[发明专利]熔融镀锌浴和镀锌处理的铁制品

说明书

技术领域

本发明涉及熔融镀锌，特别涉及力图使合金层均匀化的镀锌浴及 使用此镀锌浴进行镀锌处理的铁制品。

背景技术

熔融镀锌浴，使得与作为被处理品的铁制品中的Fe形成合金层， 所以密合性良好，由于具有牺牲阳极的作用使得耐腐蚀性优异，所以 普遍适用于钢铁材料。

镀锌的保护膜形成如下，在铁的底层上形成FeZn₇(含铁7～11％) 的六方晶型δ₁合金层，在其上面形成由FeZn₁₃(含铁大约6％)的属 于单斜晶型的柱状组织构成的ζ(zeta)合金层，在其上面形成稠密六 方晶型的η锌层。

在这样的镀锌保护膜组织中，ζ合金层在增厚镀层厚度这一点上 是很重要的，但由于具有柱状组织，所以与其它层相比对称性比较低， 而且当合金层的厚度不均匀时，成为耐腐蚀性降低的原因，成为镀锌 保护膜变脆的主要原因。

而当ζ合金层部分靠近表面形成时，由于与锌层相比，ζ合金层 带有白色调，所以存在着有损镀层外观的问题。

在特开2004-285387当中，公开了为了改善镀层外观而在镀锌浴中 添加0.10～0.6％的Al的技术，但这样会形成Zn-Al-Fe三元合金层。

专利文献1：特开2004-285387

发明内容

发明的公开

发明要解决的课题

本发明的目的是提供耐腐蚀性和外观都优异的熔融镀锌浴和镀锌 处理的铁制品。

解决问题的手段

本发明人对熔融镀锌浴的浴组成和ζ合金层的关系进行了锐意研 究的结果产生了本发明。

当在坩锅中熔解电解锌块(通过电解经过精制工序的锌块)再逐 次加入少量Al合金进行研究时，可以发现在Al的成分在0.001～0.1 ％的范围内(下面仅以％表示质量％)会促进形成ζ合金层，当Al成 分超过0.1％时，合金层从FeZnl₃(含铁大约6％)合金层变化为 Fe-Zn-Al三元合金层。

而当向熔融镀锌浴中添加Al成分时，可以明显看出Al成分在η 锌层的表面上形成非常薄的氧化铝氧化膜，提高了耐腐蚀性，在镀浴 中以添加0.001～0.1％的Al成分为好。

但是，通过添加少量Al，在将铁制品浸渍到镀锌浴期间容易形成 ζ合金层，增加镀锌保护膜的厚度，但是在将处理品从镀锌浴中取出 转移到下一道工序之前在空气中冷却时，会进行反应使柱状组织的厚 度产生非常大的不均，柱状组织会部分达到镀锌保护膜表面附近，产 生金属光泽的不均匀，容易造成外观不良。

这样的柱状组织产生很大不均的现象，在添加1～2％Pb成分的 Zn-Pb系镀浴中，或者不使用Pb的观点出发，添加0.1～3.0％的Bi代 替Pb的Zn-Bi系镀浴中也都同样发生。

因此，本发明人对使此ζ合金层的柱状组织的不均变均匀的添加 成分进行了种种研究，发现当添加大约0.005～0.2％的Cu成分时，不 仅会使合金层的厚度变得均匀，而且还有如下的很大效果。

首先，在熔融镀锌浴中添加Cu成分，会提高镀锌保护膜的表面光 泽。

其次，不仅将铁制品浸渍在熔融镀锌浴中期间形成的ζ合金层抑 制在一定的范围内，而且在将被处理品从镀锌浴中取出之后在空间移 动(空气冷却)时具有抑制ζ合金层成长的效果，由此抑制由ζ合金 层组成的柱状组织混乱的不均，使厚度的均匀性优异，改善镀层脱落、 积存的状况，使外观光泽均匀。

因此，作为本发明在技术上的主要宗旨，其特征在于，在熔融镀 锌浴中含有Cu：0.005～0.2％。

在此，Cu成分的上限取0.2％，当超过此上限时，容易发生镀层 剥离，在不到0.005％时，看不到添加Cu的效果。

当Cu成分过多时，在将被处理品从镀锌浴中取出时，由于在表面 上容易附着漂浮的渣滓，从外观品质稳定的观点出发，Cu：0.005～0.08 ％的范围是优选的，从空气冷却时容易抑制ζ合金层的观点出发，希 望Cu：0.01～0.08％。

在此情况下，当添加0.001～0.1％的Al成分时，能提高镀锌保护 膜的表面光泽，而且在镀锌保护膜表面上形成极薄的氧化铝保护膜， 很好地做到一次防锈。

在添加的Al成分超过0.1％时再添加Cu成分是有效的，但镀锌保 护膜容易成为Fe-Zn-Al三元合金。