JP5420354B2 - クロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料及びその製造方法 - Google Patents
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特許文献2の方法は、6価クロムを使用しないものの、形成される皮膜中に3価クロムが含有されていることから、完全なクロムフリーとは言えず、作業安全上、環境上の問題が依然として懸念される。更に、特許文献2の方法で得られたクロムめっき製品は、摺動性について満足な性能を有しているとは言えない。
特許文献3の方法は、亜鉛−ニッケルめっき後に電解を行うための大掛かりな設備が必要となることから、コスト高による経済上の問題が生じる。
特許文献4の方法は、特許文献3と同様に、電解を行うための大掛かりな設備が必要となる上に、得られる製品は、耐食性について十分な性能を有しているとは言えない。
また、レイデント(登録商標)処理は、形成される皮膜中にクロムが含有されていることから、完全なクロムフリーとは言えず、作業安全上、環境上の問題が依然として懸念される。また、レイデント(登録商標)処理は、通常10℃以下の極低温にて電解を行うため、電力コスト、廃液処理コスト等による経済上の問題もある。
上記マグネタイト層は、リチウム含有鉄酸化物を更に含有することが好ましい。
上記化成処理層は、リン酸亜鉛、リン酸亜鉛鉄、リン酸マンガン、リン酸マンガン鉄及びリン酸亜鉛カルシウムから選ばれる少なくとも1種の結晶性リン酸塩を含有することが好ましい。また、上記化成処理層は、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、フッ化ジルコニウム、フッ化チタニウム及びリン酸鉄から選ばれる少なくとも1種の非晶質化合物を含有することも好ましい。
上記マグネタイト層の厚さは0.1μm〜5μmであることが好ましい。
上記化成処理層に含有される結晶性リン酸塩の結晶サイズは5μm以下であることが好ましい。また、非晶質化合物を含有する上記化成処理層の厚さは0.01μm〜3μmであることが好ましい。
本発明のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料の製造方法において、上記マグネタイト層の形成に用いる水溶液は、水酸化リチウムを更に含有することが好ましい。
本発明の黒色表面処理鉄系金属材料は、鉄系金属材料の表面に、化成処理により形成したマグネタイト層と、該マグネタイト層上に形成され、亜鉛、錫、鉄、マンガン及びカルシウムから選ばれる少なくとも1種の元素を含むリン酸塩、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、インジウム、錫、ビスマス、バナジウム、ニッケル、セリウム、モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも1種の元素を含む酸化物並びにチタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、インジウム、錫、ビスマス、バナジウム、ニッケル、セリウム、モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも1種の元素を含むフッ化物から選ばれる少なくとも1種を含有する化成処理層と、該化成処理層上に形成された固体潤滑層とが設けられている。
本発明の黒色表面処理鉄系金属材料は、このような層構造を採用することにより、マグネタイトの黒色が阻害されずに良好な黒色外観を呈し、また、耐食性及び摺動性に優れるため、摺動試験後の摺動痕部分においても良好な黒色外観を維持することができる。
黒染め剤におけるリチウム濃度は、リチウム純分として、例えば、0.01質量%〜1質量%であり、好ましくは0.05質量%〜0.7質量%であり、より好ましくは0.1質量%〜0.4質量%である。リチウム濃度が0.01質量%未満であると、リチウム添加による耐食性向上の効果が現れない場合があり、一方、1質量%を超えると、その効果が飽和して経済上不利になることがあり、また、皮膜の黒色化を阻害する場合がある。
・リン酸亜鉛(ホパイト:Zn3(PO4)2・4H2O)
・リン酸亜鉛鉄(フォスフォフィライト:Zn2Fe(PO4)2・4H2O)
・リン酸マンガン(ヒューリオライト:Mn5(PO3(OH))2(PO4)2・4H2O)
・リン酸マンガン鉄((Mn1-xFex)5H2(PO4)4・4H2O、式中、xは鉄系金属材料が化成処理の際にエッチングされ、その鉄成分が皮膜中に含有されることを表す。0<x<1である。)
・リン酸亜鉛カルシウム(ショルツァイト:CaZn2(PO4)2・2H2O)
これらの中でも、特に、摺動性を向上させる性質を有するという点からリン酸マンガン鉄を含有する結晶性皮膜が好ましい。
・リン酸鉄
・リン酸錫
・リン酸ジルコニウム
・リン酸チタニウム
・リン酸ハフニウム
・酸化チタニウム
・酸化ジルコニウム
・酸化ハフニウム
・酸化インジウム
・酸化錫
・酸化ビスマス
・酸化バナジウム
・酸化ニッケル
・酸化セリウム
・酸化モリブデン
・酸化タングステン
・硫化鉄
・フッ化ジルコニウム
・フッ化チタニウム
・フッ化ハフニウム
・フッ化インジウム
更に、第一層及び/又は第二層の形成に先立って、皮膜形成促進等を目的として、表面調整を行ってもよい。特に、第二層として結晶性リン酸塩を形成する場合、第二層の形成に先立って、一般に使用されている表面調整剤を用いて表面調整を行うことで、皮膜形成促進及び結晶サイズの微細化といった効果が得られる。表面調整剤としては、例えば、日本パーカライジング株式会社製の「プレパレンX」、「プレパレン55」、「プレパレンZ」、「プレパレンVM」、「プレパレンXG」、「プレパレン35」等が挙げられる。
また、本発明は、上記した優れた性能を有する黒色多層皮膜を、電解のための電源設備等を使用せずに、比較的簡単な工程で、低コストで形成することができるので、広範な用途に適用することができる。
実施例1〜10および17〜20、比較例6〜7は、以下の工程で実施した。
アルカリ脱脂→水洗→第一層形成→水洗→第二層形成→水洗→乾燥→第三層形成→焼き付け
実施例11〜16は、以下の工程で実施した。
アルカリ脱脂→水洗→第一層形成→水洗→第二層形成→水洗→乾燥→中間塗布層形成→乾燥・焼き付け→第三層形成→焼き付け
参考例1〜4は、以下の工程で実施した。
アルカリ脱脂→水洗→第一層形成→水洗→乾燥→中間塗布層形成→乾燥・焼き付け→第三層形成→焼き付け
比較例1〜5は、以下の工程で実施した。
アルカリ脱脂→水洗→皮膜形成→水洗→乾燥→固体潤滑塗膜(第三層)形成→焼き付け
比較例8については、アルカリ脱脂後、水洗及び乾燥工程を経て、固体潤滑塗膜(第三層)形成とした。
鉄系金属材料には、冷延鋼板(略号SPC:JIS G 3141、70×150×0.8tmm)を用い、皮膜形成に先立ち、アルカリ脱脂を行った。アルカリ脱脂は、日本パーカライジング株式会社製のファインクリーナー(登録商標)4360を水道水で2%に希釈した水溶液を60℃に加温し、この溶液中に冷延鋼板を10分間浸漬した後、水洗することにより行った。
実施例1〜23及び比較例1〜7で各冷延鋼板上に形成された層を目視にて外観(黒色度)評価を行った。なお、実施例については、第一層〜第三層のそれぞれについて評価を行い、比較例1〜5については、固体潤滑層を形成した後のみ評価を行い、比較例6及び7については、第一層及び第二層についての評価を行った。
外観(黒色度)は、下記基準に従って評価した。
(評価基準)
○:均一な黒色
△:ムラ、スケが生じた黒色
×:黒色ではない
鉄系金属材料には、冷延鋼板(略号SPC:JIS G 3141、70×150×0.8tmm)を用い、皮膜形成に先立ち、アルカリ脱脂を行った。アルカリ脱脂は、日本パーカライジング株式会社製のファインクリーナー(登録商標)4360を水道水で2%に希釈した水溶液を60℃に加温し、この溶液中に冷延鋼板を10分間浸漬した後、水洗することにより行った。
実施例及び比較例で得られた各冷延鋼板の表面に鋭利なカッターでクロスカットを入れた後、5質量%濃度塩水を240時間噴霧した。噴霧終了後に、クロスカット部及びクロスカットを入れていない一般面について、下記基準に従って評価した。
(評価基準)
◎:一般面に赤錆の発生が全く無く、クロスカット部に膨れ、ハガレ等が無い
○:一般面に赤錆の発生が全く無く、クロスカット部に膨れ、ハガレ等が僅かに発生
△:一般面に点状の赤錆が発生し、クロスカット部に膨れ、ハガレ等が発生
×:一般面及びクロスカット部とも、全面に赤錆が発生
鉄系金属材料には、機械構造用炭素鋼鋼材(略号S45C:JIS G 4051、φ22×8mm、バフ研磨を行いRa10nm、Ry50nm仕上げ)を用い、皮膜形成に先立ち、アルカリ脱脂を行った。アルカリ脱脂は、日本パーカライジング株式会社製のファインクリーナー(登録商標)4360を水道水で2%に希釈した水溶液を60℃に加温し、この溶液中に機械構造用炭素鋼鋼材を10分間浸漬した後、水洗することにより行った。
実施例及び比較例で得られた各機械構造用炭素鋼鋼材について、Optimol Instruments社製SRV試験機を用いて摺動性を評価した。評価は潤滑油等を使用しない無潤滑評価とした。下記に示す摺動試験条件にて摺動試験を行い、摩擦係数、相手材攻撃性及び摺動試験後の摺動痕外観を評価した。
(摺動試験条件)
相手材:SUJ2鋼球(10mmφ)
荷重:15N(ヘルツ面圧:116Kg/mm2)
ストローク:2mm
スピード:5Hz
試験時間:15分
試験温度:室温(大気中)
(評価基準)
◎:均一な濃い黒色
○:均一な薄い黒色
△:黒色だが、部分的に金属光沢
×:金属光沢(素材露出)
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、148℃に加温後、60分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
チタニウムフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、チタニウム濃度が2000mg/Lであり、硝酸濃度が10000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として7mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を50℃に加温し、アンモニア水試薬でpH3.0に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を300秒間浸漬し、酸化チタニウムを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、145℃に加温後、50分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
ジルコンフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ジルコニウム濃度が300mg/Lであり、硝酸濃度が7000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として10mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を40℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.2に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を180秒間浸漬し、酸化ジルコニウムを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、150℃に加温後、60分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
酸化ハフニウム試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ハフニウム濃度が1500mg/Lであり、硝酸濃度が6000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として15mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を45℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.5に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を600秒間浸漬し、酸化ハフニウムを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
酸化インジウム試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸を用いて、インジウム濃度が50mg/Lであり、硝酸濃度が8000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として20mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を45℃に加温し、アンモニア水試薬でpH3.5に調整した化成処理液中に、第一層を形成した鉄系金属材料を300秒間浸漬し、酸化インジウムを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、135℃に加温後、20分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸カルシウム系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルボンド860」)を水道水で6質量%濃度に希釈し、全酸度を21ポイントに調整し、更に70℃に加温した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を300秒間浸漬し、リン酸亜鉛カルシウム(ショルツァイト)及びリン酸亜鉛(ホパイト)を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、135℃に加温後、3分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸亜鉛処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレンX」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、第一層形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸亜鉛系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルボンドL3020」)を水道水で4.8質量%濃度に希釈し、日本パーカライジング株式会社製の添加剤4813を0.5質量%および日本パーカライジング株式会社製の添加剤4856を1.7質量%それぞれ添加後、全酸度を23ポイント、遊離酸度を0.9ポイントに調整し、更に45℃に加温した化成処理液中に日本パーカライジング株式会社製の促進剤131を0.042質量%添加し、表面調整を行った鉄系金属材料を90秒間浸漬し、リン酸亜鉛(ホパイト)及びリン酸亜鉛鉄(フォスフォフィライト)を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、90分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸鉄系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォス1077」)を水道水で5質量%濃度に希釈し、全酸度を10ポイント、酸消費ポイントを0.4ポイントに調整し、更に50℃に加温した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を90秒間浸漬し、リン酸鉄を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、145℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレン55」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、第一層形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系表面処理薬剤(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM1A」)を水道水で14質量%濃度に希釈し、全酸度を50ポイント、遊離酸度を8.6ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を5.8、鉄分濃度を1.5g/Lに調整し、更に97℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を900秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、142℃に加温後、40分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
塩化錫試薬及び塩酸試薬を用いて、錫濃度が300mg/Lであり、塩素濃度が1000mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を40℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.2に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を300秒間浸漬し、酸化錫を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、148℃に加温後、60分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
硝酸ビスマス試薬及び硝酸試薬を用いて、ビスマス濃度が300mg/Lであり、硝酸濃度が6000mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を50℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.8に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を180秒間浸漬し、酸化ビスマスを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、132℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
ジルコンフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ジルコニウム濃度が150mg/Lであり、硝酸濃度が9000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として6mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を45℃に加温し、アンモニア水試薬でpH3.5に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を90秒間浸漬し、酸化ジルコニウムを主成分とする第二層を形成した。
3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン(東京化成工業株式会社製の「D1980」)を用いて、酸化ケイ素換算濃度が2質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、150℃で30分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、145℃に加温後、75分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸カルシウム系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルボンド860」)を水道水で6質量%濃度に希釈し、全酸度を21ポイントに調整し、更に70℃に加温した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を300秒間浸漬し、リン酸亜鉛カルシウム(ショルツァイト)及びリン酸亜鉛(ホパイト)を主成分とする第二層を形成した。
コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製の「スノーテックス(登録商標)N」)を希釈し、酸化ケイ素換算濃度が5質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、120℃で20分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、140℃に加温後、40分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレン55」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、第一層形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM1A」)を水道水で14質量%濃度に希釈し、全酸度を50ポイント、遊離酸度を8.6ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を5.8、鉄分濃度を1.5g/Lに調整し、更に98℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を600秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする第二層を形成した。
エチルポリシリケート、メチルトリメトキシシラン及びテトラエチルシリケート(多摩化学工業株式会社製の「SB−4611」を用いて、酸化ケイ素換算濃度が2質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、110℃で15分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸鉄系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォス1077」)を水道水で5質量%濃度に希釈し、全酸度を10ポイント、酸消費ポイントを0.4ポイントに調整し、更に55℃に加温した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を75秒間浸漬し、リン酸鉄を主成分とする第二層を形成した。
チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート(日本曹達株式会社製の「TOG」)を用いて、酸化チタニウム換算濃度が2質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、180℃で30分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、45分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
ジルコンフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ジルコニウム濃度が200mg/Lであり、硝酸濃度が9000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として13mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を43℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.0に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を120秒間浸漬し、酸化ジルコニウムを主成分とする第二層を形成した。
エチルポリシリケート、メチルトリメトキシシラン及びテトラエチルシリケート(多摩化学工業株式会社製の「SB−4611」)を用いて、酸化ケイ素換算濃度が3質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、130℃で30分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、143℃に加温後、35分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
リン酸亜鉛処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレンZ」)を水道水で0.1質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、第一層形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸亜鉛系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルボンドL3020」)を水道水で4.8質量%濃度に希釈し、日本パーカライジング株式会社製の添加剤4813を0.5質量%および日本パーカライジング株式会社製の添加剤4856を1.7質量%それぞれ添加後、全酸度を23ポイント、遊離酸度を0.9ポイントに調整し、更に40℃に加温した化成処理液中に日本パーカライジング株式会社製の促進剤131を0.042質量%添加し、表面調整を行った鉄系金属材料を120秒間浸漬し、リン酸亜鉛(ホパイト)及びリン酸亜鉛鉄(フォスフォフィライト)を主成分とする第二層を形成した。
コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製の「スノーテックス(登録商標)N」)を希釈し、SiO2濃度として3質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第二層上に塗布した後、120℃で20分間保持し、第一の中間塗布層を形成した。
3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン(東京化成工業株式会社製の「D1980」)を用いて、酸化ケイ素換算濃度が1質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第一の中間塗布層上に塗布した後、150℃で30分間保持し、第二の中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものに、水酸化リチウム・1水和物を15g/L添加し、十分に攪拌して溶解させたものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、60分間浸漬し、マグネタイトを主成分とし、リチウム含有鉄酸化物を含む第一層を形成した。
ジルコンフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ジルコニウム濃度が120mg/Lであり、硝酸濃度が8000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として10mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を52℃に加温し、アンモニア水試薬でpH3.9に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を900秒間浸漬し、酸化ジルコニウムを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものに、水酸化リチウム・1水和物を12g/L添加し、十分に攪拌して溶解させたものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、40分間浸漬し、マグネタイトを主成分とし、リチウム含有鉄酸化物を含む第一層を形成した。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレンVM」)を水道水で0.5質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、第一層形成後の鉄系金属材料を45秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM5」)を水道水で11質量%濃度に希釈し、全酸度を8ポイント、遊離酸度を1.3ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を6.2、日本パーカライジング株式会社製の促進剤131を用いて促進剤濃度を2.5ポイントに調整し、更に85℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を600秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、150℃に加温後、70分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
モリブデン酸ナトリウム試薬及び硫酸試薬を用いて、モリブデン濃度が8000mg/Lであり、硫酸濃度が10000mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を60℃に加温し、アンモニア水試薬でpH2.9に調整した化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を180秒間浸漬し、酸化モリブデンを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
タングステン酸ナトリウム試薬、リン酸試薬及び硫酸試薬を用いて、タングステン濃度が15000mg/Lであり、リン酸濃度が10000mg/Lであり、硫酸濃度が1000mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、水酸化ナトリウム試薬でpH1.0に調整した常温の化成処理液中に、第一層形成後の鉄系金属材料を100秒間浸漬し、酸化タングステンを主成分とする第二層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第二層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、145℃に加温後、75分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
バナジルアセチルアセトネート試薬を用いて、バナジウム濃度を5000mg/Lとし、且つ、反応器内に脱イオン水300質量部とアニオン性反応性界面活性剤2質量部を加えてホモミキサーで攪拌しながら、脱イオン水50質量部と過硫酸カリウム1質量部の混合物と、脱イオン水287質量部、反応性乳化剤4質量部、メチルメタクリレート60質量部、スチレン158質量部、2−エチルヘキシルアクリレート18質量部、メタクリル酸4.5質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.5質量部及びグリシジルメタクリレート45質量部の混合物を同時に少しずつ配合して得られた水分散性アクリル樹脂が2000mg/Lである塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第一層上に塗布した後、100℃で15分間乾燥させ、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、150℃に加温後、65分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
ニッケルアセチルアセトネート試薬を用いて、ニッケル濃度を7000mg/Lとし、且つ、反応器内に1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸から得られた数平均分子量5000のポリエステルポリオール100質量部、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール5質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸20質量部、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート100質量部、N−メチル−2−ピロリドン100質量部を加えて反応させて、不揮発分に対する遊離のイソシアナト基含有量が5%であるウレタンプレポリマーを得た。次に、テトラメチレンジアミン16質量部及びトリエチルアミン10質量部を脱イオン水500質量部に加えてホモミキサーで攪拌しながら、上記ウレタンプレポリマーを加えて乳化分散し、最後に脱イオン水を加えて得た不揮発分25質量%の水分散性ウレタン樹脂が3000mg/Lである塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第一層上に塗布した後、150℃で20分間乾燥させ、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、145℃に加温後、70分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
セリウムアセチルアセトネート試薬を用いて、セリウム濃度を8500mg/Lとし、且つ、反応器内に脱イオン水300質量部とアニオン性反応性界面活性剤2質量部を加えてホモミキサーで攪拌しながら、脱イオン水50質量部と過硫酸カリウム1質量部の混合物と、脱イオン水287質量部、反応性乳化剤4質量部、メチルメタクリレート60質量部、スチレン158質量部、2−エチルヘキシルアクリレート18質量部、メタクリル酸4.5質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.5質量部及びグリシジルメタクリレート45質量部の混合物を同時に少しずつ配合して得られた水分散性アクリル樹脂が3000mg/Lである塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第一層上に塗布した後、130℃で30分間乾燥させ、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−2」)を塗装した後、200℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、30分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
エチルポリシリケート、メチルトリメトキシシラン及びテトラエチルシリケート(多摩化学工業株式会社製の「SB−4611」を用いて、酸化ケイ素換算濃度が4質量%である塗布型処理液を調製した。次に、塗布型処理液を常温のまま鉄系金属材料の第一層上に塗布した後、110℃で15分間保持し、中間塗布層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の中間塗布層上に固体潤滑塗料(株式会社川邑研究所製の「HMB−18」)を塗装した後、130℃で1時間焼き付けを行い、第三層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表1に示し、評価結果を表3に示す。
特許文献2(特開2007−119826号公報)の実施例に準じた方法より、アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に黒色クロムめっき皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の黒色クロムめっき皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料にレイデント(登録商標)処理と呼ばれる低温電解クロムめっき処理を施し、表面に黒色クロム皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の黒色クロム皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に、日本パーカライジング株式会社製の「パルブラックA」を水道水で80.5質量%濃度に希釈したものを黒染め剤として用い、147℃に加温後、25分間浸漬し、マグネタイトを主成分とする第一層を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の第一層上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
ジルコンフッ化水素酸試薬、硝酸試薬及びフッ化水素酸試薬を用いて、ジルコニウム濃度が250mg/Lであり、硝酸濃度が5000mg/Lであり、フッ素濃度が遊離フッ素として7mg/Lである酸性の化成処理液を調製した。次に、化成処理液を40℃に加温し、アンモニア水試薬でpH4.3に調整した化成処理液中に、アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料を180秒間浸漬し、酸化ジルコニウムを主成分とする皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料の酸化ジルコニウムを主成分とする皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレンVM」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM1A」)を水道水で14質量%濃度に希釈し、全酸度を50ポイント、遊離酸度を8.6ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を5.8、鉄分濃度を1.5g/Lに調整し、更に98℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を900秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料のリン酸マンガン及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
特許文献2(特開2007−119826号公報)の実施例に準じた方法より、アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に黒色クロムめっき皮膜を形成した。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレン55」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、黒色クロムめっき皮膜形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM1A」)を水道水で14質量%濃度に希釈し、全酸度を50ポイント、遊離酸度を8.6ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を5.8、鉄分濃度を1.5g/Lに調整し、更に98℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を900秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料のリン酸マンガン及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料にレイデント(登録商標)処理と呼ばれる低温電解クロムめっき処理を施し、表面に黒色クロム皮膜を形成した。
リン酸マンガン処理用表面調整剤(日本パーカライジング株式会社製の「プレパレン55」)を水道水で0.3質量%濃度に希釈した表面調整剤中に、黒色クロム皮膜形成後の鉄系金属材料を30秒間浸漬させた。次に、リン酸マンガン系化成処理液(日本パーカライジング株式会社製の「パルフォスM1A」)を水道水で14質量%濃度に希釈し、全酸度を50ポイント、遊離酸度を8.6ポイント、酸比(全酸度/遊離酸度)を5.8、鉄分濃度を1.5g/Lに調整し、更に98℃に加温した化成処理液中に、表面調整を行った鉄系金属材料を900秒間浸漬し、リン酸マンガン(ヒューリオライト)及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜を形成した。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、鉄系金属材料のリン酸マンガン及びリン酸マンガン鉄を主成分とする皮膜上に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
塗装ガン(旭サナック株式会社製の低圧スプレーガン「MGB40」)を用いて、アルカリ脱脂処理後の鉄系金属材料の表面に固体潤滑塗料(ダイキン工業株式会社製の「TC−7109BK」)を塗装した後、100℃で15分間保持し、更に280℃で1時間焼き付けを行い、固体潤滑層を形成した。各層の主成分及び層厚さを表2に示し、評価結果を表4に示す。
Claims (9)
- 鉄系金属材料の表面に、化成処理により形成したマグネタイト層と、該マグネタイト層上に形成され、亜鉛、錫、鉄、マンガン及びカルシウムから選ばれる少なくとも1種の元素を含むリン酸塩、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、インジウム、錫、ビスマス、バナジウム、ニッケル、セリウム、モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも1種の元素を含む酸化物並びにチタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、インジウム、錫、ビスマス、バナジウム、ニッケル、セリウム、モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも1種の元素を含むフッ化物から選ばれる少なくとも1種を含有する化成処理層と、該化成処理層上に形成された固体潤滑層とが設けられたことを特徴とするクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記マグネタイト層は、リチウム含有鉄酸化物を更に含有する請求項1に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記化成処理層は、リン酸亜鉛、リン酸亜鉛鉄、リン酸マンガン、リン酸マンガン鉄及びリン酸亜鉛カルシウムから選ばれる少なくとも1種の結晶性リン酸塩を含有する請求項1又は2に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記化成処理層は、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、フッ化ジルコニウム、フッ化チタニウム及びリン酸鉄から選ばれる少なくとも1種の非晶質化合物を含有する請求項1又は2に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記マグネタイト層の厚さは0.1μm〜5μmである請求項1〜4のいずれか一項に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記化成処理層に含有される結晶性リン酸塩の結晶サイズは5μm以下である請求項3に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 前記化成処理層の厚さは0.01μm〜3μmである請求項4に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料。
- 鉄系金属材料の表面を、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選ばれる少なくとも1種と酸化剤とを含有する水溶液と接触させ、該鉄系金属材料の表面にマグネタイト層を形成する工程と、
該鉄系金属材料のマグネタイト層を、亜鉛、鉄、マンガン、カルシウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、インジウム、錫、ビスマス、バナジウム、ニッケル、セリウム、モリブデン及びタングステンから選ばれる少なくとも1種の元素を含む化成処理液と接触させ、該マグネタイト層上に化成処理層を形成する工程と、
該鉄系金属材料の化成処理層上に固体潤滑剤を塗布し、固体潤滑層を形成する工程と
を有することを特徴とするクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料の製造方法。 - 前記マグネタイト層の形成に用いる水溶液は、水酸化リチウムを更に含有する請求項8に記載のクロムフリー黒色表面処理鉄系金属材料の製造方法。
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