JPH0440439B2

JPH0440439B2 -

Info

Publication number: JPH0440439B2
Application number: JP61037989A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iso; Katsuaki Shimochi; Zenichi Aoki
Original assignee: KINKI YAKUHIN KOGYO KK
Current assignee: KINKI YAKUHIN KOGYO KK
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1992-07-02
Also published as: JPS62196394A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はクロム合金の電解硬膜処理法に関
し、特に、たとえばステンレスのような鉄、コバ
ルトおよびニツケルの１種またはそれ以上の主要
金属を有するクロム合金の表面に着色を行うため
に酸化皮膜を形成し、さらに、この酸化皮膜を硬
化する、クロム合金の電解硬膜処理法に関する。

（従来技術）従来、たとえばステンレスなどのクロム合金に
着色を行う方法としては、クロム酸と硫酸とを含
む水溶液を用いて、クロム合金の表面に多孔質の
酸化皮膜を形成することによつて着色を行う方法
があつた。

ところが、このような従来の方法では、形成さ
れる酸化皮膜が多孔質のため、酸化被膜の耐摩耗
性が悪い。

そのため、このような多孔質の酸化皮膜を硬化
する方法として、たとえば、特公昭53−31817号
公報および特公昭56−24040号公報に開示されて
いるように、着色のために用いられた硫酸の濃度
に比べて低濃度の硫酸と、クロム酸とを含む水溶
液中で、多孔質の酸化皮膜が形成されたクロム合
金に陰極電解処理を行うことによつて、その多孔
質の酸化皮膜を硬化する方法が考え出された。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の方法で、クロ
ム合金の表面に多孔質の酸化皮膜を形成し、さら
に、その酸化皮膜を硬化するためには、多孔質の
酸化皮膜を形成するための水溶液と、その酸化皮
膜を硬化するための水溶液との少なくとも２種類
以上の水溶液が必要となり、すなわち、水溶液を
溜めるための浴が２つ以上必要となり、そのた
め、その作業が大変煩雑である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、１種類
の水溶液を用いて、クロム合金の表面に多孔質の
酸化皮膜を形成しさらにその酸化皮膜を硬化する
ことができる、クロム合金の電解硬膜処理法を提
供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、クロム合金の表面に着色を行うた
めに酸化皮膜を形成し、さらに、酸化皮膜を硬化
するクロム合金の電解硬膜処理法であつて、クロ
ム酸を50〜500ｇ／および硫酸を300〜1000ｇ／
含む水溶液を準備する工程と、水溶液中におい
て、クロム合金の電解処理を行つて酸化皮膜を形
成する工程と、水溶液中において、クロム合金に
0.5A／ｄm²以上の電流密度の電流で陰極電解処
理を行うことによつて、酸化皮膜を硬化する工程
とを含む、クロム合金の電解硬膜処理法である。

（作用）クロム酸を50〜500ｇ／および硫酸を300〜
1000ｇ／含む水溶液中において、クロム合金の
表面に酸化皮膜が形成される。

さらに、その水溶液中において、酸化皮膜が形
成されたクロム合金に、0.5A／ｄm²以上の電流
密度の電流で陰極電解処理を行うことによつて、
その酸化皮膜が硬化される。

（発明の効果）この発明によれば、クロム酸を50〜500ｇ／
および硫酸を300〜1000ｇ／含む水溶液中で、
クロム合金の表面に酸化皮膜が形成され、さら
に、その酸化皮膜が硬化されるので、１種類の水
溶液中で、クロム合金の表面に酸化皮膜を形成
し、さらに、その酸化皮膜を硬化することができ
る。そのため、１つの浴を用いて、クロム合金の
表面に酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜を硬化す
ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

（実施例）第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施する
ための装置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の
図解図であり、第１Ｂ図は浴およびその周辺部分
を示す図解図である。

この装置１０は、定電流電源１２を含む。この
定電流電源１２は、その入力端にたとえば交流
100ないし200Vの電源を接続することによつて、
その出力端から任意の定電流が出力される。な
お、この定電流電源１２では、たとえば０〜
10.0Aの任意の電流値の直流定電流を出力するこ
とができ、たとえば電流通過面積が1dm²の導体
に、たとえば０〜10.0A／ｄm²の電流密度の電流
を流すことができる。

定電流電源１２の出力端は、極性転換スイツチ
１４の入力端に接続される。この極性転換スイツ
チ１４は、その入力端に入力された電流を、その
ままないしは任意な時間経過とともにその極性を
切り換えて、その出力端から出力するためのもの
である。この極性転換スイツチ１４では、それに
入力された電流の極性を、たとえば１秒間以上の
時間で任意に切り換えて出力することができる。

したがつて、この極性転換スイツチ１４の入力
端に入力された定電流は、その出力端から、その
まま、ないしは第２Ａ図ないし第２Ｄ図に示すよ
うな任意の時間経過にともなつて極性が切り換え
られる電流として出力される。なお、第２Ａ図お
よび第２Ｂ図では、極性転換スイツチに入力され
る定電流の電流値が0.1Aである場合の時間−電
流値の関係を示し、第２Ｃ図および第２Ｄ図で
は、極性転換スイツチに入力される定電流の電流
値が0.5Aである場合の時間−電流値の関係を示
し、さらに、第２Ａ図および第２Ｃ図では、定電
流の極性が10秒ごとに切り換えられる場合の時間
−電流値の関係を示し、第２Ｂ図および第２Ｄ図
では、定電流の極性が36秒ごとに切り換えられる
場合の時間−電流値の関係を示す。

極性転換スイツチ１４の一方の出力端は、たと
えばデジタル表示やアナログ表示の電流計１６お
よび銅製の接続具１８ａを介して、被着色板２０
に接続される。この被着色板２０としては、たと
えばSUS３０４ステンレスなどのクロム合金が
用いられる。

なお、この被着色板２０は、着色処理の前処理
として、たとえば脱脂処理、水洗処理および中和
処理などの処理が行われていることが好ましい。
この脱脂処理としては、クロム合金としてのステ
ンレス板などの被着色板２０を、たとえばオルソ
けい酸ソーダ系のたとえば70℃の溶液に浸漬する
ことによつて行われる。また、水洗処理として
は、被着色板２０を、たとえば水浴中で超音波洗
浄することによつて行われる。さらに、中和処理
としては、被着色板２０を、たとえば20％HNO₃
溶液に30〜60秒間浸漬することによつて行われ
る。

一方、極性転換スイツチ１４の他方の出力端
は、銅製の接続具１８ｂを介して、被着色板２０
の対極としての対極板２２に接続される。この対
極板２２は、この実施例では鉛で形成されている
が、白金、チタン、ニオブ、カーボンおよびステ
ンレスなどの他の導電性金属で形成されてもよ
い。

これらの被着色板２０および対極板２２は、浴
２４内の水溶液２６中で、所定間隔を隔てて対向
するように配置される。

すなわち、この実施例では、浴２４は、その内
面が鉛張りされて、その内容量がたとえば250
の容量で形成されていて、その浴２４の中にたと
えば200の水溶液２６が溜められている。そし
て、被着色板２０および対極板２２が、銅製の接
続具１８ａおよび１８ｂで吊るされて、水溶液２
６中においてたとえば12dm²の面積で対向するよ
うに水溶液２６中に浸漬されているのである。

なお、被着色板２０および対極板２２は、それ
ぞれの上部が水溶液２６に漬からないように、接
続具１８ａおよび１８ｂによつて、吊るされてい
るのである。なお、接続具１８ａおよび１８ｂ
を、チタンやステンレスなどのように水溶液２６
で腐食されにくい金属材料で形成すれは、接続具
１８ａおよび１８ｂを水溶液２６中に漬けてもよ
い。

また、浴２４内に溜められた水溶液２６は、主
剤としてたとえば250ｇ／のクロム酸、および
電解質としてたとえば490ｇ／の硫酸を含む。

なお、この発明における水溶液２６の好ましい
例としては、クロム酸を50〜500ｇ／および硫
酸を300〜1000ｇ／含むものが挙げられる。

すなわち、水溶液に含有させるクロム酸は、そ
れを50ｇ／未満にすると、酸化皮膜を形成する
工程およびその酸化皮膜を硬化する工程に時間が
かかり過ぎて実用に供しなく、それを500ｇ／
を超える値にすると、クロム酸が溶解しにくく経
済的に不利益があつて、この発明おける水溶液２
６に含有されるクロム酸は、上述の範囲で含有さ
せることが好ましいとした。

さらに、水溶液に含有させる硫酸は、それを
300ｇ／未満にすると、電解処理の反応が遅過
ぎて実用に供しなく、それを1000ｇ／を超える
値にすると、被着色板の表面を溶解してしまい被
着色板の表面に多孔質の酸化皮膜を形成しその酸
化皮膜を硬化することができないので、この発明
における水溶液２６に含有される硫酸は、上述の
範囲で含有させることが好ましいとした。

なお、この水溶液２６は、その温度が、常温
（20℃）より低ければ、電解処理に時間がかかり
過ぎて実用に供することができず、100℃より高
ければ、浴の腐食などによる老化が起こるため、
20〜100℃の範囲にするのが好ましい。さらに好
ましくは、水溶液の温度が40〜80℃の範囲にある
ことであり、最も好ましいのは、50〜60℃の範囲
である。

また、水溶液２６には、急激な色の変化を抑え
て一定な色を取り出し易くするために、たとえば
リン酸などの抑制剤を、たとえば10〜120ｇ／
含有させてもよい。

そして、この発明では、上述の範囲でクロム酸
および硫酸を含む水溶液２６中で、たとえばステ
ンレスなどのクロム合金（被着色板２０）の表面
の着色を行うために酸化皮膜を形成し、さらに、
この水溶液２６中で、酸化皮膜が形成されたクロ
ム合金に、0.5A／ｄm²以上の電流密度の電流で
陰極電解処理を行うことによつて、その酸化皮膜
を硬化させたのである。

次に、この装置１０によつて、被着色板２０の
表面に、多孔質の酸化皮膜を形成し、さらに、そ
の酸化皮膜を硬化させる工程について、詳しく説
明する。まず、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すよ
うに、装置１０に被着色板２０および対極板２２
などを接続し、さらに、浴２４内の水溶液２６中
に、被着色板２０および対極板２２を対向するよ
うに浸漬する。

そして、たとえば1.2Aの定電流を、極性転換
スイツチ１４の出力端から出力して、１つの浴２
４内の水溶液２６中の被着色板２０に、陽極電解
処理を20分間行うことによつて、被着色板２０の
表面に多孔質の酸化皮膜を形成した。この場合、
被着色板２０に流れる電流の電流密度は、定電流
電源１２から出力される電流値が1.2Aであり、
被着色板２０と対極板２２とが水溶液２６中で
12dm²の面積で対向されているので、0.1A／ｄm²
とされる。なお、この場合、被着色板２０に流す
電流は、その電流密度が0.05〜1.00A／ｄm²の範
囲にあることが好ましい。この陽極電解処理中で
は、被着色板２０が対極板２２に対して正の電位
とされるので、被着色板２０の表面に、多孔質の
酸化皮膜が形成され、これによつて、被着色板２
０の表面に着色が行われる。

さらに、たとえば6.0Aの定電流を、極性転換
スイツチ１４の出力端から出力して、水溶液２６
中で、多孔質の酸化皮膜が形成された被着色板２
０に、陰極電解処理を行つた。この場合、被着色
板２０に流れる電流の電流密度は、0.5A／ｄm²
とされる。この陰極電解処理中では、被着色板２
０が対極板２２に対して負の電位とされるので、
多孔質の酸化皮膜の封孔処理が行われ、これによ
つて、酸化皮膜が硬化される。なお、この陰極電
解処理を行うための電流の電流密度は、0.5A／
ｄm²未満であれば酸化皮膜を硬化することができ
ないので、0.5A／ｄm²以上にする必要性がある。

このように、この発明では、１種類の水溶液中
で、クロム合金の表面に酸化皮膜を形成し、さら
に、その酸化皮膜を硬化することができる。その
ため、この発明では、１つの浴で、クロム合金の
表面に酸化皮膜を形成し、さらに、その酸化皮膜
を硬化することができる。

なお、上述の実施例では、クロム合金の表面に
酸化皮膜を形成するために、水溶液中で、クロム
合金に陽極電解処理を行つたが、クロム合金の表
面に酸化皮膜を形成するためには、水溶液中でク
ロム合金に陽極電解処理および陰極電解処理を交
互に繰り返して行つてもよい。また、水溶液中に
クロム合金を浸漬して行つてもよい。

実験例まず、クロム酸250ｇ／および硫酸490ｇ／
を含む水溶液２６を調製した。さらに、浴とし
て、５のビーカ３０を準備して、そのビーカ３
０に水溶液２６を注ぎ込んだ。

また、被着色板として、縦150mm、横140mm、厚
さ1.5mmのステンレス鏡面板３２を準備した。さ
らに、縦150mm、横140mmの鉛製の対極板３４を準
備した。

そして、第３図に示すように、水溶液２６が注
ぎ込まれたビーカ３０内で、ステンレス板３２か
ら10cm隔てて対向するように対極板３４を配置さ
せた。

そして、水溶液２６中でステンレス板３２の表
面に、着色を行うために、酸化皮膜を形成した。
この場合、別表に示すように、サンプル１〜18と
なる各ステンレス板３２については、水溶液２６
中で陽極電解処理を行うことによつて、酸化皮膜
を形成し、サンプル１９および２０となる各ステ
ンレス板３２については、水溶液２６中で陽極電
解処理および陰極電解処理を交互に繰り返して行
うことによつて、酸化皮膜を形成した。

さらに、別表に示すように、これらのサンプル
１〜２０となるステンレス板３２に、水溶液２６
中で、陰極電解処理を行つた。この場合、サンプ
ル１〜４および１９となるステンレス板３２につ
いては、0.4A／ｄm³以下の電流密度の電流で、
サンプル５〜１８および２０となるステンレス板
３２については、0.5A／ｄm³以上の電流密度の
電流で、陰極電解処理を行つた。

こうして得たサンプル１〜２０について、それ
らの表面を消しゴムで10回こすつて、それらの耐
摩耗性を調べる試験を行つた。

なお、別表中には、この試験の結果として、酸
化皮膜が剥げなかつたものについては耐摩耗性が
よいものとして「○」、一部が剥げたものについ
ては耐摩耗性がやや悪いものとして「△」、酸化
皮膜が完全に剥げたものについては耐摩耗性が悪
いものとして「×」として示した。

この別表に示した結果より、この発明の範囲外
の方法を実施することによつて得られたサンプル
１〜４および１９については、その酸化皮膜の耐
摩耗性が悪いことがわかる。

一方、この発明の範囲内の方法を実施すること
によつて得られたサンプル５〜１８および２０に
ついては、その酸化皮膜の耐摩耗性がよいことが
わかる。また、これらのサンプル５〜１８および
２０については、１種類の水溶液２６中で、酸化
皮膜を形成し、さらに、その酸化皮膜を硬化する
ことができたことがわかる。そのため、この発明
では、１つの浴を用いて、クロム合金の表面に酸
化皮膜を形成しその酸化皮膜を硬化することがで
きることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施する
ための装置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の
図解図であり、第１Ｂ図は浴およびその周辺部分
を示す図解図である。第２Ａ図ないし第２Ｄ図
は、それぞれ、極性転換スイツチに定電流を入力
した場合の極性転換スイツチの出力電流の例を示
す。第３図は、実験例においてステンレス板と対
極板との位置関係を示す図解図である。図において、１０は装置、１２は定電流電源、
１４は極性転換スイツチ、１６は電流計、１８ａ
および１８ｂは接続具、２０はステンレス板、２
２は対極板、２４は浴、２６は水溶液を示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１クロム合金の表面に着色を行うために酸化皮
膜を形成し、さらに、前記酸化皮膜を硬化するク
ロム合金の電解硬膜処理法であつて、クロム酸を50〜500ｇ／および硫酸を300〜
1000ｇ／含む水溶液を準備する工程、前記水溶液中において、前記クロム合金に電解
処理を行つて前記酸化皮膜を形成する工程、およ
び前記水溶液中において、前記クロム合金に
0.5A／ｄm²以上の電流密度の電流で陰極電解処
理を行うことによつて、前記酸化皮膜を硬化する
工程を含む、クロム合金の電解硬膜処理法。２前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成
する工程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽
極電解処理を行う工程を含む、特許請求の範囲第
１項記載のクロム合金の電解硬膜処理法。３前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成
する工程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽
極電解処理および陰極電解処理を交互に繰り返し
て行う工程を含む、特許請求の範囲第１項記載の
クロム合金の電解硬膜処理法。