JPH04176852A - アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法 - Google Patents

アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法

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JPH04176852A
JPH04176852A JP4210290A JP4210290A JPH04176852A JP H04176852 A JPH04176852 A JP H04176852A JP 4210290 A JP4210290 A JP 4210290A JP 4210290 A JP4210290 A JP 4210290A JP H04176852 A JPH04176852 A JP H04176852A
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JP
Japan
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aluminum
zinc alloy
bath
zinc
plating
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Application number
JP4210290A
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English (en)
Inventor
Masanori Takeda
竹田 正憲
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NIPPON AEN KOGYO KK
Daido Steel Sheet Corp
Original Assignee
NIPPON AEN KOGYO KK
Daido Steel Sheet Corp
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は鉄鋼材料に高耐食性を有するアルミニウム・亜
鉛合金めっ外被層を大気中で構成させるためのアルミニ
ウム・亜鉛合金溶融めっき法に関する。
【従来の技術】
従来から鉄鋼材料の防食に対しては溶融亜鉛めっきが一
般的に行なわれている。近年、高耐食性の要求は益々強
くなり、表面処理鋼板では各種のアルミニウム・亜鉛合
金めっき製品が開発され、亜鉛鉄板よりも高耐食性を有
することからその需要も増大してきている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、構造物及びその部材については未だ溶融
亜鉛めっ外材が一般的であり、適用用途、例えば海岸等
塩害発生地域においては高耐食性を有するアルミニウム
・亜鉛合金めっ部材の適用が要望されている。 一方、3〜10重量%のアルミニウムを含むアルミニウ
ム・亜鉛合金めっきは線材等には実用化されている(例
えば、特公昭63−63626号)が、高耐食性を有す
るアルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板で施工した建造物
にあってもタイトフレーム等の支持物及びその部品は厚
みの関係等アルミニウム・亜鉛合金めっきの適用が困難
であり、異種材料、例えば溶融亜鉛めっき、ユニクロめ
っき1、 鉄、ステンレス等である。 これは、亜鉛めっき浴にアルミニウムが多量に含まれる
と、大気中で行う溶融めっきでは前処理で用いる7ラツ
クス(溶融亜鉛めっきでは塩化亜鉛及び塩化アンモニウ
ム)がアルミニウムと反応して7ラツクスを破壊し、良
好なめっきが得られないという問題があるためである。 従って、例えば、高耐食性鋼板(55重量%A1−Zn
合金めっき製品を用いた建造物においては、支持物及び
その部材が異種材料であると、支持物及びその部材の早
期劣化、又、鋼板との接触部では接触腐食(電食)を誘
起し、lR1l1の寿命を著しく低下させている。 本発明は上記問題を解決するために為されたものであり
、その目的とするところは、溶融アルミニウム・亜鉛合
金浴のアルミニウム含有量を大きくでき、高耐食性を有
するアルミニウム・亜鉛合金めっき製品をvt造するこ
とにある。
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法は、被
めっき物を450〜600℃の溶融亜鉛浴に浸漬し、被
めっき物を溶融亜鉛浴から取り出しな後直ちに450〜
650℃の溶融アルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬するこ
とを特徴とするものであり、このIRI&により上記課
題が解決されたものである。 [作用] 溶融アルミニウム・亜鉛合金めっき裕の温度を450〜
650℃としているので、アルミニウムの含有量を大き
くして高耐食性を有するアルミニウム・亜鉛合金めっき
製品を製造することができるものである。 以下本発明の詳細な説明する。 本発明にあっては被めっき物としては主に鋼板の加工品
が採用される。−船釣に鋼板は厚み2゜3〜16m5+
の範囲のものが採用される。 この被めっき物がまず一般の溶融亜鉛めっきと同様にし
て脱脂−水洗一酸洗一水洗一フラックス処理と前処理さ
れて溶融亜鉛浴に浸漬される。脱脂は、NaOH又はN
aOH十Na2O・2S102・nH2Oの水溶液に浸
漬(油脂分の落ちが悪い場合は電解付与)し、水洗して
行なう。酸洗はHCI水溶液に浸漬し、水洗して行なう
。ブラックス処理は、塩化亜鉛と塩化アンモニウムの混
合溶液で処理される。7ラツクス処理した後は、被めっ
ト物は予熱されて7ラツクスが乾燥される。予熱温度は
150〜300°C1好ましくは200〜250℃であ
る。この予熱により被めっき物に付着した7ラツクスの
水分を蒸発させると共に次のめっき浴の温度との温度差
を小さくして正常なめっきを行うようにする。尚、予熱
温度が300℃を超えると7ラツクスが破壊して被めっ
ト物が酸化してしまう。 溶融亜鉛浴は450〜600℃であり、−船釣に行なわ
れているめっき温度(440〜480℃)よりも相当高
く、これによりめっき層全体にFe−Zn合金層が形成
されることになる。この溶融亜鉛浴の温度は薄くて均質
なF、e−Zn合金層を形成させるためには、好ましく
は500〜560”Cである。浸漬時間は10秒〜5分
である。即ち、小物とか薄物の場合は10秒程度であり
、厚物では180秒、大型加工品にあっては5分位であ
る。 次に、溶融亜鉛浴から取り出した被めっき物は、溶融フ
ルミニツム・亜鉛合金浴に浸漬される。この場合、被め
っき物を溶融亜鉛浴から取り出した後、直ちに、即ち、
被めっき物の温度が大きく低下しないで、且つ表面のF
e−Zn合金層の外側の純亜鉛層が酸化しない間に、溶
融アルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬するのが、作業性を
向上させる響 ためにも好ましい。もちろん、溶融亜鉛めっき後、−度
冷却された後に被めっト物を、溶融アルミニウム・亜鉛
合金浴に浸漬してもよいが、この場合にはめっき層が厚
くなり、その合金層も厚くなり、不均質となって、表面
層も品質的に不安定になる恐れがある。溶融アルミニウ
ム・亜鉛合金浴は30〜60重量%のアルミニウムを含
有しており、そのめっき温度はアルミニツム含有量に対
応させて450〜650℃である。即ち、アルミニウム
・亜鉛合金はアルミニウム含有量により融点が変わるも
のであり、例えば30%lは520℃、40%AIは5
50℃、50%A[は570℃、55%AIは590°
C160%Anは600℃であり、めっき温度は通常こ
れら融点よりも30〜50℃高温で実施される。又、こ
の溶融アルミニウム・亜鉛合金浴には0.5〜3.0重
量%のシリコン(Sl)が含まれており、このシリコン
により合金層の成長の抑制及びめっき密着性の向上がも
たらされる。シリコンの代わり1ニマグネシウム(M 
g)を0゜1〜3.0重量%、好ましくは0.1〜2.
0重量%添加してもよい。浸漬時間は10秒〜5分であ
る。即ち、小物とか薄物の場合は10秒程度であり、厚
物では180秒、大型加工品にあっては5分位である。 浸漬時間が短いとめつき組織が不均質となり、逆に長す
ぎると、合金層が厚くなり、めっト層の表層の厚みが小
さくなって耐食性が低下する。 このように溶融亜鉛めっきを施した被めっき物を溶融ア
ルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬することにより、被めっ
き物のめつき層であるFe−Zn合金層はアルミニウム
・亜鉛合金浴中のAPがFe−Zn合金層に拡散し、F
eと選択的に反応してFe−Af合金層を形成すること
になる。このためFe−Zn合金層のFeは不足し、Z
nが洛中に溶出するという反応が継続される。そして、
アルミニウム・亜鉛合金めっき中にFe−A2合金層が
析出し、FeAlZn−8iを含む新しい合金層が形成
されて、その上にAl−Znのデンドライト組織が生成
した新しくアルミニウム・亜鉛合金めっき層が形成され
る。この後は素早く冷却し、めっき層を凝固安定させて
整ったデンドライト組織を生成させる。冷却は例えば、
11℃/secである。ゆっくり冷却すると、デンドラ
イトが大きくなり、粒間(Z n ’)ッチな組織)が
大きくなり耐食性が低下してしまい、一方、急冷すると
冷却方向に結晶が方向性ができてクラックが発生しやす
い。尚、めっき層には初期防食のためクロメート処理を
施してもよい。 本発明はいわゆる二段階めっき方法であるが、得られた
アルミニウム・亜鉛合金めっき製品は連続めつきライン
で製iされたアルミニウム・亜鉛合金めっき品の組織と
類似しており、高耐食性を有し、実用価値の高いもので
ある。 本発明は高アルミニウム・亜鉛合金めっき(Af:30
重量%以上)を行なうのに好適であるが、アルミニウム
が30重量%以下のめっきにも適用可能なことはいうま
でもない。 次に本発明の詳細な説明する。 (実施例1〜4) 被めっき物として厚み2.3InIa及び4.5舶論、
輻501、長さ100■の熱延鋼板並びに厚み161、
幅40+am、iさ100Hの厚鋼板の加工品を用い、
前処理として通常の溶融亜鉛めっきで行なわれている脱
脂−水洗−酸洗−水洗−7ラツクス処理(塩化亜鉛と塩
化アンモニワムの水溶液)を行った後、予熱!&置で7
ラフクスを乾燥させ、被めっき物を約150〜200℃
に予熱した。 次いで、被めっき物を465℃及び600℃に加熱した
溶融亜鉛浴に20秒及び90秒浸漬さた。 この後、被めっき物を取り出し、600℃及び630℃
にll!整した55重量%A1.1.6重量%Siを含
む溶融アルミニウム・亜鉛合金浴に20〜90秒間浸漬
させ、これを取り出してたれ切りを行い冷却してめっき
層を凝固安定させた。 めっき条件を第1表に示し、めっき厚み及び耐食性(J
IS  Z2371 5ST)の測定結果を第2表に示
す。 実施例1について、めっ外層断面なEPMAにより線分
析したところ第1図に示すようにアルミニウム・亜鉛合
金めっき層が形成されていることを示しており、目的と
する高アルミニウム・亜鉛合金めっきを得ることかでか
だ。 又、第2図は被めっき物を溶融亜鉛浴に浸漬した後、水
冷しめっき層を凝固安定させた状態のEPMAによるめ
っき層断面の線分析の結果を示しており、めっき層の厚
みは約70μmはめっき温度が高いことにより、めっき
層全体がFe−Zn合金層であることを示している。尚
、AIの存在が認められるが、これは亜鉛めっ外でのF
e−Zn合金層の抑制のため溶融亜鉛浴に約0.2%の
1を添加した地金を使用していることによる。 更に、第3図及び第4図に実施例1のめっき層断面及び
溶融亜鉛浴に浸漬した後、水冷しめっき層を凝固安定さ
せた状態のEPMAによるめっき層断面のSEM写真を
示しておく。図中、Aは鋼板、Bはめっき層、Cは合金
層である。 このことから、第1段階の溶融亜鉛浴で得られるめっき
層は、第2段階のアルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬する
ことにより、アルミニウム・亜鉛合金浴中のAIがFe
−Zn合金層に拡散し、Feと選択的に反応してFe−
A1合金層を形成することにより、アルミニウム・亜鉛
合金めっきの新たな合金層が置換形成されたことを証明
しており、第5図に示す1段階法によるアルミニウム・
亜鉛合金めっき製品のめっき層とほぼ同様な1iIL織
であることが判る。 (比較例2) 溶融亜鉛めっき浴に浸漬しないで、55重1%A1.1
.6重量%Siを含む溶融アルミニウム・亜鉛浴にのみ
浸漬した以外は実施例2と同様にしてアルミニウム・亜
鉛合金めっきを行った。 めっき条件を第1表に示し、めっき厚み及び耐食性の測
定結果を第2表に示す。 (比較例3) 溶融アルミニウム・亜鉛浴に浸漬しないで、溶融亜鉛め
っき浴のみに浸漬した以外は実施例1と同様にして亜鉛
めっきを行った。 めっき条件を第1表に示し、めっき厚み及び耐食性の測
定結果を第2表に示す。 (比較例4) 被めっき物として厚み16mm、輻40釦鋤、長さ80
a+mの厚鋼板の加工品を用いてユニクロめっきを行っ
た。 めっき条件を!J1表に示し、めっき厚み及び耐試料め
っき法Znめっき^1.−Znめっき厚み(−ン   
 温度(”C)1度じC)時間 実施例12.3 2段階法 600   60022.
3.2段階法 465   63034.5 2段階法
 465   6304162段階法 465   6
00 比較例1 2,3 1段階法      63020.
5 1段階法      6103161段階法 46
5 43.0 ユニクロ 片面めっき厚みμ  耐食性(時間) (合金層の厚みμ  500 1000 1500実施
例1 25     0 0 0 比較例1 65     0 0  X3  135 
      X   XX  XXX4XX− 第2表の結果より、本発明の実施例のものにあっては、
耐食性は比較例1よりも優れており、比較例2と同等で
あることが理解できる。
【発明の効果】
本発明にあっては、被めっき物を450〜600℃の溶
融亜鉛浴に浸漬し、溶融亜鉛浴から取り出した後直ちに
450〜650℃の溶融アルミニウム・亜鉛合金浴に浸
漬するので、第1段階の溶融亜鉛浴で得られるめっき層
は、第2段階のアルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬するこ
とにより、アルミニウム・亜鉛合金浴中のA?!+’F
e  Zn合金層に拡散し、Feと選択的に反応してF
e−Al合金層を形成することにより、アルミニウム・
亜鉛合金めっきの新たな合金層が置換形成され、アルミ
ニウムの含有量を大きくして高耐食性を有するアルミニ
ウム・亜鉛合金めっき製品を製造することができるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により製造されたアルミニウム・亜鉛合
金めっき製品のめっき層のEPMAによる線分析を示す
グラフ、第2図は本発明における溶融亜鉛めっきのめっ
き層のEPMAによる線分析を示すグラフ、第3図は同
上のアルミニウム・亜鉛合金めっき製品のめっき層の金
属組織の状態を示すSEM写真、第4図は溶融亜鉛めっ
きのめっき層の金属組織の状態を示すSEM写真、第5
図は1段階法によるアルミニウム・亜鉛合金めっき製品
のめっき層の金属組織の状態を示すSEM写真であって
、AはfR板、Bはめっき層、Cは合金層である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第1図 第2図 図面の浄書 隼4図 第5図 手続補正書く方式) %式% 2、発明の名称 アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法3、補正をする
者 事件との関係  特許出願人 名 称 大同鋼板株式会社 4、代理人 郵便番号 530 5、補正命令の日付 平成3年8月27日(発送口) 6、補正により増加する請求項の数 なし7、m正の対

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 被めっき物を450〜600℃の溶融亜鉛浴に
    浸漬し、被めっき物を溶融亜鉛浴から取り出した後、4
    50〜650℃の溶融アルミニウム・亜鉛合金浴に浸漬
    することを特徴とするアルミニウム・亜鉛合金溶融めっ
    き方法。
  2. (2) 溶融アルミニウム・亜鉛合金浴が550〜65
    0℃であることを特徴とする請求項1記載のアルミニウ
    ム・亜鉛合金溶融めっき方法。
  3. (3) 溶融アルミニウム・亜鉛合金浴には30〜60
    重量%のアルミニウムが含まれていることを特徴とする
    請求項1又は2記載のアルミニウム・亜鉛合金溶融めっ
    き方法。
  4. (4) 溶融アルミニウム・亜鉛合金浴には0.5〜3
    .0重量%のシリコンが含まれていることを特徴とする
    請求項1、2又は3記載のアルミニウム・亜鉛合金溶融
    めっき方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853806A (en) * 1995-01-10 1998-12-29 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Process for hot dip-coating steel material with molten aluminum alloy by one-stage coating method using flux and bath of molten aluminum alloy metal
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