JPH02175853A

JPH02175853A - ガルバナイジング浴組成物

Info

Publication number: JPH02175853A
Application number: JP1228173A
Authority: JP
Inventors: Verdun H Farnsworth; バーダン　ヒルドレス　ファーンズワース
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-09-02
Publication date: 1990-07-09
Also published as: GB8919764D0; AU4095989A; US5096666A; GB2224041A; CA1335867C; DE3929499A1

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、ガルバナイジング浴組成物および／またはガ
ルバナイジング浴組成物を保持する方法に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題１亜鉛
ガルバナイジング浴でのアルミニウムの浴中の材料が５
重量ｐｐ＋ｓから１００重量ｐＰＩの濃度での合金形成
は、フラックスを含む塩化アンモニウムおよび／または
塩化亜鉛と具に広く用いられている。合金四本としてア
ルミニウムを添加する利点は、ガルバナイズドコーティ
ングの外観が改良されることに纏めることができる。更
に具体的には、利点としては、ガルバナイジング浴での
酸化速度が減少し、ガルバナイズド製品を浴から取り出
すとき、製品からの亜鉛のυト出が改良され、光沢ガル
バナイズドコーティングが製造されることである。

ガルバナイジング浴へのアルミニウムの添加は簡単であ
り、アルミニウムと亜鉛とは融点が低く、亜鉛とは金属
間化合物を形成しないからである。

これは通常は継ぎのような方法の一つで行われる。

（１）　　所望な浴濃度より大きいアルミニウム濃度を
有する亜鉛を基材とするマスター合金を調製した後、添
加することによる。共融組成物に近いマスター合金の組
成物はガルバナイジング浴に速やかに溶解しやすい、（
■）補給亜鉛ブロックにアルミニウムを予備合金するこ
とによって、浴中のアルミニラｌ、の補給力゛（亜鉛と
共に起こるようにする。（Ｉｌｌ）　　アルミニウム金
属を浴に浅漬することによって、浴中のアルミニウムが
消費されるのとほぼ同じ速度で補給されるようにする。

上記の利点を充全に実現するためには、ガルバナイジン
グ浴のアルミニウムのアルミニウム濃度を上限付近に保
持すべきであり、この上限を越えると塩化物を基材とし
たフラックスとの好ましくない化学反応を生じて、ブラ
ックスポットとして知られるコーティングの欠陥を生じ
る。（浴表面上に溶融フラックスカバーがないことを特
徴とする）乾式ガルバナイジングでは、このアルミニウ
ムの上限は７０から１００重量ｐｐ＋ｍの範囲である。

（浴表面に溶融フラックスカバーがあることを特徴とす
る）湿式ガルバナイジングでは、このアルミニウムの上
限は１５から２５重量ｐｐ偏の範囲である。

湿式ガルバナイジングでは、上記の利点が対応して減少
する。

もう一つの欠点としては、ガルバナイジング浴でアルミ
ニウムがコーティングの表面の腐蝕速度を高めるよく知
られている傾向である。これは、湿度条件下で保存する
とき通常の気候ではコーティングに早期に曇りが生じて
白色の鯖へと変わることで明らかにすることかで゛きる
。

この腐蝕を遅らせるための簡単な処理、例えば新しいが
ルバナイズド製品をクロム酸溶液に浸漬する処理は効果
が少ないが、これはアルミニウムがコーティングの表面
層に酸化アルミニウムとして凝集し易く、クロム酸が亜
鉛と十分に反応するのを妨げるからである。

［課題を解決するための手段および作用］それ故、本発
明の目的は、ガルバナイジング浴組成物および／または
簡単ではあるが効果的な方法で前記の欠点を除去または
少なくしまたは少なくとも有用な選択を社会に提供する
ガルバナイジング浴組成物の保持法を提供することであ
る。

したがって一つの観点では、本発明はアルミニウムを約
５重量ｐｐｍから約１００１ｉ：ｌｐｐｍと希土類元素
を重量でＯより大きくてしかも約５　ｐｐｍを超過しな
い量で有して成るガルバナイジング浴組成物にある。

もう・−・つの観点ては、本発明は前節のガルバナイジ
ング浴組成物の保Ｆ！？法であって、アルミニウムと希
土類材料を前記の浴へ加える二［程がらなり、添加され
る希土類対添加されるアルミニウムの比率が前記のガル
バナイジング浴中の希土類とアルミニウムの選択された
濃度の比率より大きな比率であることを特徴とする方法
にある。

本発明が関係する当業者には、本発明の構成および各揮
の態様および応用における多くの変化は特許請求の範囲
に記載の本発明の範囲から離反しないことが判るであろ
う。本明細書の開示および記載は単に例示のためのもの
であり、いがなる意味においても制限を意図するもので
はない。

本発明は上記の記載にあり、下記に実施例のみを示す構
成も包含する。

本発明の一つの好ましい形態を説明する。

本発明の好ましい形態では、亜鉛にアルミニウムを湿式
浴では５　ｐｐｍから１ｏｏｐｐ＋１．好ましくは１０
ｐｐｏ＋から３５ｐｐｍ　、湿式浴では５　ｐｐａ＋が
ら１５ｐｐｍの範囲で合金させたガルバナイジング浴を
提供する。この浴はＯｐｐｍより大きく且つ５　ｐｐａ
＋未満の量でミツシュメタルによりて提供されるような
希土類元素も含む。好ましくは、この希土類は０．２か
ら３　ｐｐＩｌｌの範囲で存在する。

他の材料もガルバナイジング浴に存在しても浴、例えば
最大１．５重量％までの鉛と、最大２０００重量ｐｐＩ
までのニッケルと、少量の不特定量のＳｎ、Ｃｄ。

Ｃｕ、　Ｓｂ、Ｍｇおよびｓｌが浴に存在してもよくま
たは浴に添加してもよい。

ニッケルのような他の元素を５００から８００ｐｐｍの
範囲で特定の目的で含み、高ケイ素鋼上にまたは小型の
ガルバナイズド製品の遠心分離の後に薄膜を生じる。

アルミニウムおよび希土類を本発明のガルバナイジング
浴においてそれぞれの濃度範囲内に保持するには、これ
らの元素を浴に規則的に添加する必要がある。アルミニ
ウムと希土類は共に酸素および塩化物を基材とするフラ
ックスの成分の成るものと容易に反応する。したがって
、これらの元素は、消費された゛、ノラックス副生成物
としておよびガルバナイズドコーテ、イングおよび浴ド
ロスとして浴から連続的に失われる。これらの元素は、
亜鉛自体よりも早い速度で浴から失われ、希土類はアル
ミニウムよりも速く失われる。したがって、浴添加物中
の希土類対アルミニウムの重量比は所望な浴ａ度比より
も大きくしなければならない。

アルミニウムは上記のように別個に添加することができ
、希土類は別個にまたは正確な割合の混合物で添加され
る。

希土類は、ミツシュメタルとして知られている合金とし
て極めて何円である。本発明のガルバナイジング浴用の
布上Ｍｇとして好適なミツシュメタルは、総希土類含量
が少なくとも９８重量％であり、残りは鉄、ケイ素、マ
グネシウム、アルミニウムおよび他の残留金属である。

ミツシュメタル中の希土類は主として他の少量の希土類
と組合せたセリウムおよび／またはランタンである。

アルミニウムとは異なり、ミツシュメタルは有用な速度
ではガルバナイジング浴には直接溶解せず、高温で合金
すると亜鉛と多数の高融点金属間化合物を形成する。こ
れらの事実により、浴に添加するのに有用な亜鉛を基材
とする希土類合金の範囲が制限される１゜ミツシュメタルは、補給亜鉛ブロックと予備合金させる
ことができることが見出だされている。

本発明によるガルバナイジング浴を保持するためには、
予備合金した亜鉛はミツシュメタル含量が５〜５００重
量ｐｐＩｍ％好ましくは１０〜１１００ｐｐとなるべき
である。予備合金した亜鉛は、既知の実施によればアル
ミニウム、ニッケルおよび／または鉛のような他の元素
を様々な量で含んでいてもよい。

ミツシュメタルと予備合金した補給亜鉛加は、浴に規則
的に、好ましくは各作業日に添加することが望ましい。

また、亜鉛を基材とするマスター合金で、少なくともア
ルミニウムを１１１量％、好ましくはアルミニウムを３
ｉＩ量％から１５重量％と、ミツシュメタルを少なくと
も０．０２重量％、好ましくはミツシュメタルを０．０
５重量％から２．５１ｆｆｉ％を含むものを製造するこ
ともできる。アルミニウムとミツシュメタルが両方とも
マスター合金に存在するときには、重量でのアルミニウ
ム対ミツシュメタルの比率は、このマスター合金を本発
明のガルバナイジング浴に対するこれらの元素の添加物
としてのみ用いるときには、少なくとも２〜１とすべき
である。或いは、アルミニウムを含むマスター合金とも
う一方のミツシュメタルを含むものとの適当な相対量を
加えることによって本発明のガルバナイジング浴のアル
ミニウムと希土類元素を保持することができる。いずれ
の場合にも、ミツシュメタルを含むマスター合金は、規
則的に、好ましくは毎日、作業生産高の割合に適当に比
例する量で添加すべきである。マスター合金は、既知の
実施によれば、ニッケル、鉛、スズ、アンチモン、マグ
ネシウムまたは銅のような元素の１種類以上を添加する
ためのビヒクルとして用いることもできる。

或いは、ミツシュメタルを基材とするマスター合金であ
って、ニッケル、アルミニウム、亜鉛および銅のような
元素の１種類以上を０．６５１ｆｉ％より多量に含むも
のを調製することもできる。精確な組成を選択して、約
４５０℃のガルバナイジング温度で走査する亜鉛浴にマ
スター合金が溶解できるようにする。

徹底的に試験することなく、下記の組成のミツシュメタ
ルを基材とする合金は本発明のガルバナイジング浴の希
土類の濃度を保持するのに多少有用であることを見出だ
した。

（ｌ）５重量２６から１５重量９６の範囲で合金したニ
ッケル、残りはミツシュメタル。

（２＞　　（１）と同じ組成および／または３重量％か
らＬＳｆｆｉ量％の範囲で合金した亜鉛、残りはミツシ
ュメタル。

（３）　　（１）および（２）と同じ組成および０．５
重量％から８重量％の範囲で合金したアルミニウム。

（４）　　１Ｏｆｆｉ量９６から２０重量％の範囲で合
金した銅、残りはミツシュメタル。

例えば、組成がアルミニウム１０〜２０重量ｐｐｎ＋と
希土類０．２〜２．５ｐｐｍであって残りが鉛で飽和し
た亜鉛である通常作業用の２２０トンのガルバナイジン
グ浴をブラント試験したところ良好な結果が得られるこ
とが判った。この浴は、平均して作業口当りアルミニウ
ム４．８１１ｉ量％とミツシュメタル０．８５Ｊｆｌ：
ｍ％をも含む亜鉛を基材とするマスター合金９．５ｋｇ
と補給用の鉛飽和亜鉛１４５０ｋｇを添加することによ
ってこの範囲の組成に保持された。以前は、この浴は、
作業日当り平均してアルミニウム４．１　瓜ｆｆｉ％を
含む亜鉛を基材とするマスター合金３２ｋｇを添加する
ことによって、アルミニウム３０〜５０重量ｐｐ＋ｍで
あって希土類は０の組成に保持されていたが、結果は最
初の試験より劣っていた。

第二の試験では、この同じ浴を、作業日当り平均してア
ルミニウム４．１重量％をも含む亜鉛を基材とするマス
ター合金１０ｋｇとミツシュメタル５０ｐｐ１１で予備
合金した補給よう鉛飽和亜鉛１４５０ｋｇを添加するこ
とによって最初の試験と同じ組成範囲に保持した。この
場合にも、良好な結果が得られた。

もう一つの例として、アルミニウム１０〜３０重量ｐｐ
謂と希土類０．５〜３ｆｆｉ量ｐｐｌＩであって、残り
が鉛飽和亜鉛とニッケル５００〜７００重量ｐｐｍであ
る組成の４０トンのスピンガルバナイジング浴は、プラ
ント試験では良好な結果を示すことが見出だされた。こ
の浴を、作業日当り平均してアルミニウム４．１　＠ｆ
ｆ１％をも含む亜鉛を基材とするマスター合金１０ｋｇ
と、ニッケル８．２　ｊ［１％とアルミニウム３．３１
ｌｆｉ％をも含むミツシュメタルを基材とするマスター
合金１００ｇと、補給ニッケルをも含む補給用船飽和亜
鉛６５０ｋｇを添加することによってこの組成範囲に保
持した。

以前は、この同じ浴は、作業日当り平均してアルミニウ
ム４．１重量％を含む亜鉛を基材とするマスター合金２
０ｋｇおよび補給ようニッケルをも含む補給用船飽和亜
鉛７３０ｋｇを添加することによって、アルミニウム８
０〜５０重量ｐｐｍであって希土類はＯで、ニッケルは
５００〜８００重量１）Ｉ）ｌの組成に保持されていた
が、結果は上記の試験より劣っていた。

少な（とも本発明の好ましい形態では、希土類を含む浴
中で本発明の組成物でガルバナイズドされた製品は、ア
ルミニウムを含むが希土類を含まない浴によって牛血さ
れる製品より外観が優れていることが判るであろう。ケ
イ素含量の低い炭素鋼の通常の範囲では、本発明により
製造されるコーティングは、電気メツキされた亜鉛コー
ティングの高立つと滑らかさを示す。ケイ素を含まない
鋼では、本発明の組成物を有する浴は、魅力的な銀色の
艶消し仕上げコーティングを生じる。この浴から希土類
を除くと、この後者でのコーティングは典型的には薄汚
れて鈍い灰色となる。

本発明による浴に希土類が存在すると、希土類が存在し
ない場合に較べて浴の表面の酸化の速度が低下する。こ
の効果は、天分を機械的に除去した後ガルバナイジング
浴の表面の亜鉛鏡の保持時間を伸長するので、浴表面の
酸化生成物または灰分をすくい取らなくとも製品の取り
出しに十分な時間をかけることができる。このような条
件下で製造されるガルバナイズド製品は、本質的に表面
の欠陥がなくまたは少なくともこのような欠陥は実質的
に減少する。

同様な比較により、本発明の浴から抜き取られる製品か
らの排水は・−層良好であり、ダグ（ｄａｇｓ）が少な
くなり、作業時のコーティングは薄くなり次いで遠心分
離される。本発明の浴の流動性を増加させると、浴に浮
遊するドロス粒子を沈降させるのに有利であると思われ
る。これによりドロスの間の期間が約２のファクターま
で伸長することができる。それ故、以前は２週間毎にド
ロス除去を必要としたガルバナイジング浴は、本発明の
組成物で保持すると４週間毎にしかドロス除去を必要と
しなくなる。

ガルバナイジング浴を本発明のアルミニウムと希土類の
好ましい濃度範囲に保持すると、アルミニウムを含むが
希土類は含まない浴の前記の欠点は除去されるかまたは
、少なくとも最少限になる。

コーティングの表面層のアルミニウム含】は、この浴組
成物によって部分的に抑制されるので、白色の錆防止の
ための単純な表面処理は更に効果的になる。これによっ
てクロメート処理したガルバナイズドコーティングの初
期の曇りの発生磁気が延長され、湿時保／ｆ条件下での
白色錆の形成が阻止される。

本発明の好ましい形態の浴におけるアルミニウム含量が
低いので、上記の塩化物を基材とするフラックスとの好
ましくない反応の速度および程度も実質的に減少する。

これにより、ブラックスポットのようなコーティングの
欠陥の発生、浴上方での塩化アルミニウムの発煙、およ
び浴表面に存在するフラックスブランケットの早期の崩
壊をなくしまたは少なくとも実質的に減少させる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミニウムを重量で約５ｐｐｍから約１００ｐ
ｐｍと希土類元素を重量で０より大きくてしかも約５ｐ
ｐｍを超過しない量で有して成るガルバナイジング浴組
成物。
（２）前記のガルバナイジング浴が、最大１．５重量％
までの鉛と、最大２０００重量ｐｐｍまでのニッケルと
少量の不特定量のＳｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｍｇおよび
Ｓｉのいずれか１種類以上を含む、請求項１に記載のガ
ルバナイジング浴。
（３）前記の浴が乾式浴であり、アルミニウムを約１０
から約３５重量ｐｐｍと希土類を約０．２から約３重量
ｐｐｍ含む組成を有する、請求項１または２に記載のガ
ルバナイジング浴。
（４）前記の浴が湿式浴であり、アルミニウムを約５か
ら約１５重量ｐｐｍと希土類を約０．２から約３重量ｐ
ｐｍ含む組成を有する、請求項１または２に記載のガル
バナイジング浴。
（５）包含される実施例に関して実質的に本発明の明細
書に記載されているガルバナイジング浴。
（６）請求項１〜５のいずれか１項に記載のガルバナイ
ジング浴組成物の保持法であって、アルミニウムと希土
類材料を前記の浴へ加える工程からなり、添加される希
土類対添加されるアルミニウムの比率が前記のガルバナ
イジング浴中の希土類とアルミニウムの選択された濃度
の比率より大きな比率であることを特徴とする方法。
（７）前記のアルミニウムと前記の希土類材料とを別々
に前記のガルバナイジング浴に添加する、請求項６に記
載のガルバナイジング浴の保持法。
（８）前記の希土類を補給亜鉛ブロックで予備合金する
、請求項７に記載のガルバナイジング浴の保持法。
（９）前記の希土類材料をミッシュメタルとして加え、
前記の予備合金した亜鉛ブロックのミッシュメタル含量
が約５から約５００重量ｐｐｍである、請求項８に記載
のガルバナイジング浴の保持法。
（１０）前記のミッシュメタル含量が前記の補給亜鉛ブ
ロックの約１０から約１００重量ｐｐｍの範囲である、
請求項９に記載のガルバナイジング浴の保持法。
（１１）アルミニウムと前記の希土類材料を前記のガル
バナイジング浴へ一緒に加える、請求項６に記載のガル
バナイジング浴の保持法。
（１２）前記のアルミニウムと前記の希土類材料がそれ
ぞれ亜鉛を基材とした合金に含まれる、請求項１１に記
載のガルバナイジング浴の保持法。
（１３）前記の合金が少なくとも約１重量％のアルミニ
ウムを含む、請求項１２に記載のガルバナイジング浴の
保持法。
（１４）アルミニウムを約３重量％から約１５重量％含
む請求項１３に記載のガルバナイジング浴の保持法。
（１５）前記の希土類材料をミッシュメタルの形態の前
記の合金へ添加する、請求項１１から１４のいずれか１
項に記載のガルバナイジング浴保持法。
（１６）前記の合金がミッシュメタルを少なくとも約０
．０２重量％含む、請求項１５に記載のガルバナイジン
グ浴の保持法。
（１７）前記の合金がミッシュメタルを約０．０５重量
％から２．５重量％含む、請求項６に記載のガルバナイ
ジング浴の保持法。
（１８）含まれる実施例に関して本願明細書に実質的に
記載されているガルバナイジング浴の保持法。