JP2000064070A

JP2000064070A - 金属の酸洗液および酸洗方法

Info

Publication number: JP2000064070A
Application number: JP10238131A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kitani; 滋木谷; Toru Matsuhashi; 透松橋
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】種々の金属材料に共通して使用可能で、酸洗時
間を短縮することができ、かつ処理肌（表面粗度や光
沢）を容易に制御することができる金属の酸洗液をおよ
びその酸洗液による酸洗方法を提供する。【解決手段】金属を酸洗するための酸化性ガスを含ませ
た酸溶液。この酸溶液を金属材料に噴射するかまたは金
属材料を酸溶液に浸漬して、酸化スケールを除去した
り、表面肌を調整する。酸洗時に電解処理を併用しても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種金属の表面を
酸洗するための酸洗液および酸洗方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属の酸洗は、主に表面に生成した酸化
スケールを除去する（「脱スケール」と呼ばれる）ため
におこなわれる。その他、金属表面の光沢や表面粗さを
調節する目的および表面の疵などの欠陥を溶解除去する
目的等でも酸洗がおこなわれる。

【０００３】金属の表面に生成した酸化スケールを除去
するための酸洗技術は、種々の金属製品の工業生産に広
く応用されている。例えば、鉄鋼分野における鋼板の生
産においては、熱間圧延によって生じた酸化スケールを
塩酸溶液で溶解して除去する、「酸洗」と呼ばれる工程
がある。また、ステンレス鋼、チタンあるいはＮｉ基合
金の場合には、硝酸とふっ化水素酸を混合した硝ふっ酸
による酸洗がしばしばおこなわれる。

【０００４】ステンレス鋼便覧、第３版（ステンレス協
会編、日刊工業新聞社発行、１９９５年）の１１３２〜
１１３４ページにはステンレス鋼の酸洗方法として、硫
酸、硝酸、ふっ化水素酸、塩酸の単味または混合した酸
洗液、あるいはこれに塩化第二鉄、硫酸第二鉄を添加し
た酸洗液に浸漬またはスプレーするか、これらの酸洗液
中で電解する方法が開示されている。

【０００５】また、金属表面技術便覧（新版、金属表面
技術協会編、日刊工業新聞社発行、１９６３年）の２０
９〜２１０ページにも、ステンレス鋼の酸洗液として硝
酸とふっ化水素酸の混酸および塩酸、硝酸および硫酸の
混酸などの９種類の酸洗液が開示されている。

【０００６】ステンレス鋼の酸洗技術は、年々改良が加
えられて新しい酸洗方法が提案されており、例えば特開
平６−６５７６５号公報には、ふっ化水素酸、硝酸およ
び塩酸の混酸にＰｔなどの貴金属イオンを添加した酸洗
液にステンレス鋼を浸漬するか、この酸洗液をステンレ
ス鋼にスプレーすることにより効率良く平滑な酸洗肌が
得られることが開示されている。

【０００７】金属を酸溶液で溶解して光沢のある平滑な
表面に仕上げる技術としては、多くの電解研磨法や化学
研磨法が知られている。

【０００８】例えば、金属便覧（新版、日本金属学会
編、丸善株式会社発行、１９６０年）の６７４〜６７６
ページには鉄鋼の電解研磨法として１５種類、化学研磨
法として１０種類の方法が開示されている。また、同金
属便覧の１０１４〜１０１５ページにはチタンおよびジ
ルコニウムの電解研磨液と顕微鏡組織観察用腐食液、９
６７〜９６８ページにはニッケルおよびニッケル基合金
の酸洗液と顕微鏡または肉眼による金属組織観察用腐食
液、７６８〜７７２ページにはアルミニウムおよびアル
ミニウム合金の電解研磨法、化学研磨法および金属組織
を観察するためのエッチング方法、さらに８５０〜８５
５ページには銅および銅合金の化学研磨法およびエッチ
ング方法が開示されている。

【０００９】特開昭６２−１６７８９５号公報には硝
酸、ふっ化水素酸およびラウリル酸ナトリウムを含む水
溶液および過酸化水素とふっ化水素酸の混合水溶液で、
チタン材を、順次に酸洗することにより光沢の良い表面
に仕上げる方法が開示されている。

【００１０】以上のように、一般には光沢の良い平滑な
表面の金属が好まれることが多いが、例えば空港の屋根
や鉄道車両の側壁などに用いられるステンレス鋼板の場
合には、太陽光線の反射をできるだけ少なくして眩しさ
を抑制する必要があるため、むしろ光沢の無い粗い表面
が好まれる。

【００１１】しかし、当然のことながら同じ酸洗液を用
いて同じ材料を高光沢に仕上げたり、逆に粗面に仕上げ
ることは不可能である。このようなことを工業的におこ
なう場合には、酸洗槽の酸液を何種類も作って入れ替え
る必要があり、酸の浪費や作業工数の増大という不利益
が生じる。

【００１２】また、工場においては設備上の制約がある
ため、一つの酸洗槽で種々の金属材料を処理する必要性
が日常的に発生する。そのために被酸洗材によって酸洗
時間を大幅に変えなければならないという事態が生じ
る。例えば、熱間圧延や焼鈍によって表面に酸化スケー
ルが生成した１８％Ｃｒ−８％Ｎｉステンレス鋼、２５
％Ｃｒ−５％Ｎｉ−４％Ｍｏステンレス鋼、純Ｎｉおよ
び純Ｔｉをショットブラスト処理によって大部分のスケ
ールを除去した後、１０％ＨＮＯ₃−２％ＨＦの硝ふっ
酸で酸洗して完全に脱スケールしようとする場合、１８
％Ｃｒ−８％Ｎｉステンレス鋼、純Ｔｉおよび純Ｎｉは
１０〜３０分間という比較的短時間で脱スケールできる
が、２５％Ｃｒ−５％Ｎｉ−４％Ｍｏステンレス鋼は１
０時間以上を要する。このように酸洗槽への浸漬時間が
大幅に異なるので、酸洗作業の段取りが複雑化して待ち
時間（何も作業をしない時間）が長くなるという問題が
発生する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、
（１）種々の金属材料に共通して使用できる、（２）酸
洗時間を短縮することができる、（３）処理肌（表面粗
度や光沢）を容易に制御することができる、という三つ
の利点を備えた酸洗液およびその酸洗液を用いた酸洗方
法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、以下の
通りである。

【００１５】（１）酸溶液に酸化性ガスを含んでいる金
属の酸洗液。

【００１６】（２）酸化性ガスが二酸化窒素または／お
よび酸化窒素である上記（１）の酸洗液（３）上記（１）または（２）の酸洗液を金属表面に噴
射させるか、前記酸洗液に金属を浸漬する金属の酸洗方
法。

【００１７】（４）上記（１）または（２）の酸洗液中
で、金属を電解処理する金属の酸洗方法。

【００１８】（５）上記（１）または（２）の酸洗液中
で金属を電解処理するに際し、前記酸洗液を電極と金属
間に噴射しながら電解処理することを特徴とする金属の
酸洗方法。

【００１９】ここで、「酸溶液に酸化性ガスを含ませ
る」とは、酸化性ガスが酸溶液に溶解した状態および／
または酸化ガスがガス状（小さい気泡）で酸溶液中に存
在している状態（以下、混合している状態ともいう）を
いう。

【００２０】本発明者らは、種々の金属材料を同じ酸洗
液で酸洗することを可能にするためには、耐食性の異な
る種々の金属の地金を効率良く溶解することのできる酸
洗液が必要と考え、そのような酸洗液を開発するため、
種々実験、検討した。その結果、酸洗液の酸化剤として
酸化性ガスを使用すするのがよく、酸化性ガスを含ませ
た酸溶液を被処理材に接触させることにより多種類の金
属を効率よく溶解することができ、さらに、その酸溶液
で電解をおこなえば、さらに大きな効果が得られるとの
知見を得て、本発明を完成するに至った。なお、酸化剤
について以下に説明する。

【００２１】酸溶液中での金属の溶解は通常、金属が陽
イオンとして溶液中に溶け出すことによって進行する。
金属が陽イオンになるためには電子を失う必要があり、
一般にこの現象を金属が「酸化される」という。例え
ば、金属（Ｍ）が２価の陽イオン（Ｍ²⁺）になる反応
は、Ｍ→Ｍ²⁺＋２ｅ^- ・・・・・（１）のように書くことができる。金属を酸化するためには金
属の電子ｅ^- を奪う物質が必要であるが、酸溶液におい
ては水素イオン（Ｈ⁺）がその働きをする。一般に、酸
は水素原子とその他の原子団（基と呼ばれる）で構成さ
れる化学式で表され、水溶液中では、水素原子は電子を
失った水素イオン（Ｈ⁺）、基は電子を奪った陰イオン
（基^-）として存在する。これを化学反応式で書くと、
〔Ｈ−基〕→〔Ｈ⁺〕＋〔基^-〕のようになる。水素イオ
ンは、本来の水素原子に比べて電子１個を失った形なの
で、２Ｈ⁺＋２ｅ^-→２Ｈ・・・・・（２）の反応で他から電子を奪って水素原子さらには水素分子
に戻ろうとする性質、すなわち他の物質を酸化する「酸
化剤」としての性質を有する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の酸洗液は、各種金属の
板、帯板、管、棒、塊、線および箔などの種々の形態の
金属の酸洗処理に適用できる。

【００２３】酸洗液を構成する酸は、多くの種類の酸を
用いることができ、特に限定するものではないが、比較
的安価で工業的に大量に入手し易い硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）、
塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ₃）、ふっ化水素酸（Ｈ
Ｆ）、りん酸などの無機酸および酢酸などの有機酸の
１種または２種以上を混合したものが使用できる。酸の
濃度や酸洗液の温度も特に限定されるものではないが、
一般に酸の濃度が濃くて酸洗液の温度が高いほど金属の
溶解速度が速まり、反面、酸の蒸気やミストの発生量が
多くなるので、濃度は０．１〜５ｍｏｌ／ｄｍ³ 程度、
温度は１０〜９０℃程度が適当である。

【００２４】このうち、硝酸は水溶液中で水素イオン
（Ｈ⁺）と硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）に解離しており、Ｈ⁺
は前述のように酸化剤の性質を有するが、ＮＯ₃ ^-はＨ⁺
よりさらに強い酸化力を有する。

【００２５】一方、硫酸、塩酸およびふっ化水素酸が解
離して生じた陰イオン、すなわちＳＯ₄ ^2-、Ｃｌ^-、Ｆ^-
は酸化力を有していない。ＮＯ₃ ^- のような強い酸化剤
は、酸溶液中に適量含まれる場合には金属の溶解速度を
速める働きをするが、過剰に含まれると金属を「不動態
化」して溶解が止まることがある。特に、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ａｌ等の酸化物を作りやすい金属を主成分とする金属の
場合にこのような不動態化現象が起こりやすい。したが
って、溶解速度を速めるのに最適な酸洗液中の酸化剤の
量は金属の種類によって異なる。

【００２６】次に、酸洗液に含有させる酸化性ガスとし
ては、ＮＯ₂、ＮＯ、Ｎ₂Ｏ₄、Ｎ₂Ｏ、Ｏ₃、Ｏ₂、Ｃ
ｌ₂、ＣｌＯ、ＣｌＯ₂、ＣｌＯ₃およびＣｌＯ₄等が使用
できるが、酸化力の強さ、化学的安定性、工業的な入手
のしやすさからＮＯ₂ およびＮＯガスが推奨される。

【００２７】代表的なガスとして、ＮＯ₂、ＮＯ、およ
びＯ₃を用いた酸洗液中での酸化性ガスの反応を次に示
す。

【００２８】２ＮＯ₂＋８Ｈ⁺＋８ｅ^-→Ｎ₂＋４Ｈ₂Ｏ・・・・・（３）２ＮＯ＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-→Ｎ₂＋２Ｈ₂ＯＯ₃＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ・・・・・（４）Ｃｌ₂＋２ｅ^-→２Ｃｌ^- ・・・・・（５）ここで注目されるのは、酸化剤としてＮＯ₂やＯ₃を使用
した場合には反応によって生成する物質が無害な窒素ガ
ス（Ｎ₂）、酸素ガス（Ｏ₂）または水（Ｈ₂Ｏ）である
ため、酸洗能力に及ぼす影響が小さいだけでなく、作業
環境を悪化させる心配も無いことである。

【００２９】なお、これらの酸化性ガスの酸洗液への溶
解度は、ガスの種類および酸溶液の種類、濃度、温度等
によって異なるが、かならずしも酸洗液中に溶解したガ
スだけが酸洗能力に影響するわけではなく、酸洗液中に
ガス状の酸化性ガスが混合した状態でも酸洗能力に大き
な影響を及ぼす。

【００３０】酸化性ガスを酸化剤として用いる最も大き
なメリットは、これらのガスの添加を止めるか、酸洗液
を減圧状態にすることによって容易に反応系のガス濃度
を低めることが可能である点である。したがって、硝酸
を用いた場合のように酸洗液の酸化剤濃度を低めるため
に酸洗液を無駄に廃棄するようなことをする必要が無
い。ただし、これらの酸化性ガスの酸化力を補うために
硝酸イオンや重クロム酸イオンなどの酸化力の強いイオ
ンを酸溶液中に共存させてもよい。

【００３１】酸洗液が含有する酸化性ガスの量は、被処
理金属の種類、酸溶液の種類および酸化性ガスの種類な
どに応じて適宜決めればよいが、酸洗速度を大きくした
い場合には金属が不動態化しないように酸化性ガスの添
加量を決める必要がある。

【００３２】次に、本発明の酸洗液を用いた酸洗方法で
あるが、基本的には当然のことながら酸洗液を金属表面
に接触させることである。

【００３３】例えば、酸洗液の金属への接触方法として
は、金属を酸洗液に浸漬する方法、金属を酸洗液に浸漬
しつつ酸洗液を金属表面に噴射する方法、気体（空気、
酸化性ガスなど）中で酸洗液を金属表面に噴射する方法
などが推奨される。これらの方法では効率がよいのは、
酸化性ガスを含ませた酸洗液を、金属表面に噴射させる
方法である。また、酸化性ガスを含ませた酸洗液中で、
金属を電解処理する方法、さらに金属と電極間に、酸化
性ガスを含ませた酸洗液を噴射しながら電解処理する方
法も酸洗効率がよい。したがって、これらの方法は、耐
食性に優れた金属の酸洗に好適である。

【００３４】酸洗方法は、金属の形態や酸洗の目的に応
じて種々の方法が適用できる。これらの方法に用いる装
置について図を用いて以下に説明する。

【００３５】図１は、被処理金属を浸漬した酸溶液に酸
化性ガスを吹き込みながら撹拌する装置を示す図であ
る。

【００３６】酸洗液１を入れた酸洗槽２内の下部に酸化
性ガス３を噴出させるためのポーラス状のノズル４が設
けられており、さらに、酸洗槽内にはノズルから噴出さ
れた酸化性ガスと酸溶液とを撹拌して、ガスを溶解およ
び／または混合するための撹拌機５が設けられている。
この装置は、切り板の酸洗に適しており、被処理材６は
釣具７により酸洗槽内に保持され酸洗される。

【００３７】、図２は、酸化性ガス溶解／混合槽で所望
のガス濃度に調整した酸溶液を、酸洗槽中を走行する金
属帯に噴射する酸洗装置を示す図である。

【００３８】酸洗液１を入れた酸洗槽２内を被処理材の
帯板６を連続的に通過させて酸洗する装置である。酸化
性ガス溶解／混合槽８内で、酸溶液中に酸化性ガスがポ
ーラス状ノズル４から噴射され、撹拌機５により撹拌さ
れ溶解および／または混合され、酸化性ガスを含んだ酸
溶液が調整される。その酸溶液は、ポンプ９ａにより酸
洗槽内に被処理材に対面させて設けたノズル４ａに供給
され、そのノズルから被処理材に対して噴射される。酸
洗槽中の酸溶液はポンプ９ｂにより酸化性ガス溶解／混
合槽に戻され循環使用されるようになっている。

【００３９】図３は、酸洗液中で金属帯板を間接通電に
より電解酸洗しながら酸化性ガスを含ませた酸溶液を電
極と帯板間に噴射することのできる酸洗装置を示す図で
ある。この装置は、酸洗槽内に被処理材の帯板の上下に
対面して電極が設けられ、酸化性ガスを含ませた酸溶液
が電極と帯板間に噴射されることを除けば図２で説明し
た装置と同じである。この装置は金属帯板を連続的に電
解酸洗するのに適している。ノズルからの酸化性ガスを
含ませた酸溶液の噴射は、酸洗反応を促進させるために
おこなうもので、電解反応に伴って生じる水素ガスや酸
素ガスの気泡が電極や金属帯板の下面に溜まり電解を阻
害するのを防止する効果もある。

【００４０】図４は、酸溶液と酸化性ガスを気液混合器
で混合しつつ金属表面に噴射することを特徴とする酸洗
装置を示す図である。

【００４１】この装置は、酸洗槽２内を金属帯板６を連
続的に通過させながら帯板表面に酸化性ガスを含ませた
酸溶液を噴射しながら酸洗する装置で、帯板の上部に気
液混合器１０が設けられている。酸溶液貯蔵槽１１内の
酸溶液はポンプ９ａにより気液混合器１０に供給され、
二重構造のノズル４ａの内管から帯板表面に向け噴射さ
れる。それと同時に気液混合器のノズル４ａの外管から
酸化性ガス３が供給され、ノズルの先端で酸溶液と酸化
性ガスとが混合される。

【００４２】次に、大きな酸洗効果が得られる電解酸洗
について説明する。酸化性ガスを含ませた酸洗液中での
電解では、比較的卑な電位域での電解をおこなうことに
より、金属の溶解速度が飛躍的に大きくなる。しかも、
大きな溶解速度を示す電位域がさらに卑な方向へ大きく
広がって、１Ｖｖｓ．ＳＣＥより卑、すなわち酸化性ガ
スを接触させない場合には完全に陰極防食されるような
電位域においても金属が溶解する。このような予想外の
現象が起きる理由は現在のところ十分に解明できていな
いが、酸化力の強い酸化性ガスが金属の電子を奪ってイ
オン化するためと推測している。

【００４３】図７は、酸洗液中での陰極電解における酸
化性ガスの作用を説明するための模式図で、同図（ａ）
は通常の電解における電位が貴な場合、同図（ｂ）は通
常の電解における電位が卑な場合、同図（ｃ）は酸化性
ガスとしてＮＯ₂ガスを含ませた場合の図であり、各反
応式も併せて示す。

【００４４】すなわち、図７（ａ）に示すように、電位
が比較的貴な場合には酸が解離して生じた水素イオン
（Ｈ⁺）の酸化力によって金属の電子が奪われて金属イ
オンとなって溶解するが、図７（ｂ）のように電位が卑
となるにつれて金属表面の電子密度が高まるため、水素
イオンの酸化力では金属をイオン化できなくなって金属
は溶解しなくなる（これが、いわゆる陰極防食された状
態）。しかし、図７（ｃ）に示すように、酸化性ガスを
存在させると、その強い酸化力によって金属がイオン化
され、同時に水素イオンによる酸化作用も働いて予想外
の大きな溶解速度を示すものと推測される。

【００４５】なお、酸化性ガスを含む酸溶液中でこのよ
うな卑な電位域でおこなう電解においては、例えば酸化
性ガスとしてＮＯ₂を用いた場合には、前記の（１）、
（２）および（３）式の反応が起きるが、（１）式の反
応で生じる電子より（２）および（３）式で消費される
電子が多いので、見かけ上マイナスの電気が流れている
（すなわち、陰極電解されている）にもかかわらず金属
が陽イオンとして溶解するという現象が生じることにな
る。一方、過不動態溶解が起きるような貴な電位域での
陽極電解においても、酸化性ガスを接触させることによ
って溶解速度が大幅に速まる。この理由も現在のところ
十分に解明できていないが、酸化性ガスの作用により金
属が酸素を含む陰イオンを形成する速度が速まるためと
推測される。

【００４６】以下、電解による酸洗装置について図に基
づいて説明する。

【００４７】図５は、酸化性ガスを含ませた酸溶液中で
の電解による各種の酸洗装置を示す模式図で、同図
（ａ）は帯板の間接通電による酸洗装置、同図（ｂ）は
切り板の直接通電による酸洗装置、同図（ｃ）は金属管
内面の直接通電による酸洗装置をそれぞれ示す。

【００４８】図５（ａ）に示す装置は、酸化性ガスを含
ませた酸溶液１中を連続的に通過する帯板６の上流側に
正極１２および下流側に負極１３が設けられている装置
である。

【００４９】図５（ｂ）に示す装置は、酸化性ガスを含
ませた酸溶液１を入れた酸洗槽２内に被処理材６の両面
に対面させて対極１４が設けられている。

【００５０】図５（ｃ）に示す装置も直接通電による酸
洗装置で、酸化性ガスを含ませた酸溶液１を入れた酸洗
槽２内で被処理材である金属管６を電解酸洗するための
装置で、対極１４は金属管の中心部に設けられている。

【００５１】図５（ｂ）および（ｃ）で示した直接通電
による酸洗では、電解時の極性は被処理材の金属を負極
とする方法、金属を正極とする方法および両者の併用の
いずれでもよい。

【００５２】図６は、電位制御器を備えた直接通電によ
る酸洗装置を示す図である。同図に示すように、基準電
極１６と塩橋１７とを設け、電解時に金属表面の電位を
測定しつつ電位制御器１５により電位、電流密度および
酸化性ガス濃度などを制御する方法が推奨される。

【００５３】本発明における電解条件は特に限定される
ものではなく、酸洗の目的や金属の種類などに応じて適
宜に決定すればよいが、電流密度としては２０〜２００
００Ａ／ｍ²程度が適当である。

【００５４】なお、本発明の酸洗液を用いて酸洗するに
際し、被酸洗材の表面皮膜やスケールが酸に溶け難く、
緻密で酸が浸透しない場合には、機械的方法や化学的方
法であらかじめ表面皮膜やスケールを除去または改質
（酸に溶けやすいものに変える）すれば本発明が適用で
きることはいうまでもない。なお、上記の機械的方法と
しては、ステンレス鋼の場合にはショットブラスト法
（直径０．３ｍｍ程度の鋼球を高速で投射してスケール
を破壊する方法）、化学的方法としては溶融アルカリ塩
浸漬法（水酸化ナトリウムと硝酸ナトリウムを主成分と
する５００℃程度の溶融塩浴に浸漬する方法）や中性塩
電解法（２０％程度の硫酸ナトリウム水溶液中で電解す
る方法）が適用できる。

【００５５】

【実施例】（実施例１）炭素鋼（低炭素）、ステンレス
鋼（ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４３０）、純チタン（Ｊ
ＩＳＨ４６００１種）、純ニッケル、Ｆｅ−Ｎｉ合金
（４２％Ｎｉ）およびＣｕ−Ｎｉ合金（３０％Ｎｉ）の
金属板（板厚：２．５〜３．５ｍｍ、大きさ：６０ｍｍ
×１００ｍｍ）の表面を１０００番のエミリー紙で湿式
研磨仕上げしたものを試験片として酸洗した。容積３０
００ｄｍ3 のプラスチック製容器に２０ｍａｓｓ％硫酸
２０００ｄｍ3を入れ、恒温水槽を用いて５０℃に加熱
した。図１に示す装置を用いて、窒素で希釈したＮＯ
2、ＮＯまたはＯ3−Ｏ2の混合ガス（Ｏ3：Ｏ2は約１：
２０）を吹き込みつつ攪拌した状態で酸溶液中に試験片
を浸漬した（浸漬時間：２〜１０分間）。浸漬前後の試
験片の質量差と浸漬時間から溶解速度を算出した。使用
した酸化性ガスの種類およびその窒素による希釈率（容
量％）、試験片の溶解速度を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１から明らかなように、炭素鋼、純Ｔ
ｉ、純Ｎｉ、Ｆｅ−４２％Ｎｉ、Ｃｕ−３０％Ｎｉは２
０％硫酸に酸化性ガスを吹き込むことによって溶解速度
が大幅に大きくなった。

【００５８】（実施例２）ステンレス鋼のＳＵＳ３０４
（１８％Ｃｒ−９％Ｎｉ）およびＳＵＳ３２９Ｊ２Ｌ
（２５％Ｃｒ−７％Ｎｉ−３％Ｍｏ）および純チタン
（ＪＩＳＨ４６００１種）の熱延帯板を焼鈍後、ショ
ットブラスト処理して大部分のスケールを機械的に除去
した。この熱延鋼板より幅３００ｍｍの帯状供試材を切
り出し、図２に示すような連続噴流酸洗試験装置を用い
て脱スケール処理した。ショットブラスト処理の程度
は、外層の酸化スケールが大部分除去され、内層のスケ
ールに亀裂が生じている程度とした。また、本実験では
酸化性ガス（ＮＯ2）の溶解槽を２槽使用し、槽入側半
分と出側半分のノズルからＮＯ2 吹き込み量の異なる酸
洗液（５％ＨＮＯ3−３％ＨＦ、５０℃）を噴射した。
なお、いずれの供試材についても正味の酸洗時間が２ｍ
ｉｎになるように通板速度を調節した。また、比較のた
めにＮＯ2 ガスを吹き込まない条件でも試験した。酸洗
試験後の供試材より採取した試験片表面を目視および光
学顕微鏡観察して、脱スケールの程度を５段階評価する
と共に、脱スケールが完了したものについては表面粗度
を測定した。試験条件および試験結果をまとめて表２に
示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】表２中に示した脱スケール程度の評価基準
は、５：脱スケール完了、４：ほぼ脱スケール完了（光
学顕微鏡観察でわずかにスケール残存）、３：目視観察
でわずかにスケール残存、２：目視観察でかなりスケー
ル残存、１：多量のスケール残存、である。

【００６１】表２から明らかなように、ＳＵＳ３０４お
よび純ＴｉはＮＯ2ガスを吹き込まない硝ふっ酸でも脱
スケールは可能であったが、表面の肌荒れが大きかっ
た。これに比べてＮＯ3 ガスを吹き込んだ硝ふっ酸を用
いた場合には、表面粗度の小さい滑らかな酸洗肌が得ら
れた。なお、酸洗後の表面粗度は出側のＮＯ2ガス吹き
込み量を多くする方が小さくなる傾向が確認された。一
方、ＳＵＳ３２９Ｊ２Ｌは耐食性が非常に優れるため、
ＮＯ2 ガスを吹き込まない硝ふっ酸では脱スケールが完
全にはできなかったが、ＮＯ2 ガスを吹き込むことによ
り脱スケールが可能となり、滑らかな酸洗肌が得られ
た。

【００６２】（実施例３）ステンレス鋼のＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ４３０および２２％Ｃｒ−２％Ｍｏの２Ｂ仕
様材（酸洗後調質圧延したもの）より幅３００ｍｍの帯
状供試材を切り出し、図３に示すような電解酸洗装置を
用いて、２０％Ｈ2ＳＯ4水溶液（５０℃）中で酸洗し
た。なお、酸化性ガス（ＮＯ2）を溶解した酸液は、正
極または負極直近の供試材表面にノズルより吹き付け
た。酸洗前後の供試材より試験片を採取し、光沢および
表面粗度を調べた結果を表３に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】同表より明らかなように、正極近傍にＮＯ
2 ガスを吹き込んだ２０％硫酸を供給することにより光
沢を大幅に向上させ、表面粗度を小さくすることができ
た。逆に、負極近傍にＮＯ2 ガスを吹き込んだ２０％硫
酸を供給することにより光沢を低下させ、表面粗度を大
きくすることができた。これに対して、ＮＯ2 ガスを吹
き込まない場合には酸洗前よりわずかに光沢が低下し、
表面粗度がわずかに大きくなる程度であった。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、金属材料の酸洗処理時
間を大幅に短縮することができるだけでなく、耐食性の
異なる種々の金属材料を同じ酸溶液で酸洗処理すること
も可能となる。また、酸洗条件の制御（酸化性ガスの種
類、供給量など）により、酸洗肌（酸洗後の表面粗度や
光沢）を容易に変えることができるなど、産業上極めて
有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】切り板の酸洗装置の模式図である。

【図２】帯状金属板の酸洗装置の模式図である。

【図３】帯状金属板の電解酸洗装置の模式図である。

【図４】帯状金属板の酸洗装置の模式図である。

【図５】電解による各種の酸洗方法を説明するための図
である。

【図６】電位制御電解酸洗装置を示す模式図である。

【図７】陰極電解における酸化性ガスの作用を説明する
ための模式図である。

【符号の簡単な説明】

１酸洗液６被酸洗処理材２酸洗槽８酸化性ガス溶解
／混合槽３酸化性ガス１２正極４ポーラス状ノズル１３負極５撹拌機１４対極

フロントページの続きＦターム(参考） 3B201 AA01 AA08 AB08 AB13 AB42 BA03 BB02 BB24 BB82 BB87 BB88 BB90 BB96 BB98 CD42 CD43 4K053 PA02 PA03 PA06 PA07 PA09 PA12 QA01 RA02 RA15 RA16 RA17 RA18 RA19 RA44 RA68 SA04 SA06 XA01 XA22 XA50 ZA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸溶液に酸化性ガスを含んでいることを特
徴とする金属の酸洗液。
【請求項２】酸化性ガスが二酸化窒素または／および酸
化窒素である請求項１記載の酸洗液。
【請求項３】請求項１または２記載の酸洗液を金属表面
に噴射させるか、前記酸洗液に金属を浸漬することを特
徴とする金属の酸洗方法。
【請求項４】請求項１または２記載の酸洗液中で、金属
を電解処理することを特徴とする金属の酸洗方法。
【請求項５】請求項１または２記載の酸洗液中で金属を
電解処理するに際し、前記酸洗液を電極と金属間に噴射
しながら電解処理することを特徴とする金属の酸洗方
法。