JPH05222505A - メカニカルプレーティング用投射材及びこれを使用するメカニカルプレーティング方法 - Google Patents

メカニカルプレーティング用投射材及びこれを使用するメカニカルプレーティング方法

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JPH05222505A
JPH05222505A JP4061427A JP6142792A JPH05222505A JP H05222505 A JPH05222505 A JP H05222505A JP 4061427 A JP4061427 A JP 4061427A JP 6142792 A JP6142792 A JP 6142792A JP H05222505 A JPH05222505 A JP H05222505A
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 被処理物に対して擦着性の良いメカニカルプ
レーティング用投射材 〔構成〕 鉄又は鉄合金を核とし、この核の周囲に亜鉛
合金層を被着したメカニカルプレーティング用投射材に
おいて、このメカニカルプレーティング用投射材を熱処
理し、亜鉛合金層のＨｖ硬度を６０〜３７０に調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被処理物（鉄系金属材
が多い）の表面に耐蝕性被膜、各種表面処理の下地用被
膜及び潤滑性被膜等として機能する亜鉛合金被膜を形成
させるメカニカルプレーティング用投射材及びこれを使
用するメカニカルプレーティング方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛合金を有するメカニカルプレーティ
ング用投射材（以下、単に投射材という）を被処理物の
表面に投射して被処理物の表面に亜鉛合金被膜を形成す
るメカニカルプレーティング方法は亜鉛メッキ方法に代
わるものとして知られている。従来、これに用いられる
投射材は、例えば、英国特許第１０４１６２０号に見ら
れるようなスチールショットと亜鉛粉（粒）を混合した
ものと、特公昭５９−９３１２号に示されるような鉄合
金を核とし、この核の周囲に亜鉛合金を被着させたもの
とに二分されている。このうち、後者の投射材は、すべ
ての投射材が亜鉛合金被膜の形成に関与する点で優れて
おり、現在ではこの方が主流になりつつある。
【０００３】ところで、このような投射材の製法は、亜
鉛合金（純亜鉛の他に少量の銅やアルミニウムを含むこ
とがあるから、このように称する）の溶融液に鉄合金
（純鉄の他にニッケル、クロム、マンガン等を含むこと
があるから、このように称する）粒子を浸漬させてこの
粒子の周囲に亜鉛合金層を被着させる溶融亜鉛法と、鉄
合金粒子に亜鉛合金蒸気を反応させて被着させる浸透亜
鉛法とがあるが、いずれの場合であっても、鉄合金核の
周囲に形成される亜鉛合金層は内層から鉄合金と亜鉛合
金の固溶体であるα相、鉄合金と亜鉛合金の金属化合物
であるγ相、δ相、ζ相、亜鉛合金相のη相と分相化し
ており、このうち、最外層のη相はＨｖ硬度が３０〜６
０と非常に軟らかい性状を呈していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、この種の投射材
を被処理物に投射したとき、被処理物表面に亜鉛合金被
膜が形成されるのは、投射材の亜鉛合金層が衝突の衝撃
によって一部破壊され、その破壊分子が被処理物表面に
擦着されるからであると考えられている。従って、被処
理物の表面に亜鉛合金層が円滑に擦着されるには、亜鉛
合金層が破壊され易いことが条件になるが、これが軟ら
か過ぎると、その延性によってかえって破壊され難くな
る。本発明は、このような課題に対処するものであり、
鉄合金核の周囲に亜鉛合金層を被着した投射材に適当な
熱処理を施すと、その硬度を増すとともに、組織が均一
化することを見出し、ここに提案するに至ったものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、鉄又は鉄合金を核とし、この核の周囲に亜鉛合金層
を被着したメカニカルプレーティング用投射材におい
て、このメカニカルプレーティング用投射材を熱処理
し、亜鉛合金層のＨｖ硬度を６０〜３７０に調整したこ
とを特徴とするメカニカルプレーティング用投射材を提
供する。
【０００６】以上の投射材は、適当な粒径に調整した鉄
合金粒子を溶融した亜鉛合金液に浸漬して攪拌混合する
前記した溶融亜鉛法等によって得られる。尚、ここでの
亜鉛合金は、ＺｎにＦｅ又はＮｉを主要素として１〜２
０Ｗｔ％、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｐｂを微量要素として１
〜１５Ｗｔ％加えたものが適する。投射材の亜鉛合金層
のＨｖ硬度を６０〜３７０に設定したのは、この範囲の
硬度が亜鉛合金被膜の形成に最も適するからであり、こ
の範囲を外れると、十分な亜鉛合金被膜量を得られない
からである。即ち、これよりも低いと、軟らか過ぎて衝
突の衝撃によって破壊され難いし、反対に高いと、硬過
ぎて破壊され難いのと、脆くなって衝突時に全体破壊し
てしまうからである。ところで、亜鉛合金層の硬度をこ
の範囲に調整するには、以上のようにして得た投射材を
３００〜７００℃の処理温度で５〜３０分熱処理すれば
得られる。
【０００７】
【作用】投射材をこのように熱処理することにより、亜
鉛合金層の硬度が高くなるとともに、合金組織が均一化
されるという効果も得られる。この両効果が相まって投
射材が被処理物に衝突したときに破壊され易くなり、被
処理物への擦着性が良くなる。一方、このような硬度の
高い亜鉛合金層が付着した被処理物の表面も相応の硬度
が保たれるから、衝突されて来る投射材の破壊を促進
し、亜鉛合金被膜の上に亜鉛合金被膜を形成する、所
謂、被膜の成長を促す。尚、このようにして擦着された
亜鉛合金層の硬度は当然に高い（硬い）から、被処理物
に対する固着性も強く、剥離され難いという特徴も有し
ている。
【０００８】
【実施例】
〔実施例１〕Ｚｎ９６．５Ｗｔ％＋Ａｌ１３．５Ｗｔ％
の亜鉛合金を溶融して浴温を５００±５℃に保持し、こ
れに粒径３５５〜１８０μｍ、Ｆｅ９６．９Ｗｔ％、Ｃ
１．０Ｗｔ％、Ｓｉ０．９Ｗｔ％、Ｍｎ１．０Ｗｔ％の
鉄合金を重量比１：１の割合で２０分間攪拌混合させて
冷却し、粉砕篩分けして７１０〜２５０μｍの投射材を
得た。次いで、この投射材を弱酸化雰囲気中で処理温度
３００〜７００℃、処理時間１０分間で熱処理し、以下
の特性を調べた。
【０００９】〔処理温度と亜鉛合金層の硬度との関係〕
以上の温度及び時間で処理した各投射材を樹脂中に埋め
込み、断面径が投射材の粒子径とほぼ同じ程度になるま
で研磨した後、マイクロビッカース硬度計によって亜鉛
合金層の硬度を測定した結果によって得られた処理温度
と平均Ｈｖ硬度との関係を下記の表に示す。これによる
と、処理温度が高くなるほど亜鉛合金層の硬度は高くな
るのがわかる。
【００１０】
【００１１】〔亜鉛合金層の硬度と被膜量との関係〕下
記条件でメカニカルプレーティングを行い、試験片表面
に形成された亜鉛合金被膜量を測定した結果を図１に示
す。 装置 エアーブラスト（圧力５Ｋｇ／ｃｍ2 ） 投射量 ５００ｇ 投射距離 １４５ｍｍ 試験片 Ｓ４５Ｃ、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２．３
ｍｍ 被膜量の測定 メカニカルプレーティング後の質量をＷ
１ ８０℃、２０％ＮａＯＨ溶液に浸漬した後被膜を剥離し
て水洗乾燥させた後の質量をＷ２ 試験片の表面積Ｓ 被膜量（ｍｇ／ｄｍ2 ）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｓ 図１からわかるように、被膜量は、亜鉛合金層の平均Ｈ
ｖ硬度が６０〜２００までは直線的に増加し、２００を
越すと直線的に減少している。このことから、亜鉛合金
層の硬度を調整することにより、被膜量を調整できるこ
とがわかる。又、最大被膜量を得るためには、平均Ｈｖ
硬度を２００付近に設定すればよいこともわかる。
【００１２】〔実施例２〕実施例１で得た投射材を処理
温度５００℃、処理時間１０分で熱処理してＨｖ硬度を
２００に調整したものを実施例１の条件の下でメカニカ
ルプレーティングを行い、投射量と被膜量との関係を調
べたものを図２に示す。又、投射回数と被膜量との関係
を調べたものを図３に示す。尚、比較例として、鉄合金
核の周囲に亜鉛合金層を被着しただけの従来の投射材を
使用した。
【００１３】図２からわかるように、本発明品の投射材
は、投射量の増加と共に被膜量も増加しているが、従来
品の投射材は、ある投射量、例えば、３０００ｇまでは
被膜量が増加するが、３０００ｇ以上になると、被膜量
はほぼ平衡状態を保つ。尚、この点は図１からも明らか
である。従来品の投射材はその硬度も低く、且つ、組織
も不均一であるから、投射初期では剥離擦着等によって
ある程度硬度に見合った被膜量が得られるが、被膜上に
被膜を形成する段階になると、投射材の投射エネルギー
は軟らかい被膜で吸収され、その結果、投射材の破壊強
度以下となり、被膜の増加が抑制されるからであると考
えられる。
【００１４】図３からわかるように、本発明品の投射材
は、投射回数１０回までは被膜量が増加しているのに対
し、従来品の投射材は、投射回数５回までは被膜量が増
加するが、５回を越えると被膜量は徐々に減少してい
る。これは、熱処理を施さない従来品の投射材は亜鉛合
金層の組成構成にも欠陥があることを示している。即
ち、従来品の投射材では、鉄合金核の周囲の亜鉛合金層
が鉄合金と十分合金化していないため、投射時の衝撃力
によって亜鉛合金層が容易に剥離する。その結果、亜鉛
合金層の欠損した鉄合金核だけの粒子が増え、これが被
処理物の表面に衝突することによってせっかく形成した
亜鉛合金被膜を剥離させ、被膜量の減少につながってい
るのではないかと推測される。
【００１５】
【発明の効果】以上、本発明に係る投射材を使用すれ
ば、被処理物の表面に亜鉛合金被膜をより容易に擦着で
きるとともに、その被膜厚さを増大させることができ
る。従って、少ない投射量及び投射回数で効率的に亜鉛
合金被膜を形成できる。更に、一旦擦着された亜鉛合金
被膜は剥離され難く、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】亜鉛合金層の硬度と被膜量との関係を示すグラ
フである。
【図２】投射量と被膜量との関係を示すグラフである。
【図３】投射回数と被膜量との関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 逢坂 智博 岡山県岡山市築港栄町７番地 同和鉄粉工 業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉄又は鉄合金を核とし、この核の周囲に
    亜鉛合金層を被着したメカニカルプレーティング用投射
    材において、このメカニカルプレーティング用投射材を
    熱処理し、亜鉛合金層のＨｖ硬度を６０〜３７０に調整
    したことを特徴とするメカニカルプレーティング用投射
    材。
  2. 【請求項２】 請求項１のメカニカルプレーティング用
    投射材を被処理物の表面に投射し、被処理物の表面に亜
    鉛合金被膜を形成させることを特徴とするメカニカルプ
    レーティング用投射材を使用するメカニカルプレーティ
    ング方法。
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