JPH0718020B2 - 耐熱・耐食性重合被覆鋼材 - Google Patents

耐熱・耐食性重合被覆鋼材

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JPH0718020B2
JPH0718020B2 JP4184418A JP18441892A JPH0718020B2 JP H0718020 B2 JPH0718020 B2 JP H0718020B2 JP 4184418 A JP4184418 A JP 4184418A JP 18441892 A JP18441892 A JP 18441892A JP H0718020 B2 JPH0718020 B2 JP H0718020B2
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steel material
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俊夫 金指
輝久 高橋
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関におけ
る機関周囲での各種部品或いはこれら部材として250
℃程度以下の加温雰囲気状態にあって使用される板、
管、棒或いは線材等からなる鉄鋼材の表面に施して成る
耐熱・耐食性を同時に要求される重合被覆鋼材に関する
ものである。
【0002】[従来の技術]従来、機関周囲に使用され
る各種部品或いはこれら部材として耐熱・耐食性の被覆
構造を有する鉄鋼材としては、一般に電鍍法或いは浸漬
法によって形成した鉄鋼材表面の亜鉛の鍍金層上に、単
に通常のクロメート被膜を有して成るか、或いは外観で
の品質価値の要求に関連して、鉄鋼材表面の前記亜鉛の
鍍金層上に、黒色クロメート被膜を形成するかして実用
に供していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら従
来のものにあっては、長時間の走行等による機関からの
連続した或いは断続繰返しによる熱影響によって、前記
クロメート被膜或いは黒色クロメート被膜ともいずれも
概して短時間に変色し、強いては消失、剥離等を生ずる
等、未だ耐熱性の要求を充分に満足できない状況にあ
り、同時に耐熱性の劣化に起因して耐食性をも損ってそ
の低下を招く問題を有し、従って広くその改善が望まれ
る現状にある。
【0004】本発明は、従来の前記問題を、特に亜鉛−
ニッケル合金による鍍金層と黒色ニッケルの電鍍層との
なす相互の被着重合面での密着性を著しく向上し、更に
外側表面にクロム酸被膜を形成し、それぞれの前記鍍金
層、電鍍層およびクロム酸被膜の有する耐食性に関連し
て効果的に解決せしめ、前記温度以下の加温雰囲気にお
ける使用状態下にあっても、耐熱性と耐食性とを共に満
足することのできる耐熱・耐食性重合被覆鋼材を提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄鋼材の表面
に亜鉛−ニッケル合金の鍍金層を下層とし、該鍍金層の
表面に黒色ニッケルの電鍍層を上層として被着重合し、
更に該電鍍層の表面にクロム酸被膜を有する耐熱・耐食
性重合被覆鋼材を要旨とするものである。
【0006】
【作用】本発明に係る耐食性重合被覆鋼材の重合被覆を
形成するには、予め脱脂、脱錆等の前処理を施した鉄鋼
材の表面に電鍍法による亜鉛−ニッケル合金の鍍金層を
形成し、更に該亜鉛−ニッケル合金の鍍金層の表面に、
電鍍法による黒色ニッケルの電鍍層を形成せしめ、次い
で該黒色ニッケルの電鍍層の表面に、クロム酸水溶液に
よる浸漬、水洗及び乾燥のこれら一連からなるクロム酸
処理を1回以上施してクロム酸被膜を形成する。或いは
前記クロム酸処理を、クロム酸水溶液による浸漬、乾燥
及び加熱からなるこれら一連の処理を1回以上施してク
ロム酸被膜を形成する。更に或いはクロム酸処理をクロ
ム酸水溶液による浸漬、水洗及び乾燥のこれら一連から
なるクロム酸処理を1回以上施すとともに、更に再度ク
ロム酸水溶液による浸漬、乾燥及び加熱からなるこれら
一連の処理を1回以上施してクロム酸被膜を形成する。
【0007】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明すれば次の
通りである。
【0008】図1及び図2はいずれも本発明によって構
成された耐熱・耐食性重合被覆鋼材として板材(図1)
及び管材(図2)にそれぞれ施した要部の一部切欠によ
る拡大断面図であって、(1) は予め脱脂、脱錆等の前処
理を施した表面(1')に電鍍法によって亜鉛−ニッケル合
金からなる鍍金層(2) を形成した鉄鋼材、(3) は亜鉛−
ニッケル合金からなる鍍金層(2) の表面(2')に電鍍法に
より被着重合した黒色ニッケルの電鍍層、(4) は更に黒
色ニッケルの電鍍層(3) の表面(3')に形成したクロム酸
被膜である。
【0009】尚前記亜鉛−ニッケル鍍金層は、塩化亜
鉛、塩化ニッケル及び塩化アンモニウムを主成分とする
pH5.8乃至6.8の電鍍浴によって施されるもの
で、又ニッケルを7重量%乃至15重量%の範囲に含有
した状態で形成されるもので、当然ニッケルのこれら含
有によって耐熱・耐食性を効果的となすものである。一
方前記黒色ニッケルの電鍍層(3) の被着重合に際して
は、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛、硫酸ニッケルアンモニウ
ム及びチオシアン化カリウムからなるpH5.6乃至
5. 9の電鍍浴をもって使用できることとなり、且つ亜
鉛を30重量%乃至50重量%の範囲に含有したニッケ
ル−亜鉛の合金層からなる外観黒色を呈して形成される
もので、前記下層の亜鉛−ニッケルの鍍金層に類似した
同種金属の組成によって被着重合してなるため、相互の
被着重合面での密着性を著しく向上することとなる。又
同時に被着重合に際して使用する前記pH5.6乃至
5.9の範囲にある電鍍浴を使用するため、その中間で
の前処理に制限をうけることなく、これら処理作業を簡
易とし、密着性と充分な耐熱性を有して被着重合し、更
に又黒色ニッケルの電鍍層(3) の表面(3')に構成したク
ロム酸被膜(4) に相乗して耐食性をも充分に発揮するこ
とができるのである。
【0010】尚クロム酸被膜(4) の形成に際しては、無
水クロム酸の水溶液に前記被着重合した鉄鋼材(1) を約
20秒乃至60秒間浸漬し、水洗した後に常温乃至15
0℃の範囲で乾燥を行い、これら浸漬、水洗及び乾燥の
一連の処理を1回以上施すか、或いは無水クロム酸の水
溶液に前記鉄鋼材(1) を同様に浸漬し、引き上げた後そ
のままの状態で乾燥せしめ、その後約300℃以下にお
いて1分乃至5分間の加熱を行い、これら浸漬、乾燥及
び加熱からなる一連の処理を1回以上施すか、或いは
又、前記浸漬、水洗及び乾燥の一連の処理を1回以上施
した後に、更に再度前記浸漬、乾燥及び加熱からなる一
連の処理を1回以上施すかして形成されるものである。
【0011】又無水クロム酸の濃度としては、20g/
l乃至900g/lの範囲が望まれるところであり、2
0g/l未満では被膜効果に乏ぼしく、又900g/l
を越えると水溶液の粘度を増して著しく作業性を低下せ
しめ、同時に不経済となす理由によるものである。
【0012】以上の通り、本発明は、前記の重合被覆構
造を要旨とするため、亜鉛−ニッケル合金からなる鍍金
層(2) に、硫化ニッケル中に金属亜鉛が共析した黒色ニ
ッケルの電鍍層(3) を被着重合して優れた密着性を発揮
し、更に上層の黒色ニッケル電鍍層(3) によって250
℃以下の加温雰囲気状態下での耐熱性を、又下層の亜鉛
−ニッケル合金からなる鍍金層(2) によって耐熱性と同
時に耐食性をそれぞれ発揮せしめる結果となり、更に黒
色ニッケルの電鍍層(3) の被着重合に際しての前記電鍍
浴のpH値の範囲で処理するため、その中間での前処理
が至極簡単で、従って生産性を向上して廉価に形成する
ことは勿論のこと、特に黒色ニッケルの電鍍層(3) の表
面(3')に前記一連の処理を施すことに関連したクロム酸
被膜(4)によって白錆の発生を抑制し、亜鉛とクロム酸
との反応によって生ずるクロム化合物により、存在する
ピンホールを封孔するとともに、表面に不働態被膜を形
成して安定化させる作用を発揮して一層耐食性を向上さ
せ、同時にクロム酸被膜(4) での変色、消失或いは剥離
等をも軽減、防止する結果となるのである。 実施例1 ・鉄鋼材…材質STPG38、外径10.0m/m、肉
厚0.7m/m、長さ500m/mの管材を常法により
脱脂、脱錆の前処理を行う。
【0013】・亜鉛−ニッケル合金鍍金処理…塩化亜鉛
45g/l、塩化ニッケル75g/l、塩化アンモニウ
ム250g/l、硼酸20g/lの組成からなるpH
5.8の鍍金浴を使用し、前記管材を陰極とし、一方ニ
ッケル板を陽極として浴温38℃で陰極電流密度2A/
dmで10分間通電した後、水洗を行い、層厚5μか
らなる亜鉛−ニッケル合金の鍍金層を得た。
【0014】・中間での前処理…10%の硫酸水溶液に
5秒間浸漬した後、水洗を行う。
【0015】・黒色ニッケル電鍍処理…硫酸ニッケル7
5g/l、硫酸亜鉛38g/l、硫酸ニッケルアンモニ
ウム45g/l、チオシアン化カリウム15g/lの組
成からなるpH5.6の電鍍浴を使用し、前記亜鉛−ニ
ッケル合金の鍍金層を有した管材を陰極とし、一方ニッ
ケル板を陽極として浴温50℃、陰極電流密度1A/d
で5分間通電した後、水洗を行った結果、前記鍍金
層上に層厚4μからなる黒色ニッケルの電鍍層を被着重
合して得た。
【0016】・クロム酸処理…無水クロム酸750g/
lの水溶液に前記被着重合した管材を30秒間浸漬し、
水洗した後、50℃で乾燥し、これら一連の処理により
クロム酸被膜を形成した。 実施例2 ・鉄鋼材…実施例1に同じ。
【0017】・亜鉛−ニッケル合金鍍金処理…塩化亜鉛
60g/l、塩化ニッケル85g/l、塩化アンモニウ
ム200g/l、アンモニア水50ml/l、硼酸20
g/lの組成からなるpH6.5の鍍金浴を使用し、前
記管材を陰極とし、一方ニッケル板を陽極として浴温4
0℃で陰極電流密度2.5A/dmで8分間通電した
結果層厚5μからなる亜鉛−ニッケル合金の鍍金層を得
た。
【0018】・中間での前処理…実施例1に同じ。
【0019】・黒色ニッケル電鍍処理…実施例1に同
じ。
【0020】・クロム酸処理…無水クロム酸50g/l
の水溶液に前記被着重合した管材を40秒間浸漬し、水
洗した後、120℃で炉中乾燥し、これら一連の処理を
2回行ってクロム酸被膜を形成した。 実施例3 鉄鋼材、亜鉛−ニッケル合金鍍金処理、中間での前処理
及び黒色ニッケル電鍍処理は、いずれも実施例1に同
じ。
【0021】・クロム酸処理…無水クロム酸500g/
lの水溶液に前記被着重合した管材を30秒間浸漬し、
90℃で乾燥した後、260℃で5分間加熱し、これら
一連の処理によりクロム酸被膜を形成した。 実施例4 鉄鋼材、亜鉛−ニッケル合金鍍金処理、中間での前処理
及び黒色ニッケル電鍍処理は、いずれも実施例1に同
じ。
【0022】・クロム酸処理…無水クロム酸250g/
lの水溶液に前記被着重合した管材を25秒間浸漬し、
常温で乾燥した後、230℃で5分間加熱し、これら一
連の処理を2回行ってクロム酸被膜を形成した。 実施例5 鉄鋼材、亜鉛−ニッケル合金鍍金処理、中間での前処理
及び黒色ニッケル電鍍処理は、いずれも実施例1に同
じ。
【0023】・クロム酸処理…無水クロム酸750g/
lの水溶液に前記被着重合した管材を30秒間浸漬し、
水洗した後、60℃で乾燥し、更に再度無水クロム酸2
50g/lの水溶液に30秒間浸漬し、60℃で乾燥し
た後、250℃で3分間加熱してクロム酸被膜を形成し
た。 比較例 実施例1と同じ鉄鋼材を用いて酸化亜鉛30g/l、青
化ソーダ50g/l、苛性ソーダ60g/lの組成から
なる鍍金浴を使用し、前記管材を陰極とし、一方亜鉛板
を陽極として常温下で陰極電流密度3A/dmで15
分間通電した後、水洗を行って層厚9μからなる亜鉛の
鍍金層を得た後に、黒色クロメート浴に常温下で20秒
間浸漬し、その後水洗、乾燥して黒色クロメート被膜を
得た。
【0024】尚前記本発明品(実施例1乃至5)と従来
品(比較例)との耐熱・耐食性試験に係る比較特性結果
については、下記の表1及び表2に記載するところであ
る。
【0025】・耐熱性試験結果 加温雰囲気200℃で24時間連続一定加熱した後、大
気中に放冷して大気温度まで温度降下し、その後再び2
50℃の昇温雰囲気で24時間連続一定加熱してそれぞ
れの外観状態を目視により観察した結果を表1に示す。
【0026】
【表1】 ・耐食性試験結果 前記耐熱性試験の200℃、24時間経過後の試料につ
いて、JISZ−2371による塩水噴霧試験法の規定
によって行った結果を表2に示す。
【0027】
【表2】 尚表2中Wは白錆斑点、Rは赤錆斑点、WWは流状白
錆、RRは流状赤錆をそれぞれ示し、又前記発生物に付
された数字は、記録時での発生個数の平均値と発生部の
表面積%をそれぞれ示すと共に、Rが発生していれば、
W、WWの発生に拘らずRのみを、又RRが発生してい
ればRの発生に拘らずRRのみを記録した。
【0028】
【発明の効果】前記したように本発明による耐熱・耐食
性重合被覆鋼材は、前記相互の亜鉛−ニッケル合金の鍍
金層(2) と黒色ニッケルの電鍍層(3) とをもって、それ
ぞれに前記加温雰囲気状態下での耐熱性と耐食性とを同
時に満足することができ、且つこれら相互の被着重合面
での密着性を著しく良好とし、更に前記黒色ニッケル電
鍍層(3) の表面(3')に一連の処理を施すことに関連して
成るクロム酸被膜(4) によって白錆発生を抑制し、亜鉛
とクロム酸との反応によって生ずるクロム化合物により
存在するピンホールでの封孔を促進すると共に、表面に
不働態被膜を形成して安定化するこれら相乗効果によっ
て耐食性を一層向上させることとなり、同時にクロム酸
被膜自体での変色、消失或いは剥離等をも軽減、防止す
ることができ、更に重合被覆処理に際して、前記電鍍浴
のpH値の使用範囲に関連した中間での前処理の簡素化
により、生産性を向上して比較的廉価とすることがで
き、更に第2層として施した黒色ニッケル電鍍層によっ
て鋼材表面の重合被覆が黒色を呈するため放熱性も改善
される等、多くの特徴を有する極めて有用な耐熱・耐食
性重合被覆鋼材である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る耐熱・耐食性重合被覆
を板材に施した要部の一部切欠による拡大断面図であ
る。
【図2】同じく管材に施した要部の一部切欠による拡大
断面図である。
【符号の説明】
1 鉄鋼材 1′ 表面 2 亜鉛−ニッケル合金の鍍金層 2′ 表面 3 黒色ニッケルの電鍍層 3′ 表面 4 クロム酸被膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼材(1) の表面(1')に、亜鉛−ニッケ
    ル合金からなる鍍金層(2) を下層とし、該鍍金層の表面
    (2')に黒色ニッケルの電鍍層(3) を上層として被着重合
    し、更に黒色ニッケルの電鍍層(3) の表面(3')にクロム
    酸被膜(4) を有して成ることを特徴とする耐熱・耐食性
    重合被覆鋼材。
JP4184418A 1992-06-18 1992-06-18 耐熱・耐食性重合被覆鋼材 Expired - Lifetime JPH0718020B2 (ja)

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JP4585108B2 (ja) * 2000-11-29 2010-11-24 日本精線株式会社 被覆ステンレス鋼線とその製造方法
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JPS5638495A (en) * 1979-09-04 1981-04-13 Kobe Steel Ltd Surface-treated steel material with high corrosion resistance
JPS586995A (ja) * 1981-07-03 1983-01-14 Kawasaki Steel Corp 加工後の密着性の優れた亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板

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