溶融亜鉛めっきと電気亜鉛めっき（冷間亜鉛めっき）の詳しい説明-

溶融めっきの正式名称は溶融めっきであり、めっきされた金属材料を、融点の低い他の液体金属または合金に浸漬してめっきする方法を指します。溶融めっき-の主な下地材料は鋼であるため、コーティング材料中の金属の融点は鋼の融点よりもはるかに低くなければなりません。そうしないと、下地材料に影響を及ぼします。

コーティング材
一般的なコーティング金属には、亜鉛（融点 419.5 度）、アルミニウム（融点 658.7 度）、錫（融点 231.9 度）、鉛（融点 327.4 度）などがあります。

溶融亜鉛めっき（亜鉛めっきとも呼ばれる）は、鋼部品を溶融亜鉛に浸漬して金属コーティングを得る方法です。

溶融亜鉛めっきのプロセス-

このプロセスには、鉄基板と最も外側の純粋な亜鉛層の間に鉄-亜鉛合金が形成されます。溶融亜鉛めっき中に鋼部品の表面にこの鉄-亜鉛合金層が形成されるため、鉄と純粋な亜鉛層の間の強力な結合が確保されます。-このプロセスは次のように簡単に説明できます。

鉄の加工物を溶融亜鉛に浸漬すると、最初に亜鉛と-鉄（体心立方晶）の固溶体が界面に形成されます。-これは、卑金属である鉄の固体状態に亜鉛原子が溶解することによって形成される結晶です。 2 つの金属原子は融合しており、原子間の引力は比較的小さいです。

したがって、亜鉛が固溶体中で飽和に達すると、亜鉛と鉄の 2 つの元素の原子が相互に拡散します。鉄基板に拡散した亜鉛原子はベース格子内を移動し、徐々に鉄との合金を形成します。

溶融亜鉛中に拡散した鉄は亜鉛と金属間化合物FeZn13を形成し、これが溶融亜鉛めっき釜の底に沈殿して亜鉛ドロスを形成します。-

溶融亜鉛から鋼成分を除去すると、表面に純粋な亜鉛層が形成されます。この層は六方晶系の結晶であり、鉄含有量は 0.003% 以下です。

鋼管の表面に亜鉛メッキを施す実際の工程（鋼管を例にします）

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->鉄亜鉛合金層の外側は純亜鉛層に接続されている。冷却後、純粋な亜鉛層が結晶化し、亜鉛層の内側の鋼基板に接続されます。したがって、溶融亜鉛めっき工程は主に拡散による亜鉛めっき層の形成工程となります。

鋼表面の亜鉛メッキの保護効果

完全なカバー範囲、長期にわたる保護-
亜鉛めっき層が無傷であれば、亜鉛自体の腐食速度は非常に遅いため、鋼の耐用年数を15〜30倍に延ばすことができます。亜鉛メッキ層は冶金学的に基材に結合されており、包括的かつ強固に覆われており、機械的損傷に耐えることができます。

部分的な損傷がある場合は陽極保護を犠牲にする
コーティングが部分的に損傷すると、露出したスチールベースと亜鉛が湿気の多い環境で一次電池を形成します。アノード（より負の電位を持つ）としての亜鉛は、優先的に腐食してカソードとしての鋼を保護します。これは「犠牲アノード」保護として知られています。

厚みよりも密着力が重要
亜鉛めっき層は弱い接合部から腐食することがよくあります。密着性が悪いと、塗膜を厚くしても「木樽のショートボード効果」と同様に腐食して早期に破損してしまいます。したがって、全体的な接着力が保護寿命に影響を与える重要な要素となります。

溶融亜鉛めっきコーティングは、鋼基材に次の 3 つの腐食保護を提供します。-

溶融亜鉛めっき層は、鋼基材に対して次の三重の防食保護を提供できます。{{1}

絶縁層保護
絶縁保護層の 2 つの重要な特性は、金属への接着力とそれ自体の耐摩耗性です。この点に関して、溶融亜鉛めっきは、鋼の表面を完全に覆い、腐食環境から隔離できる硬い金属結合絶縁層を提供します。

腐食生成物層の保護
溶融亜鉛めっき層の表面に形成された腐食生成物は体積膨張を引き起こし、コーティングの選択的溶解によって生じる不連続な隙間を塞ぎ、それによってコーティングのさらなる腐食が妨げられ、環境腐食性媒体中での亜鉛めっき層の腐食速度が低下します。

電気化学的保護
鉄に比べて亜鉛の負の電位により、衝突や傷などの偶発的な損傷によって露出した小さな領域では、溶融亜鉛めっき層が犠牲陽極として優先的に腐食され、鋼に陰極保護が提供されます。{0}}

溶融亜鉛めっきプロセスの利点{0}

他の金属防食方法と比較して、溶融亜鉛めっきには、電気化学的保護、皮膜密度、皮膜の耐久性、皮膜のメンテナンス不要、鋼部品の形状やサイズへの適応性、高い生産効率の点で比類のない利点があります。{0}{1}

溶融亜鉛めっき鋼板には、成形性、溶接性、塗装性、優れた延性などの利点があります。{0}溶融亜鉛めっき技術は、大規模かつ低コストの生産に向けてますます発展しています。-

亜鉛めっき層の厚さと寿命

亜鉛めっき層の寿命は主にその厚さに依存するため、表面の導通性と明るさを視覚的に検査するのは簡単で、磁気厚さ計を使用すると、厚さが標準要件を満たしているかどうかを簡単かつ正確に測定できます。

大気暴露試験によると、厚さ 86 μm の溶融亜鉛めっき層の耐用年数は、重工業地帯で 13 年、海洋環境で 50 年、郊外で 104 年、都市部で 30 年です。

一般に、600 g/m² の亜鉛コーティングを施した亜鉛めっき層のメンテナンスフリーの耐用年数は 20{4}50 年です。-建築用に使用される未亜鉛メッキのカラー塗装鋼板の耐用年数は 3 ～ 5 年ですが、亜鉛メッキ下地を備えたカラー塗装鋼板の耐用年数は 20 ～ 30 年です。

電気亜鉛めっき、一般に「冷間亜鉛めっき」または「水中亜鉛めっき」として知られています。電気化学的方法を使用して亜鉛インゴットをアノードとして使用し、亜鉛原子が電子を失い、イオン状態で電解質に溶解します。鋼材は陰極として機能し、そこで亜鉛イオンが亜鉛原子に還元されて鋼の表面に堆積し、均一で緻密でよく結合した金属または合金の堆積層を形成します。

亜鉛電気めっきプロセスフロー (銀-白 / 青-白)

異なるコーティング厚さ

溶融亜鉛めっきでは一般に、通常 40 μm 以上、場合によっては 200 μm 以上の厚い亜鉛層が生成されます。{0}}溶融亜鉛めっき層は、一般に電気亜鉛めっき層の 10 ～ 20 倍の厚さです。

電気亜鉛メッキ皮膜は非常に薄く、約 3 ～ 15 μm、皮膜重量はわずか 10 ～ 50 g/m² です。

異なる亜鉛コーティング重量

溶融亜鉛めっき板の亜鉛めっき重量は、少なすぎてはなりません。通常、両面で最小 50～60 g/m2、最大 600 g/m2 です。電気亜鉛めっきシートは、最小 15 g/m² の非常に薄い亜鉛層を持つことができますが、より厚いコーティングを実現するには、非常に遅い生産ライン速度が必要であり、これは現代の生産ラインのプロセス特性には適していません。最大値は通常 100 g/m² です。このため、電気亜鉛メッキ板の生産は大幅に制限されています。

異なるコーティングの微細構造

溶融亜鉛めっき鋼板は、純亜鉛コーティングと鋼基材の間にわずかに脆い化合物層を持っています。純粋な亜鉛コーティングは主に結晶化中に亜鉛スパングルを形成し、コーティングは均一で非多孔質です。-。

電気亜鉛めっきでは、亜鉛原子は鋼板の表面に析出・析出するだけであり、物理的な力によって鋼帯表面に付着します。気孔が多いため、腐食性媒体による孔食が非常に発生しやすくなっています。したがって、溶融亜鉛めっき鋼板は電気亜鉛めっき鋼板よりも耐食性が高くなります。-

さまざまな熱処理プロセス

溶融亜鉛めっき鋼板は通常、冷間圧延鋼板を原材料として使用します。-焼鈍と溶融亜鉛めっきは亜鉛めっきラインで連続的に行われます。鋼帯は加熱後短時間で冷却されるため、強度や塑性が多少の影響を受けます。そのスタンピング性能は、専門の生産ラインで脱脂と焼鈍を経た同様の冷間圧延板よりも劣ります。-

電気亜鉛めっき板は、冷間圧延板を原料として使用するため、基本的には冷間圧延板と同等の加工性能を確保しています。-ただし、その複雑なプロセスにより、生産コストも増加します。

異なる外観

溶融亜鉛めっき層の表面は粗くて光沢があり、ひどい場合には亜鉛のスパングルが発生します。

電気亜鉛メッキ層は滑らかで鈍い（汚れている）状態です。-

適用範囲とプロセスが異なる

溶融亜鉛めっきは大型の部品や装置に適しています。溶融亜鉛めっき鋼板を酸洗し、鋼管表面の酸化鉄を除去します。酸洗後は塩化アンモニウム、塩化亜鉛水溶液、あるいは塩化アンモニウムと塩化亜鉛の混合水溶液槽で洗浄され、溶融めっき槽へ送られます。-

電気亜鉛めっきは小型部品に適しています。電気めっき液を使用して、鋼板と電気めっき液にそれぞれ正極と負極を塗布します。

レビュー

溶融亜鉛めっきは被覆性が良く、皮膜が緻密で不純物がありません。均一なコーティング、強力な接着力、長寿命という利点があります。溶融亜鉛めっきは、母材である鉄に電気めっきを施すよりも耐大気腐食性に優れています。

亜鉛めっき鋼板を製造するための電気めっき方法は、優れた加工性能を備えていますが、皮膜は薄く、耐食性は溶融亜鉛めっき鋼板ほど良くありません。-電気めっき鋼板に付着する亜鉛の量は非常に少なく、パイプの外壁にのみ亜鉛めっきが行われますが、溶融めっきは内側と外側の両方にめっきされます。-