JPH08269681A - ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
ステンレス鋼およびその製造方法Info
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Abstract
重金属イオンの溶出量が少ないステンレス鋼およびその
製造方法を提供する。 【構成】 電解研磨処理を施した表面上に、鉄系酸化物
から成る酸化被膜の外層部の厚みが100Å以下の厚み
の酸化被膜が形成されたステンレス鋼はオゾンを含有す
る純水への金属イオン、特に重金属イオンの溶出量が少
ない。ステンレス鋼表面に電解研磨処理を施した後、酸
化性雰囲気中で400〜450℃で5分〜1時間加熱す
ることにより、鉄系酸化物から成る酸化被膜の外層部の
厚みが100Å以下の厚みの酸化被膜を表面に形成した
ステンレス鋼を製造することができる。
Description
を取り扱う分野、例えばオゾナイザーの接オゾン水部
分、超純水装置のオゾン注入部分、オゾン水を使う洗浄
装置のオゾン接液部分の材料等として好適なステンレス
鋼およびその製造方法に関する。
ナイザー用材料としては、フッ素樹脂、チタン、ステン
レス鋼などが使用されており、超純水装置用材料として
は、フッ素樹脂が使用されており、オゾン水を用いた洗
浄装置用材料としては、石英、フッ素樹脂、ステンレス
鋼が使用されている。
が強いため、チタンやステンレス鋼そのままでは耐オゾ
ン性が十分ではなく、また、樹脂類はオゾンにより腐食
されやすく、表面が荒れやすい。その結果、純水等のク
リーンな雰囲気が要求される用途では、樹脂からのイオ
ン、TOC、パーティクル等の溶出が問題となる。これ
をステンレス鋼にすることで、TOC、パーティクルの
溶出は防げるが、オゾンに用いる場合はイオン、特に重
金属イオンの溶出があることが本発明者等によって知見
された。
題点に鑑みてなされたものであってその目的は、オゾン
を含有する純水への金属イオン、特に重金属イオンの溶
出量が少ないステンレス鋼およびその製造方法を提供す
ることにある。
に本発明は、電解研磨処理を施した表面上に、鉄系酸化
物から成る酸化被膜の外層部の厚みが100Å以下の厚
みの酸化被膜が形成されたステンレス鋼を第一の発明と
し、ステンレス鋼表面に電解研磨処理を施した後、酸化
性雰囲気中で加熱することにより、鉄系酸化物から成る
酸化被膜の外層部の厚みが100Å以下の厚みの酸化被
膜を表面に形成することを特徴とするステンレス鋼の製
造方法を第二の発明とする。
高い不動態被膜、例えばCr2O3 、CrO水和物等の
不動態被膜が形成されており、この不動態被膜により金
属イオンの溶出は抑制されるが、オゾンのような極めて
強い酸化力を有する酸化剤の存在下では過不動態化して
不安定な6価となり、溶出しやすくなる。一方、Feは
O2 濃度が高くなると、安定な酸化物(Fe2 O3)とな
り、溶出しにくくなる。従って、ステンレス鋼の表面に
鉄系酸化物層を形成することにより、オゾンを含有する
純水への金属イオンの溶出を抑制することができる。し
かし、この鉄系酸化物から成る酸化被膜の外層部の厚み
が100Åを超えると、厚すぎて脆くなる。ここで、外
層部とは、Fe2 O3 、FeOおよびFe3 O4 等を含
む層をいい、Fe2 O3 が多いのが好ましい。酸化被膜
の厚みは、この外層部とその内側にある内層部(Crと
Feの混在した層、Cr−(Fe)−O)とを加えたも
のである。
形成が不十分であり、450℃より高温に加熱すると、
酸化被膜が過度に厚くなると同時に脆くなる。同様に加
熱時間が5分より短いと、酸化被膜の形成が不十分であ
る。また、この5分間の加熱時間における鉄系酸化物か
ら成る酸化被膜外層部の厚みは60Åである。一方、加
熱時間が1時間より長くなると、酸化被膜が過厚となる
とともに、その厚みが不均一になる。
表面処理方法および比較のための表面処理方法を行った
ものについて、オゾンを含有する純水への金属イオンの
溶出量の測定を行い、また加熱時間と酸化被膜厚さの関
係の調査ならびにその場合のオゾンを含有する純水への
金属イオンの溶出量の測定を行ったので、以下に順次説
明する。
の)に電解研磨を施した後超音波洗浄を施し、酸洗浄・
超純水洗浄を経て乾燥させた後、大気雰囲気下で425
℃で1時間加熱してSUS316L表面に酸化被膜を形
成し、溶出試験に供した。本発明で電解研磨を施すの
は、その他の処理法、例えば、機械研磨と電解研磨を同
時に行う電解複合研磨だと、ステンレス鋼表面は見かけ
上平滑に見えるが、ミクロンサイズ以下の凹凸ができ、
表面が平滑にならないからである。その点、機械研磨の
のちに電解研磨を行う本発明の方法であれば、ステンレ
ス鋼表面がミクロンサイズ以下で平滑になるからであ
る。
洗浄を施し、酸洗浄・超純水洗浄を経て乾燥させた後、
溶出試験に供した。
置を用いてオゾンを含有した純水への金属イオンの溶出
量の測定実験を行った。図1において、1はオゾン発生
機、2は石英製の容器、3は試験片、4は超純水(抵抗
率18.2MΩ・cm以上)である。溶出実験の方法とし
ては、超純水中のオゾンを飽和状態にするために、オゾ
ン発生機1からオゾンガスを容器2の超純水4内に24
時間通入した。そして、24時間後、容器2を取り外
し、クリーンルーム内でバルブ5を開放して容器2内の
オゾンを放出した。この状態で24時間放置後、試験片
3から超純水中に溶出した金属イオン量をICP−MS
(高周波誘導結合プラズマ質量分析法)で測定した。な
お、本実験は通常では使用しない条件での、いわゆる加
速実験的な実験であり、そのため金属イオンの溶出量は
通常の使用条件に比べて非常に多くなっている。
測定した金属イオンの溶出量(ng/m2 ・日)を以下
の表1に示す。
面処理したものは、比較例のものに比べて金属イオンの
溶出量が少ないことが分かる。
明の表面処理方法において、425℃における加熱時間
を変化させた場合の鉄系酸化物から成る酸化被膜の外層
部の厚さの変化を図2に示す。図2に明らかなように、
鉄系酸化物から成る酸化被膜の外層部の厚さを100Å
以下にするには、加熱時間は1時間以下とするのがよ
い。なお、1回目と2回目は別の試験片を使用した。
の溶出量の関係〕上記した本発明の表面処理方法におい
て、425℃における加熱時間が5分間、1時間、5時
間、15時間の場合の各試験片のオゾン含有純水への金
属イオンの溶出量の測定を同上方法で行った。その結果
を以下の表2に示す。なお、外層部における酸化被膜中
の鉄系酸化物の割合は、本発明の場合は100%鉄系酸
化物であったが、比較例の場合は約43%に過ぎなかっ
た。
を超えると、金属イオンの溶出量が急増する可能性があ
る。
てはSUS316Lを使用したが、これに限定されるも
のではなく、例えば他のオーステナイト系ステンレス鋼
であるSUS304、SUS304L、SUS316等
も使用可能である。
オゾンを含有する純水への金属イオン、特に重金属イオ
ンの溶出量の少ないステンレス鋼およびその製造方法を
提供することができる。
す図である。
る酸化被膜の外層部の厚さとの関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 電解研磨処理を施した表面上に、鉄系酸
化物から成る酸化被膜の外層部の厚みが100Å以下の
厚みの酸化被膜が形成されたステンレス鋼。 - 【請求項2】 ステンレス鋼表面に電解研磨処理を施し
た後、酸化性雰囲気中で加熱することにより、鉄系酸化
物から成る酸化被膜の外層部の厚みが100Å以下の厚
みの酸化被膜を表面に形成することを特徴とするステン
レス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7324695A JP2971776B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | オゾン含有純水用ステンレス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7324695A JP2971776B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | オゾン含有純水用ステンレス鋼およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08269681A true JPH08269681A (ja) | 1996-10-15 |
JP2971776B2 JP2971776B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=13512643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7324695A Expired - Lifetime JP2971776B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | オゾン含有純水用ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2971776B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5944917A (en) * | 1996-05-29 | 1999-08-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Stainless steel for ozone added water and manufacturing method thereof |
JP2008232401A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | オゾン使用設備用メカニカルシールおよび該オゾン使用設備用メカニカルシールが用いられたオゾン水搬送ポンプ |
US8586514B2 (en) | 2007-01-12 | 2013-11-19 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Lubricants for use in processing of metallic material and methods for processing the metallic material using the lubricants |
WO2019167885A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 株式会社トクヤマ | ステンレス鋼部材及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7324695A patent/JP2971776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111684107A (zh) * | 2018-03-02 | 2020-09-18 | 株式会社德山 | 不锈钢部件及其制造方法 |
US10906021B2 (en) | 2018-03-02 | 2021-02-02 | Tokuyama Corporation | Stainless steel member and production method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2971776B2 (ja) | 1999-11-08 |
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