくつか提案されている。例
えば、特開昭58−136759号公報には、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属の塩化物、弗化物またはケイ弗化物
の少なくとも1種と、塩化亜鉛とからなるAl−Zn合金め
っき用フラックス組成物が開示されている。このフラッ
クスは、乾式法で用いるので操業性に優れるものの、フ
ラックス機能が十分ではなく、溶融金属中のAl濃度の増
加と共に不めっきが多発しやすくなる。特に、耐食性に
優れている、Al濃度の高い55%Al−Zn合金めっきでは、
この現象が甚だしくなる。
From this viewpoint, some fluxes for hot dip Al—Zn alloy plating have been proposed so far. For example, JP-A-58-136759 discloses a flux composition for Al-Zn alloy plating, which comprises zinc chloride and at least one chloride, fluoride or silicofluoride of an alkali metal or alkaline earth metal. Is disclosed. Since this flux is used in the dry method, it has excellent operability, but its flux function is not sufficient, and non-plating tends to occur frequently as the Al concentration in the molten metal increases. In particular, in 55% Al-Zn alloy plating with high Al concentration, which has excellent corrosion resistance,
This phenomenon becomes serious.

【0010】特開平3−162557号公報には、塩化亜鉛と
塩化アンモニウムの配合比率が重量比で10ないし30:1
であるAl−Zn合金めっき用フラックス組成物が開示され
ている。このフラックスも乾式法で用いるものである
が、薄物のめっきには比較的良好なめっきが可能である
ものの、めっき温度の上昇とともに不めっきが発生しや
すく、めっき温度が高くなる55%Al−Zn合金めっきで
は、薄物以外では不めっきが生じやすくなる。
In JP-A-3-162557, the compounding ratio of zinc chloride and ammonium chloride is 10 to 30: 1 by weight.
Which is a flux composition for Al-Zn alloy plating. This flux is also used in the dry method.Although it is possible to perform relatively good plating for thin products, non-plating tends to occur as the plating temperature rises, and the plating temperature rises to 55% Al-Zn. In alloy plating, non-plating is likely to occur except for thin products.

【0011】特開平4−293761号公報には、亜鉛、リチ
ウム、ナトリウムおよびカリウムの各塩化物という4成
分からなるAl合金めっき用フラックス組成物が開示され
ている。このフラックスは湿式法で用いられ、上記4成
分のうち高価な塩化リチウムが主成分 (40〜60モル%)
となるので、コスト高となる。また、厚物に対しては不
めっきの抑制効果が不十分である他、湿式法であるの
で、めっき物に再付着したフラックスの除去が煩雑とな
るという問題点もある。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-293761 discloses a flux composition for Al alloy plating, which comprises four components of chlorides of zinc, lithium, sodium and potassium. This flux is used by the wet method, and among the above four components, expensive lithium chloride is the main component (40-60 mol%)
Therefore, the cost becomes high. In addition, the effect of suppressing non-plating is not sufficient for thick products, and since the wet method is used, removal of the flux reattached to the plated products becomes complicated.

【0012】特開平4−323356号公報には、Al含有アル
カリ金属弗化物 (例、氷晶石) とアルカリ土類金属塩化
物とからなるAl−Zn合金めっき用フラックス組成物が開
示されている。このフラックスも湿式法で用い、特に55
%Al−Znのめっきに好適なものとして提案されている
が、フラックスの棚吊り現象 (フラックスが固化して棚
を形成し、溶融金属とフラックスとの間に空洞を生ずる
現象) を生じやすいという問題点がある。また、このフ
ラックスは弗化物を含むため、鋼材を溶融金属から引き
上げる時に再付着・固化したフラックスが、弗化物の存
在により水洗等の手段では容易に除去できないという問
題点もある。従って、めっき外観が不良となる。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-323356 discloses a flux composition for Al-Zn alloy plating comprising an Al-containing alkali metal fluoride (eg, cryolite) and an alkaline earth metal chloride. . This flux is also used in the wet method, especially 55
Although it has been proposed as a suitable material for plating% Al-Zn, it is likely to cause a flux hanging phenomenon (a phenomenon in which flux solidifies to form a shelf and causes a cavity between the molten metal and the flux). There is a problem. Further, since this flux contains a fluoride, there is a problem that the flux re-attached and solidified when the steel material is pulled up from the molten metal cannot be easily removed by a means such as washing with water due to the presence of the fluoride. Therefore, the plating appearance becomes poor.

【0013】このように、溶融Al−Zn合金めっき用に提
案された従来のフラックスはいずれも塩化物を含んでお
り、溶融Al−Zn合金めっきに十分なフラックス機能 (被
めっき金属素材の表面の濡れ性向上) を確保するには、
塩化物を含有するフラックス材料が必要であると考えら
れてきた。
As described above, all of the conventional fluxes proposed for hot dip Al-Zn alloy plating contain chloride, and the flux function sufficient for hot dip Al-Zn alloy plating (the surface of the metal material to be plated is To improve wettability),
It has been considered necessary to have a flux material containing chloride.

【0014】上述した方法以外に、特公昭61−201767号
公報に記載されたごとく、予め鋼材に溶融亜鉛めっきを
施し、さらに溶融Al−Zn合金めっきを施すという、二段
めっき法も提案されているが、二回のめっき工程が必要
であり、製造コストの点で不利であることは論を待たな
い。
In addition to the above-mentioned method, as described in Japanese Patent Publication No. 61-201767, a two-step plating method has also been proposed in which a steel material is previously galvanized and then hot-dip Al-Zn alloy plating is performed. However, since it requires two plating steps, it is unavoidable that it is disadvantageous in terms of manufacturing cost.

【0015】さらに、以上のような工夫により溶融Al−
Zn合金めっきを行っても、従来の方法では、めっき前の
予熱工程がないか、あっても不十分なため、溶融金属へ
の浸漬時間は、一般に20秒以上、通常は30〜180 秒とい
う長さが必要であり、特に45〜60%Alの場合には、めっ
き浴温が高いこともあって、溶融金属への浸漬中に金属
素材−めっき界面での脆い金属間化合物層の成長が著し
く起こり、めっき物の加工性が著しく低下する。
In addition, molten Al-
Even if Zn alloy plating is performed, in the conventional method, there is no preheating step before plating or even if it is insufficient, the immersion time in the molten metal is generally 20 seconds or more, usually 30 to 180 seconds. The length is required, and especially in the case of 45 to 60% Al, the plating bath temperature is high, which may cause the growth of the brittle intermetallic compound layer at the metal material-plating interface during the immersion in the molten metal. It occurs remarkably and the workability of the plated product is significantly reduced.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、Al含
有量が45%以上と高い溶融Al−Zn合金めっきに対するフ
ラックス処理について、乾式法ではフラックス機能が不
十分で不めっきが発生し易く、湿式法ではフラックスが
高価であったり、フラックスの棚吊り現象が発生し易
い、めっき後に再付着したフラックスの除去が困難で、
めっき外観が悪化するといった問題点があり、いずれも
満足できるものではなかった。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As described above, with respect to the flux treatment for molten Al-Zn alloy plating having a high Al content of 45% or more, the dry method has insufficient flux function and easily causes non-plating, In the wet method, the flux is expensive, the phenomenon of hanging the flux easily occurs, it is difficult to remove the flux that has re-deposited after plating,
There was a problem that the plating appearance deteriorated, and neither was satisfactory.

【0017】また、いずれの方法でも、めっき浴の浸漬
時間が長いため、前述した金属間化合物層の成長が起こ
り易く、めっき物の加工性が低下しがちであり、薄鋼板
以外の金属材料に対して溶融Al−Zn合金めっき、特に45
〜60%Al−Zn合金めっきを工業的に実施するには極めて
不十分な状況にあった。
Further, in any of the methods, since the immersion time of the plating bath is long, the above-mentioned intermetallic compound layer is likely to grow and the workability of the plated product tends to be deteriorated. In contrast, hot dip Al-Zn alloy plating, especially 45
The situation was extremely insufficient for industrially carrying out ~ 60% Al-Zn alloy plating.

【0018】本発明は、かかる従来技術の問題点が解消
された溶融Al−Zn合金めっきに好適な溶融めっき方法を
提供するものであり、とりわけAl含有量が45〜60%のAl
−Zn合金めっきにおいて、加工性に優れためっき物を形
成することができる、実用的な溶融めっき方法を提供し
ようとするものである。
The present invention provides a hot dip plating method suitable for hot dip Al-Zn alloy plating in which the problems of the prior art are solved, and in particular, Al having an Al content of 45 to 60% is provided.
An object of the present invention is to provide a practical hot-dip plating method capable of forming a plated product having excellent workability in a Zn alloy plating.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本出願人は先に、金属素
材をめっき浴温より5℃以上高い融点を有する溶融フラ
ックス浴に浸漬してから、溶融金属めっき浴に浸漬して
溶融めっきする方法を提案した (特開平10−140310号公
報) 。溶融フラックス材料の融点をめっき浴温より5℃
以上高く設定することで、金属素材に付着し、めっき浴
に持ち込まれたフラックスは、めっき浴中で固化してめ
っき浴表面に浮遊するため、スキミング等により容易に
除去でき、めっき物への再付着を避けることができる。
Means for Solving the Problems The present applicant first dips a metal material in a molten flux bath having a melting point higher by 5 ° C. or more than the plating bath temperature, and then in the molten metal plating bath for hot dipping. A method has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 10-140310). The melting point of the molten flux material is 5 ℃ from the plating bath temperature
By setting it higher than the above, the flux attached to the metal material and brought into the plating bath solidifies in the plating bath and floats on the surface of the plating bath, so it can be easily removed by skimming, etc. Adhesion can be avoided.

【0020】この方法は、Al含有量が45%以上と高いAl
−Zn合金めっきに対しても十分なフラックス機能を示す
ことができる溶融フラックスを使用するが、乾式法と同
様にめっき前にフラックス処理するため、湿式法につき
ものであっためっき物に再付着したフラックスの除去処
理が不要になるという利点がある。また、溶融めっきの
直前に溶融めっき浴より高温の溶融フラックス浴に浸漬
することで、金属素材の予熱も同時に達成され、高温の
溶融Al−Zn合金めっき浴への浸漬時間が短縮されるた
め、金属間化合物層の成長による加工性の劣化を避ける
ことができる。
This method has a high Al content of 45% or more.
-A molten flux that can exhibit a sufficient flux function for Zn alloy plating is used, but since it is fluxed before plating as in the dry method, it reattached to the plated product that was associated with the wet method. There is an advantage that the flux removal process is unnecessary. Further, by immersing in a molten flux bath at a temperature higher than that of the molten plating bath immediately before hot dip coating, preheating of the metal material is also achieved at the same time, and the dipping time in the hot molten Al-Zn alloy plating bath is shortened, It is possible to avoid deterioration of workability due to growth of the intermetallic compound layer.

【0021】この公報に具体的に示されたフラックス
は、いずれも従来のAl−Zn合金めっき用フラックスと同
様に、フラックス成分として少なくとも1種の塩化物を
含む組成物である。塩化物を含有する溶融フラックス
は、フラックス効果は高いものの、溶融55%Al−Zn合金
めっき浴の近傍の高温では、腐食性の強い塩素ガスを発
生するので、SUS 304 やSUS 316 といった高級ステンレ
ス鋼製の容器を使用しても容器を腐食する。そのため、
1週間程度のめっき操業で、容器からの溶出成分により
フラックス機能が著しく低下して不めっきが多発するよ
うになり、最終的には容器の穴あきが起こるので、長期
操業ができず、実用面で問題が残った。
The flux specifically described in this publication is a composition containing at least one chloride as a flux component, like the conventional Al-Zn alloy plating flux. Although molten flux containing chloride has a high flux effect, it produces chlorine gas with strong corrosiveness at high temperatures near the molten 55% Al-Zn alloy plating bath, so high-grade stainless steel such as SUS 304 and SUS 316. Corrosion of the container even if it is used. for that reason,
After about 1 week of plating operation, the flux function significantly deteriorates due to the components eluted from the container, and non-plating frequently occurs. Eventually, the container is punctured, so long-term operation is not possible and practical And the problem remained.

【0022】また、フラックスの融解温度が高いので、
フラックス浴温がめっき浴温よりかなり高くなり、予熱
温度が高すぎて、金属間化合物層の成長によりめっき密
着性が低下し、加工性が低下する場合があることが判明
した。
Further, since the melting temperature of the flux is high,
It has been found that the flux bath temperature becomes considerably higher than the plating bath temperature, the preheating temperature is too high, and the growth of the intermetallic compound layer lowers the plating adhesion and the workability in some cases.

【0023】本発明者らは、上記の溶融フラックス浴に
よるフラックス処理において、高級ステンレス鋼製容器
を腐食しないフラックス材料を用いて上記課題を解決す
べく検討した結果、1種または2種以上の弗化物からな
る、塩化物を含まないフラックスでも、塩化物含有フラ
ックスと同等の十分に高いフラックス機能が得られ、こ
のフラックスをステンレス鋼製容器に収容して長期操業
しても、フラックス機能の低下や容器の腐食が起こらな
いことと、フラックスの融点がめっき浴温より低く、め
っき浴中に持ち込まれた少量のフラックスがめっき浴中
で融解しても、めっき後の水洗さえ実施すれば、めっき
外観はさほど悪化しないことを見出し、本発明に到達し
た。
The inventors of the present invention have studied in order to solve the above problems by using a flux material which does not corrode a high-grade stainless steel container in the above-mentioned flux treatment with the molten flux bath, and as a result, one or more fluorine Even if the flux does not contain chloride, it has a sufficiently high flux function equivalent to that of chloride-containing flux. Even if this flux is housed in a stainless steel container and operated for a long period of time, the flux function will deteriorate and Corrosion of the container does not occur, the melting point of the flux is lower than the plating bath temperature, and even if a small amount of flux brought into the plating bath melts in the plating bath, the appearance of the plating will not change as long as it is washed with water after plating. The present invention has been achieved by finding that the deterioration does not occur so much.

【0024】ここに、本発明は、金属素材を溶融フラッ
クス浴に浸漬してから溶融金属めっき浴に浸漬して溶融
めっきを行う溶融めっき方法において、溶融金属が45〜
60質量%のAlおよび 0.5〜2質量%のSiを含むアルミニ
ウム−亜鉛合金であり、フラックスが1種または2種以
上の金属弗化物からなる、塩化物を実質的に含有しない
組成を有し、フラックス浴温がめっき浴温の−50℃〜+
100 ℃の温度領域であることを特徴とする溶融めっき方
法である。
Here, the present invention is a hot dip plating method in which a metallic material is dipped in a molten flux bath and then dipped in a molten metal plating bath to carry out hot dip plating.
An aluminum-zinc alloy containing 60% by mass of Al and 0.5 to 2% by mass of Si, wherein the flux is composed of one or more kinds of metal fluorides, and has a composition substantially free of chloride, Flux bath temperature is -50 ° C to + of plating bath temperature
It is a hot-dip plating method characterized by being in a temperature range of 100 ° C.

【0025】塩化物を実質的に含有しない組成とは、塩
化物の含有量が5質量%以下であることを意味する。こ
の溶融フラックスは、好ましくは弗化アルミニウムと弗
化カリウムを主体とする組成を有し、ステンレス鋼製容
器に収容して使用する。
The composition containing substantially no chloride means that the content of chloride is 5% by mass or less. This molten flux preferably has a composition mainly containing aluminum fluoride and potassium fluoride, and is used by being contained in a stainless steel container.

【0026】本発明の溶融Al−Zn合金めっき方法は、連
続操業の操作性に優れ、不めっきを発生させずに、加工
性が向上しためっき製品を製造することができる。フラ
ックスの浴温がめっき浴温より低くてもよいので、フラ
ックスの融点がめっき浴温より低い場合と高い場合の両
方を含む。フラックス融点がめっき浴温より低い場合に
は、めっき浴に持ち込まれたフラックスはめっき浴中で
融解するため、特開平10−140310号公報で達成されたフ
ラックス除去の容易さは多少犠牲になる。しかし、持ち
込みフラックス量は湿式法によるめっき浴中のフラック
ス量に比べれば非常に少ないので、めっき皮膜へのフラ
ックスの再付着量も湿式法より格段に少なく、外観を重
視しない部品については水洗は不要であり、また外観を
重視する部品は、水洗を追加するだけで、再付着フラッ
クスは簡単に除去でき、実用上は十分に使用できるめっ
き外観を得ることができる。
The hot dip Al-Zn alloy plating method of the present invention is excellent in the operability of continuous operation and can produce a plated product having improved workability without causing non-plating. Since the bath temperature of the flux may be lower than the plating bath temperature, this includes both cases where the melting point of the flux is lower than the plating bath temperature and higher than the plating bath temperature. When the flux melting point is lower than the plating bath temperature, the flux brought into the plating bath melts in the plating bath, so that the ease of flux removal achieved in JP-A-10-140310 is somewhat sacrificed. However, since the amount of flux brought in is much smaller than the amount of flux in the plating bath by the wet method, the amount of redeposition of flux on the plating film is also significantly smaller than that by the wet method, and washing with water is not necessary for parts that do not emphasize appearance. In addition, for parts that place importance on appearance, the redeposition flux can be easily removed by simply adding water washing, and a plating appearance that can be sufficiently used in practice can be obtained.

【0027】本発明の方法では、特開平10−140310号公
報に記載の方法よりフラックス浴温を低くすることがで
きることから、金属間化合物層の成長がより効果的に抑
制され、めっき密着性が改善される。フラックス浴の容
器寿命についても、浴温が低いほど有利となる。
In the method of the present invention, the flux bath temperature can be lowered as compared with the method described in JP-A-10-140310, so that the growth of the intermetallic compound layer is more effectively suppressed and the plating adhesion is improved. Be improved. As for the life of the flux bath, the lower the bath temperature, the more advantageous.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の方法によりAl−Zn合金溶
融めっきを施すことができる金属材料は特に制限されな
いが、代表例は鋼素材 (例、鋼線、型鋼、鋼管、鋼金
具、例えば、ボルト、ナット、ねじ等) である。例え
ば、屋根や外壁などの建材として、臨海部のように塩害
腐食の強い地域のみならず、その他の地域でも、耐食性
の高い溶融Al−Zn合金めっき鋼板、特に溶融55%Al−Zn
合金めっき鋼板が使用されるようになってきたが、この
鋼板を接合する小物接合部材にも同じめっきを施してお
けば、この接合部材の耐食性が確保されると同時に、接
合部位において異種金属材料が接触した場合に起こる局
部電池作用によるめっき材料の溶解が防止でき、めっき
の耐久性が向上するという効果もある。本発明の溶融め
っき方法は、このような小物接合部材のAl−Zn合金めっ
きにも、あるいは型鋼のような大型部材にも適用でき
る。また、通常の炭素鋼以外に、合金鋼、Ni合金、フェ
ライト系ステンレス鋼といった各種の金属素材に適用で
きる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The metal material which can be subjected to Al-Zn alloy hot dip plating by the method of the present invention is not particularly limited, but typical examples are steel materials (e.g., steel wire, shaped steel, steel pipe, steel fittings, for example, , Bolts, nuts, screws, etc.). For example, as a building material for roofs and outer walls, not only in areas with strong salt damage and corrosion such as coastal areas, but also in other areas, high corrosion resistance molten Al-Zn alloy plated steel sheet, especially molten 55% Al-Zn
Alloy-plated steel sheets have come to be used, but if the same plating is applied to the small-sized joining members that join the steel sheets, the corrosion resistance of this joining member can be secured and at the same time, the dissimilar metal material at the joining site can be used. There is also an effect that the plating material can be prevented from being dissolved by the local battery action that occurs when the two come into contact with each other, and the durability of the plating is improved. The hot-dip plating method of the present invention can be applied to the Al—Zn alloy plating of such a small-sized joining member or a large-sized member such as a die steel. In addition to ordinary carbon steel, it can be applied to various metal materials such as alloy steel, Ni alloy, and ferritic stainless steel.

【0029】被めっき金属素材は、本発明に従ってフラ
ックス槽で溶融フラックス浴に浸漬する前に、通常の前
処理を施すことが望ましい。例えば、金属素材が鉄鋼で
ある場合の前処理は、オルソ珪酸ソーダ、苛性アルカ
リ、炭酸ソーダ等の温水溶液による脱脂工程、有機溶剤
による脱脂工程、塩酸、硫酸等の酸の水溶液による酸洗
工程の少なくとも1工程を含む。
The metal material to be plated is preferably subjected to a usual pretreatment before being immersed in the molten flux bath in the flux bath according to the present invention. For example, when the metal material is steel, pretreatment includes a degreasing process using a warm aqueous solution of sodium orthosilicate, caustic alkali, sodium carbonate, etc., a degreasing process using an organic solvent, and a pickling process using an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. At least one step is included.

【0030】本発明におけるめっき金属は、45〜60%の
Alおよび 0.5〜2%のSiを含むAl−Zn合金である。めっ
き浴は、Al、Zn、Siの他に、微量のMg、Pb、Sn、Fe、S
b、Mn、Ni、Cr、Ti、V、Sr、B、Be等の元素を含んで
いてもよい。
The plating metal in the present invention contains 45 to 60%.
It is an Al-Zn alloy containing Al and 0.5 to 2% Si. The plating bath contains Al, Zn, Si, and trace amounts of Mg, Pb, Sn, Fe, S
Elements such as b, Mn, Ni, Cr, Ti, V, Sr, B and Be may be contained.

【0031】この溶融Al−Zn合金めっきは、溶融亜鉛め
っきより耐食性が格段に優れる上、美麗なスパングル模
様を持つことから、塗装基材として使用されるのみなら
ず、無塗装やクリア塗装を施して使用可能なめっき鋼板
として、建材や家電外板等の用途への使用量が増えてい
る。しかし、従来の乾式法フラックス処理では不めっき
が多発し、湿式法フラックス処理でも、めっき後のフラ
ックス除去処理によるめっき外観の悪化やフラックスの
棚吊り現象といった問題があり、まためっき浴温が高い
ために素材−めっき界面の金属間化合物層の成長による
加工性の劣化も起こっていた。
Since this hot-dip Al-Zn alloy plating has much better corrosion resistance than hot-dip galvanizing and has a beautiful spangle pattern, it is not only used as a coating base material, but also unpainted or clear-painted. As a plated steel sheet that can be used as a product, the amount of it is being used for building materials and outer panels of home appliances is increasing. However, non-plating often occurs in the conventional dry process flux treatment, and even in the wet process flux treatment, there are problems such as deterioration of the plating appearance due to flux removal treatment after plating and flux hanging phenomenon, and the plating bath temperature is high. In addition, the workability was deteriorated due to the growth of the intermetallic compound layer at the material-plating interface.

【0032】本発明ではまず、必要に応じて前述した適
当な前処理を施した被めっき金属素材を、めっき浴温に
近い温度の溶融フラックス浴に浸漬する。この溶融フラ
ックス浴への浸漬処理により、金属素材の表面はフラッ
クスの作用で活性化されて濡れ性が高まり、溶融フラッ
クス浴から引き上げる際にはフラックス膜が金属表面に
形成される。
In the present invention, first, the metal material to be plated, which has been subjected to the appropriate pretreatment described above, if necessary, is immersed in a molten flux bath at a temperature close to the plating bath temperature. By this immersion treatment in the molten flux bath, the surface of the metal material is activated by the action of the flux to improve the wettability, and a flux film is formed on the metal surface when pulled out from the molten flux bath.

【0033】次に、このフラックス膜を有する金属素材
を速やかに溶融金属めっき浴に浸漬する。フラックス膜
は、めっき浴浸漬までの間は金属素材を酸化から保護す
る作用を果たし、めっき浴に浸漬されると、金属素材表
面から剥離して溶融金属上に浮遊する。めっき浴中で溶
融金属上に浮遊したフラックスは、少量であり、浴面を
スキミングするか (フラックスが固化した場合) 、また
は浴面に流動を付与しておけば (フラックスが融解して
いる場合) 、引き上げ時のめっき表面へのフラックスの
再付着は最小限となり、外観を重視しない部品について
は水洗は不要であり、また外観を重視する部品は水洗を
追加するだけで簡単に除去できる。従って、湿式法と同
様に溶融フラックスを利用するにもかかわらず、めっき
後のフラックス除去処理が必要なくなる。
Next, the metal material having the flux film is immediately immersed in the molten metal plating bath. The flux film acts to protect the metal material from oxidation until it is immersed in the plating bath, and when immersed in the plating bath, the flux film peels off from the surface of the metal material and floats on the molten metal. The amount of flux floating on the molten metal in the plating bath is small, and either if the surface of the bath is skimmed (if the flux has solidified), or if the fluid is given to the surface of the bath (if the flux has melted). ), Flux reattachment to the plating surface during pulling is minimized, parts that do not emphasize appearance need not be washed with water, and parts that emphasize appearance can be easily removed by adding water washing. Therefore, although the molten flux is used as in the wet method, the flux removal treatment after plating is not necessary.

【0034】金属素材を溶融フラックス浴に浸漬する間
に、短時間の浸漬でも金属素材はかなり高温に加熱され
る。即ち、この溶融フラックス浴への浸漬は、予熱の作
用も果たす。そのため、次の溶融めっき浴への浸漬時間
を短くすることができ、Al−Zn合金溶融めっき浴への浸
漬により起こる脆い金属間化合物層の成長を著しく抑制
することが可能となり、めっき皮膜の加工性の低下が防
止される。
While the metal material is immersed in the molten flux bath, the metal material is heated to a considerably high temperature even if it is immersed for a short time. That is, the immersion in the molten flux bath also serves as preheating. Therefore, the immersion time in the next hot dip plating bath can be shortened, and the growth of the brittle intermetallic compound layer caused by the dipping in the Al-Zn alloy hot dip bath can be significantly suppressed, and the plating film can be processed. The deterioration of sex is prevented.

【0035】本発明で使用する1種または2種以上の金
属弗化物からなるフラックスは、従来のフラックスのよ
うに塩化物を実質的に含有していなくても、従来品と同
様の強力なフラックス機能を示す。その結果、乾式法で
フラックス処理した場合には不めっきが発生しやすい45
%以上のAlを含むAl−Zn合金溶融めっきの場合でも、操
業性のよい短時間のフラックス処理によって、被めっき
金属素材の表面の濡れ性は十分に確保され、不めっきを
防止することができる。
The flux composed of one or more kinds of metal fluorides used in the present invention has the same strong flux as the conventional product even if it does not substantially contain chloride unlike the conventional flux. Indicates a function. As a result, non-plating is likely to occur when the flux treatment is performed by the dry method.
Even in the case of Al-Zn alloy hot dip galvanizing containing Al in an amount of not less than 10%, the wettability of the surface of the metal material to be plated is sufficiently secured by the flux processing for a short time with good operability, and non-plating can be prevented. .

【0036】この塩化物を実質的に含有しないフラック
スは、55%Al−Znめっき浴の操業浴温に近い600 ℃近傍
まで昇温させても、一般的な耐食性保管容器であるSUS3
04やSUS316等の高耐食性ステンレス鋼板の腐食減量が極
めて少ないので、フラックスを劣化させずに長期使用す
ることができる上、容器の寿命は半永久的となる。従っ
て、溶融フラックスによる事前のフラックス処理を利用
して、不めっきを発生させずに長期の溶融めっき操業を
行うことが可能となる。但し、溶融フラックスは5質量
%以下の塩化物を含有することは許容される。その範囲
では腐食性が著しくは強まらないからである。しかし、
フラックス中の塩化物濃度は、好ましくは2質量%以下
であり、最も好ましくは0%である。
The flux containing substantially no chloride is SUS3, which is a general corrosion-resistant storage container, even when the temperature is raised to around 600 ° C., which is close to the operating bath temperature of the 55% Al-Zn plating bath.
Since the corrosion loss of highly corrosion-resistant stainless steel sheets such as 04 and SUS316 is extremely small, it can be used for a long time without degrading the flux, and the life of the container is semi-permanent. Therefore, it is possible to perform a long-term hot dip plating operation without generating non-plating by utilizing the prior flux treatment with the hot melt flux. However, it is acceptable for the molten flux to contain chloride in an amount of 5% by mass or less. This is because the corrosiveness does not significantly increase in that range. But,
The chloride concentration in the flux is preferably 2% by mass or less, and most preferably 0%.

【0037】本発明の溶融めっき法では、溶融金属めっ
き槽以外に、フラックスを溶融するためのフラックス槽
を設置する。このフラックス槽は、前述したように、一
般的な耐食性容器素材である、SUS304やSUS316等の高耐
食性ステンレス鋼板から製作することが望ましい。本発
明では、溶融フラックス材料がこのようなステンレス鋼
板の腐食減量を極めて少なくする。
In the hot dip plating method of the present invention, a flux bath for melting the flux is installed in addition to the hot dip metal bath. As described above, it is desirable that this flux tank is manufactured from a highly corrosion-resistant stainless steel plate such as SUS304 or SUS316, which is a general material for a corrosion-resistant container. In the present invention, the molten flux material significantly reduces the corrosion weight loss of such a stainless steel sheet.

【0038】このフラックス槽に、溶融金属めっき浴の
浴温近傍まで昇温可能な融点となるように組成が調整さ
れた1種または2種以上の金属弗化物からなるフラック
ス材料を入れ、加熱して融解させ、溶融フラックス浴を
調製する。溶融フラックス浴の温度は、溶融めっき浴温
に対して、−50℃〜+100 ℃の範囲とする。
Into this flux tank, a flux material composed of one or more kinds of metal fluorides whose composition is adjusted so as to have a melting point capable of raising to a temperature near the bath temperature of the molten metal plating bath, and heated. Melt to prepare a molten flux bath. The temperature of the molten flux bath is in the range of -50 ° C to + 100 ° C with respect to the hot dip bath temperature.

【0039】溶融フラックスの浴温が溶融めっき浴温+
100 ℃より高くなると、フラックス浴で金属素材が必要
以上の高温になり、めっき浴侵入温度が高くなりすぎ
て、めっき浴中の浸漬時間を短くしても、界面での脆い
金属間化合物層の成長を抑制することが困難となり、加
工性が低下する。一方、溶融フラックス浴の温度が溶融
めっき浴温−50℃より低いと、予熱効果が不十分とな
り、次の溶融めっき浴への浸漬時間を長くする必要が出
てくるため、金属間化合物層の成長が起こり、やはり加
工性が低下する。溶融フラックス浴温は、好ましくは溶
融めっき浴温に対して−20℃〜+50℃の範囲である。
The bath temperature of the molten flux is the hot-dip bath temperature +
If the temperature is higher than 100 ° C, the temperature of the metal material in the flux bath becomes unnecessarily high, and the penetration temperature of the plating bath becomes too high. Even if the immersion time in the plating bath is shortened, the brittle intermetallic compound layer at the interface will be formed. It becomes difficult to suppress the growth and the workability decreases. On the other hand, if the temperature of the molten flux bath is lower than the molten plating bath temperature −50 ° C., the preheating effect becomes insufficient and it becomes necessary to lengthen the immersion time in the next molten plating bath. Growth occurs and the workability also deteriorates. The molten flux bath temperature is preferably in the range of -20 ° C to + 50 ° C with respect to the molten plating bath temperature.

【0040】従来の湿式フラックス法では、フラックス
を溶融めっき浴温で融解させて溶融金属上に浮遊させる
のであるから、引き上げ時のフラックス除去と脆い金属
間化合物層の成長防止が困難であった。また、フラック
スは、その融点が溶融めっき浴温より低くなければなら
ず、組成に制限があった。
In the conventional wet flux method, since the flux is melted at the hot dip bath temperature and floated on the molten metal, it is difficult to remove the flux at the time of pulling up and prevent the growth of the brittle intermetallic compound layer. Moreover, the melting point of the flux must be lower than the hot-dip bath temperature, which limits the composition.

【0041】本発明では、フラックス浴を別に設け、鋼
材の酸化防止と予備加熱を同時に行い、さらにその容器
の材質としてSUS304や316 を用いれば半永久的に使用で
きるフラックス組成を選択する。具体的には、1種もし
くは2種以上の金属弗化物からなり、塩化物を実質的に
含有しないフラックス組成とする。前述したように、溶
融フラックスの浴温は溶融めっき浴温の−50℃〜+100
℃の範囲内であるので、フラックスの融点は、溶融めっ
き浴温より高くても低くてもよい。
In the present invention, a flux bath is separately provided to simultaneously prevent oxidation of steel and preheat, and if SUS304 or 316 is used as the material of the container, a flux composition that can be used semipermanently is selected. Specifically, the flux composition is composed of one kind or two or more kinds of metal fluorides and does not substantially contain chloride. As mentioned above, the bath temperature of the molten flux is -50 ° C to +100 of the hot dip bath temperature.
Since it is in the range of 0 ° C, the melting point of the flux may be higher or lower than the hot dip bath temperature.

【0042】フラックスに用いる金属弗化物としては、
弗化カリウム、弗化アルミニウム、氷晶石、弗化亜鉛、
弗化ナトリウム、弗化銅、弗化チタン、弗化リチウム等
が例示される。
As the metal fluoride used for the flux,
Potassium fluoride, aluminum fluoride, cryolite, zinc fluoride,
Examples include sodium fluoride, copper fluoride, titanium fluoride, lithium fluoride and the like.

【0043】45〜60質量%のAlを含有する溶融Al−Zn合
金のめっき浴温は一般に 570〜610℃の範囲であるの
で、このめっき浴温に対して上記領域内の溶融フラック
ス浴温が得られるようにフラックスの組成を選択する。
フラックスの融解温度が、使用するフラックス浴温より
数℃〜数十℃低くなるような組成が好ましい。このよう
な融解温度を得るための代表的なフラックス組成は、質
量%で弗化アルミニウ40〜65%、弗化カリウム60〜35%
である。この基本組成に、さらに氷晶石や他の金属弗化
物を配合してもよい。
The molten Al-Zn alloy containing 45 to 60% by mass of Al generally has a plating bath temperature in the range of 570 to 610 ° C. The composition of the flux is selected to obtain it.
The composition is preferably such that the melting temperature of the flux is lower than the temperature of the flux bath to be used by several degrees Celsius to several tens of degrees Celsius. A typical flux composition for obtaining such a melting temperature is 40 to 65% by weight of aluminum fluoride and 60 to 35% by weight of potassium fluoride.
Is. Cryolite and other metal fluorides may be further added to this basic composition.

【0044】溶融フラックス浴への浸漬時間は、ごく短
時間、例えば、数秒程度から数分程度でよい。この浸漬
が予熱もかねている関係から、被めっき金属素材の厚み
が大きい場合には、十分に予熱されるように浸漬時間を
長めにする。このフラックス処理で予熱されるため、溶
融めっき浴への浸漬時間が大幅に短縮されることから、
フラックス槽への浸漬時間を含めても、溶融めっき作業
に要する合計作業時間を短縮することができる。
The immersion time in the molten flux bath may be a very short time, for example, several seconds to several minutes. Since this immersion also serves as preheating, when the thickness of the metal material to be plated is large, the immersion time is set longer so that it is sufficiently preheated. Since it is preheated by this flux treatment, the immersion time in the hot dip bath is significantly shortened,
Even including the immersion time in the flux bath, the total working time required for the hot dipping work can be shortened.

【0045】前述したように、フラックス槽を出た金属
素材は、表面がフラックスで保護されているため、大気
に曝されても表面の酸化は起こらない。したがってフラ
ックス槽から溶融めっき槽への移送の間に大気を遮断す
る必要はない。しかし、フラックス槽で予熱された金属
素材の温度低下を防ぐために、フラックス槽から溶融め
っき槽への移送は速やかに行うことが好ましい。
As described above, since the surface of the metal material exiting the flux tank is protected by the flux, the surface of the metal material is not oxidized even when exposed to the atmosphere. Therefore, it is not necessary to shut off the atmosphere during the transfer from the flux bath to the hot dip bath. However, in order to prevent the temperature of the metal material preheated in the flux tank from decreasing, it is preferable to transfer the metal material from the flux tank to the hot dip plating tank promptly.

【0046】金属素材が溶融めっき槽に導入されると、
金属素材に付着したフラックスが剥離し、めっき浴中で
溶融金属上に浮上する。この浮上した剥離フラックス
は、フラックスの融点に応じて固体または融解状態で存
在する。溶融めっき槽に持ち込まれるフラックスの量は
少ないので、溶融金属上にフラックスが浮上していて
も、金属素材の引き上げ時のフラックスの再付着は比較
的少ないので、外観を重視しない部品については水洗は
不要であり、また外観を重視する部品は水洗を追加する
だけで簡単に除去することができる。従って、従来の湿
式法フラックス処理で行われているような、めっき後の
再付着フラックス除去のための特別の処理は通常は不要
である。
When the metal material is introduced into the hot dipping bath,
The flux attached to the metal material peels off and floats above the molten metal in the plating bath. The floating peeling flux exists in a solid or molten state depending on the melting point of the flux. Since the amount of flux brought into the hot dip plating tank is small, even if the flux floats on the molten metal, the redeposition of the flux when pulling up the metal material is relatively small. Parts that are unnecessary and that emphasize the appearance can be easily removed by adding water washing. Therefore, a special treatment for removing redeposited flux after plating, which is performed in the conventional wet method flux treatment, is usually unnecessary.

【0047】このフラックスの再付着を可及的に少なく
する手段を講ずることができる。例えば、フラックスの
融解温度がめっき浴温より高く、めっき浴中の浮上フラ
ックスが固体の場合には、慣用のスキミング手段により
浮上フラックスを除去することができる。スキミング
は、バッチ式めっきではめっき作業の合間に、連続めっ
きでは必要に応じて定期的あるいは常時行うことができ
る。めっき浴中の浮上フラックスが融解状態で存在する
場合には、浴面に流動を与えて、浸漬された金属素材が
引き上げられる領域の浴面からフラックスを追い出すこ
とができる。例えば、この領域に噴流を発生させて、浴
面ではこの領域から周囲に溶融金属が流れるようにすれ
ばよい。
Means can be taken to reduce the redeposition of this flux as much as possible. For example, when the melting temperature of the flux is higher than the plating bath temperature and the floating flux in the plating bath is solid, the floating flux can be removed by a conventional skimming means. The skimming can be performed between the plating operations in the batch type plating, and periodically or constantly in the continuous plating as needed. When the floating flux in the plating bath exists in a molten state, the flux can be driven from the bath surface in the region where the immersed metal material is pulled up by giving a flow to the bath surface. For example, a jet flow may be generated in this region so that the molten metal flows from this region to the periphery on the bath surface.

【0048】金属素材が溶融フラックス浴中で予熱さ
れ、溶融めっき浴への浸漬時間が大幅に短縮される結
果、金属素材−めっき界面の脆い金属間化合物層の成長
が著しく抑制され、めっき密着性が高くなるので、加工
性が要求される用途にも十分に適合した加工性に優れた
高品質のめっき皮膜を形成することができ、めっき量当
たりのドロス発生量も大幅に抑制できる。特に、特開平
10−140310号公報に開示した方法とは異なり、本発明で
はフラックス浴温をめっき浴温より低くできるので、溶
融フラックス浴中での過度の予熱を避けることができ、
予熱温度が高すぎる場合の金属間化合物層の成長による
めっき密着性や加工性の低下を避けることができる。
The metal material is preheated in the molten flux bath, and the immersion time in the molten plating bath is significantly shortened. As a result, the growth of the brittle intermetallic compound layer at the metal material-plating interface is significantly suppressed and the plating adhesion is improved. Therefore, it is possible to form a high-quality plating film with excellent workability, which is well suited for applications requiring workability, and it is possible to significantly reduce the amount of dross generated per plating amount. In particular,
Unlike the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-140310, since the flux bath temperature can be lower than the plating bath temperature in the present invention, excessive preheating in the molten flux bath can be avoided,
When the preheating temperature is too high, it is possible to avoid deterioration of plating adhesion and workability due to growth of the intermetallic compound layer.

【0049】めっき鋼板の耐食性は一般にめっき付着量
に依存するが、55%Al−Zn合金めっき鋼板では特に耐食
性を重視した厚目付け材が要望されている。片面当たり
の付着量が100 g/m2以上であれば、かなり厳しい塩害地
域での耐食性を、マイルドな環境下での従来材 (片面当
たり付着量75 g/m2)なみに改善できる。付着量の上限は
特に限定するものではないが、経済的にも400 g/m2が限
度と考えられる。また、屋内の使用においては40 g/m2
相当で十分な耐食性が確保できる。このように、使用環
境の腐食性に応じてめっき付着量を設定すればよい。本
発明に従ってフラックス処理すると、溶融Al−Zn合金め
っきにおける不めっきを効果的に防止できるため、厚目
付け材を安定して製造することが可能となる。
The corrosion resistance of the plated steel sheet generally depends on the coating weight, but for the 55% Al-Zn alloy plated steel sheet, a thick basis weight material with a particular emphasis on corrosion resistance is demanded. If the amount of adhesion on one side is 100 g / m 2 or more, the corrosion resistance in the extremely severe salt damage area can be improved to the level of the conventional material (adhesion amount on one side 75 g / m 2 ) in a mild environment. The upper limit of the adhered amount is not particularly limited, but 400 g / m 2 is considered to be the economical limit. Also, 40 g / m 2 for indoor use
Substantial and sufficient corrosion resistance can be secured. In this way, the plating adhesion amount may be set according to the corrosiveness of the use environment. When the flux treatment is performed according to the present invention, non-plating in the molten Al—Zn alloy plating can be effectively prevented, so that the thick basis weight material can be stably manufactured.

【0050】めっき後の耐食性をさらに向上させるた
め、めっき後にクロメート処理を施してもよい。クロメ
ート処理は操作性のよい塗布型が好ましいが、反応型、
電解型なども可能である。クロメート付着量は従来と同
様でよい。クロメートの代わりに、ノンクロム型の化成
処理を施すことも可能である。
In order to further improve the corrosion resistance after plating, a chromate treatment may be applied after plating. Chromate treatment is preferably a coating type with good operability, but a reactive type,
Electrolytic type is also possible. The amount of chromate attached may be the same as the conventional one. Instead of chromate, it is also possible to apply a non-chromium type chemical conversion treatment.

【0051】本発明に従って製造された溶融Al−Zn合金
めっき鋼板は、美麗なめっき外観を持つので、無塗装で
使用することができるが、耐傷付き性を向上させるため
にクリア塗装を施してもよい。もちろん、着色塗装する
ことも可能である。
The hot-dip Al-Zn alloy-plated steel sheet produced according to the present invention has a beautiful plating appearance and therefore can be used without coating, but even if it is subjected to clear coating to improve scratch resistance. Good. Of course, it is also possible to color paint.

【0052】[0052]

【実施例】(実施例1)200 mm×300 mm×厚さ2.5 mmの熱
延鋼板を、オルソ珪酸ソーダ水溶液中で脱脂し、水洗し
た後、10質量%塩酸水溶液で酸洗して、めっき前処理を
行った。このめっき前処理に続いて、下記のようにして
フラックス処理を行ってから、溶融Al−Zn合金めっきを
実施した。
[Example] (Example 1) A 200 mm x 300 mm x 2.5 mm thick hot-rolled steel sheet was degreased in an aqueous solution of sodium orthosilicate, washed with water, then pickled with a 10 mass% hydrochloric acid aqueous solution, and plated. Pretreatment was performed. Following this plating pretreatment, flux treatment was performed as described below, and then hot dip Al—Zn alloy plating was performed.

【0053】表1に示す組成および融点を持つフラック
ス材料を、溶融めっき槽の近傍に設置したSUS 316 製の
フラックス槽 (500 mm×500 mm×深さ500 mm) の中に入
れ、表2に示すさまざまな温度に加熱してフラックスを
溶融させて、溶融フラックス浴を形成した。この溶融フ
ラックス浴中に、上述のめっき前処理を経た鋼板を1分
間浸漬して、予熱とフラックス処理を行った後、フラッ
クス槽から引き上げた鋼板をできるだけ速やかに溶融め
っき槽に浸漬した。
The flux material having the composition and melting point shown in Table 1 was put in a SUS 316 flux tank (500 mm × 500 mm × depth 500 mm) installed in the vicinity of the hot dip plating tank. The flux was melted by heating to the various temperatures shown to form a molten flux bath. In this molten flux bath, the steel sheet that had been subjected to the pre-plating treatment described above was dipped for 1 minute to perform preheating and flux treatment, and then the steel sheet pulled out from the flux tank was dipped into the molten plating tank as quickly as possible.

【0054】溶融めっき金属は、質量%で55%Al−1.6
%Si−Zn合金であり、溶融めっき浴の温度は600 ℃、め
っき浴への浸漬時間は1分間に統一した。めっき付着量
は、溶融めっき浴からの引き上げ速度を一定にして、片
面約120 g/m2の厚目付けに調整した。1日に上記熱延鋼
板を42枚溶融めっきする条件 (1日の作業時間は7時
間) で、溶融めっきを1週間連続操業した。その間に、
めっき槽の溶融金属上にフラックス槽から持ち込まれた
フラックスが浮遊し始め、その量が次第に増えたが、め
っき槽内のフラックス除去処理は実施しなかった。
The hot dip plated metal is 55% Al-1.6% by mass.
% Si-Zn alloy, the temperature of the hot dip bath was 600 ° C, and the immersion time in the bath was 1 minute. The coating weight was adjusted to a unit weight of approximately 120 g / m 2 on one side with the pulling rate from the hot dipping bath being constant. The hot dip coating was continuously operated for 1 week under the condition of hot dipping 42 hot-rolled steel sheets per day (the working time per day was 7 hours). During,
The flux introduced from the flux tank began to float on the molten metal in the plating tank, and the amount gradually increased, but the flux removal treatment in the plating tank was not performed.

【0055】めっき浴から引き上げた溶融Al−Zn合金め
っき鋼板は、水冷した後、水洗ブラッシングをしてか
ら、目視観察により不めっきの状態を次の基準で判定し
た。 ○−不めっきが認められない、 △−10箇所以内のピンホール状不めっき有り、 ×−不めっきが多発 (10箇所超) 。
The hot-dip Al—Zn alloy-plated steel sheet pulled out from the plating bath was water-cooled, washed with water and brushed, and then the non-plated state was judged by visual observation according to the following criteria. ○ -No non-plating was observed, △ -Pinhole-like non-plating was found within 10 locations, × -Unplating occurred frequently (more than 10 locations).

【0056】表2に、最初と最後の溶融めっき鋼板の不
めっきの判定結果を示す。不めっきが認められなかった
溶融めっき材については、それから採取した試験片を2
T曲げ加工して、曲げR部外面の亀裂発生状況を目視観
察した。さらに加工部のテープ剥離を行い、めっき被膜
の剥離状況を観察した。これらの観察結果からめっき鋼
板の加工性を次の基準で判定し、その結果も表2に併記
する。
Table 2 shows the determination results of non-plating of the first and last hot-dipped steel sheets. For hot-dip galvanized material where no plating was observed, test pieces taken from
After T-bending, the appearance of cracks on the outer surface of the bent R portion was visually observed. Further, the tape of the processed portion was peeled off, and the peeling state of the plating film was observed. From these observation results, the workability of the plated steel sheet was judged according to the following criteria, and the results are also shown in Table 2.

【0057】 ◎−亀裂が微細で剥離無し、 ○−亀裂ががやや大きくなるが、剥離無し、 △−テープ剥離で剥離が観察される、 ×−テープ剥離で皮膜が全面剥離。[0057] ◎ -cracks are fine and there is no peeling, ○ -Cracks are slightly larger, but there is no peeling, △ -Peeling is observed by tape peeling, × -The tape peels off the entire surface of the film.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】[0059]

【表2】 溶融Al−Zn合金めっき前に、本発明に従った組成および
温度の溶融フラックス浴で浸漬処理した溶融めっき鋼板
では、1週間にわたって不めっきを発生させずに厚目付
けの溶融55%Al−Zn合金めっきを実施することができ
た。加工性に関しては、厚目付けであるために、2T曲
げという過酷な加工ではめっきに微細な亀裂は発生した
が、めっき剥離は操業1週間後も発生しなかった。フラ
ックス浴温がめっき浴温に近い (めっき浴温の−20℃〜
+50℃) と、特に加工性が良好となった。どの例でも、
不めっきと加工性のいずれも、最初と1週間後で判定結
果が全く同じであり、連続操業中にフラックス効果が劣
化していなかった。
[Table 2] Before the hot dip Al-Zn alloy plating, the hot dip plated steel sheet, which was subjected to the dip treatment in the hot melt flux bath of the composition and temperature according to the present invention, had a thick basis weight of 55% Al-Zn alloy without unplating for one week. The plating could be carried out. Regarding workability, since the coating weight is thick, fine cracks were generated in the plating by the severe processing of 2T bending, but the peeling of the plating did not occur even after 1 week of operation. Flux bath temperature is close to plating bath temperature
+ 50 ° C), the workability was especially good. In every example,
Both the non-plating and the workability showed the same judgment results at the beginning and after 1 week, and the flux effect was not deteriorated during the continuous operation.

【0060】これに対し、フラックス組成は本発明例と
同じであったが、フラックス浴温が低すぎると、めっき
浴中で材料温度が十分に上がりきらなかったため、金属
間化合物層が均一に形成されず、不めっきが発生し、そ
れによる加工性の劣化を生じた。一方、フラックス浴温
が高すぎた比較例では、不めっきの防止効果は十分であ
ったものの、金属間化合物層の過度の形成により、加工
性が低くなった。
On the other hand, the flux composition was the same as that of the example of the present invention, but if the flux bath temperature was too low, the material temperature could not be raised sufficiently in the plating bath, so that the intermetallic compound layer was uniformly formed. However, non-plating occurred, resulting in deterioration of workability. On the other hand, in the comparative example in which the flux bath temperature was too high, the effect of preventing non-plating was sufficient, but the workability was lowered due to the excessive formation of the intermetallic compound layer.

【0061】一方、溶融Al−Zn合金めっき用の従来のフ
ラックスである、塩化物を含有するフラックス (No.5〜
9)を使用した比較例では、めっき開始時にはフラックス
機能が高く、不めっきおよび加工性のどちらについても
本発明例と同等の判定結果が得られた。しかし、操業1
週間後にはどの例でも不めっきが発生または多発するよ
うになり、加工性の評価はできなかった。このように、
塩化物を実質的な量で含有する溶融フラックスは、一般
的な耐食性容器である高級ステンレス鋼製容器に収容し
た場合には、長期使用することができない。
On the other hand, a chloride-containing flux (No. 5 to No. 5) which is a conventional flux for hot dip Al-Zn alloy plating.
In the comparative example using 9), the flux function was high at the start of plating, and the same judgment result as that of the example of the present invention was obtained for both non-plating and workability. But operation 1
After a week, non-plating occurred or frequently occurred in all cases, and the workability could not be evaluated. in this way,
The molten flux containing a substantial amount of chloride cannot be used for a long period of time when stored in a high-grade stainless steel container which is a general corrosion resistant container.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、溶融めっき前に溶融フ
ラックスによりフラックス処理することで、従来の乾式
法フラックス処理では不めっきが起こり易かった溶融55
%Al−Zn合金めっきの不めっき発生を防止することがで
き、しかも従来の湿式法で必要であった、めっき後の面
倒なフラックス除去処理が不要となるので、めっき外観
の悪化が避けられる。
According to the present invention, by performing the flux treatment with the molten flux before the hot dip coating, the non-plating is likely to occur in the conventional dry process flux treatment.
It is possible to prevent non-plating of the% Al-Zn alloy plating, and to eliminate the troublesome flux removal treatment after plating, which is required in the conventional wet method, so that the deterioration of the plating appearance can be avoided.

【0063】従来のAl−Zn合金めっき用の溶融フラック
スは塩化物を含有していたが、本発明では塩化物を実質
的に含有しない溶融フラックスを用いて、塩化物含有フ
ラックスと同等のフラックス機能を得ることができる。
フラックスが塩化物を含有しないため、一般的な耐食性
容器である高級ステンレス鋼製容器に溶融フラックスを
収容しても、溶融フラックスが容器を腐食して、フラッ
クス機能が急速に劣化することがなくなり、フラックス
を長期使用することができる上、容器は半永久的に使用
可能となる。
Conventional molten fluxes for Al-Zn alloy plating contained chlorides, but in the present invention, a molten flux substantially free of chlorides is used, and a flux function equivalent to that of chloride-containing fluxes is obtained. Can be obtained.
Since the flux does not contain chloride, even if the molten flux is stored in a high-grade stainless steel container which is a general corrosion resistant container, the molten flux does not corrode the container and the flux function does not deteriorate rapidly, The flux can be used for a long time, and the container can be used semipermanently.

【0064】さらに、本発明の溶融めっき方法によれ
ば、フラックス処理が予熱も兼ねるため、めっき前の予
熱が不要となり、溶融金属めっき浴への浸漬時間が大幅
に短縮され、フラックス処理を含めてもめっきの作業時
間が短縮される。Al量が45%以上のAl−Zn合金めっき浴
は浴温が高いので、めっき浴への浸漬時間の大幅な短縮
により脆い合金槽の成長が著しく抑制される結果、めっ
き皮膜の加工性の向上、ドロス発生量の低減という効果
も併せて得られる。
Furthermore, according to the hot dip coating method of the present invention, since the flux treatment also serves as preheating, preheating before plating is not required, and the immersion time in the molten metal plating bath is significantly shortened. Also, the plating work time is reduced. Since the Al-Zn alloy plating bath with an Al content of 45% or more has a high bath temperature, the growth of the brittle alloy bath is significantly suppressed by the drastic shortening of the immersion time in the plating bath, resulting in improved workability of the plating film. The effect of reducing the amount of dross generated is also obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 幹雄 福岡県北九州市若松区藤ノ木2丁目4番 8号 新興アルマー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−323356(JP,A) 特開 平10−140310(JP,A) 特開 平11−323523(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 2/00 - 2/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Hashimoto 2-4 Fujinoki, Wakamatsu-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Shinko Almar Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-323356 (JP, A) Kaihei 10-140310 (JP, A) JP-A-11-323523 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 2/00-2/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属素材を溶融フラックス浴に浸漬して
から溶融金属めっき浴に浸漬して溶融めっきを行う溶融
めっき方法において、溶融金属が45〜60質量%のAlおよ
び 0.5〜2質量%のSiを含むアルミニウム−亜鉛合金で
あり、フラックスが1種または2種以上の金属弗化物か
らなる、塩化物を実質的に含有しない組成を有し、フラ
ックス浴温がめっき浴温の−50℃〜+100 ℃の温度領域
内であることを特徴とする溶融めっき方法。
1. A hot dip plating method in which a metal material is dipped in a molten flux bath and then in a hot metal plating bath to carry out hot dip plating. It is an aluminum-zinc alloy containing Si and has a composition in which the flux consists of one or more metal fluorides and does not substantially contain chloride, and the flux bath temperature is -50 ° C of the plating bath temperature or higher. A hot dip plating method characterized by being within a temperature range of + 100 ° C.
【請求項2】 フラックスが弗化アルミニウム40 65
と弗化カリウム60 35 %を含む組成を有する、請求項1
記載の溶融めっき方法。
2. A flux aluminum fluoride 40-65%
And 60 to 35 % of potassium fluoride.
The hot dip plating method described.
【請求項3】 フラックスがステンレス鋼製容器に収容
されている、請求項1または2記載の溶融めっき方法。
3. The hot dip plating method according to claim 1, wherein the flux is contained in a stainless steel container.
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