JPS6134166A - ステンレス鋼材への半田合金溶融メツキ方法 - Google Patents
ステンレス鋼材への半田合金溶融メツキ方法Info
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- JPS6134166A JPS6134166A JP59155911A JP15591184A JPS6134166A JP S6134166 A JPS6134166 A JP S6134166A JP 59155911 A JP59155911 A JP 59155911A JP 15591184 A JP15591184 A JP 15591184A JP S6134166 A JPS6134166 A JP S6134166A
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- C23C2/30—Fluxes or coverings on molten baths
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はステンレス鋼材−１の半田合金溶融メ。
生方法に関する。
（発明の背景）
普通鋼板類に対する半田合金の溶融メッキは古くから行
なわれているか、半［］］合金は均一に溶融メッキする
ことが比較的困離とされ、種々の１′夫が行なわれ゛こ
いる。然しなから、このように種々の下火ヲ伺１．ｉつ
−Ｃも均一・でピンホールのない被膜を得ることは困難
とされ、又例え少数でもピンホールが存在すると、そこ
かり腐食が進行し、そのために溶融メッキ後の表面処理
が必要となり、斯るピンホールの管理のために工程を複
雑なものとしている。
なわれているか、半［］］合金は均一に溶融メッキする
ことが比較的困離とされ、種々の１′夫が行なわれ゛こ
いる。然しなから、このように種々の下火ヲ伺１．ｉつ
−Ｃも均一・でピンホールのない被膜を得ることは困難
とされ、又例え少数でもピンホールが存在すると、そこ
かり腐食が進行し、そのために溶融メッキ後の表面処理
が必要となり、斯るピンホールの管理のために工程を複
雑なものとしている。
これに対しステンレス鋼材への半田合金皮膜メッキでは
例えピンホールがあっても半田合金が犠牲陽極となって
、そこから腐食が進行するごとがないためメンテナンス
フリーの外装用建材としての用途の拡大が考えられ■、
加うるに色調もステンレス鋼自体に比し遥かに好ましい
ものとなるなどの利点を有するものであるが、ステンレ
ス鋼は半ロ１濡γ１．性が悪い金属の一つとして知られ
ているため、密着性にずくれた均一な半田合金を溶融メ
ッキすることは困難であった。
例えピンホールがあっても半田合金が犠牲陽極となって
、そこから腐食が進行するごとがないためメンテナンス
フリーの外装用建材としての用途の拡大が考えられ■、
加うるに色調もステンレス鋼自体に比し遥かに好ましい
ものとなるなどの利点を有するものであるが、ステンレ
ス鋼は半ロ１濡γ１．性が悪い金属の一つとして知られ
ているため、密着性にずくれた均一な半田合金を溶融メ
ッキすることは困難であった。
（発明の構成）
本発明は種々研究の結果、前処理特に酸洗、予備フラッ
クスの塗布、Ｓｎを２〜２５％含有する半田合金浴上の
特足フラックスの使用の一連の工程の組合−１により、
密着性、均一性、外観などのすくれた被膜を形成するこ
とに成功したものである。
クスの塗布、Ｓｎを２〜２５％含有する半田合金浴上の
特足フラックスの使用の一連の工程の組合−１により、
密着性、均一性、外観などのすくれた被膜を形成するこ
とに成功したものである。
鉛は鉄とは合金を作らないことから合金を作り易いＳｎ
を若干加えることによりメッキし易くなることは知られ
ているが、Ｓｎは高価なため、できるだけ少くすること
が望ましい。然しながら、Ｓｎが少なすぎると半田合金
の付着が悪くなり前述の通りピンホールが発住し易くな
る。また半田合金中のＳｎ含有量が多いとこの半田メブ
キ鋼板が室外で使用された場合に雨水などの中に溶出す
る量が比較的多くなり、Ｓｎ含有量の少ないものと比べ
て相対的に寿命か知かくなる。以−ヒの理由によりステ
ンレス鋼板の表面に溶融メッキされる単１１１１合金と
してはＳｎ、２〜２５％を含有し、残部Ｐｂ及び不可避
的に混入するｓｂなどの不純物より成る合金が適してい
る。
を若干加えることによりメッキし易くなることは知られ
ているが、Ｓｎは高価なため、できるだけ少くすること
が望ましい。然しながら、Ｓｎが少なすぎると半田合金
の付着が悪くなり前述の通りピンホールが発住し易くな
る。また半田合金中のＳｎ含有量が多いとこの半田メブ
キ鋼板が室外で使用された場合に雨水などの中に溶出す
る量が比較的多くなり、Ｓｎ含有量の少ないものと比べ
て相対的に寿命か知かくなる。以−ヒの理由によりステ
ンレス鋼板の表面に溶融メッキされる単１１１１合金と
してはＳｎ、２〜２５％を含有し、残部Ｐｂ及び不可避
的に混入するｓｂなどの不純物より成る合金が適してい
る。
本発明は密着性が良く、均一性、美観にずくれた半田合
金皮膜をステンレス鋼板の表面に形成させることを目的
とし、このためにメッキされるステンレス鋼板に３〜４
０％の塩酸又はＺｎＣ１ｚ及び５ｎＣ１２の１種又は２
種を含有する３〜４０％の塩酸（以後、゛塗布フラック
ス゛と称する）を塗布した後、ＺｎＣｌ□を主成分とす
るフラックス（以後、“溶融フラックス”と称する）を
浮遊させた半田合金溶融浴に浸漬するものであ為。本発
明において、上記のような塗布フラックスと溶融フラッ
クスとの使用はいずれが欠けても本発明の目的が達成さ
れない重要な要件であり、両者の組合せによってはしめ
て密着性の良い、均一、美麗な半田メッキができるもの
である。
金皮膜をステンレス鋼板の表面に形成させることを目的
とし、このためにメッキされるステンレス鋼板に３〜４
０％の塩酸又はＺｎＣ１ｚ及び５ｎＣ１２の１種又は２
種を含有する３〜４０％の塩酸（以後、゛塗布フラック
ス゛と称する）を塗布した後、ＺｎＣｌ□を主成分とす
るフラックス（以後、“溶融フラックス”と称する）を
浮遊させた半田合金溶融浴に浸漬するものであ為。本発
明において、上記のような塗布フラックスと溶融フラッ
クスとの使用はいずれが欠けても本発明の目的が達成さ
れない重要な要件であり、両者の組合せによってはしめ
て密着性の良い、均一、美麗な半田メッキができるもの
である。
溶融フラックスとしては従来、溶融錫メッキに用いられ
る塩化亜鉛（ＺｎＣ１ｚ ）および亜鉛メッキに用いら
れる塩化亜鉛（ＺｎＣ１２）−塩化アンモニウム（Ｎ１
１４ＣＩ ）の混合物（通常モル比１：１）或はこれに
若干の塩化ナトリウム（Ｎａｉｌ） 、塩化カリウム（
にＣ１）などを添加した溶融フラックスがそのま＼使用
できることを知見した。この熔融フラックスは３２０〜
３８０℃に加熱された半田合金の溶融浴表面を数籠く２
０〜２００ｍ）の厚さで覆っているため、空気による半
田合金の酸化を防止し、これにより密着性のよい半田メ
ッキが可能となる。このように、ＺｎＣ１□を含む溶融
フラックスで覆われた半田合金溶融浴に３〜４０％のＨ
ｃＩを塗布したステンレス銅板を浸漬すると溶融フラッ
クス中のＺｎＣ１ｚと塗布フラックスのＩＩｃＩ との
相乗作用によりステンレス銅板表面の不働態皮Ｉｔ！
（極めて薄い酸化皮膜）が破壊され、ステンレス銅素地
が瞬間的に露出して半田合金によるメッキが達成される
ものと推測される。従って、極（短時間に効率よく不働
態皮膜を破壊するためには、ある程度以上のＯＣ＋ Ｖ
ｌｊ５＆が必要であり、３％以下では殆どその効果が認
められない。またｕｃｔＮａ度の高い方が不働態皮膜の
破壊が容易になり、より確実に半田メッキが可能となる
が、４０％以上ではＨＣＩガスの蒸発が著しく実際上取
扱いが困難となるためステンレス鋼に塗布する塩酸の濃
度は３〜４０％が適当である。また、塩酸中に少量のＺ
ｎＣ１□またはＳｎＣ１ｇ或はその両者を含有させてお
くと前述不働態皮膜の破壊がより確実となり安定した半
田メッキができる。この理由はまだ充分には解明されて
いないが、ＺｎＣ１，や５ｎＣＩ ｚがステンレス鋼の
不働態皮膜を還元性雰囲気で破壊するためと考えられる
。このＺｎＣ１，と５ｎＣＩ□は１％程度の少量でも充
分その効果を現わすが、通常３％以上、ＺｎＣ１ｚでは
２０％以下、ＳｎＣ’ｌｔでは１０％以下の添加が望ま
しい。
る塩化亜鉛（ＺｎＣ１ｚ ）および亜鉛メッキに用いら
れる塩化亜鉛（ＺｎＣ１２）−塩化アンモニウム（Ｎ１
１４ＣＩ ）の混合物（通常モル比１：１）或はこれに
若干の塩化ナトリウム（Ｎａｉｌ） 、塩化カリウム（
にＣ１）などを添加した溶融フラックスがそのま＼使用
できることを知見した。この熔融フラックスは３２０〜
３８０℃に加熱された半田合金の溶融浴表面を数籠く２
０〜２００ｍ）の厚さで覆っているため、空気による半
田合金の酸化を防止し、これにより密着性のよい半田メ
ッキが可能となる。このように、ＺｎＣ１□を含む溶融
フラックスで覆われた半田合金溶融浴に３〜４０％のＨ
ｃＩを塗布したステンレス銅板を浸漬すると溶融フラッ
クス中のＺｎＣ１ｚと塗布フラックスのＩＩｃＩ との
相乗作用によりステンレス銅板表面の不働態皮Ｉｔ！
（極めて薄い酸化皮膜）が破壊され、ステンレス銅素地
が瞬間的に露出して半田合金によるメッキが達成される
ものと推測される。従って、極（短時間に効率よく不働
態皮膜を破壊するためには、ある程度以上のＯＣ＋ Ｖ
ｌｊ５＆が必要であり、３％以下では殆どその効果が認
められない。またｕｃｔＮａ度の高い方が不働態皮膜の
破壊が容易になり、より確実に半田メッキが可能となる
が、４０％以上ではＨＣＩガスの蒸発が著しく実際上取
扱いが困難となるためステンレス鋼に塗布する塩酸の濃
度は３〜４０％が適当である。また、塩酸中に少量のＺ
ｎＣ１□またはＳｎＣ１ｇ或はその両者を含有させてお
くと前述不働態皮膜の破壊がより確実となり安定した半
田メッキができる。この理由はまだ充分には解明されて
いないが、ＺｎＣ１，や５ｎＣＩ ｚがステンレス鋼の
不働態皮膜を還元性雰囲気で破壊するためと考えられる
。このＺｎＣ１，と５ｎＣＩ□は１％程度の少量でも充
分その効果を現わすが、通常３％以上、ＺｎＣ１ｚでは
２０％以下、ＳｎＣ’ｌｔでは１０％以下の添加が望ま
しい。
半田メッキされるステンレス鋼材は予め酸洗し、表面の
酸化皮膜を除去すると同時に表面を凹凸に冨んだ状態と
することにより半田メッキの密書性や均一性を高めるこ
とができる。酸洗に用いられる酸洗液としては硝弗酸（
例えば３ ％ＨＩ’ １５％ＨＮＯ＋）や王水（例え
ば１２％ＨＣ１２０％）ＩＮ（１＋）などの硝酸系酸洗
液が好ましい。但しこのような酸洗液を使用する場合は
充分に水洗して１（ＮＯ，を完全に除去する必要がある
。これは硝酸が残存すると硝酸は酸化力が強いためにス
テンレスの表面に強固な不働態皮膜ができ易くなり、半
田メッキが困難となるためである。
酸化皮膜を除去すると同時に表面を凹凸に冨んだ状態と
することにより半田メッキの密書性や均一性を高めるこ
とができる。酸洗に用いられる酸洗液としては硝弗酸（
例えば３ ％ＨＩ’ １５％ＨＮＯ＋）や王水（例え
ば１２％ＨＣ１２０％）ＩＮ（１＋）などの硝酸系酸洗
液が好ましい。但しこのような酸洗液を使用する場合は
充分に水洗して１（ＮＯ，を完全に除去する必要がある
。これは硝酸が残存すると硝酸は酸化力が強いためにス
テンレスの表面に強固な不働態皮膜ができ易くなり、半
田メッキが困難となるためである。
また半田メッキしようとするステンレス鋼材に油脂類や
汚れが付着している場合には予め脱脂しておく必要のあ
ることは謂うまでもない。脱脂方法としては一般に金属
の脱脂方法として利用されている有機溶剤による洗浄や
アルカリ水溶液による脱脂が適当である。
汚れが付着している場合には予め脱脂しておく必要のあ
ることは謂うまでもない。脱脂方法としては一般に金属
の脱脂方法として利用されている有機溶剤による洗浄や
アルカリ水溶液による脱脂が適当である。
本発明の対象としているステンレス鋼材は、一般に最も
多く使用されている１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ１ｌｉや１６
％Ｃｒ鋼だけではなく、種々の合金元素を含むステンレ
ス鋼やＣｒを４〜１０％程度しか含まない低クロムステ
ンレス鋼が含まれる。これらのステンレス鋼は表面にク
ロムの酸化物を主成分とする不働態皮膜を生ずる性質が
あり、これが半田合金の付着性を著しく害しているため
、通常のロジンフラックスによっては、均一で密着性の
よい半田メッキはできないが、本発明によれば以下に示
す実施例における比較試験結果より明らかなように容易
にこれが可能となる。
多く使用されている１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ１ｌｉや１６
％Ｃｒ鋼だけではなく、種々の合金元素を含むステンレ
ス鋼やＣｒを４〜１０％程度しか含まない低クロムステ
ンレス鋼が含まれる。これらのステンレス鋼は表面にク
ロムの酸化物を主成分とする不働態皮膜を生ずる性質が
あり、これが半田合金の付着性を著しく害しているため
、通常のロジンフラックスによっては、均一で密着性の
よい半田メッキはできないが、本発明によれば以下に示
す実施例における比較試験結果より明らかなように容易
にこれが可能となる。
以下に、本発明の特徴を実施例によってさらに詳しく説
明する。
明する。
実施例
５ＵＳ３０４ （１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ１１１）およ
び５ＩＪＳ４３０（１６，５％Ｃｒ鋼）の２種類のステ
ンレス鋼板（板厚０．３鶴、表面仕様２［３）を７０Ｘ
１５０＋ｎ＋の大きさζこ切断して試験片を作り、トリ
クロールエチレ々で洗浄して脱脂した後、２０℃の３％
１１ Ｆ−１５％ｌｌＮ０．’水溶液中に２分間浸漬し
て酸洗した。さらに流水中にて充分に洗浄した後、種々
の濃度の塩酸またはＺｎＣ１ｚ及び５ｎＣ１２を含む種
々の深度の塩酸を塗布した後（これらの塩酸溶液を前ｊ
ホの通り“塗布゛フラックス゛と称する） ＺｎＬ：１
２６５％、Ｎｉ＋、ｃ＋ ２５％、Ｎａｆ：１１０％
より成るフラックス（以下前述の（２）リパ溶融フラン
クス”と称する）を表面上に２０額程度浮遊させた８０
％Ｐｂ−２０％Ｓｎ又は９０％Ｐｂ−１０％Ｓｎ合金溶
融浴（３６０℃）中に浸漬し、３０秒間保持した後秒速
３ ｃｍの速さで引き上げた。
び５ＩＪＳ４３０（１６，５％Ｃｒ鋼）の２種類のステ
ンレス鋼板（板厚０．３鶴、表面仕様２［３）を７０Ｘ
１５０＋ｎ＋の大きさζこ切断して試験片を作り、トリ
クロールエチレ々で洗浄して脱脂した後、２０℃の３％
１１ Ｆ−１５％ｌｌＮ０．’水溶液中に２分間浸漬し
て酸洗した。さらに流水中にて充分に洗浄した後、種々
の濃度の塩酸またはＺｎＣ１ｚ及び５ｎＣ１２を含む種
々の深度の塩酸を塗布した後（これらの塩酸溶液を前ｊ
ホの通り“塗布゛フラックス゛と称する） ＺｎＬ：１
２６５％、Ｎｉ＋、ｃ＋ ２５％、Ｎａｆ：１１０％
より成るフラックス（以下前述の（２）リパ溶融フラン
クス”と称する）を表面上に２０額程度浮遊させた８０
％Ｐｂ−２０％Ｓｎ又は９０％Ｐｂ−１０％Ｓｎ合金溶
融浴（３６０℃）中に浸漬し、３０秒間保持した後秒速
３ ｃｍの速さで引き上げた。
以上の操作により試験片表面には半田合金がメッキされ
るが、この際上記フラックス（塗布フラックス、溶融フ
ラックス）が充分にその効果を発揮した場合には半田メ
ッキの仕上り面は平滑で均一な表面となるが、上記フラ
ックスのいずれか又は双方の作用が不充分であると下表
より明らかなように仕上り面番こ凹凸を生じたり、甚だ
しい場合には半田の付着しない部分が生し、目視観察に
よっても容易にフラックスの効果を確認することができ
る。
るが、この際上記フラックス（塗布フラックス、溶融フ
ラックス）が充分にその効果を発揮した場合には半田メ
ッキの仕上り面は平滑で均一な表面となるが、上記フラ
ックスのいずれか又は双方の作用が不充分であると下表
より明らかなように仕上り面番こ凹凸を生じたり、甚だ
しい場合には半田の付着しない部分が生し、目視観察に
よっても容易にフラックスの効果を確認することができ
る。
下表第１表に半田メッキの試験結果を示す。比較のため
に７容融フラツクスを用いないで半田メ・ツキした場合
の結果も併せて示す。
に７容融フラツクスを用いないで半田メ・ツキした場合
の結果も併せて示す。
−Ｆ表に８いて、Ｎ０５〜１（）、１５〜１９．２４〜
２６、：（１〜；づ３は本発明法Ｇこよっ−Ｃ半１ｆｌ
メッキした試験片であるか、い＝＋’γ１．も平滑で均
一７．（メッキ面（ごく一部Ｇこおいて凹凸がみられる
ものもある）であるのＧこ対し７容側Ｉフラツクスを用
いないでメッキしたＮｎ３４〜４３或は墜布フラックス
を用いなかった階１．１１．２０．２７及びｑ布フラン
クスとしての肛１濡度が低くずぎたＩＩ＆１．４．１４
．２３．３０はいずれもハンダのイ＋ｊ着が不充分であ
るか、メッキ面の凹凸が大きく、商品価値の全くないも
のであった。
２６、：（１〜；づ３は本発明法Ｇこよっ−Ｃ半１ｆｌ
メッキした試験片であるか、い＝＋’γ１．も平滑で均
一７．（メッキ面（ごく一部Ｇこおいて凹凸がみられる
ものもある）であるのＧこ対し７容側Ｉフラツクスを用
いないでメッキしたＮｎ３４〜４３或は墜布フラックス
を用いなかった階１．１１．２０．２７及びｑ布フラン
クスとしての肛１濡度が低くずぎたＩＩ＆１．４．１４
．２３．３０はいずれもハンダのイ＋ｊ着が不充分であ
るか、メッキ面の凹凸が大きく、商品価値の全くないも
のであった。
前記の本発明法によって半田メッキした試験片を１８０
°密着曲げしたところ曲は部でのメッキ面の割れや剥離
は全くみられず、′加工性は良好であった。又ごれらの
試験片を５ＬＪＳ３０４及び５ＩＪＳ４３０の素材とと
もに１年間大気暴露試験したところ、素材には点状の発
錆が多くみられたのに対して半田メッキされた試験片は
暗灰色の色調を呈して発錆はセくみられなかった。
°密着曲げしたところ曲は部でのメッキ面の割れや剥離
は全くみられず、′加工性は良好であった。又ごれらの
試験片を５ＬＪＳ３０４及び５ＩＪＳ４３０の素材とと
もに１年間大気暴露試験したところ、素材には点状の発
錆が多くみられたのに対して半田メッキされた試験片は
暗灰色の色調を呈して発錆はセくみられなかった。
以上述べたように不発明は従来困難とされていたステン
レスクｉｉｌ ＋Ｎへの極めＣ′Ｆ滑で均一な半田メッ
キを口１能とするものであり、得られた製品はすくれた
７ＪＩＩ 、Ｊ−性や配錆性を有するため、外装用建材
などに多くの用途が見込まれるものである。
レスクｉｉｌ ＋Ｎへの極めＣ′Ｆ滑で均一な半田メッ
キを口１能とするものであり、得られた製品はすくれた
７ＪＩＩ 、Ｊ−性や配錆性を有するため、外装用建材
などに多くの用途が見込まれるものである。
Claims (4)
- （１）ステンレス鋼材に半田合金を溶融メッキするに当
り、当該ステンレス鋼材に３〜４０％塩酸水溶液を塗布
した後、塩化亜鉛を主成分とするフラックスを表面上に
浮遊させた半田合金溶融浴に浸漬することを特徴とする
ステンレス鋼材への半田合金溶融メッキ方法。 - （２）ステンレス鋼材に半田合金を溶融メッキするに当
り、上記３〜４０％塩酸水溶液の代りに、塩化亜鉛又は
塩化第一錫の一方又は両刃を溶解させた３〜４０％塩酸
水溶液を使用する特許請求の範囲第（１）項記載の方法
。 - （３）ステンレス鋼材に半田合金を溶融メッキするに当
り、上記塩酸水溶液を塗布するのに先立ち、当該ステン
レス鋼材を脱脂後硝酸系溶液にて酸洗する特許請求の範
囲第（１）、（２）項記載の方法。 - （４）ステンレス鋼材に半田合金を溶融メッキするに当
り、半田合金の組成をＳｎ２〜２５％、残部Ｐｂ及び不
可避的不純物とする特許請求の範囲第（１）〜（３）項
各項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59155911A JPS6134166A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | ステンレス鋼材への半田合金溶融メツキ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59155911A JPS6134166A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | ステンレス鋼材への半田合金溶融メツキ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134166A true JPS6134166A (ja) | 1986-02-18 |
Family
ID=15616203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59155911A Pending JPS6134166A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | ステンレス鋼材への半田合金溶融メツキ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134166A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005294A1 (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-02 | International Lead Zinc Research Organization, Inc. | Method of producing tin-free lead coatings on steel |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52156734A (en) * | 1976-06-23 | 1977-12-27 | Sumitomo Electric Industries | Molten plating method |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP59155911A patent/JPS6134166A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52156734A (en) * | 1976-06-23 | 1977-12-27 | Sumitomo Electric Industries | Molten plating method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005294A1 (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-02 | International Lead Zinc Research Organization, Inc. | Method of producing tin-free lead coatings on steel |
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