JPH06279968A

JPH06279968A - 鉄鋼品のアルミニウム−亜鉛合金めっき方法

Info

Publication number: JPH06279968A
Application number: JP5071537A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Masuda; 増田一広; Kotaro Yoshida; 耕太郎吉田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】ボルト、ナット等の複雑な形状の被めっき物
にアルミニウム−亜鉛合金めっきを一段で行うことを目
的とする。【構成】複雑な形状を有する鋼製品にアルミニウム−
亜鉛合金めっきを施すにあたり、前処理後とアルミニウ
ムを含むアルカリ金属の弗化物とアルカリ土類金属の塩
化物からなる溶融フラックスあるいはこのフラックスに
リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩
化物のうち１種以上を添加した溶融フラックスを使用
し、６００〜６９０℃で４０〜８０％アルミニウム−亜
鉛浴中でめっきした後、遠心分離してめっきする方法。【効果】本発明の方法によれば、表面外観の良好なア
ルミニウム−亜鉛合金めっきを一段めっきで行うことが
でき、処理工程の短縮、コストの低減等の効果が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼加工品に金属めっ
きを施す方法に関するもので、さらに詳しくはアルミニ
ウム−亜鉛合金めっきを一段の浸漬で実現する新規な溶
融めっき方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および課題】従来より鉄鋼材料は構造物と
して広く使用されており、鋼製のアングル、ボルトナッ
トも多数使用されている。ところが腐食環境の厳しいと
ころでは鋼材は錆やすいため、種々の防食がなされてい
る。そのひとつとして亜鉛めっきを施して使用される例
が急増している。しかし、亜鉛めっきの厚みには限界が
あり、とくに海岸近くの構造物には長期間の耐用が困難
であった。

【０００３】そこで、亜鉛めっきより数倍の耐食性を有
する溶融アルミニウム−亜鉛合金めっきが、海岸付近の
鋼構造物を長期防食する上で極めて有効な防食方法とし
て期待されてきた。

【０００４】溶融アルミニウム−亜鉛合金めっきの方法
として、特公昭５７−３５６７２号公報や特公昭６１−
２０１７６７号公報に、被めっき物に先ず溶融亜鉛めっ
きを行い、次いで溶融亜鉛−アルミニウム合金めっきを
施す二段めっき方法が開示されている。

【０００５】しかし、二段めっき方法は亜鉛用および亜
鉛−アルミニウム用の２つのめっき釜が必要となり。工
程も多くコストの面から高価となる欠点があった。

【０００６】溶融アルミニウム−亜鉛合金めっきを一段
で実施するにあたっては、Ａｌが酸化されやすいため、
亜鉛単独めっきのように付着性の良いめっき層を得るこ
とが非常に困難であった。

【０００７】例えば特開昭５４−１９４１号公報のごと
く、通常の溶融亜鉛めっきと同じ水溶性フラックスを用
いる方法では、溶融アルミニウム−亜鉛合金めっきを施
す前に特定温度での予熱が必要であり、工程が煩雑な
上、設備費が嵩むという欠点があった。

【０００８】また、特公昭３１−８３６６号公報のごと
く、塩化亜鉛−塩化アンモニウム系フラックスを溶融金
属上に浮遊させる方法は、被めっき物を溶融金属中より
取り出す時に、絞りロールによりフラックスを除去しな
ければならない。あるいはフラックスが付着しないよう
に取り出す必要があり、いずれにしても作業が煩雑とな
る上、複雑な形状の物品へのめっきには不適である。

【０００９】一方、薄鋼板の溶融亜鉛−アルミニウム合
金めっきで採用されているゼンジマー法（鉄鋼材料を高
温の密閉炉中で水素やアンモニウム分解ガスなどで還元
しながら溶融金属めっき浴中に浸漬してめっきを施すガ
ス還元法）は、連続通板可能な薄鋼板や鋼線等にその適
用が限定され、ボルトナット等の複雑な形状のものには
適用が不適である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた如く、アル
ミニウム−亜鉛合金めっきを複雑な形状のものに施すこ
とは、従来の技術の適用では極めて困難であった。従っ
て、複雑形状の鉄鋼品ではアルミニウム−亜鉛合金めっ
きよりも耐食性に劣る亜鉛めっきが行われてきたわけで
ある。

【００１１】そこで本発明は、新しい溶融フラックスを
基本にして、一段めっきでしかも雰囲気制御をすること
なく、外観に優れたアルミニウム−亜鉛合金めっきを施
す方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するため種々検討を行った結果、新しい溶融フ
ラックスを用い、限定された条件下でめっきする方法を
見いだした。

【００１３】すなわち、従来のフラックスでは酸化物溶
融能力が小さいため、４０〜８０％のアルミニウム−亜
鉛のごとくアルミニウム含有量が多い領域でのめっきに
は適さないことがわかり、以下に述べるような高融点系
の溶融フラックスを組み合わせると良いということを見
いだした。

【００１４】本発明は、前記知見に基づくものであり、
複雑な形状を有する鉄鋼品にアルミニウム−亜鉛合金め
っきを施すにあたり、通常の脱脂、酸洗、水洗を行った
後、アルミニウムを含むアルカリ金属の弗化物とアルカ
リ土類金属の塩化物からなる溶融フラックスあるいはさ
らにリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属
の塩化物のうち１種以上添加した溶融フラックスを使用
し、６００〜６９０℃に保持した４０〜８０％アルミニ
ウム−亜鉛浴に０．５〜２０分浸漬し、引き上げ後直ち
に遠心分離を行うことを特徴とする鉄鋼加工品のアルミ
ニウム−亜鉛合金めっき方法を要旨とするものである。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１６】まず、本発明の方法によるアルミニウム−
亜鉛合金めっきを施すにあたって、被めっき物の前処理
は、従来のめっきと同様の脱脂、酸洗、水洗で良い。

【００１７】本発明において使用する溶融フラックス
は、アルミニウムを含むアルカリ金属の弗化物とアルカ
リ土類金属の塩化物とからなるフラックス、あるいはさ
らにＬｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属の塩化物のうち１
種以上を添加するフラックスに限定する。ここで、アル
ミニウムを含むアルカリ金属の弗化物とは、例えば氷晶
石であり、アルカリ土類金属の塩化物とはＢａ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｍｇ等の塩化物を意味する。

【００１８】本発明において、溶融フラックスの組成を
アルカリ金属の弗化物とアルカリ土類金属の塩化物に限
定するのは、アルミニウム−亜鉛合金めっきを一段で行
うためである。

【００１９】そして、アルカリ金属の弗化物にアルミニ
ウムを含ませるのは、めっき外観をさらに良好とするた
めである。また、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属のう
ち１種以上を添加するのは、これによって融点の調整を
容易にすると共に、さらにめっき外観を良好とするため
である。なお、この他の金属弗化物、たとえば弗化アル
ミニウム等のフラックスの中に含んでいてもかまわな
い。好ましい塩化物、弗化物の組成はＮａＣｌ、ＫＣ
ｌ、ＣａＣｌ₂ 、ＡｌＦ₃ 、Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ である。

【００２０】本発明に用いるフラックス成分の作用につ
いては未だ理論的解明がなされているわけではないが、
基本的にはアルミニウムを含むアルカリ金属の弗化物が
本来のフラックス作用として働き、アルカリ土類金属の
塩化物が上記の働きを助成し、相乗効果でめっき浴の流
動性を高める役割を果たしているものと考えられる。こ
れらの作用は、後述のめっき浴の温度範囲と浸漬時間内
で最も効果的に作用するものと推察される。

【００２１】次に、本発明では合金めっき浴の成分濃度
範囲を４０〜８０％アルミニウム−亜鉛に限定する。４
０％未満のＡｌ濃度ではめっき浴の温度を低くするた
め、フラックスが固化し、めっき浴をきれいに覆わなく
なる現象が生じる。一方、８０％を越えるＡｌ濃度で
は、浴温を高くする必要があり、フラックスの消耗が激
しくなってめっき不良を呈する。

【００２２】好ましいＡｌ濃度は４５〜６５％の範囲で
ある。

【００２３】また本発明方法でめっきする４０〜８０％
アルミニウム−亜鉛合金には、さらに微量のＳｉ、Ｍ
ｇ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｃ、Ｐ、Ｓ等を含
んだものであっても良い。

【００２４】次に、めっき浴の温度は６００〜６９０℃
の範囲とし、浸漬時間は０．５〜２０分とする。

【００２５】６００℃に満たない浴の温度では、均一な
めっき層が得られず、めっき外観が非常に悪くなる。し
かし６９０℃を越えると、溶融フラックスの消耗が激し
くなるばかりでなく、めっき層にも悪影響を及ぼしてめ
っき外観が極端に悪くなる。また、浸漬時間もきれいな
めっき外観を得るためには重要な因子であり、０．５分
未満では充分なめっきが得られず、不均一めっきとな
る。一方、２０分を越えるとめっき厚みにムラが生じる
ため不均一なめっきとなる。

【００２６】通常の作業として、めっき浴温度としては
６２０〜６６０℃、浸漬時間としては１〜１０分が好ま
しい。めっき浴から引き上げたあとは、直ちに遠心分離
を行い、余分のめっきを落とし、良好なめっき外観を得
る。遠心分離機は通常の市販品が使用できる。さらに好
ましくは、約１０００rpm で遠心分離にかけ、約５秒後
に逆回転の遠心分離を行う。遠心分離の後は、空冷ある
いは水冷でもかまわない。

【００２７】本発明方法によればボルト、ナット等の複
雑な形状の被めっき物に、４０〜８０％アルミニウム−
亜鉛合金めっきを一段で行うことができるばかりでな
く、クラック、ブツ、凹凸のない良好な外観を有するめ
っきが得られる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例に基づき本発明を説明する。

【００２９】φ２５ｍｍのボルトとナットを脱脂、水洗
した後１０％の塩酸水溶液で酸洗して水洗した。

【００３０】次に、表１に示すフラックスを、５８０
℃、６３０℃および７００℃に加熱したアルミニウム−
亜鉛溶融めっき浴上に厚さ約１０ｍｍになるように浮
遊、溶融させた。

【００３１】次いで、前述の前処理を施した２０組のボ
ルトナットをステンレス製網籠に入れたまま、ゆっくり
と溶融フラックスに接触させながらめっき浴中に浸漬し
た。

【００３２】それぞれ０．１分後、１分後、５分後、１
５分後および２５分後に浴からひきあげて直ちに遠心分
離機（１０００ｒｐｍ、５秒−１０００ｒｐｍ逆回転、
５秒）にかけ、水冷した。

【００３３】このようにして合金めっきされたボルトナ
ットのめっき外観を、不めっき、ピンホール、ブツ、凹
凸等の欠陥の有無で評価した。外観の評価結果を表１に
併せて示す。

【００３４】表１から明らかなように、本発明の方法に
よるものは良好なめっき外観を示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば表面外観の良好なアルミニウム−亜鉛合金め
っきが一段めっきで行うことが可能となった。

【００３７】すなわち、従来極めて困難であった複雑形
状の鋼製部材にアルミニウム−亜鉛の合金めっきを二段
めっきや高価な設備を必要とする還元法のごとく煩雑な
工程を用いることなく、一段のめっきで容易に得られる
ため、工程の短縮、コスト低減等本発明による方法の効
果は極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複雑な形状を有する鉄鋼品にアルミニウ
ム−亜鉛合金めっきを施すにあたり、通常の脱脂、酸
洗、水洗を行った後、アルミニウムを含むアルカリ金属
の弗化物とアルカリ土類金属の塩化物からなる溶融フラ
ックスを使用し、６００〜６９０℃に保持した４０〜８
０％アルミニウム−亜鉛浴に０．５〜２０分浸漬し、引
き上げ後直ちに遠心分離を行うことを特徴とする鉄鋼品
のアルミニウム−亜鉛合金めっき方法。
【請求項２】溶融フラックスとして、さらにアルカリ
金属の塩化物を添加する請求項１記載の鉄鋼品のアルミ
ニウム−亜鉛合金めっき方法。