JPS63241151A - 耐食性および加工性にすぐれた合金めつき鋼材の製造法 - Google Patents
耐食性および加工性にすぐれた合金めつき鋼材の製造法Info
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- JPS63241151A JPS63241151A JP7552887A JP7552887A JPS63241151A JP S63241151 A JPS63241151 A JP S63241151A JP 7552887 A JP7552887 A JP 7552887A JP 7552887 A JP7552887 A JP 7552887A JP S63241151 A JPS63241151 A JP S63241151A
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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）
本発明は亜鉛をベースとするめっき鋼材の製造法に関す
るもので、さらに詳しくは、ＺｎにＡｊ。
るもので、さらに詳しくは、ＺｎにＡｊ。
Ｆｅ、 Ｓｉ、 Ｍｇを含有する合金めっき層を有する
耐食性および加工性にすぐれた合金めっき鋼材の製造法
に関するものである。
耐食性および加工性にすぐれた合金めっき鋼材の製造法
に関するものである。
（従来の技術とその問題点）
薄板、形鋼、ボルト、鋼線等の鉄鋼材料の耐食性ならび
に加工性の向上を目的として、近年、多くの亜鉛をベー
スとする合金めっき技術が開発されている。例えば、特
公昭４６−７１６１号公報にはＺｎ−Ａｌ系、特公昭５
４−３３２２３号公報にはＺｎ−Ａｊ−Ｍｇ系、特公表
５７−５００４７５号公報にはＺｎ−Ａｊ−ミツシュメ
タル系、特開昭５６−１１２４５２号公報にはＺｎ−Ａ
ｊ−Ｎａ系、特開昭５８−１７７４４６号公報にはＺｎ
−ｋｌ−５１系、特公昭６０−３３８９２号公報にはＺ
ｎ−Ａｊ−Ｓｔ−Ｍｇ系が公表されている。
に加工性の向上を目的として、近年、多くの亜鉛をベー
スとする合金めっき技術が開発されている。例えば、特
公昭４６−７１６１号公報にはＺｎ−Ａｌ系、特公昭５
４−３３２２３号公報にはＺｎ−Ａｊ−Ｍｇ系、特公表
５７−５００４７５号公報にはＺｎ−Ａｊ−ミツシュメ
タル系、特開昭５６−１１２４５２号公報にはＺｎ−Ａ
ｊ−Ｎａ系、特開昭５８−１７７４４６号公報にはＺｎ
−ｋｌ−５１系、特公昭６０−３３８９２号公報にはＺ
ｎ−Ａｊ−Ｓｔ−Ｍｇ系が公表されている。
これらは、いずれも溶融状態の合金めっき浴中に鋼材を
浸漬することにより、鋼材表面に浴組成と同じ組成のめ
っき層を付着せしめる方法であり、耐食性、加工性とも
に従来の亜鉛めっきより優れているものの、最近の過酷
な冷間加工、あるいは使用環境にてらして評価すると、
必ずしも十分な性能を有しているとは言えない。
浸漬することにより、鋼材表面に浴組成と同じ組成のめ
っき層を付着せしめる方法であり、耐食性、加工性とも
に従来の亜鉛めっきより優れているものの、最近の過酷
な冷間加工、あるいは使用環境にてらして評価すると、
必ずしも十分な性能を有しているとは言えない。
（発明の目的）
本発明の目的は耐食性ならびに冷間加工性が従来の亜鉛
をベースとする合金めっきにくらべて一段とすぐれてい
る合金めっき鋼材の製造法を提供することである。
をベースとする合金めっきにくらべて一段とすぐれてい
る合金めっき鋼材の製造法を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本発明の要旨は溶融亜鉛めっきにより鋼材表
面にＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させ、次いで、これをｌ’
： ２〜２５％、Ｓ：０．０１〜１％、Ｍｇ：０．０
１〜０．５％を含有する溶融亜鉛浴中に３〜３００ｓｅ
ｃ浸漬することにより、該合金層をＡｌ：１５〜４０％
、Ｆｅ：５〜４０％、Ｓｉ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．
０２〜１％、および残余が実質的にＺｎからなる組成の
めっき層となすことを特徴とする耐食性および加工性に
すぐれた合金めっき鋼材の製造法にある。
面にＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させ、次いで、これをｌ’
： ２〜２５％、Ｓ：０．０１〜１％、Ｍｇ：０．０
１〜０．５％を含有する溶融亜鉛浴中に３〜３００ｓｅ
ｃ浸漬することにより、該合金層をＡｌ：１５〜４０％
、Ｆｅ：５〜４０％、Ｓｉ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．
０２〜１％、および残余が実質的にＺｎからなる組成の
めっき層となすことを特徴とする耐食性および加工性に
すぐれた合金めっき鋼材の製造法にある。
以下、本発明の詳細な説明する。
はじめに、本発明にかかわるめっき層の成分について説
明する。
明する。
ＡＩ含有量に関しては、ＡＺは耐食性に有効な元素であ
るが、ＡＩ含有量が１５％未満では耐食性を保証するこ
とができず、一方、４０％を越えると加工性が劣化する
。よって、Ｍ含有量は１５〜４０％とする。Ｆｅ含有量
に関しては、Ｆｅ含有量が５％未満では加工性が不十分
であり、一方、４０％を越えると耐食性を保証すること
ができない。よって、Ｆｅ含有量は５〜４０％とする。
るが、ＡＩ含有量が１５％未満では耐食性を保証するこ
とができず、一方、４０％を越えると加工性が劣化する
。よって、Ｍ含有量は１５〜４０％とする。Ｆｅ含有量
に関しては、Ｆｅ含有量が５％未満では加工性が不十分
であり、一方、４０％を越えると耐食性を保証すること
ができない。よって、Ｆｅ含有量は５〜４０％とする。
Ｓｉは耐食性を向上させる元素であるが、含有■が０．
５％未満ではこの効果は期待できず、また、７％を越え
ると耐食性向上効果は飽和するため、その含有量は０゜
５〜７％とする。Ｍｇは従来、耐食性を改善する目的で
Ｚｎ−Ｎ系合金めっきに少量添加することが行なれわれ
でいるが、本発明者らは上記Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ−５ｉ系
合金層にＭｇが加わることにより、合金層の加工性なら
びに地鉄との密着性が著しく向上する新たな事実を発見
した。この場合、Ｍｇが０．０２％未満では効果が不十
分であり、一方、１％以上では効果が飽和するため、Ｍ
ｇ含有量は０．０２〜１％とする。
５％未満ではこの効果は期待できず、また、７％を越え
ると耐食性向上効果は飽和するため、その含有量は０゜
５〜７％とする。Ｍｇは従来、耐食性を改善する目的で
Ｚｎ−Ｎ系合金めっきに少量添加することが行なれわれ
でいるが、本発明者らは上記Ｚｎ−Ａｌ−Ｆｅ−５ｉ系
合金層にＭｇが加わることにより、合金層の加工性なら
びに地鉄との密着性が著しく向上する新たな事実を発見
した。この場合、Ｍｇが０．０２％未満では効果が不十
分であり、一方、１％以上では効果が飽和するため、Ｍ
ｇ含有量は０．０２〜１％とする。
本発明の最大の特徴は、上記の組成の合金めっき層を鋼
材表面に形成させるために以下の方法を創案した点にあ
る。すなわち、本発明者らはいったん溶融亜鉛めっき法
により鋼材表面にＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させたのち、
これをＡＪ、ＳｉおよびＭｇを含有する溶融亜鉛浴中に
浸漬すれば、きわめて短時間に浴中のＡＺ 、 Ｓ ｉ
およびＭｇをＺｎ−ｒｅ合金層内部へ拡散せしめること
ができるという従来なかったまったく新しい事実を発見
し、それにもとづいてめっき層組成を制御する方法を開
発した。また、Ｚｎ−Ｆｅ合金層は、周知の如く、本来
は耐食性、加工性ともに純亜鉛にくらべて劣るものであ
るが、本発明者らは上述の方法で、Δ／、 Ｓｉおよび
Ｍｇを富化されたＺｎ−Ｆｅ合金層はその構造を変え、
耐食性と加工性いずれについても純亜鉛めっきはもちろ
んのこと、従来のＺｎ−Ａｊ系合金めっきのいずれをも
凌駕する極めてすぐれたものであることを発見した。
材表面に形成させるために以下の方法を創案した点にあ
る。すなわち、本発明者らはいったん溶融亜鉛めっき法
により鋼材表面にＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させたのち、
これをＡＪ、ＳｉおよびＭｇを含有する溶融亜鉛浴中に
浸漬すれば、きわめて短時間に浴中のＡＺ 、 Ｓ ｉ
およびＭｇをＺｎ−ｒｅ合金層内部へ拡散せしめること
ができるという従来なかったまったく新しい事実を発見
し、それにもとづいてめっき層組成を制御する方法を開
発した。また、Ｚｎ−Ｆｅ合金層は、周知の如く、本来
は耐食性、加工性ともに純亜鉛にくらべて劣るものであ
るが、本発明者らは上述の方法で、Δ／、 Ｓｉおよび
Ｍｇを富化されたＺｎ−Ｆｅ合金層はその構造を変え、
耐食性と加工性いずれについても純亜鉛めっきはもちろ
んのこと、従来のＺｎ−Ａｊ系合金めっきのいずれをも
凌駕する極めてすぐれたものであることを発見した。
合金めっきに先立って鋼材表面にＺｎ−Ｆｅ合金層形成
させる目的は、その結晶構造の特徴を利用して短時間で
／Ｖ、ＳｔおよびＭｇを拡散浸透させるためである。し
かし、浴中浸漬時間が３ ｓｅｃ未満ではＡＪ ＋ Ｓ
ｉ ｒ ” ｇともに拡散は不十分であり、一方、３
００ｓｅｃを越えると地鉄との境界に脆弱なｌｎ−ＡＪ
−ｐ６金属間化合物が成長するため加工性が急激に劣化
する。
させる目的は、その結晶構造の特徴を利用して短時間で
／Ｖ、ＳｔおよびＭｇを拡散浸透させるためである。し
かし、浴中浸漬時間が３ ｓｅｃ未満ではＡＪ ＋ Ｓ
ｉ ｒ ” ｇともに拡散は不十分であり、一方、３
００ｓｅｃを越えると地鉄との境界に脆弱なｌｎ−ＡＪ
−ｐ６金属間化合物が成長するため加工性が急激に劣化
する。
第１表に合金めっき浴浸漬時間とめっき層の加工性との
関係を示す。ここでめっき層の加工性の評価は以下の方
法で行なった。直径３．２ ｍｍのめっき鋼線をダイス
を用いて伸線し、各パス毎にめっき層断面を光学顕微鏡
で観察することにより、０）式で示す伸線加工限界をも
ってめっき層の冷間加工性を評価することとした。
関係を示す。ここでめっき層の加工性の評価は以下の方
法で行なった。直径３．２ ｍｍのめっき鋼線をダイス
を用いて伸線し、各パス毎にめっき層断面を光学顕微鏡
で観察することにより、０）式で示す伸線加工限界をも
ってめっき層の冷間加工性を評価することとした。
ここで、ｄｏ：めっき鋼線（素線）の直径（素置）ｄ
：めっき層にミクロラックが発生したときの鋼線直径（
關） 第１表は合金めっき浴浸漬時間とめっき層の伸線加工限
界を示す表であるが、第１表に示すように、Ｍｇを含ま
ないめっき層は浸漬時間が２２０ｓｅｃ以上になると伸
線加工限界は７０％以下となり目標とする冷間加工性を
確保できない。しかし、Ｍｇが添加されることにより冷
間加工性は向上し、その結果、７０％の伸線加工限界を
確保できる浸漬時間は２６０ｓｅｃに延長される。以上
の結果より、ＡＪ！、ＳｔおよびＭｇを含有する溶融亜
鉛浴中の浸漬時間は３〜３００ｓｅｃとする。
：めっき層にミクロラックが発生したときの鋼線直径（
關） 第１表は合金めっき浴浸漬時間とめっき層の伸線加工限
界を示す表であるが、第１表に示すように、Ｍｇを含ま
ないめっき層は浸漬時間が２２０ｓｅｃ以上になると伸
線加工限界は７０％以下となり目標とする冷間加工性を
確保できない。しかし、Ｍｇが添加されることにより冷
間加工性は向上し、その結果、７０％の伸線加工限界を
確保できる浸漬時間は２６０ｓｅｃに延長される。以上
の結果より、ＡＪ！、ＳｔおよびＭｇを含有する溶融亜
鉛浴中の浸漬時間は３〜３００ｓｅｃとする。
浴のＭ含有量については、２％未満では拡散浸透に長時
間を要し、一方、２５％を越えると浴の酸化が激しくな
る。よって、浴のＭ含有量は２〜２５％とする。浴のＳ
ｉ含有量については、０．０１％未満ではＭと同様に拡
散浸透に長時間を要し、一方、１％を越えた場合にはも
はやＳｉが浴中に溶解しなくなる。このため、浴のＳｉ
含有量は０．０１〜１％とする。浴のＭｇ含有量につい
ては、０．０１％未満ではＭやＳｔと同様に拡散浸透に
長時間を要し、一方、０．５％を越えた場合には浴の酸
化が激しくなる。よって、浴のＭｇ含有量は０．０１〜
０．５％とする。
間を要し、一方、２５％を越えると浴の酸化が激しくな
る。よって、浴のＭ含有量は２〜２５％とする。浴のＳ
ｉ含有量については、０．０１％未満ではＭと同様に拡
散浸透に長時間を要し、一方、１％を越えた場合にはも
はやＳｉが浴中に溶解しなくなる。このため、浴のＳｉ
含有量は０．０１〜１％とする。浴のＭｇ含有量につい
ては、０．０１％未満ではＭやＳｔと同様に拡散浸透に
長時間を要し、一方、０．５％を越えた場合には浴の酸
化が激しくなる。よって、浴のＭｇ含有量は０．０１〜
０．５％とする。
（実施例）
直径３．２鶴の普通炭素鋼線の表面に溶融亜鉛めっき法
によりＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させ、次いで、このめっ
き層にＡＪ、５ｉおよびＭｇを拡散浸透させるために該
亜鉛めっき鋼線をＡＪ、ＳｔおよびＭｇを含有する溶融
亜鉛めっき浴中に浸漬した。また、比較材である２種類
の合金めっき鋼線は通常の溶融めっき法で製造した。め
っきの付ＭＷｋはいずれも約３００ ｇ／ｃｄとした。
によりＺｎ−Ｆｅ合金層を形成させ、次いで、このめっ
き層にＡＪ、５ｉおよびＭｇを拡散浸透させるために該
亜鉛めっき鋼線をＡＪ、ＳｔおよびＭｇを含有する溶融
亜鉛めっき浴中に浸漬した。また、比較材である２種類
の合金めっき鋼線は通常の溶融めっき法で製造した。め
っきの付ＭＷｋはいずれも約３００ ｇ／ｃｄとした。
耐食性の評価は、塩水噴霧（ＪＩＳ Ｚ２３７１）にお
ける赤錆発生時間を純亜鉛めっきと比較する方法で行な
い、下記（２）式で定量化した。
ける赤錆発生時間を純亜鉛めっきと比較する方法で行な
い、下記（２）式で定量化した。
また、めっき層の冷間加工性の評価は前述のめっき層の
伸線加工限界を求める方法で行ない、（１１式をもって
定量化した、 表２に合金めっきの製造条件、めっきＷＪ組成、および
めっき性能を示す。ここで、隘１〜阻５はＭ含有量、ｍ
６〜１ｌｈｌＯはＦｅ含有量、ｌｌ＆Ｌ１１〜磁１５は
Ｓｉ含有量、さらに、患１６〜隘２０はＭｇ含有量につ
いて、去れぞれが耐食性および加工性におよぼす影響を
示したものである。Ｎ１１１６および磁１７は比較材で
あるＺｎ−／Ｖ系合金めっき鋼線である。
伸線加工限界を求める方法で行ない、（１１式をもって
定量化した、 表２に合金めっきの製造条件、めっきＷＪ組成、および
めっき性能を示す。ここで、隘１〜阻５はＭ含有量、ｍ
６〜１ｌｈｌＯはＦｅ含有量、ｌｌ＆Ｌ１１〜磁１５は
Ｓｉ含有量、さらに、患１６〜隘２０はＭｇ含有量につ
いて、去れぞれが耐食性および加工性におよぼす影響を
示したものである。Ｎ１１１６および磁１７は比較材で
あるＺｎ−／Ｖ系合金めっき鋼線である。
表２に示すように、めっき層のＭ含有量を１６〜３８％
、Ｆｅ含有量を７〜３７％、ＳＳ含有量を０．７〜６．
８％、また、Ｍｇ含有量を０．０２２〜０．８２％とす
ることにより、耐食性が２．８倍以上、かつ、伸線加工
限界が８０％以上と比較材（１１ｈ１６および患１７）
のいずれとくらべても大幅にすぐれた性能を有するめっ
き鋼線が得られる。また、ｍ１４とＮｌ１１５を比較す
ると、めっき性能におよぼす合金層のＳｔの効果は７％
で飽和することがわかる。
、Ｆｅ含有量を７〜３７％、ＳＳ含有量を０．７〜６．
８％、また、Ｍｇ含有量を０．０２２〜０．８２％とす
ることにより、耐食性が２．８倍以上、かつ、伸線加工
限界が８０％以上と比較材（１１ｈ１６および患１７）
のいずれとくらべても大幅にすぐれた性能を有するめっ
き鋼線が得られる。また、ｍ１４とＮｌ１１５を比較す
ると、めっき性能におよぼす合金層のＳｔの効果は７％
で飽和することがわかる。
合金層のＭｇ含有量については、患１６は合金層のＭｇ
含有量が不足したいたため、伸線加工性が低く、一方、
１ｌｈ２０はめっき浴のＭｇ含有量が高いため、酸化物
が鋼線表面に付着し、このため、耐食性が劣化した。
含有量が不足したいたため、伸線加工性が低く、一方、
１ｌｈ２０はめっき浴のＭｇ含有量が高いため、酸化物
が鋼線表面に付着し、このため、耐食性が劣化した。
（発明の効果）
以上性べてきた如く、本発明によって製造された′ｗ４
線は耐食性がきわめてすぐれており、腐食の激しい環境
でも使用でき、また、伸線加工という著しく過酷な冷間
加工にも十分耐えうるすぐれた加工性を有するため、曲
げ加工やプレス加工を行なってもめっき層の剥離やクラ
ックは生じない。
線は耐食性がきわめてすぐれており、腐食の激しい環境
でも使用でき、また、伸線加工という著しく過酷な冷間
加工にも十分耐えうるすぐれた加工性を有するため、曲
げ加工やプレス加工を行なってもめっき層の剥離やクラ
ックは生じない。
以上、鋼線について述べてきたが、薄鋼板、形鋼、棒鋼
、ボルトなど一般の鋼材についても同様な方法で合金め
っきを行なうことで、耐食性ならびに加工性の良好な合
金めっき鋼材を製造することが可能である。
、ボルトなど一般の鋼材についても同様な方法で合金め
っきを行なうことで、耐食性ならびに加工性の良好な合
金めっき鋼材を製造することが可能である。
Claims (1)
- 溶融亜鉛めっきにより鋼材表面にＺｎ−Ｆｅ合金層を形
成させ、次いで、これをＡｌ：２〜２５％、Ｓ：０．０
１〜１％、Ｍｇ：０．０１〜０．５％を含有する溶融亜
鉛浴中に３〜３００ｓｅｃ浸漬することにより、該合金
層をＡｌ：１５〜４０％、Ｆｅ：５〜４０％、Ｓｉ：０
．５〜７％、Ｍｇ：０．０２〜１％、および残余が実質
的にＺｎからなる組成のめっき層となすことを特徴とす
る耐食性および加工性にすぐれた合金めっき鋼材の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7552887A JPS63241151A (ja) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | 耐食性および加工性にすぐれた合金めつき鋼材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7552887A JPS63241151A (ja) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | 耐食性および加工性にすぐれた合金めつき鋼材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241151A true JPS63241151A (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=13578815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7552887A Pending JPS63241151A (ja) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | 耐食性および加工性にすぐれた合金めつき鋼材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63241151A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63277733A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-15 | Nisso Kinzoku Kagaku Kk | ２浴法メッキ用亜鉛合金 |
| JP2001355054A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-12-25 | Nippon Steel Corp | 加工性に優れた溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板とその製造方法 |
| CN103834890A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-04 | 国家电网公司 | 输电铁塔及紧固件用防腐合金镀层及制备工艺 |
Citations (4)
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| JPS6052658A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-25 | 大阪富士工業株式会社 | 金筬およびその製造方法 |
| JPS60125360A (ja) * | 1983-12-12 | 1985-07-04 | Nippon Soda Co Ltd | 溶融亜鉛合金メッキ鋼材およびその製造方法ならびにフラックス組成物 |
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1987
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