JPH07310160A

JPH07310160A - 耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材

Info

Publication number: JPH07310160A
Application number: JP12302594A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Sakai; 裕彦堺; Jiyunji Kawafuku; 福純司川; Kazuo Okumura; 村和生奥; Masaki Tanigawa; 川正樹谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】３００ｇ／ｍ^２以上の厚目付を、１回のめっき
処理でやる。【構成】鋼材表面に、下層としてＴｉを含有するＡｌ−
Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層、上層としてＴｉを含有する
Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層が設けられている、耐蝕性、
耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ
系合金厚目付めっき鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐蝕性、耐孔あき腐蝕
性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材（板材、棒材、線材、帯材、管材等、以下、
断らない限り鋼材として説明する。）に関し、さらに詳
しくは、高目付量（３００ｇ／ｍ²以上）の厚目付とす
るためにめっき処理を何回も行う事なく、めっき処理が
１回であつて、高目付量を確保できる本四架橋等の長大
橋のメーンケーブル等、土木、建築分野において鋼構造
材、ワイヤー、ケーブル等として使用される耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金
厚目付めっき鋼材に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来から、溶融Ｚｎめっき鋼材は構造材料
および鋼線として、耐蝕性が優れていることから建築分
野または土木分野等において広く使用されてきている。

【０００３】また、最近になって、海塩粒子の影響を受
ける海岸地方および窒素、硫黄の酸化物の影響を受ける
重工業地帯においても、腐蝕し難い製品が要求されてお
り、そのため溶融Ｚｎめっき鋼材よりもさらに耐蝕性が
優れている溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼材が開発さ
れ、実用に供されている。

【０００４】しかしながら、本四架橋等の長大橋のメー
ンケーブル等の海峡横断吊り橋等に代表されるように、
鋼構造物は年々長大化しており、これら長大構造物を造
り替えること、または、補修等が極めて困難であること
から、さらに一層の鋼構造物の、ひいては鋼構造材料の
長寿命化が強く求められれている。

【０００５】このような要求に対して、Ｚｎ−Ａｌ系合
金めっき鋼材の耐蝕性を向上させる技術として、めっき
浴にＭｇを含有させることが特公昭４６−００３６４４
号公報に、また、めっき浴にＴｉを含有させることが特
公昭５４−０３３２２３号公報、特開昭５８−２２１２
４７号公報および特公昭６３−０１１４２０号公報に記
載されている。

【０００６】さらに、特公昭５４−０３３２２３号公報
には、Ｔｉをめっき浴に含有させることにより、耐蝕性
のみならず、めっき層の上に樹脂を塗装した場合におけ
る腐蝕環境中での塗膜密着性の向上を図ることが、ま
た、特開昭５８−２２１２４７号公報には、めっき密着
性の改善を目的とすることが記載されている。

【０００７】しかして、上記に説明した文献に記載され
ているＺｎ−Ａｌ系合金めっき層は、全てめっき層が単
一層であって、Ｍｇ、Ｔｉ等の第３元素を含有させるこ
とにより、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層自体の耐蝕性およ
び密着性を向上させている。そして、このようにめっき
層が単一層である場合には、腐蝕が部分的に発生すると
そのままめっき層の厚さ方向に進行して素地鋼材にまで
達するようになり、さらには、腐蝕がその部分の素地鋼
材の板厚方向に進行してしまい、遂には孔あき腐蝕にな
る。

【０００８】従って、他の部分のめっき層は健全であっ
ても、めっき鋼材自体は使用することができず廃棄され
るということになり、めっき層自体の耐蝕性が向上して
も鋼材自体の長寿命化には必ずしも繋がらないという問
題がある。

【０００９】また、鋼構造材には高耐蝕性が要求される
ことから高めっき付着量（例えば、３００ｇ／ｍ²以
上）とすることが求められ、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層
だけで高耐蝕性を達成するためには、鋼材をめっき浴か
ら高速で引き上げることにより、めっき浴を多量に持ち
上げてめっき浴が流れ落ちて付着量が減少する前に、鋼
材に付着しているめっき浴を急冷、凝固させることが必
要である。

【００１０】しかしながら、鋼材をめっき浴から急速に
引き上げ急冷する程めっき層は不均一となるため、現在
において実際に使用に耐えるめっき付着量は２００ｇ／
ｍ²程度であり、高めっき付着量および高耐蝕性の要求
には未だ満足できないという問題がある。

【００１１】上記に説明した問題点を解消することを目
的としためっき鋼材として、鋼材表面に、Ａｌ−Ｆｅ−
Ｚｎ系合金めっき層を下層、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層
を上層とする溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金複層めっき鋼材が開
発されている。

【００１２】そして、このようなめっき鋼材は、局所的
な孔あき腐蝕を防止するために、めっき層が二層構造か
らなっており、かつ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層
（下層）の自然電位を、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層（上
層）の自然電位より貴にすることにより、上層のめっき
層が局所的に消失したとしても下層のめっき層表面でめ
っき厚さ方向の腐蝕の進行が止まり、上層めっき層中で
腐蝕が水平方向に広がるように腐蝕進行機構を制御しよ
うとするものである。

【００１３】さらに、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金め
っき層は素地鋼材との合金化により形成されるものであ
り、上層のめっき層、下層のめっき層の合計でトータル
として３００ｇ／ｍ²以上の高めっき付着量を達成して
いる。

【００１４】しかしながら、上記の複層めっき鋼材にお
いては下層めっき層の腐蝕速度を充分には抑制されては
おらず、満足な耐孔あき腐蝕性を得られていない。ま
た、下層めっき層はＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系金属間化合物層
からなっており、この層は硬くて脆いために、めっき層
の加工後密着性が劣っており、強度の曲げ加工等を行う
場合にはめっき層が剥離し易い。

【００１５】さらに、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層
は延性が良好であるため、たとえ、下層のＡｌ−Ｆｅ−
Ｚｎ系金属間化合物が割れて鋼材との界面から浮き上が
っても直ちにめっき層が剥離することはないが、実際に
は腐蝕が発生して上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層が消
失すると下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系金属間化合物層が同
時に消失してしまい、早い時期に鋼材が腐蝕するという
危険性が存在する。

【００１６】この下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき
層（金属間化合物）の密着性を向上させるために、特開
平０２−２７４８５１号公報には、Ｔｉ、Ｂを含有させ
た溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき浴を使用してめっきを行
い、上層めっき層および下層めっき層の延性、耐衝撃性
を向上させた鋼材が記載されている。

【００１７】しかし、Ｂはめっき層中においてＴｉ
Ｂ₂、ＦｅＢ₂等の金属間化合物を形成する可能性があ
り、この金属間化合物は鋼材より自然電位が貴であり、
かつ、電気伝導性を有しているため腐蝕を促進する方向
に作用するので耐蝕性の向上は望むことはできない。

【００１８】また、特開昭６３−０６５０６１号公報に
おいては、Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層の密着性を
改善するために、めっき層中にＴｉを含有させためっき
鋼材が記載されており、さらには、特開昭５８−２２１
２４７号公報に、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層の密着性を
改善するためにめっき浴中にＴｉを含有させることが記
載されているが、これらの公報には、局部的な孔あき腐
蝕を改善するには至っていない。

【００１９】また一方においては、溶融Ｚｎ−Ａｌ系合
金めっき鋼材に燐酸塩処理、クロメート処理等の化成処
理を行い、有機樹脂を塗布した製品が多数実用化されて
いる。しかしながら、化成処理および有機樹脂塗布はめ
っき層の腐蝕を遅らせはするけれども、一旦、防蝕皮膜
が破壊されてめっき層が暴露されて腐蝕が進行し始める
と健全なめっき部分は防蝕皮膜で被覆されているため
に、腐蝕され始めた部分のみが選択的に腐蝕され易く、
遂には局部的な孔あき腐蝕となるという重大な問題があ
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来のＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼材の種々の問題点を
解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重
ねた結果、異なる組成のめっき層を二層鋼材表面に設け
ることにより、耐蝕性、耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性
に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材を開発
したのである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐蝕性、耐
孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系
合金厚目付めっき鋼材は、鋼材表面に、下層としてＴｉ
を含有するＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層、上層とし
てＴｉを含有するＺｎ−Ａｌ系合金めっき層が設けられ
ていることを特徴とする耐蝕性、耐孔あき腐蝕姓、めっ
き密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼
材を第１の発明とし、鋼材表面に、下層として、Ｔｉ
２ｐｐｍ〜２ｗｔ％、Ａｌ３５〜７０ｗｔ％、Ｆｅ２
０〜６０ｗｔ％、を含有し、かつ、Ａｌ＋Ｆｅ６０〜
９５ｗｔ％であり、残部Ｚｎおよび不可避不純物からな
るＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層、また、上層とし
て、Ｔｉ２ｐｐｍ〜２ｗｔ％、Ａｌ２〜２０ｗｔ％を
含有し、残部Ｚｎおよび不可避不純物からなるＺｎ−Ａ
ｌ系合金めっき層が設けられていることを特徴とする耐
蝕性、耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ
−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材を第２の発明とし、鋼材
表面に、下層のめっき付着量が１０ｇ／ｍ²以上、上層
のめっき付着量が５０ｇ／ｍ²以上であり、下層と上層
の合計めっき付着量が３００ｇ／ｍ²以上であることを
特徴とする請求項１および請求項２記載の耐蝕性、耐孔
あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合
金厚目付めっき鋼材を第３の発明とし、Ｚｎ−Ａｌ系
合金厚目付めっき鋼材の上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層
の上に、クロメート皮膜層が設けられており、さらに、
その上に、有機系樹脂皮膜が設けられていることを特徴
とする請求項第１項、請求項第２項および請求項第３項
記載の耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた
溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材を第４の発明と
し、鋼材が鋼線であることを特徴とする請求項第１項、
請求項第２項、請求項第３項および第４項記載の耐蝕
性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた建築構造材
料用溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼線を第５の発
明とし、Ｃ０.５〜１.５ｗｔ％、Ｓｉ０.５〜２.０ｗ
ｔ％、Ｍｎ、Ｃｒの内から選んだ１種または２種０.３
〜１.２ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物
からなり、かつ、引張強度が１６０ｋｇ／ｍｍ²以上の
鋼線であることを特徴とする請求項第５項記載の耐蝕
性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた吊り橋メイ
ンケーブル用溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼線を
第６の発明とする６つの発明よりなるものである。

【００２２】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕姓、め
っき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき
鋼材について、以下詳細に説明する。

【００２３】本発明においては長寿命化を目的とする、
耐蝕性、耐孔あき腐蝕性に優れており、かつ、めっき密
着性に優れているＺｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材
は、めっき層を二層構造として、上層のＺｎ−Ａｌ系合
金めっき層中にＴｉを含有させると共に、下層のＡｌ−
Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層にもＴｉを含有させ、かつ、
Ｆｅ、ＡｌおよびＡｌ＋Ｆｅの含有量を一定の範囲内に
制御することにより、耐蝕性はもとより、耐孔あき腐蝕
性も良好であり、さらに、めっき密着性にも優れている
ものである。

【００２４】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、め
っき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき
鋼材は、特許請求の範囲に記載されている通りのめっき
層の含有成分、成分割合、めっき層の構造とすることに
より、耐蝕性、耐孔あき腐蝕性およびめっき密着性に優
れている理論的根拠について、その詳細は不明ではある
が概略以下に説明するように推定される。

【００２５】先ず、本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕
姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材の耐孔あき腐蝕性を改善するためには、めっ
き層を二層構造として、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金
めっき層の自然電極電位を上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっ
き層の自然電極電位よりも貴とすることによって、上層
のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層がめっき厚さ方向に局所的
に消失しても、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層
表面でそれ以降の厚さ方向への腐蝕を停止し、上層のＺ
ｎ−Ａｌ系合金めっき層中で腐蝕を水平方向に広がるよ
うに腐蝕進行機構を制御する必要がある。

【００２６】ただし、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金め
っき層の自然電極電極は上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき
層よりも貴とすると共に、素地鋼材の自然電極電位から
は適度に卑としなければならない。なぜなら、素地鋼材
の自然電極電位に非常に近似していれば、素地鋼材がめ
っき層と略同時に腐蝕される恐れがあるためである。さ
らには、長寿命化を達成するためにはめっき層自体の腐
蝕速度を遅くしなければならないが、特に、下層のＡｌ
−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層の腐蝕速度を遅くすること
が重要である。

【００２７】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、め
っき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき
鋼材では、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層、下層のＡ
ｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層の両方にＴｉを含有させ
ることにより緻密でバリアー効果を有する腐蝕生成物が
形成され、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層だけではな
く、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層の腐蝕速度
を低下させることが可能となる。

【００２８】さらに、めっき層中の各含有元素の含有割
合を制御することにより、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっ
き層、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層、素地鋼
材の自然電極電位を適度にバランスさせることができ、
これによって、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層のめっ
き厚さ方向の腐蝕を、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金め
っき層表面において阻止し、かつ、上層のＺｎ−Ａｌ系
合金めっき層が消失した後でも下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ
系合金めっき層が残っている間は、下層のめっき層の防
蝕作用により素地鋼材の腐蝕を抑制することが可能であ
り、さらに優れた耐蝕性、耐孔あき腐蝕性を達成するこ
とができるものと考える。

【００２９】次に、加工後のめっき密着性が優れている
理由は、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層にＴｉ
を固溶させることにより、下層のめっき層の延性が向上
するためと考えられる。

【００３０】また一方、めっき層が二層の複合めっき層
である溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材は、従来
の溶融Ｚｎめっきと同様のめっき方法、めっき浴温度で
は製作することができないので、特公平０５−０４００
２４号公報に記載されているように、先ず、Ａｌを含有
しないＺｎめっき浴により溶融めっきをおこなうことに
より、下層にはＺｎ−Ｆｅ合金めっき層、上層に純Ｚｎ
めっき層を形成させる。

【００３１】その後、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき浴に浸漬
することにより下層のＺｎ−Ｆｅ系合金めっき層をＺｎ
−Ａｌ−Ｆｅ合金めっき層に置換し、また、純Ｚｎめっ
き層をＺｎ−Ａｌ合金めっき層に置換する方法により製
作されている。

【００３２】しかし、このようなめっきを２回おこなう
方法においては、重複するめっき工程を必要とし、めっ
き作業が繁雑となり、さらには、コストが高くなるとい
う問題がある。

【００３３】或いは、特開平０３−２８１７６６号公報
に記載されているように、浴温度を４８０℃以上におい
てめっきを行い、下層にＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ合金めっき層
を、上層にＺｎ−Ａｌ合金めっき層を形成する方法によ
り製作されている。

【００３４】この方法では、めっき浴温度が高いので被
めっき材としての鋼材の機械的特性が劣化するという問
題がある。

【００３５】このような複層のめっきを行う方法に対し
て、めっき浴にＴｉを含有させることにより、低温にお
いて、かつ、１回のめっき処理を行うことで、めっき層
の二層構造を有する本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕
性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材を製作することができるので、Ｚｎ−Ａｌ系
合金めっき浴へのＴｉの含有は生産性、めっき作業性お
よび製作コスト等の面からも極めて有益である。

【００３６】以下、本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕
性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材のめっき層中の含有成分と成分割合について
説明する。

【００３７】上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層に含有さ
れているＴｉは、含有量が２ｐｐｍ未満ではＴｉ−ｆｒ
ｅｅのＺｎ−Ａｌ系合金めっき層と耐蝕性、耐孔あき腐
蝕性が変わらず、Ｔｉ含有による耐蝕性向上効果を発揮
することができず、また、２ｗｔ％を越えるとめっき層
表面のＴｉ酸化物により腐蝕環境によっては、逆に耐蝕
性が劣化する場合があり、さらに、経済的に不利とな
る。よって、Ｔｉ含有量は２ｐｐｍ〜２ｗｔ％とする。
なお、耐蝕性、耐孔あき腐蝕性には影響はないが、Ｔｉ
含有量を増加すると、表面の酸化物層により外観が劣化
し易くなる。そのため、Ｔｉ含有量は２ｐｐｍ〜０.０
１ｗｔ％とすることが望ましい。そのうえ、Ｔｉはめっ
き処理が１回であってもめっきの高目付量を確保するた
めに必須の含有成分であり、Ｔｉを含有させることによ
り高目付量となることについては、詳細は不明である
が、素地鋼材中のＦｅのめっき浴中への拡散が促進さ
れ、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層が成長し易
くなるためと推定される。そして、Ｚｎ−Ａｌ系合金め
っき浴中へのＴｉの含有量が２ｐｐｍ未満では上記効果
を期待することができないので、Ｔｉ含有量は２ｐｐｍ
以上が必要である。

【００３８】上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層に含有さ
れているＡｌは、含有量が２ｗｔ％未満ではＴｉが規定
量含有されていてもめっき層の耐蝕性が劣化し、また、
２０ｗｔ％を越えて含有させると耐蝕性の改善には効果
が少なく、経済的に不利である。よって、Ａｌ含有量は
２〜２０ｗｔ％とする。さらに、耐蝕性には影響はない
が、めっき浴の融点が上昇して製造が困難となるため、
より好ましいＡｌ含有量は２〜１０ｗｔ％である。

【００３９】下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層の
Ｔｉは、含有量が２ｐｐｍ未満ではＴｉを含有させる効
果を期待できず、耐蝕性、耐孔あき腐蝕性がＴｉ−ｆｒ
ｅｅのＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっきと変わらず、ま
た、２ｗｔ％を越えると下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金
めっき層中にＴｉＡｌ₃等の金属間化合物が形成され易
くなり、密着性が逆に劣化する場合がある。よって、Ｔ
ｉ含有量は２ｐｐｍ〜２ｗｔ％とする。なお、耐蝕性、
耐孔あき腐蝕性には影響がないが、Ｔｉ含有量が増加す
ると下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層厚さの凹凸
の若干の増加傾向があり、これがめっき表面に影響して
外観の平滑性が劣化し、さらに、経済的に不利である。
従って、より好ましい含有量は２ｐｐｍ〜０.０１ｗｔ
％である。さらには、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層
に含有されるＴｉにおいて説明した通り、Ｔｉはめっき
処理が１回であってもめっきの高目付量を確保するため
の必須の含有成分であり、Ｔｉ含有量が２ｐｐｍ未満で
はこのような効果を期待することができず、従って、Ｔ
ｉ含有量は２ｐｐｍ以上とすることが必要である。

【００４０】下層めっき層のＡｌは、その含有量が３５
ｗｔ％未満では耐蝕性が劣化し、また、７０ｗｔ％を越
えるとこれも耐蝕性が劣化する。よって、Ａｌ含有量は
３５〜７０ｗｔ％とする。

【００４１】下層めっき層のＦｅは、その含有量が２０
ｗｔ％未満では下層めっき層の自然電極電位が上層めっ
き層の自然電極電位に近くなり過ぎて、上層めっき層、
下層めっき層のそれぞれに保持させている作用および／
または効果を果たすことができなくなり、耐蝕性、耐孔
あき腐蝕性が不充分となり、また、６０ｗｔ％を越える
と下層めっき層の自然電極電位が素地鋼材の自然電極電
位に近くなり過ぎ、素地鋼材に対する犠牲防蝕能が低下
する。よって、Ｆｅ含有量は２０〜６０ｗｔ％とする。

【００４２】下層めっき層におけるＡｌとＦｅとの合計
含有量は、６０ｗｔ％未満または９５ｗｔ％を越える
と、上層めっき層および素地鋼材との自然電極電位のバ
ランスが崩れ、かつ、下層めっき層自体の腐蝕速度も速
くなり、耐蝕性、耐孔あき腐蝕性が劣化する。よって、
ＡｌとＦｅとの合計含有量は６０〜９５ｗｔ％とする。

【００４３】さらに、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層
および下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層には、め
っき浴中に外観を向上させるために含有させるＣｅ、Ｌ
ａ、Ｎａの内から選ばれた１種または２種以上を合計で
５ｐｐｍ〜１.０ｗｔ％含有させることができる。

【００４４】また、不可避不純物としては、Ｐｂ、Ｓｎ
等が挙げられるが、これらの元素はめっき密着性、耐蝕
性、耐孔あき腐蝕性を若干低下させる可能性があるた
め、不可避不純物の含有量は合計で０.５ｗｔ％以下と
することが望ましい。

【００４５】さらに、上層のＺｎ−Ａｌ系合金めっき付
着量は５０ｇ／ｍ²以上とすることがよく、５０ｇ／ｍ²
未満では上層めっき層の消失が早期に起こり、下層めっ
き層単層になり、耐孔あき腐蝕性が若干低下する。

【００４６】また、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっ
きの付着量は、１０ｇ／ｍ²以上とすることがよく、１
０ｇ／ｍ²未満では下層めっき層の腐蝕のめっき厚さ方
向への進行を止める効果が若干低下し、耐孔あき腐蝕性
が若干低下する。なお、一般的に、鋼構造材には、高耐
蝕性、高めっき付着量が要求されるため、上層のめっき
層および下層のめっき層の合計めっき付着量は３００ｇ
／ｍ²以上とすることが望ましい。

【００４７】本発明に係る溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材において、めっき処理後に設けるクロメート
皮膜および樹脂皮膜について説明する。

【００４８】一般的に、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼材に
クロメート処理を行い、さらに、樹脂を塗布すると、耐
蝕性が向上することは広く知られているところである。
そして、特公昭５４−０３３２２３号公報に記載されい
るように、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層最表面にＴｉが存
在していると、樹脂／クロメート層界面の腐蝕反応が抑
制されて、塗装後の耐蝕性が向上することが知られてい
る。

【００４９】しかしながら、一度樹脂／クロメート層に
疵が生じるとその部分のみが選択的に腐蝕されて、遂に
は素地鋼材にまで腐蝕が進行してしまい、孔あき腐蝕が
発生し、鋼材の長寿命化には必ずしも繋がらないことは
上記に説明した通りである。

【００５０】従って、本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐
蝕性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目
付めっき鋼材のように、めっき層を二層構造とし、上層
のＺｎ−Ａｌ系合金めっき層、下層のＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ
系合金めっき層のそれぞれにＴｉを含有させ、かつ、そ
れぞれのめっき層の含有成分と成分割合を制御して、上
層、下層および素地鋼材の自然電極電位を上層から順に
卑になるようにしてバランスを保つことにより、若し万
一樹脂／クロメート層に疵が生じても、めっき表面から
のめっき層厚さ方向への局部腐蝕が下層めっき層表面に
おいて停止し、上層めっき層中において水平方向に広が
るように腐蝕進行機構を制御することが可能となり、耐
蝕性、耐孔あき腐蝕性に優れた有機樹脂被覆複合Ｚｎ−
Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材が得られる。

【００５１】先ず、クロメート皮膜は特に限定的ではな
いが、例えば、Ｃｒ付着量は１０〜３００ｍｇ／ｍ²と
することが望ましく、付着量が１０ｍｇ／ｍ²未満では
クロメート皮膜形成による耐蝕性の向上効果は認められ
ず、また、３００ｍｇ／ｍ²を越えると樹脂層との密着
性が劣化するようになる。

【００５２】さらに、クロメート皮膜中には、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の酸化物および燐酸、弗酸、珪弗酸等
の金属塩、アクリル酸等の有機物を含有させることがで
きる。

【００５３】このクロメート皮膜形成方法としては、ク
ロメート溶液中に浸漬した後、絞り、乾燥する方法、或
いは、ロールで塗布して乾燥する塗布型クロメート法、
クロメート溶液中に浸漬して反応させた後、水洗して乾
燥する反応型クロメート法、クロメート溶液中ににおい
て陰極電解を行った後、水洗後乾燥する電解型クロメー
ト法が挙げられるが何れの方法によるもクロメート皮膜
を形成できればよく、特に限定的ではない。

【００５４】次に、クロメート皮膜の上に塗布される樹
脂層は特に限定的ではなく、そして、樹脂の種類として
は、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、アルキ
ド系、ウレタン系、ポリエチレン系、弗素系、シリコン
系、フタル酸系、塩化ゴム系、メラミン系、フェノール
樹脂系等、および、これらの共重合誘導体等を挙げるこ
とができる。

【００５５】さらに、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＢａＳＯ₄、Ｃ
粉末、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃、ハンザエロー、フタロシア
ニンブルー等の無機、有機着色顔料、ＣａＣＯ₃等の体
質顔料、Ｚｎ粉末、２ＣａＯ・２ＰｂＯ₂、Ｐｂ₃Ｏ₄、
ＰｂＣｒＯ₄、ＺｎＣｒＯ₄、ＳｒＣｒＯ₄、ＳｉＯ₂、Ａ
ｌ₂Ｏ₃等の防錆顔料ないし防錆添加剤、表面張力粘性調
整剤、潤滑性付与剤等の各種添加剤を含有させることも
可能である。

【００５６】そして、樹脂層の膜厚についても特に限定
的ではなく、耐蝕性の向上を考慮すると０.２μｍ以上
とすることが好ましく、さらに、塗布に使用される樹脂
としては水系、溶剤系、粉体等が挙げられるが、塗装方
法としては、刷毛塗り、ロールコート、カーテンフロー
コート、静電塗装、粉体塗装、スプレー塗装等により行
うことができるが、特に限定的ではなく、適宜選択して
行うことができる。

【００５７】本発明に係る溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき
鋼材において、鋼材を鋼線とし、かつ、その含有成分、
成分割合および強度を規定した理由について説明する。

【００５８】鋼構造材料の中でも、特に、鋼線は熱処理
後伸線加工わ行うことによって強度を大幅に向上させる
ことができ、単位重量当たりに支持する重量を大きくす
ることが可能であるため、さらには、少々の曲げや捻り
加工が容易にできるため、吊橋、送電線、ロープウエー
等種々の用途において、その構造物がメインの重量を支
えるために用いられている。

【００５９】しかし、断面が円形であり、材料の単位重
量当たりの表面積が大きいため腐蝕され易く、さらに、
高強度であり、材料の単位重量当たりの支持荷重も大き
いため、腐蝕によって強度が低下する危険性が非常に大
きい。従って、鋼構造材料の中でも、特に、鋼線の耐蝕
性を向上させることが、工業的、産業的に重要である。

【００６０】さらに、吊橋メインケーブル用の鋼線等に
は、橋梁の全重量を支え、掛け替え、補修が困難である
ことから、絶対的、半永久的な耐蝕性が要求される。し
かし、この鋼線は逆に、河川、海水からの湿気、海塩粒
子、車両の排気ガスによる窒素、硫黄の酸化物の影響を
うける厳しい腐蝕環境にえいて使用される。従って、こ
の鋼線の耐蝕性を向上させることは極めて重要であり、
工業的、産業的に非常に有益である。

【００６１】また、本四架橋に見られるように、吊橋は
長大化しており、メインケーブルが支える荷重も大きく
なっている。ひれに対応するためには、鋼線の本数を増
やし、メインケーブルの直径を太くする必要があるが、
ケーブル自体の重量も増加するため、ケーブルを支える
塔を大きくする必要があり、施工困難、コストアップに
つながる。これを防止し、メインケーブルの直径をある
程度の太さ（例えば、φ１ｍ）以下とするためには、現
在、メインケーブル用鋼線の強度を１６０ｋｇ／ｍｍ²
以上にすることが必要不可欠である。

【００６２】このように、鋼線の強度を１６０ｋｇ／ｍ
ｍ²以上とするためには、鋼線の含有成分として、Ｃ、
Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ等の元素を含有させることが必要で
あ。以下、これらの含有成分の限定理由を説明する。Ｃ
含有量が０.５ｗｔ％未満では熱処理、加工硬化により
高強度化を図っても、所定の強度を達成することができ
ず、また、１.５ｗｔ％を越えると鋼線の延性が低下す
る。よって、Ｃ含有量は０.５〜１.５ｗｔ％とする。

【００６３】Ｓｉ含有量が０.５ｗｔ％未満では溶融Ｚ
ｎ系めっきを行った際の熱により鋼線が焼きなまされ
て、強度が低下することを防止できず、また、２.０ｗ
ｔ％を越えると熱処理による鋼線組織の形成を阻害す
る。よって、Ｓｉ含有量は０.５〜２.０ｗｔ％とする。

【００６４】Ｍｎ、Ｃｒの含有量が０.３ｗｔ％未満で
は熱処理により高強度化を図っても、所定の強度が得ら
れず、また、１.２ｗｔ％を越えると熱処理による鋼線
組織の形成を阻害する。よって、Ｍｎ含有量およびＣｒ
含有量は０.３〜１.２ｗｔ％とする。

【００６５】

【実施例】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、
めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっ
き鋼材の実施例を比較例と共に説明する。

【００６６】

【実施例１】めっき浴の調整ＪＩＳＨ２１０７の規定による蒸留亜鉛一種地金、純
度９９.９ｗｔ％のアルミニウム地金および純度９９.９
ｗｔ％のチタン地金を使用して、Ａｌ０.５〜２５ｗｔ
％、Ｔｉ０.０００１〜２ｗｔ％、残部Ｚｎおよび不可
避不純物からなる溶融Ｚｎ系めっき浴を、内径φ３００
ｍｍ、深さ５００ｍｍの黒鉛坩堝中において電気炉を用
いて５５０℃の温度で溶製を行った。

【００６７】被めっき材母材として、板厚２ｍｍ、１００×２５０ｍｍの一般構
造用圧延鋼材ＳＳ３３０を用いた。前処理として、鋼材
を７０℃の温度のアルカリ水溶液に５ｍｉｎ浸漬し脱脂
を行った後、５０℃の温度の１５ｗｔ％ＨＣｌ溶液に４
ｍｉｎ浸漬して酸洗をした後、さらに、８０℃の温度の
ＺｎＣｌ₂−ＮａＦ系フラックス水溶液に２０ｓｅｃ浸
漬して引き上げるフラックス処理を行い、最後に１８０
℃の温度に保持されている恒温槽中において乾燥して被
めっき材とした。

【００６８】めっき処理において調整しためっき浴を４７０℃の温度に保持
し、において得られた被めっき材を浴中に６０ｓｅｃ
浸漬した後、引き上げた。この引き上げ時に冷却速度３
〜１００℃／ｓｅｃのＮ₂ガス、ミスト、冷水冷却を行
った。

【００６９】めっき層組成、めっき付着量および分析
方法製作されためっき鋼材の上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層
と下層Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のめっき付着
量、めっき層の組成を表１に示す。

【００７０】上層のめっき層組成は、予め表面積を測定
しためっき鋼材を室温において５％ＫＣｌ水溶液中に浸
漬し、電流密度１０ｍA／ｃｍ²のアノード定電流電解を
行ってめっき層を溶解し、電解電位が電解開始時の電位
から上昇し始めた時点を上層めっき層が溶解した終点と
判断してめっき鋼材を取り出し、それまでに溶出したＺ
ｎ、Ａｌ、Ｔｉを原子吸光光度法により分析を行って算
出した。さらに、上層めっき付着量は、溶出したＺｎ、
Ａｌ、Ｔｉの全量を算出し、単位面積当たりに換算して
求めた。

【００７１】また、下層めっき層組成は、上記のめっき
鋼材を引き続いて新しい５％ＫＣｌ水溶液中で室温にお
いて浸漬し、電流密度１０ｍA／ｃｍ²のアノード定電流
電解を行ってめっき層を溶解し、電解電位が下地鋼材の
電位と等しくなった時点を下層めっき層が溶解した終点
と判断してめっき鋼材を取り出し、それまでに溶出した
Ｚｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉを原子吸光光度法により分析を
行って算出した。さらに、下層めっき付着量は、溶出し
たＺｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉの全量を算出し、単位面積当
たりに換算して求めた。

【００７２】性能評価製作されためっき鋼材に対して、ＪＩＳＺ２３７１に
準拠した塩水噴霧試験を行い、８０００時間経過後に除
錆して腐蝕減量を測定し、単位面積当たりの腐蝕減量を
算出して評価した。評価基準は以下の通りである。 ○ ： ≦ ４００ｇ／ｍ² △ ：４００〜６００ｇ／ｍ² × ：＞６００ｇ／ｍ²

【００７３】さらに、触針式孔あき深さ測定試験機によ
り、塩水噴霧試験８０００時間経過後の除錆しためっき
鋼材の孔あき深さを１００点測定して、孔あきの深い方
から１０点平均で、最大孔あき深さの調査を行った。評
価基準は以下の通りである。 ○ ： ≦ ０.１ｍｍ △ ：０.１〜０.２ｍｍ × ：＞０.２ｍｍ

【００７４】また、めっき鋼材の２Ｔ曲げ試験を行い、
曲げ部の凸面にテープを貼付し引き続き剥離を行い、テ
ープに付着しためっき粉の程度の目視観察を行った。評
価基準は以下の通りである。 ○ ：付着が全く認められない。 △ ：微かな付着が認められる。 × ：明確に付着が認められる。

【００７５】次に、曲げ部分のＳＥＭによる断面観察を
行い、めっき層の剥離状況を観察した。評価基準か以下
の通りである。 ○ ：剥離が全く認められない。 △ ：僅かに剥離が認められる。 × ：明確に剥離が認められる。

【００７６】表１および表２に本発明に係る耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた厚目付めっき鋼材
の実施例と比較例の性能評価結果を示してある。この表
１および表２から以下説明することが明らかである。

【００７７】即ち、表１および表２から本発明に係る耐
蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた厚目付め
っき鋼材に規定する要件（単に本発明要件という。）を
満足する実施例１のＮｏ.１〜Ｎｏ.１３は、その何れも
耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性において優れて
いることがわかる。

【００７８】これに対して、上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっ
き層および下層Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のＴｉ
含有量が本発明要件を満足していないＮｏ.１４は、耐
蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性において劣ってい
る。そして、このＮｏ.１４は上層、下層のめっき層に
Ｔｉが１ｐｐｍしか含有されておらず、鋼構造材に要求
される場合が多い高めっき付着量（一般に３００ｇ／ｍ
²以上）が達成されていない。

【００７９】また、上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層のＴ
ｉ含有量は本発明要件を満足しているが、下層Ａｌ−Ｆ
ｅ−Ｚｎ系合金めっき層のＴｉ含有量は本発明要件を満
たしていないＮｏ.１５は耐孔あき腐蝕性、めっき密着
性において劣っている。

【００８０】さらに、上層めっき層のＡｌ含有量が本発
明要件を満足していないＮｏ.１６、Ｎｏ.１７は、耐蝕
性が劣っており、他方下層めっき層のＡｌ含有量、Ｆｅ
含有量、さらには、Ａｌ＋Ｆｅ含有量が本発明要件から
外れているＮｏ.１８〜Ｎｏ.２１は、耐蝕性、耐孔あき
腐蝕性が劣っている。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【表２】

【００８３】

【実施例２】めっき浴の調整実施例１と同様な方法によりめっき浴を調整した。被めっき材実施例１と同じ母材を、同様な方法により処理し、被め
っき材とした。

【００８４】めっき処理において調整しためっき浴を４７０℃の温度に保持
し、において得られた被めっき材を浴中に３０ｓｅｃ
浸漬した後、引き上げた。この引き上げ時に冷却速度３
〜１００℃／ｓｅｃのＮ₂ガス、ミスト、冷水冷却を行
った。

【００８５】めっき層組成、めっき付着量および分析
方法製作された鋼材の上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層、下層
Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のめっき付着量、めっ
き層の組成を表３に示す。上層めっき層および下層めっ
き層のめっき付着量、めっき層の組成は実施例１と同様
な方法により分析を行った。

【００８６】クロメート処理ＣｒＯ₃：３０ｇ／ｌ、Ｃｒ³⁺／ＴｏｔａｌＣｒ＝０.
３、ＳｉＯ₂ ｃｏｌｌｏｉｄ：７０ｇ／ｌ、Ｈ₃ＰＯ₄：
１５ｇ／ｌのクロメート処理液に、めっき鋼材を室温に
おいて浸漬し、引き上げリンガーロールにより絞ること
によりＣｒ付着量を調整し、水洗することなく９０℃の
温度において皮膜を焼き付け、鋼材表面に塗布型クロメ
ート皮膜を形成した。ここで、Ｃｒ付着量は、めっき層
と共に１５％ＨＣｌ水溶液で溶解し、原子吸光光度法に
より測定した。Ｃｒ付着量を表４に示す。

【００８７】有機樹脂塗布分子量１００００〜３００００のエポキシ系樹脂をクロ
メート皮膜が形成されている鋼材表面にバーコーターに
より所定量塗布し、１４０℃の温度において焼き付け
た。ここで、樹脂膜厚は電磁膜厚計により測定した。樹
脂膜厚を表４に示す。

【００８８】性能評価製作された有機樹脂被覆複合めっき鋼材に対して、実施
例１と同様な性能試験を行い、実施例１と同様な評価を
行った。

【００８９】表３および表４に本発明に係る耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた有機樹脂被覆複合
厚目付めっき鋼材の実施例と比較例の性能評価結果を示
してある。この表３および表４から以下説明することが
明らかである。

【００９０】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、め
っき密着性に優れた厚目付めっき鋼材に規定する要件
（単に本発明要件という。）を満足する実施例２のＮ
ｏ.２２〜Ｎｏ.３４は、その何れも耐蝕性、耐孔あき腐
蝕性、めっき密着性に優れていることが分かる。

【００９１】これに対して、上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっ
き層、下層Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のＴｉ含有
量が本発明要件を満足していないＮｏ.３５は耐蝕性、
耐孔あき腐蝕性、めっき密着性において劣っており、特
に、このＮｏ.３５は、上層めっき層、下層めっき層に
Ｔｉが１ｐｐｍしか含有されていないので、鋼構造材と
して要求される場合の多い高めっき付着量（一般に３０
０ｇ／ｍ²以上）を達成していない。

【００９２】上層めっき層のＴｉ含有量は満足している
が、下層めっき層のＴｉ含有量を満足していないＮｏ.
３６は耐孔あき腐蝕性、めっき密着性において劣ってい
る。また、上層めっき層のＡｌ含有量が本発明要件を満
足していないＮｏ.３７、Ｎｏ.３８は耐蝕性に劣ってお
り、さらに、下層めっき層のＡｌ含有量、Ｆｅ含有量、
Ａｌ＋Ｆｅ含有量が本発明要件を外れているＮｏ.３９
〜Ｎｏ.４２は耐蝕性、耐孔あき腐蝕性が劣っている。

【００９３】

【表３】

【００９４】

【表４】

【００９５】

【実施例３】めっき浴の調整実施例１と同様の方法によりめっき浴を調整した。被めっき材母材として、線径φ４ｍｍ、長さ３００ｍｍ、組成０.
９ｗｔ％Ｃ−１.１ｗｔ％Ｓｉ−０.７ｗｔ％Ｍｎを含有
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる鋼線を使用し
た、前処理として、鋼材を７０℃の温度のアルカリ水溶
液に５ｍｉｎ浸漬し脱脂を行った後、５０℃の温度の１
５ｗｔ％ＨＣｌ溶液に４ｍｉｎ浸漬して酸洗をした後、
さらに、８０℃の温度のＺｎＣｌ₂−ＮａＦ系フラック
ス水溶液に２０ｓｅｃ浸漬して引き上げるフラックス処
理を行い、最後に１８０℃の温度に保持されている恒温
槽中におて乾燥して被めっき材とした。

【００９６】めっき処理において調整しためっき浴を４７０℃の温度に保持
し、において得られた被めっき材を浴中に６０ｓｅｃ
浸漬した後、引き上げた。この引き上げ時に冷却速度３
〜１００℃／ｓｅｃのＮ₂ガス、ミスト、冷水冷却を行
った。

【００９７】めっき層組成、めっき付着量および分析
方法製作されためっき鋼線の上層めっき層および下層めっ層
のめっき付着量、めっき層の組成を表５に示す。上層め
っき層、下層めっき層のめっき付着量、めっき層の組成
は、実施例１と同様な方法により分析した。

【００９８】性能評価製作されためっき鋼線に対し、実施例１と同様な塩水噴
霧試験による腐蝕減量、最大孔あき深さを測定し、耐蝕
性を評価した。また、めっき鋼線を直径が鋼線の２倍で
ある治具に巻き付け（２Ｄ曲げ試験）、曲げ部の凸面に
テープを貼付し続いて剥離し、テープに付着しためっき
粉の程度の目視観察を行った。評価基準は以下の通りで
ある。 ○ ：付着が全く認められない。 △ ：微かな付着が認められた。 × ：明確に付着が認められた。さらに、曲げ部分のＳＥＭによる断面観察を行い、実施
例１と同様な評価を行った。

【００９９】表５および表６に本発明に係る耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた厚目付めっき鋼材
の実施例と比較例の性能評価結果を示してある。この表
５および表６から以下説明することが明らかである。

【０１００】本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、め
っき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき
鋼材に規定する要件（単に本発明用件という。）を満足
するＮｏ.４３〜Ｎｏ.５５は、何れも耐蝕性、耐孔あき
腐蝕性、めっき密着性に優れている。

【０１０１】これに対し、上層Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき
層、下層Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のＴｉ含有量
が本発明要件を満足していないＮｏ.５６は耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性が劣っており、特に、Ｎ
ｏ.５６は上層めっき層、下層めっき層にＴｉが１ｐｐ
ｍしか含有されていないので鋼構造材に要求されること
が多い高めっき付着量（一般に３００ｇ／ｍ²以上）を
達成していない。

【０１０２】上層めっき層のＴｉ含有量は満足している
が、下層めっき層のＴｉ含有量が本発明要件を満たして
いないＮｏ.５７は耐孔あき腐蝕性、めっき密着性にお
いて劣っている。また、上層めっき層のＡｌ含有量が本
発明要件を満足していないＮｏ.５８、Ｎｏ.５９は耐蝕
性が劣っており、かつ、下層めっき層のＡｌ含有量、Ｆ
ｅ含有量、Ａｌ＋Ｆｅ含有量が本発明要件から外れてい
るＮｏ.６０〜Ｎｏ.６３は、耐蝕性、耐孔あき腐蝕性が
劣っている。

【０１０３】

【表５】

【０１０４】

【表６】

【０１０５】

【実施例４】めっき浴調整実施例１と同様な方法によりめっき浴を調整した。被めっき材実施例３と同様な母材を同様な方法により処理を行い、
被めっき材とした。

【０１０６】めっき処理で調整しためっき浴を４７０℃の温度に保持し、で
製作された被めっき材をめっき浴中に３０ｓｅｃ浸漬し
た後、引き上げた。この引き上げ時に冷却速度３〜１０
０℃／ｓｅｃのＮ₂ガス、ミスト、冷水冷却を行った。

【０１０７】めっき層組成、めっき付着量および分析
方法製作されためっき鋼線の上層めっき層および下層めっき
層のめっき付着量、めっき層の組成を表７に示す。上層
めっき層および下層めっき層のめっき付着量、めっき層
の組成は実施例１と同様な方法により分析した。

【０１０８】クロメート処理実施例２と同様なクロメート処理液に、めっき鋼線を室
温において浸漬し、引き上げ、スポンジで絞ることによ
りＣｒ付着量を調整し、水洗することなく９０℃の温度
において皮膜を焼き付け、鋼線表面に塗布型クロメート
皮膜を形成した。ここで、Ｃｒ付着量はめっき層と共
に１５％ＨＣｌ水溶液により溶解し、原子吸光光度法に
より定量した。Ｃｒ付着量を表８に示す。

【０１０９】有機樹脂塗布実施例２と同様な樹脂液中にクロメート皮膜が形成され
ている鋼線を浸漬し、引き上げ、スポンジで絞ることに
より樹脂付着量を調整し、１４０℃の温度において焼き
付けた。ここで樹脂膜厚は電磁膜厚計により測定した。
樹脂膜厚を表８に示す。

【０１１０】性能評価製作された有機樹脂複合めっき鋼線に対して、実施例３
と同様な性能試験を行い、実施例と同様な評価を行っ
た。

【０１１１】表７および表８に本発明に係る耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた有機樹脂被覆複合
厚目付めっき鋼材の実施例と比較例の性能評価結果を示
してある。この表７および表８から以下説明することが
わかる。本発明に係る耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき
密着性に優れた有機樹脂被覆複合溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金
厚目付めっき鋼材に規定する要件（以下単に本発明要件
という。）を満足するＮｏ.６４〜Ｎｏ.７６は何れも耐
蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れている。

【０１１２】これに対して、上層のＺｎ−Ａｌ系合金め
っき層、下層Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層のＴｉ含
有量が本発明要件を満足しないＮｏ.７７は耐蝕性、耐
孔あき腐蝕性、めっき密着性において劣っており、そし
て、上層めっき層、下層めっき層のＴｉ含有量が１ｐｐ
ｍしか含有されていないので、鋼構造材に要求されるこ
とが多い高めっき付着量（一般に３００ｇ／ｍ²以上）
が達成されていない。

【０１１３】上層めっき層のＴｉ含有量は満足している
が、下層めっき層のＴｉ含有量が本発明要件を満足して
いないＮｏ.７８は耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に劣
っている。上層めっき層のＡｌ含有量を満足していない
Ｎｏ.７９、Ｎｏ.８０は耐蝕性に劣っており、かつ、下
層めっき層のＡｌ含有量、Ｆｅ含有量、Ａｌ＋Ｆｅ含有
量が本発明要件から外れているＮｏ.８１〜Ｎｏ.８４は
耐蝕性、耐孔あき腐蝕性が劣っている。

【０１１４】

【表７】

【０１１５】

【表８】

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る耐蝕
性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れたＺｎ−Ａｌ
系合金厚目付めっき鋼材は上記の構成であるから、優れ
た耐蝕性を有しており、さらに、耐孔あき腐蝕性および
めっき密着性にも優れており、従って、溶融めっき鋼材
の長寿命化にも多大の貢献をするものであり、さらに、
鋼構造材に要求される高めっき付着量（一般に３００ｇ
／ｍ²以上）をめっき浴にＴｉを含有させることで、低
温度、１回のめっき処理により実現することができると
いう副次的な効果を有するものである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】鋼構造材料の中でも、特に、鋼線は熱処理
後伸線加工を行うことによって強度を大幅に向上させる
ことができ、単位重量当たりに支持する重量を大きくす
ることが可能であるため、さらには、少々の曲げや捻り
加工が容易にできるため、吊橋、送電線、ロープウエー
等種々の用途において、その構造物のメインの重量を支
えるために用いられている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】さらに、吊橋メインケーブル用の鋼線等に
は、橋梁の全重量を支え、掛け替え、補修が困難である
ことから、絶対的、半永久的な耐蝕性が要求される。し
かし、この鋼線は逆に、河川、海水からの湿気、海塩粒
子、車両の排気ガスによる窒素、硫黄の酸化物の影響を
うける厳しい腐蝕環境において使用される。従って、こ
の鋼線の耐蝕性を向上させることは極めて重要であり、
工業的、産業的に非常に有益である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】また、本四架橋に見られるように、吊橋は
長大化しており、メインケーブルが支える荷重も大きく
なっている。これに対応するためには、鋼線の本数を増
やし、メインケーブルの直径を太くする必要があるが、
ケーブル自体の重量も増加するため、ケーブルを支える
塔を大きくする必要があり、施工困難、コストアップに
つながる。これを防止し、メインケーブルの直径をある
程度の太さ（例えば、φ１ｍ）以下とするためには、現
在、メインケーブル用鋼線の強度を１６０ｋｇ／ｍｍ^２
以上にすることが必要不可欠である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】このように、鋼線の強度を１６０ｋｇ／ｍ
ｍ^２以上とするためには、鋼線の含有成分として、Ｃ、
Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ等の元素を含有させることが必要であ
る。以下、これらの含有成分の限定理由を説明する。Ｃ
含有量が０．５ｗｔ％未満では熱処理、加工硬化により
高強度化を図っても、所定の強度を達成することができ
ず、また、１．５ｗｔ％を越えると鋼線の延性が低下す
る。よって、Ｃ含有量は０．５〜１．５ｗｔ％とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９４】

【表４】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１５】

【表８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｂ // Ｃ２３Ｃ 22/24 (72)発明者奥村和生兵庫県加古川市尾上町池田字池田開拓2222 番地１株式会社神戸製鋼所加古川研究地区内 (72)発明者谷川正樹兵庫県加古川市尾上町池田字池田開拓2222 番地１株式会社神戸製鋼所加古川研究地区内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼材表面に、下層としてＴｉを含有するＡ
ｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき層、上層としてＴｉを含有
するＺｎ−Ａｌ系合金めっき層が設けられていることを
特徴とする耐蝕性、耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優
れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材。
【請求項２】鋼材表面に、下層として、Ｔｉ２ｐｐｍ〜２ｗｔ％、Ａｌ３５〜７０ｗｔ％、Ｆ
ｅ２０〜６０ｗｔ％、を含有し、かつ、Ａｌ＋Ｆｅ６０〜９５ｗｔ％であり、残部Ｚｎおよび
不可避不純物からなるＡｌ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金めっき
層、また、上層として、Ｔｉ２ｐｐｍ〜２ｗｔ％、Ａｌ２〜２０ｗｔ％を含有
し、残部Ｚｎおよび不可避不純物からなるＺｎ−Ａｌ系
合金めっき層が設けられていることを特徴とする耐蝕
性、耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−
Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材。
【請求項３】鋼材表面に、下層のめっき付着量が１０ｇ
／ｍ²以上、上層のめっき付着量が５０ｇ／ｍ²以上であ
り、下層と上層の合計めっき付着量が３００ｇ／ｍ²以
上であることを特徴とする請求項１および請求項２記載
の耐蝕性、耐孔あき腐蝕姓、めっき密着性に優れた溶融
Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材。
【請求項４】Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼材の上層
Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層の上に、クロメート皮膜層が
設けられており、さらに、その上に、有機系樹脂皮膜が
設けられていることを特徴とする請求項第１項、請求項
第２項および請求項第３項記載の耐蝕性、耐孔あき腐蝕
性、めっき密着性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付
めっき鋼材。
【請求項５】鋼材が鋼線であることを特徴とする請求項
第１項、請求項第２項、請求項第３項および第４項記載
の耐蝕性、耐孔あき腐蝕性、めっき密着性に優れた建築
構造材料用溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼線。
【請求項６】Ｃ０.５〜１.５ｗｔ％、Ｓｉ０.５〜２.
０ｗｔ％、Ｍｎ、Ｃｒの内から選んだ１種または２種０.３〜１.
２ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、かつ、引張強度が１６０ｋｇ／ｍｍ²以上の鋼線で
あることを特徴とする請求項第５項記載の耐蝕性、耐孔
あき腐蝕性、めっき密着性に優れた吊り橋メインケーブ
ル用溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金厚目付めっき鋼線。