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アルミめっき鋼は、溶融亜鉛めっきに類似したプロセスで、アルミニウムまたはアルミニウム-シリコン合金でめっきされた鋼です。鋼のワークピースを溶融アルミニウムに浸すことで、鋼とコーティングの間に緊密な金属結合が生成されます。この製品は、鋼単独にもアルミニウム単独にも備わっていない独自の特性を持っています。アルミめっき鋼は、アルミニウムの融点である 800 °C (1,470 °F) よりも低い温度で、鋼の特性を保持しながら、むき出しの鋼よりも耐食性に優れています[1] 。一般的な用途には、住宅用炉の熱交換器、商業用屋上HVACユニット、自動車のマフラー、オーブン、キッチンコンロ、給湯器、暖炉、バーベキューバーナー、ベーキングパンなどがあります。アルミめっき鋼はむき出しの鋼よりも効率的に熱を伝達します。歴史的に亜鉛めっき鋼が使用されていた可能性のある場所では、亜鉛めっき鋼の欠点[どの欠点? ]がなく使用されることがよくあります。
使用するアルミニウム合金によって特性が異なります。
種類
- タイプ1
- アルミニウムシリコン合金の薄い層で溶融メッキされたものです。5% ～ 11% のシリコンが付着性を高めます。主に耐熱用途向けですが、耐腐食性と耐熱性が求められる用途にも使用されます。最終用途としては、マフラー、炉、オーブン、レンジ、ヒーター、温水器、暖炉、ベーキングパンなどが考えられます。アルミめっき鋼は、ベース材料にほとんど変化を与えることなく 550 °C (1,022 °F) に耐えることができます。ただし、シリコン含有量が多いため、黒点が発生します。アルミめっき鋼は、以前は亜鉛めっき鋼またはガルバリウム鋼で作られていたベーカリー トレイを徐々に変換し始めています。これは、有毒な鉛を含まないためです。タイプ 1 は、工業製品にもよく見られます。
- タイプ2
- 市販の純アルミニウムで溶融メッキされています。主に大気腐食耐性を必要とする用途向けです。タイプ 2 は、最終的には波形屋根材やサイディング材、穀物貯蔵庫、乾燥炉、エアコンのコンデンサー ハウジングに製造される可能性があります。
プロパティ
アルミニウムめっき鋼の基本構造は、外側に薄い酸化アルミニウム層があり、その上にアルミニウム、シリコン、鋼が混ざった金属間化合物層があり、最後に鋼の芯があります。[2]
タイプ 1 とタイプ 2 はどちらも優れた高反射特性を示します。最高 842 °C (1,548 °F) の温度では、アルミニウムめっき鋼は投影された熱の最大 80% を反射します。[3]アルミニウムめっき鋼は、最高 677 °C (1,251 °F) の温度でも強度を維持することができます。ステンレス鋼の方が強度が高いですが、アルミニウムめっき鋼は静電表面積が大きいため、熱をよりよく反射できます。
アルミめっき鋼は、アルミニウムとシリコンの薄い層により下層の鋼が酸化されないため、耐食性に優れています。また、これらの薄い層は、特に他のほとんどの金属に影響を及ぼす塩分にさらされた際に、ピット腐食の発生を防ぎます。ただし、アルミめっき鋼の耐食性は優れていますが、アルミニウム層が破壊されて鋼が露出すると、鋼が酸化して腐食が発生する可能性があります。
消費
北米では、年間約70万トンのアルミめっき鋼が消費されています。[4]アルミめっき鋼で作られる一般的な製品には、給湯器、レンジ、炉、スペースヒーター、グリルなどがあります。
処理
アルミニウムめっき鋼は、クラッディング、ホットディップ、ガルバニックコーティング、メタライジング、カロライジングなど、さまざまなプロセスを使用して製造できますが、最も効果的なプロセスはホットディップです。ホットディップのプロセスは、鋼を洗浄することから始まり、次に鋼を 988K の温度の Al-11%Si の浴に入れて振ってから引き上げ、空気乾燥させます。[5]アルミニウムは鋼に拡散し、鋼のベース層の上、外側のアルミニウムコーティングの下に金属間層を形成します。アルミニウムコーティングは酸化され、内側の鋼を腐食やアルミニウムの拡散から保護します。[6]シリコンをアルミニウム浴に追加して、鋼の上に薄いアルミニウム層を作成します。ホットディッププロセスは、他のどのプロセスよりも安価で効率的にアルミニウムめっき鋼を製造できます。[7]
用途
アルミニウムめっき鋼は、腐食性の高い環境でも構造的耐久性と高い降伏強度を実現するために開発されました。高合金鋼の強度を維持しながら、高合金鋼よりも安価に製造できるため、自動車やオートバイの排気ガスシステムの製造に適した材料です。[7]
Al-Si コーティングは、ホットプレス時にボロン鋼を保護するために使用されます。
参照
参考文献
- ^ 「アルミめっき鋼は工業用ダクト建設に魅力的な物理的特性を提供する」。Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association。2011 年 2 月 26 日閲覧。2011 年 2 月 20 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年 2 月 26 日閲覧。
- ^ Kee-Hyun, Kim. Van-Daele, Benny. Van-Tendeloo, Gusfaaf. および Jong-Kyu, Yoon. (2006). 「溶融アルミニウムめっき鋼の金属間化合物形成の観察」. Materials Science Forum, 519-21(2), 1871-75.
- ^ アトラススチール - アルミニウムめっき鋼
- ^ 「Block Steel Aluminized Steel Specialists」。2010年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年11月29日閲覧。
- ^ Rajendran, R. Venkataswamy、S. Jaikrishna、U. Gowrishankar, N. および Rajadurai, A. (2006)。「中炭素鋼のホットディップアルミナイジングにおけるプロセスパラメータの影響」。
- ^ Deqing, Wang. および Ziyuan, Shi. (2003)「鋼鉄上の Al2O3 層の形成」。Journal of Materials Science Letters、22(14)、1003-1006。
- ^ ab Wang, Chaur. Jeng. Badaruddin, Mohd.. (2010)「水蒸気酸化にさらされたアルミニウムめっき鋼の高温耐性の依存性」表面およびコーティング技術、205(5)、1200-1205。