JPS648068B2 - - Google Patents
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- JPS648068B2 JPS648068B2 JP1341380A JP1341380A JPS648068B2 JP S648068 B2 JPS648068 B2 JP S648068B2 JP 1341380 A JP1341380 A JP 1341380A JP 1341380 A JP1341380 A JP 1341380A JP S648068 B2 JPS648068 B2 JP S648068B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- bath
- adhesion
- plating
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
本発明は溶融亜鉛めつき製品の耐食性向上と、
鉄素地および亜鉛層間の密着性向上とを目的とし
たマグネシウム含有溶融亜鉛めつき被覆物に関す
る。 一般に鉄製材料を腐食から守るために亜鉛めつ
きが施され、溶融亜鉛めつき、電気めつき製品と
して広く使用されている。亜鉛めつき製品の耐食
性は亜鉛自身が外界からの腐食を受けた時に亜鉛
が保護皮膜を形成することに基因するもので例え
ば大気中において腐食減量は鉄の腐食減量の1/10
〜1/25である。また、亜鉛は電気化学的に卑であ
るために、鉄素地の一部が露出した場合にいわゆ
る犠牲防食作用を有し鉄を保護する。このため亜
鉛の防食効果にとつて最も重要なのは亜鉛層の厚
みと皮膜の均一性である。従つて亜鉛めつき製品
の耐食性はめつき方法には依存しないと言われて
いる。最近では、亜鉛めつき製品が表面処理、塗
装等の着色、加工といつた何らかの後処理を受け
付加価値を加えて商品化されるのが通例であり、
ニーズも多様化している。このため耐食性を初め
として亜鉛層と鉄素地の密着性、亜鉛の化成処理
性、塗装密着性、加工性の向上を求める声は日毎
に増しており、各種の改良めつき製品が出現して
いる。 溶融亜鉛めつきにおいても上記特性の向上を目
的とした鋼板、鋼材、被覆物、めつき方法に関す
る技術が輩出している。この中で亜鉛めつき被覆
物中のAl量を変えたり、新たな添加元素を加え
た技術も数多い。溶融亜鉛めつき浴中のAlの効
果については多くの報告がなされているが、主た
る効果は浴中Al0.1〜0.3重量％におけるFe−Zn
合金層の抑制、亜鉛層と鉄素地の密着性改善で、
さらに、浴内の流動性向上、酸化防止およびめつ
き面の光沢、粗度といつた表面性の向上が効果と
して挙げられる。この効果は主として連続の溶融
亜鉛めつき鋼板の製造工程には利用されている
が、鋼材、線材、鉄製部材の溶融亜鉛めつき工程
ではフラツクスを使用するためにAlCl3化による
Alの消耗もあり、浴中のAl量は一般に少量で十
分な合金層抑制は行なわれていない。特に最近増
加しつつあるケイ素含有鋼において合金層の発達
が著しいため、浴中のAlを0.01〜0.5重量％とす
る必要性も打出されており、今後不連続の溶融亜
鉛めつき工程でもAlがより多く添加されるもの
と思われる。連続の溶融亜鉛めつき鋼板の製造工
程においては生産性向上を目的としてめつきライ
ンスピードが上昇しており、これに伴つて製品中
に持ち込まれるAl量が従来の製品より増したり、
浴中のAl量を前述の0.1〜0.3重量％に維持するこ
とが困難となつたりする現象が見られ、被覆原料
中のAlを増す必要も起きてきた。またこのよう
な浴組成の変動、操業方法の変更に伴つて亜鉛め
つき製品の耐食性、亜鉛層と鉄素地の密着性が低
下するケースも見られるようになつた。 一方、通常の溶融めつき浴においては、浴の流
動性を向上する効果、表面張力を低下する効果、
めつき表面の波じわ発生を抑制し表面を平滑化す
る効果、不めつきを減少する効果、さらに鋳鉄釜
使用の場合の釜の保護効果等を考慮しPbを0.2〜
1.0重量％浴中に含有させていた。ところがPbが
亜鉛層と鉄素地の密着性を低下させたり、条件に
よつては耐食性を低下させる欠点を指摘する報告
もある。 発明者はこれらの点を考慮し、Al、Pbの従来
の効果を失うことなく、しかも弊害を抑制するた
めに溶融めつき皮膜組成の各種特性への影響につ
いて検討を行なつた。この結果、Al0.45〜0.50重
量％、Mg0.01〜0.10重量％、Cu0.10〜0.50重量
％、Pb0.15〜0.25重量％および残部は不純物を別
にしてZnからなる溶融亜鉛被覆物がAl、Pbの従
来の効果を失うことなく、しかも亜鉛層と鉄素地
の密着性、耐食性向上の効果がさらに大きいこと
を見い出した。 なお、皮膜中のAlが0.45重量％以下の場合には
前述の高速ライン操業における浴の問題が起り、
逆にAlが0.50重量％を上まわる場合には浴中のド
ロス増、Al等の管理が難しくなる。皮膜中のMg
が0.01重量％を下まわると密着性、耐食性につい
ての効果が発揮されず、0.10重量％を上まわると
めつき表面は光沢を失つて灰色化し、表面粗度を
増したり、浴中のドロス量が増したりするので好
ましくない。また、皮膜中のPbが0.15重量％を下
まわる場合には浴の表面張力の増加に伴つためつ
き表面の欠陥が生じやすく、逆に0.25重量％を上
まわつてもPbの効果は変らず、めつき表面のス
パングルの発達による凹凸が増す。また皮膜中に
Cuが0.10重量％を下まわるとCuの添加効果がな
く、0.50重量％を上まわつてもCuの効果は増さな
いので無駄である。本発明における不純物とは亜
鉛地金に含まれている可能性のあるFe＜0.025重
量％、Cd＜0.40重量％、Sn＜0.10重量％の１種ま
たは２種以上をさしている。（JIS Ｈ 2107に準
拠） 本発明の関連特許として米国インランドスチー
ル社のUSP 4029478（1977.6.14）、アームコスチ
ール社のUSP 3245765（1966.4.12）、特公昭42−
11205号およびアサルコ社のUSP 3320040
（1967.5.16）があるが、本発明の範囲は先に述べ
た理由で規定されており、この範囲内での効果は
前記関連特許とは全く異質のものである。また
Mgを１〜４重量％加えた組成のものも提起され
ているが、これはZn−Mg系によつて耐食性向上
を目指したもので、表面性および密着性をも考慮
した本発明の主眼とは全く異なるものである。 以上のような本発明によれば、従来のめつき方
法、設備を変更することなく、また従来の効果を
失うことなく、亜鉛めつき被覆物の耐食性向上
と、被覆物および素地の密着性とを向上させるこ
とが可能となるばかりか、Al、Mg、Pb量の変更
も小幅であるため、安価な調合用の合金を大量に
供給できることから、実用性は非常に高い。 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 板厚0.4mmの低炭素SPCC冷延鋼板70×100mmを
素地鋼板とし、本発明ないし比較用被覆物を得る
ために調製した合金を溶融させためつき浴にてめ
つき後表面外観、耐食性、密着性を判定した。め
つき層組成、および上記特性結果を表１に示す。
めつき浴へ供用した合金は事前にJIS H2107準拠
した亜鉛地金、高純度アルミニウム（Al＞
99.99）、高純度マグネシウム（Mg＞99.99）、電
気銅（Cu＞99.99）、電気鉛（Pb＞99.99）にて調
製したものである。素地鋼板はオルトケイ酸ソー
ダないしはトリクロールエチレンを用いて脱脂を
行い、希硫酸または希塩酸を用いた酸洗を経た
後、NH4ClとZNCl2混合溶液中でフラツクス処
理を施し、250℃前後で乾燥しめつき浴中に浸漬
した。 本実施例ではいわゆるフラツクス法を用いた
が、フラツクスを用いないいわゆるノンフラツク
ス法、雰囲気調製炉を通す連続めつき法を用いて
もよく、本発明によつてめつき前処理、めつき方
法が制約を受けるものではない。めつき操作は小
型電気炉内にセツトした黒鉛るつぼ内で行なつ
た。るつぼ内に先に調製した母合金を投入し、溶
融状態とし450〜470℃に保持した。浴内の組成均
一化のため撹拌は十分行なつた。浸漬直前に湯面
上のドロスを除去した。前述の前処理を終えた素
地鋼板を浴上より浸漬しめつきを行なつた。浸漬
時間は30秒に保つた。再び湯面上のドロスを除去
した後に鋼板を引上げそのまま大気中で放冷を行
なつた。供用亜鉛合金、浴、被覆物の組成が一致
するように鋼板10枚毎にめつき浴を取替えた。 表面外観では、スパングルサイズ、波じわ、凹
凸、光沢を肉眼で判定した。めつき付着量、膜厚
については重量法、アンチモン法、簡易膜厚計の
総合結果より求めた。 耐食性、密着性は蒸気試験後に判定した。蒸気
試験は80℃に保持した湿潤箱中に10日間密閉保管
といつた条件で行なつた。蒸気試験後のめつき試
料表面に出現する微小ふくれの有無、亀裂の有無
にて耐食性を判定した。また蒸気試験後塗装鋼板
で一般的なゴバン目テープ剥離試験をめつき面に
直接行ない、テープ剥離後のめつき層剥離比率を
求める方法とデユポン衝撃試験にて500ｇの鋼球
をめつき面より50cm直上より落下させ、半球状に
突き出ためつき面の部分のめつき層剥離状態を観
察する方法によつて亜鉛層と鉄素地との密着性を
判定した。
鉄素地および亜鉛層間の密着性向上とを目的とし
たマグネシウム含有溶融亜鉛めつき被覆物に関す
る。 一般に鉄製材料を腐食から守るために亜鉛めつ
きが施され、溶融亜鉛めつき、電気めつき製品と
して広く使用されている。亜鉛めつき製品の耐食
性は亜鉛自身が外界からの腐食を受けた時に亜鉛
が保護皮膜を形成することに基因するもので例え
ば大気中において腐食減量は鉄の腐食減量の1/10
〜1/25である。また、亜鉛は電気化学的に卑であ
るために、鉄素地の一部が露出した場合にいわゆ
る犠牲防食作用を有し鉄を保護する。このため亜
鉛の防食効果にとつて最も重要なのは亜鉛層の厚
みと皮膜の均一性である。従つて亜鉛めつき製品
の耐食性はめつき方法には依存しないと言われて
いる。最近では、亜鉛めつき製品が表面処理、塗
装等の着色、加工といつた何らかの後処理を受け
付加価値を加えて商品化されるのが通例であり、
ニーズも多様化している。このため耐食性を初め
として亜鉛層と鉄素地の密着性、亜鉛の化成処理
性、塗装密着性、加工性の向上を求める声は日毎
に増しており、各種の改良めつき製品が出現して
いる。 溶融亜鉛めつきにおいても上記特性の向上を目
的とした鋼板、鋼材、被覆物、めつき方法に関す
る技術が輩出している。この中で亜鉛めつき被覆
物中のAl量を変えたり、新たな添加元素を加え
た技術も数多い。溶融亜鉛めつき浴中のAlの効
果については多くの報告がなされているが、主た
る効果は浴中Al0.1〜0.3重量％におけるFe−Zn
合金層の抑制、亜鉛層と鉄素地の密着性改善で、
さらに、浴内の流動性向上、酸化防止およびめつ
き面の光沢、粗度といつた表面性の向上が効果と
して挙げられる。この効果は主として連続の溶融
亜鉛めつき鋼板の製造工程には利用されている
が、鋼材、線材、鉄製部材の溶融亜鉛めつき工程
ではフラツクスを使用するためにAlCl3化による
Alの消耗もあり、浴中のAl量は一般に少量で十
分な合金層抑制は行なわれていない。特に最近増
加しつつあるケイ素含有鋼において合金層の発達
が著しいため、浴中のAlを0.01〜0.5重量％とす
る必要性も打出されており、今後不連続の溶融亜
鉛めつき工程でもAlがより多く添加されるもの
と思われる。連続の溶融亜鉛めつき鋼板の製造工
程においては生産性向上を目的としてめつきライ
ンスピードが上昇しており、これに伴つて製品中
に持ち込まれるAl量が従来の製品より増したり、
浴中のAl量を前述の0.1〜0.3重量％に維持するこ
とが困難となつたりする現象が見られ、被覆原料
中のAlを増す必要も起きてきた。またこのよう
な浴組成の変動、操業方法の変更に伴つて亜鉛め
つき製品の耐食性、亜鉛層と鉄素地の密着性が低
下するケースも見られるようになつた。 一方、通常の溶融めつき浴においては、浴の流
動性を向上する効果、表面張力を低下する効果、
めつき表面の波じわ発生を抑制し表面を平滑化す
る効果、不めつきを減少する効果、さらに鋳鉄釜
使用の場合の釜の保護効果等を考慮しPbを0.2〜
1.0重量％浴中に含有させていた。ところがPbが
亜鉛層と鉄素地の密着性を低下させたり、条件に
よつては耐食性を低下させる欠点を指摘する報告
もある。 発明者はこれらの点を考慮し、Al、Pbの従来
の効果を失うことなく、しかも弊害を抑制するた
めに溶融めつき皮膜組成の各種特性への影響につ
いて検討を行なつた。この結果、Al0.45〜0.50重
量％、Mg0.01〜0.10重量％、Cu0.10〜0.50重量
％、Pb0.15〜0.25重量％および残部は不純物を別
にしてZnからなる溶融亜鉛被覆物がAl、Pbの従
来の効果を失うことなく、しかも亜鉛層と鉄素地
の密着性、耐食性向上の効果がさらに大きいこと
を見い出した。 なお、皮膜中のAlが0.45重量％以下の場合には
前述の高速ライン操業における浴の問題が起り、
逆にAlが0.50重量％を上まわる場合には浴中のド
ロス増、Al等の管理が難しくなる。皮膜中のMg
が0.01重量％を下まわると密着性、耐食性につい
ての効果が発揮されず、0.10重量％を上まわると
めつき表面は光沢を失つて灰色化し、表面粗度を
増したり、浴中のドロス量が増したりするので好
ましくない。また、皮膜中のPbが0.15重量％を下
まわる場合には浴の表面張力の増加に伴つためつ
き表面の欠陥が生じやすく、逆に0.25重量％を上
まわつてもPbの効果は変らず、めつき表面のス
パングルの発達による凹凸が増す。また皮膜中に
Cuが0.10重量％を下まわるとCuの添加効果がな
く、0.50重量％を上まわつてもCuの効果は増さな
いので無駄である。本発明における不純物とは亜
鉛地金に含まれている可能性のあるFe＜0.025重
量％、Cd＜0.40重量％、Sn＜0.10重量％の１種ま
たは２種以上をさしている。（JIS Ｈ 2107に準
拠） 本発明の関連特許として米国インランドスチー
ル社のUSP 4029478（1977.6.14）、アームコスチ
ール社のUSP 3245765（1966.4.12）、特公昭42−
11205号およびアサルコ社のUSP 3320040
（1967.5.16）があるが、本発明の範囲は先に述べ
た理由で規定されており、この範囲内での効果は
前記関連特許とは全く異質のものである。また
Mgを１〜４重量％加えた組成のものも提起され
ているが、これはZn−Mg系によつて耐食性向上
を目指したもので、表面性および密着性をも考慮
した本発明の主眼とは全く異なるものである。 以上のような本発明によれば、従来のめつき方
法、設備を変更することなく、また従来の効果を
失うことなく、亜鉛めつき被覆物の耐食性向上
と、被覆物および素地の密着性とを向上させるこ
とが可能となるばかりか、Al、Mg、Pb量の変更
も小幅であるため、安価な調合用の合金を大量に
供給できることから、実用性は非常に高い。 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 板厚0.4mmの低炭素SPCC冷延鋼板70×100mmを
素地鋼板とし、本発明ないし比較用被覆物を得る
ために調製した合金を溶融させためつき浴にてめ
つき後表面外観、耐食性、密着性を判定した。め
つき層組成、および上記特性結果を表１に示す。
めつき浴へ供用した合金は事前にJIS H2107準拠
した亜鉛地金、高純度アルミニウム（Al＞
99.99）、高純度マグネシウム（Mg＞99.99）、電
気銅（Cu＞99.99）、電気鉛（Pb＞99.99）にて調
製したものである。素地鋼板はオルトケイ酸ソー
ダないしはトリクロールエチレンを用いて脱脂を
行い、希硫酸または希塩酸を用いた酸洗を経た
後、NH4ClとZNCl2混合溶液中でフラツクス処
理を施し、250℃前後で乾燥しめつき浴中に浸漬
した。 本実施例ではいわゆるフラツクス法を用いた
が、フラツクスを用いないいわゆるノンフラツク
ス法、雰囲気調製炉を通す連続めつき法を用いて
もよく、本発明によつてめつき前処理、めつき方
法が制約を受けるものではない。めつき操作は小
型電気炉内にセツトした黒鉛るつぼ内で行なつ
た。るつぼ内に先に調製した母合金を投入し、溶
融状態とし450〜470℃に保持した。浴内の組成均
一化のため撹拌は十分行なつた。浸漬直前に湯面
上のドロスを除去した。前述の前処理を終えた素
地鋼板を浴上より浸漬しめつきを行なつた。浸漬
時間は30秒に保つた。再び湯面上のドロスを除去
した後に鋼板を引上げそのまま大気中で放冷を行
なつた。供用亜鉛合金、浴、被覆物の組成が一致
するように鋼板10枚毎にめつき浴を取替えた。 表面外観では、スパングルサイズ、波じわ、凹
凸、光沢を肉眼で判定した。めつき付着量、膜厚
については重量法、アンチモン法、簡易膜厚計の
総合結果より求めた。 耐食性、密着性は蒸気試験後に判定した。蒸気
試験は80℃に保持した湿潤箱中に10日間密閉保管
といつた条件で行なつた。蒸気試験後のめつき試
料表面に出現する微小ふくれの有無、亀裂の有無
にて耐食性を判定した。また蒸気試験後塗装鋼板
で一般的なゴバン目テープ剥離試験をめつき面に
直接行ない、テープ剥離後のめつき層剥離比率を
求める方法とデユポン衝撃試験にて500ｇの鋼球
をめつき面より50cm直上より落下させ、半球状に
突き出ためつき面の部分のめつき層剥離状態を観
察する方法によつて亜鉛層と鉄素地との密着性を
判定した。
【表】
【表】
【表】
前表のうちNo.１〜28は本発明に対する比較例で
あり、No.29〜30、No.35〜40は本発明の請求範囲外
のものである。No.31〜34の判定結果からわかるよ
うに本発明の範囲の組成においてはめつき後外
観、耐食性、密着性共比較例と比べても十分満足
いく特性を備えており、本発明被覆物が効果的で
あることが明らかである。またゴバン目試験結果
を示す添付図面から明らかなように、本発明の被
覆物は密着性等が優れ（図中の破線）、ではその
効果がより向上することがわかる。
あり、No.29〜30、No.35〜40は本発明の請求範囲外
のものである。No.31〜34の判定結果からわかるよ
うに本発明の範囲の組成においてはめつき後外
観、耐食性、密着性共比較例と比べても十分満足
いく特性を備えており、本発明被覆物が効果的で
あることが明らかである。またゴバン目試験結果
を示す添付図面から明らかなように、本発明の被
覆物は密着性等が優れ（図中の破線）、ではその
効果がより向上することがわかる。
図面はゴバン目試験結果から得たMg、Cuの密
着性向上効果の一例を示す関係図である。
着性向上効果の一例を示す関係図である。
Claims (1)
- １ アルミニウム0.45〜0.50重量％、マグネシウ
ム0.01〜0.10重量％、銅0.10〜0.50重量％、鉛0.15
〜0.25重量％および残部は不純物を別にして亜鉛
からなる溶融亜鉛めつき被覆物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341380A JPS56112451A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Galvanized material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341380A JPS56112451A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Galvanized material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56112451A JPS56112451A (en) | 1981-09-04 |
| JPS648068B2 true JPS648068B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=11832444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341380A Granted JPS56112451A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Galvanized material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56112451A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204166A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温特性に優れたＺｎメツキ鋼線の製造法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54120241A (en) * | 1978-03-10 | 1979-09-18 | Sumitomo Metal Mining Co | Zinc base alloy composition for zinc plating bath |
-
1980
- 1980-02-06 JP JP1341380A patent/JPS56112451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56112451A (en) | 1981-09-04 |
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