JPS6021368A - 鋼帯の連続溶融めつき方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は銅帯の連続溶融めっき方法に係シ、特に銅帯の
めつき面を平滑にするのに好適な連続溶融めっき方法に
関する。

〔発明の背景〕

銅帯の連続溶融めっき法におりるめつき膜厚を調整する
方法は棟々の方法があるが、生産性、経済性及びその他
の観点から、めっき付着量を高速のガスをめっき面の溶
融金に号に吹付けて調節するガスワイピング法が主流で
ある。この方法は溶融金属の柚類によらず広く採用され
てお９、高速めつきに不可欠である。しかし、従来法で
はガスワイピングでめっき付着量を調節しためっき鋼板
は次に述べる如き大きな問題点があった。すなわち、ガ
スワイピング時のガス圧の脈動、銅帯の振動等により溶
融金８の（ツ着量の均一制御が困何詠ため、めっき面の
平滑性が著しく損なわれるという問題である。

一般にめっき銅板は何らかの加工を施こされて使用され
る。特にプレス力１江等のムシを使用する場合は、めっ
き面の凹凸による板厚の不均一状態のため加工精度が著
しく損なわれる。さらにめっき面の凹凸は光沢ムラある
いは塗装ムラなどの原因ともなり外観を著しく低下させ
る問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、平滑性のすぐれた溶融めっき鋼板を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の銅帯の連続溶融めっき方法は、下記（ａ）〜（
Ｃ）の工程、 （ａ）　銅帯を溶融金属めっき浴に連続的に浸漬して該
銅帯の片面または両面に溶融金属を付着せしめる工程、 （ｂ）　銅帯をめっき浴から取出した後溶融金属付着面
をガスワイピングすることによシ溶融金属めつき膜厚を
制御する工程、および （Ｃ）　前記めっき膜の少なくとも表面層をめっき金属
の融点以上の温度に保持し、該表面層をリフローさせて
平坦にする工程、 を順次含むことを特徴とする。

銅帯の溶融めっきにおいて、銅帯は、一般的には、めっ
き浴温度よシも高い温度でめっき浴に浸漬される。これ
はめつき浴温度の保持を銅帯温度との温度差で行なうた
めである。したがって、めりき浴中から鋼帯が大気中に
引き上げられて、冷却が開始されると銅帯とめっき金属
表面の温度に差が生じ、めっき金属が凝固点に達すると
、先ず表面から凝固が開始され、順次、内部まで凝固が
進み、めっき皮膜を形成する。めっき金属付着量制御の
ガスワイピングは、この凝固過程の途中でおこなわれる
。ガスワイピングは前述した如く、ガス圧を完全に一定
に保持する事はできない。ガス圧は０．０１〜０．０２
　Ｋｆ／ｃｍ２（変動幅）の変動で、その変動サイクル
は約２００〜２５０Ｈｚが一般的である。また、めっき
後の鋼板のめっき面の平滑性の検討では、めっきライン
速度ｉｏｏｍ／―でめっきした場合、銅帯の流れ方向に
約０．５〜０．８ｃｍの間隔で、±５μｍ程度のめっき
厚さの不均一が認められた。今、めっきライン速度が１
００ｍ／―であることから、銅帯はガスワイピング装置
部を約１．６７　ｍ　／　ｓで通過することになる。上
記した如く、ガス圧の脈動サイクルは約２００〜２５０
Ｈ２であることがら、計算すると０．６７〜０．８４ｃ
ｒｎの間隔になる。したがって、めっき面の凹凸はガス
ワイピング時に発生するものと推定した。

ガスワイピング時及び通過直後のめつき金属の状態は、
前述した如く、めっき金属表面が先に凝固を始めるため
、皮膜内部では液相であって流動性を保持していても表
面の流動性がないため、最早平滑にはならない。

そこで種々の研究を重さね、ガスワイピング後で、めっ
き金属が凝固点に達し、表面が固相、内部が液相状態の
時に銅帯を加熱して、めっき金属表面を再溶融させて流
動性を付与すれば、めっき金属自体の表面張力により、
０．５・−０，８ｃｍ間隔の±５μｍ程度の凹凸は消失
し、極めて平滑性の良いめっき皮膜が得られることを見
出した。

第１図はガスワイピング後の銅帯の加熱温度とその温度
の保持時間と溶融アルミめっき金属の平滑性との関係を
示すグラフである。第１図で平滑性の表示のおおよその
目安は◎は±１μｍ以下、Ｏは±１〜±２μｍ１△は±
２〜±４μｍ、×は±４μｍ以上である。図から明らか
なようにめっき金属（Ａ４−９％Ｓｉ）のりフロー（再
溶融）による表面の平滑性はめつき金属の加熱温度とそ
の温度の保持時間に影響を受ける。加熱温度が６４５ｔ
ｌ：では１秒間温度保持すれば極めて平滑性の良い（±
１μｍ以下）電気めっき相当の表面がイｑられる。加熱
温度が６３０Ｃでは２秒間の温度保持が必要である。６
１５Ｃ以下では加熱温度及び保持時間により平滑性の向
上は認められるが、保持時間が長くなると装ばか大型に
なり実用性は低下することから実用上は６１５Ｃ以上が
望ましい。

第２図は溶融亜鉛めっき側・１板の４ノ合を示す。亜鉛
めっきの場合もアルミめっきの場合と同様の傾回を示し
た。めっき金属の温度を４４０Ｃに１秒間保持すれば、
４３０Ｃでは２秒間、４２０Ｃでは３秒間保持すれば電
気亜鉛めっき鋼板と同等の極めて平滑性の良い（±１μ
ｍ以下）めっき皮膜が得られる。４１０Ｃ以下の加熱温
度でも平滑性の向上は認められるが、その程度は小さく
実用的でない。

第１図及び第２図に示した如く、ガスワイピング後の鋼
板を再加熱すれば平滑性の優れためつき皮膜が得られる
。

ここで肝要なのは加熱保持時間である。保持時間が長く
なると鋼板素地とめつき金属の合金化反応が進み、めっ
き金属皮膜が硬く、しかも脆くなる傾向がある。めっき
金属の種類にもよるが、一般的には１〜２秒間が適当で
ある。

加熱の手段としては高周波による迅速加熱がある。これ
は非常に有効であるが、加熱の順は先ず鋼板が高周波電
流によシ直接加熱され、次いで、熱伝導によりめっき金
属が加熱される。

めっき面の表面側より輻射熱によシ加熱する方法は合金
化反応を抑制しながら、めっき面の平滑性を向上させる
のに有効な加熱方法である。ガスワイピング直後の銅板
全バーナの燃焼炎で直接加熱する方法は極めて実用的で
ある。また、銅帯の冷延油を焼却する酸化炉あるいは無
酸化炉の燃焼廃ガスで銅帯を保温しながら、バーナで加
熱する方法も良い。また、ガスソイピング時のガ２温度
をめつき金属の融点以上としてガスワイピングを行なつ
７ｃ鎌、バーナで加熱すれば比較的短時間で千ｍ化力ｉ
■能である。きらに、レーザ、プラズマ、太陽光の集光
などの方法も短時間の加熱にはイｊ効な１段である。

腟だ、ガスワイピング後のめつき膜表面のみが６ノ（固
し、めっき膜内部までは完全に固化しないうち、すなわ
ちめっき膜が十分来秋ｔｑｔ保持している間に、鋼板の
両面を加熱ロール等で加圧処理することも有効な手段で
ある。

本発明は銅帯の片面めっきおよび両面めっきのいずれに
も通用することができる。片面めっきの場合は銅帯のめ
つき不要面に公知のめつき阻止剤例えばカーボン皮膜を
形成してめっきが行われる。

〔発明の実施例〕

実施例１ 第３図に示す溶融アルミめっきラインを使用し、溶融ア
ルミめっきを実施した。銅帯１は無酸化炉２に入り、こ
こで鋼帯１に刺着している冷延油などを燃焼させた後、
スロート３を通り還元炉４に入る。還元炉４では銅帯表
面の酸化物を水素−窒素混合ガスにより還元して、銅帯
表面を清浄にする。次に鋼帯１は還元炉４と同じ雰囲気
の冷却帯５に入り、めっきに適切な温度まで冷却される
。

次に鋼帯１は溶融めっき浴６に浸漬され、ジンクロール
７ｔ−経て大気中に引出され、ガスワイピング装置８に
より、めっき量が調節される。ここでめっき浴から６５
０Ｃで引き出された鋼板の表面温度は約６３０Ｃまで降
下する。ガスワイピング装置８を通過した鋼帯１は再加
熱用バーナ装置９により加熱され、めっき金属表面がリ
フローし、表面張力によりめっき面が平滑になる。次い
で鋼帯１は溶融アルミが凝固するまで自然冷却した後、
冷却装置１０によυ空気を吹付けて強制冷却される。本
実施例では鋼板加熱用のＬＰＧ（液化プロパンガス）バ
ーナｆ：銅帯の両側に３０本配置し、ガスワイピング後
の銅帯温度を６４５Ｃで１．５秒間保持した。これによ
り得られたアルミめっき鋼板のめつき面の表面を表面粗
さ計で測定した。その結果、比較のための従来法即ち、
ガスワイピングの後全く加熱しない方法では平均めっき
厚さ約２０μｍｎであり、また、めっき面には±５μｍ
１ピッチ０，７ｍのうねり状の凹凸が発生しているのに
対し、本発明になる実施例では、めっき厚さは約２０μ
ｍでそのうねりが±０．６μｍに減少し、極めて平滑性
に優れたアルミめっき鋼板が得られた。

実施例２ 第３図と同様のめつきラインを使用し、亜鉛めっきを実
施した。鋼帯１は実施例１と同様にしてガスワイピング
装置８を通過後、再加熱バーナ９により鋼板温度４４０
Ｃに１．５秒間加熱される。

この場合の表面粗さは±０．８μｍであった。なお、往
来法による亜鉛めっき鋼板の表面粗さは±４．３μｍで
あった。この時の平均めっき厚さは約１８μｍであった
。

実施例３ ε１４図は基本的には第３図、第４図と同様であるが、
ガスワイピング後の銅帯の１４加熱法が異なるものであ
る。１ｉｌｉ１ａ帯１は実施例１及び２と同様の工程に
より亜鉛めっきを施し、次いでガスワイピング装置８に
より、めっき量を調節する。その後、約４２０Ｃの銅帯
を高周波加熱装置１１により４−４０Ｃに１秒間加熱す
る。高周波加熱装置１１は箱型のコイル（内寸法１２０
０Ｘ２００ｍｍ）で銅帯の進行方向のコイル幅を２．０
ｍにしたものである。このコイルに周波数４００ＫＨ２
の高周波を発振させた。

めっき後の鋼板のめつき厚さは平均約２０μｍで、めっ
き面の表面粗度は±０．６μｍで電気亜鉛めっき鋼板と
同等であった。なお、比較のための高周波加熱をしなか
った場合は±５．２μｍの粗さが平均０．６ｃ１ｎのピ
ッチで発生していた。このことからも高周波による短時
間の加熱はめつき面の平滑化に極めて有効であることが
明らかである。

実施例４ 実施例３と全く同様にし、ガスワイピング時のガス温度
を４００Ｃに加熱したものを用いて、めっき址を調節し
、その後、高周波加熱した。この場合、高周波のコイル
幅を１．０ｍにし、加熱時間を０．５秒間とし、周波数
４００ＫＨ２を用いた。

この結果、実施例３と同様に亜鉛めっき面の表面粗さを
従来の１／１０である±０．７μｍに軽減でき、極めて
平滑性の優れた亜鉛めつきり１１板が得られたつ 実力１ｕ例５ 第５図に示すめっきラインで実施した。鋼帯１は実施例
１及び２と同様の工程で亜鉛めっきされる。めっき浴を
出た鋼帯ｌは無酸化炉２の燃焼廃ガスｌ入管１２で導い
てめっき浴面上からガスワイピング装置８及び再加熱バ
ーナ９を覆う保熱器１３に入れ、この部分の保温を行な
う。保温器内の雰囲気温度は３５０ｔｌｌ”である。こ
の装置内において、カスワイピング後の銅帯をＬＰＧバ
ーナーの燃焼炎で、銅帯温度が４５（１１’、０．５秒
間保持できるように加熱した。平均めっき厚さは約２１
μｍであった。めっき後の銅帯の表面粗さは、従来の１
／１２である±０．５μｍでアシ、極めて平ｒｔｉ性の
優れた亜鉛めっき鋼板が得られた。

実施例６ 第・６図に示すアルミめっきラインで実施した。

鋼帯１は実施例１と同様の工程でアルミめっきされる。

めっき浴６を出た鋼帯１はガスワイピング装置８により
、めっき付着量（平均めっき厚さ約ｔぐ′ ２０μｍ）ｙ！調節される。次に、表面温度を６５０Ｃ
に保持した加熱ロール１４によりめっき鋼板に圧下率０
．１％で加圧処理した。その後、冷却装置１０により強
制冷却したつ本実施例の加熱ロールはロール径２００ｗ
Ｉｎで表面粗度±０．５μｍである。

冷却後の鋼板のめつき面の粗さを測定した結果、±０．
７μｍであり、極めて平滑性の優れたアルミめっき鋼板
が得られた。

〔発明の効果〕 本発明によれば従来の連続溶融めっき法の難点であった
めつき面の平滑性を大幅に改善でき、電気めっきと同等
の平滑めっき鋼板の製造が可能である。本発明を用いる
ことによシ、その平滑度を従来の１０倍以上優れたもの
にできる。従って、溶融めっき鋼板の加工性、美観など
を大幅に向上でき、用途の著しい拡大が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融アルミめっき鋼板の平滑性の検討結果を、
第２図は溶融亜鉛めっき鋼板の平滑性の検討結果を示す
グラフ、第３図〜第６図は本発明の一実施例で用いため
つき装置ａの断面略図である。 １・・・鋼帯、２・・・無酸化炉、３・・・スロート、
４・・・還元炉、５・・・冷却帯、６・・・溶融金属め
っき浴、７・・・ジンクロール、８・・・ガスワイピン
グ装置、９・・・再加熱用バーナ装置、１０・・・冷却
装置、１１・・・高周波加熱装置、１２・・・燃焼廃ガ
ス導入管、１３・・・保ｓ、＝Ｊ 冶１図 ４ヂ拍〜Ｂ今間（Ｓ） 第１頁の続き ０発　明　者　吉田富雄 東京都千代田区神田駿河台四丁 目６番地株式会社日立製作所内 ０出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　下記（ａ）〜（Ｃ）の工程、 （ａ）　銅帯を溶融金属めっき浴に連続的に浸漬して該
   銅帯の片面または両面に溶融金属を付着せしめる工程、 （ｂ）　銅帯をめっき浴から取出した後溶融金属付着面
   をガスワイピングすることにより溶融金屑めつき膜厚全
   制御する工程、および （Ｃ）　前ＷＱめっき膜の少なくともり〈面層をめっき
   金ｆｆ１ｇの融点以上の温度に保持し、該表面層をリフ
   ローさせる工程、 ’ｆｆ１Ｊｌｌα次含むこと全特徴とする銅帯の連続溶
   融めっき方法。 ２、　前記（Ｃ）工程において、めっき金属の融点以上
   の４展に保持するために、めっきｊ戻または会！ｊ１帯
   をΦ°ル躬熱、高周波加熱、バーナ火炎により加熱する
   ことを特徴とするｌＩ’Ｊｒ許請求の１ｉｉｉｉ囲第１
   項記載の銅帯の連続溶融めっき方法。 ３、めっき金属の融点以上のガスを用いてガスワイピン
   グを行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の銅帯の連続溶融めっき方法。 ４、　前記（Ｃ）工程を保温器内で行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項または第３項記載の銅帯の連続
   溶融めっき方法。 ５、前記（ｂ）工程を保温器内で行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項または第４項記載の銅帯の連続溶
   融めっき方法。 ６、（ｃ）工程をめっき金属の融点以上に加熱したロー
   ルを用い、加圧しながら行うことｆ：特徴とする特許請
   求の範囲第２項、第４項または第５項記載の銅帯の連続
   溶融めっき方法。