JP5464884B2 - 伸線加工性に優れたAlめっき鋼線およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)Fe−Al−Ni系合金反応層、
が介在しており、さらにその反応層と鋼素地との間の全部または一部に、
(2)Niめっき層に由来するNi濃化層、
が介在している伸線加工性に優れたAlめっき鋼線が提供される。
前記合金反応層は、Ni濃度が例えば5〜60質量%の範囲にある。また、前記合金反応層の平均厚さは例えば0.5〜10μmである。
[伸線加工率(%)]=([伸線加工前の断面積]−[伸線加工後の断面積])/[伸線加工前の断面積]×100
[クラック発生率(%)]=θTOTAL(°)/360°×100
[Ni濃化層存在率(%)]=θTOTAL(°)/360°×100
[反応層の平均厚さh]=S1/(πD)
ここで、分母のπDは鋼素地とNi濃化層を合わせた領域の円周長さに相当する。反応層は概念的にその円周より外側に存在するので、数学的な正確さからは、反応層の平均厚さhは上式により定まる値よりも僅かに小さい値となる。しかし、hはπDに比べ十分に小さいので、本願では上式により近似したhの値を反応層の平均厚さとして採用することができる。なお、上記のDおよびS1は例えば断面の観察画像(例えばSEM画像)を画像処理することにより求めることができる。
線径0.2mmの鋼線(JIS G3505の軟鋼線相当材)に、NiSO4・6H2O:350g/L、Na2SO4:100g/Lを含む液温60℃、pH=3.0のNiめっき浴を用いて常法により電気Niめっきを施し、平均厚さ2.0μmのNiめっき層を表面に有する電気Niめっき鋼線を用意した。
測定点1(Ni濃化層); Al:11.4%、Ni:82.9%、残部はFe+不純物
測定点2(反応層); Al:46.8%、Ni:6.5%、残部はFe+不純物
測定点3(反応層); Al:55.2%、Ni:33.4%、残部はFe+不純物
ここで、測定点2は反応層がNi濃化層を介さず直接鋼素地と接している部分である。
伸線加工率39%のとき、クラック発生率10%
伸線加工率52%のとき、クラック発生率17%
優れた伸線加工性を有していることが確認された。
実施例1において、溶融Alめっきのライン速度を90m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を0.5秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
測定点1(Ni濃化層); Al:0.0%、Ni:88.6%、残部はFe+不純物
測定点2(反応層); Al:43.9%、Ni:44.1%、残部はFe+不純物
測定点3(反応層); Al:42.6%、Ni:45.9%、残部はFe+不純物
伸線加工率44%のとき、クラック発生率11%
伸線加工率52%のとき、クラック発生率14%
優れた伸線加工性を有していることが確認された。
実施例1において、電気Niめっき鋼線のNiめっき層の平均厚さを1.0μmとしたこと、および溶融Alめっきのライン速度を35m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を1.4秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
伸線加工率40%のとき、クラック発生率20%
伸線加工率52%のとき、クラック発生率28%
優れた伸線加工性を有していることが確認された。
実施例1において、電気Niめっき鋼線のNiめっき層の平均厚さを0.3μmとしたこと、および溶融Alめっきのライン速度を35m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を1.4秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
測定点1(反応層); Al:45.4%、Ni:0.0%、残部はFe+不純物
測定点2(反応層); Al:36.5%、Ni:0.0%、残部はFe+不純物
測定点3(反応層); Al:49.4%、Ni:0.0%、残部はFe+不純物
伸線加工率29%のとき、クラック発生率35%
伸線加工率52%のとき、クラック発生率84%
50%を超える伸線加工には適用が困難である。
実施例1の電気Niめっき鋼線の代わりに、電気Niめっき後に約20%の伸線加工を施すことによりNiめっき層の平均厚さおよび線径を実施例1とほぼ同等に調整した電気Niめっき鋼線を用いた。それ以外は実施例1と同様の条件で実験を行った。結果は以下のとおりであった。
実施例1において、溶融Alめっきを行う直前に、10%H2−N2ガス、600℃の雰囲気に1秒間曝すことにより表面の活性化を行ったことを除き、実施例1と同様の実験を行った。
実施例1において、溶融Alめっき浴をSi:4質量%、残部Alおよび不可避的不純物からなるめっき浴としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。
実施例1において、溶融Alめっき浴をSi:11質量%、残部Alおよび不可避的不純物からなるめっき浴としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。
実施例1において、窒素ガスワイピングの条件を調整してめっき付着量を低下させ、Alめっき層面積率が実施例1よりも小さいAlめっき鋼線を製造した。結果は以下のとおりであった。
実施例8において、窒素ガスワイピングの条件を調整してめっき付着量をさらに低下させ、断面におけるAlめっき層の面積率が8%のものを抽出した。この反応層の平均厚さ、その反応層の組成、およびNi濃化層存在率は、いずれも実施例1と同様の傾向であった。この溶融Alめっき鋼線を伸線加工率39%および52%で伸線加工したところ、クラック発生率はそれぞれ42%および88%であり、50%を超える伸線加工には適用できなかった。
Claims (8)
- 電気Niめっき鋼線の表面に溶融Alめっきを施してなるAlめっき鋼線であって、長手方向に垂直な断面において、Alめっき層と鋼素地の間に、
(1)Fe−Al−Ni系合金反応層、
が介在しており、さらにその反応層と鋼素地との間の全部または一部に、
(2)Niめっき層に由来するNi濃化層、
が介在している伸線加工性に優れたAlめっき鋼線。 - 前記合金反応層は、Ni濃度が5〜60質量%の範囲にある請求項1に記載のAlめっき鋼線。
- 前記合金反応層の平均厚さが0.5〜10μmである請求項1または2に記載のAlめっき鋼線。
- 長手方向に垂直な断面において、鋼素地の部分の円相当径が0.1〜1mmであり、当該断面に占めるAlめっき層(反応層を除く)の面積率が10%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のAlめっき鋼線。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のAlめっき鋼線を伸線加工してなるAlめっき鋼線。
- 平均厚さ0.5〜5μmのNiめっき層を有する電気Niめっき鋼線を、溶融Alめっき浴に浸漬し、浸漬時間を0.05秒以上かつNiめっき層に由来するNi濃化層が凝固後に全部消失するよりも短い時間として溶融Alめっき浴から引き上げる、伸線加工性に優れたAlめっき鋼線の製造方法。
- 平均厚さ0.5〜5μmのNiめっき層を有する電気Niめっき鋼線を、300〜800℃の還元性雰囲気で活性化したのち、溶融Alめっき浴に浸漬し、浸漬時間を0.05秒以上かつNiめっき層に由来するNi濃化層が凝固後に全部消失するよりも短い時間として溶融Alめっき浴から引き上げる、伸線加工性に優れたAlめっき鋼線の製造方法。
- 溶融Alめっき浴中のSi含有量が0〜12質量%である請求項6または7に記載のAlめっき鋼線の製造方法。
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