JPH10140310A - 溶融めっき方法 - Google Patents

溶融めっき方法

Info

Publication number
JPH10140310A
JPH10140310A JP8298986A JP29898696A JPH10140310A JP H10140310 A JPH10140310 A JP H10140310A JP 8298986 A JP8298986 A JP 8298986A JP 29898696 A JP29898696 A JP 29898696A JP H10140310 A JPH10140310 A JP H10140310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
flux
bath
hot
dip
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.)
Granted
Application number
JP8298986A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3080014B2 (ja
Inventor
Toshio Nakamori
俊夫 中森
Masashi Yamamoto
誠志 山本
Mutsuo Sagara
睦雄 相良
Hiroo Maeda
洋男 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINKO ARUMAA KOGYO KK
Nippon Steel Corp
Original Assignee
SHINKO ARUMAA KOGYO KK
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHINKO ARUMAA KOGYO KK, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical SHINKO ARUMAA KOGYO KK
Priority to JP08298986A priority Critical patent/JP3080014B2/ja
Priority to AU48866/97A priority patent/AU710454B2/en
Priority to EP97911497A priority patent/EP0878557A4/en
Priority to PCT/JP1997/004080 priority patent/WO1998021377A1/ja
Priority to KR1019980705154A priority patent/KR100314985B1/ko
Publication of JPH10140310A publication Critical patent/JPH10140310A/ja
Priority to US09/113,304 priority patent/US6143364A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3080014B2 publication Critical patent/JP3080014B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/024Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12Aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/30Fluxes or coverings on molten baths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/325Processes or devices for cleaning the bath

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)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 めっき時に溶融フラックス処理を行う金属材
料の溶融Al−Zn合金めっき、特に55%Al−Zn合金めっき
において、不めっき発生を確実に防止し、かつフラック
スの付着がなく、その除去処理が不要で、外観が良好な
めっき皮膜を形成する。 【解決手段】 金属素材を溶融めっき浴に浸漬する前
に、このめっき浴の浴温より少なくとも5℃高い融点を
有する溶融塩フラックス浴 (例、氷晶石+少なくとも1
種のアルカリ金属塩化物、さらに弗化アルミニウムを加
えてもよい) 中に浸漬して、予熱を兼ねてフラックス処
理を行った後、速やかにめっき浴に浸漬する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属材料の溶融めっ
き方法に関し、特に鉄鋼材料に対してフラックス処理を
利用してアルミニウム−亜鉛 (Al−Zn) 合金めっきを施
すのに適した溶融めっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼材料は構造物に広く用いられている
が、腐食しやすいため各種の防錆手段が用いられてき
た。中でも溶融亜鉛めっきは、比較的経済的な防錆方法
として、ねじ、ボルト等の小物接合部品からH型鋼等の
大型構造部材に至るまで非常に多岐にわたって使用され
てきた。しかし、亜鉛めっき被覆は海岸近傍等の塩害腐
食に対する耐性に劣るため、より耐食性に優れた防食被
覆が求められてきた。
【0003】かかる背景の中で、溶融Al−Zn合金めっき
が溶融亜鉛めっきよりも格段に優れた耐食性を具備する
ことが見出された。特にAlを55%、Siを1.5 %程度、残
部Znからなる溶融Al−Zn合金めっきが、めっき被覆の耐
食性および鋼素材に対する犠牲防食性の両立の点で最も
優れていることが確認され、防食薄鋼板においては今や
かなりの工業生産量に達している。
【0004】薄鋼板の溶融めっきは、一般に連続焼鈍設
備の出側に溶融めっき槽を配置した連続溶融めっき設備
にて行われる。代表的な連続溶融めっき設備では、鋼板
をまず弱酸化性の無酸化炉で加熱することにより清浄化
した後、無酸化炉に連接した還元炉に導いて、水素を含
む雰囲気下で還元および焼鈍を行い、次いで大気に触れ
ることなく溶融めっき槽に侵入させて、溶融めっきを施
す。鋼板は、清浄化からめっき浴侵入時まで大気から遮
断され、その間に脱脂、酸化物の還元が行われて、溶融
金属で濡れ易い条件下で溶融めっき槽に侵入する。この
ような連続溶融めっき設備は、亜鉛めっき用に開発され
たものであるが、アルミニウムめっきやAl−Zn合金めっ
きにも使われている。即ち、溶融Al−Zn合金めっきは、
めっき浴の組成および操業条件を変えるだけで、溶融亜
鉛めっきの設備および方式を利用して操業することがで
きる。
【0005】一方、薄鋼板以外の溶融めっき、例えば、
線材の連続溶融めっき、構造部材や各種部品等の鋼材の
バッチ式溶融めっきは、大気中で鋼材を溶融金属浴に浸
漬することにより行われてきた。この場合には、鋼材を
予め脱脂・酸洗しておいても、浴侵入前の酸化は不可避
であるため、一般にフラックスと称される、塩からなる
融剤を用いて、不可避的に形成される鋼材表面の酸化物
を融解させ、溶融金属による濡れを促進させる手段が用
いられてきた。
【0006】このフラックスによる処理方法には、乾式
法と湿式法とがある。乾式法は、フラックスを水溶液と
して鋼材に付着させた後、乾燥してフラックスを鋼材表
面に析出させ、しかる後に鋼材を溶融金属浴に浸漬して
溶融めっきを行う方法である。湿式法は、フラックスを
めっき槽の溶融金属浴上に投入し、この溶融金属浴の温
度で融解させて比重の軽いフラックスを浮遊させ、適当
な厚みのフラックス溶融層を溶融金属上に形成し、この
フラックス溶融層を介して鋼材を溶融金属中に侵入させ
る方法である。この場合、鋼材を溶融金属から引き上げ
る時にも再びフラックス溶融層を通過するので、めっき
後に、めっき物の表面に付着したフラックスをめっき物
表面から除去する作業が必要で、操業が複雑になる。
【0007】溶融亜鉛めっきのフラックス処理には通常
は乾式法が採用され、フラックス材料としては塩化亜鉛
と塩化アンモニウムとを含有する水溶液が一般的に用い
られている。しかし、このフラックスをAl−Zn合金めっ
きに用いると、溶融金属中のAlがフラックス中の主とし
てNH4Cl と反応して昇華性のAlCl3 が生成し、フラック
スが分解される結果、フラックス機能が著しく損なわ
れ、不めっきが多発する結果を招く。
【0008】一方、溶融アルミニウムめっきのフラック
ス処理には、従来より弗化物塩を用いた湿式法が主に採
用されているが、このフラックスは融点が高いため、ア
ルミニウムより低融点のAl−Zn合金のめっきでは十分な
効果を発現しえない。
【0009】かかる観点より、溶融Al−Zn合金めっき用
のフラックスがこれまでいくつか提案されている。例え
ば、特開昭58−136759号公報には、アルカリ金属または
アルカリ土類金属の塩化物、弗化物または珪弗化物の少
なくとも1種と、塩化亜鉛とからなるAl−Zn合金めっき
用フラックス組成物が開示されている。このフラックス
は、乾式法で用いるので操業性に優れるものの、フラッ
クス機能が十分ではなく、溶融金属中のAl濃度の増加と
共に不めっきが多発しやすくなる。特に、耐食性に優れ
ている、Al濃度の高い55%Al−Zn合金めっきでは、この
現象が甚だしくなる。
【0010】特開平3−162557号公報には、塩化亜鉛と
塩化アンモニウムの配合比率が重量比で10ないし30:1
であるAl−Zn合金めっき用フラックス組成物が開示され
ている。このフラックスもやはり乾式法で用いるもので
あるが、薄物のめっきには比較的良好なめっきが可能で
あるものの、めっき温度の上昇とともに不めっきが発生
しやすく、めっき温度が高くなる55%Al−Zn合金めっき
では、薄物以外では不めっきが生じやすくなる。
【0011】特開平4−293761号公報には、亜鉛、リチ
ウム、ナトリウムおよびカリウムの各塩化物という4成
分からなるAl合金めっき用フラックス組成物が開示され
ている。このフラックスは湿式法で用いられ、上記4成
分のうち高価な塩化リチウムが主成分 (40〜60モル%)
となるので、コスト高となる。また、厚物に対しては、
不めっきの抑制効果が不十分である他、めっき物に付着
したフラックスの除去が煩雑となるといった問題点があ
る。
【0012】特開平4−323356号公報には、Al含有アル
カリ金属弗化物 (例、氷晶石) とアルカリ土類金属塩化
物とからなるAl−Zn合金めっき用フラックス組成物が開
示されている。このフラックスも湿式法用であり、特に
55%Al−Znのめっきに好適なものとして提案されている
が、フラックスの棚吊り現象 (フラックスが固化して棚
を形成し、溶融金属とフラックスとの間に空洞を生ずる
現象) を生じやすいという問題点がある。また、このフ
ラックスは弗化物を含むため、鋼材を溶融金属から引き
上げる時に付着・固化したフラックスが、弗化物の存在
により水洗等の手段では容易に除去できないという問題
点もある。従って、めっき外観が不良となる。
【0013】これらの方法以外に、例えば、特公昭61−
201767号公報に記載されたごとく、予め鋼材に溶融亜鉛
めっきを施し、さらに溶融Al−Zn合金めっきを施すとい
う二段めっき法も提案されているが、2回のめっき工程
が必要であり製造コストの点で不利であることは論を待
たない。
【0014】さらに、かかる工夫によりAl−Zn合金めっ
きを行っても、従来の方法では、めっき前の予熱工程が
ないか、あっても不十分なため、めっき浴への浸漬時間
は一般に20秒以上、通常は30〜180 秒という長さが必要
であり、特に45〜60%Alの場合には浴温が高いこともあ
って、めっき浴への浸漬中に金属素材−めっき界面での
脆い金属間化合物層 (以下、合金層という) の成長が著
しく起こり、めっき層の加工性が著しく低下する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のフラックス組成物を用いた溶融めっきでは、Al含有量
が45%以上と高いAl−Zn合金めっきの場合、乾式法では
フラックス機能が不十分で不めっきが発生し易く、湿式
法では、フラックスが高価であったり、フラックスの棚
吊り現象が発生易い、めっき後に付着したフラックスの
除去が困難で、めっき外観が悪化するといった問題点が
あり、またいずれの方法でもめっき浴の浸漬時間が長い
ため、合金層の成長が起こり易く、めっき層の加工性が
低下しがちであり、溶融Al−Zn合金めっきを工業的に実
施するには極めて不十分な状況にあった。
【0016】本発明は、かかる従来技術の問題点が解消
された溶融Al−Zn合金めっきに好適な溶融めっき方法を
提供するものであり、とりわけAl含有量が45〜60%のAl
−Zn合金めっき用として好適で、加工性に優れためっき
皮膜を形成することができる溶融めっき方法を提供せん
とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために、フラックス機能が高い湿式法用フラ
ックスを用いることを前提として鋭意検討を行った結
果、新規な溶融めっき方法により前記課題の解決に成功
した。その解決手段の原理の概要を説明する。
【0018】本発明においてはまず、然るべき前処理を
施した被めっき金属素材を、フラックス機能を有し、か
つめっき浴温より融点が高い溶融塩からなる溶融塩フラ
ックス浴に浸漬する。この溶融塩フラックス浴への浸漬
処理により、金属素材は予熱されると同時に、その表面
はフラックスの作用で活性化され、かつ溶融塩フラック
ス浴から金属素材を引き上げる際に、フラックス膜が金
属素材表面に形成される。
【0019】次に、このフラックス膜を有する金属素材
を速やかに溶融金属めっき浴に浸漬する。このめっき浴
への浸漬までの間、フラックス膜は金属素材を酸化から
保護する作用を有し、金属素材が溶融金属めっき浴に浸
漬されると、金属素材表面から剥離し、めっき浴中で溶
融金属上に浮遊する。溶融金属上に浮遊したフラックス
は、その融点が溶融金属の浴温 (めっき浴温) より低け
れば、溶融金属上に液膜 (溶融フラックス層) を形成し
て、金属素材を引き上げる際にめっき皮膜の表面に付着
する。しかし、上記のようにフラックスの融点がめっき
浴温より高い場合には、フラックスは溶融金属上に固形
物として浮遊するため、スキミングによる除去が極めて
容易となるので、引き上げ時のフラックスの付着を防止
することができ、品質の優れた溶融めっき製品が容易に
得られる。
【0020】また、金属素材を、めっき浴温より高温の
溶融塩フラックス浴に予め浸漬することにより、短時間
の浸漬で金属素材はかなり高温に加熱される。即ち、こ
の溶融塩フラックス浴への浸漬は予熱の作用も果たす。
そのため、次工程の溶融めっき段階でのめっき浴への浸
漬時間を短くすることができ、めっき浴への浸漬により
起こる合金層の成長を著しく抑制することが可能とな
り、めっき皮膜の加工性の低下が防止される。
【0021】本発明の基本原理は上記に基づくものであ
り、その要旨は、金属材料に溶融金属めっきを施すに当
たり、めっきを施す金属素材を予め前記溶融金属めっき
浴の浴温より少なくとも5℃高い融点を有する溶融塩フ
ラックス浴中に浸漬しした後、前記金属素材を溶融金属
めっき浴中に浸漬して溶融めっきを行うことを特徴とす
る、溶融めっき方法である。
【0022】本発明の好適態様にあっては、溶融融金属
が45〜60重量%のAlおよび 0.5〜2重量%のSiを含むAl
−Zn合金であり、フラックスが氷晶石と少なくとも1種
のアルカリ金属塩化物とからなる組成物、または氷晶石
と少なくとも1種のアルカリ金属塩化物と弗化アルミニ
ウムとからなる組成物である。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明によれば、フラックスを用
いた溶融めっき、特に溶融Al−Zn合金めっき、とりわけ
40%以上のAlを含むAl−Zn合金溶融めっきを、不めっき
がない状態で、操業性よく、かつ短時間に実施すること
ができ、優れた表面性状および加工性を持つめっき皮膜
を得ることができる。
【0024】本発明にあっては、溶融金属めっき槽以外
に、フラックスを溶融するためのフラックス槽を具備す
ることが望ましい。このフラックス槽に、溶融金属めっ
き浴の浴温よりも高い融点となるように組成が調整され
た1種もしくは2種以上の塩からなるフラックスを入
れ、融解する。フラックスの融点は溶融めっき浴温より
も5℃以上高いことが必要で、好ましくは30℃以上高く
する。フラックスの融点と溶融めっき浴温との温度差が
5℃未満では、フラックスの溶融金属上での固化が不十
分となり、めっき後の表面がフラックスで汚染され易く
なる。フラックスの融点があまり高すぎると、金属素材
の予熱温度が高くなりすぎ、弊害が出てくるので、フラ
ックスの融点と溶融めっき浴温との差は好ましくは80℃
以内、より好ましくは60℃以内とする。
【0025】従来の湿式フラックス法では、フラックス
を溶融めっき浴温で融解させて溶融金属上に浮遊させる
のであるから、フラックスの融点が浴温より低くなるよ
うにフラックスの組成を選定していた。この点で、溶融
めっき浴温より融点が高いフラックスを用いる本発明
は、従来の湿式法とは考え方が全く異なる。
【0026】本発明でフラックスとして用いる塩は、フ
ラックス機能を持ち、フラックスの溶融温度で揮発性が
なければ、種類は特に制限されない。例えば、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛などの金
属のハロゲン化物、特に塩化物および弗化物、アルカリ
金属硼弗化物などが使用できる。通常は、これらから選
んだ2種以上の化合物を使用し、混合物の融点が溶融め
っき浴温より5℃以上高くなるように組成を選定すれば
よい。
【0027】めっきする溶融金属が45〜60%のAlおよび
0.5〜2%のSiを含むAl−Zn合金である場合には、溶融
めっき浴温は通常 570〜610 ℃である。この場合には、
フラックスとして、氷晶石と少なくとも1種のアルカリ
金属塩化物 (例、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム) との組合わせ、またはこれら (氷晶石とアル
カリ金属塩化) にさらに弗化アルミニウムを加えた組合
わせが、このようにAl含有量が高いAl−Zn合金めっきに
おいても十分なフラックス機能を示し、かつ前記浴温よ
り5℃以上高い融点を持つ組成を容易に選定することが
できるので好ましい。
【0028】ただし、この場合であっても、フラックス
の組成は上記に限定されるものではなく、氷晶石を用い
ない組成も可能である。例えば、アルカリ金属塩化物と
アルカリ金属弗化物だけでも、フラックス機能があり、
かつ融点がめっき浴温より5℃以上高い混合物を得るこ
とができる。しかし、その場合には、融点が低い塩化リ
チウムを多量に使用する必要があり、コスト高になる
上、フラックス機能も、氷晶石を用いた前記混合物に比
べるとやや劣る。
【0029】本発明の方法により溶融めっきを施すこと
ができる金属材料は特に制限されないが、代表例は鋼素
材 (例、鋼線、型鋼、鋼管、鋼金具、例えば、ボルト、
ナット、ねじ等) である。例えば、屋根や外壁などの建
築材料として、臨海部のように塩害腐食の強い地域のみ
ならず、その他の地域でも、耐食性の高い溶融Al−Zn合
金めっき鋼板、特に溶融55%Al−Zn合金めっき鋼板が使
用されるようになってきたが、この鋼板を接合する小物
接合部材にも同じめっきを施しておけば、この接合部材
の耐食性が確保されると同時に、接合部位において異種
金属材料が接触した場合に起こる局部電池作用によるめ
っき材料の溶解が防止でき、めっきの耐久性が向上する
という効果もある。本発明の溶融めっき方法は、このよ
うな小物接合部材のAl−Zn合金めっきにも、或いは型鋼
のような大型部材にも適用できる。また、通常の炭素鋼
以外に、合金鋼、Ni合金、フェライト系ステンレス鋼と
いった各種の金属素材に適用できる。
【0030】被めっき金属素材は、本発明に従ってフラ
ックス槽において溶融塩フラックス浴に浸漬する前に、
通常の前処理を施すことが望ましい。例えば、金属素材
が鉄鋼である場合の前処理は、オルソ珪酸ソーダ、苛性
アルカリ、炭酸ソーダ等の温水溶液による脱脂工程、有
機溶剤による脱脂工程、塩酸、硫酸等の酸の水溶液によ
る酸洗工程の少なくとも1工程を含む。
【0031】フラックス槽内の溶融塩フラックス浴の温
度は、フラックスの融点より高ければ特に制限はなく、
めっき槽と同様な適当な温度調節機構を設けておけば、
融点より数℃高い程度の温度でも十分に操業できる。溶
融塩フラックス浴の温度は、あまり高すぎると熱エネル
ギーの面でも不利であり、被めっき金属素材の熱劣化を
生ずることもあるので、溶融めっき浴温との温度差が10
0 ℃以内、好ましくは70℃以内となるようにするのがよ
い。フラックス浴への浸漬時間はごく短時間、例えば、
1秒から数秒でよいが、この浸漬が予熱も兼ねている関
係から、被めっき金属素材の厚みが大きい場合には、十
分に予熱されるように浸漬時間を延長してもよい。
【0032】前述したように、フラックス槽を出た金属
素材は、表面がフラックスで保護されているため、大気
に曝されても表面の酸化は起こらない。従って、フラッ
クス槽から溶融めっき槽への移送の間に大気を遮断する
必要はない。しかし、フラックス槽で予熱された金属素
材の温度低下を防ぐために、フラックス槽から溶融めっ
き槽への移送は速やかに行うことが好ましい。
【0033】溶融めっき槽には、慣用のスキミング手段
を設けておくことが好ましい。本発明では、フラックス
の融点が溶融めっき浴温より高いため、溶融めっき浴に
接触して金属素材から除去されたフラックスは、めっき
浴中で固化してめっき浴の溶融金属上に固体として浮遊
するので、これをスキミングにより容易に除去すること
ができる。溶融めっきがバッチ式の場合には、めっき作
業の合間にスキミングすればよく、また線材等の連続め
っきでは、必要に応じて定期的あるいは常時スキミング
することができる。その結果、溶融金属めっき浴から引
き上げられた金属素材のめっき皮膜にはフラックスはほ
とんど付着していないので、従来の湿式フラックス法で
行われているような、めっき後のフラックス除去のため
の特別の処理は通常は不要である。
【0034】本発明によれば、予め被めっき金属素材が
めっき浴温より高温のフラックス槽内で予熱されるの
で、従来法ではかなり長時間 (例、30〜180 秒) を要し
ていた溶融めっき浴への浸漬時間を、大幅に (例、10秒
以下、さらには数秒以内に) 短縮することが可能であ
る。従って、フラックス槽への浸漬時間 (これも通常は
数秒以内でよい) を含めても、溶融めっき作業に要する
合計作業時間が大幅に短縮される。
【0035】さらに、溶融めっき浴への浸漬時間が大幅
に短縮される結果、金属素材−めっき界面の脆い合金層
の成長が著しく抑制され、加工性が要求される用途にも
十分に適合した、加工性と外観に優れた高品質のめっき
皮膜を形成することができる上、めっき量当たりのドロ
ス発生量も大幅に抑制できる。
【0036】
【実施例】
(実施例1)以下、実施例に基づき本発明を更に説明す
る。40 mm ×120 mm×厚さ3mmの熱延鋼板をオルソ珪酸
ソーダ水溶液で脱脂し、水洗した後、10wt%塩酸水溶液
で酸洗して、フラックス処理に先立つめっき前処理を行
った。
【0037】フラックス処理としては下記のA方式およ
びB方式の二つを比較した。 A方式:従来の湿式フラックス法に従って、めっき槽内
に厚さ30mm程度の溶融フラックス層を形成する量のフラ
ックスを投入して、溶融金属上に溶融フラックス層を形
成した後、前処理を経た鋼板を、予熱せずにめっき槽に
浸漬する。
【0038】B方式:本発明に従って、溶融めっき槽の
近傍にフラックス槽を設置して、この中で溶融塩フラッ
クスを溶融させておき、前処理を経た鋼板をフラックス
槽中に5秒間浸漬して予熱とフラックス処理を行った
後、フラックス槽から引き上げた鋼板をできるだけ速や
かに溶融めっき槽に浸漬する。フラックスとしては表1
に示す組成物を使用した。
【0039】
【表1】
【0040】上記の各フラックスを用いて、AおよびB
の両方式のフラックス処理と溶融めっきを行った。B方
式のフラックス槽の溶融塩フラックス浴の温度は、フラ
ックス5および6を除いて、全て630 ℃とした。フラッ
クス5および6は、その融点より5℃高い温度とした。
【0041】めっき金属は55%Al−1.6 %Si−Zn合金で
あり、溶融めっき浴温は590 ℃であった。めっき浴の浸
漬時間は、フラックス処理がA方式の場合は30秒、B方
式の場合は10秒に統一した。フラックス処理がB方式の
場合には、溶融めっき浴面をスキミングして、金属浴上
に固化して浮遊しているフラックスを除去しながら、10
枚の試験片を溶融めっきした。フラックス処理がA方式
の場合には、1枚の試験片だけを溶融めっきした。溶融
めっき浴は、各めっき試験ごとに更新した。
【0042】溶融めっき浴から引き上げた鋼板は、水冷
した後、水洗・ブラッシングをしてから、目視観察によ
り不めっきと外観状態 (汚れの程度) を検査した。その
結果を表2に示す。なお、B方式の場合には、10回目の
めっき試験片についての観察結果を示す。表2におけ
る、不めっきと外観の評価基準は次の通りである。
【0043】不めっき: ○−不めっきが認められない、 △−10箇所以内のピンホール状不めっき有り、 ×−不めっきが多発 (10箇所超) 。外観 :○−良好、 △−フラックス残滓等の付着あり、 ×−フラックス残滓等の付着が多い。
【0044】
【表2】
【0045】表2からわかるように、本発明に従って、
溶融めっき浴温より5℃以上高い融点を持つフラックス
5〜7を用いて、B方式でフラックス処理を行った溶融
Al−Zn合金めっき方法では、フラックス作用が十分で、
しかもフラックスを溶融めっき浴から除去し易いため、
不めっきや外観の汚れのない良好なめっき材が得られ、
ほとんどの場合、水洗・ブラッシングの前でもめっき表
面にフラックスは付着していなかった。但し、氷晶石を
含有しないフラックス7の場合には軽微な表面の汚染が
見られ、氷晶石とアルカリ金属塩化物、或いはこれにさ
らに弗化アルミニウムを添加したフラックスが特に好結
果を示した。
【0046】これに対して、フラックス処理を同じB方
式で実施しても、フラックスの溶融温度が溶融めっき浴
温より低いフラックス1〜4では、めっき槽で剥離した
フラックスが溶融金属上に溶融状態で浮遊するため、そ
の除去が困難で、このフラックスがめっき表面に付着す
るため、めっき外観の汚れがひどくなり、また氷晶石を
含まないフラックス3および4では不めっきも一部発生
した。
【0047】一方、従来の浴上フラックスによるA方式
では、融点がめっき浴温より高いフラックス5〜7では
めっき不可になるのは当然として、浴温より低融点のフ
ラックス1〜4のいずれでも、めっき外観の汚れが顕著
であった。即ち、この方式では、めっき後に付着フラッ
クスの除去処理が必須であるが、固化したフラックスを
完全に除去することは困難であり、また除去できたとし
ても、めっき外観が悪化することは避けられない。
【0048】(実施例2)実施例1と同様にして、フラ
ックスNo.1を用いてA方式で浴上フラックス処理と溶融
めっき (浸漬時間30秒) を実施し、めっき浴から引き上
げた後、1%塩酸で酸洗し、表面の汚れを除去して、比
較例のAl−Zn合金めっき鋼板の試験片を作製した。
【0049】別に、やはり実施例1と同様にして、フラ
ックスNo.6を用いて、B方式でフラックス処理 (浸漬時
間5秒) した後に溶融めっき (浸漬時間2秒) を行い、
めっき後に水洗・ブラシングにより洗浄して、本発明例
のAl−Zn合金めっき鋼板の試験片を作製した。
【0050】上記2種類の試験片を2t曲げ加工して、
曲げR部外面の加工状態を目視観察した。本発明例の試
験片では、微細クラックはあったが剥離は発生していな
いのに対し、比較例の試験片では一部めっき皮膜が剥離
していた。
【0051】
【発明の効果】以上に詳述したように、フラックスを利
用した本発明の溶融めっき方法によれば、従来はフラッ
クス法では良好なめっき外観を得ることが困難であった
溶融Al−Zn合金めっきにおいて、汚れのない良好なめっ
き外観を得ることが可能となり、しかもフラックス機能
も十分で、不めっきの発生も防止される。
【0052】さらに、本発明の溶融めっき方法によれ
ば、フラックス処理が予熱も兼ねるため、めっき前の予
熱が不要となり、溶融金属めっき浴への浸漬時間が大幅
に短縮され、フラックス処理を含めてもめっきの作業時
間が短縮される。特に、Al量が40%以上のAl−Zn合金め
っき浴は浴温が高いので、めっき浴への浸漬時間の大幅
な短縮により脆い合金層の成長が著しく抑制される結
果、めっき皮膜の加工性の向上、ドロス発生量の低減と
いう効果も併せて得られる。また、従来の湿式フラック
ス法で必要であった、めっき後の付着フラックスの除去
処理も不要であり、操業性が改善される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相良 睦雄 和歌山市湊1850番地 住友金属工業株式会 社和歌山製鉄所内 (72)発明者 前田 洋男 北九州市若松区藤ノ木2丁目4番8号 新 興アルマー工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料に溶融金属めっきを施すに当た
    り、めっきを施す金属素材を予め前記溶融金属めっき浴
    の浴温より少なくとも5℃高い融点を有する溶融塩フラ
    ックス浴中に浸漬した後、前記金属素材を溶融金属めっ
    き浴中に浸漬して溶融めっきを行うことを特徴とする、
    溶融めっき方法。
  2. 【請求項2】 溶融金属が45〜60重量%のAlおよび 0.5
    〜2重量%のSiを含むアルミニウム−亜鉛合金であり、
    フラックスが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アル
    ミニウムおよび亜鉛の塩化物および弗化物よりなる群か
    ら選ばれた2種以上の塩からなる、請求項1記載の溶融
    めっき方法。
  3. 【請求項3】 フラックスが氷晶石と少なくとも1種の
    アルカリ金属塩化物とからなる組成物、または氷晶石、
    少なくとも1種のアルカリ金属塩化物と弗化アルミニウ
    ムとからなる組成物である、請求項2記載の溶融めっき
    方法。
JP08298986A 1996-11-11 1996-11-11 溶融めっき方法 Expired - Fee Related JP3080014B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08298986A JP3080014B2 (ja) 1996-11-11 1996-11-11 溶融めっき方法
AU48866/97A AU710454B2 (en) 1996-11-11 1997-11-10 Hot dip plating method and apparatus
EP97911497A EP0878557A4 (en) 1996-11-11 1997-11-10 METHOD AND APPARATUS FOR MELTING PLATING
PCT/JP1997/004080 WO1998021377A1 (fr) 1996-11-11 1997-11-10 Procede et appareil pour placage par fusion
KR1019980705154A KR100314985B1 (ko) 1996-11-11 1997-11-10 용융도금방법및장치
US09/113,304 US6143364A (en) 1996-11-11 1998-07-10 Hot dip plating method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08298986A JP3080014B2 (ja) 1996-11-11 1996-11-11 溶融めっき方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10140310A true JPH10140310A (ja) 1998-05-26
JP3080014B2 JP3080014B2 (ja) 2000-08-21

Family

ID=17866759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08298986A Expired - Fee Related JP3080014B2 (ja) 1996-11-11 1996-11-11 溶融めっき方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6143364A (ja)
EP (1) EP0878557A4 (ja)
JP (1) JP3080014B2 (ja)
KR (1) KR100314985B1 (ja)
AU (1) AU710454B2 (ja)
WO (1) WO1998021377A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6270842B1 (en) 1998-08-20 2001-08-07 Azuma Kogyo Co., Ltd. Method of galvanizing with molten zinc-aluminum alloy
JP2010133022A (ja) * 2008-11-04 2010-06-17 Koyo Kogyo Kk 金属めっき材料およびその製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020040701A (ko) * 2002-03-05 2002-05-30 덕산산업주식회사 용융알루미늄 도금조
JP4014907B2 (ja) * 2002-03-27 2007-11-28 日新製鋼株式会社 耐食性に優れたステンレス鋼製の自動車用燃料タンクおよび給油管
JP4671634B2 (ja) * 2004-07-09 2011-04-20 新日本製鐵株式会社 耐食性に優れた高強度焼き入れ成形体およびその製造方法
KR100676522B1 (ko) * 2005-06-23 2007-02-01 덕산산업주식회사 용융알루미늄 도금조
KR100676126B1 (ko) * 2005-09-02 2007-02-01 주식회사 한국번디 내식성 도금 강관
KR100667173B1 (ko) * 2005-09-02 2007-01-12 주식회사 한국번디 강관의 제조장치 및 제조방법
RU2457274C2 (ru) * 2010-09-20 2012-07-27 Ян Натанович Липкин Способ нанесения горячих металлических покрытий
RU2499077C1 (ru) * 2012-03-20 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Способ нанесения износостойких покрытий на стальные изделия
CN107245685A (zh) * 2017-07-12 2017-10-13 安徽埔义传动机械有限公司 一种高品质一体式化锌锅及其浇注方法
US11142841B2 (en) 2019-09-17 2021-10-12 Consolidated Nuclear Security, LLC Methods for electropolishing and coating aluminum on air and/or moisture sensitive substrates
CN112662890A (zh) * 2020-12-09 2021-04-16 攀枝花钢城集团有限公司 一种锌渣回收利用方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB798275A (en) * 1955-12-31 1958-07-16 Opel Adam Ag Improved process of coating metallic articles with aluminium or aluminium alloys
US2957782A (en) * 1956-07-13 1960-10-25 Boller Dev Corp Process for coating ferrous metals
US3027268A (en) * 1960-01-29 1962-03-27 Herbert E Linden Method and apparatus for coating metals with molten aluminum
JPS5881958A (ja) * 1981-11-05 1983-05-17 Kowa Kogyosho:Kk 浸漬メツキ装置
JPS58136759A (ja) * 1982-02-05 1983-08-13 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 溶融亜鉛アルミニウム合金めつき用フラツクス
JPS61201767A (ja) * 1985-03-01 1986-09-06 Nippon Mining Co Ltd 二段めつき方法
LU86339A1 (fr) * 1986-03-04 1987-11-11 Foridienne Chimie N V Compositions de flux sans fluorures pour la galvanisation a chaud dans des bains de zinc aluminies
JPH0670269B2 (ja) * 1989-11-20 1994-09-07 大同鋼板株式会社 アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき用フラックス
JPH03166352A (ja) * 1989-11-24 1991-07-18 Nippon Steel Corp 溶融亜鉛メッキ浴中のボトムドロス抑制方法
JP2593745B2 (ja) * 1991-03-22 1997-03-26 新日本製鐵株式会社 アルミニウム合金めっき用フラックス
JP2510361B2 (ja) * 1991-04-24 1996-06-26 新日本製鐵株式会社 溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき用溶融フラックス組成物
JPH06279968A (ja) * 1993-03-30 1994-10-04 Nippon Steel Corp 鉄鋼品のアルミニウム−亜鉛合金めっき方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6270842B1 (en) 1998-08-20 2001-08-07 Azuma Kogyo Co., Ltd. Method of galvanizing with molten zinc-aluminum alloy
JP2010133022A (ja) * 2008-11-04 2010-06-17 Koyo Kogyo Kk 金属めっき材料およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3080014B2 (ja) 2000-08-21
EP0878557A1 (en) 1998-11-18
AU710454B2 (en) 1999-09-23
US6143364A (en) 2000-11-07
KR19990077023A (ko) 1999-10-25
AU4886697A (en) 1998-06-03
EP0878557A4 (en) 2000-04-05
KR100314985B1 (ko) 2002-01-17
WO1998021377A1 (fr) 1998-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102014157B1 (ko) 강 아연도금용 플럭스 조성물
JP3080014B2 (ja) 溶融めっき方法
GB2099857A (en) A method of hot dip galvanizing metallic articles
JP2858089B2 (ja) 腐食抵抗性着色ステンレス鋼及びその製法
AU2007258462A2 (en) High-aluminum alloy for general galvanizing
JP4970231B2 (ja) 溶融めっき鋼材とその製造方法
PL204280B1 (pl) Sposób przygotowania powierzchni stalowych do jednozanurzeniowego cynkowania w kąpieli cynkowej wzbogaconej w glin
KR100392565B1 (ko) 건식플락스법에의한용융금속도금용플락스및이플락스를사용한용융금속도금강재의제조방법
EP0989208B1 (en) Method of galvanizing with molten zinc-aluminum alloy
WO1995004607A1 (en) Lead-free galvanizing technique
JP3514837B2 (ja) 熱延鋼板の溶融めっき方法
JP3494134B2 (ja) 溶融めっき方法
JPH11323523A (ja) 溶融めっき方法
JPH06279968A (ja) 鉄鋼品のアルミニウム−亜鉛合金めっき方法
JP2510361B2 (ja) 溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき用溶融フラックス組成物
JPH11158595A (ja) 外観性と密着性に優れた難めっき鋼板の連続溶融めっき方法
JP4469055B2 (ja) 溶融Zn−Mg−Al合金メッキ方法
JP4899030B2 (ja) フラックス及び溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき法。
JP2982653B2 (ja) 高耐食性Al−Zn合金溶融めっき鋼板とその製造方法
JPS60125361A (ja) 溶融亜鉛合金メツキ用フラツクス組成物
JPS6362835A (ja) 溶融亜鉛メツキ用亜鉛合金及びその使用方法
JP2000160315A (ja) 溶融亜鉛合金めっき鋼材
WO1999064168A1 (en) Manufacturing process for noncontinuous galvanization with zinc-aluminum alloys over metallic manufactured products
JP2003082447A (ja) 溶融亜鉛アルミニウムめっき方法
JPH04176852A (ja) アルミニウム・亜鉛合金溶融めっき方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000523

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees