JPH0459387B2

JPH0459387B2 -

Info

Publication number: JPH0459387B2
Application number: JP24576783A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1992-09-22
Also published as: JPS60141858A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶融亜鉛メツキ用フラツクスに係
り、さらに詳しくは、アルミニウム含有亜鉛合金
による溶融メツキにおいて、特に優れた光沢性お
よび密着性を与える溶融亜鉛メツキ用水溶性フラ
ツクスに関する。水溶性フラツクスを用いる溶融亜鉛メツキは、
脱脂、酸洗、水洗した鉄素材のフラツクス水溶液
に浸漬、乾燥後、溶融亜鉛浴に浸漬するもので、
溶融亜鉛メツキの多くはこの方法によつており、
フラツクスとしては、塩化亜鉛アンモン
（ZnCl₂，NH4cl、ZnCl₂、2NH₄Clなど）水溶液
が一般的に用いられている。溶融メツキ浴としては、Zn単独で用いられて
いるが、Zn浴にAlを添加してZn−Al合金による
メツキを行えば、光沢性、耐食性、加工性の面
で、Zn単独のものよりも優れた性能のメツキが
得られることが知られている。即ち、Zn浴に0.05
％程度のAlを加えると、光沢性が改善され、
Al0.2％までの添加により合金層が薄くなり加工
性が良くなる。さらにAl5％程度まで加えると、
光沢性がさらに優れ、耐食性が著しく向上する。
このように、溶融亜鉛メツキの品質の改善のため
には、Alの添加が効果的であるが、Zn−Al合金
によるメツキに、従来の塩化亜鉛アンモンフラツ
クスを使用すると、被メツキ材表面に付着してい
るフラツクス中のNH₄Clが溶湯中のAlと反応、
分解し、不メツキを生じる。このような現象は、
溶湯中のAlの含有量が多くなるに従つて激しく
なり、５％Al−Zn合金の場合には、メツキ層が
全く形成されなくなる。溶融メツキ用のフラツクスとしては、素材表面
の酸化物などを除去する清浄化作用、素材と溶融
金属とのヌレ性を良くし、密着性の良いメツキ層
を得るための表面活性化作用が要求され、さら
に、フラツクス組成物は、それ自体融点が低く、
溶湯中において素材から容易に溶解分離又は揮発
分離され、しかも、フラツクス成分がメツキ溶成
分と反応、分解しないか、若しくは反応が緩慢で
あることが必要である。 Alは塩素との親和力が強く、高温においては
多くの塩化物と反応してAlCl₃となるが、特に
NH₄Clは活性が大で、Alと極めて反応し易いこ
とが、Zn−Al合金メツキにおいて塩化亜鉛アン
モンフラツクスが使用できない理由である。溶融アルミニウムメツキ用の水溶性フラツクス
についての提案は多くあり、これらをZn−Al合
金メツキに適用することが当然考えられる。しか
しながら、溶融アルミニウムメツキは720〜750℃
で行われ、亜鉛メツキの450〜480℃に対し、250
〜300℃高く、このため、使用するフラツクスの
融点も高くなつても良いことになる。実際に提案
されているフラツクス組成物の融点は500℃以上
で、従つて亜鉛メツキでは使用できない。鋼板の表面に亜鉛との親和力の高いニツケルメ
ツキを施した後、塩化亜鉛アンモンフラツクスを
用いて、Al0.02〜1.0％を含有するZn浴によつて
メツキを行う方法（特開昭55−131165）が提案さ
れているが、この場合もAl1％まであり、水溶性
フラツクスのみで、Zn−Al合金の溶融メツキを
行うことは極めて困難とされている本発明は、Zn−Al合金の溶融メツキにおいて
も優れた性能を有する、溶融亜鉛メツキ用水溶性
フラツクスを提供することをその目的とする。本発明は、塩化第１錫：0.3〜8wt％、有機酸ま
たは有機酸と酸性フツ化物との混合物：１〜
20wt％、塩化アルカリ：５〜30wt％及び残塩右
亜鉛からなることを特徴とする溶融亜鉛メツキ用
水溶性フラツクスである。但し、酸性フツ化物を含まない場合は、有機酸のwt％／塩化第１錫のwt％≧２酸性フツ化物を含む場合は、有機酸のwt％／塩化第１錫のwt％−酸性フツ化物のwt％
≧２及び塩化亜鉛は50wt％以上本発明において、有機酸は、酒石酸、クエン
酸、リンゴ酸等の多価カルボン酸類の１種または
２種以上であり、酸性フツ化物は、フツ化水素ア
ンモニウム、フツ化水素ナトリウム、フツ化水素
カリウム等である。また、塩化アルカリは、塩化
ナトリウム、塩化カリウム等である。本発明において、SnCl₂は、鉄に対する表面活
性化作用が極めて強く、鉄材と溶融ZnまたはZn
−Al合金の親和力を大にして密着性の大きなメ
ツキを可能にする。本フラツクスにおいて最も重
要な成分である。しかしながら、SbCl₂は水溶液
中では不安定で、加水分解を起し易い。酸性フツ
化物および有機酸は、水溶液中におけるSnCl₂の
加水分解を防止するために用いる。特に酸性フツ
化物は、それ自体にも表面活性化作用がある。塩
化亜鉛（ZnCl₂）は、それ自体もフラツクスとし
ての効果も認められるが、融点が低いため、フラ
ツクスの融点を下げるための不可欠の成分として
用いられている。又、塩化ナトリウム（NaCl）
または塩化カリウム（KCl）は、それ自体は高融
点であり、フラツクスとしての効果もないが、
ZnCl₂との共晶混合物に近い比率で加えることに
よつて、さらに融点を低下させ、他のフラツクス
成分の作用を助長する。本発明において、SnCl₂は、0.3％以下では、表
面活性化作用が充分でなく、効果が認められな
い。又、８％を越えると、水溶液中における加水
分解の防止が困難になる。従つて、0.3％〜８％
の範囲で使用されるが、高価であるため、その効
果および経済性の面から考えて、より好ましい範
囲は、１〜５％である。有機酸は、酸性フツ化物
を用いない場合には、有機酸／SnCl₂が2.0（重量
比）以上としないと、SnCl₂の加水分解防止が不
充分である。酸性フツ化物と併用する場合におい
ては、（SnCl₂−酸性フツ化物）×2.0以上加える必
要がある。従つて、有機酸は、酸性フツ化物を用
いない場合には、１〜20％の使用範囲となり、酸
性フツ化物を併用する場合においては、前記の基
準に従つて、SnCl₂の加水分解を防止するに足り
る量を加える。又、酸性フツ化物及び有機酸は、
上記の好ましい範囲内にあれば、SnCl₂の加水分
解防止のために必要な量より過剰に用いても支障
はない。NaClまたはKClは、５％以下では、フ
ラツクスの融点を下げる効果が不充分で、SnCl₂
の作用が低下し不メツキを生ずる。又、30％以上
ではフラツクスの融点が上り、フラツクス効果が
発揮できなくなる。従つて、５〜30％範囲で用い
ることができるが、より好ましい範囲は10〜20％
である。又、ZnCl₂は、他の成分によつて左右さ
れるが、50％以上であれば、フラツクス成分とし
ての所期の効果が得られる。50％以下となるよう
な場合は、他成分の調整によつて50％以上となる
ようにすることが好ましい。本フラツクスは、200〜450g／ｌの水溶液とし
て用いられ、水溶液とした場合のPHは、有機酸を
用いる場合1.5〜2.5であり、鉄に対する腐食性は
0.003〜0.004g／m²Hrであり、鉄材を殆んど腐食
せず、フラツクス水溶液中の鉄イオンの増加もな
いことから、フラツクス液の濃度管理は液比重に
よつて行うことができる。即ち、使用中の濃度低
下を液化重によつて計り、不足分を補充すること
によつて、フラツクス液の更新をすることなく、
長期間にわたつて使用することができる。本水溶性フラツクスを用いての溶融メツキは、
常法により、行えばよい。即ち、素材を脱脂、酸
洗し、本フラツクス水溶液に浸漬してメツキを行
う。フラツクス処理は、通常30秒〜１分で充分で
あるが、２〜３時間にわたる長時間の浸漬によつ
ても、前記のごとく腐食性が低いため、素材表面
に変化はなく、支障なくメツキできる。溶融メツキ溶中で、素材表面に付着しているフ
ラツクスは、速やかに溶解、分離し、Zn又はZn
−Al合金がメツキされる溶融分離したフラツク
スは溶湯表面に浮き上り、一部は揮発する。しか
しながら、酸性フツ化物中のフツ素は、Znある
いは、Alと反応して、ZnF₂、AlF₃、などの安定
な化合物として、溶湯表面に残り、フツ化水素ガ
スとして揮発するフツ素は、フラツクスとして使
用した全フツ素分の約0.03％程度で、環境に及び
す影響は無視できる。本発明によるフラツクスは、Zn−Al合金メツ
キにおいてその特長を充分に発揮するが、当然の
ことながら、純Znによる溶融メツキにおいても
使用できる。又、鉄材、銅、真ちゆうなどの素材
に、溶融鉛あるいは鉛合金メツキを行う場合にも
優れた性能を発揮する。本発明により、鉄材に対して、溶融Zn−Al合
金メツキの適用が可能となり、溶融Znメツキの
品質改善のため寄与するところが大で、産業上の
意義は極めて大きい。以下、実施例により、本発
明をさらに詳しく説明する。ただし、これにより
本発明が限定されるものではない。実施例内径20mm、長さ200mmの鋼管を用い、脱脂、水
洗、次いで酸洗、水洗を行つた後、フラツクス水
溶液に１分間浸漬してフラツクス処理を行い、
180℃で乾燥後、溶融メツキ槽に浸漬して１分間
メツキを行つて引上げ、冷却した。脱脂及び酸洗の条件は下記のように行つた。脱脂８％NaOH水溶液80℃30分間酸洗８％HCl水溶液40℃20分間用いたフラツクスの組成、水溶液の濃度、メツ
キ条件を第１表に示す。又、メツキ品の外観、密着性および耐食性の試
験結果を第２表に示す。試験方法は次の通りであ
る。外観目視による。密着性アムスラー試験機により15トンの荷重
で鋼管を圧縮し、密着面を観察した。耐食性塩水噴霧試験（72時間）を行い腐食減
量を求めた。

【表】

【表】第１表および第２表から、メツキ浴にAlを添
加することによつて、光沢性、密着性、耐食性に
おいて改善がみられ、特に4.5％Alにおける耐食
性の向上が著しい。又、塩化亜鉛アンモンフラツクスでは0.5％Al
の添加で不メツキを生ずるのに対して、本発明に
よるフラツクスを使用することによつて、4.5％
Alを添加しても完全なメツキが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】１塩化第１錫：0.3〜8wt％、有機酸または有機
酸と酸性フツ化物との混合物：１〜20wt％、塩
化アルカリ：５〜30wt％及び残塩化亜鉛からな
ることを特徴とする溶融亜鉛メツキ用水溶性フラ
ツクス。但し、酸性フツ化物を含まない場合は、有機酸のwt％／塩化第１錫のwt％≧２酸性フツ化物を含む場合は、有機酸のwt％／塩化第１錫のwt％−酸性フツ化物のwt％
≧２及び塩化亜鉛は50wt％以上。