JP4157522B2 - 高耐食・高加工性メッキ鋼線、メッキ浴組成物、高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法、及び金網製品 - Google Patents
高耐食・高加工性メッキ鋼線、メッキ浴組成物、高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法、及び金網製品 Download PDFInfo
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Description
本発明は、護岸工事用かごマット、金網、落下防止網等の屋外で使用される各種金網製品に有用な耐食性と加工性を高めた高耐食・高加工性メッキ鋼線に関する。
従来、亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線として、鋼線上に形成されるメッキ層に０．８〜５重量％のマグネシウムを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、この亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線は、メッキ層と鋼線との間に形成される中間層（亜鉛−アルミニウム−マグネシウム中間層）の硬度が高くなるために、その加工性を考慮してその中間層の厚みが２０μｍ以下であるものが望ましく、メッキ層及び中間層の合計付着量が、鋼線の表面の単位表面積当たりのメッキ層及び中間層の合計付着量で、２２０〜２８０ｇ／ｍ2程度であるものがさらに望ましいとされている。
特開２００１−２０７２５０号公報（段落００１８〜段落００１９）
ところが、このメッキ鋼線は、メッキ層にマグネシウムを含むことによって耐食性に優れている一方で、たとえ中間層の厚みを低減したとしても、マグネシウムによってメッキ層自体の硬度が一段と高くなるために、その加工性が低下するという問題があった。
また、従来、鋼線に対するメッキ層及び中間層の合計付着量が、鋼線の表面の単位表面積当たりの中間層及びメッキ層の合計付着量で、７００ｇ／ｍ2にまで達するメッキ鋼線の製造方法は知られておらず、このような厚メッキのメッキ鋼線を得ることは極めて困難であると考えられていた。
また、従来、鋼線に対するメッキ層及び中間層の合計付着量が、鋼線の表面の単位表面積当たりの中間層及びメッキ層の合計付着量で、７００ｇ／ｍ2にまで達するメッキ鋼線の製造方法は知られておらず、このような厚メッキのメッキ鋼線を得ることは極めて困難であると考えられていた。
そこで、本発明は、耐食性と加工性とが共に優れ、しかもメッキ層及び中間層の合計付着量がより増加した高耐食・高加工性メッキ鋼線、この高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造に使用するメッキ浴組成物、この高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法、及びこの高耐食・高加工性メッキ鋼線を用いた金網製品を提供することを課題とする。
前記課題を解決した本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線は、鋼線上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層を備えた高耐食・高加工性メッキ鋼線であって、前記メッキ層及び前記中間層の両層に含まれるマンガンの割合が平均質量％で０．０２〜０．３０％であり、アルミニウムの割合が平均質量％で８〜２５％であり、不可避成分を含む亜鉛の割合が平均質量％で７４．７０〜９１．９８％であると共に、前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定されることを特徴とする。
この高耐食・高加工性メッキ鋼線は、メッキ層及び中間層の両層に前記した所定の割合でマンガン、アルミニウム及び亜鉛を含んでいるので、従来の亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線、つまり、メッキ層が亜鉛−アルミニウム合金のみからなるメッキ鋼線（無添加の亜鉛−アルミニウム合金で構成されたメッキ層を有するメッキ鋼線）や、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金メッキ鋼線と比較して、耐食性及び加工性の両方がバランス良く優れる。
また、この高耐食・高加工性メッキ鋼線は、前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定されているので、その合計付着量が７００ｇ／ｍ2に満たない程度の従来のメッキ鋼線と比較して、耐食性が優れる。
また、この高耐食・高加工性メッキ鋼線は、そのメッキ層及び中間層の合計付着量が増大するので、そのメッキ層及び中間層の合計厚みが、１００〜１４０μｍ程度となる。その結果、本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線は、従来のメッキ鋼線と比較してその磨耗耐久性が向上する。したがって、本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線は、例えば、砂等に晒される護岸工事用かごマット等の材料として好適に使用することができる。
このような高耐食・高加工性メッキ鋼線は、マンガンの濃度が前記メッキ層及び前記中間層に亘って均一であると共に、前記メッキ層のビッカース硬度が４５〜６５であり、前記中間層のビッカース硬度が５０〜７０であるものが望ましい。このような高耐食・高加工性メッキ鋼線では、メッキ層及び中間層に亘ってマンガンの濃度が均一であると共に、メッキ層の硬度と中間層の硬度とが相互に近接しているので、この高耐食・高加工性メッキ鋼線は、例えば曲げ加工が施された際に、メッキ層や中間層にクラックが発生することを防止する。
このような高耐食・高加工性メッキ鋼線は、前記メッキ層における亜鉛、アルミニウム及びマンガンの共析相が前記メッキ層のマトリックス中に塊状で分散しているものが望ましい。この高耐食・高加工性メッキ鋼線では、一般に腐食しやすいとされている共析相が、マトリックス中に塊状で分散することによって、共析相の周囲がマトリックスで包囲されることとなるので、共析相がマトリックス中に均一に存在するものと比較して、耐食性に優れる。
また、本発明のメッキ浴組成物は、マンガン０．０４〜０．６０質量％、アルミニウム７．００〜２４．００質量％及び不可避成分を含む亜鉛７５．４０〜９２．９６質量％からなることを特徴とする。
本発明のメッキ浴組成物は、所定の割合でマンガンを含むことによって、その流動性が低減する。その結果、このメッキ浴組成物によれば、鋼線に対する中間層及びメッキ層の合計付着量を増加させることができる。ちなみに、従来のメッキ浴組成物では、中間層及びメッキ層の合計付着量が鋼線の単位表面積当たりの中間層及びメッキ層の合計付着量で７００ｇ／ｍ2以上のメッキ鋼線を得ることができない。これに対して、本発明のメッキ浴組成物を使用して得られる高耐食・高加工性メッキ鋼線の中間層及びメッキ層の合計付着量は、１０００ｇ／ｍ2程度とすることができる。
また、本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法は、マンガン０．０４〜０．６０質量％、アルミニウム７．００〜２４．００質量％及び不可避成分を含む亜鉛７５．４０〜９２．９６質量％からなるように亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含むメッキ浴組成物を調製するメッキ浴組成物調製工程と、鋼線を前記メッキ浴組成物に通すことによって前記鋼線上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層を形成するメッキ形成工程とを備えることを特徴とする。
この製造方法では、メッキ浴組成物に前記した所定の割合でマンガンを含ませることによって、メッキ浴組成物の流動性を低減することが可能となる。その結果、この製造方法は、鋼線に対するメッキ層及び中間層の合計付着量を飛躍的に高めることができる。
つまり、前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定された高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法が提供される。
つまり、前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定された高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法が提供される。
このような製造方法において、前記メッキ浴組成物の上層にマンガンを偏在させることが望ましい。この製造方法では、メッキ浴組成物の上層にマンガンを偏在させることによって、メッキ浴組成物の上層での流動性が低減される。その結果、この製造方法は、鋼線に対するメッキ層及び中間層の合計付着量をさらに飛躍的に高めることができる。
また、このような高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法は、鋼線を、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含むメッキ浴組成物中に通すことによって、前記鋼線上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層を形成する高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法であって、製造の目標とする高耐食・高加工性メッキ鋼線の前記メッキ層及び前記中間層中のマンガンの含有率に対して、前記メッキ浴組成物のマンガンの含有率を、２〜５倍に調整することができる。
一般に、メッキ浴でメッキ層を形成する添加金属がトップドロス化した際にその添加金属がメッキ浴外に排出されることによって、あるいはメッキ浴内で添加金属が偏析することによって、鋼線が通過するメッキ浴組成物中の添加金属の含有率が低下する場合がある。本発明に係る製造方法は、マンガン（添加金属）の含有率を前記したように２〜５倍に調整するので、前記したトップドロス化等によるマンガンの低下分を補うこととなる。その結果、この製造方法は、マンガンを前記した所定の割合で含む中間層及びメッキ層を有する高耐食・高加工性メッキ鋼線を安定して製造することができる。
また、本発明の金網製品は、前記した本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されていることを特徴とする。この金網製品は、加工性及び耐食性に優れた前記高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されているので、従来のメッキ鋼線で形成された金網製品と比較して、容易に製造することができると共に、その耐食性に優れる。また、この金網製品に使用される高耐食・高加工性メッキ鋼線はそのメッキ層及び中間層の合計付着量が多くなっており、前記したように、従来のメッキ鋼線と比較して磨耗耐久性が優れているので、本発明の金網製品は、磨耗耐久性に優れる。
本発明の金網製かごは、少なくともその上面部が、前記した本発明の高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されていることを特徴とする。
この金網製かごは、加工性及び耐食性に優れた前記高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されているので、従来のメッキ鋼線で形成された金網製かごと比較して、容易に製造することができると共に、その耐食性に優れる。また、この金網製かごは、その上面部が前記高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されているので、その上面部が磨耗耐久性に優れたものとなる。この金網製かごは、例えば、護岸工事用のかごマット、ふとんかご、だるまかご、港湾築提用のマット等として使用される。
本発明によれば、耐食性と加工性とが共に優れ、しかもメッキ層及び中間層の合計付着量がより増加した高耐食・高加工性メッキ鋼線、この高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造に使用するメッキ浴組成物、高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法、及び前記メッキ鋼線を用いた金網製品を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る高耐食・高加工性メッキ鋼線（以下、単に「メッキ鋼線」という）及びその製造方法並びに前記メッキ鋼線を用いた金網製かご（金網製品）について詳細に説明する。図１は、実施形態に係るメッキ鋼線の部分断面図、図２は、図１のメッキ鋼線を製造する製造装置の模式図、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る金網製かごの斜視図である。
（メッキ鋼線）
図１に示すように、メッキ鋼線１は、鋼線（地鉄）２上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層３を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層４を備えている。
図１に示すように、メッキ鋼線１は、鋼線（地鉄）２上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層３を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層４を備えている。
鋼線２としては、公知のものでよく、軟鋼線及び硬鋼線のいずれも使用することができる。鋼線２の径は、３．２〜１０．０ｍｍ程度のものでよい。また、鋼線２は、例えば、亜鉛等の１次メッキを施したものであってもよい。
中間層３は、後記するメッキ浴組成物の組成に由来する亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含んだ亜鉛−アルミニウム−マンガン合金で形成されており、この中間層３には、鋼線２から拡散したリン、イオウ等の不可避成分がさらに含まれている。なお、本実施形態での中間層３のビッカース硬度は、５０〜７０となっている。
メッキ層４は、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなる亜鉛−アルミニウム−マンガン合金で形成されており、後記するメッキ浴組成物を構成する金属成分が固化したものである。このメッキ層４には、使用する亜鉛に不純物として含まれる鉛、鉄、カドミウム等が不可避成分として含まれる。このメッキ層４では、図１に示すように、亜鉛、アルミニウム及びマンガンの共析相５ａがマトリックス５ｂ中に塊状で分散している。なお、本実施形態でのメッキ層４のビッカース硬度は、４５〜６５となっている。
これら中間層３及びメッキ層４の合計付着量は、鋼線２の表面の単位表面積当たりの中間層３及びメッキ層４の合計付着量で、７００〜１０００ｇ／ｍ2になるように設定されている。このような中間層３及びメッキ層４において、マンガンの濃度は、中間層３及びメッキ層４の両層に亘って均一になっており、中間層３及びメッキ層４の全体に亘って均一に分布している。
このような、中間層３及びメッキ層４の両層に含まれるマンガンの割合は、平均質量％で０．０２〜０．３０％となっている。そして、中間層３及びメッキ層４の両層に含まれるアルミニウムの割合は、平均質量％で７．００〜２４．００％となっており、不可避成分を含む亜鉛の割合は、平均質量％で７５．４０〜９２．９６％となっている。なお、マンガンが前記範囲の下限を下回ると、得られたメッキ鋼線１の耐食性を充分に向上することができない場合がある。そして、マンガンが前記範囲の上限を上回ると、後記した風冷で得られるメッキ鋼線１の耐食性を充分に向上することができない場合があると共に、後記した水冷で得られるメッキ鋼線１の加工性が低下する場合がある。
以上のようなメッキ鋼線１では、中間層３及びメッキ層４の両層が、前記した所定の割合でマンガン、アルミニウム及び亜鉛を含んでいるので、このメッキ鋼線１は、従来の亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線、つまり、メッキ層が亜鉛−アルミニウム合金のみからなるメッキ鋼線（無添加の亜鉛−アルミニウム合金で構成されたメッキ層を有するメッキ鋼線）と比較して、その耐食性が優れている。また、このメッキ鋼線１は、中間層３及びメッキ層４の硬度が、従来の亜鉛−アルミニウム合金のみからなるメッキ層と比較してほとんど変わらず、従来の亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金メッキ鋼線と比較して、その加工性が優れている。つまり、本実施形態に係るメッキ鋼線１は、従来のメッキ鋼線と比較して、耐食性及び加工性の両方がバランス良く優れる。
また、このメッキ鋼線１では、一般に腐食しやすいとされている共析相５ａが、マトリックス５ｂに塊状で分散することによって、共析相５ａの周囲がマトリックス５ｂで包囲されることとなる。そして、このメッキ鋼線１では、共析相５ａが微細でマトリックス５ｂ中に均一に存在するものと比較してマトリックス５ｂで隔てられる共析相５ａ間の距離が長くなる。その結果、このメッキ鋼線１は、腐食経路が形成され難くなって耐食性に優れるものとなる。
また、このメッキ鋼線１は、鋼線２に対する中間層３及びメッキ層４の合計付着量が、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定されているので、従来の亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線、つまり、中間層３及びメッキ層４の合計付着量が、７００ｇ／ｍ2に満たない従来のメッキ鋼線と比較して耐食性が優れる。
また、このメッキ鋼線１は、鋼線２に対する中間層３及びメッキ層４の合計付着量が、７００乃至１０００ｇ／ｍ2に設定されているので、その中間層３及びメッキ層４の合計厚みが、１００〜１４０μｍ程度となる。その結果、メッキ鋼線１は、従来のメッキ鋼線と比較してその磨耗耐久性が向上する。また、このメッキ鋼線１は、その表面にローラ加工等の塑性加工によって容易に凹凸を形成することができる。このように粗面加工されたメッキ鋼線１は、その上面部の滑り難さが要求される護岸工事用かごマットの材料として好適に使用することができる。
（メッキ鋼線の製造方法）
次に、本発明のメッキ浴組成物について具体的に説明すると共に、本実施形態に係るメッキ鋼線１の製造方法について説明する。
メッキ鋼線１の製造方法は、マンガンの含有率が、０．０４〜０．６０質量％となるように亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含むメッキ浴組成物を調製するメッキ浴組成物調製工程と、前記した鋼線２をメッキ浴組成物に通すことによって鋼線２上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層３を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層４を形成するメッキ形成工程とを備える。
次に、本発明のメッキ浴組成物について具体的に説明すると共に、本実施形態に係るメッキ鋼線１の製造方法について説明する。
メッキ鋼線１の製造方法は、マンガンの含有率が、０．０４〜０．６０質量％となるように亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含むメッキ浴組成物を調製するメッキ浴組成物調製工程と、前記した鋼線２をメッキ浴組成物に通すことによって鋼線２上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層３を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層４を形成するメッキ形成工程とを備える。
メッキ浴組成物は、マンガン０．０４〜０．６０質量％、アルミニウム７．００〜２４．００質量％及び不可避成分を含む亜鉛７５．４０〜９２．９６質量％からなる。この不可避成分としては、例えば、使用する亜鉛に不純物として含まれる金属が挙げられ、具体的には、例えば、鉛、鉄、カドミウム等が挙げられる。なお、これら金属（マンガン、アルミニウム及び亜鉛）が、それぞれの前記範囲の上限を超えると、これら金属のトップドロスの発生量が増加する場合がある。その結果、トップドロス化した金属をメッキ浴から排出するための作業回数が頻繁になってメッキ鋼線１を製造する作業効率が低下すると共に、この排出によって損失する金属が増大することから、得られるメッキ鋼線１の製造コストが増大することとなる。また、これら金属が、それぞれの前記範囲の下限を下回ると、前記した所定量でこれらの金属を含む中間層３及びメッキ層４を有するメッキ鋼線１が得られない場合がある。
また、本実施形態では、メッキ浴組成物のマンガンの含有率が、製造の目標とするメッキ鋼線１の中間層３及びメッキ層４中のマンガンの含有率に対して、２〜５倍に調整されている。
次に、本実施形態のメッキ形成工程で使用されるメッキ鋼線製造装置について簡単に説明する。図２に示すように、メッキ鋼線製造装置６は、メッキを施す鋼線２を供給する鋼線ロール６ａと、メッキが施されたメッキ鋼線１を巻き取るメッキ鋼線ロール６ｂと、メッキ浴組成物６ｃが貯留されたメッキ浴槽６ｄと、メッキ浴槽６ｄ内に鋼線２を案内するガイドローラ６ｅとを備えている。また、このメッキ鋼線製造装置６は、メッキ浴槽６ｄから引き上げられたメッキ鋼線１を冷却するための図示しない冷却装置を備えている。なお、この冷却装置は、公知の構造のものでよく、風冷式又は水冷式のいずれであっても構わない。
このメッキ鋼線製造装置６では、鋼線ロール６ａから供給される鋼線２がメッキ浴槽６ｄ内を経由してメッキ鋼線ロール６ｂにメッキ鋼線１が巻き上げられる。この際、メッキ浴槽６ｄから引き上げられた鋼線２上に付着するメッキ浴組成物６ｃは、図示しない冷却装置で冷却される。その結果、鋼線２上には、中間層３（図１参照）及びメッキ層４（図１参照）が形成される。なお、メッキ浴槽６ｄからの鋼線２の引き上げ速度は、鋼線２に対する中間層３及びメッキ層４の合計付着量に応じて適宜に設定することができる。また、メッキ浴槽６ｄ内のメッキ浴組成物６ｃの温度は、４４０〜４６０℃程度でよい。
また、このようなメッキ鋼線１の製造方法において、メッキ浴組成物６ｃから引き上げた鋼線２（メッキ鋼線１）の冷却方法は、風冷式又は水冷式のいずれであってもよい。そして、この製造方法では、風冷式又は水冷式のいずれの冷却方法が採用されたとしても、共析相５ａがマトリックス５ｂ中に塊状で分散したメッキ層４を有するメッキ鋼線１が得られる。ちなみに、水冷式の冷却方法が採用された従来のメッキ鋼線の製造方法では、マトリックス５ｂ中に共析相５ａを塊状に形成することができない。
また、このメッキ鋼線１の製造方法では、前記したように、メッキ浴組成物６ｃから引き上げた鋼線２（メッキ鋼線１）の冷却方法は、風冷式又は水冷式のいずれであってもよいが、水冷式の冷却方法は、鋼線２上に付着したメッキ浴組成物６ｃの冷却速度を早めることができるので望ましい。
以上のようなメッキ鋼線１の製造方法では、メッキ浴組成物６ｃが前記した所定の割合でマンガンを含むことによって、従来のマンガンを含まない亜鉛−アルミニウム系メッキ浴組成物と比較して、メッキ浴組成物６ｃの流動性が低減する。その結果、このメッキ鋼線１の製造方法では、鋼線２上に付着するメッキ浴組成物６ｃの量が増大する。つまり、このメッキ鋼線１の製造方法は、鋼線２に対する中間層及びメッキ層の合計付着量を増加させることができる。ちなみに、従来の亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼線の中間層及びメッキ層の合計付着量は、鋼線の単位表面積当たりの中間層及びメッキ層の合計付着量で、７００ｇ／ｍ2に満たない。これに対して、前記したメッキ浴組成物６ｃを使用して得られるメッキ鋼線１の中間層３及びメッキ層４の合計付着量は、１０００ｇ／ｍ2程度とすることができる。
また、このメッキ鋼線１の製造方法では、メッキ浴組成物６ｃのマンガンの含有率が、製造の目標とするメッキ鋼線１の中間層３及びメッキ層４中のマンガンの含有率に対して、２〜５倍に調整されている。その結果、この製造方法では、メッキ浴槽６ｄ中のメッキ浴組成物６ｃの上層にマンガンが偏在することとなる。その結果、メッキ浴組成物６ｃの上層での流動性が一段と低減される。その結果、この製造方法は、鋼線２に対する中間層３及びメッキ層４の合計付着量をさらに飛躍的に高めることができる。
また、このメッキ鋼線１の製造方法では、メッキ浴組成物６ｃのマンガンの含有率が、製造の目標とするメッキ鋼線１の中間層３及びメッキ層４中のマンガンの含有率に対して、２〜５倍に調整されている。このメッキ鋼線１の製造方法は、メッキ浴組成物６ｃのマンガンの含有率を前記したように２〜５倍に調整するので、メッキ浴でのマンガンのトップドロス化や偏析によるメッキ浴組成物６ｃ中のマンガンの低下分を補うこととなる。その結果、この製造方法は、マンガンを前記した所定の割合で含む中間層３及びメッキ層４を有するメッキ鋼線１を安定して製造することができる。
また、この製造方法では、水冷式の冷却方法を採用することによって鋼線２上に付着したメッキ浴組成物６ｃの冷却速度を早めることができるので、メッキ浴組成物６ｃから引き上げたメッキ鋼線１をメッキ鋼線ロール６ｂに巻き上げるまでの区間長さ、言い換えれば、いわゆるトップローラまでの高さを低く設定することができるので、メッキ鋼線製造装置６の小型化を図ることができることができる。その結果、メッキ鋼線製造装置６における鋼線２（メッキ鋼線１）の走行経路への当該鋼線２（メッキ鋼線１）の配置、つまり、いわゆる線通しの作業性が簡単となる。
（金網製かご）
次に、本実施形態に係るメッキ鋼線１で形成された金網製品としての金網製かごについて説明する。
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る金網製かご７は、金網で形成された箱状体であり、その上面部１３ａを構成する金網のみがメッキ鋼線１で形成されている。
この金網製かご７に使用されるメッキ鋼線１は、前記したように加工性及び耐食性に優れているので、このメッキ鋼線１を使用した金網製かご７は、従来のメッキ鋼線で形成された金網製かごと比較して、容易に製造することができると共に、その耐食性に優れる。
次に、本実施形態に係るメッキ鋼線１で形成された金網製品としての金網製かごについて説明する。
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る金網製かご７は、金網で形成された箱状体であり、その上面部１３ａを構成する金網のみがメッキ鋼線１で形成されている。
この金網製かご７に使用されるメッキ鋼線１は、前記したように加工性及び耐食性に優れているので、このメッキ鋼線１を使用した金網製かご７は、従来のメッキ鋼線で形成された金網製かごと比較して、容易に製造することができると共に、その耐食性に優れる。
また、この金網製かご７は、その上面部１３ａがメッキ鋼線１で形成されているので、その上面部１３ａが磨耗耐久性に優れたものとなる。
また、図３（ｂ）に示すように、金網製かご７は、その正面部１３ｂ、左側面部１３ｃ、右側面部１３ｄ、背面部１３ｅ、上面部１３ａ及び底面部１３ｆの各面部を構成する金網の全てがメッキ鋼線１で形成されていてもよい。
また、図３（ｂ）に示すように、金網製かご７は、その正面部１３ｂ、左側面部１３ｃ、右側面部１３ｄ、背面部１３ｅ、上面部１３ａ及び底面部１３ｆの各面部を構成する金網の全てがメッキ鋼線１で形成されていてもよい。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。
前記実施形態では、箱状体の金網製かごを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一般的に護岸工事用に石詰めされてから用いられるかごマット等であってもよく、具体的には、じゃかご、ふとんかご、だるまかご、港湾築提用のマット等が挙げられる。これら金網製かごは、その一部にメッキ鋼線１が使用されているものであってもよいし、その全部にメッキ鋼線１が使用されているものであってよい。
前記実施形態では、箱状体の金網製かごを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一般的に護岸工事用に石詰めされてから用いられるかごマット等であってもよく、具体的には、じゃかご、ふとんかご、だるまかご、港湾築提用のマット等が挙げられる。これら金網製かごは、その一部にメッキ鋼線１が使用されているものであってもよいし、その全部にメッキ鋼線１が使用されているものであってよい。
次に、本発明のメッキ鋼線及びその製造方法について、実施例を示しながらさらに具体的に説明する。
（実施例１〜実施例５）
実施例１〜実施例５では、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に所定量のマンガンを添加することによって、後記表１に示す含有率でマンガン（表１中、Ｍｎと記す）を含むメッキ浴組成物を調製した。
（実施例１〜実施例５）
実施例１〜実施例５では、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に所定量のマンガンを添加することによって、後記表１に示す含有率でマンガン（表１中、Ｍｎと記す）を含むメッキ浴組成物を調製した。
次に、鉄線上に亜鉛を１次メッキしたもの（径：４ｍｍ）を鋼線として使用し、この鋼線を、調製した各メッキ浴組成物（浴温度：４５０℃）に８秒間浸漬した後にメッキ浴組成物から引き上げた。そして、メッキ浴組成物が付着した鋼線を水冷したもの（メッキ鋼線）と、風冷したもの（メッキ鋼線）とをそれぞれ作製した。
図４（ａ）は、実施例４の水冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真、図４（ｂ）は、実施例４の風冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真であり、図５（ａ）は、実施例５の水冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真、図５（ｂ）は、実施例５の風冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真である。これらメッキ鋼線は、いずれもメッキ層で塊状に分散している共析相が認められる。そして、得られた各メッキ鋼線におけるメッキ層の成分分析を行なった。
成分分析には、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ発光分析装置）を使用した。得られたメッキ鋼線におけるメッキ層の成分の分析結果を表１に示す。なお、検出された金属は、表１中、元素記号で表わしている。また、亜鉛（Ｚｎ）の含有率は、表１中に記載した他の金属の含有率の残部（表１中、「残」と記す）で表示している。
（比較例１〜比較例８）
比較例１〜比較例６では、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、表１に示す添加金属の所定量を添加することによって、表１に示す含有率で添加金属を含むメッキ浴組成物を調製した。そして、比較例７では、マンガンを添加しないメッキ浴組成物（前記した１１．８％アルミニウム−亜鉛溶融組成物）を調製し、比較例８では、マンガン及びアルミニウムを含まないメッキ浴組成物（９９．９％溶融亜鉛）を調製した。
比較例１〜比較例６では、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、表１に示す添加金属の所定量を添加することによって、表１に示す含有率で添加金属を含むメッキ浴組成物を調製した。そして、比較例７では、マンガンを添加しないメッキ浴組成物（前記した１１．８％アルミニウム−亜鉛溶融組成物）を調製し、比較例８では、マンガン及びアルミニウムを含まないメッキ浴組成物（９９．９％溶融亜鉛）を調製した。
次に、このようなメッキ浴組成物を使用した以外は実施例１〜実施例５と同様にしてメッキ鋼線を製造した。
図６（ａ）は、比較例７の水冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真、図６（ｂ）は、比較例７の風冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真である。これらメッキ鋼線では、風冷で得られたものは、メッキ層で塊状に分散している共析相が認められるものの、水冷で得られたものは、共析相がメッキ層内で細かく分散している。
そして、得られたメッキ鋼線について実施例１〜実施例５と同様にしてメッキ層の成分の分析を行った。その結果を表１に示す。
図６（ａ）は、比較例７の水冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真、図６（ｂ）は、比較例７の風冷で得られたメッキ鋼線の断面の顕微鏡写真である。これらメッキ鋼線では、風冷で得られたものは、メッキ層で塊状に分散している共析相が認められるものの、水冷で得られたものは、共析相がメッキ層内で細かく分散している。
そして、得られたメッキ鋼線について実施例１〜実施例５と同様にしてメッキ層の成分の分析を行った。その結果を表１に示す。
＜耐食性試験＞
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例８で得られた各メッキ鋼線に、５０±５ｇ／Ｌの濃度の塩化ナトリウム水溶液（塩水）を５００時間噴霧した後に、各メッキ鋼線におけるメッキ層の腐食減量を測定した。その結果を「塩水噴霧実験５００Ｈメッキ腐食減量」として表１に示す。なお、表１の（ｇ／ｍ2）の欄は、鋼線の単位表面積当たりのメッキ層の減量分を表わしている。また、（％）の欄は、比較例７の水冷で得たメッキ鋼線（マンガンを含まないアルミニウム−亜鉛合金メッキ層を有するもの）に同試験を適用した際のメッキ層の減量分を１００とした場合における、各メッキ鋼線のメッキ層の減量分の比を表わしている。
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例８で得られた各メッキ鋼線に、５０±５ｇ／Ｌの濃度の塩化ナトリウム水溶液（塩水）を５００時間噴霧した後に、各メッキ鋼線におけるメッキ層の腐食減量を測定した。その結果を「塩水噴霧実験５００Ｈメッキ腐食減量」として表１に示す。なお、表１の（ｇ／ｍ2）の欄は、鋼線の単位表面積当たりのメッキ層の減量分を表わしている。また、（％）の欄は、比較例７の水冷で得たメッキ鋼線（マンガンを含まないアルミニウム−亜鉛合金メッキ層を有するもの）に同試験を適用した際のメッキ層の減量分を１００とした場合における、各メッキ鋼線のメッキ層の減量分の比を表わしている。
＜加工性試験＞
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例８で得られた各メッキ鋼線について加工性試験を行った。この加工性試験は、得られたメッキ鋼線に同じメッキ鋼線を８回巻き付け、その巻き付けたメッキ鋼線の表面の状態を観察することによって行った。そして、メッキ鋼線の表面に形成されたクラックの状態に応じて加工性の良否を判断した。その結果を表１に示す。なお、表１中のクラックの欄に記載した「ミクロ」、「小」、[中]、「大」及び「剥離」は、次の基準によるクラックの程度の分類である。
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例８で得られた各メッキ鋼線について加工性試験を行った。この加工性試験は、得られたメッキ鋼線に同じメッキ鋼線を８回巻き付け、その巻き付けたメッキ鋼線の表面の状態を観察することによって行った。そして、メッキ鋼線の表面に形成されたクラックの状態に応じて加工性の良否を判断した。その結果を表１に示す。なお、表１中のクラックの欄に記載した「ミクロ」、「小」、[中]、「大」及び「剥離」は、次の基準によるクラックの程度の分類である。
ミクロ：肉眼では確認されないクラックであって、１５倍の拡大鏡を使用してかろうじて確認されるもの
小：肉眼でかろうじて確認されるクラック
中：肉眼で容易に確認されるクラック
大：手指の爪が掛かる程度のクラック
剥離：メッキ層が剥離しかかっているクラック
小：肉眼でかろうじて確認されるクラック
中：肉眼で容易に確認されるクラック
大：手指の爪が掛かる程度のクラック
剥離：メッキ層が剥離しかかっているクラック
なお、この加工性試験は、実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例８で得られた各メッキ鋼線のそれぞれについて１０本ずつ行った。そして、前記判断基準に該当するメッキ鋼線の本数を後記する表２に記した。また、表２の「中」、「大」及び「剥離」の基準に該当するクラックを有するメッキ鋼線は不良とし、各メッキ鋼線の不良率を求めた。その結果を表２に「不良％」として示す。
＜メッキ鋼線の耐食性の評価＞
表１から明らかなように、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたもの及び風冷で得られたものを問わずに、１１．８％アルミニウム−亜鉛合金からなるメッキ層を有する比較例７のメッキ鋼線（マンガンを含まないもの）と比較して、腐食減量が少ない。つまり、本発明は、従来のメッキ鋼線と比較して耐食性に優れている。ちなみに、亜鉛からなるメッキ層を有する比較例８のメッキ鋼線や、添加金属としてケイ素（Ｓｉ）を含むメッキ層を有する比較例５〜比較例７のメッキ鋼線は、実施例１〜実施例５（本発明）のメッキ鋼線と比較して耐食性が不充分であった。
表１から明らかなように、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたもの及び風冷で得られたものを問わずに、１１．８％アルミニウム−亜鉛合金からなるメッキ層を有する比較例７のメッキ鋼線（マンガンを含まないもの）と比較して、腐食減量が少ない。つまり、本発明は、従来のメッキ鋼線と比較して耐食性に優れている。ちなみに、亜鉛からなるメッキ層を有する比較例８のメッキ鋼線や、添加金属としてケイ素（Ｓｉ）を含むメッキ層を有する比較例５〜比較例７のメッキ鋼線は、実施例１〜実施例５（本発明）のメッキ鋼線と比較して耐食性が不充分であった。
また、スズ（Ｓｎ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例１）及びマグネシウム（Ｍｇ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例２）では、水冷で得たものが、風冷で得たものと比較して、耐食性が低下しているのに対し、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得たものが、風冷で得たものと比較して、耐食性が向上している。ちなみに、比較例１で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたもの、及び風冷で得られたもののいずれもが、くすんだ鉛色で光沢ない外観を呈していた。
＜メッキ鋼線の加工性の評価＞
表２から明らかなように、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得たもの、及び風冷で得たものを問わずに不良率が０％であり、その加工性が優れていた。これに対し、スズ（Ｓｎ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例１）は、水冷のもので不良率が３０％、風冷のもので不良率が５０％あり、マグネシウム（Ｍｇ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例２）は、水冷のもので不良率が４０％、風冷のもので不良率が６０％あり、ケイ素（Ｓｉ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例４、比較例５及び比較例６）は、水冷のもので不良率が４０％以上、風冷のもので不良率が５０％以上あった。ちなみに、メッキ層におけるマンガン（Ｍｎ）の含有率が０．３０％を超えるメッキ鋼線（比較例３）は、その不良率が１０％であった。
表２から明らかなように、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得たもの、及び風冷で得たものを問わずに不良率が０％であり、その加工性が優れていた。これに対し、スズ（Ｓｎ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例１）は、水冷のもので不良率が３０％、風冷のもので不良率が５０％あり、マグネシウム（Ｍｇ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例２）は、水冷のもので不良率が４０％、風冷のもので不良率が６０％あり、ケイ素（Ｓｉ）を含むメッキ層を有するメッキ鋼線（比較例４、比較例５及び比較例６）は、水冷のもので不良率が４０％以上、風冷のもので不良率が５０％以上あった。ちなみに、メッキ層におけるマンガン（Ｍｎ）の含有率が０．３０％を超えるメッキ鋼線（比較例３）は、その不良率が１０％であった。
＜メッキ鋼線の耐食性及び加工性についての考察＞
実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたもの、及び風冷で得られたものを問わずに、その耐食性及び加工性の両方にバランスよく優れている。その結果、これらのメッキ鋼線は、特に屋外で使用される金網製品の材料として好適である。
実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたもの、及び風冷で得られたものを問わずに、その耐食性及び加工性の両方にバランスよく優れている。その結果、これらのメッキ鋼線は、特に屋外で使用される金網製品の材料として好適である。
また、実施例１〜実施例５で得られたメッキ鋼線は、水冷で得られたものであっても耐食性が優れている。つまり、メッキ鋼線製造装置に水冷式を採用することができるので、前記したようにトップローラまでの高さを低く設定することができる。その結果、メッキ鋼線製造装置の小型化を図ることができることができる。また、メッキ鋼線製造装置が小型化することによって、前記した線通しの作業性が簡単となる。
＜メッキ鋼線のメッキ層及び中間層における添加金属の濃度分布についての評価＞
次に、実施例４の風冷で得たメッキ鋼線（０．２１％Ｍｎ−１２．１％Ａｌ−８７．６９％Ｚｎメッキ鋼線）、比較例１の水冷で得たメッキ鋼線（０．４８％Ｓｎ−１１．８％Ａｌ−８７．７２％Ｚｎメッキ鋼線）、比較例２の水冷で得たメッキ鋼線（０．４６％Ｍｇ−１２．０％Ａｌ−８７．５４％Ｚｎメッキ鋼線）、及び比較例５の風冷で得たメッキ鋼線（０．２７％Ｓｉ−１２．１％Ａｌ−８７．６３％Ｚｎメッキ鋼線）のメッキ層及び中間層におけるそれぞれの添加金属（実施例４：マンガン（Ｍｎ）、比較例１：スズ（Ｓｎ）、比較例２：マグネシウム（Ｍｇ）、比較例５：ケイ素（Ｓｉ））の濃度分布を測定した。測定には、ＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）を使用した。この際、ＥＰＭＡの加速電圧は２０ｋＶに設定され、試料電流は３０ｎＡに設定され、ビーム径は１μｍに設定された。図７は、実施例４のメッキ鋼線における添加金属（マンガン）の濃度分布を示すチャートであり、図８は、比較例１のメッキ鋼線における添加金属（スズ）の濃度分布を示すチャートであり、図９は、比較例２のメッキ鋼線における添加金属（マグネシウム）の濃度分布を示すチャートであり、図１０は、比較例５のメッキ鋼線における添加金属（ケイ素）の濃度分布を示すチャートである。
次に、実施例４の風冷で得たメッキ鋼線（０．２１％Ｍｎ−１２．１％Ａｌ−８７．６９％Ｚｎメッキ鋼線）、比較例１の水冷で得たメッキ鋼線（０．４８％Ｓｎ−１１．８％Ａｌ−８７．７２％Ｚｎメッキ鋼線）、比較例２の水冷で得たメッキ鋼線（０．４６％Ｍｇ−１２．０％Ａｌ−８７．５４％Ｚｎメッキ鋼線）、及び比較例５の風冷で得たメッキ鋼線（０．２７％Ｓｉ−１２．１％Ａｌ−８７．６３％Ｚｎメッキ鋼線）のメッキ層及び中間層におけるそれぞれの添加金属（実施例４：マンガン（Ｍｎ）、比較例１：スズ（Ｓｎ）、比較例２：マグネシウム（Ｍｇ）、比較例５：ケイ素（Ｓｉ））の濃度分布を測定した。測定には、ＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）を使用した。この際、ＥＰＭＡの加速電圧は２０ｋＶに設定され、試料電流は３０ｎＡに設定され、ビーム径は１μｍに設定された。図７は、実施例４のメッキ鋼線における添加金属（マンガン）の濃度分布を示すチャートであり、図８は、比較例１のメッキ鋼線における添加金属（スズ）の濃度分布を示すチャートであり、図９は、比較例２のメッキ鋼線における添加金属（マグネシウム）の濃度分布を示すチャートであり、図１０は、比較例５のメッキ鋼線における添加金属（ケイ素）の濃度分布を示すチャートである。
図７に示すように、実施例４のメッキ鋼線における添加金属（マンガン）は、メッキ層及び中間層にわたって、その濃度が均一になっている。これに対して、比較例１のメッキ鋼線、比較例２のメッキ鋼線及び比較例５のメッキ鋼線は、それぞれ図８、図９及び図１０に示すように、添加金属（スズ（Ｓｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）ケイ素（Ｓｉ））の濃度がメッキ層及び中間層において不均一になっている。
実施例４のメッキ鋼線は、このように添加金属（マンガン）の濃度がメッキ層及び中間層の両層に亘って均一になっているので、前記したように加工性に優れたものとなると考えられる。
（実施例６及び比較例９並びに実施例７及び比較例１０）
実施例６及び比較例９並びに実施例７及び比較例１０では、後記する表３に示す範囲でアルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含有するメッキ浴組成物を、各実施例及び各比較例について５０種ずつ調製した。
実施例６及び比較例９並びに実施例７及び比較例１０では、後記する表３に示す範囲でアルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含有するメッキ浴組成物を、各実施例及び各比較例について５０種ずつ調製した。
次に、鉄線上に１０％アルミニウム−９０％亜鉛メッキを施したものを鋼線として使用し、この鋼線を、調製した各メッキ浴組成物（浴温度：４５０℃）に８秒間浸漬した後にメッキ浴組成物から引き上げた。このときの鋼線の引き上げ速度（メッキ線速）は、実施例６及び比較例９で６０ｍ／分に設定し、実施例７及び比較例１０で５５ｍ／分に設定した。そして、メッキ浴組成物が付着した鋼線を水冷することによってメッキ鋼線をそれぞれ作製した。なお、実施例６及び比較例９には、径が４．０ｍｍの鋼線を使用し、実施例７及び比較例１０には、径が５．０ｍｍの鋼線を使用した。
そして、得られた各メッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層の組成分析を行なった。組成分析には、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ発光分析装置）を使用した。得られたメッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層の組成分析の結果を表３に示す。なお、亜鉛（Ｚｎ）の含有率は、表３中に記載した他の金属の含有率の残部で表示している。
＜メッキ層及び中間層の付着量の評価＞
次に、得られた各メッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層の合計の付着量を測定した。その結果を表３に示す。この付着量は、鋼線の単位表面積当たりのメッキ層及び中間層の合計の付着量であり、ＪＩＳ Ｈ０４０１に準拠して測定した。なお、表３の最小付着量は、各実施例及び各比較例のそれぞれで５０本作製したメッキ鋼線のうちの最大の付着量であり、最小付着量は、各実施例及び各比較例のそれぞれで５０本作製したメッキ鋼線のうちの最小の付着量である。また、平均付着量は、５０本の各メッキ鋼線における付着量（メッキ層及び中間層の合計の付着量）の算術平均を求めた値である。
次に、得られた各メッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層の合計の付着量を測定した。その結果を表３に示す。この付着量は、鋼線の単位表面積当たりのメッキ層及び中間層の合計の付着量であり、ＪＩＳ Ｈ０４０１に準拠して測定した。なお、表３の最小付着量は、各実施例及び各比較例のそれぞれで５０本作製したメッキ鋼線のうちの最大の付着量であり、最小付着量は、各実施例及び各比較例のそれぞれで５０本作製したメッキ鋼線のうちの最小の付着量である。また、平均付着量は、５０本の各メッキ鋼線における付着量（メッキ層及び中間層の合計の付着量）の算術平均を求めた値である。
表３から明らかなように、実施例６及び実施例７のメッキ鋼線は、比較例９及び比較例１０のメッキ鋼線と比べて、それぞれ１００ｇ／ｍ2程度多くメッキ層及び中間層が付着していた。また、実施例７のメッキ鋼線は、最大付着量が９８６ｇ／ｍ2であった。
＜メッキ鋼線の付着量の考察＞
実施例６及び実施例７のメッキ鋼線（マンガンを含むメッキ層を有するもの）は、マンガンを含まない従来のメッキ鋼線（例えば、比較例９及び比較例１０のメッキ鋼線参照）と比較して、メッキ層の付着量が大幅に増大している。その結果、実施例６及び実施例７のメッキ鋼線は、付着量の増加によって従来のメッキ鋼線と比較して耐食性が優れたものとなる。このように実施例６及び実施例７のメッキ鋼線のメッキ層の付着量が増大するのは、メッキ浴組成物にマンガンが含まれることによって、その流動性が低下することよるものと考えられる。
実施例６及び実施例７のメッキ鋼線（マンガンを含むメッキ層を有するもの）は、マンガンを含まない従来のメッキ鋼線（例えば、比較例９及び比較例１０のメッキ鋼線参照）と比較して、メッキ層の付着量が大幅に増大している。その結果、実施例６及び実施例７のメッキ鋼線は、付着量の増加によって従来のメッキ鋼線と比較して耐食性が優れたものとなる。このように実施例６及び実施例７のメッキ鋼線のメッキ層の付着量が増大するのは、メッキ浴組成物にマンガンが含まれることによって、その流動性が低下することよるものと考えられる。
（メッキ層及び中間層の硬度測定）
次に、メッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層のビッカース硬度（Ｈｖ）の測定を行った。ここでは、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、後記する表４に示す所定の含有率となるようにマンガンを添加したもの（Ａ１〜Ａ４）と、マグネシウムを添加したもの（Ｂ１〜Ｂ４）と、ケイ素を添加したもの（Ｃ１〜Ｃ３）とを調製した。
次に、メッキ鋼線におけるメッキ層及び中間層のビッカース硬度（Ｈｖ）の測定を行った。ここでは、メッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、後記する表４に示す所定の含有率となるようにマンガンを添加したもの（Ａ１〜Ａ４）と、マグネシウムを添加したもの（Ｂ１〜Ｂ４）と、ケイ素を添加したもの（Ｃ１〜Ｃ３）とを調製した。
そして、鉄線上に亜鉛メッキを施したもの（径：４．０ｍｍ）を鋼線として使用し、この鋼線を、調製した各メッキ浴組成物に８秒間浸漬した後にメッキ浴組成物から引き上げた。そして、メッキ浴組成物が付着した鋼線を風冷したもの（メッキ鋼線）と、水冷したもの（メッキ鋼線）とをそれぞれ作製した。次いで、これらのメッキ鋼線のメッキ層及び中間層のそれぞれについてビッカース硬度（Ｈｖ）を測定した。その結果を図１１〜図１３に示す。図１１は、添加金属としてマンガン（Ｍｎ）を含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線と水冷のメッキ鋼線とにおける、メッキ層の硬度と中間層の硬度とを示すグラフであり、メッキ浴組成物中のマンガン含有率（質量％）に対するビッカース硬度（Ｈｖ）の関係を示すグラフである。図１２は、添加金属としてマグネシウム（Ｍｇ）を含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線と水冷のメッキ鋼線とにおける、メッキ層の硬度と中間層の硬度とを示すグラフであり、メッキ浴組成物中のマグネシウム含有率（質量％）に対するビッカース硬度（Ｈｖ）の関係を示すグラフである。図１３は、添加金属としてケイ素（Ｓｉ）を含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線と水冷のメッキ鋼線とにおける、メッキ層の硬度と中間層の硬度とを示すグラフであり、メッキ浴組成物中のケイ素含有率（質量％）に対するビッカース硬度（Ｈｖ）の関係を示すグラフである。なお、図１１〜図１３において、Ｄは、添加金属（マンガン、マグネシウム及びケイ素）を含まないメッキ浴組成物で得られたメッキ鋼線におけるメッキ層の硬度と中間層の硬度とを表わす軸である。
＜メッキ層及び中間層の硬度の評価及び考察＞
図１１から明らかなように、マンガンを含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線及び水冷のメッキ鋼線では、そのメッキ層のビッカース硬度が４５〜６５の範囲内である。そして、中間層のビッカース硬度は５０〜７０の範囲内となっている。つまり、マンガンを含むメッキ浴組成物を使用して得られたメッキ鋼線（本発明）は、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度とが近接しており、両者の硬度差は、例えば０．３％マンガン含有メッキ浴組成物（Ａ３）で１０に満たない。
図１１から明らかなように、マンガンを含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線及び水冷のメッキ鋼線では、そのメッキ層のビッカース硬度が４５〜６５の範囲内である。そして、中間層のビッカース硬度は５０〜７０の範囲内となっている。つまり、マンガンを含むメッキ浴組成物を使用して得られたメッキ鋼線（本発明）は、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度とが近接しており、両者の硬度差は、例えば０．３％マンガン含有メッキ浴組成物（Ａ３）で１０に満たない。
その一方で、図１２から明らかなように、マグネシウムを含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線及び水冷のメッキ鋼線では、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度との差が、例えば０．３％マグネシウム含有メッキ浴組成物（Ｂ３）で約８０程度になっている。
また、図１３から明らかなように、ケイ素を含むメッキ浴組成物で得られた風冷のメッキ鋼線では、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度との差が、例えば０．３％ケイ素含有メッキ浴組成物（Ｃ２）で約２０程度になっている。そして、水冷のメッキ鋼線では、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度との差が、例えば０．３％ケイ素含有メッキ浴組成物（Ｃ２）で約４０近くになっている。
つまり、マンガンを含むメッキ浴組成物を使用して得られたメッキ鋼線（本発明）が優れた加工性を発揮するのは、メッキ層のビッカース硬度と中間層のビッカース硬度とが近接し、かつ、ともに低い値を示しているためと考えられる。
次に、マンガンを含むメッキ浴組成物の流動性評価試験を行ったので、その結果を参考例として示す。
（参考例１〜参考例３）
参考例１〜参考例３では、流動性を評価するメッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、所定量のマンガン（Ｍｎ）を添加することによって、後記表５に示す含有率で、アルミニウム（Ａｌ）及びマンガン（Ｍｎ）を含むと共に、表５には記載しないが残部が亜鉛である溶湯（温度：４５０℃）を調製した。そして、この溶湯について流動性評価試験を行った。
（参考例１〜参考例３）
参考例１〜参考例３では、流動性を評価するメッキ浴組成物として、アルミニウムを１１．８質量％含む亜鉛−アルミニウム溶融組成物に、所定量のマンガン（Ｍｎ）を添加することによって、後記表５に示す含有率で、アルミニウム（Ａｌ）及びマンガン（Ｍｎ）を含むと共に、表５には記載しないが残部が亜鉛である溶湯（温度：４５０℃）を調製した。そして、この溶湯について流動性評価試験を行った。
＜流動性評価試験＞
この流動性評価試験では、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す試験装置２０が使用された。図１４（ａ）は、試験装置２０の構成説明図、図１４（ｂ）は、試験装置２０を構成する渦巻き金型２７の上面図である。
この流動性評価試験では、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す試験装置２０が使用された。図１４（ａ）は、試験装置２０の構成説明図、図１４（ｂ）は、試験装置２０を構成する渦巻き金型２７の上面図である。
この試験装置２０は、図１４（ａ）に示すように、前記した溶湯２６を投入する黒鉛ルツボ２１と、黒鉛ルツボ２１を加熱する電気ヒータ炉２２と、黒鉛ルツボ２１の下方に配置された渦巻き金型２７と、渦巻き金型２７を２００℃程度に加熱する電気ヒータ２８とを備えている。
この試験装置２０では、黒鉛ルツボ２１に投入された溶湯２６が、熱電対２４で温度が監視されながら電気ヒータ炉２２で加熱されることによって、溶湯２６の温度が４５０℃に維持されるようになっている。そして、この試験装置２０では、黒鉛ルツボ２１の底に穿たれた湯口２１ａを塞ぐストッパ２３が取り外されることによって、溶湯２６が、黒鉛ルツボ２１から渦巻き金型２７に向かって流れ落ちるようになっている。
渦巻き金型２７は、図１４（ｂ）に示すように、黒鉛ルツボ２１から流れ落ちた溶湯２６を受ける溶湯溜まり２７ａと、溶湯溜まり２７ａから渦巻き状に延びる溝２７ｂとを備えている。
渦巻き金型２７は、図１４（ｂ）に示すように、黒鉛ルツボ２１から流れ落ちた溶湯２６を受ける溶湯溜まり２７ａと、溶湯溜まり２７ａから渦巻き状に延びる溝２７ｂとを備えている。
この試験装置２０では、溶湯溜まり２７ａが４５０℃程度の溶湯２６を受けると、溶湯２６は、溶湯溜まり２７ａから溝２７ｂに流れ込んでいく。そして、溝２７ｂに流れ込んだ溶湯２６は、溝２７ｂを伝って流れる。このとき渦巻き金型２７は２００℃程度に設定されているので、溝２７ｂに流れ込んだ溶湯２６は次第に固化していくと共に固化するまで溝２７ｂ内を流れる。そして、溶湯溜まり２７ａから溝２７ｂを伝って流れた溶湯２６の長さは、溶湯２６の流動性が高いほど長くなる。ここでの流動性評価試験は、この流れた溶湯２６の長さ（以下、「流動長」という）を測定することによって、参考例１〜参考例３で調製した各溶湯２６の流動性を評価した。なお、この流動性評価試験は、参考例１〜参考例３の溶湯２６のそれぞれについて１０回行った。そして、参考例１〜参考例３の溶湯２６のそれぞれの流動長の平均（平均流動長）を求めた。その結果を表５に示す。
表５から明らかなように、溶湯２６の流動性は、マンガン（Ｍｎ）の含有率が多くなればなるほど低下している。つまり、前記実施例６及び前記実施例７では、メッキ浴組成物に含まれるマンガンによってその流動性が低下し、その結果、鋼線に対するメッキ層及び中間層の合計付着量が増大したものと考えられる。
１ メッキ鋼線（高耐食・高加工性メッキ鋼線）
２ 鋼線
３ 中間層
４ メッキ層
５ 共析相
６ｃ メッキ浴組成物
７ 金網製かご（金網製品）
１３ａ 上面部
２ 鋼線
３ 中間層
４ メッキ層
５ 共析相
６ｃ メッキ浴組成物
７ 金網製かご（金網製品）
１３ａ 上面部
Claims (6)
- 鋼線上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層を備えた高耐食・高加工性メッキ鋼線であって、
前記メッキ層及び前記中間層の両層に含まれるマンガンの割合が平均質量％で０．０２〜０．３０％であり、アルミニウムの割合が平均質量％で８〜２５％であり、不可避成分を含む亜鉛の割合が平均質量％で７４．７０〜９１．９８％であると共に、
前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ２に設定されることを特徴とする高耐食・高加工性メッキ鋼線。 - マンガン０．０４〜０．６０質量％、アルミニウム７．００〜２４．００質量％及び不可避成分を含む亜鉛７５．４０〜９２．９６質量％からなることを特徴とするメッキ浴組成物。
- マンガン０．０４〜０．６０質量％、アルミニウム７．００〜２４．００質量％及び不可避成分を含む亜鉛７５．４０〜９２．９６質量％からなるように亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含むメッキ浴組成物を調製するメッキ浴組成物調製工程と、
鋼線を前記メッキ浴組成物に通すことによって前記鋼線上に、亜鉛、アルミニウム及びマンガンを含む中間層を介して、亜鉛、アルミニウム及びマンガンからなるメッキ層を形成するメッキ形成工程とを備えることを特徴とする高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法。 - 前記メッキ層及び前記中間層が、前記鋼線の表面の単位表面積当たりの前記中間層及び前記メッキ層の合計付着量で、７００乃至１０００ｇ／ｍ２に設定されることを特徴とする請求項３に記載の高耐食・高加工性メッキ鋼線の製造方法。
- 請求項１に記載の高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されていることを特徴とする金網製品。
- 少なくともその上面部が、請求項１に記載の高耐食・高加工性メッキ鋼線で形成されていることを特徴とする金網製かご。
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