熱溶射亜鉛めっきの原理は、以下のように要約できます。まず、高圧空気とパイプを用いて砂粒子をワークピースの表面に吹き付け、金属表面の錆や酸化スケールを除去します。同時に表面を麻痺させることで、溶射コーティングの吸着能力を高めます。次に、圧縮空気と専用工具（スプレーガン）を通して、酸素、アセチレン、または電気加熱源（大型ワークピースには電気加熱、小型および中型ワークピースには酸素とアセチレン加熱を使用）を用いて、超高速で霧状化された亜鉛を金属表面に吹き付けます。
亜鉛めっきの利点
1. 冷間亜鉛めっきでは、前処理として酸洗とリン酸塩処理を行うため、ワークピース表面に酸やアルカリの残留物が残り、腐食のリスクが生じ、冷間亜鉛めっき層が剥離しやすくなります。一方、亜鉛溶射では、前処理としてサンドブラスト処理を行うため、ワークピース表面が非常に清浄で粗面になります。これにより、内部からの腐食や、亜鉛溶射後の亜鉛めっき層の剥離を防ぐことができます。
2. 溶融亜鉛めっきでは、約440℃という特定の温度が必要となり、ワークピースに変形が生じる可能性があります。一方、亜鉛溶射プロセスでは、80℃以下の非常に低い温度を使用するため、変形を防ぐことができます。 3. 冷間および溶融亜鉛めっきプロセスでは、ワークピースは亜鉛めっき槽の長さ、幅、高さに制限されますが、亜鉛溶射プロセスではそのような制限はありません。
4. 冷間亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきのどちらのプロセスも、現場での補修という課題を抱えています。現場での設置、積み下ろし、または輸送中に溶接部に損傷が生じた場合、塗装でしか補修できません。亜鉛溶射であれば、現場での補修は溶射によって行うことができ、プロセスのボトルネックを回避できます。
5. 冷間亜鉛めっきは前処理として酸洗とリン酸塩処理を用いるため、被めっき物の表面が粗く、塗膜の密着性が低い。一方、亜鉛溶射は前処理としてサンドブラストを用いるため、表面が粗く塗膜の密着性が向上し、引張強度は6MPa以上となる。
6．冷間亜鉛めっきは水質汚染が大きく、環境問題として深刻な懸念がある一方、溶融亜鉛めっきは環境への影響が最小限である。そのため、鋼構造物の腐食防止には溶融亜鉛めっきがますます普及していくと考えられる。
ホットスプレー亜鉛処理
ホットスプレー亜鉛防食の全工程は、表面処理→亜鉛スプレー→シーリング処理→品質検査の4つのステップに分かれています。
表面処理
表面処理の品質は塗膜の品質と寿命に直接影響するため、下地表面の適切な前処理が不可欠です。工程要件に従って、下地表面をサンドブラストして錆を除去します。錆除去基準は、「塗装前の鋼表面の錆等級及び錆除去等級」(GB8923-88) の Sa3 規格に準拠します。この規格では、次の品質要件が規定されています。スケール、グリース、錆、汚れ、塗料、その他の付着物を完全にサンドブラストして除去します。表面は均一な金属光沢を示す必要があります。サンドブラスト後、清潔で乾燥した圧縮空気または清潔なブラシで表面を清掃します。「塗装前の鋼表面の錆等級及び錆除去等級」(GB8923-88) の Sa3 規格も考慮する必要があります。
サンドブラスト
塗布工程では、エアコンプレッサー、エアタンク、油水分離器、エアフィルター、サンドブラストポット、粘着テープ、サンドブラストガン、耐摩耗性磁器ノズルなどの機器と手順が使用されます。研磨材は、高硬度で角張った川砂（0.5～2mm）です。砂は乾燥しており、水分含有量が1%未満で、清潔で不純物がないものを使用する必要があります。ノズルには、膨張L字型磁器ノズルを使用します。膨張・圧縮・膨張の段階を経て、サンドブラストノズルから出る空気の流れは超音速に達し、研磨材の運動エネルギーが大幅に増加し、基材表面がさらに活性化および帯電され、コーティングの接着強度が高まります。錆除去工程では、圧縮空気がエアタンクに入り、油水分離器とエアフィルターを通過して清潔で乾燥し、油分が除去された後、サンドブラストポットに入ります。粘着テープが砂をサンドブラストガンに押し込み、金属基材に吹き付けます。これらの装置と条件を用いることで、表面処理はSa3規格を満たし、表面粗さは40～60µmとなる。この時点で、電極電位、活性化レベル、および金属表面へのコーティング密着性はすべて最適なパラメータに達している。
亜鉛溶射
亜鉛溶射は、サンドブラスト後2～3時間以内に完了する必要があります。これは、サンドブラスト後の基材表面の電極電位が処理前と大きく異なり、最小電位に達するためです。この時点で、基材表面の活性化が最大値に達し、基材とコーティング間の結合強度が最大になります。基材表面の電極電位は、2～3時間の間、ほぼ安定しています。時間が経つにつれて、表面電極電位は上昇し始め、活性化強度が弱まり、コーティングと基材間の結合強度が低下します。これは、表面酸化膜の厚さによるものです。2～3時間以内であれば、薄い酸化膜は高速で噴射される粒子が表面に衝突すると容易に破壊されます。2～3時間後には、酸化膜がコーティングと基材の間の障壁として機能し、コーティングと基材間の密着性を阻害します。溶射装置には、国産のスプレーガン（一般的には、上海溶射機械工場製の中聯エアハンドヘルドスプレーガン）を使用します。使用される亜鉛材料は、直径3mm、亜鉛含有量99.5%～99.7%以上の高品質で油分を含まない亜鉛線です。
投稿日時：2025年9月5日
