JPS62274090A - Al−Mn合金めつき金属材料 - Google Patents

Al−Mn合金めつき金属材料

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JPS62274090A
JPS62274090A JP11869486A JP11869486A JPS62274090A JP S62274090 A JPS62274090 A JP S62274090A JP 11869486 A JP11869486 A JP 11869486A JP 11869486 A JP11869486 A JP 11869486A JP S62274090 A JPS62274090 A JP S62274090A
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Junichi Uchida
淳一 内田
Hirohisa Seto
瀬戸 宏久
Atsuyoshi Shibuya
澁谷 敦義
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、耐食性に優れたAl合金めっき金属材料、特
にAl−Mn合金めっき層を設けた鋼材などの金属材料
に関する。
(従来の技術) MもしくはAl合金めっき金属材は優れた耐食性、美麗
さ、無毒性など多(の利点を有していることは良く知ら
れている。しかし、このAlもしくはAl合金めっきは
、水溶液からの電析が不可能なため1、溶融金属浸漬法
、真空蒸着法、有機溶媒浴あるいは溶融塩電解浴による
電気めっき法等によって実施されている。このうち、現
在では、主として溶融金属浸漬法が使用されているが、
この方法では、その対象がほとんどAl単体のめっきで
あり、しかも、薄めつきが困難であり、かつ処理温度が
700℃を超えるため合金層の生成、母材への悪影響と
いった問題がある。
そこで近年、後者の溶融塩電解浴によるAlの電気めっ
き法が着目され、より優れた耐食性を有するへQ−Mn
合金めっきが捉案されている(特公昭43−18245
号)。
これによると、Al−Mn合金めっき層は、亜鉛やAl
めっき層のように鋼材に対し、犠牲防食性を有する皮膜
として働くのではなく、スズめっき層の場合と同様に障
壁として働くとされている0本発明者等も同様にして(
後述の鉄の制御を行わずに)、鋼板上にへQ−Mn合金
めっきを行ったところ、優れた耐食性を有することが確
認されたが、その場合、めっき層の端面をシールし、め
っき層に欠陥がないことが必要であった。すなわち、め
っき材の一般的な使用例としてめっき層端面が露出した
場合や、加工等によってめっき層に欠陥がある場合は、
塩水噴霧試験において約1日、大気曝露試験で約10日
で赤錆が発生した。これは、めっき皮膜の腐食電位が鋼
板の腐食電位より責であること、すなわち、犠牲防食性
が全く無いことに起因するものであった。
(発明が解決しようとする問題点) ここに、本発明の目的は、Al−Mn合金めっきによる
裸耐食性、特にAl−Mn合金めっき層の端面あ゛るい
は欠陥部における耐食性を改善したAl−Mn合金めっ
き金属材を提供することである。
(問題点を解決するための手段) ゛  本発明者等は、Al−Mn合金めっきのこの重大
な欠点を改善する方法を鋭意検討した結果、Al−Mn
合金めっき皮膜中の不純物である鉄が腐食電位に大きく
関与していることを見出した。
第1図は、冷延鋼板を母材に、これにAl−20%Mn
合金をめっきした場合のめっき皮膜中のFe含育量と4
0℃の5%NacQ溶液中の腐食電位との関係をグラフ
に示すものである0通常の鋼材の腐食電位が約−0,6
V(vs、 Ag/AgC2)であることを考えると、
皮膜中の鉄含を量が約0.5重量%を超えると、めっき
皮膜の電位は鋼材母材の腐食電位より責になってしまう
ため、犠牲防食性が期待できないことは明らかである。
不純物としての鉄は、他の不純物とは異なり、極めて混
入し易い、原料塩に混入している場合はもちろんのこと
、めっきセル材料からの溶出さらには、基体金属である
鋼材からの溶出による混入も大きい。
第2図は、母材として鋼板を使い、めっき電流密度10
 A/cls”、 20A/d+s” ?! )h つ
tk 処理シタ14合、溶融塩電解浴中の鉄濃度とめっ
き皮膜中の鉄濃度との関係を示すグラフである。第2図
に示すように、めっき浴中にわずか20〜30 ppm
Feが含まれるだけでめっき皮膜中に0.5重量%混入
してしまうという厳しい関係を考えれば、特に除鉄を行
わない場合は、目的の耐食性にすぐれためっき皮膜を得
ることは極めて難しいと考えられる。
ここに、本発明は、最も広義には、基体金属の一部また
は全面にAl−Mn合金めっき層を設けたA9合金めっ
き金属材料であって、該金属材料の基体金属に対し、犠
牲防食能を有する範囲内に皮膜中の鉄含有量を制限する
ことを特徴とする耐食性にすぐれた金属材である。
より特定的には、本発明の要旨とするところは、金属表
面に、Mn:10〜30重量%、残部実質的にA12よ
りなり、かつ不純物中のFeが1重量%以下であるAl
−Mn合金めっき層を有することを特徴とするAl−M
n合金めっき金属材料である。
前記基体金属を構成する金属材料は特に制限されず、普
通鋼材、クロム鋼材、ステンレス鋼材などである。また
、その形状としては、板材、線材、棒材などいずれの形
状でもよい。
また、本発明における合金めっき皮膜は、いわゆる溶融
塩電気めっき法によって形成される・ものであるが、目
的とするAl−Mn合金めっき浴を調整した後、十分な
除鉄を行えばよい、めっき浴は通常、溶融塩化物浴を使
うことによ−うて調製すればよい。
かかる溶融塩化物浴には通常50 ppm以上のFeイ
オンが存在することは常識であり、特に鋼材をめっき処
理する場合にはそれから溶出するFeイオンで浴中濃度
は100 ppm以上にもなる。本発明にあっては後述
するようにアルミニウムパウダーを添加するなどして、
このFeイオン含有量を20 ppta以下にまで低減
させる。
かくして、本発明によれば、著しく耐食性に優れ、かつ
犠牲防食性を有することによって、端面や、皮膜欠陥部
においても優れた防食性を有するAl=Mn合金めっき
金属材料が提供されるのである。
(作用) 本発明のめっき金属材料におけるめっき皮膜中のMn含
有量は特に限定されないが、Mn含有量が10重■%未
溝では美麗なめっき皮膜を形成することが困難なこと、
また、30重量%を超えると皮膜の加工性が劣化するこ
とから通常10〜30重量%である。
また、本発明のめっき金属材料のめっき皮膜の鉄含有量
は基体金属の′腐食電位よりめ;き皮膜の腐食電位が責
とならない量に制限すべきである。
基体金属の腐食電位は、その種類によって若干異なるた
め必ずしも限定することは困難であるが、40℃での5
%食塩水中における通常の鋼材の腐食電位が−0,6V
 (vs、Ag/^gcQ)であることから、その場合
には皮膜中0.5重量%以下が望ましい。
すなわち、めっき層中のFe1lは、犠牲防食性を有す
る範囲内であればよいが、鋼材の電位は、その使用環境
により多少変化するので、犠牲防食となるFe1lも実
際には変化するが、めっき鋼材の一般の使用環境では、
−0,6前後となるので、Fe 1%以下、好ましくは
0.5%以下とすることにより、ぼりすべての使用環境
で犠牲防食の効果が発渾される。
次に、本発明に係るAl−Mn合金めっき皮膜の製造方
法は、好ましくは溶融塩浴を使用する電気めっきである
が、通常AlC2s  XO2(X:アルカリ金属)の
2成分、または多成分浴にhイオンを添加したものであ
る。なお、本発明に係る皮膜中の鉄含有量を制限するた
めには、めっきする前に十分に除鉄を行うとともに、連
続してめっきする場合は、連続して除鉄を行う必要があ
る。これは、通常の工業薬品に含まれる鉄の量が、本発
明の限界鉄含有量を超えるものであること、および通常
のめっき過程で溶出する鉄の量が無視できないからであ
る。除鉄方法はいかなる方法を用いてもよいが、例えば
、電解によって除去する方法や金属アルミニウムパウダ
ーを用いて置換析出させる方法が優れている。溶融塩電
解浴におけるFeイオン含有量は数ppm以下に抑える
のが好ましい。
なお、電着性および耐食性をさらに一層優れたものとす
るため、並びに基体金属からの鉄の溶出を防止するため
、予め表面にZn等のめっきを行ってもよい。
実施例 溶融塩専用のフローセル(インコネル600製)を作成
し、フローチャンネル内に陽極として純度99.8%の
All板を設置し、被めっき材である0、8n+m厚の
各種鋼板を陰極として、第1表に示す条件で次の各種め
っき試験および得られた鋼板の特性試験を行った。めっ
き面積は、0.7do+”であった0w4板は前処理と
して有機溶剤で脱脂後、lO゛%オルトケイ酸ナトリウ
ム中で電解脱脂し、さらに10%HCQで酸洗を行った
後、100%エタノールに浸漬し゛温風乾燥を行った。
l  めっ 浴組成 : AlCQx−NaCQ−にα(AlC2*
: 62+mo1%、NaC2:20mo1%、にCQ
 : 1B+mo1%) 浴温度 =200℃ 添加物 : Mn: Mna2g(浴中イオン濃度50
〜6000ppm)Fe: 5〜200 ppm ■不純物として原料塩より混入。
■めっき母材、セル、陽極より 混入し、自然増加。
■Fe板を陽極溶解して添加。
除鉄方法:Alパウダー(100メツシユ充填カラムに
流通) ・  浴流速 二0.5鴎/see 電流密度: 40 A/da+” 第2表にこれらの結果をまとめて示す、  。
サンプルl1111L1〜5までは何ら除鉄を行ってお
らず、鉄は不純物として原料塩より含有されていたもの
と考えられる。皮膜中のMn含有量が10重皿%未満で
は(Nal 、2)めっき性状も悪く、耐食性も不十分
である。一方、Mn含有量が10重■%を超えると耐食
性は著しく向上するが、不純物として含有される鉄によ
って、めっき皮膜の腐食電位は鋼Fi母材より責であり
、端面が露出する場合は、1日以内で赤錆が発生する。
1’に5〜12はAlパウダーによって除鉄を行った場
合である。鉄含有量が約0.5重量%以下でめっき皮膜
の腐食電位は鋼板母材より卑となり犠牲防食性がある。
このため、Na9〜12までは端面が露出する場合も、
12〜14日間赤錆発生を防止し得る。
なお、皮膜中のMn含有量が30重量%超では(魚工2
)、曲げ等の加工により皮膜に割れが生しる。
磁13〜18はやや責な腐食電位を持つ母材を用いた場
合である。この場合は、めっき浴建浴後アルミニウムパ
ウダーを用いて十分に除鉄を行ろた後、特に除鉄を行わ
ず自然増加させた。最初のサンプルが磁13で以後10
枚目毎に!11a14.15.16.17.18と合計
50枚のめっきを行った。第2表から明らかなように、
わずか10枚目(Ilh14)で鉄が0.77重量%に
達し、鋼板母材と同程度の腐食電位を示すようになり、
20枚目(llh15)では母材の腐食電位より責にな
って、端面の腐食性が著しく劣化している。
以上の結果は、特に鉄含を量の制御を行わない場合、皮
膜の腐食電位は容易に責側にシフトし、犠牲防食性を失
ってしまうことを示している。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、Al−Mn合金めっき
が本来有している耐食性、美麗さそして無毒性とともに
めっき層端面あるいはめっき欠陥部での耐食性にすぐれ
たへQ−Mn合金めっき金属材料が得られ、特に建材や
自動車用に厳しい腐食環境で使用される材料としてすぐ
れた効果が発揮される。
従来、耐食性の機構が単なる障壁作用によるものと考え
られていたAO,−Mn合金めっきについて、犠牲防食
能を持たせたということ、またそれを実現するのにFe
不純物の低減ということで達成した本発明は、これまで
にも述べたそのすぐれた耐食性改善効果からも斯界の発
展に寄与するすぐれた発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、めっき皮膜中のFe含有量と腐食電位との関
係を示すグラフ;および 第2図は、めっき浴中Fe濃度とめっき皮膜中のFe含
有量との関係を示すグラフである。 第1図 0     1.0     2.O Ll気中Fξく覧′4−11 (W+−i)第2図 海cP扶木1 (pPp9L)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属表面に、Mn:10〜30重量%、残部実質的にA
    lよりなり、かつ不純物中のFeが1重量%以下である
    Al−Mn合金めっき層を有することを特徴とするAl
    −Mn合金めっき金属材料。
JP61118694A 1986-05-23 1986-05-23 Al−Mn合金めつき金属材料 Expired - Lifetime JPH0751760B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100406391B1 (ko) * 1998-12-03 2004-02-14 주식회사 포스코 고주파철손특성이우수한무방향성전기강판의제조방법
JP2010229518A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 溶融塩浴、溶融塩浴の製造方法およびタングステン膜

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KR100406391B1 (ko) * 1998-12-03 2004-02-14 주식회사 포스코 고주파철손특성이우수한무방향성전기강판의제조방법
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