JPH01181914A - 耐食性亜鉛合金被覆鋼線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、海岸地帯のような激甚雰囲気においてすぐれ
た耐食性能を有する亜鉛合金被覆鋼線の製造方法に関す
るものである。

［従来の技術と問題点］ アルミ被覆鋼線がすぐれた耐食性能を有していることは
知られるところである。その耐食挙動には表面に生成さ
れるＡρ２０３皮膜が大きな役割を果していることも、
これまた衆目の一致するところである。

しかし、Ａｇ２Ｏ３の保護皮膜としての役割は、通常の
腐食雰囲気においてのことであり、海岸地帯のような激
甚雰囲気においては、必ずしも十分なものとはいえない
場合がある。すなわち、アルマイト処理のように厚い人
為的な皮膜が形成されるならいざ知らず、自然の表面酸
化により形成されたＡρ２０３皮膜には部分的に皮膜の
形成が不十分なところが生じ、これがいわゆるピッティ
ング腐食といわれる深い部分腐食の原因となることは、
よく知られるところである。

Ｚｎめっき鋼線は、耐食性鋼線として早くより世に現わ
れ、電線分野においても架空地線あるいは鋼心アルミ撚
線の鋼心などに広く使用されてきた。この耐食挙動はい
わゆるＺｎの自己犠牲によるものであり、鋼線に対して
陽極となるＺｎ皮膜が選択的に腐食され、内部の鋼線自
体を腐食から防止する世にいう陰極防食としての作用を
なすものである。従って、その腐食挙動は全面腐食であ
って、その挙動は海岸地帯のような激甚雰囲気において
も変るところはない。これを前記ピッティング腐食と対
比すると、ピッティング腐食は局部的な進行であり、早
期に局部腐食が進行し局部的に大きなダメージを与える
。しかし、Ｚｎめっき鋼線は全面腐食であるから、腐食
は全体的に進行し局部的進行はないから、結果的にはそ
の腐食は前記ピッティング腐食に比較して経時的に緩や
かなものとなり、激甚雰囲気においてもよりすぐれた耐
食性能を発揮することになるのである。

しかしながら、従来は鋼線へのＺｎ被覆はもっばらめっ
き法にのみ頼られており、その皮膜厚さも精々５０μｍ
どまりであって、より厚い被膜への要請があったとして
もこれを形成する術がなかった。元より、この皮膜形成
には、めっき法具外のクラッド法や押出法が考えられぬ
訳ではないが、Ｚｎは独特の塑性変形能を有しており、
従来よりそのような加工は困難なものとの固定観念に支
配されてきた。事実、Ｚｎを圧延ないし押出すことは、
予想以上に困難であることは知られる通りである。これ
が今日までＺｎ被覆鋼線の製造がもっばらめっき法に委
ねられてきた大きな理由である。

上記のような実情にかんがみ、発明者らは押出法により
Ｚｎ被覆鋼線を製造すべく、鋭意検討を行なった。その
結果、Ｚｎめっき鋼線をまず製造し、このＺｎ層を溶融
せしめて絞りダイスにより除去し、その後特定組成のＺ
ｎ−Ａρ合金を特定手段により押出被覆する方法につい
て先に提案した。（特願昭６２−２３５９８３＞ しかしながら、既提案の方法においては、Ｚｎめっき層
の純Ｚｎ分を十分に除去することが難しく余程丁寧な作
業を行なわないと、Ｚｎが表面に残留することがわかっ
た。このＺｎ残留物が存在すると、押出装置への供給入
口ガイド部にツプル部）において鋼線が擦られ、表面の
Ｚｎが削り取られて次第に蓄積し、これが供給される鋼
線に対して摩擦制動を与え、逆張力が付加された結果と
なって断線するといっなトラブルが散見されるようにな
り、高品質の線材を長尺にわたり安定して製造すること
が困難となる。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような実情にかんがみてなされたもの
であり、鋼線上に高い接着性を有する亜鉛合金を押出法
により厚肉被覆することを可能とし、激甚雰囲気におい
ても高い耐食性を維持可能な亜鉛合金波°覆鋼線を長尺
にわたり高品質をもって安定して製造する方法を提供し
ようとするものである。

［発明の概要］ すなわち、本発明の要旨とするところは、Ｚｎめっき鋼
線の外表面より必要なＺｎ−Ｆｅ拡散層のみを残してＺ
ｎを機械的に完全に除去するか、機械的な除去が不十分
となりＺｎがなお残存した場合には加熱によりＺｎにＦ
ｅを拡散させ、外表面にＺｎ−Ｆｅ拡散層のみを形成せ
しめておいてその上にＡＩ！を１〜１５％含有するＺｎ
−Ａｌ！合金を、押出温度２５０〜３８０℃において１
４０以上の押出比をもって前方張力を付加して押出し被
覆する亜鉛合金被覆鋼線の製造方法にあり、Ｚｎ単独に
よらずＡｐを上記組成範囲で含有せしめることにより結
晶粒を微細化せしめ、それによって押出法によるＺｎ被
覆層の形成を可能ならしめると共に、鋼線にＺｎめっき
鋼線を使用しＺｎめっき層中より不要なＺｎを完全に除
去し、さらにＺｎ−Ｆｅ拡散層をも必要とする厚さに低
減させて、界面接着に寄与させる一方で脆性による界面
剥離をも防止するものである。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例に基いて説明する。

第１図は、本発明に係る製造方法により亜鉛合金被覆鋼
線１０を製造している様子を示す説明図であり、１はペ
イオフ、２はペイオフ１より送り出されるＺｎめっき鋼
線１０−のＺｎ層１０ｃを機械的に除去するためのエメ
リー研磨装置、３はさらに表面層を機械的に除去するた
めのワイヤブラシ装置である。

Ｚｎめつき鋼線１０−は、第２図（イ）にその断面を示
すように、鋼線１０ａ上にＺｎ１Ｏｃがめっきされ、こ
のめっきに際し鋼線１．ＯａとＺｎ層１０Ｃとの間には
Ｚｎ−Ｆｅ拡散層１０ｂが形成される。Ｚｎ層１．０Ｃ
は本発明においてはむしろ不要層であるから、機械的に
十分に除去されねばならず、そのためにエメリー研磨２
とワイヤブラシ３により十分な機械的除去が行なわれ、
そのために必要なだけの機構を有してこれら機械的除去
手段が配置される。さらにまた、拡散層１０ｂはいわゆ
る金属間化合物層でもあり、その性質は脆く、ある厚さ
以上になると界面での脆性剥離の原因となる。従って、
この拡散層１０ｂについては後述するＺｎ−Ａρ合金と
の接着性に寄与すれば十分であり、拡散層１０ｂがかが
る目的において必要とされる厚さ（数μｍで十分と考え
られる）以上に形成されていれば、かがる拡散層の余剰
分までも除去しておくことが望ましいのであり、そのよ
うな能力を持たせておくことが望ましい。

上記工程においてＺｎ層１０Ｃならびに過剰な拡散層１
０ｂが機械的に除去され、第２図（ロ）に示すように鋼
線１０ａの上には金属学的接合に必要な厚さの拡散層１
０ｂのみを残して第１図の押出装置４に供給される。

押出しにより被覆されるＺｎ−Ａρ合金のＡｌの組成範
囲は、Ａｌ１〜１５％に限定される。このＡｌの添加は
、前記耐食性能を向上せしめるばかりでなく、結晶粒を
微細化する役目を果す。しかして、１％以下では結晶粒
の微細化効果はなく、１５％以上では変形抵抗が大きく
なり押出が困難となるため除外される。Ｚｎに対し上記
１〜１５％のＡβが添加されることにより結晶粒の微細
化が達成され、そのなめに押出によって鋳造組織を破壊
することが容易化され、押出法により第２図（ハ）に示
すように鋼線１０ａにＺｎ−Ａ１合金１０ｄを被覆する
ことが可能となる。

この際鋳造組織の完全な破壊を実現するには押出比１４
０以上での押出が望ましく、それ以下では鋳造組織の破
壊は不十分となり、脆性によるクラックが発生するおそ
れのあることが実験により確かめられた。

一方、この種合金の押出条件はむすがしく、押出の際の
加熱温度についても２５０〜３８０℃という狭い範囲に
限定されることも確認された。すなわち、２５０℃以下
では変形抵抗が高すぎて押出が困難になるし、３８０℃
を越える高温ではい。

わゆる高温脆性が生じ、これまた健全な製品を入手でき
なくなるのである。

以上により、鋼線上にＺｎ−ＡＪＪ合金を押出被覆する
ことは可能となったが、鋼線の上に直接Ｚｎ−Ａ、ｆ１
合金を押出被覆しても、その界面において鋼線とＺｎ−
Ａ、ｆ！金合金を十分に接着せしめることは困難であっ
て、前記拡散層１０ｂがすぐれた接着性能を発揮するの
である。

しかして、本発明においては、上記押出に際し例えば引
取機６を介し鋼線に前方張力が付加される。

押出被覆により複合線を製造する場合に、前方張力を付
加することの効用はつぎの通りである。

押出においては、ビレットに押出圧力が負荷されるが、
その圧力は、鋼線に静水圧的な作用として働き、鋼線を
ビレットが把持する恰好となる。

この状態で前方張力が付加されると、ビレットにより把
持された鋼線が無理に引取られる形となり、ビレットと
鋼線との間に摩擦圧接的な作用が生じ、両者の接着を格
段に促進せしめ、健全な被覆層を有する亜鉛合金被覆鋼
線を得ることができる。

なお、鋼線１０ａの外周に拡散層１０ｂを形成する別な
方法として、Ｚｎめつき鋼線をＺｎ層の溶融温度以上に
加熱し溶融したＺｎ層を機械的に除去する方法を用いて
もよい。この方法であれば前記方法に比べＺｎ層１０Ｃ
の除去が容易であるが、溶融状態で除去すると逆に全稈
慎重に除去してもＺｎが残留してしまうおそれがある。

これを防止するには残留したＺｎとＦｅとの拡散を促進
させ、残留ＺｎをＺｎ−Ｆｅ合金化してしまえばよいの
である。

さらに上記の加熱方法としては、通電加熱をもってする
ことが全体の設備を簡略化させまた加熱温度についても
自在に変化させることを容易ならしめ、最終的拡散処理
にとって有用である。

また、機械的に除去する手段としてすでに例示した方法
以外の手段例えばショツトブラストの如き方法を用いて
もよく、とくに限定はされないのである。

上記によりＺｎ−Ａｊ！合金を押出し被覆した後は、第
１図に示すように冷却槽５により冷却し、引取機６によ
り引取りつつ巻取機７により巻取ることで製品を得るこ
とができる。

　１１　一 実施例 溶融めっき法により外径５ＩＴＩＩＴ＋径の鋼線にＺｎ
層約３０μｍ、Ｚｎ−Ｆｅ拡散層約１０μｍのＺｎめっ
き鋼線を製造し、第１図に示す工程を用いてＺｎ層を除
去すると共にＺｎ−Ｆｅ拡散層についても約８μｍとな
るように表面層の除去処理を行なった。その後Ｚｎ−Ｆ
ｅ拡散層のみを有する鋼線を通電加熱法により２００℃
に予備加熱し、その上にＺｎ−５％Ａρ合金を、押出温
度３００℃、押出比５００、押出速度５ｍ／ｍｉｎにて
、前方張力を５００　Ｋ（］付加して押出被覆し、被覆
厚さほぼ５００μｍの本発明に係る亜鈴合金被覆鋼線を
製造した。

製品より３０ｍｍの試料を作製し、引張試験機を用いて
圧潰試験を行なった。その結果、２０００Ｋ（７以上に
おいても圧潰がみられず、被覆層の接着がきわめて強固
であることが明確となった。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る製造方法によれば、＝　１２
− きわめて真円度が高くしかも肉厚が大きい上接着性にき
わめてすぐれた亜鉛合金皮膜を有する鋼線を容易に入手
できるものであり、−段と耐食性にすぐれた亜鉛合金被
覆鋼線を提供できるものであって、その斯界に及ぼす効
用はまことに大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る製造方法を示す説明図、第２図
は工程における線材の構成を示す説明断面図である。 ２：エメリー研磨装置、 ３：ワイヤブラシ装置、 ４：押出装置、 １０：亜鉛合金被覆鋼線、 １０ａ：鋼線、 １０ｂ　：Ｚｎ−Ｆｅ拡散層、 １０Ｃ：Ｚｎ層、 １０ｄ：Ｚｎ合金被覆層、 １０−：Ｚｎめっき鋼線、 代理人　　弁理士　　佐　藤　不二雄

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼線にＺｎめっきを施して鋼線との界面にＺｎ−
   Ｆｅ拡散層を形成せしめ、その後Ｚｎ層を機械的に除去
   して必要なＺｎ−Ｆｅ拡散層のみを残存せしめ、その上
   にＡｌ１〜１５％を含有するＺｎ−Ａｌ合金を、押出温
   度 ２５０〜３８０℃、押出比１４０以上において前方張力
   を付加して押出被覆する耐食性亜鉛合金被覆鋼線の製造
   方法。
2. （２）Ｚｎめっき鋼線をＺｎの融点以上に加熱しＺｎを
   溶融せしめ、溶融したＺｎを機械的にて取除くと共に残
   存したＺｎについてはこれをＦｅと拡散させて拡散層に
   変化させ、その上にＡｌ１〜１５％を含有するＺｎ−Ａ
   ｌ合金を、押出温度２５０〜３８０℃、押出比 １４０以上において前方張力を付加して押出被覆する耐
   食性亜鉛合金被覆鋼線の製造方法。
3. （３）Ｚｎ層をエメリー研磨とワイヤブラシの組合せに
   より除去する請求項１記載の製造方法。
4. （４）加熱が通電加熱である請求項２記載の製造方法。