JP3527050B2 - ステンレス鋼のエッチング性評価液及びエッチング性評価方法 - Google Patents
ステンレス鋼のエッチング性評価液及びエッチング性評価方法Info
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Description
ッチング性を評価するための評価液及びその評価方法に
関する。
は、建材、アート商品及び電子部品など多くの分野で行
われている。一般にステンレス鋼のエッチングには、Ｆ
ｅＣｌ3溶液を主成分とするエッチング液が用いられて
いる（特開平４−１０７２７９号公報及び特開平４−２
６３０８５号公報参照）。これらのエッチング製品はエ
ッチング液に金属を溶解させて製造されるが、エッチン
グによる板厚精度不良やエッチングムラなどのいわゆる
エッチング不良を起こす場合も少なくない。このような
エッチング不良が生じた場合、多大な損失となり非常に
問題であるが、これまで、このような損失を回避するた
めのエッチング性の良否を事前にかつ、的確に評価し得
る方法及び適切な評価液は皆無であった。
来技術の問題に鑑み、ステンレス鋼板材を塩化第二鉄と
塩酸系の混合水溶液中でエッチング処理する際、少なか
らず発生するエッチング不良に起因する製品生産性の低
下を未然に防止し、生産性を向上するために、極めて小
量の板材のエッチング性を簡便に評価することによっ
て、エッチング性の良・不良を判別するための評価液及
びその評価方法を提供するものである。
点からステンレス鋼板材のエッチング性の迅速評価方法
を種々検討した結果、以下の知見を得るに至った。ま
ず、材料のエッチング性支配要因の解析を行った。エッ
チングの過程では、材料をエッチング液に浸漬した直後
では不動態化しており、その後、ステンレス鋼表面の不
動態皮膜が溶解してエッチングが開始され、活性溶解の
進行とともにエッチングが進行する。そのエッチングの
良・不良は、この表面不動態皮膜が溶解してエッチング
が開始され、活性溶解が起こるまでの時間（自己活性化
時間と言うが、本件ではエッチング開始時間と称する）
の長短に関係していることを知見した。
電位を測定することによって行った。図１に一例とし
て、１％塩化第二鉄＋５．４％塩酸溶液（以下、エッチ
ング評価液と呼ぶ）、３０℃中における各種のＳＵＳ３
０４ステンレス鋼板材（試験体面積１平方センチメート
ル）の自然電位の経時変化（自然電位−時間曲線）を示
す。材料をエッチング評価液に浸漬した直後では自然電
位が貴な電位（不動態化状態）に位置しているが、しば
らくすると自然電位は卑な電位（活性化状態）に移行し
ている。そこで材料をエッチング評価液に浸漬してから
貴／卑電位に遷移するまでの時間をエッチング開始時間
として求めた。具体的には−０．２Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａ
ｇＣｌより自然電位が卑な電位となる時間（図中でｔF
の記号で示す）とした。
板材において、上記の方法で測定したエッチング開始時
間と実生産ラインのＦｅＣｌ3 ／ＨＣｌ系エッチング液
でエッチングした製品のエッチング性評価結果との関係
を図２に示した。エッチング性の評価は、エッチング面
を５０倍の光学顕微鏡にて観察し判定した。図において
ＮＧの記号はエッチング不良材（材料記号：Ｂ，Ｄ）、
Ｇの記号はエッチング良材（材料記号：Ａ，Ｃ，Ｅ〜
Ｊ）であることを示している。ここでいうエッチング不
良とは、エッチング面が均一に溶解せず、不規則な階段
状やピット状に溶解される現象を言う。図２より明かな
ように、エッチング不良材は、エッチング良材と比較し
てエッチング開始時間が長く、エッチングの良・不良が
明瞭に判定され評価される。
異が何に起因するのかを明確にするために、ステンレス
鋼表面に形成されている不動態皮膜中のＣｒ濃度の定量
分析をオージェ電子分光法（ＡＥＳ）により行った。そ
の結果の一例を図３に示す。エッチング不良材であるＢ
の不動態皮膜最表面のＣｒ濃度は３１．２％と非常に高
いが、エッチング良材であるＡのＣｒ濃度は２１．３％
と低い。これより、エッチングの良・不良は、表面不動
態皮膜最表面のＣｒ濃度の差異に起因しているものと推
察された。
鋼板材の不動態皮膜最表面のＣｒ濃度とエッチング開始
時間との関係を示した。同図より、エッチング開始時間
が約５秒を境としてその前後のエッチング開始時間によ
りエッチング良・不良が判別されることがわかった。ま
た、エッチング開始時間は、エッチング評価液の温度に
大きく影響されることもわかった。
て、 （１）重量百分率濃度で塩化第二鉄を０．８％以上、
１．７％以下含有し、かつ、塩酸濃度が塩化第二鉄濃度
の４倍以上６倍以下の濃度で含有した、塩化第二鉄と塩
酸を混合した水溶液からなるステンレス鋼のエッチング
性評価液。及び （２）前記（１）記載のエッチング評価液中にステンレ
ス鋼を浸漬し、自然電位を測定して得られる浸漬開始時
からエッチング開始までの自己活性化時間によってエッ
チング性を評価することを特徴とするステンレス鋼のエ
ッチング性評価方法である。
由を述べる。 〔塩化第二鉄の濃度：０．８％以上１．７％以下〕塩化
第二鉄は、塩酸とともに本エッチング評価液の基本構成
成分である。塩化第二鉄濃度の４〜６倍の濃度の塩酸の
存在下で、塩化第二鉄濃度が高ければ高いほどエッチン
グ開始時間は短縮されるが、濃度が０．８％より低い場
合、エッチング性評価に６０秒以上の多大な時間を要す
るため迅速的ではない。また、塩化第二鉄濃度が１．７
％を越えると、エッチング開始時間が１秒以下に極端に
短縮し、材料間の差異が検出しにくく、誤差が大きくな
る。材料間の差異の検出のしやすさ及びエッチング開始
時間が６０秒以内で迅速的であることを目安とした場
合、塩化第二鉄濃度が０．８％〜１．７％の範囲にある
ことがエッチング性評価に適切である。
６倍以下〕塩酸は、塩化第二鉄とともに本エッチング評
価液の基本構成成分である。０．８〜１．７％以下の濃
度範囲の塩化第二鉄の存在下で、塩酸濃度が高ければ高
いほどエッチング開始時間は短縮されるが、塩化第二鉄
濃度の４倍より塩酸濃度が低い場合、ステンレス鋼が活
性化するのに多大な時間を要し、エッチング開始時間が
６０秒を越えてしまう。また、塩化第二鉄濃度の６倍を
越えて添加すると、エッチング開始時間が極端に短縮
し、材料間の差異を検出するのが困難となる。材料間の
差異が明確にだせて、エッチング開始時間が６０秒以内
であるためには、塩酸濃度は塩化第二鉄濃度の４倍以上
６倍以下が良い。
る時間を１秒以上６０秒以内とするための塩化第二鉄濃
度と塩酸濃度を前述のように規定したものである。
レス鋼のエッチング性を評価する方法としては、評価対
象のステンレス鋼を前述のエッチング液に浸漬して、図
１に示すように、材料の自然電位が貴から卑に遷移する
までの時間を測定し、浸漬開始時からエッチング開始ま
での自己活性時間によってエッチング性を評価する。自
然電位の測定は、ポテンショメーター（電位差計）等の
通常用いられている方法で行って構わない。
供試材には、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の冷間圧延材
（０．８mm厚）を通常のＢＡライン（光輝焼鈍ライン）
を通板したあと、板厚６３．５μｍまで冷間圧延したの
ち、アルカリ電解脱脂工程を経たものを採取し、種々の
塩化第二鉄濃度、塩酸濃度、温度条件下においてエッチ
ング開始時間の測定を行った。
ピーダンス型のポテンショメーター（電位差計）と飽和
ＫＣｌの銀−塩化銀基準電極を用いて材料の自然電位を
測定する方法で行った。具体的には、あらかじめ恒温水
槽内にて保温したガラス製セル内のエッチング評価液に
基準電極及び２５mm×１０mm（測定面積１cm2 ）の寸法
のサンプルを挿入し、直ちに自然電位の測定を開始し
た。
−０．２Ｖより卑な電位となる時間として計測した。エ
ッチング開始時間が１秒以上６０秒以下になるエッチン
グ性評価液を適正として○印で示し、エッチング開始時
間が１秒より短い場合及び６０秒を超えるエッチング性
評価液は不適として×印で示した。
ング開始時間を評価した結果を示した。これより、本発
明のエッチング性評価液により、簡便・迅速にエッチン
グ性が評価できることがわかる。
性が評価でき、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼板材のＦｅＣ
ｌ3 ／ＨＣｌ系エッチング処理液において生産性を低下
させることなくエッチング製品を安定的に供給できる。
ＨＣｌ）におけるＳＵＳ３０４の自然電位の経時変化を
示す図。
3 ／ＨＣｌ系エッチング液でエッチングした製品のエッ
チング性評価結果との関係を示す図。
中のＣｒ濃度の定量分析をＡＥＳで行った結果を示す
図。
エッチング開始時間との関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量百分率濃度で塩化第二鉄を０．８％
以上、１．７％以下含有し、かつ、塩酸濃度が塩化第二
鉄濃度の４倍以上６倍以下の濃度で含有した、塩化第二
鉄と塩酸を混合した水溶液からなることを特徴とするス
テンレス鋼のエッチング性評価液。 - 【請求項２】 請求項１記載のエッチング評価液中にス
テンレス鋼を浸漬し、自然電位を測定して得られる浸漬
開始時からエッチング開始までの自己活性化時間によっ
てエッチング性を評価することを特徴とするステンレス
鋼のエッチング性評価方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP06151897A JP3527050B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | ステンレス鋼のエッチング性評価液及びエッチング性評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06151897A JP3527050B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | ステンレス鋼のエッチング性評価液及びエッチング性評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251877A JPH10251877A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3527050B2 true JP3527050B2 (ja) | 2004-05-17 |
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ID=13173401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06151897A Expired - Fee Related JP3527050B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | ステンレス鋼のエッチング性評価液及びエッチング性評価方法 |
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-
1997
- 1997-03-14 JP JP06151897A patent/JP3527050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10251877A (ja) | 1998-09-22 |
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