JPS6318100A - ステンレス鋼の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はステンレス鋼の耐発錆性を向上させる安価な表
面処理方法に関する。

（従来技術） ステンレス鋼はその優れた耐食性とともに、表面の美麗
さに大きな商品価値を有している。そのため従来より表
面外観維持のために特別の努力が払われている。

しかしステンレス鋼は大気汚染の進んだ地域や冬期に道
路に岩塩などの凍結防止剤を散布する地域で使用すると
大気中の腐食性物質（Ｓ０２〃ス、Ｎ０２イオン、Ｓ０
４イオンなど）や凍結防止剤により腐食され、外観が損
なわれるという問題があった。二のためかかる使用環境
に肘しては従来ステア・レス鋼素材の耐食性を向上させ
るとか、表面処理を施して耐食性を向上させるとかの対
策を講じてきた。

前者の鋼索材の耐食性を向上させる方法として、従来一
般に採られている対策はＣｒ含有量の増加、Ｎｏ、　Ｃ
ｕなとの耐食性向上元素の添加など鋼組成を変更する方
法である。しかしこの方法は原料コストと製造コストの
−Ｌ昇を招き、ステンレス鋼が高価になってしまうもの
であった。

一方後者の表面処理による方法はＣｒめっきを施す方法
とステンレス鋼表面の不動態化皮膜を強化する方法で・
ある。Ｃｒめっき方法はステンレス鋼表面に金属Ｃｒを
電析させて耐食性を向上させる方法で、従来耐食性が十
分でない５ＵＳ４３０に利用されている。しかしこの方
法はめっきに数十Ａ／ｄＩ０２以上の大きな電流を必要
とし、しかも処理時間が長いため、処理コストが高くな
るという欠点があった。

また不動態化皮膜を強化する方法はＨＮＯ３、■２０２
、オゾンを含む酸化性の水溶液で処理する方法やクロム
酸、酸化マグネシウム、ケイ酸ソーダ、リン酸、モリブ
デン酸などを含む水溶液中で陰極若くは陽極電解する方
法などが行なわれていたが、いずれの方法も耐食性が不
十分であったり、表面の光沢が低下したりして、品質が
劣ってしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来のステンレス鋼の耐食性を向上させる方法
の場合上記のように価格を上昇させたり、品質も低下さ
せてしまうものであったことから安価で、品質も低下さ
せないステンレス鋼の表面処理法を提供するものである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは安価で、品質を低下させないステンレス鋼
の表面処理法を開発すべく種々検討した結果、まずステ
ンレス鋼をクロム酸一硫酸の混合水溶液中で浸漬処理し
、次にクロム酸を含む水溶液中で陰極電解処理を行う２
段処理による方法を開発したのである。すなわち本発明
者らはステンレス鋼をクロム酸一硫酸の混合水溶液中で
浸漬処理した後、クロム酸に硫酸、リン酸、硝酸、モリ
ブデン酸塩のうちの１種若くは２種以上を添加した水溶
液中にて５Ａ／ｄ１１２以下の低電流密度で陰極電解処
理することを特徴とするステンレス鋼の表面処理処理方
法を開発した。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明ではまず第１工程として、ステンレス鋼をクロム
酸一硫酸の混合水溶液中で処理して、表面の不動態化皮
膜を一度溶解するとともに、発錆の起点となるＭ　ｎ　
Ｓなどの非金属介在物をも溶解し、再度不動態化皮膜を
形成するのである。この処理は混合水溶液のクロム酸（
ＣｒＯ２）濃度を１００９７Ｃ以上、硫酸濃度を３００
９／、ｇ以上にして、水溶液温度５０℃以上で、水溶液
温度に応じて２〜６０分浸漬することにより行う。この
処理により再形成される皮膜の厚さが厚くなりすぎると
皮膜は濃いブルーに着色される。このため着色を好まな
い場合には着色される直前にステンレス鋼を混合水溶液
より引き上げる。この引き上げるタイミングとしては予
めｊＲ合氷水溶液濃度および温度による浸漬時間を把握
しておき、その時間になったら引き１〕げろようにする
か、または混合水溶液でのステンレス鋼の自然電極電位
を観察して、電位が所定電位になったら引き上げるよう
にすればよい。後者の自然電極電位により引き上げタイ
ミングが把握できるのは次の理由によるものである。

１なわち混合水溶液に侵されない参照電極（例えば白金
）を混合水溶液中に浸漬して、この電極とステンレス鋼
とを接続すると、ステンレス鋼の自然電極電位は不動態
化皮膜の厚さに対応して添付図面に示すように変化し、
Ａ点で不動態化皮膜が急激に厚くなって着色する。従っ
て電位がＡ点になる直前にステンレス鋼を引き上げれば
着色されないようにすることができる。

以上のようにして不動態化皮膜を形成したなら、次に第
２工程として、クロム酸に硫酸、リン酸、硝酸、モリブ
デン酸塩のうちの１種若くは２種以上を添加した水溶液
中にて低電流密度で陰極電解処理し、ステンレス鋼表面
にＣｒ”若くはＣｒ２＋の水酸化物を析出させる。この
陰極電解処理は水溶液のクロム酸濃度を１００９７ｅ以
上、硫酸、リン酸、硝酸、モリブデン酸塩濃度を１１５
０　ｍｏｌ／８〜１／２００１ＩＩｏｌ／Ｃにして、０
．１〜５．０Ａ　／ｄｍ２の低電流密度で好ましくは３
〜１０分行う。電流密度を５．ＯＡ／ｄＩ１１２より大
きくすると金属Ｃｒが析出しやすくなり、表面外観が変
化してしまう。電解量は１〜５Ａ・ＩＩ＋１１１／ｄＩ
１１２が最も好ましい。これは電解量がＩＡ−１６ｉｎ
／ｄａ＋２未満であると処理効果が小さく、５Ａ−ＩＩ
ｌｉ１１／ｄＩＩ＋２より大きくなると処理時間、消費
電力が大きくなり、経済的でないばかりか耐食性も低下
する傾向がある。

この本発明の表面処理法はステンレス鋼がオーステナイ
ト系、フェライト系、マルテンサイト系など鋼種に関係
なく一殻にＣｒを１２ｗｔ％以上含有するのものであれ
ば適用でき、またパンチ式または連続的に行っても耐食
性を向−１ニさせることができる。

次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

（実施例） 実施例ｌ ５ＵＳ３０４．５ＵＳ４３０のＢＡ材切切板第１表に示
す第１工程、第２工程の条件で処理して、外観の調査と
耐食性試験を行った。調査および試験結果を第１表に処
理条件と対応させて示す。

なお調査、試験は次の要領で行った。

（１）外観調査 処理前後の外観を比較し、変化しないものを○、着色さ
れたり表面がエツチングされて光沢の低下したものをＸ
で評価した。

（２）耐食性試験 （イ）孔食電位 ＪＩＳに規定されたステンレス鋼の孔食電位測定方法に
従って測定した。溶液は５％食塩水とし、２００μＡ／
ｃ１１１２における電位（Ｖ）で表わし、この電位が大
きい程耐食性が良好であると判断した。

（ロ）亜硫酸がス試験 ８時間噴霧１６時間乾燥のサイクルを繰返し行い、腐食
面積率５％未満のものを○、５％以上１０％未満のもの
をΔ、１０％以上のものを×で評価した。

実施例２ 板厚０．４論論の５ＵＳ３０４Ｂ　Ａ材銅帯を１２表の
条件で処理した。処理工程は次の通りである。

アンコイラ−→第１工程→水洗→第２工程→水洗→乾燥
→リコイラー 第２表 以上のようにして処理したステンレス鋼鋼帯の外観は処
理前の状態と同じで、光沢の低下、着色などは認められ
なかった。また実施例１と同要領で測定した孔食電位は
１，２０Ｖで、亜硫酸ガス試験での錆発生はなかった。

（効果） 以上のように本発明は水溶液の使用薬品として安価な薬
品を使用するものであり、かつ陰極電解も低電流密度で
よいので、処理費は安価である。

また処理後の製品は処理前の外観を検札たい場合には処
理前の外観に保つことができ、しかもその外観で耐食性
も優れている。従って大気汚染が進んだ地域や道路に凍
結防止剤を散布する地域に使用しても、ステンレス鋼の
外観を長期間保つことができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面はクロム酸一硫酸混合水溶液にステンレス鋼を
浸漬した場合のステンレス鋼自然電極電位を示すグラフ
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステンレス鋼をクロム酸一硫酸の混合水溶液中で浸漬処
   理した後、クロム酸に硫酸、リン酸、硝酸、モリブデン
   酸塩のうちの１種若くは２種以上を添加した水溶液中に
   て５Ａ／ｄｍ＾２以下の低電流密度で陰極電解処理する
   ことを特徴とするステンレス鋼の表面処理方法。