JP3501697B2 - フラックスおよびそれを用いた溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼材の製造方法 - Google Patents

フラックスおよびそれを用いた溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼材の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融Ｚｎ系合金め
っき鋼材に関するものである。さらに詳しくは、Ｍｇと
Ａｌを含有したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき用のフラ
ックスと、これを用いたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金のめっ
き方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、吊り橋や斜張橋等に用いるケーブ
ルワイヤーや河川護岸用のかごまっと等の線材、さらに
は水道用埋設鋼管等、過酷な腐食環境での用途に供され
る鋼材にはＺｎめっきが多くもちいられてきた。これら
の鋼材は、数十年以上の長期の耐久性を期待されること
が多い。しかし、Ｚｎめっきでこのような長期の耐久性
を実現することは困難であることから、Ａｌを添加した
Ｚｎ−Ａｌ合金めっきが提供されるようになった。Ｚｎ
−Ａｌ合金めっきのうち、Ｚｎ−５５Ａｌは実用化され
ているめっきの中で最も耐食性に優れたものとされてい
る。しかし、めっき温度が６００℃程度であるために鋼
材の機械的強度を低下させることが多く、橋梁ケーブル
のような一定以上の強度を要する構造物には適用困難で
ある等、用途は限定される。
【０００３】また、Ｚｎ−１０Ａｌのように比較的Ａｌ
濃度が低くなると、Ｚｎ−５５Ａｌほどではないにして
も良好な耐食性を有し、めっき温度を下げることも可能
になる。そのため、今日では、比較的広く用いられてい
る。しかし、Ｚｎめっきのように、大気中で１段階のど
ぶづけ法でめっきするのは事実上困難であるため、Ｚｎ
めっきをおこなった後、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきをおこな
う、いわゆる２段めっき法による必要がある。２段めっ
き法では、めっき浴を２基準備する必要があり、その
分、製造コストが割高になるので好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐食性に優
れたＺｎ系合金めっき鋼材を提供するものである。併せ
て、このＺｎ系合金めっき鋼材を大気中で１段階のどぶ
づけ法により簡単に製造する方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、Ｚｎ−Ａｌ
系合金にＭｇを添加すると耐食性が向上すること、およ
び、特定の組成のフラックスを用いることによって、大
気中で１段階でどぶづけめっきが可能なことを見い出
し、本発明に至ったもので、その要旨とするところは、 （１）重量％で、ＺｎＣｌ2：６０〜８０％、ＮＨ4Ｃ
ｌ：５〜２０％、アルカリ金属元素またはアルカリ土類
金属元素の塩化物、フッ化物ないしはケイフッ化物のう
ち１種類以上を合計で：１３〜１８％、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉ
ｎ、Ｔｌ、ＳｂまたはＢｉの塩化物のうち１種類以上を
合計で：０．０１〜５％を含有することを特徴とする溶
融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき用フラックス。
【０００６】（２）鋼材表面を脱脂、酸洗した後に、前
記（１）に記載の溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき用
フラックスの水性処理液に浸漬し、鋼材表面に付着した
上記水性処理液を乾燥させ、ついで、重量％で、Ｍｇ：
０．０５〜７％、Ａｌ：０．０１〜２０％を含有し、残
部がＺｎおよび不可避不純物からなるＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
系合金浴に浸漬させてめっきすることを特徴とする溶融
Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼材の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のめっき鋼材は、まず、鋼
材表面を脱脂、酸洗して清浄にした後、重量％で、 （１）ＺｎＣｌ2：６０〜８０％、 （２）ＮＨ4Ｃｌ：５〜２０％、 （３）アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の
塩化物、フッ化物ないしはケイフッ化物のうち1種類以
上を合計で：１３〜１８％、 （４）Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳｂまたはＢｉの塩化
物のうち１種類以上を合計で、０．０１〜５％を含有す
る水性フラックス処理液に浸漬する。
【０００８】Ｚｎめっきにおいて一般的に用いられる、
ＺｎＣｌ2 とＮＨ4 Ｃｌからなるフラックスで前処理し
た鋼材をＭｇを含有したＺｎ−Ａｌめっき浴に浸漬する
と、 ３ＮＨ4 Ｃｌ＋Ａｌ→ＡｌＣｌ3 ＋３ＮＨ3 ＋（３／２）Ｈ2 … （１） ２ＡｌＣｌ3 ＋３Ｍｇ→３ＭｇＣｌ2 ＋２Ａｌ … （２） の化学反応により生成したＭｇＣｌ2 がめっき層中に取
り込まれ、外観の著しく不良なめっきになる。ＭｇＣｌ
2 の生成を防ぐためには、上記化学反応式（１）からも
明らかなように、ＮＨ4 ＣｌとＡｌとの反応を阻止する
必要がある。
【０００９】発明者らは、このような見地から、ＺｎＣ
ｌ2 とＮＨ4 Ｃｌを主成分とする従来のフラックスの改
善努力をおこなってきた結果、ＭｇＣｌ2 の生成を有効
に防止できるフラックスを見い出し本発明を完成したも
のである。すなわち、ＺｎＣｌ2 ／ＮＨ4 Ｃｌ系にＡｌ
よりも活性の高いアルカリ金属元素またはアルカリ土類
金属元素の塩化物、フッ化物ないしはケイフッ化物のう
ち、少なくとも１種類を添加することによって、ＡｌＣ
ｌ3 の生成を効果的に防ぐことができる。しかも、Ｚｎ
Ｃｌ2 とＮＨ4 Ｃｌが主成分であるので、高々５００℃
程度のめっき浴温度でも効果が発現する。
【００１０】 そして、不めっき、ピンホール、突起、
ドロス付着等の欠陥のないめっきをおこなうには、上記
のように、成分（１）ＺｎＣｌ2：６０〜８０％、成分
（２）ＮＨ4Ｃｌ：５〜２０％、成分（３）アルカリ金
属元素またはアルカリ土類金属元素の塩化物、フッ化物
ないしはケイフッ化物のうち１種類以上を合計で：１３
〜１８％とする。この範囲を外れると、欠陥が発生しや
すくなる。また、これら３成分に加え、成分（４）Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳｂまたはＢｉの塩化物のうち
１種類以上を合計で：０．０１〜５％を添加することに
よって、めっき表面の光沢や平滑性を改善することがで
きる。量的には０．０１％以上の添加で効果がある。ま
た、上限は高々５重量％あれば十分であり、これ以上添
加しても効果は変わらない。
【００１１】次に、上述のようにしてフラックス処理し
た鋼材にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっきをおこなうので
あるが、ＭｇとＡｌの量的関係を規定することによっ
て、良好な耐食性を付与することができる。Ｍｇの含有
量は、耐食性の向上のためには０．０５重量％以上が必
要である。しかし、７重量％を超えると、めっき層が脆
くなって密着性が低下することと、めっき浴の温度が５
００℃を超えるようになり鋼材の強度が低下することか
ら、７重量％を上限とする。
【００１２】また、Ａｌの含有量は、０．０１重量％未
満ではめっきの耐食性は低下する。また、２０重量％を
超えて添加しても、耐食性はほとんど向上しない。しか
も、めっき浴の温度が５００℃を超えるようになって好
ましくない。したがって、Ａｌの含有量は０．０１〜２
０重量％とする。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっきの付着
量は、鋼材に期待される長期耐久性のほかに、きず付き
等のめっきへの機械的なダメージを考慮して、Ｚｎ換算
で１００ｇ／ｍ2 以上とすることが好ましい。また、必
要以上に厚目付にすると、めっき表面の平滑性が損なわ
れることがあるので、６００ｇ／ｍ2 を上限とすること
が好ましい。
【００１３】
【実施例】本発明を実施例にもとづいて詳細に説明す
る。直径７ｍｍ、長さ２００ｍｍの鋼線を市販のオルト
ケイ酸塩系アルカリ液で脱脂をおこない、つづいて、６
０℃の１０％硫酸で酸洗した後、フラックス処理をおこ
なった。フラックス処理は、表１の組成の１０〜４０重
量％水溶液（８０℃）に５秒間浸漬した。ついで、この
鋼線を１２０℃の電気オーブン中に４分間保定して、フ
ラックスを完全に乾燥させ、めっきに供した。めっき
は、重量％で、Ｍｇ：０．０５〜７％，Ａｌ：０．０１
〜２０％を含有し、残部がＺｎおよび不可避的不純物か
らなる溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき浴（４５０℃）を用
いて、これに上述のフラックス処理を施した鋼線を３０
秒間浸漬してめっきをおこなった。
【００１４】めっき後の外観を、不めっき、ピンホー
ル、ドロス付着、凹凸等の欠陥の有無により判定した。
その結果を表１に示す。表１から明らかなように、本発
明のフラックスを用いると、不めっき、ピンホール、ド
ロス付着、凹凸等の欠陥がなく、表面の平滑なめっきが
得られるが、本発明の範囲を外れたフラックスを用いる
と、欠陥の発生ないしはめっき面の平滑性の低下がおこ
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明を用いることによって、塩水環境
から淡水環境にわたる広い腐食環境で、優れた耐食性を
有し、外観も良好なめっき鋼材が、１段階のどぶづけめ
っき法により、簡単に製造することができる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％で、 ＺｎＣｌ2：６０〜８０％、 ＮＨ4Ｃｌ：５〜２０％、 アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の塩化
    物、フッ化物ないしはケイフッ化物のうち１種類以上を
    合計で：１３〜１８％、 Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳｂまたはＢｉの塩化物のう
    ち１種類以上を合計で：０．０１〜５％を含有すること
    を特徴とする溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき用フラ
    ックス。
  2. 【請求項２】 鋼材表面を脱脂、酸洗した後に、請求項
    １に記載の溶融Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき用フラッ
    クスの水性処理液に浸漬し、鋼材表面に付着した上記水
    性処理液を乾燥させ、ついで、重量％で、Ｍｇ：０．０
    ５〜７％、Ａｌ：０．０１〜２０％を含有し、残部がＺ
    ｎおよび不可避不純物からなるＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金
    浴に浸漬させてめっきすることを特徴とする溶融Ｚｎ−
    Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼材の製造方法。
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