JPS599312B2 - ブラスト用材料およびこの材料を使用した表面処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来の研掃材では奏し得なかった作用を供す
る新規なブラスト用材料に関する。

詳しく言えば、鉄粒子の表面に亜鉛（実際には鉄亜鉛合
金相と亜鉛）を被覆してなる複層粒子の集合体からなる
ブラスト用材料に係り、被研掃材に発錆防止被覆を形成
することができる等の従来材ではなし得なかった作用を
供するブラスト用材料に関する。

金属または非金属の物質表面に各種の粒子を投射するこ
とにより、物質表面の清浄、錆落し、研削、模様付け、
つや出し、表面硬化等の処理（本明細書ではこれらを総
称してプラスト処理と呼ぶ）を施すことが広く実施され
ている。

これらの処理目的に応じ、また被処理物質の種類に応じ
て、この投射粒子の種類も選択されているが、これらの
投射粒子としては、各種の金属粒子例えば鉄粒子やアル
ミカットワイヤ等、または各種の非金属粒子例えばサン
ドやガラスビーズ等が実用に供されており、形状が一般
的に言って球状のものをショット材、角状のものをグリ
ット材などと称されたシしている。

本発明は、このようなブラスト処理に供するための新規
な投射材料（本明細書ではプラスト用材料と呼ぶ）を提
供するものである。

すなわち本発明は、実質的に鉄からなる核と、この核の
周囲に形成された鉄亜鉛合金相を含む実質的に亜鉛から
なる殼とからなる複層粒子の集合体からなるブラスト用
材料を提供する。

ここで、実質的に鉄からなる核とは、純鉄のほかに合金
元素例えばＣ ，Ｎ，？ｉｙＭｎｙＣｒｙＮｉ その
他を添加したあるいは不純物元素を含む通常の鉄合金か
らなる核を包含することを意味し、実質的に亜鉛からな
るとは、純亜鉛のほかに、若干の銅やアルミニウムを含
む亜鉛合金を包含することを意味する。

説明の便宜上、特別な場合を除き、鉄合金または亜鉛合
金を含む意味で鉄の核または亜鉛の殼と記述する。

また、鉄亜鉛合金相とは、鉄と亜鉛の固溶体例えばα相
、鉄と亜鉛の金属間化合物相例えばＦ相、Ｆ１相、δ，
相、ζ相などを含む。

一般的に言って、本発明のブラスト用材料の各々の独立
した粒子は、鉄粒子の周囲に内側からα相、Ｆ相、δ１
相、ζ相、μ相（亜鉛相）の順で被膜が形成されたもの
である。

もちろん、これは代表的な例であって、この順序に沿わ
なかった択いづれかの相が欠如したり重複したりした被
膜の粒子の場合もある。

重要なことは、核が鉄または鉄合金であり、殼部分が鉄
亜鉛合金または亜鉛もしくは亜鉛合金で形成されている
ことである。

鉄核と亜鉛層との間に鉄亜鉛合金相が介在することは、
被膜の密着性を高める上で有利であり、またこの粒子を
投射した場合にこの被膜の１部が被投射面の側に移行し
、被投射面に連続した被膜（亜鉛または鉄亜鉛合金の塗
膜）を形成させるのに有利な作用を供する。

これは最外層の金属亜鉛層よりも鉄亜鉛合金層の方が硬
度が高いことに基因するものと考えられる。

第１図は本発明に従う複層粒子の代表例を図解したもの
で、核部分はＦｅまたはＦｅ合金からなり、この核の周
囲に中心側からＦ相（Ｆｅ５Ｚｎ２）またはｒ１相（Ｆ
ｅ３Ｚｎ１０）、δ１相（ＦｅＺｎ７）、ただしとのδ
１相は硬度の低いパリセード相の場合もあるし硬度の高
いコンパクト相の場合もある、ζ相（Ｆ ｅＺｎ １３
）、およびη相（Ｚｎ ）が順次形成されている。

なお、Ｆｅの核は、まず亜鉛との固溶体であるα相の層
を形成している場合もある。

なお、代表的な実物の顕微鏡写真およびＥＰＭＡによる
分析図は、後述の実施例において説明する。

この本発明による粒子はブラスト材として使用するもの
であるからその粒径（平均粒度）もこれに適するものに
調整される。

対象とする被投射面の性質あるいは目的とする処理の種
類によっても相違するが、一般的には１６メッシュふる
いを通過するような粒度のものとする。

また、鉄と亜鉛の重量割合、これは各粒子個々について
は多少の変動は避けられないが、粒子の集合体とした場
合の総鉄量と総亜鉛量の割合は、鉄１０〜９５係、亜鉛
５〜９０係の多様な範囲とすることができ、使用目的に
応じてこの範囲のうち最適なものを選択する。

いづれにしても、本発明の複層粒子は、亜鉛または鉄亜
鉛合金が核の鉄に対して陰極保護作用を供するので錆び
ない粒子となり、従来の鉄系粒子の如き変質の問題は生
じない。

本発明のブラスト用材料の最も特徴的な使用の仕方は、
鉄系材料例えば鋼板表面に亜鉛コーテングを施すことで
ある。

従来、亜鉛被覆鋼板は、溶融亜鉛めっき法例ればゼンジ
ミア法の如く冷延鋼帯を連続的に溶融亜鉛めっきするこ
とによって大量生産されている。

このような溶融亜鉛めっき法あるいはまた電気亜鉛めっ
き法によシ亜鉛被覆をする場合、各法の利点を享受しな
がらそれなシの要求を満たしているが、加工品に対する
めつきが困難であり、めっきを施すべき表面が既に機械
要素や建物などの１部に組み込まれてしまったもの、あ
るいは市販されてしまった半製品素材などのような場合
には、必要に応じてめっき処理することが実質上できな
い。

本発明は従来の鋼材表面への溶融亜鉛めっき法または電
気亜鉛めっき法等に代わる新しい亜鉛コーテング法を提
供する。

すなわち、本発明に従うところの鉄を核とし、鉄亜鉛合
金層を介して亜鉛の殼を有するブラスト用材料を、鉄ま
たは鉄合金の表面に投射すると、この鉄または鉄合金の
表面に密着性のすぐれた亜鉛コーテングが施されるので
ある。

これは、比重の高い鉄を核に有し、硬度の高い鉄亜鉛合
金層を中間に有する亜鉛被着粒子を使用するから得られ
るものと考えられる。

事実、亜鉛または亜鉛合金の粒子をプラストしても、ま
た鉄粒子と亜鉛粒子を混合してプラストしても、本発明
によるブラスト材料の如き、密着性のある亜鉛コーテン
グは得られない。

本発明の粒子は、比重の大きな鉄の核を有しているので
、プラストしたときに大きな投射エネルギーを保有した
まま被投射面に衝突し、脆件のある鉄亜鉛合金層の部分
で微細に剪断した殼部分の亜鉛側の微粒子が物理的に被
投射面の鉄材料表面に圧着される結果、その投射面に均
一な亜鉛コーテングが施されるものと考えられる。

さらに有利な現象として、この投射によって殼の１部が
欠損した粒子（使用済粒子）に、新しい粒子（つまり本
発明の複層粒子）を混合して投射すると、殼の１部が欠
損した粒子もこの投射処理によってその殻が復元される
現象が生ずる。

つまり、被投射面はもとより、その投射粒子側も同じ衝
突エネルギーを受ける結果、鉄の核が露出するような場
合であっても亜鉛または鉄亜鉛の合金の被膜が形成され
る。

したかって、本発明による亜鉛コーテングを鉄系材料表
面にブラストによって施す場合、コーテングに消費され
る亜鉛量は、回収した使用済粒子に新しい複層粒子を混
合することによって補充でき、常に新しい複層粒子を使
用する場合に比して非常に経済的となる。

なお、この処理に使用するブラスト機械は従来周知のも
のを使用することができる。

このようにして鉄系材利の表面に形成された亜鉛コーテ
ング層は、鉄表面の腐食を完全に防止する。

すなわち、よく知られたように、亜鉛または鉄亜鉛合金
は鉄に対して陰極保護作用を供するから鉄の腐食を防止
する。

例えば、後記実施例のように、塩水試験において、本発
明のブラスト処理は従来のブラスト処理に比して８０倍
の耐発錆寿命を示す。

本発明によるブラストによる亜鉛コーテングは、従来の
溶融亜鉛めっき法や電気めっき法では奏し得ない効果を
発揮する。

例えば、加熱処理や電気処理等の大規模設備は不要であ
シ、コーテング層の厚さ調整も任意であり、特に固定し
た面に対してもコーテングが可能で、コーテングを施す
面が部分的に選択された箇所であっても容易に亜鉛コー
テング層を形成できる。

このため、各種の産業用機械、例えば輸送機械（船舶、
車輌、その他農業機械）やその部品などの錆落しなどに
本発明を適用すると、錆落しはもとより、錆を発生させ
ない表面に変質させることができる。

さらに、本発明のブラスト用材料は、被塗装面の下地処
理として非常に有益な使用の仕方ができる。

金属系または非金属系の物質の表面に塗装を施す場合、
その表面の清浄化や錆落しを必要とされる場合が多いが
、これを従来のブラスト材で行なうと、その粒子または
その破砕粉が物質表面に残存したまま塗装が施され、こ
の残存粒子の存在により腐食の誘発や塗装のふくれ等が
発生する場合がある。

また、このブラストによる表面清浄や錆落しを実施して
から塗装までの時間が比較的長期にわたる場合には、従
来のブラスト材によると、プラストされた表面が非常に
活性となるので、発錆その他化学的変質を起すことが多
い。

ところが、本発明によるプラスト材料によって、この塗
装下地処理を施すと、このような照題は実質上回避され
る。

これは、既述のように、本発明材自体が発錆しない性質
を有すること並びにプラストされた表面に緻密な亜鉛ま
たは鉄亜鉛合金層からなる保護被膜が形成されることに
よると考えられる。

したがって本発明はまた、鉄ｉたは鉄合金を核とし、こ
の核の周囲に鉄亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金
を被着してなる独立した複層粒子の集合体からなる材料
を、塗装に供される金属系まだは非金属系の物質の塗装
前ゐ表面に投射することからなる被塗装面の有利な下地
処理法を提供する。

また、本発明のブラスト用材料は、建材やこれに類する
軟質材料の模様出しその他の表面加工処理に使用すると
、その表面美麗さをほぼ永久に維持させることができる
。

模様出しその他の表面加工処理に対して、従来ブラスト
処理が適用される場合があるが、従来のブラスト材では
この軟質な加工面にその微粒子が残存したり、くい込ん
だりすることが避けられなかった。

このだめ、この残存粒子の腐食や変色により表面性状に
変化をきたし、経年変化によシ製品価値を低下させるこ
とがあった。

本発明のブラスト材料を使用すると、この残存粒子の腐
食や変色の問題を回避することができる。

まだ、本発明のブラスト材料は核が比重の大きな鉄また
は鉄合金であるから、投射によって加工面に大きな投射
エネルギーを付与できるので研掃または研削能力にも優
れ、模様出しやつや出し、または表面研削も可能で、所
望の表面加工が好適に行ない得る。

この場合、処理目的に合わせて核の鉄含有量を調整する
と一層効果的である。

例えば、大きな衝撃力を必要とする表面加工に対しては
鉄核の比率の犬なる粒子群を使用し、つや出し等の比較
的小さな衝撃力の場合は殼（亜鉛または鉄亜鉛合金）の
比率の犬なる粒子群を使用する。

以上のように、本発明による鉄と亜鉛の複層粒子からな
るブラスト用材料は、従来のショット材やグリット材が
有しない独特の使用分野を有するものであシ（もちろん
、従来のショット材やグリット材と同様の使用の仕方を
して同様の作用効果も示す）、物質の表面処理に対して
新しい処法を提供する。

そして、既述の処法のほかにも様々な応用例が挙げられ
る。

その数例を挙げると、耕うん刃は工場生産されてから実
際の耕うん作業に供されるまでに組立や販売経路により
所要の期間が経過するが、だの間に発錆して製品価値を
低下するので、仮塗装などの処理が施されていたのであ
るが、この形状が複雑な耕うん刃に対する仮塗装に変え
て、本発明によるブラスト材でその表面をプラストすれ
ば、上記期間内は十分に発錆を防止できる。

また、自動車のアルミホイールの如きアルミ製品に対し
て本発明によるブラスト材を投射する場合には、アルミ
カットワイヤー等の従来の研掃材を混合して使用すると
、アルミ色を維持した研掃ができる。

この場合、アルミカットワイヤー単独の場合に比して研
掃能力は数倍ないし数１０倍も向上させることができる
。

さらに、船や建物などの大型建造物に対して必要個所の
みをプラストすることからカメラ容器や精密部品に対す
る小物品のブラストまで、極めて様々な物品に対する成
品価値の向上処理に本発明材料は効果を発揮する。

このような効果が発揮されるのは靭性が強く比重が高い
核と、靭性か弱く比重が低い殼とからなる粒子であるこ
と、また脆性にもろく硬度の高い鉄亜鉛合金層を有する
こ払無縁ではなく、また被加工面に亜鉛コーテングが施
されかつプラスト粒子自体が発錆しないという特質をも
つことと無縁ではない。

以下さらに、本発明のブラスト用材料の製造法を述べる
ことにより、この材料の特徴（物理・化学的な諸性質や
構造）を一層明らかにする。

本発明のブラスト用材科は、代表的には溶融亜鉛中に鉄
粉を投入する方法（溶融亜鉛法と呼ぶ）、または亜鉛粉
と鉄粉の混合体を加熱処理する方法（浸透亜鉛法と呼ぶ
）によって製造することができる。

溶融亜鉛法は、金属亜鉛の溶融体、または金属亜鉛に合
金成分としてアルミニウム（約３〜５係）、銅（約０．
２〜１係）を添加した溶融体と、所定粒度の鉄粒子（固
体）とを所要の重量比で混合し、反応温度４００〜５０
０℃、反応時間２〜１０分、で反応させ、得られた反応
生成物を冷却したのち、この反応生成物を機械的に粉砕
する方法である。

この溶融亜鉛法の特徴的な事象として、金属亜鉛または
亜鉛合金の溶融体と鉄粉を反応させ、これを冷却した反
応生成物は、固体鉄粒子の表面に他の部分よシも脆件の
高い鉄亜鉛合金層が形成されることによると考えられる
がこの反応生成物を粗粉砕してから衝撃式粉砕機にかけ
ると、鉄を核として、この核の周囲には亜鉛および／ま
たは鉄亜鉛合金層が被着した互いに独立した粒子となる
ことである。

この溶融亜鉛法により本発明材料を製造する場合に、使
用鉄粉の粒度、亜鉛に対する重量比、反応温度、反応時
間、並びに冷却後の粉砕の程度、等を適正にコントロー
ルする必要がある。

本発明材料をブラスト材として適用する場合の使用状態
や使用目的並びに被ブラスト面の性質にもよるが、その
製造条件における使用鉄粉の粒度は１０メッシュ篩を通
過する粒度、亜鉛または亜鉛合金の溶融体に対する鉄粉
の投入量は、重量比で１０〜９０係、反応温度は４００
〜５００℃、反応時間は２〜１０分程度であるのがよい
。

また反応生成物の粉砕の程度は、この粉砕によって、殼
部分の亜鉛または鉄亜鉛合金層の単離する量が殼部分の
量に対して３０％以下となるような程度とするのがよい
。

反応温度と鉄粒子の周囲に形成される合金層の厚さには
第２図に示すような関係がちシ、この合金層は約４９０
℃までは放物線的に成長し、４９０〜５２０℃でピーク
に達してから５２０〜５５０℃間を直線的に減少し、約
６０℃でほぼその成長が一定となる。

このような温度による合金層の生長の変化は、５２０℃
以上となると（δ１＋η）相がδ，相と溶融相に相変態
することによると理解される。

本発明材は鉄粒子の周囲に鉄亜鉛合金相および亜鉛から
なる殼を形成させるものであシ、この殼の形成に５００
℃以下の温度が好適であることは第２図から理解される
。

一方、４００℃よシ低い反応温度では合金層の成長が十
分ではなく、既述の如き諸特性をもったブラスト用材料
とすることが望めない。

この溶融亜鉛法によって製造した粒子の殼の構造は、反
応条件によっても変化するが、一般に、鉄核の側よシα
相、Ｆ相、δ１相、ζ相、またはη相よシなる。

α相は、公知の如く、鉄と亜鉛の固溶体であり、Ｆ相、
δ１相およびζ相は、それぞれ理論的には、Ｆｅ５Ｚｎ
２１（またはＦｅ３Ｚｎ１０のＦ１相）、ＦｅＺｎ７お
よびＦｅＺｎ１３の化学式を有する金属間化合物であり
、η相はＺｎの金属相である。

このようなことから、本発明材において鉄亜鉛合金相と
は、これら固溶体および金属間化合物のいづれかを包含
し、具体的にはα相、Ｐ相、δ１相またはζ相のいづれ
かを包含することを意味する。

金属間化合物の層はη相つまシ金属亜鉛よりも硬度が高
く（δ１相のＨｒ中２５０〜３５０，ζ１のコンパクト
相ではＨｒ中３５０〜５００，ζ相ゐＨｒ中１５０〜２
００程度であるのに対し、Ｚｎ相のＨｖ中３０〜６０程
である）この硬さの違いが本発明材の溶融亜鉛法による
製造性の面と本発明材のプラスト用途の面で種々の利益
をもたらす要因となることは既述のとおりである。

この溶融亜鉛法で使用する鉄粒子は、固体（炭素）還元
法、ガス還元法、アトマイズ法または機械的粉砕法など
の公知の鉄粉製造法によって得られた粒子を使用するこ
とができる。

そのさい、その鉄粒子の製造履歴にあわせて、冷間加工
や熱処理をこの鉄粒子に施し、その形状修正や性質を改
変しておくとよい。

すなわち、鉄粒子の形状を比較的円形に近いものとし、
また冷間加工によって表面硬化層を形成させた択熱処理
によって靭性を付与し、耐摩耗性および耐衝撃性の優れ
た鉄粒子とするのがよい。

さらには、合金化によって、靭性を一層向上させた粒子
を使用するのもよい。

この使用鉄粒子の耐摩耗性、耐衝撃性または靭性の付与
によって、溶融亜鉛と反応した反応生成物の破砕時にお
いて、複層粒子の粉化、つまり複層状態がくづれた粒子
の生成を防止することができると共に、この複層粒子の
プラスト時においても、高いブラストエネルギーのもと
でも鉄核が破壊するのを防止することができる。

このブラスト時における鉄核の破壊については、その破
壊の原因となるクラツクが発生していても、または投射
時に発生したとしても、このクラツクに亜鉛が拡散して
完全な粒子を形成することがその原因であると考えられ
るが、実際面では鉄核の破壊という現象はほとんど生じ
ないことを確認した。

また、使用する亜鉛については、金属亜鉛は比較的脆く
、特に衝撃値が低いので、ブラスト用材の使用の仕方に
よってはこの亜鉛殼の衝撃値を高めたい場合に、この製
造時の亜鉛浴に３〜５係のアルミニウムや０．５〜１．
０係の銅を添加してその形成される殼の衝撃値を高めて
おくとよい。

例えば非鉄金属に対する研掃やつや出し処理に本発明の
ブラスト用材料を適用する場合にはこの亜鉛合金の殻を
有する材料を用いるのがよい場合がある。

次に本発明のブラスト用材料の浸透亜鉛法による製造法
について述べる。

この方法は鉄または鉄合金の粒子（固体）と亜鉛蒸気を
反応させる方法である。

具体的には、所定の粒径の鉄または鉄合金の粒子群と亜
鉛粉末とを混合し、あるいはさらにハロゲン化アンモン
もしくは塩化物を０．５〜３係程度追添し、この混合物
を鉄製もしくは炭化硅素製の円筒状容器に充填して密閉
し、４００〜７００℃の温度で３〜２０分間の加熱処理
によって亜鉛を拡散浸透せしめ、鉄粒子の周囲に鉄亜鉛
合金相および亜鉛の殻を形成させる。

このバッチ法に代えて、前記の混合物をスクリュ一式ま
たはプシミア式の外熱型の密閉炉に連続的に供給し、４
００〜７００℃の温度で３〜２０分間反応させても同様
の生成物を得ることができる。

生成物は、いづれも、簡単な解粒摩鉱処理によ択鉄核と
鉄亜鉛合金および亜鉛の殼とからなる独立した複層粒子
群となる。

この浸透亜鉛法に使用する鉄粒子について、まだ生成し
た複層粒子の性質や構造等については、溶融亜鉛法につ
いて述べだのと実質上同様であ択既に述べた如き各種の
使用の仕方によって独特の効果を発揮するブラスト用材
料となる。

以下に本発明材料の代表的な製造法の実施例を述べ、得
られた成品の特性試験結果を示す。

実施例 １ （溶融亜鉛法） ＋１６メッシュ約５０係を有する鉄粒子を衝撃式粉砕で
粉砕または摩砕したあと、鉄粒子中の粗大クラツクを除
去して、１６メッシュ以下とした鉄粒子を、炭化硅素か
らなる円筒状の容器に充填し、トンネルキルン炉を用い
て、温度９２０℃、滞留時間６時間、で焼鈍したあと、
さらに衝撃粉砕機で解粒摩鉱して１６〜３２メッシュ、
３２〜４８メッシュ、４８〜６０メッシュ、６０〜８０
メッシュ、８０〜１５０ １５０メッシュの各メッシ
ュの粒度に篩別し鉄粒子の原料とした。

次に、鋳鉄製の容器で亜鉛合金（組成、アルミ４係、銅
０．５％、残亜鉛）を溶融して浴の温度を６２０℃±５
℃に保持し、この溶融亜鉛と前記の鉄粒子を表１に示す
条件で混合反応させ、しかる後大気中に放出して冷却し
、得られた生成物をハンマーミルで粗粉砕、次いで高速
衝撃式粉砕機パルペライザーで粉砕摩鉱して後篩別した
。

得られた粒子の特性を表２に示した。

次に表２の粒子についてその特性試験を行った。

（ａ） 塩水噴霧試験 表２の各粒度別に、５係の塩水による塩水噴霧による発
錆試験を行ったが７ケ月経過した現在また発錆はみられ
ない。

（ｂ） 摩耗試験 表２の試料のうち１６〜３２メッシュのものを１ １ｃ
９秤量して回転速度８０００ｒ−ｐ−ｍの高速衝撃粉砕
機による摩耗試験を実施した。

またその発錆試験を行った。

その結果を表３に示しだ。なお、表２の試料のうち３２
〜６０ ．６０〜８０．８０〜１５０メッシュのものに
ついては、１６〜３０メッシュのものに比較し質量も減
少する結果、その投射エネルギーも減少するため摩耗量
は１６〜３２メッシュのものよりも一層少ない。

（ｃ） 鋼板を研掃した後の塩水噴霧試験鋼板に表２
の粒子を投射して研掃した加工物を、５係塩水による塩
水噴霧試験を行った。

その結果従来の研掃材を投射して研掃した加工物が２時
間で発錆したのに比較し１６０時間発錆がみられなかっ
た。

以上の試験結果から本発明法による鉄を嵌とし、その鉄
核の周囲に亜鉛または亜鉛合金相の殻を有するショット
プラスト用研掃材は、研掃材としての耐摩耗性、耐衝撃
性を有し、特に不動態成膜を形成しがたい鉄系の研掃に
最適である。

すなわち、研掃材を投射して研掃する過程において凝着
磨耗的作用によって、被研掃材の表面に物理的コーテン
グによって均一な亜鉛または亜鉛合金層が形成される。

この亜鉛または亜鉛合金は鉄に対して陰極保護作をして
被研掃材の防錆効果を発揮する作用を供する。

表２の粒子の粗織を写真１に示しだ。

中心部はＣ；０．４〜０．６％のパーライト組織を示し
、この核と金属間化合物相の境界で核側にα相、そのα
相から外殻に向ってｒ相、δ１相、ζ相、η相となって
いる。

ζ相は機械的粉砕により摩砕されその層は薄く従ってδ
１相とη相のごとくなっている。

またこの合金相の判別にあたっては、その組織と硬さを
測定して評価した。

金属間化合物の成長は鉄と反応温度、時間および鉄に対
する亜鉛の量によって異ってくる。

特に合金相としてζ相は脆いため比較靭性を有するδ１
相中でもｃｏｍｐａ−ｃｔなδ１相とすることによって
研掃材としての耐摩耗を有する合金殼を得ることができ
る。

この金属間化合物相とするだめの条件が表１に示したも
のである。

また表２の粒子のＥＰＭＡ． Ｋ ヨルＺ ｎ −Ｋａ
ｌＯ線分析およびＺｎ分布状態について写真２，３に示
した。

実施例 ２ ※ （浸透亜鉛法） 実施例１に使用したと同じ鉄粒体を表４に示した条件で
混合し、亜鉛の酸化皮膜の除去を目的とし０．６係の塩
化アンモンをさらに混合し、この混合体を鉄製の円筒状
の管に充填して密閉し、反応温度が５５０℃になるよう
にあらかじめ炉の温度を６５０℃に保持したところに入
炉し、急加熱して鉄に亜鉛を浸透拡散せしめ、５５０℃
で５分間保持した後、出炉し、大気中で冷却し管よシ取
出し解粒して複層粒子を得た。

この浸透亜鉛法の特徴は亜鉛の融点以上となっても亜鉛
粉末は酸化皮膜のため凝集せず、また液状とならなくと
も浸透層の成長速度に不連続性は極められない点にあ択
原料鉄粒体に均一な金属間化合物の殼を形成でき、且つ
粒体相互の焼結も実質上ない点である。

このため原料鉄に殼の厚さ（合金成長層）の増加した相
似形の鉄を核とし、鉄核の周囲に金属間化合物の殼が形
成された複層粒子が得られる。

したがって溶融亜鉛法のごとき粉砕を必要としない。

得られた複層粒子の組織は、ｒ相、δ１相、ζ相よりな
択 η相はほとんど見られず、色はほのかな白色系とな
っているところが溶融亜鉛法と若干異なるところで内部
の組織は同じである。

この方法で得られた研掃材はζ相が溶融法に比較し厚い
層を形成するため研掃材としてこのままの状態で使用し
た場合、初期摩耗率が大きくなる。

このためあらかじめ、摩砕して、ζ相を除去した後研掃
材として供給するのがよい。

実施例 ３ 前記実施例１の溶融亜鉛法に従って、Ｆｅ：約７０重量
係、Ｆｅ−Ｚｎ合金層：約３０重量係（この合金層中の
Ｚｎ量は約２５係）の、鉄核の周囲に鉄亜鉛合金層を介
して鉄亜鉛合金を被着した複層粒子の集合体からなるブ
ラスト材料を作り、これをＳＳ４１の鉄板の表面にタン
ブラー型ブラスト機を用いて、投射スピード５５ｍ／Ｓ
ｅ０１ 投射量１ ０ ０ｋ＋？／ｍｉｎｓ投射時間１
５分の研掃条件で研掃した。

また、比較のために、３２〜６０メッシュのスチール・
グリットの表面に各種のバインダーを用いて１５０メッ
シュ以下の純亜鉛末を被着させたブラスト材料を作った
。

製造にさいしては、３２〜６０メッシュのスチール・グ
リソト７０重量部と１５０メッシュ以下の純亜鉛末３０
重量部を、シリコングリース、軽油、エピコート、また
はパラフィンのバインダー約３重量部の存在下で攪拌し
て、スチール・グリットの表面に純亜鉛末を被着させた
ブラスト材料を作った。

これらの結合剤使用のブラスト材料を上記と同じ研掃条
件でＳＳ４１鉄板表面を研掃した。

いずれの場合も鉄板表面に亜鉛被膜が形成された。

これらの亜鉛被覆鉄板の耐銹性を調べるために以下の発
錆テストを実施した。

試料を５％食塩水に８時間浸漬し大気中に１６時間放置
する処理を１サイクルとして、このサイクルを発錆する
まで繰り返した。

発錆は判定は、試料表面の発錆面積が０．１０％になっ
た点を発錆点とし、この発錆点に達するまでのサイクル
数で耐銹性を評価した。

その結果を表５にしめしだ。表５の結果から、本発明の
研掃材は、結合剤を用いて作った亜鉛被覆研掃材に比べ
て、これをプラストしたときに極めて耐銹件の優れた研
掃表面を形成できることがわかる。

実施例 ４ 鉄粉を成形加圧力４Ｔ／ｃｒｒＬ２で加圧成形した密度
が６． ５ ５ ｇ ／ｃ１１ｌ２の成形体を１１２０
℃×３０分間ＲＸガス中で焼結した鉄系焼結品に対して
、実施例３で使用したのと同じ本発明の研掃材を、タン
ブラー型ブラスト機を用いて、投射量１００ｉｃｇｌ分
二投射速度：５２ｍ／ｓｅｃの研掃条件で研掃処理した
。

また、比較例として、３２〜６０メッシュのスチール・
グリット２００ｋｑに１５０メッシュ以下の亜鉛末を機
械的に混合した研掃材を同じ焼結品に対して同じ研掃条
件で研掃処理した。

研掃処理された焼結品表面を電子顕微鏡およびＥＰＭＡ
で表面封孔状態および亜鉛の圧着状態を調べた。

その結果、本発明材の処理では焼結品の封孔処理が完全
に行われかつ圧着状態も均一であった。

これに対し、比較材の処理では封孔が不完全で亜鉛の被
着状態も粗で不均一であった。

さらに、研掃処理された焼結品を実施例３と同じ発錆テ
ストに供したところ、本発明材の処理品は発錆点が７サ
イクルであった。

これに対し、比較材の処理品は発錆点が０．２サイクル
であった。

また、温度６０℃、湿度９０係の恒温恒湿条件下に８時
間、温度２０℃、湿度６０係の恒温恒湿条件下に１６時
間保持する処理を１サイクルとして実施例３の試験とお
なじ発錆点を調べた。

その結果、本発明材の処理品は発錆点が９サイクルであ
てあったのに対し、比較材の処理品の発錆点は２サイク
ルであった。

また、海岸より５００ｍの大気中において、地上よ〃、
３ ０ｃｍ， ６ ０ｃｍ， ９ ０ｃｍのところ
に大気暴露下に放置したところ、本発明材によるいずれ
の個所の処理品も３ケ月経過した後において発錆点に達
していないのに対し、比較材の処理品はいずれも８日目
で発錆点に達した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うブラスト用材料の代表的な構造を
示す拡大断面図、第２図は反応温度と合金層の生長の関
係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄亜鉛合
   金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立し
   た複層粒子の集合体からなるブラスト用材料。 ２ 鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄亜鉛合
   金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立し
   た複層粒子の集合体からなるブラスト用材料を、鉄また
   は鉄合金の表面に投射することを特徴とする鉄または鉄
   合金表面の亜鉛コーテング法。 ３ 鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄亜鉛合
   金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立し
   た複層粒子の集合体からなるプラスト用材料を、塗装に
   供される金属系または非金属系の物質の塗装前の表面に
   投射することを特徴とする被塗装面の下地処理法。 ４ 鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄亜鉛合
   金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立し
   た複層粒子の集合体からなるブラスト用材料を、建材ま
   たはこれに類する軟質材料の表面に投射することを特徴
   とする軟質材の表面処理法。