JPH04193964A - 鋳鉄材料の複合表面処理方法 - 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、基地中に黒鉛を何する鋳鉄鋳物の表面への赤
錆の発生を防止する方法に関するものである。

［従来の技術］ 黒鉛を基地中に有する鋳鉄、例えば焦心可鍛鋳鉄、球状
黒鉛鋳鉄、バーミキュラ鋳鉄、ねずみ鋳鉄などを冷水、
温水用給排水部品へ適用する場合においては、赤水の発
生防止のために、鋳鉄表面上の赤錆の発生を防止する必
要がある。現在は、錆びない管継手としてステンレス管
継手が使用されているが、価格が高く汎用管継手として
は使用しにくい。安価でステンレス並の防錆性能と金属
光沢を示す表面処理方法の開発が望まれている。

今日、−膜面な耐食、耐摩耗性を示す表面処理方法とし
ては、溶融アルミニウムめっきや窒化処理や電気Ｎｉめ
っきや無電解Ｎｉめっき等が知られている。

特公昭５８−２５７４５号公報に鋳鉄の表面にＦ　ｅ３
０４皮膜を生成して耐食、耐摩耗性を向上させる方法か
、特開昭５８−７１３７７号公報に鋳鉄の表面に安定な
鉄の酸化物（Ｆ　ｅ３０４等）を形成させることにより
耐食性の鋳鉄を得る方法が開示されている。

また、米国特許登録７１−７４６６６Ｓ／４７号として
溶融塩電解処理と呼ばれる脱スケール、脱黒鉛処理方法
か開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 表面に黒鉛ををする鋳鉄表面への防錆効果は、亀裂やピ
ンホールの無い皮膜を金属表面上へ形成することによっ
て錆の発生を防ぐものである。鋳鉄表面に鋳物砂や黒鉛
が存在すると鋳物砂や黒鉛に妨害されて該鋳鉄表面上に
表面処理皮膜が完全に形成されず、局部的に露出せる基
地との間に局部電池が構成され赤錆が生しることを本発
明者は明らかにした。従って、基地中に黒鉛を有する鋳
鉄に対し、溶融アルミニウムめっきや窒化処理や電気Ｎ
ｉめっきや無電解Ｎｉめっき等の各々単独の処理は、防
錆を目的とした表面処理法としては完全なものではない
。

また、特公昭５８−２５７４５や特開昭５８−７１３７
７のものは鋳鉄表面への処理ではあるが、処理表面の黒
鉛除去が考慮されてなく、黒鉛に妨害されて生じる不完
全な皮膜の間に生成する赤錆を完全に防止することは困
難である。また、処理後の表面に金属光沢は認められな
い。

米国特許登録７１−７４６６６Ｓ／４７号のものは鋳鉄
表面の脱黒鉛処理方法として知られているが、これは鋳
鉄のロウ付けの際の濡れ性を改善するための前処理方法
として利用されており、防錆効果を改善するための前処
理としての＠討はなされていない。

さらに、従来の前記各種の表面処理方法では、例え防錆
効果が得られたとしても処理表面の色が黒色もしくは灰
色であり、防錆効果を持ちかつステンレス並の金属光沢
を必要とするものへの適用には無理がある。

本発明の目的は防錆効果をもち、かつ金属光沢を付与す
る表面処理方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するために本発明においては、まず、溶
融塩電解処理法によって表面処理皮膜の形成を妨害する
鋳鉄表面から約５０μｍ程度の深さまでの表面に露出し
た鋳物砂及び黒鉛を除去した後、防錆効果を持たせるた
めに水蒸気雰囲気中で酸化処理を施すことによってＦｅ
５０．の皮膜を該鋳鉄表面に１〜３０ｕｍ程度形成する
。即ち、溶融塩電解処理でもって防錆皮膜の形成を妨害
する鋳鉄表面上の黒鉛を除去することによって該鋳鉄表
面全体への均一で完全な防錆皮膜の形成を可能にしたも
のである。つぎに、本処理表面上に銀白色の金属光沢を
付与する目的で少なくとも１層以上のＮｉめっき皮膜を
合計皮膜で５μｍ〜３０μｍ程度被覆する。

［作用コ 基地中に黒鉛を保有する鋳鉄表面への単独の表面処理で
は完全な防錆効果を示さなかったものが、表面処理皮膜
の形成を妨害する鋳鉄表面の鋳物砂や黒鉛を除去した後
に水蒸気雰囲気中で酸化処理により表面にＦｅ３０ａの
皮膜を形成して完全な防錆効果を発揮させ、さらにその
処理皮膜の上に表面を美麗にする目的で少なくとも１層
以上のＮｉめっき皮膜をご（薄く被覆することを特徴と
する本発明の複合表面処理を施すことによって、優れた
防錆効果を示すとともにその外観は銀白色のステンレス
並の金属光沢を保持できる優れたものである。なお、Ｎ
Ｉめっき皮膜の厚さが５μｍ以下の被覆では金属光沢を
示さず基地の色が該めっき皮膜を通して現れる。

［実施例コ 本発明の表面処理方法の一例として以下の実施例に従っ
て説明する。

本実施例方法は、　（イ）脱黒鉛処理、（ロ）表面酸化
処理、　（ハ）電気Ｎｉめっき処理、　（ニ）皮膜の安
定化熱処理の工程からなる。以下各工程を詳細に説明す
る。

（イ）溶融塩電解処理による脱黒鉛処理工程まず、前処
理として焦心可鍛鋳鉄試料表面の黒鉛を除去する目的で
、水酸化ナトリウムと中性塩類とからなる浴温度４６０
°Ｃのアルカリ性酸化還元洛中に該試料を浸漬し、電解
処理により該試料表面を清浄にする。電解手順は（１）
該試料を陰極に保持して還元作用により該試料表面の砂
及び酸化皮膜を除去する。　（２）該試料を陽極に保持
して酸化作用により該試料表面の黒鉛を塩浴剤との反応
で除去する。　（３）前記（２）の工程で該試料表面に
生しる酸化皮膜を該試料を再度陰極に保持することによ
り還元作用にて除去する。

その後、空冷及び水冷にて室温まで冷却したのち、約８
０°Ｃの湯にて洗浄する。

（ロ）裏面酸化処理工程 前記（イ）の処理工程が終了後に約４００″Ｃの水蒸気
雰囲気中に約１〜６０分程度該試料を放置し該試料表面
にＦｅ３０ａ層を１μｍ〜３０μｍ程度形成する。

（ハ）電気Ｎ１めっき処理工程 試料表面に銀白色の金属光沢を付与する目的で、前記（
ロ）の工程が完了した試料の表面を水素還元処理もしく
はンヨソトピーニング処理等の工程を少なくとも１回以
上施して表面を清浄、活性化したのち該試料表面に電気
Ｎ１めっき処理を約５μｍ〜３０μｍ程度の膜厚で施す
。

めっき処理は、液温６０°Ｃの光沢Ｎｉめっき浴中で、
電流密度ＩＡ〜３Ａ／ｄｍ２の条件で行なった。処理時
間は必要膜厚によって選択した。

また、電気Ｎｉめっき処理において第１層を耐食性に優
れる半光沢Ｎ１めっきとし、第２層を光沢Ｎ１めっきと
しても良い。

膜厚５μｍ以下では基地の色が透けて見えるために金属
光沢を得ることが出来す、また３０μｍ以上では総合皮
膜厚さが厚くなり使用できない。

以上のような複合表面処理を施すことにより、鋳鉄表面
に全体で約５０μｍ以下の膜厚で、防錆性能をもちかつ
銀白色の金属光沢を仔する表面処理皮膜を形成すること
が可能になる。

このように防錆効果を仔する表面処理の皮膜厚さを、総
合膜厚で５０μｍ以下、望ましくは３０μｍ以下に抑え
ることにより、ネジ加工部などの組合せ精度等が問題に
なる部分への適用が可能になる。

第１図は、上記実施例に従って処理された試料の表面処
理皮膜状況を示したものであるが、鋳鉄表面に露出して
いた黒鉛が除去された跡の穴に表面処理皮膜が侵入して
いる様子を示している。また、皮膜そのものも連続性を
保っている。

第２図は、上記実施例における脱黒鉛処理工程（イ）を
省略した試料における表面処理皮膜の状況を示したもの
であるが、鋳鉄表面に露出している黒鉛の上部には表面
処理皮膜が形成されにくく、黒鉛によって皮膜が不連続
６になっている様子を示している。

第３図は、水温２５°Ｃの水道水に１週間浸漬した際の
１０個の試料表面に生じる赤錆の平均発生状況を示した
ものであるが、脱黒鉛処理を施さすに窒化処理及び電気
Ｎｉめっき処理を施した試料Ａでは、金属光沢は維持さ
れるものの試料表面に錆が生じたのに対し、脱黒鉛処理
を施して窒化処理した試料Ｂては、錆の発生が大幅に低
下したが金属光沢が消滅してしまう。一方、本発明の試
料Ｃでは、１週間浸漬したのちも錆の発生はほとんど認
められず、表面の金属光沢も試験開始当初の状態を維持
している。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明による複合表面処
理方法を、ステンレスよりも価格的に安価な鋳鉄鋳物に
適用して、表面に生しる赤錆の発生を防止でき、かつ銀
白色のステンレス並の金属光沢を維持することが可能に
なり、現在錆びない管継手として使用されている高価な
ステンレス管継手の代替品として、また赤水の発生が問
題になる冷水や温水用の給排水用部品等への適用が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焦心可鍛鋳鉄に脱黒鉛処理を施した後、表面酸
化処理及び電気Ｎｉめっき処理した試料の表面処理皮膜
状況を示す図。 第２図は焦心可鍛鋳鉄に脱黒鉛処理を施さすに、表面酸
化処理及び電気Ｎｉめっき処理した試料の表面処理皮膜
と黒鉛の関係を示す図。 第３図は、水温２５°Ｃの水道水に１週間浸漬した際の
試料表面に生じる赤錆の平均発生状況と金属光沢の状況
を示す図。 １：電気Ｎ１めっき層 ２：　　Ｆ　ｅ３０ａ層 ３：黒鉛 ４：Ｆｅ基地 ５：黒鉛脱落跡 ６：めっき不連続部 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．（イ）基地中に黒鉛を有する鋳鉄材料を溶融塩電解
   処理により表面の脱鋳物砂及び／又は脱黒鉛処理を行う
   工程、（ロ）酸化処理によって該粗材表面上に防錆性能
   を有するＦｅ＿３Ｏ＿４の皮膜を形成する工程、（ハ）
   該鋳鉄系材料の処理表面上に少なくとも１層以上のＮｉ
   めっき皮膜を各々１μｍ以上、各層合計で５μｍ以上の
   膜厚で被覆する工程からなることを特徴とする鋳鉄材料
   の複合表面処理方法。
2. ２．前記（イ）の工程の前に熱処理による脱炭処理工程
   を施し、次いで、（イ）乃至（ハ）の工程からなること
   を特徴とする鋳鉄材料の複合表面処理方法。