JPH021223B2 - - Google Patents
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- JPH021223B2 JPH021223B2 JP4179381A JP4179381A JPH021223B2 JP H021223 B2 JPH021223 B2 JP H021223B2 JP 4179381 A JP4179381 A JP 4179381A JP 4179381 A JP4179381 A JP 4179381A JP H021223 B2 JPH021223 B2 JP H021223B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は鋼板のような板状体の表面にメツキの
耐食性密着性、加工性、溶接性等に優れたPbと
Znとからなる合金のメツキ層を形成させたメツ
キ鋼板ならびにその製造装置に関するものであ
る。 従来から鋼板および線材の表面に、PbとZnと
からなる二元合金をメツキする方法として溶融メ
ツキ法が知られているが、この溶融メツキ法によ
つて生産されるPb―Zn合金のメツキ層の成分は
通常、Znが0.55〜2.0％の含有率であり、Zn含有
率が小さくPb含有率が大きい合金のメツキ層し
か生産できない。これはPbとZnを各種成分比率
で溶解して液相状態にした場合、液相状態の温度
条件によつて変化するが、PbとZnの成分比率の
比較的広い範囲においてZn成分が大部分を占め
るPb―Zn合金の液相とPb成分が大部分を占める
Pb―Zn合金の液相とが二層分離する状態の偏晶
領域が存在するためである。即ちこの偏晶領域に
おいては上記両液相の比重差によつて溶融メツキ
のメツキ浴槽内ではZn成分が大部分を占めるPb
―Zn合金の液相が上層に存在し、Pb成分が大部
分を占めるPb―Zn合金の液相が下層に存在する
ような二層分離の液相となる。このような二層分
離のメツキ浴で溶融メツキを施した場合、Pbは
Feと合金化しない性質があるために、下層のPb
成分が大部分を占める液相ではメツキが殆んど行
われず、上層のZn成分が大部分を占める液相で
メツキが施されZn濃度の大きいメツキ層（Zn約
99.1％、Pb約0.9％）が生成され、合金メツキと
して表現できないメツキ層が生成される。従つ
て、実用的には従来から上記のように液相が二層
分離しない共晶領域でメツキが施されているが、
この共晶領域においては前記に述べた通り、Zn
が0.55〜2.0％の含有率の合金成分のメツキ層と
なり、成分範囲として非常に狭い合金メツキとな
る。 このような従来から実用化されているPb―Zn
二元合金メツキはZnが含有されているので鋼板
表面との密着性は若干改善されているがFeと合
金化しないPbの濃度が大きいためメツキの密着
性としては不充分なものである。耐食性について
はFeの腐食より貴なPbの含有量が大きいため、
メツキ自体の耐食性は非常に優れているがメツキ
層にピンホールや不メツキ部が存在している場合
や不充分な密着性によつて加工中に発生するメツ
キの剥離およびメツキ層を貫通するような疵が発
生した場合、逆に鋼板の腐食を促進する作用があ
る。 以上述べた通り、従来から実用化されている溶
融メツキによるPb―Zn合金メツキにおいてはそ
の製造法に制限があり、メツキの品質においても
不充分な問題がある。 本発明は上記の従来から実用化されているPb
―Zn合金メツキ法の改善とそのメツキ製品の総
合的な品質の改善を目的としてなされたものであ
る。即ち、広い成分範囲のPb―Zn合金メツキを
可能にして、メツキの密着性、加工性、耐食性等
の品質を向上することにより、従来のPb―Zn合
金メツキより広い分野に適用することにある。 本発明を概略的に云えば真空中においてPbを
収容した蒸発源１基とZnを収容した蒸発源２基
からなる新規な真空蒸着メツキ装置によつて従来
の溶融メツキ装置では実現できなかつた成分範囲
（Pb；１〜98％）の新規なZn―Pb二元合金のメ
ツキ層を鋼板表面に形成することにあり、さら
に、本発明装置によつて、密着性、加工性、耐食
性溶接性等の優れた品質を保有しているPb―Zn
合金メツキ鋼板を提供せんとするものである。 すなわち本発明は (1) 鋼帯表面に、真空蒸着メツキ法により、Pb
が１〜98％の範囲のPb―Zn二元合金メツキ層
を形成したことを特徴とするPb―Zn二元合金
蒸着メツキ鋼帯。 (2) 真空蒸着メツキ装置において、走行する鋼帯
の移動方向に沿つて、Pbを収容して蒸発させ
る蒸発源容器と、該容器の両側にそれぞれZn
を収容して蒸発させる蒸発源容器とを配設した
ことを特徴とするPb―Zn二元合金蒸着メツキ
鋼帯の製造装置。 を要旨とするものである。 本発明によつて製造されたメツキ製品は自動車
用外板、建材、缶材等の分野に広く適用し得るも
のである。 本発明によつて生産される製品ならびに製造装
置について具体的に説明する。真空蒸着メツキ法
においては、Znの蒸発量とPbの蒸発量を変化さ
せることが可能であり、この結果、メツキ層の
ZnとPbの成分比率を適当に調整できる。さらに、
この成分比率によつて、メツキ層の腐食電位も変
化する性質もある。即ち、Pb―Zn合金において
Znは卑な腐食性を持ち、Pbは貴な腐食性を持つ。
このため、Zn含有量が増大するに従い腐食は卑
な方向に移行し、Pb含有量が増大すれば貴な方
向に移行する性質がある。従つて、鋼板表面に
Pb―Zn合金のメツキ層を形成させた場合、メツ
キ層の腐食を鋼板の腐食（主にFeの腐食と同じ）
より卑にするか或いは貴にするかによつて腐食の
形態が異なる。卑にすれば従来から広く知られて
いるZn単独メツキの亜鉛鉄板と同様にメツキ層
が犠牲防食の効果を示し、メツキ層自体が腐食し
て最後には素地の鋼板の腐食に至るが本発明製品
のメツキ鋼板の場合はメツキ層中にPbが含有さ
れているため、腐食は従来のZn単独メツキの亜
鉛鉄板より貴であるために犠牲防食の効果期間が
長く従来のZn単独メツキの亜鉛鉄板より非常に
優れた耐食性を示す。また、貴にすれば従来の
Pb含有量が大きいPb―Zn合金メツキ鋼板と同様
の腐食形態となりメツキ層自体は犠牲防食の効果
はなく耐食性に優れている。しかし、従来のPb
―Zn合金メツキ鋼板の場合はPb含有量が大きい
ためメツキの付着性、密着性が悪く、メツキ層に
ピンホールならびに絞り加工によつて割れ剥離等
の欠陥が発生しやすく、このような欠陥が存在す
る状況下では鋼板の腐食を促進し、防食効果がな
くなる。 本発明製品のメツキ鋼板の場合は、素地のメツ
キ鋼板と接するメツキ部はZnの濃度が大きくな
るように蒸着メツキを施すためのメツキの付着
性、密着性が優れており、上記のような従来の欠
陥が発生し難く、耐食性、加工性に優れている。
さらに、本発明製品のPb―Zn合金メツキの有利
な点は上記のように耐食性において優れているた
め、メツキの目付量を少量化することが可能にな
り、この結果、溶接性、加工性を大きく改善する
効果がある。 次に本発明製品の製造装置であるPb―Zn合金
の真空蒸着メツキ装置について図面によつて具体
的に説明する。 第１図は本発明のPb―Zn合金メツキ鋼板を製
造する真空蒸着メツキ装置を説明する縦断面図で
ある。なお、説明の便のため装置の主要部を記し
て説明する。 １は真空蒸着室であり、この室内の気体は排気
管２に後続するポンプ（図示していない）によつ
て矢印３の方向に排気する構造であり、真空蒸着
室１の内部圧力を１×10-5Torr〜１×10-3Torr
の範囲に保持している。４および５は真空予備室
であり、４の真空予備室の内部にはコイル状の鋼
板６を巻き戻どす巻戻し機（図示していない）が
有り、５の真空予備室の内部には鋼帯６をコイル
状に巻き取る巻取り機（図示していない）があ
る。なお、この両真空予備室４および５とも大気
の侵入がないように密閉可能に構成されており、
その室内圧力は上記真空蒸着室１と同程度であ
る。７および８は鋼帯６の安定な走行を促すピン
チロールであり、鋼帯６は真空予備室４の内部に
設置している前記巻戻し機から巻戻されてピンチ
ロール７を通過して真空蒸着室１に至り、真空蒸
着メツキを施された後、予備真空室５の内部に設
置されたピンチロール８を通過して、前記巻取り
機に収容される。なお、真空予備室４および５に
はコイル状に巻いた鋼帯６の供給と排出が可能な
開口部（図示していない）があり蒸着メツキ施行
中は蓋（図示していない）によつて密閉してい
る。さらに真空蒸着室１の内部にはPb９を収容
する容器１０があり、この容器１０の外周側には
Pb９を加熱して蒸発させる電熱ヒータ等からな
る加熱源とこの加熱源の効率を上げるための断熱
材とからなる加熱断熱層１１が有る。上記のよう
な９，１０，１１からなるPbの蒸発源を中央に
して、その両側には個々に鋼帯６の走行方向に沿
つて、Zn１２および１３を収容する容器１４お
よび１５があり、この容器１４および１５の外側
にはZnを加熱して蒸発させる電熱ヒータ等から
なる加熱源とこの加熱源の効率を上げるための断
熱材からなる加熱断熱層１６および１７が有り、
Znは上記１２，１３，１４，１５，１６，１７
からなるZnの蒸発源から蒸発する。従つて本発
明製品であるZn―Pb合金メツキ鋼板は以上のよ
うなPbおよびZnの蒸発源の構造と付帯構成によ
つてメツキを施されるが、メツキ層のZnおよび
Pbの均一化を計るため上記容器１４の鋼帯６の
供給側と容器１５の鋼帯６の排出側の開口部には
傾きが調整できる遮蔽板１８および１９を設け、
Zn蒸気の飛散範囲を調整し、Pb蒸気とZn蒸気の
飛散中における成分比率を均一化する効果を持た
せ、蒸着したメツキ層の成分を均一化する。即
ち、Zn蒸気とPb蒸気の飛散の状況はPb蒸気が飛
散して形成する横線で示す蒸発分布２０とZn蒸
気が飛散して形成する縦線で示す蒸発分布２１お
よび２２によつて、横線と縦線の共有で示すPb
蒸気とZn蒸気が共存する蒸発分布２３が形成さ
れる。この蒸発分布２３の範囲におけるZn蒸気
とPb蒸気の成分比率は遮蔽板１８および１９の
調整によつてメツキ層の品質に影響を示さない程
均一化される。特に遮蔽板１８はその調整によつ
て、２４のように蒸着初期において鋼板６との密
着性が良好なZnのみを少量蒸着することが可能
となり、メツキの密着性を向上させる。 本発明はPb蒸発源を中央にしてその両側にZn
の蒸発源を設置する構成によつてPb，Zn蒸気分
布の均一化を計る上で卓効があり、２槽式の蒸着
メツキ装置では満足すべき結果が得られない。 以上のような本発明の蒸発源構成によつてZn
―Pb合金メツキ層を得る場合のメツキの目付量
は以下の各式で与えられる。 Ｗ＝WPb＋WZo ……(1) WPb＝6000LPb×QZo／Ｖ ……(2) WZo＝6000LZo×QZo／Ｖ ……(3) ただし Ｗ：メツキ目付量（ｇ／m2） WPb：Pbのメツキ目付量（ｇ／m2） WZo：Znのメツキ目付量（ｇ／m2） LPb：Pbを収容している容器１０の鋼帯６の進
行方向の長さ（cm） QPb：Pbの蒸発速度（ｇ／cm2・sec） Ｖ：鋼帯の速行速度（ｍ／min） LZo：Znを収容している容器１４および１５の
鋼帯６の進行方向の長さの和（cm） QZo：Znの蒸発速度（ｇ／cm2・sec） 6000：各次元の補正係数 なおQPbおよびQZoは以下の理論式で与えられ
る。 PPb：Pbの飽和蒸気圧（Torr） MPb：Pbの分子量 TPb：Pbの温度（〓） KPb：Pbの蒸発係数と蒸着係数の積（蒸着条件
によつて変化する） PZo：Znの飽和蒸気圧（Torr） MZo：Znの分子量 TZo：Znの温度（〓） KZo：Znの蒸発係数と蒸着係数の積（蒸着条件
によつて変化する） 以上のような各種条件を整えて蒸着メツキを施
した代表例を以下に示す。 実施例 本発明の実施に際しては鋼帯６に以下のような
前処理を施した。即ち、脱脂した鋼帯６をH2ガ
ス雰囲気中で約750℃に加熱し、１分間保持して
還元し続いて約280℃まで冷却し鋼帯表面を活性
化した。この鋼帯還元法を第１図によつて説明す
る。脱脂した鋼帯をコイル状に巻き、真空予備室
５の内部に設置している巻取り機（図示省略）に
とりつけ、これを巻戻して鋼帯の先端を真空予備
室４の内部に設置している巻戻し機（図示省略）
にとりつけ、鋼帯はピンチロール８、真空蒸着室
１、ピンチロール７を順次通過して走行する。真
空蒸着室１の鋼帯上部には電熱ヒータ（図示省
略）を設置し、鋼帯がこの電熱ヒータの下部を通
過中に750℃まで昇温し、さらに、この温度で１
分間保持できるよう操作する。なお、H2ガスは
真空予備室４の供給口（図示省略）から供給し真
空蒸着室１を通過し、真空予備室５の排出口（図
示省略）から排出する。この時、排気管２は密閉
している。以上のような方法でコイル状の鋼帯が
全て還元されるまで続行し、約200℃に保持され
た状態で真空予備室４の内部の前記巻戻し機にコ
イル状で蓄積され還元処理は終了する。 続いて、この還元処理のために操作したH2ガ
スの供給と排出と電熱ヒータによる鋼帯の加熱を
停止し、排気管２から真空蒸着室１、真空予備室
４および５の内部に残存しているH2ガスを排気
し、これ等各室の圧力を１×10-4Torrを保持す
るよう排気した。 次に、Pb９ならびにZn１２および１３を各々
の加熱断熱層１１，１６，１７中の電熱ヒータに
よつて蒸着に適した所定の温度まで加熱保持して
Pb９ならびにZn１２および１３の蒸気を発生さ
せた。なお遮蔽板１８および１９はメツキ層の均
質な濃度分布が得られるように予め調節してお
く。このような状態において、鋼帯６を真空予備
室４から５に向けて走行させて、真空蒸着室１の
中ですでに発生している前記各蒸気を蒸着させ
た。 上記のような方法で蒸着メツキを施した代表例
の蒸着条件とその結果を第１表および第２表なら
びに第２図および第３図に示す。 第１表はメツキ層中のPb含有量が10％存在す
ることを目標に蒸着したものでありPbを収容し
ている容器１０の鋼帯６の進行方向の長さは10
cm、Znを収容している容器１４および１５の鋼
帯６の進行方向の長さの和は20cmである。遮蔽板
１８および１９の傾斜角は垂直に対して蒸気側に
約40゜傾斜させた。この結果、PbおよびZnの浴温
度を確実に保持すればメツキ層の成分はほゞ目標
成分に達し、目付量は鋼帯速度に対して反比例の
関係にあり、操業上問題となる特異な現象はな
く、その性能も良好である。
耐食性密着性、加工性、溶接性等に優れたPbと
Znとからなる合金のメツキ層を形成させたメツ
キ鋼板ならびにその製造装置に関するものであ
る。 従来から鋼板および線材の表面に、PbとZnと
からなる二元合金をメツキする方法として溶融メ
ツキ法が知られているが、この溶融メツキ法によ
つて生産されるPb―Zn合金のメツキ層の成分は
通常、Znが0.55〜2.0％の含有率であり、Zn含有
率が小さくPb含有率が大きい合金のメツキ層し
か生産できない。これはPbとZnを各種成分比率
で溶解して液相状態にした場合、液相状態の温度
条件によつて変化するが、PbとZnの成分比率の
比較的広い範囲においてZn成分が大部分を占め
るPb―Zn合金の液相とPb成分が大部分を占める
Pb―Zn合金の液相とが二層分離する状態の偏晶
領域が存在するためである。即ちこの偏晶領域に
おいては上記両液相の比重差によつて溶融メツキ
のメツキ浴槽内ではZn成分が大部分を占めるPb
―Zn合金の液相が上層に存在し、Pb成分が大部
分を占めるPb―Zn合金の液相が下層に存在する
ような二層分離の液相となる。このような二層分
離のメツキ浴で溶融メツキを施した場合、Pbは
Feと合金化しない性質があるために、下層のPb
成分が大部分を占める液相ではメツキが殆んど行
われず、上層のZn成分が大部分を占める液相で
メツキが施されZn濃度の大きいメツキ層（Zn約
99.1％、Pb約0.9％）が生成され、合金メツキと
して表現できないメツキ層が生成される。従つ
て、実用的には従来から上記のように液相が二層
分離しない共晶領域でメツキが施されているが、
この共晶領域においては前記に述べた通り、Zn
が0.55〜2.0％の含有率の合金成分のメツキ層と
なり、成分範囲として非常に狭い合金メツキとな
る。 このような従来から実用化されているPb―Zn
二元合金メツキはZnが含有されているので鋼板
表面との密着性は若干改善されているがFeと合
金化しないPbの濃度が大きいためメツキの密着
性としては不充分なものである。耐食性について
はFeの腐食より貴なPbの含有量が大きいため、
メツキ自体の耐食性は非常に優れているがメツキ
層にピンホールや不メツキ部が存在している場合
や不充分な密着性によつて加工中に発生するメツ
キの剥離およびメツキ層を貫通するような疵が発
生した場合、逆に鋼板の腐食を促進する作用があ
る。 以上述べた通り、従来から実用化されている溶
融メツキによるPb―Zn合金メツキにおいてはそ
の製造法に制限があり、メツキの品質においても
不充分な問題がある。 本発明は上記の従来から実用化されているPb
―Zn合金メツキ法の改善とそのメツキ製品の総
合的な品質の改善を目的としてなされたものであ
る。即ち、広い成分範囲のPb―Zn合金メツキを
可能にして、メツキの密着性、加工性、耐食性等
の品質を向上することにより、従来のPb―Zn合
金メツキより広い分野に適用することにある。 本発明を概略的に云えば真空中においてPbを
収容した蒸発源１基とZnを収容した蒸発源２基
からなる新規な真空蒸着メツキ装置によつて従来
の溶融メツキ装置では実現できなかつた成分範囲
（Pb；１〜98％）の新規なZn―Pb二元合金のメ
ツキ層を鋼板表面に形成することにあり、さら
に、本発明装置によつて、密着性、加工性、耐食
性溶接性等の優れた品質を保有しているPb―Zn
合金メツキ鋼板を提供せんとするものである。 すなわち本発明は (1) 鋼帯表面に、真空蒸着メツキ法により、Pb
が１〜98％の範囲のPb―Zn二元合金メツキ層
を形成したことを特徴とするPb―Zn二元合金
蒸着メツキ鋼帯。 (2) 真空蒸着メツキ装置において、走行する鋼帯
の移動方向に沿つて、Pbを収容して蒸発させ
る蒸発源容器と、該容器の両側にそれぞれZn
を収容して蒸発させる蒸発源容器とを配設した
ことを特徴とするPb―Zn二元合金蒸着メツキ
鋼帯の製造装置。 を要旨とするものである。 本発明によつて製造されたメツキ製品は自動車
用外板、建材、缶材等の分野に広く適用し得るも
のである。 本発明によつて生産される製品ならびに製造装
置について具体的に説明する。真空蒸着メツキ法
においては、Znの蒸発量とPbの蒸発量を変化さ
せることが可能であり、この結果、メツキ層の
ZnとPbの成分比率を適当に調整できる。さらに、
この成分比率によつて、メツキ層の腐食電位も変
化する性質もある。即ち、Pb―Zn合金において
Znは卑な腐食性を持ち、Pbは貴な腐食性を持つ。
このため、Zn含有量が増大するに従い腐食は卑
な方向に移行し、Pb含有量が増大すれば貴な方
向に移行する性質がある。従つて、鋼板表面に
Pb―Zn合金のメツキ層を形成させた場合、メツ
キ層の腐食を鋼板の腐食（主にFeの腐食と同じ）
より卑にするか或いは貴にするかによつて腐食の
形態が異なる。卑にすれば従来から広く知られて
いるZn単独メツキの亜鉛鉄板と同様にメツキ層
が犠牲防食の効果を示し、メツキ層自体が腐食し
て最後には素地の鋼板の腐食に至るが本発明製品
のメツキ鋼板の場合はメツキ層中にPbが含有さ
れているため、腐食は従来のZn単独メツキの亜
鉛鉄板より貴であるために犠牲防食の効果期間が
長く従来のZn単独メツキの亜鉛鉄板より非常に
優れた耐食性を示す。また、貴にすれば従来の
Pb含有量が大きいPb―Zn合金メツキ鋼板と同様
の腐食形態となりメツキ層自体は犠牲防食の効果
はなく耐食性に優れている。しかし、従来のPb
―Zn合金メツキ鋼板の場合はPb含有量が大きい
ためメツキの付着性、密着性が悪く、メツキ層に
ピンホールならびに絞り加工によつて割れ剥離等
の欠陥が発生しやすく、このような欠陥が存在す
る状況下では鋼板の腐食を促進し、防食効果がな
くなる。 本発明製品のメツキ鋼板の場合は、素地のメツ
キ鋼板と接するメツキ部はZnの濃度が大きくな
るように蒸着メツキを施すためのメツキの付着
性、密着性が優れており、上記のような従来の欠
陥が発生し難く、耐食性、加工性に優れている。
さらに、本発明製品のPb―Zn合金メツキの有利
な点は上記のように耐食性において優れているた
め、メツキの目付量を少量化することが可能にな
り、この結果、溶接性、加工性を大きく改善する
効果がある。 次に本発明製品の製造装置であるPb―Zn合金
の真空蒸着メツキ装置について図面によつて具体
的に説明する。 第１図は本発明のPb―Zn合金メツキ鋼板を製
造する真空蒸着メツキ装置を説明する縦断面図で
ある。なお、説明の便のため装置の主要部を記し
て説明する。 １は真空蒸着室であり、この室内の気体は排気
管２に後続するポンプ（図示していない）によつ
て矢印３の方向に排気する構造であり、真空蒸着
室１の内部圧力を１×10-5Torr〜１×10-3Torr
の範囲に保持している。４および５は真空予備室
であり、４の真空予備室の内部にはコイル状の鋼
板６を巻き戻どす巻戻し機（図示していない）が
有り、５の真空予備室の内部には鋼帯６をコイル
状に巻き取る巻取り機（図示していない）があ
る。なお、この両真空予備室４および５とも大気
の侵入がないように密閉可能に構成されており、
その室内圧力は上記真空蒸着室１と同程度であ
る。７および８は鋼帯６の安定な走行を促すピン
チロールであり、鋼帯６は真空予備室４の内部に
設置している前記巻戻し機から巻戻されてピンチ
ロール７を通過して真空蒸着室１に至り、真空蒸
着メツキを施された後、予備真空室５の内部に設
置されたピンチロール８を通過して、前記巻取り
機に収容される。なお、真空予備室４および５に
はコイル状に巻いた鋼帯６の供給と排出が可能な
開口部（図示していない）があり蒸着メツキ施行
中は蓋（図示していない）によつて密閉してい
る。さらに真空蒸着室１の内部にはPb９を収容
する容器１０があり、この容器１０の外周側には
Pb９を加熱して蒸発させる電熱ヒータ等からな
る加熱源とこの加熱源の効率を上げるための断熱
材とからなる加熱断熱層１１が有る。上記のよう
な９，１０，１１からなるPbの蒸発源を中央に
して、その両側には個々に鋼帯６の走行方向に沿
つて、Zn１２および１３を収容する容器１４お
よび１５があり、この容器１４および１５の外側
にはZnを加熱して蒸発させる電熱ヒータ等から
なる加熱源とこの加熱源の効率を上げるための断
熱材からなる加熱断熱層１６および１７が有り、
Znは上記１２，１３，１４，１５，１６，１７
からなるZnの蒸発源から蒸発する。従つて本発
明製品であるZn―Pb合金メツキ鋼板は以上のよ
うなPbおよびZnの蒸発源の構造と付帯構成によ
つてメツキを施されるが、メツキ層のZnおよび
Pbの均一化を計るため上記容器１４の鋼帯６の
供給側と容器１５の鋼帯６の排出側の開口部には
傾きが調整できる遮蔽板１８および１９を設け、
Zn蒸気の飛散範囲を調整し、Pb蒸気とZn蒸気の
飛散中における成分比率を均一化する効果を持た
せ、蒸着したメツキ層の成分を均一化する。即
ち、Zn蒸気とPb蒸気の飛散の状況はPb蒸気が飛
散して形成する横線で示す蒸発分布２０とZn蒸
気が飛散して形成する縦線で示す蒸発分布２１お
よび２２によつて、横線と縦線の共有で示すPb
蒸気とZn蒸気が共存する蒸発分布２３が形成さ
れる。この蒸発分布２３の範囲におけるZn蒸気
とPb蒸気の成分比率は遮蔽板１８および１９の
調整によつてメツキ層の品質に影響を示さない程
均一化される。特に遮蔽板１８はその調整によつ
て、２４のように蒸着初期において鋼板６との密
着性が良好なZnのみを少量蒸着することが可能
となり、メツキの密着性を向上させる。 本発明はPb蒸発源を中央にしてその両側にZn
の蒸発源を設置する構成によつてPb，Zn蒸気分
布の均一化を計る上で卓効があり、２槽式の蒸着
メツキ装置では満足すべき結果が得られない。 以上のような本発明の蒸発源構成によつてZn
―Pb合金メツキ層を得る場合のメツキの目付量
は以下の各式で与えられる。 Ｗ＝WPb＋WZo ……(1) WPb＝6000LPb×QZo／Ｖ ……(2) WZo＝6000LZo×QZo／Ｖ ……(3) ただし Ｗ：メツキ目付量（ｇ／m2） WPb：Pbのメツキ目付量（ｇ／m2） WZo：Znのメツキ目付量（ｇ／m2） LPb：Pbを収容している容器１０の鋼帯６の進
行方向の長さ（cm） QPb：Pbの蒸発速度（ｇ／cm2・sec） Ｖ：鋼帯の速行速度（ｍ／min） LZo：Znを収容している容器１４および１５の
鋼帯６の進行方向の長さの和（cm） QZo：Znの蒸発速度（ｇ／cm2・sec） 6000：各次元の補正係数 なおQPbおよびQZoは以下の理論式で与えられ
る。 PPb：Pbの飽和蒸気圧（Torr） MPb：Pbの分子量 TPb：Pbの温度（〓） KPb：Pbの蒸発係数と蒸着係数の積（蒸着条件
によつて変化する） PZo：Znの飽和蒸気圧（Torr） MZo：Znの分子量 TZo：Znの温度（〓） KZo：Znの蒸発係数と蒸着係数の積（蒸着条件
によつて変化する） 以上のような各種条件を整えて蒸着メツキを施
した代表例を以下に示す。 実施例 本発明の実施に際しては鋼帯６に以下のような
前処理を施した。即ち、脱脂した鋼帯６をH2ガ
ス雰囲気中で約750℃に加熱し、１分間保持して
還元し続いて約280℃まで冷却し鋼帯表面を活性
化した。この鋼帯還元法を第１図によつて説明す
る。脱脂した鋼帯をコイル状に巻き、真空予備室
５の内部に設置している巻取り機（図示省略）に
とりつけ、これを巻戻して鋼帯の先端を真空予備
室４の内部に設置している巻戻し機（図示省略）
にとりつけ、鋼帯はピンチロール８、真空蒸着室
１、ピンチロール７を順次通過して走行する。真
空蒸着室１の鋼帯上部には電熱ヒータ（図示省
略）を設置し、鋼帯がこの電熱ヒータの下部を通
過中に750℃まで昇温し、さらに、この温度で１
分間保持できるよう操作する。なお、H2ガスは
真空予備室４の供給口（図示省略）から供給し真
空蒸着室１を通過し、真空予備室５の排出口（図
示省略）から排出する。この時、排気管２は密閉
している。以上のような方法でコイル状の鋼帯が
全て還元されるまで続行し、約200℃に保持され
た状態で真空予備室４の内部の前記巻戻し機にコ
イル状で蓄積され還元処理は終了する。 続いて、この還元処理のために操作したH2ガ
スの供給と排出と電熱ヒータによる鋼帯の加熱を
停止し、排気管２から真空蒸着室１、真空予備室
４および５の内部に残存しているH2ガスを排気
し、これ等各室の圧力を１×10-4Torrを保持す
るよう排気した。 次に、Pb９ならびにZn１２および１３を各々
の加熱断熱層１１，１６，１７中の電熱ヒータに
よつて蒸着に適した所定の温度まで加熱保持して
Pb９ならびにZn１２および１３の蒸気を発生さ
せた。なお遮蔽板１８および１９はメツキ層の均
質な濃度分布が得られるように予め調節してお
く。このような状態において、鋼帯６を真空予備
室４から５に向けて走行させて、真空蒸着室１の
中ですでに発生している前記各蒸気を蒸着させ
た。 上記のような方法で蒸着メツキを施した代表例
の蒸着条件とその結果を第１表および第２表なら
びに第２図および第３図に示す。 第１表はメツキ層中のPb含有量が10％存在す
ることを目標に蒸着したものでありPbを収容し
ている容器１０の鋼帯６の進行方向の長さは10
cm、Znを収容している容器１４および１５の鋼
帯６の進行方向の長さの和は20cmである。遮蔽板
１８および１９の傾斜角は垂直に対して蒸気側に
約40゜傾斜させた。この結果、PbおよびZnの浴温
度を確実に保持すればメツキ層の成分はほゞ目標
成分に達し、目付量は鋼帯速度に対して反比例の
関係にあり、操業上問題となる特異な現象はな
く、その性能も良好である。
【表】
第２表はメツキ層中のZn含有量が20％存在す
ることを目標として蒸着したものでありPbを収
容している容器１０の鋼帯６の進行方向の長さを
20cm、Znを収容している容器１４および１５の
鋼帯６の進行方向の長さの和は10cmである。遮蔽
板１８および１９の傾斜角は垂直に対して蒸気側
に約25゜傾斜させた。この結果、前記と同様にPb
およびZnの浴温度を確実に保持すればメツキ層
の成分は目標成分に達し、目付量と鋼帯速度も反
比例の関係がある。
ることを目標として蒸着したものでありPbを収
容している容器１０の鋼帯６の進行方向の長さを
20cm、Znを収容している容器１４および１５の
鋼帯６の進行方向の長さの和は10cmである。遮蔽
板１８および１９の傾斜角は垂直に対して蒸気側
に約25゜傾斜させた。この結果、前記と同様にPb
およびZnの浴温度を確実に保持すればメツキ層
の成分は目標成分に達し、目付量と鋼帯速度も反
比例の関係がある。
【表】
第２図は第１表の蒸着条件で製造したPb10％
含有するPb―Zn合金メツキ鋼板と比較例として
従来から知られている亜鉛鉄板の塩水噴霧による
耐食性を比較したものであり、この両者は素地の
鋼帯に対して卑なメツキ層であるが、本発明品は
比較例より、約15倍の耐食性を示している。 第３図は第２表の蒸着条件で製造したZn20％
含有するPb―Zn合金メツキ鋼帯と従来から知ら
れている錫メツキ鋼帯を比較例として耐食性を比
較したものであるが、この両者は素地の鋼帯に対
し貴な腐食を示すため耐食性の比較検討は100cm2
あたりに生成しているピンホールの数で比較し
た。この結果によれば本発明品は比較例の1/7〜
１／１５の範囲にあり、耐食性が優れている。 本発明品のメツキの密着性と加工性は蒸着初期
においてメツキ層の成分比率に影響しない程度の
少量のZn蒸気から蒸着を施し、続いてPb蒸気と
Zn蒸着を同時に蒸着することによる効果によつ
て180゜密着曲げ試験によつてもメツキ層の剥離、
割れ等の発生がなく実用上問題はない。
含有するPb―Zn合金メツキ鋼板と比較例として
従来から知られている亜鉛鉄板の塩水噴霧による
耐食性を比較したものであり、この両者は素地の
鋼帯に対して卑なメツキ層であるが、本発明品は
比較例より、約15倍の耐食性を示している。 第３図は第２表の蒸着条件で製造したZn20％
含有するPb―Zn合金メツキ鋼帯と従来から知ら
れている錫メツキ鋼帯を比較例として耐食性を比
較したものであるが、この両者は素地の鋼帯に対
し貴な腐食を示すため耐食性の比較検討は100cm2
あたりに生成しているピンホールの数で比較し
た。この結果によれば本発明品は比較例の1/7〜
１／１５の範囲にあり、耐食性が優れている。 本発明品のメツキの密着性と加工性は蒸着初期
においてメツキ層の成分比率に影響しない程度の
少量のZn蒸気から蒸着を施し、続いてPb蒸気と
Zn蒸着を同時に蒸着することによる効果によつ
て180゜密着曲げ試験によつてもメツキ層の剥離、
割れ等の発生がなく実用上問題はない。
第１図は本発明のZnとPbとからなる二元合金
をメツキする真空蒸着メツキ装置を示す縦断面図
であり、第２図および第３図は本発明品の代表的
実施例の性能と従来のメツキ製品を比較した結果
を示すグラフである。
をメツキする真空蒸着メツキ装置を示す縦断面図
であり、第２図および第３図は本発明品の代表的
実施例の性能と従来のメツキ製品を比較した結果
を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯表面に、真空蒸着メツキ法により、Pb
が１〜98％の範囲のPb―Zn二元合金メツキ層を
形成したことを特徴とするPb―Zn二元合金蒸着
メツキ鋼帯。 ２ 真空蒸着メツキ装置において、走行する鋼帯
の移動方向に沿つて、Pbを収容して蒸発させる
蒸発源容器と、該容器の両側にそれぞれZnを収
容して蒸発させる蒸発源容器とを配設したことを
特徴とするPb―Zn二元合金蒸着メツキ鋼帯の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179381A JPS57158374A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Plated steel strip by vapor deposition of pb-zn binary alloy and producing device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179381A JPS57158374A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Plated steel strip by vapor deposition of pb-zn binary alloy and producing device thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158374A JPS57158374A (en) | 1982-09-30 |
| JPH021223B2 true JPH021223B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=12618209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4179381A Granted JPS57158374A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Plated steel strip by vapor deposition of pb-zn binary alloy and producing device thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57158374A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5983764A (ja) * | 1982-11-05 | 1984-05-15 | Nisshin Steel Co Ltd | 真空蒸着鉛めつき鋼板の製造方法 |
| JPS62158863A (ja) * | 1985-12-30 | 1987-07-14 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 被膜形成装置 |
| KR100623730B1 (ko) | 2005-03-07 | 2006-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 증발원 어셈블리 및 이를 구비한 증착 장치 |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP4179381A patent/JPS57158374A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158374A (en) | 1982-09-30 |
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