JPH0336296A - ステンレス鋼の表面処理方法 - Google Patents

ステンレス鋼の表面処理方法

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JPH0336296A
JPH0336296A JP16809989A JP16809989A JPH0336296A JP H0336296 A JPH0336296 A JP H0336296A JP 16809989 A JP16809989 A JP 16809989A JP 16809989 A JP16809989 A JP 16809989A JP H0336296 A JPH0336296 A JP H0336296A
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JP
Japan
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phosphate
stainless steel
ions
film
electrolytic
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JP16809989A
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English (en)
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Takeji Umetsu
梅津 武治
Takashi Kojima
隆司 小嶋
Yoshio Moriya
盛屋 喜夫
Yasuo Imai
康夫 今井
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Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野の説明〕 この発明は、ステンレス鋼表面に、塗装後の耐食性及び
塗料密着性に優れたリン酸塩皮膜を形成するための、ス
テンレス鋼の電解処理方法に関づ−るものである。
(従来の技術) ステンレス鋼は耐食性を有することは衆知の通りである
。しかしながら、ステンレス鋼(、よ塗装後の密着性を
有していないことも明らかである。従来、電解法にJ:
るリン酸塩皮膜はリン酸亜鉛皮膜以外に金属7nが析出
し、皮膜の密着性に乏しく、また析出した亜鉛メツキに
よりステンレス本来の特性を失っていた。その多くは特
願昭55〜 73858にみられるようにit’ll滑
性を付ちすることを目的としている。またクロメート皮
膜は耐食性を有するが塗料密着性に乏しいと云う欠点が
ある。
(発明が解決しようとする課題) 前記従来例に見られるように、電解リン酸塩化酸浴のほ
とんどは第1リン酸亜鉛を主成分とじている。このよう
な成分の処理浴で陰極電解化成処理を行うと、皮膜中に
金属亜鉛が30%以上析出してしまい、皮膜の密着性が
悪い。また、5US316のように表面が不活性のステ
ンレス鋼材については皮膜が完全に化成されない。
従って、従来例に一ついては、ステンレス鋼来の特性を
失わず、且つ皮膜密着性の問題点を解決しなければなら
ない課題を有しいてる。
〔課題を解決するための手段〕
前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は
亜鉛イオン/リン酸イオンのモル比が1以上、亜鉛イオ
ン5〜20 ン酸イオンの−[ル比が1以上からなる電解浴を使用し
てステンレス鋼の表面を陰極電解処理し、その表面にリ
ン酸塩皮膜を形成することを特徴とするステンレス鋼の
電解リン酸塩皮膜化成方法を提供するものであり、前記
電解浴により、金属亜鉛何着星が低減し、皮膜密着性を
山上さけ.塗料密着性の優れた皮膜が得られるのである
〔工程及び組成の説明〕
通常リン酸亜鉛皮膜化成は次に示すような工程で処理さ
れる。
脱脂→水洗→酸洗→水洗→化成→水洗→→脱イオン水洗
→乾燥 電解リン酸亜鉛皮膜化成も上記と何様に処理される。
本発明に使用される電解リン酸亜鉛浴は亜鉛イオン/リ
ン酸イオンのモル比が1以上好ま1ノくは1,5で、亜
鉛イオン5〜20 /リン酸イオンのモル比が1以上からなる電解浴を使用
する。さらに、前記電解浴に01〜0,5g/D量のC
O 、 Ni 、 1vlnの重金属イオンやト。
SiF  、BF4の「化合物の1種または2種以上を
添加する。この亜鉛イオン/リン酸イオンのモル比を」
二昇ざピることにより、均一・で゛密着性に優れたリン
酸亜釦化或皮膜を得ることができるのである。重金属イ
オンや「化合物の添加はリン酸亜鉛皮膜の付着量低減に
効果があり、塗料密着性を向上さ匹る。さらに、電解化
成前にチタンコロイダルを含んだリン酸す1〜リウム水
溶液にて9洗水洗後のステンレス鋼の表面調整を行うこ
とにより、より緻密で、より固着性の良いリン酸亜鉛皮
膜が得られる。
電解化酸浴の使用温度(よ30〜80℃、好よ(〕くは
〕0〜60℃が用いられる3,ステンレス鋼の陰極電解
化成処理方法はステア1ノス鋼を上記の電解化酸浴で直
流により陰極電解処理を行うのであるが、この際に陰極
を処理ステンレス鋼どして、陽極は炭素板、白金板、亜
鉛板等が使用される。特に亜鉛金属板を使用するど、亜
鉛の溶出により、電解化酸浴の亜鉛イオンを補給できる
長所があるが、ステンレス鋼に金属亜鉛がより多く41
着する欠点もある。
極間距@(ま、2へ・3 0 Cmで好ましくは3〜1
0cmであり、電流密度として(よ02へ.3OA/d
m好ましくは4〜IOA/dmであり、電解処理時間と
しては電流密度によって異なってくるが5秒〜10分で
通電することが可能であり、もつとも好ましい皮膜を形
成させる場合には10〜30秒である。
ステンレス鋼を本発明の電解浴に浸漬し、上記条件で陰
極電解処理を行うと、条件にもよるが0、2〜503/
ボのリン酸亜鉛皮膜が析出する。舎i装下地の目的で使
用されるリン酸亜鉛皮膜は0.5〜8 g/mの皮膜重
量を持ったらのが塗装密着性が良好である。さらに皮膜
結晶をら密化することによりさらに塗料密着性(よ向上
する。皮膜重量が0、5g/m未満であるとステンレス
鋼表面に充分に皮膜が化成できず、また皮膜重量が89
/ボを超えると皮膜結晶の上に皮膜結晶ができるいわゆ
る2次結晶皮膜のため塗料密着性が劣る。
〔実 施 例〕 実施例 1 13− 1n   6.5g/j 、P○   6.3s/.G
、NO3 10y/.Q、のリン酸塩化成処理浴液を、
それぞれ、リン酸及び硝酸に酸化亜鉛を溶解して調製す
る。これに炭酸すI〜リウムを添加して、遊離酸度2.
0pt(浴液Iom.11を採取し指示薬としてブロム
フェノールブルーを滴加し、061NN a O 11
溶液で指示薬の色が黄色から青紫色に変化するまで滴定
する。その時の0.IN Na○1−1の消費量(−)
をポインl−(pt)と表示する1、〉全酸度16.5
pt (浴液10−を採取し指示薬としてフェノールフ
タレンを滴加し、0.1N  Na0l−1溶液で指示
薬の色が無色からピンク色に変化するまで滴定づる。そ
の時の0.1N  Na011の消費量(−)をポイン
l−<1)t)と表示する。)に調整する。この浴液は
Zn/PO4モル比1.5、NO3/PO4モル比2.
46である。
この電解浴を使用して、下記に示す!2!1理工程によ
り、S U S 304スデンレス鋼板のリン酸亜鉛皮
膜化成を行った(以下S tJ S 304ステンレス
鋼板使用)。
処理工程 脱 脂   F C4360(アルカリ性脱脂剤日本パ
ー力ライジング社製) 20g/、ll、55℃、3m1n Xdip水  洗
     15seC、、5pray酸 洗   硝弗
酸(2,5%目NO3,2%目F) 、RT、 1m1
n 、 dip水   洗     15sec  、
5pray電解化或   上記電解リン酸塩化酸浴55
℃、dip 水    洗     15sec  、  5pra
y脱イオン水洗 5 sec 、 5pray乾   
燥     100  ℃、 5 m+n電解条件は陽
極板として、炭素板を用い、極間距@ 60.で (1
)試料電流は9A/d尻で電解処理時間10秒でリン酸
亜鉛皮膜を化成し、供試体1を1lli製した。
実施例 2 実施例1と全く同じ方法で、試料電流は6,5Δ/dm
で電解処理時間20秒でリン酸亜鉛皮膜を化或し、供試
体2を調製した。
実施例 3 実施例1と全く同じ方法で、試料電流は4A/dyfで
電解処理時間30秒でリン酸亜鉛皮膜を化成し、供試体
3を調製した。
実施例 4 実施例1と全く同じ電解浴で、下記に示す処理工程即ち
実施例1・〜3に比較すると表面調整工程が入っている
。S tJ S 304ステンレス鋼の電解化成を行っ
た。
脱脂→水洗→酸洗→水洗→表面調整−〉→電解化成→水
洗−〉脱イオン水洗−ン乾燥表面調整:PLZ、:l/
J!チタン]ロイダルとりん酸二すトリウムの混合水溶
液、 RT、10SeC、dip 試料電流は9A/dfflで電解処理時間10秒でリン
酸亜鉛皮膜を化成し、供試体4を調製した。
実施例 5 実施例4と全く同じ方法で、試料電流は6.5A/dm
で電解処理時間20秒でリン酸亜鉛皮膜を化成し、供試
体5を調製した。
実施例 6 実施例4と全く同じ方法で、同じ電解浴にNイオンを0
.2y/、Il添加(硝酸ニッケル使用〉した電解浴を
使用し、試料電流は9A/dボで電解処理時間10秒で
リン酸亜鉛皮膜を化成し、供試体6を調製した。
実施例 7 実施例4と全く同じ方法で、同じ電解浴にSiF6イオ
ンを0,2η/g添加(ケイフッ化す1〜リウム使用)
した電解浴を使用し、試料電流は9A/dTdで電解処
理時間10秒でリン酸亜鉛皮膜を化或し、供試体7を調
製した。
比較例 1 2+3− 電解化成浴成分Z n   6.5g/ 、Q 、 P
 Ot。
19.0g/、[、NO310g/、Q 、のリン酸塩
化成処理浴液を、それぞれ、リン酸に酸化亜鉛を溶解し
て硝酸を添加して調製する。これに炭酸ナトリウムを添
加して、遊離酸度3. opt、全酸度28、Optに
調整する。この溶液はZn /PO4モル比0.51 
、l’J○ /PO4モル比0.81である。実節制1
の処理工程で、電流密度9A/dm、電解化成時間10
秒でリン酸亜鉛皮膜を化成し、供試体8を調製した。
比較例 2 比較例1と全く同じ方法で、試料電流は6.5A/dm
で電解処理時間20秒でリン酸亜鉛皮膜を化成し、供試
体9を調製した。
比較例 3 2千3− 電解化成浴成分Zn  :l/、Il、PO41o、。
g/IJ、No3−5g/l、のリン酸塩化成処理浴液
を、それぞれ、リン酸に酸化亜鉛を溶解して硝酸を添加
り、て調製する。これに炭酸す1〜リウムを添加して、
遊1llt酸度2.0pt、全酸度15.0ptに調整
する。この溶液はZn /PO4モル比0.44、No
  /P○4モル比0.77である。実施例1の処理 理工程で、電流密度5A/dボ、電解化成時間20秒で
リン酸亜鉛皮膜を化成し、供試体10を調製した。
比較例 4 2+3− 電解化成浴成分1 n  10g/ 、Q 、 P O
425,Ow/fJXN○3−6y/、Q 、EDTA
 ・2Na ’1a/flのリン酸塩化成処理浴液を、
それぞれ、リン酸、硝酸に酸化亜鉛を溶解してE D 
−’r A・2Na塩を添加して調製する。これに炭酸
すIヘリウムを添加して、′lfi離酸度5.0pt、
全酸度4o、optに調整する。この溶液はZn /P
○4モル比0.59、No /P○4−Lル比0.37
である。実施例1の処理 理工程で、電流密度6A/dTrL、電解化成時間20
秒でリン酸亜鉛皮膜を化成し、供試体11を調製した。
比較例 5 3U3304ステンレス鋼板を下記処理工程に−C塗布
型クロメート処理し、供試体12を調製した。
処理工程 脱   脂    F C436020(iJ / 、
Q  、55°C13m1n 、 d:p 水    洗    15sec  X 5prayク
ロメート 日本バーカライジング社製ジンロール塗布 
り[1ム1415A 乾   燥    100 ℃、 5 min上述のよ
うにして調製した本発明の実施例1〜7の供試体及び比
較例1〜5の供試体について、リン酸亜鉛皮膜の皮膜重
量、7n付着量、HOpeite付着量(生成したリン
酸亜鉛皮膜(よHooeite 、 Zn   (PO
)  ・4臼20が主成3  42 分である(比較例5は皮膜Tfiffi、7 n付着b
Ltlopeitc付着罪の代わりにCr付着邑を測定
)。
皮膜及び塗装後の密着性、及び塗装後の耐食性を以下に
述べる性能試験によって評filliL/た1、その結
果を第1表に示した。
(1)皮膜重量 10%口 S04液中で皮膜剥離を行い、皮膜剥離前後
の面積と重量差から、皮Pi!重量(g/7TI>を算
出した、1 (2)  Zn 、 flopeite付着量(1)の
皮膜剥離液中のZnイオン、P○4イオンを分析し、計
算よりHopeite及び7n付着迅を算出した。
(3)皮膜密着性 R=8#φで180°折り曲げ後テープ剥離を行い評価
した。評111i基準は次の通りである。
O:皮膜残留90%以上 △:同 上 60%以上 ×:同 −Lio%以下 (4)塗装後の密着性−1 (ゴバン目■リクヒン試験) 供試体の表面にメラミンアルキッド系塗料を塗装し、3
0μmのj9さの塗膜を形成した。次いでこのようにし
て塗膜の形成された供試体に対し、般の塗料試験法に基
づくゴバン目エリクセン(6M押し出し〉試験を施し、
塗膜の残存割合を調べた。
(5)塗装後の密着性−2(スクラッチ性)上記(4)
項ど同じ塗膜の形成された供試体の塗膜表面に、未使用
の10円硬貨を45度の角度にセットシ硬貨に2 Kg
の加重を加え、ITrL/分の法部で塗膜を引っかき、
引っかき部の塗膜の剥離状態を観察する。評価基準(ま
次の通りである。
◎:素地が見えない ○:素地の露出10%未満 ◇:素地の露出25%未満 △;素地の露出50%未満 ×:素地の露出50%以上 (6)塗装後の耐食性 上記(4)項と同じ塗膜の形成された供試体の塗膜に素
地に達づるまでクロスカットを入れた。
このクロスカットの入った供試体に対し、JIS−72
371に現定された塩水噴霧試験(S T T )を1
20時間実施した後、クロスカット・部に接着テープを
貼り次いでこれを剥した。そしてり[iスカット部から
の塗膜の片側の平均剥−1幅< mm )を調べた。
第1表から明らかなように、本発明の実施例1〜7の供
試体はいずれも塗料密着性及び耐食性のすべてにおいて
優れていた。実施例1〜3の供試体は実施例4〜7の供
試体に比較し表面調整工程がないため、皮膜付着量が多
く、皮膜密着性が若干劣った。これにより、明らかに表
面調整の効果が現われている。また1表面調整を行うこ
とにより、皮膜中の金属Zn付着徂が若干減少している
。比較例1〜4の供試体は−・般のリン酸塩化成処理に
供される組成とほぼ同じ、即ち第1リン酸亜鉛溶液(Z
 n(口 PO4)2)をベースとしたもので、このも
のは、生成皮膜の外観も悪く、金属亜鉛付着量も多くな
り、皮膜密着性、塗料密着性も悪かった。この結果より
、Zn/P○4モル比を多くすることにより、金属Zn
付着量が大幅に減少し、かつ化成性を向上される効果が
あることが判明した。比較例5の供試体は塗布型クロメ
ート処理で、皮膜の密着性は良好なるも、塗料密着性が
不十分であった。この理由はクロメート皮膜は表面が平
坦なため、リン酸塩皮膜のように凹7 凸における投錨効果が得られないためである。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、亜鉛イオン/
リン酸イオンのモル比が1以上、亜鉛イオン5〜20 モル比が1以上からなる電解浴を使用してステンレス鋼
の表面を陰極電解処理したことにJ:す、耐食性のある
ステンレスの特性を失わず、しかもステンレス表面に塗
料密着性の優れた電解リン酸塩処理皮膜を形成すると云
う優れた効果を秦する。
又、予めステンレス鋼の表面を、チタンコロIイダルと
リン酸す]〜リウム溶液からなる表面調整液で処理する
ことにより、更に−・層緻密で密着性に優れた電解リン
酸塩処理皮膜を形成づることかで・きると云う優れた効
果を奏する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)亜鉛イオン/リン酸イオンのモル比が1以上、亜
    鉛イオン5〜20g/l、硝酸イオン/リン酸イオンの
    モル比が1以上からなる電解浴を使用してステンレス鋼
    の表面を陰極電解処理し、その表面にリン酸塩皮膜を形
    成することを特徴とするステンレス鋼の電解リン酸塩皮
    膜化成方法。
  2. (2)電解浴にNi、Co、Mnの重金属イオンもしく
    はF、SiF_6、BF_4のF化合物の1種もしくは
    2種以上添加したことを特徴とする請求項(1)記載の
    ステンレス鋼の電解リン酸塩皮膜化成方法。
  3. (3)予めステンレス鋼の表面を、チタンコロイダルと
    リン酸ナトリウム溶液からなる表面調整液で処理するこ
    とを特徴とする請求項(1)又は(2)項記載のステン
    レス鋼の表面処理方法。
JP16809989A 1989-06-29 1989-06-29 ステンレス鋼の表面処理方法 Pending JPH0336296A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1993022481A1 (en) 1992-04-30 1993-11-11 Nippondenso Co., Ltd. Phosphating process
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