JPH08296053A

JPH08296053A - 鋼材の表面処理方法および水系クロメート処理液

Info

Publication number: JPH08296053A
Application number: JP9883695A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Watabe; 哲也渡部; Ichiro Fukushima; 一郎福島
Original assignee: Nippon Dacro Shamrock Co Ltd
Current assignee: Nippon Dacro Shamrock Co Ltd
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1996-11-12
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: JP3479753B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼材の表面に高度の耐食性能を付与すること
ができる表面処理方法を提供することを目的とする。【構成】鋼材表面上に多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜を、
その皮膜付着量が少なくとも３ｇ／ｍ² になる割合で、
形成した後に、水系クロメート処理を行うことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼材の表面処理方法
および水系クロメート処理液に関し、さらに詳しくは、
鋼材の表面に高度の耐食性能を付与することができる表
面処理方法、および前記方法に好適に使用することがで
きる水系クロメート処理液に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】鋼材の防
食を目的とする表面処理方法としては、亜鉛または亜鉛
系合金のめっきが最も一般的である。

【０００３】金属あるいは合金にめっきを施す方法とし
ては、溶融めっき法あるいは電気めっき法が広く採用さ
れているが、近年、いわば乾式とでもいうべき方法が提
案された。すなわち、特公昭５９−９３１２号公報は、
鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄−亜鉛合金
層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立した
複層粒子の集合体からなるブラスト用材料（以下、鉄−
亜鉛ブラスト材料と称することがある。）を、鉄または
亜鉛合金の表面に投射する亜鉛コーティング法を開示す
る（以下、このような機械的めっき法をＭｅｃｈａｎｉ
ｃａｌ−Ｐｌａｔｉｎｇ法、略してＭＰ法と称すること
がある。）。

【０００４】このようなＭＰ法は、設備費が安いこと、
エネルギ−消費量が少ないこと、環境汚染要素の排出が
少ないこと、固定した面に対しても処理が可能であるこ
と、面の一部にのみ処理を施すことができること等の利
点を有する。

【０００５】しかしながら、このＭＰ法によっても、従
来の一般的な亜鉛系のめっき法によるのと同様に、この
処理のみでは比較的早期における錆の発生を防止するこ
とができないことが分かった。

【０００６】また、溶融めっき法または電気めっき法に
よってめっきを施した鋼材に対してクロメート処理を施
す技術が知られているが、この方法の処理によっても鋼
材に対して充分な耐食性を付与することはできなかっ
た。その理由を、以下のように推定することができる。
すなわち、従来の溶融めっき法または電気めっき法によ
りめっきを施した場合には、形成される皮膜の表面は緻
密な構造となっており、このような皮膜上に水系クロメ
ート処理を施して皮膜を形成させると、図３に示すよう
にそれぞれが独立した層を形成する。そして、めっき素
地にまで達する傷が生じた場合には、クロメート皮膜が
優先的に溶出し、下層のめっき皮膜を保護するように機
能する。しかし、そのような傷が拡がったり、生じた傷
が深い場合には、もはや上記クロメート皮膜が有効に機
能せず、傷の補修が充分になされないことにより、耐食
性劣化の起点となるものと、推定される。

【０００７】さらに、最近では鋼材に対してさらに高度
の防錆性、耐食性が要求されるようになっており、この
ような要求を満たす、新たな表面処理方法の開発が望ま
れていた。

【０００８】この発明は上記事情に基づいて完成され
た。すなわち、本発明の目的は、鋼材の耐食性能を飛躍
的に向上させることができる表面処理方法、および前記
方法の実施に際し、特に好適に採用することができる水
系クロメート処理液を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明者らは、ＭＰ法
により形成した皮膜との組み合わせで特に優れた耐食性
を実現し得る薄膜処理を見い出すことにより前記課題を
解決すべく、各種の薄膜処理と上記ＭＰ法との相性を調
査し、検討した。その結果、水系の処理液によるクロメ
ート処理（以下、水系クロメート処理と称することがあ
る。）を、ＭＰ法により特定量の皮膜を形成した鋼材に
施すと、皮膜中の微細空隙または間隙にまで水系クロメ
ート処理液が含浸する結果、前記鉄−亜鉛合金皮膜の内
部までクロメート皮膜が入り込んだ状態になると考えら
れ、これによって、たとえ素地に達する大きな傷が生じ
たとしても、多孔質皮膜内部のクロメート皮膜が大きく
壊されることはなく、それが有効に機能して傷部を迅速
にかつ充分補修することにより、鋼材に著しく優れた耐
食性能を付与することができることを見出してこの発明
を完成した。

【００１０】すなわち、前記請求項１に記載の発明は、
鋼材表面上に多孔質の鉄−亜鉛合金被膜を、その皮膜付
着量が少なくとも３ｇ／ｍ² になる割合で、形成した後
に、水系クロメート処理を行うことを特徴とする鋼材の
表面処理方法であり、請求項２に記載の発明は、１〜１
００ｇ／リットルの濃度で含有されるクロム酸と、前記
クロム酸全量に対して１〜１００重量％の有機還元剤
と、前記クロム酸全量に対して１〜１００重量％のリン
酸と、前記クロム酸に対して５０〜２００重量％の二酸
化ケイ素と、水とを含有することを特徴とする水系クロ
メート処理液であり、請求項３に記載の発明は、前記有
機還元剤が、水酸基含有有機酸、アルコール類、グリコ
ール類、多糖類およびアミノ酸類よりなる群から選択さ
れる少なくとも１種またはその分解物質もしくは誘導体
である前記請求項２に記載の水系クロメート処理液であ
る。

【００１１】以下、この発明について詳細に説明する。

【００１２】この発明における鋼材の材質については特
に制限はなく、普通鋼あるいは炭素鋼であっても、炭素
以外の合金元素を含有する特殊鋼あるいは合金綱であっ
ても良い。前記特殊鋼あるいは合金綱としては、ニッケ
ル綱、マンガン綱、クロムモリブデン綱、ステンレス綱
等を挙げることができる。

【００１３】この発明における鋼材は、いかなる形状で
あっても良い。すなわち、鋼板であっても良いし、任意
の形状に成形加工されていてもよい。具体的には、熱間
圧延鋼板、冷間圧延鋼板、型鋼、ボルト、ナット、スプ
リング、建材等であってもよい。

【００１４】また、この発明の表面処理方法は、このよ
うな鋼板または成形加工された鋼材の一部のみに処理を
施すことも可能である。

【００１５】この発明の方法においては、鋼材の表面に
多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜を形成する。ここで、前記鉄
−亜鉛合金皮膜は、鉄と亜鉛との合金を含有して形成さ
れる。

【００１６】この多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜における合
金中の鉄と亜鉛との比率には特に制限はないが、ブラス
ト用材料を鋼材の表面に投射してこの皮膜を形成する場
合には、使用するブラスト用材料における鉄と亜鉛との
比率によってこの皮膜における合金中の鉄と亜鉛の比率
が決定される。ブラスト用材料における鉄と亜鉛との比
率については後述する。

【００１７】前記多孔質とは、皮膜の表面に多数の細孔
が開口し、かつ表面に近い内部にも多数の間隙あるいは
空隙を有することをいう。前記細孔の孔径、外表面から
の深さ、前記間隙あるいは空隙の大きさ等には、その後
の水系クロメート処理における水系クロメート処理液を
含浸させることができる限り特に制限はない。もっと
も、前記鉄−亜鉛合金皮膜の細孔における平均細孔径は
０．０１〜２μｍであり、平均細孔深度は２〜８μｍで
あり、空隙体積率は３０〜５０容積％であることが望ま
しい。特に最適な多孔質としては、ＭＰ法によって
形成された皮膜の構造を挙げることができる。このＭＰ
法によって形成された皮膜は、図１に示すように多数の
鉄−亜鉛合金の微小片Ｓが鋼材Ａの表面上に幾重にも積
層されてなる構造を有し、その微小片と微小片との間に
わずかな間隙あるいは空隙を有する。したがって、ＭＰ
法でめっきを施すことによって形成された皮膜は、この
発明でいう多孔質の皮膜を有するということができる。

【００１８】以下、この多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜を、
鋼材表面に形成する特に優れた方法であるＭＰ法につい
て説明する。この方法は、鉄または鉄合金を核とし、こ
の核の周囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合
金を被着してなる独立した複層粒子の集合体からなるブ
ラスト用材料を、鋼材の表面に投射することを特徴とす
る。

【００１９】この方法に使用するブラスト用材料として
は、例えば、特公昭５９−９３１２号公報に開示されて
いるブラスト用材料を好適に使用することができる。

【００２０】このブラスト用材料は、実質的に鉄からな
る核と、この核の周囲に形成された鉄−亜鉛合金層を含
む実質的に亜鉛からなる殻とからなる複層粒子の集合体
である。前記実質的に鉄からなるとは、純鉄以外に、合
金元素として炭素、窒素、ケイ素、マンガン、クロム、
ニッケル等を含有する鉄合金をも包含することを意味
し、前記実質的に亜鉛からなるとは、純粋な亜鉛以外
に、若干の銅やアルミニウム等の合金元素を含有する亜
鉛合金をも包含することを意味する。

【００２１】この発明に使用することができるブラスト
用材料の粒径は、被投射面の性状等に応じて適宜に決定
することができるが、概ね１６メッシュの篩を透過する
程度であるのが好ましい。また、複層粒子の集合体とし
ての、鉄と亜鉛との比は、１０：９０〜９５：５とする
のが好ましく、特に５０：５０〜７０：３０とするのが
好ましい。粒径および組成比が上記範囲内のブラスト用
材料を採用すると、特に優れた耐食性能を鋼材に付与す
ることができる。ブラスト用材料は、溶融亜鉛中に鉄粉
を投入する方法、または亜鉛粉と鉄粉との混合体を加熱
処理する方法によって製造することができる。

【００２２】このブラスト用材料を鋼材の表面に投射す
る方法としては、従来公知の投射方法を採用することが
でき、例えば、タンブラー型ブラスト機、ドラム型ブラ
スト機、ハンガー型ブラスト機、タンブラー型ブラスト
機等を用いて行なうことができる。この発明における多
孔質の鉄−亜鉛合金皮膜の付着量は、少なくとも３ｇ／
ｍ² であり、好ましくは３〜５０ｇ／ｍ² 、特に好まし
くは１０〜３０である。この付着量が３ｇ／ｍ² 未満で
あると実質的に耐食性の向上効果が得られない。一方、
付着量が３０ｇ／ｍ² を超えると、耐食性の点からは何
ら問題はないが、処理時間が長くなるにもかかわらず、
それに見合う耐食性の向上効果が得られないので、経済
性を考慮すると好ましくない。

【００２３】この発明においては、このようなＭＰ法に
よる皮膜形成処理に先立って、酸洗浄あるいは機械的処
理を施すことにより、鋼材の処理対象面のスケールや汚
れを予め除去しておくのが望ましい。

【００２４】このようにして、表面に多孔質の鉄−亜鉛
合金皮膜が形成された鋼材を得ることができる。この発
明においては、表面に多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜が形成
された鋼材に対して、以下に説明する水系クロメート処
理を行なう。

【００２５】この発明における水系クロメート処理とし
ては、無水クロム酸あるいはクロム酸アンモニウム等の
六価クロム化合物を含有する水系のクロメート液で処理
することによって上記多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜が形成
された鋼材の表面にクロメート皮膜を形成させる処理を
好適例として挙げることができる。

【００２６】この発明において、特に好適に採用するこ
とができる水系クロメート処理液としては、クロム酸、
有機還元剤、リン酸、二酸化ケイ素および水を特定の割
合で含有する水系のクロメート液を挙げることができ
る。

【００２７】前記クロム酸としては、無水クロム酸、ク
ロム酸カルシウム、クロム酸アンモニウムおよびクロム
酸マグネシウム等のクロム酸の水溶性金属塩、重クロム
酸亜鉛、重クロム酸カリウム、重クロム酸ナトリウム、
重クロム酸マグネシウムおよび重クロム酸カルシウム等
の重クロム酸塩を挙げることができる。これらの中で
も、腐食性アルカリ成分を含まない無水クロム酸が好ま
しい。

【００２８】前記クロム酸の濃度としては、特に制限は
ないが、最終的に得られる処理液中の濃度が通常１〜２
００ｇ／リットルであり、好ましくは１〜１００ｇ／リ
ットルであり、特に好ましくは１〜５０ｇ／リットルで
ある。クロム酸の濃度が１ｇ／リットル未満であると、
適正なクロム酸付着量を確保するのが困難になる。

【００２９】前記有機還元剤としては、水酸基含有有機
酸、アルコール類、グリコール類、多糖類、アミノ酸類
等を挙げることができる。また、これらの分解物質もし
くは誘導体も使用可能である。具体例としては、ギ酸、
酢酸、酪酸、イソ酪酸、シュウ酸、酒石酸、乳酸、マロ
ン酸、マレイン酸、ピルビン酸、リンゴ酸、コハク酸、
ジグリコール酸、グルコン酸、アスコルビン酸、メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、グリセリン、ブドウ糖、果糖、グルタミン酸、
アラニン等を挙げることができる。

【００３０】これらの有機還元剤は、一種を選択して単
独で採用することもできるし、２種以上を組み合わせて
採用することもできる。

【００３１】これらの中でも特に好ましいのは、アラニ
ンである。

【００３２】この有機還元剤の含有量としては、前記ク
ロム酸の全量に対して通常０．９〜１５０重量％であ
り、好ましくは１〜１００重量％であり、特に好ましく
は１〜５０重量％である。有機還元剤の含有量が前記ク
ロム酸の全量に対して０．９重量％未満であると、クロ
ム酸を還元する効果が得られず、クロメート皮膜を形成
させることが困難になり、１５０重量％を超えると、処
理液の安定性が悪化するので好ましくない。

【００３３】前記リン酸としては、リン酸、リン酸モノ
エステル、リン酸ジエステル等を使用することができ
る。

【００３４】前記リン酸の含有量は、通常前記クロム酸
の全量に対して通常０．９〜１００重量％であり、好ま
しくは１〜５０重量％であり、特に好ましくは５〜２０
重量％である。リン酸の含有量が前記クロム酸の全量に
対して０．９重量％未満であると、クロム酸を還元する
効果が得られず、クロメート皮膜を形成させることが困
難になり、１００重量％を超えると、処理液の安定性が
悪化するので好ましくない。なお、この発明におけるリ
ン酸は、前記有機還元剤と六価クロムとの化学反応の際
の触媒としての機能を有すると考えられる。

【００３５】前記二酸化ケイ素としては、ＳｉＯ₂ で示
される化合物であれば特に限定はなく、例えば使用する
ことができる。前記二酸化ケイ素の含有量は、通常前
記クロム酸の全量に対して通常５０〜３００重量％であ
り、好ましくは５０〜２００重量％であり、特に好まし
くは１００〜１５０重量％である。前記含有量が前記ク
ロム酸の全量に対して５０重量％未満であると、後塗装
に対する密着性が損なわれ、３００重量％を超えると、
皮膜がパウダリングを起こすことがあるので好ましくな
い。

【００３６】この水系クロメート処理液には、この発明
の目的を害さない範囲内でさらに他の成分を含有してい
ても良い。例えば、陽イオン系界面活性剤、陰イオン系
界面活性剤、または非イオン系界面活性剤等を含有して
いても良い。

【００３７】この発明における水系クロメート処理は、
このような水系のクロメート液を上記多孔質の鉄−亜鉛
合金皮膜を形成した鋼材に塗布する工程と、焼付する工
程とを含む。

【００３８】前記塗布は、例えば刷毛塗り、タンポ塗
り、吹付塗装、ホットスプレー塗装、エアスプレー塗
装、静電塗装、ローラー塗装、カーテンフロー塗装、流
し塗装、浸漬塗装、電着塗装、へら塗り等公知の方法に
より行なうことができる。浸漬塗装を採用する場合は、
浸漬後にさらに、遠心振り切りまたは振動によって余滴
を除去しても良い。塗布量は、水系クロメート処理によ
り形成される皮膜の付着量が、最終的に後述のクロム量
になるのに必要な量である。

【００３９】この水系クロメート処理において、形成さ
れるクロメート皮膜の付着量には特に制限はないが、形
成されるクロメート被膜中のクロム量として、好ましく
はすくなくとも１００ｍｇ／ｍ² であり、より好ましく
は１５０〜５００ｍｇ／ｍ²であり、特に好ましくは、
２００〜５００ｍｇ／ｍ² である。

【００４０】前記クロム量が１００ｍｇ／ｍ² 未満であ
ると、耐食性の向上効果が小さく、１５０ｍｇ／ｍ² 未
満であっても耐食性の向上効果が充分とはいえない。一
方、前記クロム量が５００ｍｇ／ｍ² を超えるとクロム
の溶出量が多くなり、公害の観点から好ましくない。

【００４１】前記焼付は、水系クロメート処理液を塗布
した鋼材を、熱風循環炉（ＩＤＧ燃焼炉または電気
炉）、遠赤外線加熱炉、赤外線加熱炉、高周波誘導加熱
炉等またはこれらの組合せの中から選択される方法によ
って加熱することにより行われる。加熱は被処理物自体
の温度が８０〜１８０℃に達した後、２〜２０分間、好
ましくは、被処理物自体の温度が１００〜１６０℃に達
した後、５〜１５分間、より好ましくは、被処理物自体
の温度が１４０〜１６０℃に達した後、８〜１２分間そ
の温度を保持する。

【００４２】このような水系クロメート処理は、必要で
あれば、繰り返して行うことができる。

【００４３】この発明の方法により得られる多孔質の鉄
−亜鉛合金皮膜およびクロメート皮膜（以下、複合皮膜
と称することがある。）を有する鋼材は、そのまま各種
の用途に供することもできるが、さらに有機または無機
塗料による塗装を施すこともできる（以下、この発明の
表面処理の後に行う塗装を、後塗装と称することがあ
る。）。

【００４４】使用する塗料としては、溶剤型塗料、水溶
性塗料、粉体塗料などいずれの種類の塗料でも良い。具
体的には、塩化ビニル系、塩化ゴム系、エポキシ樹脂
系、アクリル樹脂系、アルキド樹脂系、メラニンアルキ
ド樹脂系、アミノアルキド樹脂系、フタル酸樹脂系、ポ
リウレタン樹脂系、コールタールエポキシ系等の塗料を
挙げることができる。

【００４５】これらの塗料の塗布の方法としては、水系
クロメート処理における水系クロメート処理液の塗布方
法として説明した各種の塗布方法を採用することができ
る。後塗装の条件は、使用する塗料に応じて適宜に設定
が可能である。

【００４６】

【実施例】以下、この発明について実施例により詳細に
説明するが、かかる実施例によってこの発明は何ら限定
されない。

【００４７】実施例および比較例において皮膜を形成し
た鋼材について、耐食性、皮膜の外観および後塗装密着
性を以下のようにして評価した。

【００４８】（実施例１）六角Ｍ１０ボルトをトリクロ
ロエタン蒸気により洗浄した。このボルトに対して、Ｆ
ｅ／Ｚｎ比が３０／７０であり、粒径が３００μｍであ
るブラスト材料をタンブラー型ブラスト機を用いて投射
した。鋼材上に形成された鉄−亜鉛合金皮膜の構造を走
査型電子顕微鏡により観察したところ、多数の鉄−亜鉛
合金の微小片が鋼材の表面上に幾重にも積層され、かつ
微小片と微小片との間にはわずかな間隙あるいは空隙を
有していた。また、この多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜の付
着量は３ｇ／ｍ² であった。

【００４９】次いで、この多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜が
形成された鋼材に対して、以下に示す組成の水系クロメ
ート処理液をディップスピンにより塗布し、風速０．５
ｍ／秒の熱風循環型電気炉を用い、１６０℃で１０分間
の条件で焼付処理を施すことによりクロメート皮膜を形
成した。なお、水系クロメート処理液の塗布量は、形成
されるクロメート皮膜の付着量がクロム量換算で２００
ｍｇ／ｍ² となるように設定した。

【００５０】 −水系クロメート処理液の組成− 無水クロム酸；３４ｇ／リットル．処理液アラニン（有機還元剤）；クロム酸全量に対して１０重量％リン酸；クロム酸全量に対して４０重量％二酸化ケイ素；クロム酸全量に対して１５０重量％非イオン系界面活性剤；０．１ｇ／リットル得られた皮膜を有する鋼材について、その耐食性を評価
し、結果を表１に示した。耐食性は以下のようにして評
価した。

【００５１】＜耐食性評価試験＞ＪＩＳＺ２３７１
に準拠し、塩水噴霧試験を行なった。試験時間は１，０
００時間とした。目視により赤錆の発生状態を観察し、
以下の基準で評価した。 ◎・・・・赤錆の発生が認められない、 ○・・・・赤錆の発生面積が５０％未満である、 △・・・・赤錆の発生面積が５０％以上である、 ×・・・・全面に赤錆が発生した。（実施例２〜６、比較例１）ブラスト用材料の投射量を
変更し、多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜の付着量を５ｇ／ｍ
² （実施例２）、１０ｇ／ｍ² （実施例３）、２０ｇ／
ｍ² （実施例４）、３０ｇ／ｍ² （実施例５）、４０ｇ
／ｍ² （実施例６）、１ｇ／ｍ² （比較例１）に代えた
他は、実施例１と同様にして複合皮膜を形成した。得ら
れた複合皮膜を有する鋼材について、前述のようにして
その耐食性を評価し、結果を表１に示した。

【００５２】

【表１】

【００５３】（実施例７〜１０、比較例２）下表のクロ
メート処理条件により目標とするクロム付着量を持つサ
ンプルを作製し、各々の耐食性を評価した。結果を表２
に示した。

【００５４】

【表２】

【００５５】（実施例１１〜１５、比較例３）水系クロ
メート処理液中の有機還元剤としてのアラニンの濃度を
表３に示すように変えた外は前記実施例１におけるのと
同様の水系クロメート処理液を調製し、得られた水系ク
ロメート処理液を用いて、前記実施例１と同様に操作
し、液中クロム還元率を求め、かつ被膜形成力を評価し
た。結果を表３に示した。なお、液中クロム還元率およ
び被膜形成力を以下のようにして評価した。

【００５６】＜液中クロム還元率＞有機還元剤を含有す
るクロメート処理液と、有機還元剤部分をイオン交換水
に置換したクロメート処理液を同時に調製し、２４時間
後の両者の六価クロム濃度をジフェニルカルバジット法
により分析した。有機還元剤の含有しないクロメ−ト処
理液の六価クロム濃度を１００とした場合の、有機還元
剤含有クロメート処理液における、六価クロム濃度を求
める。この数値を、２４時間後における液巾クロム還元
率とする。

【００５７】＜被膜形成力＞標準クロメート処理条件
（鉄−亜鉛合金皮膜付着量１４ｇ／ｍ² 、クロム付着量
２００ｍｇ／ｍ² 、焼付け条件；１６０℃，１０分間）
で調製したクロメ−ト皮膜に対して、乾いたティッシュ
で強めにこすり、皮膜の状態、及びティッシュの状態を
目視により観察する。

【００５８】 ◎ ：皮膜、ティッシュ共に異常なし ○ ：皮膜に異常なし、ティッシュに微着色が認めら
れる程度 △ ：こすった範囲内において、クロメ−ト皮膜が部
分的に剥離した場合 × ：こすった部分のクロメ−ト皮膜が全体的に剥離
した場合

【００５９】

【表３】

【００６０】（実施例１６〜２０、比較例４）水系クロ
メート処理液中のリン酸濃度を表４に示すように変えた
外は前記実施例１におけるのと同様の水系クロメート処
理液を調製し、得られた水系クロメート処理液を用い
て、前記実施例１と同様に操作し、前記実施例と同様に
して、液中クロム還元率を求め、かつ被膜形成力を評価
した。結果を表３に示した。

【００６１】

【表４】

【００６２】（実施例２１〜２５、比較例５）水系クロ
メート処理液中の二酸化ケイ素濃度を表５に示すように
変えた外は前記実施例１におけるのと同様の水系クロメ
ート処理液を調製し、得られた水系クロメート処理液を
用いて、前記実施例１と同様に操作し、前記実施例と同
様にして、後塗装密着性を評価した。結果を表５に示し
た。

【００６３】＜後塗装密着性＞塗料の種類溶剤型テフロン含有フタル酸系塗料黒塗料の方法、及び、条件スプレー塗装膜厚；１５〜２０μｍ焼付け条件；２４０℃，２０分間密着性評価方法、及び、条件この試験の場合、被処理物はボルトでなく、下記のテス
トパネルを使用する材質；鉄サイズ；１５０×７５×３ｍｍこのテストパネルに対して、実施例１と同様の条件で鉄
−亜鉛合金皮膜、及び、クロメート皮膜を調し、かつ、
上記塗料を上記条件で塗装したものを供試サンプルとす
る。

【００６４】得られたテストパネルにＮＴカッタ−でク
ロスカットを施し、裏面、及び端面を常乾型防水塗料で
シ−ルし、塩水噴霧試験機（ＪＩＳＺ２３７１）に２
４０時間入れる。取り出し後、水洗乾燥し、セロテ−プ
をカットを覆うように貼付け、いきおいよく剥す。その
時、テ−プに剥離付着した皮膜のカットからの片側最大
剥離幅を測定する。

【００６５】◎；１ｍｍ未満、○；３ｍｍ未満、△；５
ｍｍ未満、×：５ｍｍ以上

【００６６】

【表５】

【００６７】（実施例２６〜２９、比較例６）水系クロ
メート処理液における有機還元剤の種類をメタノール
（実施例８）、エチレングリコール（実施例９）、ブド
ウ糖（実施例１０）、グルタミン酸（実施例１１）に代
え、または有機還元剤を配合しない（実施例１２）他
は、前記実施例１における水系クロメート処理液を調製
し、得られた水系クロメート処理液を使用して前記実施
例１と同様に操作して、耐食性および後塗装密着性を評
価し、結果を表６に示した。

【００６８】

【表６】

【００６９】

【発明の効果】この発明によると、鋼材の表面に高度の
耐食性能を付与することができる表面処理方法および前
記方法に好適に使用することができる水系クロメート処
理液を提供することができる。

【００７０】さらに、この発明によると、加工成形前の
鋼板のみならず、加工成形した鋼材に対しても著しく優
れた耐食性を付与することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ＭＰ法により形成した多孔質の鉄−亜
鉛合金皮膜の内部積層構造を示す断面模式図である。

【図２】図２は、この発明の表面処理方法における多孔
質の鉄−亜鉛合金皮膜の付着量とＳＳＴの赤錆発生まで
の時間との関係を示すグラフである。

【図３】図３は、溶融めっき法による亜鉛めっき皮膜上
に、水系クロメート処理によりクロメート皮膜を形成し
てなる複合皮膜の断面模式図である。

【図４】図４は、この発明の表面処理方法におけるクロ
メート皮膜の付着量とＳＳＴの赤錆発生までの時間との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｓ・・・微小片、Ａ・・・鋼材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼材表面上に多孔質の鉄−亜鉛合金被膜
を、その皮膜付着量が少なくとも３ｇ／ｍ² になる割合
で、形成した後に、水系クロメート処理を行うことを特
徴とする鋼材の表面処理方法。
【請求項２】１〜１００ｇ／リットルの濃度で含有さ
れるクロム酸と、前記クロム酸全量に対して１〜１００
重量％の有機還元剤と、前記クロム酸全量に対して１〜
１００重量％のリン酸と、前記クロム酸に対して５０〜
２００重量％の二酸化ケイ素と、水とを含有することを
特徴とする水系クロメート処理液。
【請求項３】前記有機還元剤が、水酸基含有有機酸、
アルコール類、グリコール類、多糖類およびアミノ酸類
よりなる群から選択される少なくとも１種または誘導体
である前記請求項２に記載の水系クロメート処理液。