鋼鉄を亜鉛メッキするには？さまざまな方法を説明します

鋼材の亜鉛めっきには様々な方法があります。溶融亜鉛めっきは、鋼材を溶融亜鉛に浸漬することで、厚く耐久性のある皮膜を形成します。電気亜鉛めっきは、電流を流すことで薄く均一な亜鉛層を形成します。連続亜鉛めっき、シェラダイジング、メカニカルプレーティングなどの他の技術は、特定の用途に独自の利点をもたらします。

この記事では、それぞれの方法を紹介し、準備作業と後処理に関するガイダンスを提供します。

亜鉛メッキとは何ですか?

亜鉛メッキは、腐食を防ぐために鋼鉄または鉄に保護用の亜鉛層を追加するプロセスです。 亜鉛メッキには、溶融亜鉛メッキ、電気亜鉛メッキ、ガルバニーリングの 3 つの主な種類があります。 これらのうち、溶融亜鉛メッキは、その堅牢性と長期にわたる保護性能から、最も広く使用されています。

亜鉛メッキ前の準備

脱脂または洗浄

鋼製部品はまず、高温のアルカリ溶液（多くの場合、洗剤も添加）に浸漬され、汚染物質を分解・溶解します。頑固な油やグリースを除去するには、有機溶剤を使用する場合もあります。

この洗浄後、鋼材は水で十分にすすぎ、残留洗剤や洗浄剤を除去します。この工程は非常に重要です。油、グリース、残留物が残っていると、亜鉛コーティングが鋼材表面に効果的に付着しなくなる可能性があります。

ピクルス

鋼材が洗浄された後、通常は塩酸または硫酸を用いた酸浴にかけられます。この酸洗工程により、表面に形成された錆、スケール、その他の酸化物が除去されます。

工程中は、鋼材を綿密に観察し、損傷のリスクなく完全に洗浄されていることを確認します。続いて目視検査を行い、亜鉛層の強固な密着に不可欠な錆やスケールが完全に除去されていることを確認します。

すすぎ

酸洗後、鋼は直ちにきれいな水で完全にすすぎ、残留酸を洗い流します。表面に酸の痕跡が残らないように、場合によっては複数回のすすぎが行われます。

すすぎはすべての亜鉛メッキ方法において極めて重要です。残った酸はコーティングの欠陥を引き起こしたり、亜鉛層を弱めたりして、最終製品の品質を損なう可能性があるからです。

亜鉛メッキ前に鋼鉄はどの程度清潔にする必要がありますか?

亜鉛メッキを施す前に、鋼材を徹底的に洗浄する必要があります。表面に付着した油脂、グリース、汚れ、錆、酸化皮膜などはすべて完全に除去する必要があります。これらの汚染物質が少しでも存在すると、亜鉛の付着が阻害され、メッキのムラや弱い部分が生じる可能性があります。

溶融亜鉛めっき工程の手順

1. 脱脂、酸洗い、すすぎの手順に従って油、錆、スケールを除去し、鋼が完全にきれいであることを確認します。
2. 湿気がコーティング工程に影響を与えないように、自然乾燥または乾燥オーブンを使用して鋼材を完全に乾燥させます。
3. 亜鉛に浸す前に、フラックス溶液に鋼を浸して、残っている酸化物を除去し、酸化を防ぎます。
4.  (オプション) 熱衝撃を軽減し、コーティングプロセスを改善するために、鋼を溶融亜鉛浴に近い温度に予熱します。
5. 約450℃（842°F）に加熱した溶融亜鉛浴に鋼材を入れます。均一なめっきを施すため、鋼材が完全に浸かっていることを確認してください。
6. 亜鉛が表面に完全に結合して保護層が形成されるまで、鋼材を浴槽に浸けておきます。この工程は鋼材の厚さに応じて数分かかります。
7. 鋼材をゆっくりと浴槽から引き上げ、余分な亜鉛を浴槽に戻します。余分な亜鉛を減らすために、軽く振ったり振動させたりすることもできます。
8. 鋼を空気中で、または焼入れ液に浸して冷却し、亜鉛コーティングを硬化させて取り扱いの準備をします。
9. 亜鉛メッキ鋼の均一性とコーティングの厚さをチェックし、品質基準を満たしていることを確認します。

フラックスの役割

フラックス塗布は溶融亜鉛めっきにおいて不可欠な工程です。通常、フラックス溶液として塩化亜鉛アンモニウムを使用し、めっき前の酸化を防ぎます。これにより、溶融亜鉛が鋼板と滑らかかつ均一に結合し、信頼性が高く均一な保護層が形成されます。

電気亜鉛めっきプロセスの手順

1. 脱脂、酸洗い、すすぎを行って鋼を徹底的に洗浄し、表面に油、錆、その他の汚染物質がないことを確認します。
2. 硫酸亜鉛や塩化亜鉛などの亜鉛塩溶液で電解浴を準備します。濃度と温度を調整して最適なコーティングを実現します。
3. 鋼板を電源の負極端子（カソード）に接続し、亜鉛陽極を正極端子（アノード）に接続します。電解液が均一に分散するように、電解槽に入れます。
4. 鋼材を電解液槽に完全に浸し、均一なコーティングを確実に施します。
5. 浴槽に直流電流を流し、亜鉛イオンを鋼の表面に析出させます。
6. 鋼を浴槽から取り出し、コーティングに影響を及ぼす可能性のある電解質の残留物を完全に除去するために十分にすすいでください。
7. 鋼材を完全に乾燥させてコーティングを仕上げ、検査と取り扱いの準備を整えます。亜鉛コーティングの均一性と厚さを検査します。

ガルバニール処理の手順

1. 溶融亜鉛メッキは、鋼を洗浄し、フラックスを塗布し、溶融亜鉛に浸して完全にコーティングすることから始まります。
2. 亜鉛メッキ鋼を直接焼鈍炉に移し、合金化プロセスを開始します。
3. 炉の中の鋼を約500～550°C（932～1022°F）に加熱し、亜鉛と鉄を反応させます。
4. 鋼をこの温度に保つと、亜鉛と鉄が反応して合金層が形成されます。
5. 鋼を炉から取り出し、空気中で、または制御された冷却方法によって徐々に冷却します。
6. 表面が滑らかでマットな仕上がりになっているか検査し、品質基準を満たす均一な合金層であることを確認します。

その他の亜鉛メッキ方法

シェラダイジング

シェラダイジング（蒸気亜鉛めっきとも呼ばれる）は、密閉された回転ドラム内で鋼板を亜鉛粉末とともに加熱することでコーティングする技術です。高温で亜鉛が蒸発し、鋼板と結合することで、均一でマットな仕上がりになります。

この方法では、耐摩耗性に優れ、適度な耐腐食性を備えた強靭なコーティングが生成されるため、ボルト、ナット、ファスナーなどの小型で細かい部品に適しています。

機械めっき

機械めっきは、亜鉛粉末とタンブリングプロセスを用いて鋼板をコーティングします。この方法では、高熱や電流を必要とせず、摩擦と衝撃によって亜鉛が鋼板に付着します。秒。

精密部品の制御が必要な用途に最適です。 ネジ、釘、バネなどの構造に危険を及ぼすことなく、コーティングの厚さを調整します。

スプレー亜鉛メッキ

スプレー亜鉛めっき（亜鉛メタライジングとも呼ばれる）は、溶融亜鉛を鋼板表面に噴霧塗布する工法です。めっきの厚みを調整できるため、保護レベルを柔軟に調整できます。この工法は、特に大規模な構造物や、浸漬塗装が困難な局所的な補修に効果的です。

亜鉛メッキ工程における後処理

不動態化

不動態化処理とは、亜鉛メッキ表面に薄い保護層を形成し、耐食性を高める処理です。特に湿度の高い環境において、白錆の発生を防ぎます。

それ 溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっきによく使用されます。

焼き入れ

これは、亜鉛メッキ後すぐに鋼材を水または化学溶液に浸し、急速に冷却してコーティングを硬化させることによって行われます。

特に溶融亜鉛めっきでは、厚い亜鉛層を急速に冷却することが一般的です。

注油

亜鉛メッキ面に軽い油膜を塗布することで、一時的な保護層を形成し、取り扱いや保管中の保管汚れや表面腐食を防ぎます。

それはもっと電気亜鉛メッキでは、薄い亜鉛コーティングが汚れや傷の影響を受けやすくなります。

コーティングまたは塗装

耐食性と美観を向上させるために、亜鉛メッキ鋼に追加のコーティングや塗装を施す場合があります。

この方法は、亜鉛めっき鋼板でよく行われます。亜鉛めっき鋼板のマット仕上げと鉄分を多く含む表面は、塗料やその他のコーティングとよく結合するからです。

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