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1.耐食性
電気化学的な保護作用
電気化学的な保護作用 溶融亜鉛メッキ鋼板に錆発生が少ない理由は、鉄よりイオン化傾向が大きい亜鉛が炭酸亜鉛の化合物となり鉄の表面を保護するためで、亜鉛表面が破壊された場合、亜鉛はイオン化傾向が大きいので溶けだすのに対し鉄は溶けださないという亜鉛の犠牲防食効果によって鋼板の寿命が長くなるためです。
物理的な保護作用
亜鉛そのものは活性的な金属で、大気中に露出されると最初は酸素と反応して酸化亜鉛となり、また炭酸ガスと反応して塩基性炭酸亜鉛の薄い皮膜を形成する性質がありますが、この皮膜は緻密で接着性に優れており外部の腐食環境から錆を遮断する一種の防食皮膜になります。
大気中の耐食性
大気中での亜鉛の耐食性は、その表面の防食皮膜によって左右されるが、この表面皮膜は空気が汚染されていない状況では高耐食性を発揮します。
しかし、亜硫酸ガスのような有害成分が存在する大気中では、多孔性皮膜が生成され腐食速度が急速に速まります。 したがって、溶融亜鉛メッキ鋼板の寿命は亜鉛付着量に比例するものの、同一付着量の場合には使用環境によって大きく変化します。
都市や工業地帯での溶融亜鉛メッキ鋼板の耐食性は、空気が汚染されていない郊外に比べ、25?40%にしかなりません。 また、同一地域の屋内寿命は、屋外寿命より5
- 10倍も長くなります。
合金化亜鉛メッキ鋼板
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合成化亜鉛メッキは、純粋な溶融亜鉛メッキ鋼板の短 所である溶接性と塗装性を補完するために、メッキ層を
凝固直前に再加熱(500 - 550 ℃) することによって、表面 に薄い灰白色の鉄-亜鉛合金層が形成された製品で、合
金層の約10%が鉄合金で構成され純粋な亜鉛に比べて イオン化現象が少なく、局部的な表面腐食に対し非常に
安定しています。
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＜白錆による重量の変化＞  |
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区分
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白錆発生率
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赤錆発生率
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メッキ量別
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- 白錆発生率 (一般クロム)
- 亜鉛の付着量による白錆の発生率の差は無し。
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- 赤錆発生率(一般クロム)
- 亜鉛の付着量の増加により、赤錆の発生は急激に減少。
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後処理別
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- 白錆発生率 (120g/m²)
- 後処理によって白錆色の発生に大きな差あり。
- 特にCH処理時、72Hrまで白錆色発生実績無し。
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- 赤錆発生率(120g/m²)
- メッキ層の腐食後に鉄素地の腐食が進むため、後処理によって赤錆発生に差が出る。
(XX > CL > CH)
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2.絞り性
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連続亜鉛メッキ工程で製造される溶融亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛の付着性に優れ、脆弱な鉄-亜鉛合金層が非常に薄いため、ドローイング加工（絞り）を施してもメッキ層はほとんど剥離しません。
既存のHorizontal furnaceに比べVertical furnaceで生産された溶融亜鉛メッキ鋼板は、冷延鋼板と同程度の優れた絞り性が確保され、多様な作業が可能です。
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機械的性質
3.塗装性
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溶融亜鉛メッキ鋼板は、大部分最終的に塗装して使用されますが、塗膜の密着性及び塗装後の耐食性は塗装前処理の影響を大きく受けます。塗装用素材は、クロメートなどの化成処理せず防錆油処理剤を使うのが大部分ですが、これは塗装前の脱燐処理を完璧にしなければ、塗装下地用燐酸皮膜やクロム皮膜がうまく反応しないので、優れた密着性を得られないからです。また、合金化亜鉛メッキ鋼板は、鉄-亜鉛合金層成分によって緻密な燐酸塩皮膜が形成されるので、一般亜鉛メッキ鋼板に比べ塗装密着性及び耐食性に優れています。
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塗装性試験の結果
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| Cross-cutting
後のErichsen test セロテープ剥離実験 |
| DURGRIP(Galvanized) |
DURGRIP(Galvanized) |
Cold-rolled
steel sheet |
| 一般塗装後の耐食性 |
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| DURGRIP(Galvanized) |
DURGRIP(Galvanized) |
Cold-rolled
steel sheet |
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塗装性試験の手順
4. 溶接性
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溶融亜鉛メッキ鋼板の特長
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連続溶接性
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亜鉛メッキ層は、鉄に比べ電気伝導性に優れているため、板接触面での電気抵抗が減り発熱量が少なくなります。 |
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亜鉛は鉄に比べ融点が低く、溶接時に亜鉛が電極に付着するため、連続溶接性が多少低下します。
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亜鉛は鉄に比べ軟らかいので、電極加圧力により板接触面積が比較的広くなるため、電流密度が多少低下します。 |
図は亜鉛メッキ鋼板の適正溶接条件を示しています。 亜鉛メッキ鋼板の適正溶接範囲は、冷延鋼板より高くなっています。
厚さ: 0.8mm
電極:0.5mm(端が切られたシリンダー型)
時間10秒
亜鉛メッキ鋼板を連続してspot溶接すると、亜鉛が電極を覆い溶接性を低下させます。
このような傾向は、亜鉛メッキ量が多いほど大きくなります。
メッキ量の少ない亜鉛メッキ鋼板は、5000回以上連続溶接が可能ですが、厚メッキ材の場合は適切な電極条件が必要です。
合金化溶融亜鉛メッキは、5000回以上の連続溶接が可能です。
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溶接性の向上方法
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SPOT 溶接
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SEAM 溶接
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- 溶接電流を10?30%強める。
- 通電時間を10% 長くする。
- 電極加圧力を多少強める。
- 電極の材質はCr-Cu合金で、円錐型を使用する。
- 電極の手入れをよくし、十分水冷する。
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- 溶接電流を高く設定する。
- 加圧力の増加によって、気泡や内部欠陥を抑制する。
- 断続電流を採用。通電-休止の比が大きいほど良好な溶接部が得られる。
- 電極の水冷を十分に行う。
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溶融アーク溶接
被覆溶接棒を使用したアーク溶接では、溶接金属の流動性が良好で良質の金属を得られる溶接棒で、被覆剤の塩基度が高いものが適当です。KSD
7004のE 4303 (ライムチタニア系)、E 4313(高酸化チタン系)、E 4316(低水素系)が良好です。
はんだ付け性
溶融亜鉛メッキ鋼板のはんだ付け作業は、適当な溶剤を使用すれば、メッキ皮膜をサンドペーパーで磨かなくても簡単にはんだ付けができます。特にクロム塩酸処理剤は、はんだ付け性に優れています。溶剤としては、非腐食性溶剤あるいは塩化亜鉛(15?20%)と塩化アンモニア(3.3
- 5%)の混合溶液を使うのが望ましく、溶剤使用後は十分洗浄して乾燥させなくてはいけません。
5. 合金化亜鉛メッキ鋼板
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抵抗溶接
溶融亜鉛メッキ鋼板が、冷延鋼板に比べ溶接性が劣る理由としては、板表面の亜鉛の特徴、即ち電気伝導性が高く電気抵抗が少ない上、融点が低いため亜鉛が電極に付着し、広い板接触面積により電流密度が低下するなどの要因があげられます。しかし、合金化亜鉛メッキ鋼板は、表面が鉄-亜鉛合金となり、純亜鉛に比べ固く融点が高いため溶接性が良好です。
被覆アーク溶接
冷延鋼板と同一水準で良好です。 溶接電流の変化による溶接部の強度及びHuggest直径の変化
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<溶接電流の変化による溶接部の強度及びHuggest直径の変化> |
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