JPH0751760B2 - Ａｌ−Ｍｎ合金めつき金属材料 - Google Patents
Ａｌ−Ｍｎ合金めつき金属材料Info
- Publication number
- JPH0751760B2 JPH0751760B2 JP61118694A JP11869486A JPH0751760B2 JP H0751760 B2 JPH0751760 B2 JP H0751760B2 JP 61118694 A JP61118694 A JP 61118694A JP 11869486 A JP11869486 A JP 11869486A JP H0751760 B2 JPH0751760 B2 JP H0751760B2
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- Japan
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- plating
- alloy
- iron
- corrosion resistance
- metal material
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐食性に優れたAl合金めっき金属材料、特に
Al−Mn合金めっき層を設けた剛材などの金属材料に関す
る。
Al−Mn合金めっき層を設けた剛材などの金属材料に関す
る。
（従来の技術） AlもしくはAl合金めっき金属材は優れた耐食性、美麗
さ、無毒性など多くの利点を有していることは良く知ら
れている。しかし、このAlもしくはAl合金めっきは、水
溶液からの電析が不可能なため、溶融金属浸漬法、真空
蒸着法、有機溶媒浴あるいは溶融塩電解浴による電気め
っき法等によって実施されている。このうち、現在で
は、主として溶融金属浸漬法が使用されているが、この
方法では、その対象がほとんどAl単体のめっきであり、
しかも、薄めっきが困難であり、かつ処理温度が700℃
を超えるため合金層の生成、母材への悪影響といった問
題がある。
さ、無毒性など多くの利点を有していることは良く知ら
れている。しかし、このAlもしくはAl合金めっきは、水
溶液からの電析が不可能なため、溶融金属浸漬法、真空
蒸着法、有機溶媒浴あるいは溶融塩電解浴による電気め
っき法等によって実施されている。このうち、現在で
は、主として溶融金属浸漬法が使用されているが、この
方法では、その対象がほとんどAl単体のめっきであり、
しかも、薄めっきが困難であり、かつ処理温度が700℃
を超えるため合金層の生成、母材への悪影響といった問
題がある。
そこで近年、後者の溶融塩電解槽浴によるAlの電気めっ
き法が着目され、より優れた耐食性を有するAl−Mn合金
（Mn:10〜70重量％）めっきが提案されている（特公昭4
3−18245号）。
き法が着目され、より優れた耐食性を有するAl−Mn合金
（Mn:10〜70重量％）めっきが提案されている（特公昭4
3−18245号）。
これによると、Al−Mn合金めっき層は、亜鉛やAlめっき
層のように鋼材に対し、犠性防食性を有する皮膜として
働くのではなく、スズめっき層の場合と同様に障壁とし
て働くとされている。本発明者等も同様にして（後述の
鉄の制御を行わずに）、鋼板上にAl−Mn合金めっきを行
ったところ、優れた耐食性を有することが確認された
が、その場合、めっき層の端面をシールし、めっき層に
欠陥がないことが必要であった。すなわち、めっき材の
一般的な使用例としてめっき層端面が露出した場合や、
加工等によってめっき層に欠陥がある場合は、塩水噴霧
試験において約１日、大気曝露試験で約10日で赤錆が発
生した。これは、めっき皮膜の腐食電位が鋼板の腐食電
位より貴であること、すなわち、犠性防食性が全く無い
ことに起因するものであった。
層のように鋼材に対し、犠性防食性を有する皮膜として
働くのではなく、スズめっき層の場合と同様に障壁とし
て働くとされている。本発明者等も同様にして（後述の
鉄の制御を行わずに）、鋼板上にAl−Mn合金めっきを行
ったところ、優れた耐食性を有することが確認された
が、その場合、めっき層の端面をシールし、めっき層に
欠陥がないことが必要であった。すなわち、めっき材の
一般的な使用例としてめっき層端面が露出した場合や、
加工等によってめっき層に欠陥がある場合は、塩水噴霧
試験において約１日、大気曝露試験で約10日で赤錆が発
生した。これは、めっき皮膜の腐食電位が鋼板の腐食電
位より貴であること、すなわち、犠性防食性が全く無い
ことに起因するものであった。
（発明が解決しようとする問題点） ここに、本発明の目的は、前述のAl−Mn合金めっきによ
る裸耐食性、特にAl−Mn合金めっき層の端面あるいは欠
陥部における耐食性を改善したAl−Mn合金めっき金属材
を提供することである。
る裸耐食性、特にAl−Mn合金めっき層の端面あるいは欠
陥部における耐食性を改善したAl−Mn合金めっき金属材
を提供することである。
（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、Al−Mn合金めっきのこの重大な欠点を改
善する方法を鋭意検討した結果、Al−Mn合金めっき皮膜
中の不純物である鉄が腐食電位に大きく関与しているこ
とを見出した。
善する方法を鋭意検討した結果、Al−Mn合金めっき皮膜
中の不純物である鉄が腐食電位に大きく関与しているこ
とを見出した。
第１図は、冷延鋼板を母材に、これにAl−20％Mn合金を
めっきした場合のめっき皮膜中のFe含有量と40℃の５％
NaCl溶液中の腐食電位との関係をグラフに示すものであ
る。通常の鋼材の腐食電位が約−0.6V（vs.Ag/AgCl）で
あることを考えると、皮膜中の鉄含有量が約0.5重量％
を超えると、めっき皮膜の電位は鋼材母材の腐食電位よ
り貴になってしまうため、犠性防食性が期待できないこ
とは明らかである。
めっきした場合のめっき皮膜中のFe含有量と40℃の５％
NaCl溶液中の腐食電位との関係をグラフに示すものであ
る。通常の鋼材の腐食電位が約−0.6V（vs.Ag/AgCl）で
あることを考えると、皮膜中の鉄含有量が約0.5重量％
を超えると、めっき皮膜の電位は鋼材母材の腐食電位よ
り貴になってしまうため、犠性防食性が期待できないこ
とは明らかである。
不純物としての鉄は、他の不純物とは異なり、極めて混
入し易い。原料塩に混入している場合はもちろんのこ
と、めっきセル材料からの溶出さらには、基体金属であ
る鋼材からの溶出による混入も大きい。
入し易い。原料塩に混入している場合はもちろんのこ
と、めっきセル材料からの溶出さらには、基体金属であ
る鋼材からの溶出による混入も大きい。
第２図は、母材として鋼板を使い、めっき電流密度10A/
dm2、20A/dm2でめっき処理した場合、溶融塩電解槽浴中
の鉄濃度とめっき皮膜中の鉄濃度との関係を示すグラフ
である。第２図に示すように、めっき浴中にわずか20〜
30ppmFeが含まれるだけでめっき皮膜中に0.5重量％混入
してしまうという厳しい関係を考えれば、特に除鉄を行
わない場合は、目的の耐食性にすぐれためっき皮膜を得
ることは極めて難しいと考えられる。
dm2、20A/dm2でめっき処理した場合、溶融塩電解槽浴中
の鉄濃度とめっき皮膜中の鉄濃度との関係を示すグラフ
である。第２図に示すように、めっき浴中にわずか20〜
30ppmFeが含まれるだけでめっき皮膜中に0.5重量％混入
してしまうという厳しい関係を考えれば、特に除鉄を行
わない場合は、目的の耐食性にすぐれためっき皮膜を得
ることは極めて難しいと考えられる。
ここに、本発明は、最も広義には、前述の特公昭43−18
245号公報記載の基体金属の一部または全面にAl−Mn合
金（Mn:10〜70重量％）めっき層を設けたAl合金めっき
金属材料であって、該金属材料の基体金属に対し、犠性
防食能を有する範囲内に皮膜中の鉄含有量を制限するこ
とを特徴とする耐食性にすぐれた金属材である。
245号公報記載の基体金属の一部または全面にAl−Mn合
金（Mn:10〜70重量％）めっき層を設けたAl合金めっき
金属材料であって、該金属材料の基体金属に対し、犠性
防食能を有する範囲内に皮膜中の鉄含有量を制限するこ
とを特徴とする耐食性にすぐれた金属材である。
より特定的には、本発明の要旨とするところは、基体で
ある金属表面に、Mn:10〜30重量％、残部実質的にAlよ
りなり、かつ不純物としてめっき中に含まれるFeが0.5
重量％以下であり、基体金属より腐食電位が卑であるAl
−Mn合金めっき層を有することを特徴とするAl−Mn合金
めっき金属材料である。
ある金属表面に、Mn:10〜30重量％、残部実質的にAlよ
りなり、かつ不純物としてめっき中に含まれるFeが0.5
重量％以下であり、基体金属より腐食電位が卑であるAl
−Mn合金めっき層を有することを特徴とするAl−Mn合金
めっき金属材料である。
前記基体金属を構成する金属材料は特に制限されず、普
通鋼材、クロム鋼材、ステンレス鋼材などである。この
際、ステンレス鋼等においてはめっき密着性の改善のた
め、常法のプレNiめっき、プレCoめっき等の前処理を行
ってもよい。また、その形状としては、板材、線材、棒
材などいずれの形状でもよい。
通鋼材、クロム鋼材、ステンレス鋼材などである。この
際、ステンレス鋼等においてはめっき密着性の改善のた
め、常法のプレNiめっき、プレCoめっき等の前処理を行
ってもよい。また、その形状としては、板材、線材、棒
材などいずれの形状でもよい。
また、本発明における合金めっき皮膜は、いわゆる溶融
塩電気めっき法によって形成されるものであるが、目的
とするAl−Mn合金めっき浴を調整した後、十分な除鉄を
行えばよい。めっき浴は通常、溶融塩化物浴を使うこと
によって調製すればよい。
塩電気めっき法によって形成されるものであるが、目的
とするAl−Mn合金めっき浴を調整した後、十分な除鉄を
行えばよい。めっき浴は通常、溶融塩化物浴を使うこと
によって調製すればよい。
かかる溶融塩化物浴には通常50ppm以上のFeイオンが存
在することは常識であり、特に鋼材をめっき処理する場
合にはそれから溶出するFeイオンで浴中濃度は100ppm以
上にもなる。本発明にあっては後述するようにアルミニ
ウムパウダーを添加するなどして、このFeイオン含有量
を20ppm以下にまで低減させる。
在することは常識であり、特に鋼材をめっき処理する場
合にはそれから溶出するFeイオンで浴中濃度は100ppm以
上にもなる。本発明にあっては後述するようにアルミニ
ウムパウダーを添加するなどして、このFeイオン含有量
を20ppm以下にまで低減させる。
かくして、本発明によれば、著しく耐食性に優れ、かつ
犠性防食性を有することによって、端面や、皮膜欠陥部
においても優れた防食性を有するAl−Mn合金めっき金属
材料が提供されるのである。
犠性防食性を有することによって、端面や、皮膜欠陥部
においても優れた防食性を有するAl−Mn合金めっき金属
材料が提供されるのである。
（作用） 本発明のめっき金属材料におけるめっき皮膜中のMn含有
量は特に限定されないが、Mn含有量が10重量％未満では
美麗なめっき皮膜を形成することが困難なこと、また、
30重量％を超えると皮膜の加工性が劣化することから通
常10〜30重量％である。
量は特に限定されないが、Mn含有量が10重量％未満では
美麗なめっき皮膜を形成することが困難なこと、また、
30重量％を超えると皮膜の加工性が劣化することから通
常10〜30重量％である。
また、本発明のめっき金属材料のめっき皮膜の鉄含有量
は基本金属の腐食電位よりめっき皮膜の腐食電位が貴と
ならない量に制限すべきである。基体金属の腐食電位
は、その種類によって若干異なるため必ずしも限定する
ことは困難であるが、40℃での５％食塩水中における通
常の鋼材の腐食電位が−0.6V（vs.Ag/AgCl）であること
から、その場合には皮膜中0.5重量％以下が望ましい。
は基本金属の腐食電位よりめっき皮膜の腐食電位が貴と
ならない量に制限すべきである。基体金属の腐食電位
は、その種類によって若干異なるため必ずしも限定する
ことは困難であるが、40℃での５％食塩水中における通
常の鋼材の腐食電位が−0.6V（vs.Ag/AgCl）であること
から、その場合には皮膜中0.5重量％以下が望ましい。
すなわち、めっき層中のFe量は、犠性防食性を有する範
囲内であればよいが、鋼材の電位は、その使用環境によ
り多少変化するので、犠性防食となるFe量も実際には変
化するが、めっき鋼材の一般の使用環境では、腐食電位
が−0.6V（vs.Ag/AgCl）となるので、皮膜中のFe含有量
を0.5重量％以下とすることにより、ほゞすべての使用
環境で犠性防食の効果が発揮される。
囲内であればよいが、鋼材の電位は、その使用環境によ
り多少変化するので、犠性防食となるFe量も実際には変
化するが、めっき鋼材の一般の使用環境では、腐食電位
が−0.6V（vs.Ag/AgCl）となるので、皮膜中のFe含有量
を0.5重量％以下とすることにより、ほゞすべての使用
環境で犠性防食の効果が発揮される。
次に、本発明に係るAl−Mn合金めっき皮膜の製造方法
は、好ましくは溶融塩浴を使用する電気めっきである
が、通常AlCl3−XCl（X:アルカリ金属）の２成分、また
は多成分浴にMnイオンを添加したものである。なお、本
発明に係る皮膜中の鉄含有量を制限するためには、めっ
きする前に十分に除鉄を行うとともに、連続してめっき
する場合は、連続して除鉄を行う必要がある。これは、
通常の工業薬品に含まれる鉄の量が、本発明の限界鉄含
有量を超えるものであること、および通常のめっき過程
で溶出する鉄の量が無視できないからである。除鉄方法
はいかなる方法を用いてもよいが、例えば、電解によっ
て除去する方法や金属アルミニウムパウダーを用いて置
換析出させる方法が優れている。溶融塩電解浴における
Feイオン含有量は数ppm以下に抑えるのが好ましい。
は、好ましくは溶融塩浴を使用する電気めっきである
が、通常AlCl3−XCl（X:アルカリ金属）の２成分、また
は多成分浴にMnイオンを添加したものである。なお、本
発明に係る皮膜中の鉄含有量を制限するためには、めっ
きする前に十分に除鉄を行うとともに、連続してめっき
する場合は、連続して除鉄を行う必要がある。これは、
通常の工業薬品に含まれる鉄の量が、本発明の限界鉄含
有量を超えるものであること、および通常のめっき過程
で溶出する鉄の量が無視できないからである。除鉄方法
はいかなる方法を用いてもよいが、例えば、電解によっ
て除去する方法や金属アルミニウムパウダーを用いて置
換析出させる方法が優れている。溶融塩電解浴における
Feイオン含有量は数ppm以下に抑えるのが好ましい。
なお、電着性および耐食性をさらに一層優れたものとす
るため、並びに基体金属からの鉄の溶出を防止するた
め、予め表面にZn等のめっきを行ってもよい。
るため、並びに基体金属からの鉄の溶出を防止するた
め、予め表面にZn等のめっきを行ってもよい。
実施例 溶融塩専用のフローセル（インコネル600製）を作成
し、フローチャンネル内に陽極として純度99.8％のAl板
を設置し、被めっき材である0.8mm厚の各種鋼板を陰極
として、第１表に示す条件で次の各種めっき試験および
得られた鋼板の特性試験を行った。めっき面積は、0.7d
m2であった。鋼板は前処理として有機溶剤で脱脂後、10
％オルトケイ酸ナトリウム中で電解脱脂し、さらに10％
HClで酸洗を行った後、100％エタノールに浸漬し温風乾
燥を行った。
し、フローチャンネル内に陽極として純度99.8％のAl板
を設置し、被めっき材である0.8mm厚の各種鋼板を陰極
として、第１表に示す条件で次の各種めっき試験および
得られた鋼板の特性試験を行った。めっき面積は、0.7d
m2であった。鋼板は前処理として有機溶剤で脱脂後、10
％オルトケイ酸ナトリウム中で電解脱脂し、さらに10％
HClで酸洗を行った後、100％エタノールに浸漬し温風乾
燥を行った。
第１表 めっき条件 浴組成:AlCl3−NaCl−KCl （AlCl3:62mol％、NaCl:20mol％、 KCl:18mol％） 浴温度:200℃ 添加物:Mn:MnCl2（浴中イオン濃度50〜6000ppm） Fe:5〜200ppm 不純物として原料塩より混入。
めっき母材、セル、陽極より 混入し、自然増加。
Fe板を陽極溶解して添加。
除鉄方法:Alパウダー（100メッシュ充填カラムに流通） 浴流速:0.5m/sec 電流密度:40A/dm2 第２表にこれらの結果をまとめて示す。
サンプルNo.１〜５までは何ら除鉄を行っておらず、鉄
は不純物として原料塩より含有されていたものと考えら
れる。皮膜中のMn含有量が10重量％未満では（No.１、
２）めっき性状も悪く、耐食性も不十分である。一方、
Mn含有量が10重量％を超えると耐食性は著しく向上する
が、不純物として含有される鉄によって、めっき皮膜の
腐食電位は鋼板母材より貴であり、端面が露出する場合
は、１日以内で赤錆が発生する。
は不純物として原料塩より含有されていたものと考えら
れる。皮膜中のMn含有量が10重量％未満では（No.１、
２）めっき性状も悪く、耐食性も不十分である。一方、
Mn含有量が10重量％を超えると耐食性は著しく向上する
が、不純物として含有される鉄によって、めっき皮膜の
腐食電位は鋼板母材より貴であり、端面が露出する場合
は、１日以内で赤錆が発生する。
No.５〜12はAlパウダーによって除鉄を行った場合であ
る。鉄含有量が１重量％以下でめっき皮膜の腐食電位は
鋼板母材より卑となり犠性防食性がある。このため、N
o.７〜12までは端面が露出する場合も、７〜14日間赤錆
発生を防止し得る。
る。鉄含有量が１重量％以下でめっき皮膜の腐食電位は
鋼板母材より卑となり犠性防食性がある。このため、N
o.７〜12までは端面が露出する場合も、７〜14日間赤錆
発生を防止し得る。
なお、皮膜中のMn含有量が30重量％超では（No.12）、
曲げ等の加工により皮膜に割れが生じる。No.13〜18は
やや貴な腐食電位を持つ母材を用いた場合である。この
場合は、めっき浴建浴後アルミニウムパウダーを用いて
十分に除鉄を行った後、特に除鉄を行わず自然増加させ
た。最初のサンプルがNo.13で以後10枚目毎にNo.14、1
5、16、17、18と合計50枚のめっきを行った。第２表か
ら明らかなように、わずか10枚目（No.14）で鉄が0.77
重量％に達し、鋼板母材と同程度の腐食電位を示すよう
になり、20枚目（No.15）以降では母材の腐食電位より
貴になって、端面の腐食性が著しく劣化している。
曲げ等の加工により皮膜に割れが生じる。No.13〜18は
やや貴な腐食電位を持つ母材を用いた場合である。この
場合は、めっき浴建浴後アルミニウムパウダーを用いて
十分に除鉄を行った後、特に除鉄を行わず自然増加させ
た。最初のサンプルがNo.13で以後10枚目毎にNo.14、1
5、16、17、18と合計50枚のめっきを行った。第２表か
ら明らかなように、わずか10枚目（No.14）で鉄が0.77
重量％に達し、鋼板母材と同程度の腐食電位を示すよう
になり、20枚目（No.15）以降では母材の腐食電位より
貴になって、端面の腐食性が著しく劣化している。
以上の結果は、特に鉄含有量の制御を行わない場合、皮
膜の腐食電位は容易に貴側にシフトし、犠性防食性を失
ってしまうことを示している。
膜の腐食電位は容易に貴側にシフトし、犠性防食性を失
ってしまうことを示している。
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、Al−Mn合金めっきが本
来有している耐食性、美麗さそして無毒性とともにめっ
き層端面あるいはめっき欠陥部での耐食性にすぐれたAl
−Mn合金めっき金属材料が得られ、特に建材や自動車用
に厳しい腐食環境で使用される材料としてすぐれた効果
が発揮される。
来有している耐食性、美麗さそして無毒性とともにめっ
き層端面あるいはめっき欠陥部での耐食性にすぐれたAl
−Mn合金めっき金属材料が得られ、特に建材や自動車用
に厳しい腐食環境で使用される材料としてすぐれた効果
が発揮される。
従来、耐食性の機構が単なる障壁作用によるものと考え
られていたAl−Mn合金めっきについて、犠性防食性を持
たせたということ、またそれを実現するのにFe不純物の
低減ということで達成した本発明は、これまでにも述べ
たそのすぐれた耐食性改善効果からも斯界の発展に寄与
するすぐれた発明である。
られていたAl−Mn合金めっきについて、犠性防食性を持
たせたということ、またそれを実現するのにFe不純物の
低減ということで達成した本発明は、これまでにも述べ
たそのすぐれた耐食性改善効果からも斯界の発展に寄与
するすぐれた発明である。
第１図は、めっき皮膜中のFe含有量と腐食電位との関係
を示すグラフ；および 第２図は、めっき浴中Fe濃度とめっき皮膜中のFe含有量
との関係を示すグラフである。
を示すグラフ；および 第２図は、めっき浴中Fe濃度とめっき皮膜中のFe含有量
との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】基体である金属表面に、Mn:10〜30重量
％、残部実質的にAlよりなり、かつ不純物としてめっき
層に含まれるFeが0.5重量％以下であり、基体金属より
腐食電位が卑であるAl−Mn合金めっき層を有することを
特徴とするAl−Mn合金めっき金属材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61118694A JPH0751760B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ａｌ−Ｍｎ合金めつき金属材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61118694A JPH0751760B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ａｌ−Ｍｎ合金めつき金属材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274090A JPS62274090A (ja) | 1987-11-28 |
| JPH0751760B2 true JPH0751760B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=14742849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61118694A Expired - Lifetime JPH0751760B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Ａｌ−Ｍｎ合金めつき金属材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751760B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100406391B1 (ko) * | 1998-12-03 | 2004-02-14 | 주식회사 포스코 | 고주파철손특성이우수한무방향성전기강판의제조방법 |
| JP5568883B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-08-13 | 住友電気工業株式会社 | 溶融塩浴および溶融塩浴の製造方法 |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP61118694A patent/JPH0751760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274090A (ja) | 1987-11-28 |
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