JP2015227501A - ステンレス製部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐食性を向上させるステンレス製部材の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】アノード電極11にステンレス製部材の基材、カソード電極12を真鍮、あるいは、銅とし、20質量%以上40質量%以下の硝酸水を電解液として用い、電解液の温度を20℃以上25℃以下の範囲に保持し、且つ、電流密度を80mA/cm2以上130mA/cm2以下の範囲に保持する電解研磨処理を10分以上20分以下の範囲で行う。
【選択図】図1
【解決手段】アノード電極11にステンレス製部材の基材、カソード電極12を真鍮、あるいは、銅とし、20質量%以上40質量%以下の硝酸水を電解液として用い、電解液の温度を20℃以上25℃以下の範囲に保持し、且つ、電流密度を80mA/cm2以上130mA/cm2以下の範囲に保持する電解研磨処理を10分以上20分以下の範囲で行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、ステンレス製部材の製造方法に関する。
従来から、エンジンの排気ガスが通る排気通路、例えばマフラー部材では、排気ガスに含まれる水分の結露とその結露した水分の蒸発とによって硫酸を含んだ凝縮水が生成される。この凝縮水は腐食性が高いため、マフラー部材には耐食性に優れたステンレス鋼が使用されている。こうしたマフラー部材のようなステンレス製部材の耐食性を向上させる方法として、例えば特許文献1には、ステンレス製部材に対してリン酸系の電解液を用いた電解研磨処理を施すことが開示されている。
しかしながら、ステンレス製部材は、リン酸系の電解液を用いた電解研磨処理によって耐食性が向上するものの、平均車齢が伸び続ける近年ではさらなる耐食性の向上が求められている。なお、耐食性の高いステンレス製部材は、自動車のマフラー部材に限らず、腐食環境に晒されるステンレス製部材に共通する。
本発明は、耐食性を向上させるステンレス製部材の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するステンレス製部材の製造方法は、電解研磨処理を用いたステンレス製部材の製造方法であって、前記ステンレス製部材の基材をアノード電極、真鍮あるいは銅をカソード電極とし、20質量%以上40質量%以下の硝酸水を電解液として用い、前記電解液の温度を20℃以上25℃以下の範囲に保持し、且つ、電流密度を80mA/cm2以上130mA/cm2以下の範囲に保持する電解研磨処理を10分以上20分以下の範囲で行う。
上記方法によれば、ステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記方法によれば、ステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記ステンレス製部材の製造方法において、前記基材がフェライト系ステンレス鋼であってもよい。
上記方法によれば、フェライト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記方法によれば、フェライト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記ステンレス製部材の製造方法において、前記基材がオーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。
上記方法によれば、オーステナイト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記方法によれば、オーステナイト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記ステンレス製部材の製造方法は、前記電解液が20質量%の硝酸水であるとよい。
上記方法によれば、硝酸の消費量を抑えつつ、ステンレス製部材の耐食性が向上する。
上記方法によれば、硝酸の消費量を抑えつつ、ステンレス製部材の耐食性が向上する。
図1〜図5を参照して、ステンレス製部材の製造方法の一実施形態について説明する。
ステンレス製部材は、50質量%以上の鉄を主成分として10.5質量%以上のクロムを含有する合金鋼であるステンレス鋼に対して電解研磨処理を行うことにより製造される。ステンレス製部材は、例えば自動車におけるマフラー部材等に具体化される。電解研磨処理の概要について図1を参照して説明する。
ステンレス製部材は、50質量%以上の鉄を主成分として10.5質量%以上のクロムを含有する合金鋼であるステンレス鋼に対して電解研磨処理を行うことにより製造される。ステンレス製部材は、例えば自動車におけるマフラー部材等に具体化される。電解研磨処理の概要について図1を参照して説明する。
図1に示されるように、電解研磨処理において、アノード電極11には電解研磨の対象となるステンレス製部材の基材が用いられ、カソード電極12には真鍮、あるいは、銅が用いられる。アノード電極11は、ニッケル線13を介して電源装置14の正極15に接続され、カソード電極12は、銅線16を介して電源装置14の負極17に接続される。そして、以下に示す条件の下で電解研磨処理が行われる。
(条件1)カソード電極:真鍮、あるいは、銅
(条件2)電解液:20質量%以上40質量%以下の硝酸水
(条件3)電解液の温度:20℃以上25℃以下
(条件4)電解液における電流密度:80mA/cm2以上130mA/cm2以下
(条件5)電解研磨時間:10分以上20分以下
ステンレス製部材の基材は、フェライト系ステンレス鋼であってもよいし、オーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。電解液は、20質量%の硝酸水であるとよい。
(条件2)電解液:20質量%以上40質量%以下の硝酸水
(条件3)電解液の温度:20℃以上25℃以下
(条件4)電解液における電流密度:80mA/cm2以上130mA/cm2以下
(条件5)電解研磨時間:10分以上20分以下
ステンレス製部材の基材は、フェライト系ステンレス鋼であってもよいし、オーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。電解液は、20質量%の硝酸水であるとよい。
[実施例1−1]
表1に示す化学組成のフェライト系ステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、以下の条件の下で電解研磨処理を行うことで実施例1−1のステンレス製部材を得た。
・カソード電極:真鍮
・電解液:希釈水として純水を用いた20質量%の硝酸水
・電解液温度:23℃
・電流密度:110mA/cm2
・電解研磨時間:15分
表1に示す化学組成のフェライト系ステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、以下の条件の下で電解研磨処理を行うことで実施例1−1のステンレス製部材を得た。
・カソード電極:真鍮
・電解液:希釈水として純水を用いた20質量%の硝酸水
・電解液温度:23℃
・電流密度:110mA/cm2
・電解研磨時間:15分
なお、以下の実施例のステンレス製部材及び比較例のステンレス製部材に対して行った電解研磨処理は、カソード電極、電解液温度、電流密度、電解研磨時間の各条件が実施例1−1と同じである。そのため、以下では、実施例1−1のステンレス製部材に行った電解研磨処理と同じ条件についての記載を省略する。
[実施例1−2]
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液に40質量%の硝酸水を用いた電解研磨処理を行うことで実施例1−2のステンレス製部材を得た。
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液に40質量%の硝酸水を用いた電解研磨処理を行うことで実施例1−2のステンレス製部材を得た。
[比較例1―1]
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)そのものを比較例1−1のステンレス製部材として得た。
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)そのものを比較例1−1のステンレス製部材として得た。
[比較例1―2]
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液にリン酸系の水溶液を用いた電解研磨処理を行うことで比較例1−2のステンレス製部材を得た。
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液にリン酸系の水溶液を用いた電解研磨処理を行うことで比較例1−2のステンレス製部材を得た。
[比較例1―3]
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液に5質量%の硝酸水を用いた電解研磨処理を行うことで比較例1−3のステンレス製部材を得た。
表1に示す化学組成のステンレス鋼の試験片(30mm×30mm×t1.5)に対して、電解液に5質量%の硝酸水を用いた電解研磨処理を行うことで比較例1−3のステンレス製部材を得た。
[浸漬試験]
実施例1−1,1−2のステンレス製部材、比較例1−1,1−2,1−3のステンレス製部材に対して浸漬試験を行った。図2を参照して浸漬試験の概要について説明する。
実施例1−1,1−2のステンレス製部材、比較例1−1,1−2,1−3のステンレス製部材に対して浸漬試験を行った。図2を参照して浸漬試験の概要について説明する。
図2に示されるように、浸漬試験においては、試験片20の上部中央に直径3mmの貫通孔21を形成し、アセトンで洗浄し十分に乾燥させた試験片20を試験前の試験片として得た。また、希釈水として純水を用いて40質量%の硫酸水を生成し、この硫酸水を腐食液22とした。腐食液22を入れた耐熱瓶23を水が入ったウォーターバス24に入れて、腐食液22の温度を55℃±1℃に保持した。試験片20の貫通孔21を利用して、試験片20と耐熱瓶23の上部開口に架け渡されるシリコンチューブ26とをフッ素樹脂からなる紐27で結びつけた。紐27は、耐熱瓶23の上部開口にシリコンチューブ26が架け渡された状態において試験片20が耐熱瓶23の底部から離れる長さとした。そして、55℃±1℃に保持された腐食液22に試験前の試験片20を浸漬し、腐食液22からの純水の蒸発を抑えるべく耐熱瓶23の上部開口をラッピングフィルム28で覆った。この状態を1時間保持したのちに試験片20を取り出して、中性洗剤で洗浄し十分に乾燥させた試験片20を試験後の試験片として得た。浸漬試験においては、試験前の試験片と試験後の試験片との重量を比較した。実施例1−1,1−2のステンレス製部材、比較例1−1,1−2,1−3のステンレス製部材に対する浸漬試験の結果を表2に示す。
表2に示されるように、比較例1−1,1−2,1−3のステンレス製部材のうちで重量変化の少なかった比較例1−2のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片の重量に対して約2.08%の重量の減少が認められた。これに対し、実施例1−1,1−2のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片の重量に対して約0.0019%の重量の減少が認められた。すなわち、実施例のステンレス製部材における腐食量は、比較例のステンレス製部材の腐食量の約1/1000以下であることが認められた。
[X線光電子分光分析]
実施例1−1のステンレス製部材と比較例1−1のステンレス製部材とに対し、アルバック・ファイ社製のQuantera SXMを用い、以下の条件の下でX線光電子分光(XPS)分析とスパッタリングとを交互に行った。実施例1−1のステンレス製部材と比較例1−1のステンレス製部材とに対して行ったXPS分析の結果の一例を表3及び図3(a)〜(h)に示す。なお、表3では、括弧内の数値が比較例1−1のステンレス製部材の結果を示している。
実施例1−1のステンレス製部材と比較例1−1のステンレス製部材とに対し、アルバック・ファイ社製のQuantera SXMを用い、以下の条件の下でX線光電子分光(XPS)分析とスパッタリングとを交互に行った。実施例1−1のステンレス製部材と比較例1−1のステンレス製部材とに対して行ったXPS分析の結果の一例を表3及び図3(a)〜(h)に示す。なお、表3では、括弧内の数値が比較例1−1のステンレス製部材の結果を示している。
<測定条件>
X線源:単色化 AlKα(1486.6eV)
X線ビーム径:φ200μm
信号の取り込み角度:45°
測定元素:Cr2p3/2,C1s,O1s,Ni2p3/2,Mo4d5/2,
Fe2p3/2,Cu2p3/2,Mn2p1/2
・最表面分析
パスエネルギー(ワイドスキャン測定):224.0eV
パスエネルギー(ナロースキャン測定):69.0eV
・深さ方向分析
パスエネルギー112.0eV
<スパッタリング条件>
イオン種:Ar+
電圧:2kV
面積:2×2mm
速度:6.3nm/min(SiO2換算)
照射時間:0.1min×10cycle
0.2min×5cycle
4.0min×2cycle
総スパッター時間 10min
X線源:単色化 AlKα(1486.6eV)
X線ビーム径:φ200μm
信号の取り込み角度:45°
測定元素:Cr2p3/2,C1s,O1s,Ni2p3/2,Mo4d5/2,
Fe2p3/2,Cu2p3/2,Mn2p1/2
・最表面分析
パスエネルギー(ワイドスキャン測定):224.0eV
パスエネルギー(ナロースキャン測定):69.0eV
・深さ方向分析
パスエネルギー112.0eV
<スパッタリング条件>
イオン種:Ar+
電圧:2kV
面積:2×2mm
速度:6.3nm/min(SiO2換算)
照射時間:0.1min×10cycle
0.2min×5cycle
4.0min×2cycle
総スパッター時間 10min
表3及び図3(a)〜(h)に示されるように、実施例1−1のステンレス製部材では、不動態皮膜の形成領域と推定される深さ5nm以下の領域において、クロム、酸素、モリブデン、及び、鉄の濃度の増加が認められた。特に、表面に近い領域においてクロム及び酸素の増加が顕著であることが認められた。深さ5nm以下の領域における最も高い濃度で比較すると、実施例1−1のステンレス製部材は、比較例1−1のステンレス製部材に対して、クロムの濃度が約1.8倍であり、酸素の濃度が約2倍であることが認められた。ステンレス鋼の不動態皮膜は、クロム水和オキシ水酸化物を主体として構成されている。すなわち、実施例1−1のステンレス製部材には、比較例1−1のステンレス製部材よりも強固な不動態皮膜が形成されていることが確認された。
また、実施例1−1のステンレス製部材では、深さ5nm以下の領域において炭素の濃度が低下していることが認められた。深さ5nm以下の領域における最も低い濃度で比較すると、実施例1−1のステンレス製部材は、比較例1−1のステンレス製部材に対して、炭素の濃度が約1/10であることが認められた。炭素は、不動態皮膜中に電位差を生じさせて不動態皮膜における電食の原因となる。すなわち、実施例1−1のステンレス製部材には、比較例1−1のステンレス製部材よりも清浄度が高く、炭素に起因した電食が生じにくい不動態皮膜が形成されていることが確認された。
なお、表1に示す化学組成のフェライト系ステンレス鋼に対して上記条件1〜条件5を満たした電解研磨処理を行った試験片では、浸漬試験及びXPS分析において上記実施例1−1のステンレス製部材と同様の結果が得られることが確認されている。
表4に示す化学組成のオーステナイト系ステンレス鋼であるJIS SUS316Lの試験片(30mm×30mm×t1.0)に対して、実施例1−1のステンレス製部材と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことで実施例2のステンレス製部材を得た。また、表4に示す化学組成のSUS316Lの試験片(30mm×30mm×t1.0)そのものを比較例2のステンレス製部材として得た。
[浸漬試験]
実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表5に示す。
実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表5に示す。
表5に示されるように、比較例2のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約2.53%の重量の減少が認められた。これに対し、実施例2のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約0.0029%の重量の減少が認められた。すなわち、実施例2のステンレス製部材における腐食量は、比較例2のステンレス製部材の腐食量の約1/860以下であることが認められた。これにより、実施例1−1と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことでオーステナイト系ステンレス鋼からなるステンレス製部材においても耐食性が向上することが確認された。
[XPS分析]
実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対し、実施例1−1と同じ条件の下でXPS分析を行った。実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して行ったXPS分析の結果の一例を表6及び図4(a)〜(h)に示す。なお、表6では、括弧内の数値が比較例2のステンレス製部材の結果を示している。
実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対し、実施例1−1と同じ条件の下でXPS分析を行った。実施例2のステンレス製部材及び比較例2のステンレス製部材に対して行ったXPS分析の結果の一例を表6及び図4(a)〜(h)に示す。なお、表6では、括弧内の数値が比較例2のステンレス製部材の結果を示している。
表6及び図4(a)〜(h)に示されるように、実施例2のステンレス製部材では、不動態皮膜の形成領域と推定される深さ5nm以下の領域において、クロム、酸素、ニッケル、モリブデン、及び、鉄の濃度の増加が認められた。特に、表面に近い領域においてクロム及び酸素の濃度の増加が顕著であることが認められた。また、実施例2のステンレス製部材では、実施例1−1のステンレス製部材と同様、深さ5nm以下の領域において炭素の濃度が低下していることが認められた。すなわち、実施例2のステンレス製部材の不動態被膜は、比較例2のステンレス製部材の不動態被膜よりも強固であり、且つ、炭素に起因した電食が生じにくいことが確認された。
なお、表4に示す化学組成のSUS316Lに対して上記条件1〜条件5を満たした電解研磨処理を行った試験片では、浸漬試験及びXPS分析において上記実施例2のステンレス製部材と同様の結果が得られることが確認されている。
表7に示す化学組成のオーステナイト系ステンレス鋼であるJIS SUS304の試験片(30mm×30mm×t1.0)に対して、実施例1−1と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことで実施例3のステンレス製部材を得た。また、表7に示す化学組成のSUS304の試験片(30mm×30mm×t1.0)そのものを比較例3のステンレス製部材として得た。
[浸漬試験]
実施例3のステンレス製部材及び比較例3のステンレス製部材に対し、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例3のステンレス製部材及び比較例3のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表8に示す。
実施例3のステンレス製部材及び比較例3のステンレス製部材に対し、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例3のステンレス製部材及び比較例3のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表8に示す。
表8に示されるように、比較例3のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約4.9%の重量の減少が認められた。これに対し、実施例3のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約0.0014%の重量の減少が認められた。すなわち、実施例3のステンレス製部材における腐食量は、比較例3のステンレス製部材の腐食量の約1/3500以下であることが認められた。これにより、実施例1−1と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことで、SUS316L以外のオーステナイト系ステンレス鋼からなるステンレス製部材においても耐食性が向上することが確認された。
なお、表7に示す化学組成のSUS304に対して上記条件1〜条件5を満たした電解研磨処理を行った試験片では、浸漬試験において上記実施例3のステンレス製部材と同様の結果が得られることが確認されている。
表9に示す化学組成のフェライト系ステンレス鋼であるJIS SUS436L相当の試験片(30mm×30mm×t1.0)に対して、実施例1−1と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことで実施例4のステンレス製部材を得た。また、表9に示す化学組成のSUS436L相当の試験片(30mm×30mm×t1.0)そのものを比較例4のステンレス製部材として得た。
[浸漬試験]
実施例4のステンレス製部材及び比較例4のステンレス製部材に対し、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例4のステンレス製部材及び比較例4のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表10に示す。
実施例4のステンレス製部材及び比較例4のステンレス製部材に対し、実施例1と同じ条件の下で浸漬試験を行った。実施例4のステンレス製部材及び比較例4のステンレス製部材に対して行った浸漬試験の結果を表10に示す。
表10に示されるように、比較例4のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約6.72%の重量の減少が認められた。これに対し、実施例4のステンレス製部材では、試験後の試験片に、試験前の試験片に対して約0.0073%の重量の減少が認められた。すなわち、実施例4のステンレス製部材における腐食量は、比較例4のステンレス製部材の腐食量の約1/920以下であることが認められた。これにより、実施例1−1と同じ条件の下で電解研磨処理を行うことで、表1に示される化学組成とは異なる化学組成のフェライト系ステンレス鋼からなるステンレス製部材であっても耐食性が向上することが確認された。
なお、表9に示す化学組成のSUS436L相当のステンレス鋼に対して上記条件1〜条件5を満たした電解研磨処理を行った試験片では、浸漬試験において上記実施例4のステンレス製部材と同様の結果が得られることが確認されている。
[浸漬試験の結果のまとめ]
図5に示されるように、各実施例のステンレス製部材は、全ての比較例のステンレス製部材よりも重量の減少が著しく少ないことが認められた。すなわち、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことで、全面腐食に対するステンレス製部材の耐食性が著しく向上する。
図5に示されるように、各実施例のステンレス製部材は、全ての比較例のステンレス製部材よりも重量の減少が著しく少ないことが認められた。すなわち、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことで、全面腐食に対するステンレス製部材の耐食性が著しく向上する。
[孔食試験]
上述した実施例1−1,2、及び、比較例1−1,1−2,1−3,2の各々と同じ製造方法で作製したステンレス製部材に対し、JIS G0557に準拠する孔食試験を行った。孔食試験は、北斗電工株式会社製のHX−102を用いて行った。試験電極には、各試験片にエポキシ樹脂を塗布した塗布形電極を採用した。また、各試験片に対する不動態化処理は行わなかった。そして、各実施例及び各比較例のステンレス製部材に対して孔食試験を3回行い、電流密度10μA/cm2に対応する孔食電位V’c10のうちで最も低い値を評価対象とした。なお、孔食試験におけるその他の条件は以下の通りである。
・試験溶液:NaCl水溶液
・試験溶液濃度:1kmol/m3
・試験溶液温度:25℃±1℃
・照合電極:SCE(飽和カロメル電極)
・掃引速度:20mV/min
・ポテンションスタット装置:HZ−5000(北斗電工株式会社製)
・脱気方法:アルゴン脱気
上述した実施例1−1,2、及び、比較例1−1,1−2,1−3,2の各々と同じ製造方法で作製したステンレス製部材に対し、JIS G0557に準拠する孔食試験を行った。孔食試験は、北斗電工株式会社製のHX−102を用いて行った。試験電極には、各試験片にエポキシ樹脂を塗布した塗布形電極を採用した。また、各試験片に対する不動態化処理は行わなかった。そして、各実施例及び各比較例のステンレス製部材に対して孔食試験を3回行い、電流密度10μA/cm2に対応する孔食電位V’c10のうちで最も低い値を評価対象とした。なお、孔食試験におけるその他の条件は以下の通りである。
・試験溶液:NaCl水溶液
・試験溶液濃度:1kmol/m3
・試験溶液温度:25℃±1℃
・照合電極:SCE(飽和カロメル電極)
・掃引速度:20mV/min
・ポテンションスタット装置:HZ−5000(北斗電工株式会社製)
・脱気方法:アルゴン脱気
図6及び表11を参照して、孔食試験の結果について説明する。図6(a)〜(f)は、各試験片のアノード分極曲線の一例を示すグラフであって、孔食電位V’c10について各試験片で最も低い値が測定された場合のアノード分極曲線を示すグラフである。図6(a)〜(f)に示すアノード分極曲線に基づく孔食試験の結果を表11に示す。
図6(a)〜(f)及び表11に示されるように、比較例1−1,1−2,1−3,2のステンレス製部材のうちで最も高い孔食電位V’c10が測定されたのは比較例2のステンレス製部材であり、その孔食電位V’c10は439mVであった。これに対し、実施例1−1のステンレス製部材では孔食電位V’c10が613mVであり、実施例2のステンレス製部材では孔食電位V’c10が619mVであった。すなわち、実施例のステンレス製部材の孔食電位V’c10は、比較例のステンレス製部材の孔食電位V’c10よりも高いことが認められた。
具体的には、実施例1−1,2のステンレス製部材の孔食電位V’c10は、比較例1−1のステンレス製部材の孔食電位V’c10に対して約2.2倍の値、比較例1−2のステンレス製部材の孔食電位V’c10に対して約2.0倍の値、比較例2のステンレス製部材の孔食電位V’c10に対して約1.4倍の値であることが認められた。また、実施例1−1,2のステンレス製部材の孔食電位V’c10は、比較例1−3のステンレス製部材の孔食電位V’c10に対して約1.3倍の値であることが認められた。
[孔食試験の結果のまとめ]
表11に示されるように、実施例1−1,2のステンレス製部材は、比較例1−1,1−2,1−3,2のステンレス製部材よりも孔食電位V’c10が高いことが認められた。そして、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行ったステンレス製部材では、全ての比較例のステンレス製部材よりも孔食電位V’c10が高いという試験結果が得られることが確認されている。すなわち、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことで、局部腐食である孔食に対するステンレス製部材の耐食性が向上する。
表11に示されるように、実施例1−1,2のステンレス製部材は、比較例1−1,1−2,1−3,2のステンレス製部材よりも孔食電位V’c10が高いことが認められた。そして、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行ったステンレス製部材では、全ての比較例のステンレス製部材よりも孔食電位V’c10が高いという試験結果が得られることが確認されている。すなわち、上述した条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことで、局部腐食である孔食に対するステンレス製部材の耐食性が向上する。
上述したステンレス製部材の製造方法によれば以下に示す効果が得られる。
(1)条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことにより、全面腐食のみならず局部腐食である孔食に対するステンレス製部材の耐食性が向上する。
(1)条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことにより、全面腐食のみならず局部腐食である孔食に対するステンレス製部材の耐食性が向上する。
(2)フェライト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
(3)オーステナイト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
(4)電解液である硝酸水の濃度を20質量%とすることにより、ステンレス製部材の耐食性を向上させつつ、硝酸の消費量が抑えられる。
(3)オーステナイト系ステンレス鋼を基材とするステンレス製部材の耐食性が向上する。
(4)電解液である硝酸水の濃度を20質量%とすることにより、ステンレス製部材の耐食性を向上させつつ、硝酸の消費量が抑えられる。
(5)電解研磨処理の温度条件が常温に近い条件である。そのため、電解液の温度調整についての負荷が軽減される。
(6)アノード電極11にニッケル線13が接続されることにより、電気配線の電解研磨を抑えつつステンレス製部材の電解研磨を行うことができる。
(6)アノード電極11にニッケル線13が接続されることにより、電気配線の電解研磨を抑えつつステンレス製部材の電解研磨を行うことができる。
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記ステンレス製部材は、自動車のマフラー部材に限らず、耐食性が要求される部位に具体化することができる。
・上記ステンレス製部材は、自動車のマフラー部材に限らず、耐食性が要求される部位に具体化することができる。
・上記ステンレス製部材は、フェライト系ステンレス鋼及びオーステナイト系ステンレス鋼に限らず、マルテンサイト系ステンレス鋼であってもよい。上述したように条件1〜条件5を満たす電解研磨処理を行うことでステンレス製部材には、より強固で、且つ、電食の生じにくい不動態皮膜が形成されることから、マルテンサイト系ステンレス鋼においても耐食性が向上する。
11…アノード電極、12…カソード電極、13…ニッケル線、14…電源装置、15…正極、16…銅線、17…負極、20…試験片、21…貫通孔、22…腐食液、23…耐熱瓶、24…ウォーターバス、26…シリコンチューブ、27…紐、28…ラッピングフィルム。
Claims (4)
- 電解研磨処理を用いたステンレス製部材の製造方法であって、
前記ステンレス製部材の基材をアノード電極、真鍮あるいは銅をカソード電極とし、
20質量%以上40質量%以下の硝酸水を電解液として用い、
前記電解液の温度を20℃以上25℃以下の範囲に保持し、且つ、電流密度を80mA/cm2以上130mA/cm2以下の範囲に保持する電解研磨処理を10分以上20分以下の範囲で行う
ステンレス製部材の製造方法。 - 前記基材がフェライト系ステンレス鋼である
請求項1に記載のステンレス製部材の製造方法。 - 前記基材がオーステナイト系ステンレス鋼である
請求項1に記載のステンレス製部材の製造方法。 - 前記電解液が20質量%の硝酸水である
請求項1〜3のいずれか一項に記載のステンレス製部材の製造方法。
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