(57)【要約】【課題】高い耐食性を有することに加え、めっき層の剥離が生じ難いめっき体を製造することができ、かつ、めっき層形成の際にドロスが生じ難く、作業性が良好なめっき体の製造方法を提供する。【解決手段】鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、その鉄系金属材の表面にめっき層を形成するめっき体の製造方法である。鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって鉄系金属材の表面にめっき層を形成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成するめっき体の製造方法であって、
鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成することを特徴とするめっき体の製造方法。
【請求項２】
鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成するめっき体の製造方法であって、
鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムと、０．５〜１．８質量％のマグネシウムとを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成することを特徴とするめっき体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐塩性、耐酸性を要求される送配電用架線金具、地下ケーブル用金具、送配電設備用金具、或いは電力供給用屋外設備等に好適に用いることができるめっき体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】送配電用架線金具、地下ケーブル用金具、送配電設備用金具、或いは鉄塔をはじめとする電力供給用屋外設備等（以下、これらを「送配電用部材」と記す）は、電力を長期間に渡って安定的に供給する必要から、強度に加えて耐食性が求められる。特に、臨海工業地帯の工場、発電所等で用いられる送配電用部材は、塩害を受け易いことに加え、工場からの排出ガスに起因する二酸化硫黄や酸性雨に晒されるという過酷な条件下に設置されるため、高い耐食性を有していることが必要である。
【０００３】従来、これらの送配電用部材としては、鉄系金属材を高温の溶融亜鉛中に浸漬することによって、鉄系金属材の表面に溶融亜鉛めっき層を形成してなる亜鉛めっき体が用いられていたが、上記のような過酷な条件下においては、数年のうちに表面が腐食し、交換が必要となるという問題があり、耐食性が未だ不十分なものであった。
【０００４】そこで、本発明者等は、鉄系金属材を５５０℃の純亜鉛（第１浴）中に浸漬し、次いで、４３０℃の、５〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金（第２浴）中に浸漬することによって鉄系金属材の表面にめっき層を形成する溶融亜鉛アルミニウム合金めっきの方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、高い耐食性を有するめっき体を形成することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８１８１９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の方法は、高い耐食性を有するめっき体を形成することが可能である点において優れているものの、以下に掲げるような問題を有しており、改良の余地を残すものであった。
【０００７】即ち、上記の方法では、第１浴によって鉄系金属材の表面に形成された鉄−亜鉛合金層が第２浴中で溶融することにより、鉄、亜鉛、アルミニウムの化合物がドロスとなって第２浴の浴底に溜まってしまい、短期間で第２浴が使用不能となるという作業上の問題があった。また、上記の方法によって製造されためっき体は、第１浴によって鉄系金属材の表面に形成された鉄−亜鉛合金層が４０〜１５０μｍ程度と比較的厚いことに起因して、その鉄−亜鉛合金層部分が脱落し易く、めっき層の剥離が生じ易いという問題もあった。
【０００８】本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い耐食性を有することに加え、めっき層の剥離が生じ難いめっき体を製造することができ、かつ、めっき層形成の際にドロスが生じ難く、作業性が良好なめっき体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、上記の方法において、鉄系金属材を浸漬させる純亜鉛（第１浴）の温度を所定の範囲に制御することによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下のめっき体の製造方法を提供するものである。
【００１０】［１］  鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成するめっき体の製造方法であって、鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成することを特徴とするめっき体の製造方法。
【００１１】［２］  鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成するめっき体の製造方法であって、鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムと、０．５〜１．８質量％のマグネシウムとを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成することを特徴とするめっき体の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のめっき体の製造方法では、鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって前記鉄系金属材の表面にめっき層を形成することとした。このように、第１浴の温度を比較的低温とすることで、第１浴における鉄−亜鉛合金層の成長が抑制される。従って、第２浴中に持ち込まれる鉄−亜鉛合金層の量（特に、鉄分の量）を減少させることができ、ドロスの発生を防止することができる。従って、ドロスによって短期間で第２浴が使用不能となることはなく、作業性が良好である。また、鉄−亜鉛合金層を比較的薄くすることができるので、鉄−亜鉛合金層部分が脱落し難くなり、めっき層の剥離が生じ難い。
【００１３】以下、本発明のめっき体の製造方法の実施の形態を具体的に説明する。
【００１４】本発明のめっき体の製造方法は、鉄系金属材を高温の溶融金属中に浸漬することによって、鉄系金属材の表面にめっき層を形成するものであるが、まず、第１工程として、鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛（第１浴）中に浸漬する。これにより、鉄系金属材の表面に厚さ３〜１０μｍ程度の鉄−亜鉛合金層が形成される。この鉄−亜鉛合金層は、特許文献１に記載の方法（第１浴温度５５０℃）で形成した鉄−亜鉛合金層（厚さ１５〜３０μｍ程度）と比較して極めて薄いものである。
【００１５】第１浴の温度は４３０〜４９０℃の範囲内に制御する必要があり、４５０〜４７０℃の範囲内に制御することが好ましい。上記範囲未満であると、鉄−亜鉛合金層が薄くなり過ぎ、耐食性が低下する点において好ましくなく、上記範囲を超えると、鉄−亜鉛合金層が厚くなり、▲１▼めっき層の剥離が生じ易くなる、▲２▼鉄系金属材がボルト、ナット類である場合には、ねじの嵌合が困難となる、▲３▼コスト高となる等の点において好ましくない。また、特許文献１に記載の方法は、第１浴の温度が５５０℃と高いため、５２０〜６２０℃で熱処理（焼き戻し）を行う調質鋼等はその調質の効果を失ってしまう場合があるが、本発明のめっき体の製造方法によれば、このような事態を防止することも可能である。
【００１６】本発明のめっき体の製造方法に用いる素地材料としては、鋼、鋳鋼、鋳鉄等の全ての「鉄系金属材」を用いることができる。また、非調質鋼、調質鋼のいずれを用いてもよい。なお、本明細書にいう「純亜鉛」とは、純度９９．９７質量％以上の亜鉛を意味するものとする。
【００１７】次いで、第２工程として、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬する。これにより、鉄系金属材の表面にめっき層が形成される。具体的には、第１工程で形成された鉄−亜鉛合金層にアルミニウムが入り込み（アルミニウムによる置換）、鉄系金属材の表面に厚さ５〜１０μｍ程度の鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）が形成されるとともに、その上面に厚さ４５〜６０μｍ程度の亜鉛−アルミニウム合金層（第２層）が形成される。前記鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）は、特許文献１に記載の方法で形成した鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（厚さ２０〜４０μｍ程度）と比較して極めて薄いものである。
【００１８】第２浴の温度は４１０〜４６０℃の範囲内に制御する必要があり、４２５〜４４０℃の範囲内に制御することが好ましい。上記範囲未満であると、めっき層の厚さが薄くなる点において好ましくなく、上記範囲を超えると、めっき層の剥離が生じ易くなる点において好ましくない。
【００１９】本発明のめっき体の製造方法に用いる「亜鉛合金」は３〜１０質量％のアルミニウムを含有することが必要であり、４〜６質量％のアルミニウムを含有することが好ましい。アルミニウムの含有量が上記範囲未満であると、アルミニウムによる置換が起こり難くなる点において好ましくなく、上記範囲を超えると、耐食性が低下する点において好ましくない。
【００２０】本発明のめっき体の製造方法に用いる「亜鉛合金」は３〜１０質量％のアルミニウムの他、０．５〜１．８質量％のマグネシウムを含有することが好ましく、０．８〜１．５質量％のマグネシウムを含有することが更に好ましい。鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）が比較的薄い場合には、耐食性が低下する場合もあり得るが、亜鉛合金中にマグネシウムを含有せしめることにより、耐食性を確保することが可能となる。但し、マグネシウムの含有量が上記範囲未満であると、マグネシウムの添加効果が得られない点において好ましくなく、上記範囲を超えると、マグネシウムが過剰となり、亜鉛−アルミニウム二元合金の性質が失われる点において好ましくない。
【００２１】なお、本発明のめっき体の製造方法においては、上記の第１工程及び第２工程を備える限りにおいて、他の工程を備えていてもよい。例えば、めっき層を付着させ易くするための前処理として、予め第１工程の前に、鉄系金属材にブラスト処理や酸処理を施して、汚れや油を落としてもよく、めっきのたれを防止するための処理として、第１工程と第２工程との間に、遠心分離処理や水冷処理を施して、余分に付着した亜鉛分を除去してもよい。
【００２２】以上説明したように、本発明のめっき体の製造方法は、めっき層形成の際にドロスが生じ難く、作業性が良好であることに加え、得られるめっき体が高い耐食性を有し、めっき層の剥離が生じ難いため、耐塩性、耐酸性を要求される送配電用架線金具、地下ケーブル用金具、送配電設備用金具、或いは電力供給用屋外設備等の送配電用部材に好適に用いることができる。中でも、塩害を受け易いことに加え、工場からの排出ガスに起因する二酸化硫黄や酸性雨に晒されるという過酷な条件下に設置される臨海工業地帯の工場、発電所等で用いられる送配電用部材に特に好適に用いることができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限を受けるものではない。
【００２４】
（比較例１）
鋼鉄製のＭ１６ボルトを、汚れや油を落とすための前処理（ブラスト処理）を施した後、５５０℃の純亜鉛（第１浴）中に浸漬した。次いで、めっきのたれを防止するための処理（４０℃の水冷処理）を施した後、４３０℃の、５〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金（第２浴）中に浸漬することによって前記鋼鉄製のＭ１６ボルトの表面にめっき層を形成した。
【００２５】上記のように製造されためっき体は、前記鋼鉄製のＭ１６ボルトの表面に厚さ２５μｍ程度の鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）が形成されるとともに、その上面に厚さ５５μｍ程度の亜鉛−アルミニウム合金層（第２層）が形成されたものであった。
【００２６】
（実施例１）
鋼鉄製のＭ１６ボルトを、汚れや油を落とすための前処理（ブラスト処理）を施した後、４６０℃の純亜鉛（第１浴）中に浸漬した。次いで、めっきのたれを防止するための処理（４０℃の水冷処理）を施した後、４３０℃の、５質量％のアルミニウムと、１．０質量％のマグネシウムを含有する亜鉛合金（第２浴）中に浸漬することによって前記鋼鉄製のＭ１６ボルトの表面にめっき層を形成した。
【００２７】上記のように製造されためっき体は、前記鋼鉄製のＭ１６ボルトの表面に厚さ５μｍ程度の鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）が形成されるとともに、その上面に厚さ５５μｍ程度の亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金層（第２層）が形成されたものであった。
【００２８】上記比較例１及び実施例１の方法で製造されためっき体（鋼鉄製Ｍ１６ボルト）について、各々塩水噴霧試験、酢酸酸性塩水噴霧試験を行い、耐食性を評価した。
【００２９】
［塩水噴霧試験］
塩水濃度５％、３５℃の塩水を２０００時間にわたり連続的に噴霧することにより行った。塩水噴霧試験では、経時的な腐蝕減量の変化、及び外観の変化を指標として耐食性（耐塩性）を評価した。その結果を図１及び表１に示す。
【００３０】
［酢酸酸性塩水噴霧試験］
ＪＩＳ  Ｈ  ８５０２に記載の方法に準拠して行った。酢酸酸性塩水噴霧試験では、経時的な外観の変化を指標として耐食性（耐塩性・耐酸性）を評価した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004204334.tif 000002
【００３２】
（評価）
表１から明らかなように、実施例１のめっき体は、比較例１のめっき体と比較して、鉄−亜鉛−アルミニウム合金層（第１層）が厚さ５μｍ程度と極めて薄いにも拘わらず、比較例１のめっき体と同等の優れた耐食性（耐塩性・耐酸性）を示した。
【００３３】
（比較例２、実施例２）
［作業性試験］
上記の比較例１及び実施例１の方法に準じて、実際の生産ラインにおいて、連続的にめっき体を製造し、その作業性を評価した（各々を比較例２の方法、実施例２の方法とする）。比較例２の方法、実施例２の方法とも、第１浴では１ｍ3の純亜鉛を、第２浴では１．５ｍ3の亜鉛合金を使用し、１〜１００ｋｇの種々の鉄系金属材を１日当たり合計３０００ｋｇ浸漬する操作を繰り返して、連続的にめっき体を製造した。
【００３４】その結果、比較例２の方法では、約１ヶ月で第２浴の浴底にドロスが溜まってしまい、第２浴が使用不能となった。即ち、比較例２の方法は作業性が不良であった。一方、実施例２の方法では、１年が経過してもドロスの発生はなく、第２浴が使用不能となることはなかった。即ち、実施例２の方法は作業性が良好であった。
【００３５】
【発明の効果】本発明のめっき体の製造方法は、鉄系金属材を４３０〜４９０℃の純亜鉛中に浸漬し、次いで、４１０〜４６０℃の、３〜１０質量％のアルミニウムを含有する亜鉛合金中に浸漬することによって鉄系金属材の表面にめっき層を形成することとしたので、高い耐食性を有することに加え、めっき層の剥離が生じ難いめっき体を製造することができ、かつ、めっき層形成の際にドロスが生じ難く、作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】塩水噴霧試験の結果を示すグラフであり、塩水噴霧時間に対するめっき体の腐蝕減量を示す。
【図１】
2004204334.tif 000003