JPH0256424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属、無機材料、プラスチツク等の
各種基材上に、亜鉛とアルミニウムの擬合金被膜
を形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

鋼板の表面に、亜鉛、アルミニウム、亜鉛・ア
ルミニウム合金等、鉄より卑なる金属を溶射する
ことにより、（溶射金属の犠性防食作用を利用し
て）基材金属を腐食より保護する方法は広く用い
られていた。（例えば特公昭52―10406号公報等参
照） 特に、亜鉛・アルミニウム合金からなる溶射被
膜は、亜鉛又はアルミニウム単独の溶射被膜より
も耐食性の良好なことが知られていた。（例えば、
溶射ハンドブツク：日本溶射協会編1986年） しかしながら亜鉛・アルミニウム合金は、展性
に乏しく、そのため線材として使用可能な合金の
組成範囲は極めて限定されていた。特にアルミニ
ウムの含有率が高くなる程、展性が小さくなる傾
向が認められた。

従つて、現在の溶射用の線材として使用されて
いる組成は、アルミニウムの含有率が13〜15重量
％程度のものに限られていた。

又、前記合金の場合には、合金化処理と、線材
化処理とが必要であり、それ故経済的には不利な
面があつた。

加うるに、前記合金を溶射しても、得られる被
膜は、塩水を噴霧すると、数日内に金属光沢を失
い黒変するため、使用時の美観上の問題もあつ
た。

これらの各種問題点を解決するために、二本の
線材、例えば、亜鉛線とアルミニウム線を使用
し、その間にアークを発生させて溶射し、亜鉛と
アルミニウムとの混合した溶射被膜を得ようとす
る試みがなされている。その様な試みに於ては亜
鉛とアルミニウムの比率を一応かなり自由に変え
ることができるが、アーク溶射条件としては、融
点の高い方の金属（アルミニウム）に合わせる必
要があり、融点の低い方の金属（亜鉛）は溶射過
程で一部揮散しロスとなり、同時に、酸化反応等
が進行する傾向があり、その結果、溶射線材の組
成と得られた溶射被膜の組成が大きく異なるとい
う欠点があつた。また、溶射効率の低下や、作業
環境の悪化をまねくという問題点も看過できない
ものであつた。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の如き従来の溶射方法における
各種問題点を解決もしくは改良することを目的と
し、性能の優れた溶射被膜を、より効率よく形成
する方法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明に於ては、 亜鉛線材、アルミニウム線材、及びこれらの合
金線材から選ばれた２本の線材を減圧内アーク溶
射方法により同時に基材上に溶射し、かくて防食
性や耐久性のよい亜鉛・アルミニウム擬合金被膜
を形成しようとするものである。

〔発明の具体的内容〕

本発明の方法において、溶射が施される被溶射
「基材」としては、ダル鋼板、みがき鋼板、黒皮
鋼板、ケレンした錆鋼材、溶接鋼板、鋳物鋼板等
の各種鋼板類、コンクリート、スレート板等の各
種無機材料、各種プラスチツク、其の他金属等の
ものが含まれる。

これらの基材は、通常溶射を行う前に表面の粗
面化処理を行う。その処理方法のうち、最も一般
的なのはブラスト法であり、更に具体的にはグリ
ツト、サンド、シヨツトブラスト法などを用いる
ことが出来る。この他にも表面の研磨、エツチン
グなどによる公知の粗面化方法は適宜使用出来
る。

尚、基材の形状や厚み等の点でブラスト処理が
困難な場合には、平均粒子径が５〜200μmの珪
砂、アルミナ、炭化珪素等の比較的硬い粒子を、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル―ウレタ
ン樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性合成樹脂に対し
て25〜400容量％の範囲で分散して得られる液状
樹脂組成物（希釈剤として水又は有機溶剤を用い
た水系あるいは溶剤系組成物）を、基材上に10〜
300ｇ／m²の割合で塗布する方法を用いることが
好ましい。

次に、本発明の方法に使用される「溶射方法」
は、円筒状に噴射される低温の空気流を利用し
て、中心部を周辺部より減圧させた環境下で連続
的に金属線材を電気的にアーク溶融させ、同時に
前方の噴射気流中に吸引し、粉砕させ、急冷却さ
せ、液状の過冷却状態で溶射金属粒子を基材上に
溶射する減圧内アーク溶射方法である。該溶射方
法は、特公昭47―24859号及び特開昭61―167472
号等に開示されている。

本発明の方法は、前記溶射方法において亜鉛線
材、アルミニウム線材及びそれらの合金線材から
選ばれた２本の線材を使用し、これらを同時に基
材上に溶射する方法である。

前記の如く、本発明の方法において使用される
「線材」は、亜鉛線材、アルミニウム線材及び亜
鉛とアルミニウムとの合金線材とからなる群から
選ばれた２本の線材であり、これらを種々組合せ
て使用することが可能である。

例えば、亜鉛線材とアルミニウム線材、亜鉛―
アルミニウム合金線材と亜鉛線材等の組合せが考
えられる。

尚、線材の組合せ、線材の太さ、あるいは搬線
速度等を変えることにより、溶射被膜中の亜鉛と
アルミニウムの比率を変えることができるが、本
発明においては亜鉛とアルミニウムの比率は
Zn／Al＝90／10〜50／50（重量比）、特に好まし
くは80／20〜60〜40の範囲にする必要がある。

前記特定範囲を越えた場合には、本発明の目的
の一つである溶射被膜の防食性能が亜鉛あるいは
アルミニウム単独の金属を溶射した場合と同等も
しくはそれ以下に低下するので、いずれの場合も
好ましくない。

本発明に方法に於て、金属溶射後の表面は、そ
のままの状態で充分に目的とする防食性能を有す
るが、さらに表面を封孔処理（塗装）あるいは上
塗り塗装することにより、より一層長期間にわた
る防食性能を得ることもできる。

前記塗装に使用されるバインダーの種類につい
ては、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリ
ル樹脂系等のような通常塗料用として用いられる
ものが使用可能である。これらはその用途に応じ
て適宜使いわけることができる。又、前記塗装の
効果をより一層向上せしめるために、溶射被膜表
面を研磨した後、さらに封孔処理（塗装）や上塗
り塗装することも可能である。

かくして、本発明の方法によれば、従来の溶射
方法に比して、比較的低温状態で金属の溶射が可
能となるため、金属の酸化などによる変質や、揮
散などを防ぐことができる。また、生成する溶射
被膜は歪が小さく、それ故溶射被膜を厚くするこ
とができるという特長を有する。

特に、亜鉛線材及びアルミニウム線材を使用し
て亜鉛―アルミニウム擬合金を形成せしめる場合
に、通常のアーク溶射方法においては、アーク温
度は融点の高いアルミニウムに合わせる必要があ
り、その結果融点の低い亜鉛の揮散、あるいは酸
化によるロスが生じ、均質な擬合金被膜の形成が
難しく、しかも溶射被膜の組成は使用する線材量
からズレるため溶射被膜の組成のコントロールが
極めて困難であるという欠点があつたが、本発明
においてはこのような問題点を全て解決できる。

以下、本発明の詳細を実施例により説明する。

実施例 １ 100×100×２mmのSS41鋼板をグリツドブラス
ト処理を行つた後、減圧内アーク溶射材〔(株)パン
アートクラフト社製PA―100〕を用いて、亜鉛―
アルミニウム擬合金被膜を以下のようにして作成
した。

溶射に用いた線材は、直径1.1mmの亜鉛線材及
び直径1.1mmのアルミニウム線材であり、これら
を搬線速度4m／分、電圧14V、電流100A、空気
圧５Kg／cm²、空気流量１m³／分、溶射距離20cmの
条件で溶射した。

得られた亜鉛―アルミニウム擬合金被膜の厚さ
は50μmであり、溶射被膜中のZn／Alの比率は
72／28（重量比）であつた。

溶射被膜の垂直引張強度は80Kg／cm²であり、密
着性は非常に優れたものであつた。

又、3000時間の塩水噴霧試験をおこなつたが、
溶射被膜は若干の白錆が発生したのみで、赤錆の
発生は全く見られず優れた防食性を示した。

実施例 ２ 前記実施例１と同様にグリツドブラスト処理を
施したSS41鋼板に、直径1.3mmの亜鉛線材と、直
径1.1mmのアルミニウム線材を使用して、PA―
100により溶射を行つた。

溶射条件は、電圧16V、電流120Aにした以外
は実施例１と同様にした。

得られた亜鉛―アルミニウム擬合金は厚さ
70μmで、被膜中のZn／Alの比率は79／21（重量
比）であつた。

溶射被膜の垂直引張強度は60Kg／cm²であり、密
着性は非常に優れたものであつた。

又、3000時間の塩水噴霧試験の結果も実施例１
と同様に優れたものであつた。

実施例 ３ 100×200×２mmのポリフエニレンエーテル・ポ
リスチレン複合体樹脂（エンジニアリングプラス
チツク社製、ノリル樹脂）の表面をサンドブラス
ト処理した後、PA―100により亜鉛―アルミニウ
ム擬合金被膜を次のようにして作成した。

溶射に用いた線材は、直径1.3mmの亜鉛―アル
ミニウム合金（アルミニウム含有量13重量％）線
材及び直径1.3mmのアルミニウム線材であり、溶
射条件は、実施例２と全く同様にした。

得られた溶射被膜の厚さは70μmであり、溶射
被膜中のZn／Al比率は60／40（重量比）であつ
た。

溶射被膜の垂直引張強度は55Kg／cm²であり、又
3000時間塩水噴霧試験後の溶射被膜も全く変化せ
ず、良好な耐久性を示すものであつた。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、従来作成の困難であつ
た均一な亜鉛―アルミニウム擬合金被膜を容易に
得ることができる。即ち、低温で溶射が可能なこ
とから、二種の溶射線材を組合せても低融点側の
金属の揮散や酸化を防ぐことが出来、しかも溶射
効率や作業環境の面で従来のものに比して著しく
優れており、従つて経済性の面からの効果も大き
い。

又、本発明の方法により得られた亜鉛―アルミ
ニウム擬合金溶射被膜を有する鋼板の防食性は、
従来の亜鉛又はアルミニウム溶射鋼板のそれより
格段に優れたものであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛線材、アルミニウム線材、及びこれらの
   合金線材からなる群から選ばれた線材の２本を、
   減圧内アーク溶射方法により同時に基材上に溶射
   し、Zn／Al＝90／10〜50／50（重量比）の亜鉛・
   アルミニウム被膜を得ることを特徴とする溶射被
   膜の形成方法。 ２ 減圧内アーク溶射方法は、円筒状に噴射され
   る低温の空気流を利用して、中心部を周辺部より
   減圧にした環境下で連続的に金属線材をアーク溶
   融し、次いで前方の噴射気流中に溶融金属を吸引
   し、粉砕し、液状の過冷却状態で該粒子を基材上
   に溶射する方法である特許請求の範囲第１項記載
   の溶射被膜の形成方法。