JP6250150B2 - 管用ねじ継手用めっき液及び管用ねじ継手の製造方法 - Google Patents
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Description
RS−(CHX1)m−(CHX2)n−CHX3X4 (1)
ここで、m、nは、1又は0の整数である。X1、X2、X3及びX4は、水素、OH、NH2、SO3H及びCO2Hのいずれかである。ただし、X1、X2、X3及びX4のいずれもが水素であることはない。Rは水素、メチル基及びエチル基のいずれかである。
RS−(CHX1)m−(CHX2)n−CHX3X4 (1)
ここで、m、nは、1又は0の整数である。X1、X2、X3及びX4は、水素、OH、NH2、SO3H及びCO2Hのいずれかである。ただし、X1、X2、X3及びX4のいずれもが水素であることはない。Rは水素、メチル基及びエチル基のいずれかである。
本実施形態のめっき液は、管用ねじ継手のピン又はボックスに対する電気めっき処理に利用される。めっき液は、シアン化合物を含有せず、ピロリン酸銅、ピロリン酸スズ及びピロリン酸亜鉛と、金属錯化剤と、添加剤と、溶媒とを含有する。本実施形態において、溶媒は水である。
ピロリン酸銅、ピロリン酸スズ、及びピロリン酸亜鉛は、Cu−Sn−Zn合金めっき皮膜を形成するために必須の化合物である。めっき液中のピロリン酸銅含有量の好ましい下限は銅換算で1g/Lであり、さらに好ましくは3g/Lである。ピロリン酸銅含有量の好ましい上限は銅換算で50g/Lであり、さらに好ましくは15g/Lである。
添加剤の作用効果を高めるために、めっき液はさらに、金属錯化剤としてのピロリン酸塩を含有する。金属錯化剤としてのピロリン酸塩はたとえば、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸アンモニウム、又は、これらの混合物である。
P比=めっき液中の金属錯化剤及び銅、スズ、亜鉛金属塩としてのピロリン酸塩中のP2O7の質量/めっき液中の銅、スズ及び亜鉛金属の質量 (A)
めっき液はさらに、添加剤として高還元性の硫黄含有化合物を含有する。硫黄含有化合物は、化学式(1)で定義されるメルカプト化合物及びスルフィド化合物、メルカプト化合物のジスルフィド結合による二量体、及びこれらの塩類の1種又は2種以上を含有する。
RS−(CHX1)m−(CHX2)n−CHX3X4 (1)
ここで、m、nは、1又は0の整数である。X1、X2、X3及びX4は、水素、OH、NH2、SO3H及びCO2Hのいずれかである。ただし、X1、X2、X3及びX4のいずれもが水素であることはない。Rは水素、メチル基及びエチル基のいずれかである。
めっき液はさらに、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、電気めっき処理中に発生した水素ガスを鋼材表面及びめっき皮膜から外部に排出しやすくする。めっき浴中の界面活性剤の好ましい含有量は0.0001g/L〜10g/Lである。
上述のめっき液を用いた管用ねじ継手の製造方法は次のとおりである。初めに、上述のめっき液を準備する。次に、管用ねじ継手のピン又はボックスの接触表面に対して、上記めっき液を用いた電気めっき処理を実施する。電気めっき処理方法は特に限定されない。管用ねじ継手がT&C型である場合、上述のめっき槽を用いて電気めっき処理を実施すればよい。また、インテグラル型の管用ねじ継手である場合、上述のカプセルを用いて電気めっき処理を実施してもよいし、他の方法で電気めっき処理を実施してもよい。電気めっき処理前にストライク処理を実施してもよい。以上の製造工程により、管用ねじ継手が製造される。電気めっき処理の条件(浴温、めっき液のpH、電流密度等)は周知の方法で適宜設定されれば、特に限定されない。電気めっき処理前に、脱脂又は酸洗等の前処理が実施されてもよい。
上述の製造方法により製造された管用ねじ継手は、ピン又はボックスに形成されたCu−Sn−Zn合金めっき皮膜を含む。Cu−Sn−Zn合金めっき皮膜は、Cuと、Snと、Znとを含有し、残部は不純物からなる。Cu−Sn−Znめっき皮膜中の好ましいCu含有量は40〜70質量%であり、好ましいSn含有量は20〜50質量%であり、好ましいZn含有量は2〜20質量%である。
めっき液は、次の4種類を準備した。
(A−1)溶液:
・ピロリン酸スズ:スズ換算で10g/L
・ピロリン酸銅:銅換算で10g/L
・ピロリン酸亜鉛:亜鉛換算で10g/L
・ピロリン酸ナトリウム:300g/L
・P比=7.7
(C−1)溶液:
・メタンスルホン酸スズ:スズ換算で15g/L
・メタンスルホン酸銅:銅換算で15g/L
・硫酸:180g/L、
(E−1)溶液:
・硫酸銅:250g/L
・硫酸:110g/L
(F−1)溶液(日本化学産業株式会社製):
・Sn:8.5g/L
・Cu:23.0g/L
・Zn:0.7g/L
・シアン化ナトリウム:19.0g/L
・苛性ソーダ:13.0g/L
試験番号1〜7は、表1に示すめっき液を用いて、インテグラル型の管用ねじ継手のボックスに対して電気めっき処理を実施した。具体的には、管用ねじ継手のボックスに対して、密閉可能なカプセルを被せた。カプセル内にめっき液を充填して、電気めっき処理を実施した。試験番号1〜7の浴温は35℃とした。めっき時間は表1に示すとおりであった。
各試験番号の条件で形成されためっき皮膜において、不めっき部(局所的にめっき皮膜が形成されておらず、鋼材の表面が露出している部分)が発生したか否かを、目視により判定した。具体的には、各試験番号のめっき皮膜を目視で観察し、「焦げ」の有無を確認した。表1に判定結果を示す。「E」(Excellent)は、焦げが確認されず、めっき皮膜が均一に形成されたことを意味する。「NA」(Not Acceptable)は、めっき皮膜中に「焦げ」が確認されたことを意味する。
各試験番号の条件でめっき皮膜を形成されたボックスの接触表面に対して、次の方法により潤滑被膜を形成した。潤滑剤にはグリーンドープを使用し、具体的には、Bestolife Corporation社製の商品名:Bestolife “3010”NM SPECIALを使用した。潤滑被膜の厚さは100μmであった。
炭素鋼からなる(JIS G3141(2011)に定義されたSPCCに相当)板材を準備した。板材から、複数の試験片を採取した。試験片に対して、各試験番号のめっき液を利用して上述の条件で電気めっきを実施して、表1に示すめっき皮膜を表面に有するめっき試験片を準備した。
上記隙間腐食試験で使用したものと同じめっき試験片を準備した。試験片の表面のうち、めっき皮膜が形成された表面(観察面という)は50mm×50mmであった。各めっき試験片に対して、JIS Z2371(2000)に準拠した塩水噴霧試験を、24時間実施した。試験後の観察面において、錆(点錆)が発生した部分の面積を求めた。試験結果を表1に示す。表1中の「E」は、観察面全面に錆が発生しなかったことを意味する。「G」は、観察面における錆の発生した面積率が5%未満であったことを意味する。「A」は、観察面における錆の発生した面積率が5%〜20%未満であったことを意味する。「NA」は、観察面における錆の発生した面積率が20%以上であったことを意味する。
表1を参照して、試験番号1〜3は、めっき液の基本組成及び添加剤の両方が本願の範囲内であった。そのため、形成されたCu−Sn−Zn合金めっき皮膜は均一に形成され、焦げは発生しなかった。さらに、M&B回数はいずれも10回であり、優れた耐焼付き性を示した。さらに、これらの試験番号のめっき皮膜では優れた耐隙間腐食性及び耐暴露腐食性が得られた。
Claims (2)
- 管用ねじ継手のピン又はボックスの接触表面に対してめっきをするための管用ねじ継手用めっき液であって、シアン化合物を含有せず、
ピロリン酸銅と、
ピロリン酸スズと、
ピロリン酸亜鉛と、
金属錯化剤としてのピロリン酸塩と、
化学式(1)で定義されるメルカプト化合物及びスルフィド化合物、前記メルカプト化合物のジスルフィド結合による二量体、及びこれらの塩類の1種又は2種以上であって、40g/L以下(0を含まない)の硫黄含有化合物とを含有し、管用ねじ継手のピン又はボックスの接触表面に対してめっきをするための、管用ねじ継手用めっき液。
RS−(CHX1)m−(CHX2)n−CHX3X4 (1)
ここで、m、nは、1又は0の整数である。X1、X2、X3及びX4は、水素、OH、NH2、SO3H及びCO2Hのいずれかである。ただし、X1、X2、X3及びX4のいずれもが水素であることはない。Rは水素、メチル基及びエチル基のいずれかである。 - 請求項1に記載の前記めっき液を準備する工程と、
前記めっき液を用いて、管用ねじ継手のピン又はボックスの接触表面に対して電気めっき処理を実施して、前記ピン又は前記ボックスの接触表面に、Cu−Sn−Zn合金めっき皮膜を形成する工程とを備える、管用ねじ継手の製造方法。
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