JPH07100871B2 - 鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法 - Google Patents
鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
- C23C22/36—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
- C23C22/362—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also zinc cations
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Description
の表面に潤滑皮膜の下地層を形成するためのリン酸塩処
理を連続的に行う方法に関する。
を高めるため、あらかじめ鉄鋼線材表面に潤滑皮膜を形
成しておき、鉄鋼線材がダイスをスムーズに通過するよ
うにしている。この潤滑皮膜は、ダイスとの摩擦により
簡単にはがれてしまわないように、鉄鋼線材表面に直接
形成されるのではなく、密着性の良い下地層を介して設
けられている。
に、連続法により形成されている。すなわち、鉄鋼線材
をその長手方向に移動させている状態でリン酸塩処理液
と接触させ、鉄鋼線材表面で化学反応を行わせてその表
面にリン酸塩を析出させることにより下地層が形成され
ている。
特開昭60−204890号公報に開示されているインライン方
式がある。このインライン方式によるリン酸塩処理は、
リン酸イオン20〜100g/l、硝酸イオン20〜120g/l、カル
シウムイオン/亜鉛イオン=0.2〜2.0(重量比)、亜鉛
イオン/リン酸イオン=0.1〜1.0(重量比)、および、
全酸度50〜150ポイントのリン酸塩処理液を用いて行わ
れている。この方法では、78〜82℃のリン酸塩処理液に
25秒間浸漬処理することにより、潤滑皮膜のための下地
層を形成できることが確認されている。また、特開昭62
−207512号公報では、脱スケール後、鉄・亜鉛粒による
ブラストを行い、線材の表面に鉄・亜鉛合金層を形成さ
せ、その後、リン酸亜鉛カルシウム溶液(Ca/Zn比率=
0.3〜1.0)、全酸度=160〜200ポイント}中を通して潤
滑下地処理を行うという、インライン方式によるリン酸
塩処理方法が開示されている。この方法では、通常のシ
ョットブラスト後鉄・亜鉛粒ブラストにより鉄・亜鉛合
金皮膜が形成された線材を80℃に予熱したものを、80℃
のリン酸塩処理液中に10秒間通すことにより潤滑皮膜の
ための下地層を形成できることが確認されている。
長時間を要する。また、後者の公報記載の発明では、リ
ン酸塩処理に最低10秒間要する。さらに、後者の公報記
載の発明によると、下地層がリン酸亜鉛カルシウムであ
り、素地である鉄鋼との密着性が劣る上、その上に形成
される潤滑皮膜のステアリン酸ナトリウムとの反応性が
低いため、潤滑処理に要する時間が長くなる。これら従
来の連続的リン酸塩処理方法では、大きな設備スペース
が必要になったり、線材の移動速度をあまり速くできな
かったりするといった問題があった。
のリン酸塩処理に要する時間を10秒未満とすることがで
き、これにより、設備スペースがコンパクトになり、建
設費の減少に寄与しうるとともに、形成された下地層が
素地である鉄鋼との密着性に優れ、潤滑皮膜との反応性
も良いものとなる鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法を提
供することを課題とする。
の連続リン酸塩処理方法は、鉄鋼線材を移動させながら
連続的にリン酸塩処理液に接触させて、前記鉄鋼線材表
面に潤滑皮膜形成のための下地層を形成する方法におい
て、前記リン酸塩処理液が、亜鉛イオン40〜140g/l、ニ
ッケルイオン3〜20g/l、鉄(III)イオン0.1〜4g/l、
リン酸イオン50〜180g/l、硝酸イオン50〜220g/l、およ
び、フッ素元素5〜20g/lを含むことを特徴とする。
が、潤滑皮膜形成の阻害要因であるカルシウムを必須成
分としていたが、この発明では、カルシウムを含まず、
反応性に優れ、短時間に反応膜を形成することが可能で
ある。
たとえば、冷間鍛造用線材であるがこれに限定するもの
ではない。
をコイルから巻き出すなどしてその長手方向に移動させ
ながら、リン酸塩処理液に接触させる。これにより、線
材表面に潤滑皮膜形成のための下地層を形成する。同下
地層は、素地である鉄鋼との密着性が良く、潤滑処理剤
との反応性が高く、かつ、その上に形成される潤滑皮膜
との密着性も良好である。線材をリン酸塩処理液に接触
させる方法は、浸漬法、スプレー法などが可能であり、
特に限定はない。なお、線材は、リン酸塩処理液と接触
させる前に、必要に応じて通常のやり方などにしたがっ
て脱スケールなどの処理を施してもよい。
その割合は、下記のようになっている必要がある。
成速度が遅くなり、140g/lを越えると皮膜形成速度の向
上が見られず不経済である。
形成速度が遅く、また、皮膜の潤滑性能が低い。また、
20g/lを越えると性能の向上が見られず、不経済であ
る。
の範囲を下回ると皮膜形成速度が遅くなり、この範囲を
上回ると皮膜形成速度の向上が見られず、不経済であ
る。
下回ると皮膜形成速度が遅くなり、この範囲を上回ると
リン酸塩の析出pHが高くなり、そのためかえって皮膜形
成速度が低下する。
リン酸塩処理の素材に対するエッチング力が低く、皮膜
形成が遅くなる。20g/lを越えるとエッチングが過大に
なり、皮膜形成速度が遅くなる。フッ素元素は、たとえ
ば、フッ酸、ケイフッ酸、ホウフッ酸、および、これら
のNa,K,NH4塩の中から選ばれた少なくとも1つの化合物
により供給され、その処理液中での存在形態は特に限定
されない。
る。0.1g未満だと皮膜形成速度が遅く、4g/lを越えると
皮膜形成速度の向上が見られない。
られる亜硝酸イオン、塩素酸イオン等を併用することが
できる。
後、リン酸塩処理液と接触させる前に、必要に応じて、
リン酸チタンコロイドをTi(イオン)として1〜20ppm
となるように含有し、かつ、pH7〜10に調整された表面
調整液に接触させることも可能である。リン酸チタンコ
ロイドの量が前記範囲を下回ると皮膜形成速度が遅くな
るおそれがあり、前記範囲を上回ると皮膜形成速度の向
上が見られない場合がある。また、pHが7よりも低い値
であると、リン酸チタンコロイドの安定性が損なわれる
場合があり、10よりも大きい値であると、リン酸塩処理
液を中和することになり、同処理液のバランスを損なう
おそれがある。同表面調整液による処理の条件は、たと
えば、温度は常温〜70℃程度、時間は1秒以上である。
めに、同線材とリン酸塩処理液を接触させるのに要する
時間は、上記従来法よりも短く、たとえば、3秒以上、
10秒以下が可能である。このため、鉄鋼線材を浸漬によ
りリン酸塩処理液と接触させる場合、線材の移動速度が
従来法と同じだと処理液槽が1/2〜1/3程度の短さです
み、処理液槽が従来法と同じ長さだと線材の移動速度を
2〜3倍程度はやくすることができる。
は、従来法と同様にすることができ、たとえば、80〜95
℃である。この接触後、必要に応じて、水洗および/ま
たは湯洗を行って乾燥を行い、線材表面にリン酸塩から
なる下地層が形成されたものを得る。これに、たとえ
ば、通常のやり方にしたがって、潤滑処理を施し、伸線
加工、鍛造加工などを行う。必要に応じて、巻き取りな
どを行う。
で含んでいることにより、ニッケルイオン、鉄(III)
イオンおよびフッ素元素の次のような働きが得られる。
すなわち、ニッケルイオンは、下地層を形成する結晶を
微細化するため皮膜形成速度を向上させ、フッ素元素
は、リン酸塩処理液にエッチング力を付与して反応速度
をはやめ、3価鉄イオンは、酸化剤として働き、下地層
となる化成皮膜の形成を促進すると考えられる。
ルイオンを含んでいることにより、素地に対する密着性
が向上しており、結晶の微細化により、加工時のリン酸
塩結晶の破壊が少なく、潤滑皮膜の密着性も向上してい
る。しかも、同下地層は、カルシウム成分を含んでいな
いので、反応性に富んでおり、潤滑処理の時間を短縮さ
せることも可能である。
に調製された表面調整液に線材を接触させると、線材表
面に微細な結晶が析出し、この微細な結晶が、次に行う
リン酸塩処理による皮膜形成の速度を向上させる。
が、この発明は下記実施例に限定されない。なお、下記
実施例および比較例では、線材として、冷間圧造用炭素
鋼線(JIS G 3539、種類記号SWCH 45K、線径φ20mm)
を用いた。
って処理し、線材表面に潤滑処理のための下地層を形成
した。
た。条件は、0.3〜0.4mm径のスチールビーズを用い、空
気圧力4〜5kg/cm2で噴射するというものであった。
株式会社製の表面調整剤)の0.2wt%水溶液(リン酸チ
タンコロイドをTiとして10ppmとなるように含有し、か
つ、pH8に調整されたもの)に1秒間浸漬することによ
り行った。同水溶液の温度は40〜50℃であった。
処理液を用いて、同表に示す処理時間で行った。リン酸
塩処理液には、促進剤として、NO2 -イオン50ppmを添加
した。
いて表面調整を行わなかったこと以外は処理工程Iにし
たがって処理し、線材表面に潤滑処理のための下地層を
形成した。
線材に、潤滑処理を施して潤滑皮膜を形成した。すなわ
ち、温度80℃のステアリン酸ナトリウム水溶液〔サーフ
リューベ10N−1(日本ペイント株式会社製)の5wt%水
溶液〕に10秒間浸漬した後、乾燥した。
製の摩擦摩耗試験機EFM−4S(バウデン試験機)を用い
て、下記の試験条件により摺動試験を行い、摩擦係数が
0.2に達するまでの摺動回数を潤滑性能として第1表に
示した。ここで、摩擦係数が0.2に達するまでとは、潤
滑皮膜が摺動子との摩擦摩耗に耐え、良好な潤滑性能を
維持する寿命を意味する。
滑皮膜量も第1表に示した。
の外観は、目視により判定した。リン酸塩皮膜量は、ク
ロム酸水溶液による皮膜剥離前後の重量差より算出し
た。潤滑皮膜量は、アルカリ脱脂剤(日本ペイント株式
会社製のサーフクリーナー53)による潤滑皮膜剥離前後
の重量差より算出した。
のは、3〜8秒間という非常に短時間の処理により、均
一な結晶のリン酸塩皮膜からなる下地層が形成されてい
て、摺動試験結果も良好であった。
以上に述べたようになっているので、処理時間を極めて
短時間にすることができる。これにより、設備建設費が
大幅に減少し、また、既存設備においては生産能力を高
めることができるようになった。
特定の組成を有する表面調整液に線材を接触させておく
と、下地層の形成速度をより早めるという効果も得られ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】鉄鋼線材を移動させながら連続的にリン酸
塩処理液に接触させて、前記鉄鋼線材表面に潤滑皮膜形
成のための下地層を形成する方法において、前記リン酸
塩処理液が、亜鉛イオン40〜140g/l、ニッケルイオン3
〜20g/l、鉄(III)イオン0.1〜4g/l、リン酸イオン50
〜180g/l、硝酸イオン50〜220g/l、および、フッ素元素
5〜20g/lを含むことを特徴とする鉄鋼線材の連続リン
酸塩処理方法。 - 【請求項2】鉄鋼線材をリン酸塩処理液に接触させる前
に、リン酸チタンコロイドをTiとして1〜20ppmとなる
ように含有し、かつ、pH7〜10に調整された表面調整液
に接触させる請求項1記載の鉄鋼線材の連続リン酸塩処
理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1980190A JPH07100871B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1980190A JPH07100871B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03223471A JPH03223471A (ja) | 1991-10-02 |
JPH07100871B2 true JPH07100871B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=12009451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1980190A Expired - Lifetime JPH07100871B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 鉄鋼線材の連続リン酸塩処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07100871B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160078715A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | 아연계 도금강판용 인산염 용액 및 이를 이용한 내변색성 및 필름 접착성이 우수한 인산염 처리 아연계 도금강판의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10010355A1 (de) * | 2000-03-07 | 2001-09-13 | Chemetall Gmbh | Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzuges und Verwendung der derart phosphatierten Metallteile |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP1980190A patent/JPH07100871B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR20160078715A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | 아연계 도금강판용 인산염 용액 및 이를 이용한 내변색성 및 필름 접착성이 우수한 인산염 처리 아연계 도금강판의 제조방법 |
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---|---|
JPH03223471A (ja) | 1991-10-02 |
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