JPH0323624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属支持体を金属で被覆する方法及
び被覆製品に係る。

任意の支持体の被覆に使用され得る金属は後段
で明らかとなるように様々な制約下にあるが、本
発明は例えばアルミニウム被覆鋼、亜鉛被覆鋼及
びアルミニウム／亜鉛被覆鋼に適用され得る。支
持体（前記例では鋼）はストリツプであり得、後
段に述べる本発明方法の諸工程を連続的に経過し
得る。

良く知られた支持体被覆方法は溶融めつきであ
り、この方法は亜鉛めつき鋼ストリツプ、アルミ
ニウム被覆鋼ストリツプ及びアルミニウム／亜鉛
被覆鋼ストリツプの製造に広く用いられている。
この方法では、鋼ストリツプを清浄化し、還元雰
囲気中で加熱し、次いで被覆金属（あるいは合
金）の融点より僅かに高いだけの温度にしてから
溶融した被覆金属の浴中を通過させる。被覆金属
が浴から引ずられてストリツプ上で薄膜を成し、
急速に凝固する。この被覆方法は低廉であるが、
（特に亜鉛を用いた場合）不良でしばしばスパン
グルの生じた表面が得られ、かつコーテイングの
延性が低下する。アルミニウム及び亜鉛のどちら
を用いた場合も界面で甚だしい拡散が生起し、そ
の結果脆い合金及び／または脆い金属間化合物が
生成する。これらはコーテイングの良好な密着を
もたらすが、製品が屈曲されると亀裂を生じ、鋼
を露出して腐食させてしまう。

本発明によれば、金属支持体を金属被覆物で被
覆する方法であつて、被覆金属（あるいは合金）
は支持体金属に対してぬれ性（wet）を有するも
のであり、支持体金属（あるいは主要支持体金
属）はその酸化物が該支持体金属に固相温度
（solidus temperature）よりも低い温度で還元さ
れ得るようなものであり、更に該固相温度は被覆
金属の液相温度（liquidus temperature）を超え
るようなものでなければならず、 支持体を還元雰囲気中で加熱して該支持体上に
酸化物が実質的に存在しないようにすること、 次に、酸化が生起しないように、支持体を還元
雰囲気あるいは中性雰囲気中で液相温度（絶対温
度目盛による）の0.5、好ましくは少なくとも
0.55、より好ましくは少なくとも0.6から0.9まで
の（好ましくは0.85）温度に維持し、この支持体
に溶融被覆物を150ミクロン以下の厚みに吹付け
るか、あるいは各々の厚みが150ミクロン以下で
ある２層またはそれ以上のコーテイングを順次吹
付けること、 続いて、酸化が生起しないように、吹付け後の
支持体を還元雰囲気あるいは中性雰囲気中で、
（）絶対温度目盛による被覆物の固相温度の少
なくとも0.5、好ましくは少なくとも0.55、より
好ましくは少なくとも0.6であり、（）被覆物の
液相温度の0.9より低く（好ましくは0.85を超過
せず）かつ（）被覆物の降伏応力がせいぜい支
持体の降伏応力の1/2（好ましくはせいぜい0.2）
となるような温度に維持し、この吹付け後の支持
体を、該支持体のひずみがせいぜい２％であつて
被覆物の実質的に完全な固化が保証されるほど十
分にローラ掛けすること、 を含む被覆方法が提供される。これによると、コ
ーテイングの多孔度並びにコーテイング表面の粗
さに比例する、吹付けられたコーテイングの厚み
の減少をもたらす。

この高温ローラ掛け（hot−rolling）によつて
コーテイング内部が固化しまた亀裂を生じずかつ
極めつ平滑な外表面が形成されるが、ローラ掛け
に起因する支持体の伸縮は総じて些少である（ま
たは全く起こらない）。その上被覆物がローラ掛
けの際には固体であるので、ローラによつてコー
テイングに与えられる圧縮応力は支持体／コーテ
イング界面に平行なコーテイングの流動によつて
消散されない。そのような流動はローラとの摩擦
によつて阻止される。このような流動が開始する
大きさの応力は、“拘束降伏応力（constrained
yield stress）”として知られている。流動阻止に
由来する大きい圧縮応力によりコーテイングに密
度を高める大きな力を加えられるが、その際支持
体はほとんどひずまない。

ローラ掛け温度が低すぎると、コーテイングは
高密度化のためにより高い圧力を必要とし、その
結果支持体は許容不能に伸張することになる。こ
の場合、コーテイングは低温で（即ち高温ではな
い状態で）加工されるので、なかなか密着状態と
ならず、しかも製品が屈曲されると密着状態が解
消して支持体が露出する。

吹付け工程では、個々の小滴が支持体上に薄膜
を形成して凝固するが、溶融中に支持体をぬらす
ことになる。凝固がぬれ（wetting）に先行する
と（支持体が低温の場合）、コーテイングは密着
せず、一方（支持体の温度が比較的高くて）ぬれ
が凝固に先行すれば密着は良好である。しかし一
定の限界温度を越えると、被覆物及び支持体の相
互拡散が大きくなり、界面の脆化を招く。本発明
における支持体の温度は、ぬれが凝固に先行する
のに十分高く、かつ過剰な拡散を惹起するほどに
は高くないような範囲に、即ちコーテイングの支
持体への良好な密着を促進するような範囲に特定
される。

酸素がシステム内に存在すると、コーテイング
の付着及び密着は共に不良となり、その結果使用
時に破損を生じる。

好ましくは、吹付け工程及びローラ掛け工程を
同一の雰囲気中で実施する。

本発明を、実施例によつて以下に説明する。

厚み１ 1/4mmの低炭素鋼ストリツプのコイルを
解き、脱グリースし、750℃に維持された水素含
有チヤンバ内へ気密シールを介して導き、ストリ
ツプ表面の酸化物を鉄に還元した。次にストリツ
プを水素チヤンバから窒素を含有するチヤンバ内
へバツフルを介して移した。窒素チヤンバ内でス
トリツプを温度400℃に維持し、平均粒子寸法約
80ミクロンの窒素−噴霧化溶融アルミニウム
（700℃）を50ミクロン（１mmの1/20）の厚さに該
ストリツプ上に吹付けた。この工程以後のストリ
ツプは、噴霧化に使用した窒素を主成分とし加え
て水素チヤンバからの幾分かの水素を含む雰囲気
によつて囲繞される。酸素は排除する。ストリツ
プはそのままで350℃に冷却する。この温度は、
鋼の低温加工の温度範囲内であるが同時にアルミ
ニウムに高温加工の温度範囲内にある。被覆した
ストリツプを直径1/2ｍのローラ間に通す。これ
らの条件下で、アルミニウムの“拘束降伏応力”
（上段に既述）は当該温度におけるアルミニウム
の通常の非拘束降伏応力のおよそ９倍であり、ロ
ーラ摩擦を適当な値にすることができる。直径の
より小さいローラを用いるとアルミニウムの拘束
降伏応力は低下し、直径50mmのローラを使用した
場合非拘束降伏応力の1.5倍に減少する。即ち、
直径1/2ｍのローラを使用するとアルミニウムは
非常に大きい圧縮応力を蒙り、この応力はアルミ
ニウムの通常の降伏応力よりはるかに大きいが、
鋼支持体の降伏応力にはなお及ばない。従つてア
ルミニウムはその高温加工温度範囲内で強度に高
密度化され、その結果コーテイング自体の凝集性
及び該コーテイングの支持体への密着性が共に改
善される。結局、被覆製品は平滑で比較的均質な
表面を有し、コーテイングの破損を起こさずに屈
曲され得る点で大幅に改善される。このロール掛
けの後初めて、空気（酸素）が製品に接触するこ
とが許される。

所望により薄いコーテイングを適用することも
可能であり、その場合は噴霧される被覆物の粒子
寸法が所望のコーテイング厚みを甚だしく超過し
ないようにしなければならない。

鉛被覆された鋼が必要とされる場合、鉛は鉄に
対しぬれ性がよくないので、適当な量のスズとの
合金鉛を使用する。そのような合金は鉄をぬら
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属支持体を金属被覆物で被覆する方法であ
   つて、被覆金属（あるいは合金）は支持体金属に
   対してぬれ性を有するものであり、支持体金属
   （あるいは主要支持体金属）はその酸化物が該支
   持体金属の固相温度よりも低い温度で還元され得
   るようなものであり、更に該固相温度は被覆金属
   の液相温度を超えるようなものでなければなら
   ず、 支持体を還元雰囲気中で加熱して該支持体上に
   酸化物が実質的に存在しないようにすること、 次いで、酸化が生起しないように、支持体を還
   元雰囲気あるいは中性雰囲気中で液相温度（絶対
   温度目盛による）の0.5〜0.9の温度に維持し、こ
   の支持体に溶融被覆物を150ミクロン以下の厚み
   に吹付けるか、あるいは各々の厚みが150ミクロ
   ン以下である２層またはそれ以上のコーテイング
   を順次吹付けること、 続いて、酸化が生起しないように、吹付後の支
   持体を還元雰囲気あるいは中性雰囲気中で、被覆
   物の液相温度の0.5〜0.9でありかつ被覆物の降伏
   応力がせいぜい支持体の降伏応力の1/2となるよ
   うな温度に維持し、この吹付け後の支持体を、該
   支持体のひずみがせいぜい２％であつて被覆物の
   実質的に完全な固化が保証されるほど十分にロー
   ラ掛けすること、 を含む被覆方法。 ２ 吹付工程及びローラ掛け工程を同一の雰囲気
   中で実施する特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の方法によつて
   製造される被覆された支持体。