JP5887015B1 - Iron plating method - Google Patents
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Abstract
【課題】鉄材を亜鉛浴に浸漬した後、亜鉛が凝固する前にアルミニウム粉末を鉄材表面に行き渡らせることで鉄材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを施す方法において、より確実に十分なめっき層が形成できるようにすることを課題とする。【解決手段】鉄材のめっき方法として、鉄材を溶融亜鉛浴に浸漬して引き上げた後亜鉛が凝固する前に、油、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上を主成分とするめっき補助剤を前記鉄材表面に行き渡らせ、これと同時又は直後にアルミニウム粉末前記鉄材表面に行き渡らせることで前記鉄材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを形成する。【選択図】 図１An object of the present invention is to form a zinc-aluminum alloy plating on a surface of an iron material by immersing the iron material in a zinc bath and then spreading the aluminum powder to the surface of the iron material before the zinc solidifies, so that a sufficient plating layer can be formed more reliably. The challenge is to do so. As a method for plating an iron material, plating is mainly composed of at least one of oil, ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride before the solidification of zinc after the iron material is dipped in a molten zinc bath and pulled up. A zinc-aluminum alloy plating is formed on the surface of the iron material by spreading the auxiliary agent on the surface of the iron material and aluminum powder on the surface of the iron material at the same time or immediately thereafter. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、鉄材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for forming zinc aluminum alloy plating on the surface of an iron material.
溶融亜鉛めっきは耐食性が高く、また一浴法による形成が可能であるため、建築材を初め道路・鉄道・造船及び電力通信に至るまで広く用いられている。しかし、沿岸地帯の海塩粒子や豪雪地帯の道路で使用される凍結防止剤の塩化カルシウムなどに対しては耐食効果が弱く、このような使用条件においては耐食性の高い亜鉛アルミニウム合金めっきの使用が求められる。
しかし、亜鉛アルミニウム合金めっきは技術的に一浴法による加工が困難で、現状では二浴法による加工を要求され、二浴法においては合金浴にセラミック製のめっき釜を使う必要がある。このため、溶融亜鉛めっき事業者は亜鉛アルミ合金めっきだけのために高価なセラミック製の釜を導入することは負担が大きく導入に躊躇することが多い。
このような問題に対して、下記特許文献には、鋼材に亜鉛浴を施した後、亜鉛が凝固する前に鋼材表面にアルミニウム粉末を行き渡らせることで鋼材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを施す方法が示されている。このような方法によれば一浴法で亜鉛アルミニウム合金めっきを鋼材に施すことができ、過度な設備投資を必要とすることもない。
Hot dip galvanization has high corrosion resistance and can be formed by a one-bath method, so it is widely used for building materials, roads, railways, shipbuilding and power communications. However, corrosion resistance is weak against sea salt particles in coastal areas and calcium chloride, an antifreezing agent used on roads in heavy snowfall areas. Under such conditions, the use of zinc aluminum alloy plating with high corrosion resistance is not possible. Desired.
However, zinc-aluminum alloy plating is technically difficult to process by the one-bath method, and currently requires processing by the two-bath method. In the two-bath method, it is necessary to use a ceramic plating pot for the alloy bath. For this reason, a hot dip galvanizing company introduces an expensive ceramic pot only for zinc-aluminum alloy plating.
In order to solve such a problem, the following patent document describes a method in which a zinc aluminum alloy plating is applied to the steel material surface by spreading aluminum powder on the steel material surface after applying the zinc bath to the steel material and before the zinc solidifies. It is shown. According to such a method, zinc-aluminum alloy plating can be applied to the steel material by a one-bath method, and excessive equipment investment is not required.
しかしながら、実際に鋼材を亜鉛浴に浸漬した後に引き上げ、アルミニウム粉末を散布してもアルミニウム粉末は満足に付着せず満足な合金層を得ることは極めて難しい。本願発明者は、かかる問題を解決すべく研究開発を行い、より確実に亜鉛アルミニウム合金層を形成する方法を見出した。
本発明は、このような知見に基づき、鉄材を亜鉛浴に浸漬した後、亜鉛が凝固する前にアルミニウム粉末を鉄材表面に行き渡らせることで鉄材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを施す方法において、より確実に十分なめっき層が形成できるようにすることを課題とする。
However, even if the steel material is actually immersed in a zinc bath and then pulled up and sprayed with aluminum powder, the aluminum powder does not adhere satisfactorily and it is extremely difficult to obtain a satisfactory alloy layer. The inventor of the present application has conducted research and development to solve such problems, and has found a method of forming a zinc-aluminum alloy layer more reliably.
Based on such knowledge, the present invention is more reliable in the method of applying zinc aluminum alloy plating to the iron surface by immersing the iron material in the zinc bath and then spreading the aluminum powder to the iron material surface before the zinc solidifies. It is an object to make it possible to form a sufficient plating layer.
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、鉄材を溶融亜鉛浴に浸漬して引き上げた後亜鉛が凝固する前に、油、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上を主成分とするめっき補助剤を前記鉄材表面に行き渡らせ、これと同時又は直後にアルミニウム粉末を前記鉄材表面に行き渡らせることで前記鉄材表面に亜鉛アルミニウム合金めっきを形成する鉄材のめっき方法である。
請求項２に記載の発明は、前記鉄材のめっき方法において、前記めっき補助剤には液体の油が含まれ、当該油に前記アルミニウム粉末を混合し、前記アルミニウム粉末が当該液体内で拡散している状態で前記鉄材を浸漬することで前記めっき補助剤と前記アルミニウム粉末とを同時に前記鉄材表面に行き渡らせるものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鉄材のめっき方法において、前記油には、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上が混合されるものである。
請求項４に記載の発明は、前記鉄材のめっき方法において、前記油を鉱物性油としたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の鉄材のめっき方法において、前記めっき補助剤は塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上からなるものであって、前記補助剤を溶解した水溶液に前記鉄材を浸漬することで前記補助剤を前記鉄材表面に行き渡らせるものであり、前記アルミニウム粉末は前記水溶液に浸漬して引き上げた後に前記鉄材表面に行き渡らせるものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の鉄材のめっき方法において、前記めっき補助剤は塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上からなるものであって、前記めっき補助剤を溶解した水溶液に前記アルミニウム粉末を混合し、前記アルミニウム粉末が当該水溶液内で拡散している状態で前記鉄材を浸漬することで前記めっき補助剤と前記アルミニウム粉末とを同時に前記鉄材表面に行き渡らせるものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の鉄材のめっき方法において、前記めっき補助剤と前記アルミニウム粉末とを混合したものを前記鉄材表面に散布することで前記めっき補助剤と前記アルミニウム粉末とを同時に前記鉄材表面に行き渡らせるものである。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
The invention according to claim 1 is a plating aid mainly comprising at least one of oil, ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride before the zinc solidifies after the iron material is dipped in a molten zinc bath and pulled up. This is a method for plating an iron material in which a zinc aluminum alloy plating is formed on the surface of the iron material by spreading the agent on the surface of the iron material and simultaneously or immediately after this, spreading the aluminum powder on the surface of the iron material.
According to a second aspect of the present invention, in the iron plating method, the plating auxiliary agent includes liquid oil, the aluminum powder is mixed with the oil, and the aluminum powder is diffused in the liquid. The plating aid and the aluminum powder are simultaneously spread on the surface of the iron material by immersing the iron material in a state of being.
According to a third aspect of the present invention, in the iron plating method according to the second aspect, at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride is mixed with the oil.
According to a fourth aspect of the present invention, in the iron material plating method, the oil is a mineral oil.
The invention according to claim 5 is the iron plating method according to claim 1, wherein the plating auxiliary agent is composed of at least one of ammonium chloride, zinc chloride and zinc ammonium chloride, and the auxiliary agent is The auxiliary material is spread over the surface of the iron material by immersing the iron material in a dissolved aqueous solution, and the aluminum powder is spread over the surface of the iron material after being dipped in the aqueous solution and pulled up.
The invention according to claim 6 is the method for plating iron material according to claim 1, wherein the plating auxiliary agent comprises at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride, and the plating auxiliary agent The aluminum powder is mixed with an aqueous solution in which the aluminum powder is diffused, and the iron material is immersed in a state where the aluminum powder is diffused in the aqueous solution, so that the plating auxiliary agent and the aluminum powder are simultaneously spread on the surface of the iron material. Is.
The invention according to claim 7 is the iron plating method according to claim 1, wherein the plating aid and the aluminum are dispersed by spraying a mixture of the plating aid and the aluminum powder on the surface of the iron material. The powder is spread over the surface of the iron material at the same time.
以上のような構成により本発明は、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、鉄材を亜鉛浴に浸漬して引き出した後亜鉛が凝固する前に、油、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上を主成分とするめっき補助剤を鉄材表面に行き渡らせると、アルミニウム粉末の付きがよくなり合金化を促進することができる。
請求項２に記載の発明は、油にアルミニウム粉末を混合して、前記鉄材を浸漬することで前記めっき補助剤と前記アルミニウム粉末とを同時に前記鉄材表面に行き渡らせるようにすると、油の粘性によってアルミニウム粉末が沈下しにくくなるので鉄材表面にアルミニウム粉末を付着させ易くなり、また、めっきされた鉄材に若干の油が含有し、表面に油皮膜が形成されることで、耐水性を高めることができる。また、液体の油を用いることで、形状が複雑なネジ等の部品でも細部までめっき補助剤が行き渡り、細部に到るめっきも比較的むらなく施すことができる。
請求項３に記載の発明は、油と塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上を混合しためっき補助剤により、より多くのアルミニウムを鉄材にめっきすることができる。
請求項４に記載の発明は、油を鉱物油とすると動植物油に比較して、より多くのアルミニウムを鉄材に付着させることができる。
請求項５に記載の発明は、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上からなるめっき補助剤の水溶液に鉄材を浸漬し、鉄材表面にめっき補助剤を行き渡らせることで鉄材表面にめっき補助剤が均等に付着するので、形成されるめっきをむらなくより均一に形成することが可能となる。このため、形状が複雑なネジ等の部品でも細部までめっき補助剤が行き渡り、細部に到るめっきも比較的むらなく施すことができる。
請求項６に記載の発明は、アルミニウム粉末を混合した塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上からなるめっき補助剤の水溶液に鉄材を浸漬することで鉄材表面にフラックス及びアルミニウム粉末を行き渡らせることで、フラックス水溶液によって溶融亜鉛が付着した鉄材表面温度が低下する前にアルミニウム粉末を鉄材表面に接触させることができるので、より亜鉛アルミニウム合金化を促進することが可能となる。この方法も細部にめっき補助剤を行き渡らせることができるので、形状が複雑な部品などめっきを施すのに好適である。
請求項７に記載の発明は、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウムの少なくとも１以上からなるめっき補助剤の粉末とアルミニウム粉末を溶融亜鉛が付着した鉄材に接触させるので、鉄材の温度低下が少なくて済み、やはり亜鉛アルミニウム合金化を促進することができる。この方法は温度低下が少ないことにより大型の部材などにめっきを施すのに好適である。
With the configuration as described above, the present invention has the following effects.
The invention according to claim 1 is a plating auxiliary agent comprising at least one of oil, ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride as a main component after the iron material is immersed in a zinc bath and before the zinc solidifies. If the steel is spread over the surface of the iron material, the adhesion of aluminum powder is improved and alloying can be promoted.
In the invention according to claim 2, when aluminum powder is mixed in oil and the iron material is immersed, the plating aid and the aluminum powder are spread over the surface of the iron material at the same time. Aluminum powder is less likely to sink, making it easier to attach aluminum powder to the surface of the iron material. Also, some oil is contained in the plated iron material, and an oil film is formed on the surface, thereby improving water resistance. it can. Further, by using liquid oil, the plating auxiliary agent is distributed to the details even in parts such as screws having a complicated shape, and the plating that reaches the details can be performed relatively evenly.
In the invention according to claim 3, more aluminum can be plated on the iron material by the plating auxiliary agent in which at least one of oil, ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride is mixed.
In the invention according to claim 4, when the oil is a mineral oil, more aluminum can be attached to the iron material as compared with the animal and vegetable oils.
The invention according to claim 5 is a method in which an iron material is immersed in an aqueous solution of a plating aid comprising at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride, and the surface of the iron material is plated by spreading the plating aid on the surface of the iron material. Since the auxiliary agent adheres evenly, it becomes possible to form the formed plating more uniformly without unevenness. For this reason, even in parts such as screws having complicated shapes, the plating auxiliary agent is distributed to the details, and the plating that reaches the details can be performed relatively evenly.
The invention according to claim 6 distributes the flux and the aluminum powder on the surface of the iron material by immersing the iron material in an aqueous solution of a plating auxiliary comprising at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride mixed with aluminum powder. As a result, the aluminum powder can be brought into contact with the surface of the iron material before the temperature of the iron material to which the molten zinc adheres is lowered by the flux aqueous solution, so that the zinc-aluminum alloying can be further promoted. This method is also suitable for plating a part having a complicated shape since the plating auxiliary agent can be distributed in detail.
According to the seventh aspect of the present invention, the temperature of the iron material is reduced little because the powder of the plating aid and the aluminum powder composed of at least one of ammonium chloride, zinc chloride and zinc ammonium chloride are brought into contact with the iron material to which the molten zinc is adhered. As a result, the alloying of zinc and aluminum can be promoted. This method is suitable for plating a large member or the like because of a small temperature drop.
（実施形態１）
以下、実施形態１に係る鉄材のめっき工法について説明する。
まず、めっきの対象となる鉄材に前処理を施す。対象となる鉄材は鋼鉄の板材、棒材、線材、ネジやナットなどの加工品、鋳物が例示される。前処理は、脱脂、水洗、酸洗、水洗、フラックス処理、乾燥といった、一般的な溶融亜鉛めっきで行う前処理と同様である。
次に、前処理を施した鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬する。これも使用する亜鉛、槽体、温度設定等一般的な溶融亜鉛めっきで行われるものと同じである。なお、溶融する亜鉛には、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ等の少量の添加物を含有させてもよい。
溶融亜鉛槽に浸漬したら、鉄材を引き上げ、たれ切りを行った後、フラックス槽に浸漬する。フラックス槽には、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アンモニウムと塩化亜鉛の複塩である塩化亜鉛アンモニウムの少なくともいずれかを主成分とするフラックスの水溶液が満たされている。フラックスはめっきを補助するものであり本願におけるめっき補助剤に該当する。フラックス水溶液は濃度３重量％以上とすることが望ましく、温度は高く設定するべきであり、７０℃以上とすることが望ましい。また、浸漬時間は亜鉛が凝固しないように、可能な限り短時間とする。なお、ここで用いるフラックス槽として鉄材の前処理におけるフラックス処理に用いたフラックス槽を利用することも可能である。
フラックス槽から溶融亜鉛が付着した鉄材を引き上げたら、これにアルミニウムの粉末を付着させる。付着の方法は、噴射装置を用いたり、降り掛けたり、鉄材を粉体槽に入れたりする方法が例示される。この工程によって、まだ高温に維持されている溶融亜鉛層上でアルミニウム粉末が溶解して亜鉛アルミニウム合金化が進むことになる。アルミニウムの粉末の付着が完了したら冷却してめっき処理が完了する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the iron material plating method according to the first embodiment will be described.
First, pretreatment is performed on an iron material to be plated. Examples of the target iron material include steel plates, rods, wires, processed products such as screws and nuts, and castings. The pretreatment is the same as the pretreatment performed by general hot dip galvanizing such as degreasing, water washing, pickling, water washing, flux treatment, and drying.
Next, the pretreated iron material is immersed in a molten zinc bath. This is also the same as that used in general hot dip galvanizing, such as zinc to be used, tank body, and temperature setting. The zinc to be melted may contain a small amount of additives such as Pb, Sn, and Bi.
After being immersed in the molten zinc bath, the iron material is pulled up, drained, and then immersed in the flux bath. The flux tank is filled with an aqueous solution of flux mainly composed of at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and a double salt of ammonium chloride and zinc chloride. The flux assists plating and corresponds to the plating aid in the present application. The aqueous flux solution is desirably 3% by weight or more in temperature, and the temperature should be set high, and is desirably 70 ° C. or more. The immersion time is as short as possible so that zinc does not solidify. In addition, it is also possible to utilize the flux tank used for the flux process in the pre-processing of an iron material as a flux tank used here.
When the iron material to which the molten zinc adheres is pulled up from the flux tank, aluminum powder is adhered thereto. Examples of the attachment method include a method of using an injection device, putting it down, and putting an iron material in a powder tank. By this step, the aluminum powder is melted on the molten zinc layer that is still maintained at a high temperature, and zinc-aluminum alloying proceeds. When the adhesion of the aluminum powder is completed, the plating process is completed by cooling.
（実施例１）
以上説明しためっき方法の具体例を以下に示す。
鉄材として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼板を用い、当該鋼板を前処理、亜鉛浴を行った後に、たれ切りをし、フラックス液として濃度３重量％の塩化アンモニウム水溶液に浸漬後、水平面に載置した後、アルミニウム粉末を目の細かな網かごを用いて振りかけることにより鋼板表面に満遍なく散布した。その後、水冷し作業を完了した。
比較対象として、亜鉛浴後にフラックス液に浸漬する工程のみ省いた従来例によるサンプルも作成した。
図１に実施例１に係るめっき表面の５０倍の顕微鏡写真画像を示し、図２に従来例によるめっき表面の５０倍の顕微鏡写真画像を示す。
これらを比較すると従来例によるめっき表面は白っぽい部分と、黒っぽい部分のむらが大きく、合金化されている部分が不十分であることがわかる一方、実施例１に係るめっき表面は全体が満遍なく均質に合金化されている様子が見て取れる。なお、顕微鏡写真におけるめっき表面の黒い斑点は溶けなかったアルミニウム粉末であると考えられる。これらは散布されたアルミニウム粉末の上層近傍のものが残存したものと考えられ、めっき品質に影響を与えるものではない。
また、両者に関して散布したアルミニウム粉末量から、散布時にこぼれたアルミニウム粉末量、水冷時に水中にこぼれたアルミニウム粉末量を引いたものを付着量として算出した。なお、水冷時に水中にこぼれたアルミニウム粉末量は沈殿物を乾燥させて計量した。
この結果、従来例のめっきにおいては、１２ｇ／ｍ２のアルミニウムが付着していた一方、実施例１に係るめっきにおいては、６０ｇ／ｍ２ のアルミニウムが付着していた。このことからも実施例１に係る方法によって大幅にアルミニウムの付着量が増大することがわかる。
Example 1
Specific examples of the plating method described above are shown below.
As a steel material, a steel plate of 150 mm × 70 mm and a thickness of 3.2 mm was used. After the steel plate was pretreated and subjected to a zinc bath, it was drained and immersed in an aqueous ammonium chloride solution having a concentration of 3% by weight as a flux solution. After placing on a horizontal surface, the aluminum powder was sprinkled evenly on the steel plate surface by sprinkling with a fine mesh basket. Then, it cooled with water and the work was completed.
As a comparison object, a sample according to a conventional example in which only the step of immersing in the flux solution after the zinc bath was omitted was also prepared.
FIG. 1 shows a 50 × microscopic image of the plating surface according to Example 1, and FIG. 2 shows a 50 × microscopic image of the plating surface according to the conventional example.
Comparing these, it can be seen that the plating surface according to the conventional example has large unevenness between the whitish portion and the dark portion, and the alloyed portion is insufficient, whereas the entire plating surface according to Example 1 is a homogeneous alloy. You can see how it has become. In addition, it is thought that the black spot of the plating surface in a microscope picture is the aluminum powder which did not melt | dissolve. These are considered to be those in the vicinity of the upper layer of the dispersed aluminum powder, and do not affect the plating quality.
Further, the adhesion amount was calculated by subtracting the amount of aluminum powder spilled during spraying and the amount of aluminum powder spilled into water during water cooling from the amount of aluminum powder sprayed for both. The amount of aluminum powder spilled into water during water cooling was measured by drying the precipitate.
As a result, in the conventional plating, 12 g / m 2 of aluminum was adhered, while in the plating according to Example 1, 60 g / m 2 of aluminum was adhered. From this, it can be seen that the adhesion amount of aluminum is greatly increased by the method according to Example 1.
（実施形態２）
以下、実施形態２に係る鉄材のめっき工法について説明する。
まず、実施形態１と同様にめっきの対象となる鉄材に前処理を施し、前処理を施した鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬する。これらは実施形態１と同様なので説明を省略する。
溶融亜鉛槽に浸漬したら、鉄材を引き上げ、たれ切りを行った後、これにアルミニウム粉末とフラックス粉末を混合したものを付着させる。フラックス粉末は、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アンモニウムと塩化亜鉛の複塩である塩化亜鉛アンモニウムの少なくともいずれかを主成分とする粉体であり、アルミニウム粉末に対して２％以上、望ましくは５％以上１０％以下程度混合する。付着の方法は、噴射装置を用いたり、降り掛けたり、粉体槽に入れたりする方法が例示される。この工程によって、まだ高温に維持されている溶融亜鉛層上でフラックス粉末は気化して溶融亜鉛層上に拡散するとともに、アルミニウム粉末が溶融亜鉛層上で溶解して亜鉛アルミニウム合金化が進むことになる。アルミニウムの粉末の付着が完了したら冷却してめっき処理が完了する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the iron plating method according to the second embodiment will be described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the iron material to be plated is pretreated, and the pretreated iron material is immersed in a molten zinc bath. Since these are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
When immersed in a molten zinc bath, the iron material is pulled up and sliced, and then a mixture of aluminum powder and flux powder is adhered thereto. The flux powder is a powder mainly containing at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and a double salt of ammonium chloride and zinc chloride. More than 2%, preferably 5%, of the aluminum powder. Mix about 10% or less. Examples of the adhesion method include a method of using an injection device, descending, and putting in a powder tank. Through this process, the flux powder is vaporized and diffused on the molten zinc layer on the molten zinc layer that is still maintained at a high temperature, and the aluminum powder is melted on the molten zinc layer and the alloying of zinc aluminum proceeds. Become. When the adhesion of the aluminum powder is completed, the plating process is completed by cooling.
（実施例２）
以上説明しためっき方法の具体例を以下に示す。
鉄材として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼板を用い、当該鋼板に前処理、亜鉛浴を行った後に、たれ切りをし、水平面に載置した後、塩化アンモニウム粉末を５重量％混合したアルミニウム粉末を目の細かな網かごを用いて振りかけることにより鋼板表面に満遍なく散布した。その後、水冷し作業を完了した。図３に実施例２に係るめっき表面の５０倍の顕微鏡写真画像を示す。
これを図２に示す従来例によるめっき表面と比較すると、やはり、実施例２に係るめっき表面も全体が満遍なく均質に合金化されている様子が見て取れる。
(Example 2)
Specific examples of the plating method described above are shown below.
A steel plate of 150 mm x 70 mm and a thickness of 3.2 mm was used as the iron material. After pre-treatment and zinc bathing on the steel plate, it was drained and placed on a horizontal surface, and then mixed with 5% by weight of ammonium chloride powder. The aluminum powder thus obtained was sprinkled evenly on the steel sheet surface by sprinkling with a fine mesh basket. Then, it cooled with water and the work was completed. FIG. 3 shows a 50 × microscopic image of the plating surface according to Example 2.
When this is compared with the plating surface according to the conventional example shown in FIG. 2, it can be seen that the entire plating surface according to Example 2 is evenly alloyed uniformly.
（実施形態３）
以下、実施形態３に係る鉄材のめっき工法について説明する。
まず、実施形態１と同様にめっきの対象となる鉄材に前処理を施し、前処理を施した鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬する。これらは実施形態１と同様なので説明を省略する。
溶融亜鉛槽に浸漬したら、鉄材を引き上げ、たれ切りを行った後、これをアルミニウム粉末を混合したフラックス槽に浸漬する。フラックス槽には、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アンモニウムと塩化亜鉛の複塩である塩化亜鉛アンモニウムの少なくともいずれかを主成分とするフラックスの水溶液が満たされている。フラックス水溶液は濃度を３重量％以上とすることが望ましく、温度は高く設定するべきであり、７０℃以上とすることが望ましい。混合するアルミニウム粉末はフラックス槽には溶解しないので鉄材に付着させるのに十分な量を投入する。また、アルミニウム粉末は時間とともにフラックス槽の底に沈殿するのでフラックス槽内を攪拌しながら鉄材を浸漬する。この工程によって、溶融亜鉛層にフラックス液が行き渡ると同時に、まだ高温に維持されている溶融亜鉛層上でアルミニウム粉末が溶解して亜鉛アルミニウム合金化が進むことになる。なお、本実施形態ではフラックス槽への浸漬と同時にアルミニウム粉末の付着も行うので、実施形態１の場合と異なり、浸漬時間はある程度長く取ることが望ましい。フラックス槽への浸漬が完了したら冷却してめっき処理が完了する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the iron plating method according to the third embodiment will be described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the iron material to be plated is pretreated, and the pretreated iron material is immersed in a molten zinc bath. Since these are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
After being immersed in the molten zinc bath, the iron material is pulled up and drained, and then immersed in a flux bath mixed with aluminum powder. The flux tank is filled with an aqueous solution of flux mainly composed of at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and a double salt of ammonium chloride and zinc chloride. The concentration of the aqueous flux solution is desirably 3% by weight or more, and the temperature should be set high, and desirably 70 ° C. or more. Since the aluminum powder to be mixed does not dissolve in the flux tank, an amount sufficient to adhere to the iron material is added. Moreover, since aluminum powder precipitates in the bottom of a flux tank with time, an iron material is immersed while stirring the inside of a flux tank. By this step, the flux liquid spreads over the molten zinc layer, and at the same time, the aluminum powder is dissolved on the molten zinc layer that is still maintained at a high temperature, and zinc-aluminum alloying proceeds. In this embodiment, since the aluminum powder is attached simultaneously with the immersion in the flux tank, unlike the case of the first embodiment, it is desirable to take the immersion time to some extent. When the immersion in the flux tank is completed, the plating process is completed by cooling.
（実施例３）
以上説明しためっき方法の具体例を以下に示す。
鉄材として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼板を用い、当該鋼板を前処理、亜鉛浴を行った後に、たれ切りをし、濃度３重量％の塩化アンモニウム水溶液からなるフラックス液に十分なアルミニウム粉末を混合したフラックス槽に攪拌しながら浸漬した。その後、水冷して作業を完了した。図４に実施例３に係るめっき表面の５０倍の顕微鏡写真画像を示す。
これを図２に示す従来例によるめっき表面と比較すると、やはり、実施例３に係るめっき表面も全体が満遍なく均質に厚く合金化されている様子が見て取れる。
(Example 3)
Specific examples of the plating method described above are shown below.
As a steel material, a steel plate of 150 mm × 70 mm and a thickness of 3.2 mm was used. After the steel plate was pretreated and subjected to a zinc bath, it was drained and sufficient for a flux solution composed of an aqueous ammonium chloride solution having a concentration of 3% by weight. It was immersed in the flux tank which mixed aluminum powder, stirring. Thereafter, the operation was completed by cooling with water. FIG. 4 shows a 50 × microscopic image of the plating surface according to Example 3.
When this is compared with the plating surface according to the conventional example shown in FIG. 2, it can be seen that the entire plating surface according to Example 3 is evenly and uniformly alloyed thickly.
（実施形態４）
以下、実施形態４に係る鉄材のめっき工法について説明する。
まず、実施形態１と同様にめっきの対象となる鉄材に前処理を施し、前処理を施した鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬する。これらは実施形態１と同様なので説明を省略する。
溶融亜鉛槽に浸漬したら、鉄材を引き上げ、たれ切りを行った後、これをアルミニウム粉末を混合した液体の油を入れた槽である油槽に浸漬する。油は、機械油、シリコーンオイル等の適当な粘度の鉱物油を用い、アルミニウム粉末は油内で分散するので鉄材に付着させるのに十分な量を投入する。また、アルミニウム粉末は時間とともに油槽の底に沈殿するので鉄材を浸漬する際に槽内を攪拌することが望ましい。なお、油は明確な理由は明確ではないが、アルミニウム粉末の付着量を増大させることが実証データで示されており、めっきを補助するものであって、本願におけるめっき補助剤に該当する。この工程によって、溶融亜鉛層に油が行き渡ると同時に、まだ高温に維持されている溶融亜鉛層上でアルミニウム粉末が溶解して亜鉛アルミニウム合金化が進むことになる。油槽への浸漬が完了したら冷却してめっき処理が完了する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the iron plating method according to the fourth embodiment will be described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the iron material to be plated is pretreated, and the pretreated iron material is immersed in a molten zinc bath. Since these are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
When immersed in a molten zinc tank, the iron material is pulled up and drained, and then immersed in an oil tank that is a tank containing a liquid oil mixed with aluminum powder. As the oil, mineral oil having an appropriate viscosity such as mechanical oil or silicone oil is used. Since the aluminum powder is dispersed in the oil, an amount sufficient to adhere to the iron material is added. Moreover, since aluminum powder precipitates in the bottom of an oil tank with time, it is desirable to stir the inside of the tank when the iron material is immersed. In addition, although the reason for oil is not clear, it has been shown in the demonstration data that the adhesion amount of the aluminum powder is increased, assists the plating, and corresponds to the plating aid in the present application. By this step, oil spreads over the molten zinc layer, and at the same time, the aluminum powder is dissolved on the molten zinc layer that is still maintained at a high temperature, and zinc-aluminum alloying proceeds. When the immersion in the oil bath is completed, the plating process is completed by cooling.
（実施例４）
以上説明しためっき方法の具体例を以下に示す。
鉄材として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼板を用い、当該鋼板を前処理、亜鉛浴を行った後に、たれ切りをし、動粘度３０ｍｍ2／ｓのシリコーンオイルに十分なアルミニウム粉末を混合した油槽に攪拌しながら浸漬した。その後、水冷して作業を完了した。
鉄材を一面側を表、他面側を裏として、それぞれの面を長手方向に２分した中心に関し、蛍光Ｘ線分析装置にてアルミニウムの割合（重量パーセント）を測定した結果を下記表１に示す。
Specific examples of the plating method described above are shown below.
A steel plate of 150 mm x 70 mm and a thickness of 3.2 mm is used as the iron material. After the steel plate is pretreated and subjected to a zinc bath, it is drained and mixed with enough aluminum powder in silicone oil with a kinematic viscosity of 30 mm2 / s. The oil bath was immersed in stirring. Thereafter, the operation was completed by cooling with water.
Table 1 below shows the results of measuring the ratio (weight percent) of aluminum with a fluorescent X-ray analyzer with respect to the center of each surface divided into two in the longitudinal direction, with one side facing the front and the other side facing the back. Show.
（実施形態５）
以下、実施形態５に係る鉄材のめっき工法について説明する。
まず、実施形態１と同様にめっきの対象となる鉄材に前処理を施し、前処理を施した鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬する。これらは実施形態１と同様なので説明を省略する。
溶融亜鉛槽に浸漬したら、鉄材を引き上げ、たれ切りを行った後、これをアルミニウム粉末とフラックス剤と液体の油を入れた槽である油槽に浸漬する。フラックス剤は、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アンモニウムと塩化亜鉛の複塩である塩化亜鉛アンモニウムの少なくともいずれかを主成分とするものである。油は、機械油、シリコーンオイル等の適当な粘度の鉱物油を用い、アルミニウム粉末は油内で分散するので鉄材に付着させるのに十分な量を投入する。また、アルミニウム粉末は時間とともに油槽の底に沈殿するので鉄材を浸漬する際に槽内を攪拌することが望ましい。この工程によって、溶融亜鉛層にフラックス剤と油が行き渡ると同時に、まだ高温に維持されている溶融亜鉛層上でアルミニウム粉末が溶解して亜鉛アルミニウム合金化が進むことになる。油槽への浸漬が完了したら冷却してめっき処理が完了する。
(Embodiment 5)
Hereinafter, the iron plating method according to the fifth embodiment will be described.
First, in the same manner as in the first embodiment, the iron material to be plated is pretreated, and the pretreated iron material is immersed in a molten zinc bath. Since these are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
After being immersed in the molten zinc tank, the iron material is pulled up and drained, and then immersed in an oil tank that is a tank containing aluminum powder, a flux agent, and liquid oil. The fluxing agent is mainly composed of at least one of ammonium chloride, zinc chloride, and zinc ammonium chloride which is a double salt of ammonium chloride and zinc chloride. As the oil, mineral oil having an appropriate viscosity such as mechanical oil or silicone oil is used. Since the aluminum powder is dispersed in the oil, an amount sufficient to adhere to the iron material is added. Moreover, since aluminum powder precipitates in the bottom of an oil tank with time, it is desirable to stir the inside of the tank when the iron material is immersed. By this step, the flux agent and oil are spread over the molten zinc layer, and at the same time, the aluminum powder dissolves on the molten zinc layer that is still maintained at a high temperature, and zinc-aluminum alloying proceeds. When the immersion in the oil bath is completed, the plating process is completed by cooling.
（実施例５）
以上説明しためっき方法の具体例を以下に示す。
鉄材として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの鋼板を用い、当該鋼板を前処理、亜鉛浴を行った後に、たれ切りをし、動粘度３０ｍｍ2／ｓのシリコーンオイルに十分なアルミニウム粉末及びシリコーンオイルに対して約１０重量％となるように塩化アンモニウム粉末を混合した油槽に攪拌しながら浸漬した。その後、水冷して作業を完了した。
鉄材を一面側を表、他面側を裏として、それぞれの面を長手方向に２分した中心に関し、蛍光Ｘ線分析装置にてアルミニウムの割合（重量パーセント）を測定した結果を下記表２に示す。
Specific examples of the plating method described above are shown below.
A steel plate of 150 mm × 70 mm and a thickness of 3.2 mm is used as the iron material. The steel plate is pretreated, subjected to a zinc bath, then drained, and sufficient aluminum powder and silicone for silicone oil having a kinematic viscosity of 30 mm 2 / s. It was immersed in the oil tank which mixed ammonium chloride powder so that it might become about 10 weight% with respect to oil, stirring. Thereafter, the operation was completed by cooling with water.
Table 2 below shows the results of measuring the ratio (weight percent) of aluminum with a fluorescent X-ray analyzer with respect to the center of the iron material on one side and the other side on the back, and each surface divided in half in the longitudinal direction. Show.
なお、上記実施形態では、鉄材を溶融亜鉛槽に浸漬した後、めっき補助剤となるフラックスや油を付着させて、アルミニウム粉末を鉄材に接触させる方法として、鉄材をめっき補助剤の液体に浸漬後アルミニウム粉末を付着させる方法、アルミニウム粉末にめっき補助剤の粉末を混合したものを鉄材に付着させる方法、鉄材にアルミニウム粉末を混合しためっき補助剤の液体に浸漬させる方法を示したが、溶融亜鉛槽に浸漬した後の鉄材にめっき補助剤を付着させ、これと同時又は直後にアルミニウム粉末を付着させる方法としては他の方法も考えられる。
例えば、液体のめっき補助剤を噴霧や流し掛けることによって溶融亜鉛槽に浸漬後の鉄材にめっき補助剤を塗布し、これと同時又は直後にアルミニウム粉末を付着させる方法が考えられる。同時に塗布する場合は、液体のめっき補助剤にアルミニウム粉末を混合しておいてもよいし、別々に塗布するようにしてもよい。さらに、上記実施形態２のようにめっき補助剤の粉末とアルミニウム粉末を混合するのではなく、めっき補助剤の粉末を先に溶融亜鉛槽に浸漬後の鉄材に散布し、その直後にアルミニウム粉末を散布する方法や、アルミニウム粉末にめっき補助剤をコーティングしたものを散布する方法も考えられる。アルミニウム粉末にめっき補助剤をコーティングする方法としては、アルミニウム粉末を液体のめっき補助剤に浸漬した後乾燥等する方法などが考えられる。
さらに、油とフラックスの２種類以上のめっき補助剤を鉄材に接触させる場合、上記実施形態５のようにこれらを混合して接触させる他、例えば、溶融亜鉛浴に浸漬した後、まず、フラックス槽に浸漬し、その後、油層に浸漬する等、順番に接触させる方法を採用することもできる。
また、一般的に亜鉛アルミニウムめっきは、マグネシウムを添加すると耐食性が向上することが知られているので、上記実施形態において、アルミニウム粉末に少量のマグネシウム粉末を添加するようにしてもよい。
In the above embodiment, after immersing the iron material in the liquid of the plating auxiliary agent as a method of contacting the iron powder with the flux or oil as the plating auxiliary agent after immersing the iron material in the molten zinc bath The method of adhering aluminum powder, the method of adhering a mixture of plating powder to aluminum powder to an iron material, and the method of immersing it in the liquid of an auxiliary plating agent in which aluminum powder is mixed with an iron material were shown. Other methods are also conceivable as a method of attaching a plating auxiliary agent to the iron material after being immersed in aluminum and attaching aluminum powder at the same time or immediately thereafter.
For example, a method of applying a plating auxiliary agent to the iron material immersed in a molten zinc bath by spraying or pouring a liquid plating auxiliary agent and attaching aluminum powder at the same time or immediately after this is conceivable. When applying simultaneously, aluminum powder may be mixed with the liquid plating adjuvant, and you may make it apply | coat separately. Furthermore, instead of mixing the powder of the plating auxiliary agent and the aluminum powder as in the second embodiment, the powder of the plating auxiliary agent is first sprayed on the iron material immersed in the molten zinc bath, and immediately after that, the aluminum powder is added. A method of spraying or a method of spraying aluminum powder coated with a plating auxiliary agent is also conceivable. As a method for coating the aluminum powder with the plating auxiliary agent, a method in which the aluminum powder is immersed in a liquid plating auxiliary agent and then dried can be considered.
Furthermore, when two or more kinds of plating aids of oil and flux are brought into contact with the iron material, they are mixed and brought into contact as in the fifth embodiment, for example, after being immersed in a molten zinc bath, first, a flux tank It is also possible to employ a method of contacting in order, for example, immersing in an oil layer and then immersing in an oil layer.
In general, zinc aluminum plating is known to improve the corrosion resistance when magnesium is added. In the above embodiment, a small amount of magnesium powder may be added to the aluminum powder.
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