JPH04154951A - 溶融Ｚｎ―Ａｌ合金めっき用フラックス - 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、鉄鋼材料等の溶融Ｚｎ−Ａ２合金めっき処理
を施す際に用いるフラックスに関する。

〔従来の技術〕

従来、鉄鋼材料等の腐食を防止するために、その表面に
溶融亜鉛めっきを施すことがある。

又最近では、亜鉛めっき処理を下地として、更にその上
に表面処理、例えば塗装・加工等の後処理を施すことに
より、付加価値を高めることが行なわれている。これら
の処理に適した溶融亜鉛め２き処理を施すために、種々
のめっき浴組成が提案されている。

とりわけ、めっき被膜の耐腐食性を高めるために、Ａｊ
２を０．１〜２０重量％程度添加した溶融Ｚｎ−Ａｆｆ
ｉ合金めっき浴が用いられている。通常、被処理物をＺ
ｎＣｌ２　、　ＮＨｎＣｆｆｉ又はこれらの混合物を含
有する水溶液に浸漬し、被処理物の表面にフラックス被
膜を形成する、いわゆるフラックス処理をした後に溶融
亜鉛めっき処理を行なうが、溶融Ｚｎ−Ａ２合金めっき
処理時にこのフラックス処理を適用してもめっき被膜力
ぐ形成されない、いわゆる不めっきの状態が生じ易い。

これは、めっき浴中のＡｌがフラックス中の塩化物と反
応して生成した塩化アルミニウム、又はめっき浴表面で
生成した酸化アルミニウムが不めっきの原因になると言
われている。

この不めっきの状態が生じないようにするために、フッ
化カリウム又はフッ化ナトリウム及び塩化亜鉛からなる
フラックス被覆体を形成したり（例えば特公昭６１−３
３０７１号公報）、酸性フッ化物、塩化アルカリ、塩化
錫及び塩化亜鉛からなるフラックス（例えば特開昭６０
−１２５３６１号公報）、アルカリ金属元素又はアルカ
リ土類金属元素の塩化物、フッ化物、ないしはケイフッ
化物のうち１種以上、塩化アンモニウム、錫、鉛、イン
ジウム、タリウム、アンチモン、ビスマス、カドミウム
の塩化物のうち１種以上及び塩化亜鉛からなるフラック
ス（例えば特公昭６４−５１１０号公報）、有機酸のア
ンモニウム塩及び塩化亜鉛からなるフラックス（例えば
特開平１−２８３３５３号公報）などが提案されている
。

しかしながら、フッ化物を含有するフラックスは、腐食
性が強いのでフラックス槽の材質に高価なものが要求さ
れ、設備やその維持にコストがかかるのみならず、非常
に有害なガスが発生するので作業環境の改善のための対
策が必要となる問題があった。

又、アンモニウム塩を含有するフラックスにっいても、
溶融亜鉛めっき処理時にアンモニアガスの発生による大
量の白煙の発生のために作業環境が悪化する問題があっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、鉄鋼材料等に熔融Ｚｎ−Ａｆｆ合金めっき処
理する際に、不めっきの状態が無く耐腐食性の高いめっ
き被膜が形成でき、かつ腐食性が強くないので高価な設
備が必要でなく、又アンモニアガスの発生による大量の
白煙の発生がないので作業環境を悪化させない溶融Ｚｎ
−Ａρ金合金っき用フラックスを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の溶融Ｚｎ−Ａｌ
！、合金めっき用フラックスは、０．０５〜４０重量％
のＢｉＣ４２３＋　５０〜９８．９５重量％のＺｎ（、
ｅｚ及び１〜３５重量％のアルカリ金属元素及びアルカ
リ土類金属元素から選ばれる少くとも１種の塩化物を含
有することを特徴とする。又、本発明は、溶融Ｚｎ−Ａ
ｌ２合金めっき用フラックスとして、前記の本発明フラ
ックスを水に熔解して水溶液とじたことを特徴とする。

〔作　用〕

フラックス中のＢ１Ｃｌ！、３は、鉄鋼材料等の被処理
物をフラックスを溶解した水溶液中に浸漬した際に、被
処理物の表面と次記する（１）式の反応を起し、被処理
物の表面がビスマスで覆われる。

２　Ｂｉ”＋３　ＦｅＯ２Ｄｉ’　＋　３　Ｆｅ”　　
　（１）そして、この表面に析出したビスマスが溶融Ｚ
叶ＩＲ２合金めっき処理の際にめっき浴中に溶出するた
めに、塩化アルミニウムや酸化アルミニウムがフラック
ス又はめっき浴中に存在していても、被処理物表面とＺ
ｎ−Ａｌ合金とが直接接触して濡れ性が確保されて、不
めっきの状態が起きなくなる。

ＢｉＣｊ２３の含有量が０．０５重量％未満では（１）
式の反応が十分に進まず、又、４０重量％を超えると（
１）式の反応が過度に進み過ぎ、被処理物の表面のビス
マスが過剰に析出して良好なめっき被膜が形成できない
ので、ＢｉＣｊ２ｚの含有量を０．０５〜４０重景％と
することが必要である。

フラックス中のＺｎＣｊ２２は、被処理物を溶融Ｚｎ−
Ａｆｆｉ合金めっき処理する前に塩酸洗浄、水洗浄、お
よび、乾燥の各処理を行なう際に、被処理物の表面に生
成し、主成分がＦｅＣ４２２・Ｆｅｄ、　Ｆｅ３Ｏ４で
あるスケール・スマッ１〜と次記する（２）、（３）式
の反応を起して低沸点の錯塩を生成したり、あるいは、
Ｆｅ３Ｏ４＋ｎＺｎＣ（！　２＋Ｆｅ−＋４（ｎＺｎｃ
Ａ２・Ｆｅｄ）　　（２）ＦｅＣｆｆ２・ＦｅＯ＋ｎＺ
ｎＣｎｚ　　　ｎＺｎｃｆｆｉ２・ＦｅＯ（３）めっき
浴表面に生成する酸化亜鉛と次記する（４）式％式％（
４） の反応を起して、不めっきの状態が起きるのを防止する
。ＺｎＣ１！、ｚの含有量が５０重量％未満では、（２
）、（３）、（４）式の反応が十分起らずスケール・ス
マットを十分に分解できず、また、９８．９５重量％を
超えると含有するＢｉＣｊｌ！＋又はアルカリ金属元素
及びアルカリ土類金属元素から選ばれる少くとも１種の
塩化物の量が少な過ぎて、それらが含有する作用を十分
利用できないので、ＺｎＣＡ２の含有量を５０〜９８．
９５重量％とすることが必要である。

アルカリ金属元素の塩化物又はアルカリ土類金属元素の
塩化物は、それらの構成元素であるアルカリ金属元素又
はアルカリ土類金属元素がＺｎより、又、元素によって
は、Ａｌ１より優先的に酸化されることによって、Ｚｎ
又はＡｌ１の酸化物の生成を抑制したり、フラックスの
融点を下げて被処理物からフラックスが離れやすくする
ことにより、Ｚｎ−Ａｌ！。

合金めっき被膜表面の光沢や平滑性を改良する。

アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素から選ばれ
る少なくとも１種の塩化物の含有量が１重量％未満では
、上記の作用を十分利用できず、また、３５重量％を超
えると、逆にフラックスの融点が高くなるので被処理物
からフラックスが離れ難くなり、表面が悪化するので、
アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素から選ばれ
る少くとも１種の塩化物の含有量を１〜３５重量％とす
ることが必要である。

通常、本発明のフラックスは水溶液で使用し、この際に
、水溶液中の本発明によるフラックスの濃度は１００〜
１５００　ｇ　／　ｆが好ましい。

水に溶解したフラックスに塩酸を添加するとＢｉＣｊ２
３の溶解度が増し、（１）式の反応が進み易くなるので
、フラックス処理時間を短くしたい時、又は、被処理物
の表面が複雑な場合には、塩酸を添加するのが好ましい
。

又、（１）式の反応は非常に早く起きるので比較的低温
で十分に反応が進み、常温でもフラックス処理が可能で
あり、それゆえフラックスを水に溶解したものを加温お
よび保温する費用が不要となる場合もある。

又、フラックス処理時間は極めて短くても良（，１秒間
でも不めっきの状態が生じない場合もある。

本発明では、ＺｎＣｌ　２の濃度を高め、かつ、Ｂ１Ｃ
１ｚ、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素から
選ばれる少くとも１種の塩化物を共存させることにより
、従来スケール・スマットを分解し、かつ、フラックス
の融点を低下させるために使われてきた塩化アンモニウ
ムを使うことなく、不めっきの状態が生じない耐腐食性
の高いめっき被膜を形成することができた。したがって
、アンモニウム塩が含まれていないので、溶融Ｚｎ−Ａ
ｊ！合金めっき処理時にアンモニアガスの発生による大
量の白煙の発生が無く、めっき作業時の環境を悪化させ
ないという大きな効果が得られた。

〔実施例］ 蒸留亜鉛地金（ＪＩＳ　Ｈ２１０？　、一種）及び純度
９９．９重量％以上のアルミニウム地金を用いて、第１
表に示す量のＡｆを含有し、残部Ｚｎおよび不可避不純
物からなる組成の溶融Ｚｎ−Ａｊ２合金めっき浴を２０
番黒鉛坩堝中で電気炉を用いて５２０°Ｃにて溶製した
。

一方、板厚３．２ｍｍの一般構造用圧延鋼板より板幅７
５ｍｍ、板長１５０ｍｍの試験片を切り出し、その試験
片の表面を７０°Ｃに加温した水酸化ナトリウムの１０
重量％水溶液で脱脂した後、７０°Ｃに加温した１２重
量％の塩酸水溶液中に３０分間浸漬して試験片の表面を
酸洗し、更に、第１表に示した組成、濃度及び温度のフ
ラックス水溶液中に第１表に示した時間だけ浸漬して引
き上げることによってフラックス処理を施し、最後に２
００°Ｃに保持された恒温槽中で５分間乾燥することに
よって溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき処理のための試験片を
準備した。

次いで、前記のようにあらかじめ溶製した溶融Ｚｎ−Ａ
ｌ合金めっき浴の温度を第１表に示した温度に調整した
後、溶融Ｚｎ−Ａ　１合金めっき浴の表面のドロスを除
去した後、上記のように調整した試験片を溶融Ｚｎ−Ａ
ｊ！合金めっき浴中に浸漬した。第１表に示した時間浸
漬した後、再び溶融Ｚｎ−Ａｎ合金めっき浴の表面のド
ロスを除去し、上記の試験片を溶融Ｚｎ−Ａｊ２合金め
っき浴より引き上げ、その後、空気中で自然冷却した。

これらの試験片のめっき被膜の状態を目視観察し、不め
っきの程度を４段階で評価し、その結果を第１表に示し
た。又、溶融Ｚｎ−Ａｌ！、合金めっき処理時に生じる
白煙の量についても観察し、その結果を第１表に示した
。さらに、溶融Ｚｎ−Ａｆｆｉ合金めっき処理した試験
片の耐腐食性を３５±２°ＣでＮａＣｊ２５±０．５％
液を噴霧している噴霧室内に静置する塩水噴霧試験（Ｊ
ＩＳ　Ｚ２３７１　）により調査し、その結果を第１表
に示した。

第１表において、試験番号１〜９では、アルカリ金属元
素及びアルカリ土類金属元素から選ばれる少くとも１種
の塩化物としてＮａＣｌを含む組成のフラックスを使用
し、フラックス組成、フラックス濃度、フラックス処理
時間、フラックス処理温度等のフラックス処理の条件を
変化させた試験であり、いずれの試験でも溶融Ｚｎ−Ａ
ｌ合金めっき処理した試験片に不めっきの状態は無く、
めっき評価が良かった。また、塩水噴霧試験結果では赤
さび発生時間が１０００時間以上と耐腐食性が高いこと
を示し、かつ、熔融７．ｎ−Ａｌ合金めっき処理時に白
煙の発生が無く、良い結果が得られた。

試験番号１０〜１３ではアルカリ金属元素およびアルカ
リ土類金属元素から選ばれる少くとも１種の塩化物とし
てＮａＣｆを含む組成のフラックスを用い、めっき浴中
＾ｌ濃度等の溶融Ｚｎ−＾１合金めっき処理の条件を変
化させた試験であり、いずれの試験でも不めっきの状態
が現われず、したがって耐腐食性が高く、又、溶融Ｚｎ
−Ａｊ２合金めっき処理時に白煙が発生せず、良い結果
が得られた。

試験番号１４〜２０では、アルカリ金属元素及びアルカ
リ土類金属元素から選ばれる少くとも１種の塩化物とし
てＩＪａＣＩ！以外のものを使用した試験であり、この
場合も不めっきの状態が現われず、したがって耐腐食性
が良く、また、溶融Ｚｎ−Ａｆ！合金めっき処理時に白
煙が発生せず、良い結果であった。

試験番号２１〜２５及び３１〜３３では、フラックス中
のＢｉＣｊ２３含有景が０．０５重量％未満か又は４０
重量％を超える場合であり、又、試験番号２６〜２８で
は、フラックス中のＮａＣ４２含有量が１重量％未満か
又は３５重量％を超える場合であり、又、試験番号２９
．３０では、フラックス中のＺｎＣｌ　ｚが５０重量％
未満の場合であり、いずれの場合でも、目視の結果では
不めっきの状態が現われ、したがって、めっき被膜の状
態が悪かった。

試験番号３４では、フラックス中のＢｉＣｊ２３゜Ｚｎ
Ｃｊ２２．　ＮａＣｎはそれぞれ本願の特許請求の範囲
の組成範囲に入っていて、しかも、ＮＨ４Ｃｊ２を含む
組成のフラックスを用いた場合であり、不めっきの状態
は現われず、したがって、めっき被膜の状態は良いが、
溶融Ｚｎ−ＡＡ金合金っき処理時に白煙が発生し、作業
環境が悪いことを示している。

第１表のめっき評価（目視）で、◎は不めっきの状態が
無いこと、○は１ｃｍ”以下の不めっき箇所が有ること
、Δは面積比で数〜数十％の不めっきの状態が有ること
を、そして、×はほとんどめっき被膜がないことをそれ
ぞれ示している。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき用フラ
ックスにより、不めっきの状態が無く、したがって、耐
腐食性の高いめっき被膜が形成でき、又、白煙の発生に
より作業環境を悪くしない等の良い効果が得られる。

特許出願人　住友金属鉱山株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．０５〜４０重量％のＢｉＣｌ＿３，５０〜９
   ８．９５重量％のＺｎＣｌ＿２及び１〜３５重量％のア
   ルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素から選ばれる
   少くとも１種の塩化物を含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金め
   っき用フラックス。
2. （２）請求項１記載のフラックスを溶解した水溶液であ
   る溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき用フラックス。