JPH10121298A - ステンレス鋼着色皮膜の除去方法 - Google Patents

ステンレス鋼着色皮膜の除去方法

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JPH10121298A
JPH10121298A JP8276525A JP27652596A JPH10121298A JP H10121298 A JPH10121298 A JP H10121298A JP 8276525 A JP8276525 A JP 8276525A JP 27652596 A JP27652596 A JP 27652596A JP H10121298 A JPH10121298 A JP H10121298A
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JP
Japan
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stainless steel
film
colored film
less
colored
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JP8276525A
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English (en)
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Yutaka Tadokoro
裕 田所
Akihiko Takahashi
明彦 高橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F5/00Electrolytic stripping of metallic layers or coatings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面損傷の少ないステンレス鋼着色皮膜の除
去方法を提供する。 【解決手段】 水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウ
ムあるいはこれらの混合物の濃度が0.5wt%以上飽和
濃度以下の水溶液中で電解条件が50C/dm2以上か
つ電流密度が10A/dm2 以上1000A/dm2
下で、アノード溶解し、次いでカソード還元する。カソ
ード還元に小麦粉添加溶液(溶液1リットル当たり、小
麦粉1g以上50g以下含有)を用いれば皮膜除去効率
がさらに上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、着色皮膜処理をしたス
テンレス鋼板の着色皮膜を、素地損傷を少なく除去する
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】湿式酸化法(化学着色)あるいは高温酸
化法によって付与された、ステンレス鋼の着色表面皮膜
の除去方法については、硫酸、硝酸、塩酸、弗酸あるい
はこれらの適当な組成の混合物中での浸漬、スプレーに
よる酸洗、あるいは脱スケールの高速化のため酸や中性
塩中での電解のみが行われてきており(たとえば特開昭
63−45480号公報)、アルカリ中での着色皮膜の
高速電解除去方法あるいは電解脱スケール方法について
は、見あたらない。
【0003】これまでの脱スケール法は一般にステンレ
ス鋼に対する腐食性が強く、高速で溶解させようとする
と製品板の表面を荒らすため、表面損傷を抑制しながら
着色皮膜を除去するのが困難であった。また、腐食性の
強い酸を使用するため、処理設備の損耗程度が大きく、
設備の維持管理に大きなコストを要することや酸液処理
などが問題となっていた。
【0004】また、アルカリ中での電解処理について
は、電解着色と電解洗浄がある。電解着色については、
特開昭55−2737号公報に、水酸化ナトリウムを基
材とした溶液中で、ステンレス鋼を陽極として、電解を
行い、酸化皮膜を付与することを特徴とするステンレス
鋼の着色法が開示されている。また、特開平1−205
095号公報に、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウ
ムの少なくとも一方を含む水溶液中で、電流密度が0.
1〜5A/dm2 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行程を含む、ステンレスの電解発
色法が開示されている。
【0005】また、特開昭53−112235号公報
に、苛性アルカリ、塩素酸塩の他に銅塩、鉄塩および硝
酸塩を含む水溶液中にステンレス鋼を浸漬し、80〜1
50℃で処理することを特徴とするステンレス鋼の着色
方法が開示されている。いずれの方法も、皮膜の除去方
法ではない。
【0006】また、電解洗浄については、苛性アルカリ
や珪酸アルカリ塩などの強アルカリ脱脂剤によるケン
化、浸透、乳化分散作用と、水の電気分解発生ガスによ
る攪拌作用との相乗効果を利用しており、なかでもPR
電解洗浄(periodic reversalcleaning )は、対象物の
極性を交互にカソード、アノードと反転させて発生ガス
による物理的清浄効果に加え、荷電した物質の除去を促
し、スマットの付着を防止することができるため、鋼板
の製造加工ラインで広く用いられている。その洗浄条件
は、組成:水酸化ナトリウム50〜60%、炭酸ナトリ
ウム30〜40%、トリポリリン酸ナトリウム5〜10
%、界面活性剤微量、の混合物濃度80〜100g/
l、浴温40〜80℃、電圧3〜6V、電流密度5〜1
0A/dm2 などである。この方法では、ステンレス鋼
の表面皮膜あるいは素地の溶解はほとんど行われないた
め、着色皮膜は除去できない。
【0007】特開平8−92799号公報にPH6〜1
0の弱酸性あるいは弱アルカリ性電解質溶液であって、
溶存する酸素を不活性ガスまたは水素ガスで置換したこ
とを特徴とする電解研磨用電解液が開示されている。し
かし、PH14以上の強アルカリ中での電解脱スケール
方法ではない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような技術の現状
にかんがみて、本発明は、酸あるいは中性塩溶液中での
電解に代わる、害の少ない液を用いて、ステンレス鋼の
表面損傷を少なく、酸化物で構成される着色皮膜を迅速
に除去する方法を提供することを主たる目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の要旨とするところは、次の通りである。 (1)電解によるステンレス鋼の着色表面皮膜の除去方
法において、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム
あるいはこれらの混合物の濃度が0.5wt%以上飽和濃
度以下の水溶液中で、浴温が30℃以上100℃未満
で、電解条件が50C/dm2 以上かつ電流密度が10
A/dm2 以上1000A/dm2 以下で、アノード溶
解し、次いでカソード還元することを特徴とする表面損
傷を少なくしたステンレス鋼着色皮膜の除去方法。
【0010】(2)少なくともカソード還元時に用いる
上記水溶液に、さらに水溶液1リットルあたり小麦粉1
g以上50g以下を添加することを特徴とする(1)記
載の表面損傷を少なくしたステンレス鋼着色皮膜の除去
方法。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明者らは、ステンレス鋼の着
色皮膜の効率的な除去方法を鋭意検討している過程で、
水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムあるいはこれ
らの混合物の、いわゆるアルカリ水溶液中での電解が、
反応制御のし易さ表面の低損傷化酸による腐食、
汚染の除去の点で優れていることを見出した。
【0012】アルカリ水溶液中でアノード(陽極)電解
すると、着色皮膜下の鋼板から鉄やクロムなどの金属イ
オンが溶け出すとともに、着色皮膜が除去される。着色
皮膜が除去された表面には新たに着色酸化皮膜が形成さ
れる。この皮膜は薄く、次のカソード(陰極)電解で容
易に除去される。しかし、カソード電解においては、液
中の鉄イオンなど陽イオンの電析でスマットが形成さ
れ、洗浄むらになることがある。その場合、小麦粉添加
により、この酸化物を表面に残りにくくし、洗浄むらを
なくした清浄な表面を得ることができる。
【0013】この小麦粉添加効果の機構は明瞭ではない
が、一つの考え方として、表面に拡散抵抗となる小麦粉
による粘性層が形成されることによって、表面のカソー
ド還元反応が均一化されるためではないかとおもわれ
る。
【0014】以下、アルカリ水溶液濃度を0.5%以
上、飽和濃度以下に規定し、温度、電解条件を規定し、
溶液1リットルあたり、小麦粉1g以上50g以下と規
定した理由を説明する。水酸化ナトリウムおよび水酸化
カリウムの濃度を0.5%未満にすると電解の効果が乏
しく金属イオンが溶け出しにくくなるので好ましくな
い。また、飽和濃度を超えても効果は同じであるたあ、
飽和濃度以下とした。
【0015】溶液温度は、30℃以上100℃以下が望
ましい。すなわち30℃未満であると電解の効果が乏し
く金属イオンが溶け出しにくくなるので好ましくない。
100℃を超えると特別な耐熱設備が必要となるため、
コストアップに繋がり好ましくない。
【0016】電流密度は、除去する皮膜の厚さ、皮膜の
構成元素、構造、ステンレス鋼の種類によって異なる
が、16%Crフェライト系ステンレス鋼に付与した高
温酸化皮膜(300℃〜950℃で空気中加熱)の図1
および図2より、アノード電解およびカソード電解とも
50C/dm2 の電解量は必要であり、短時間で完了す
るためには図3より10A/dm2 以上1000A/d
2 以下の電流密度が望ましい。すなわち、10A/d
2 未満だと金属溶解速度がゼロあるいは非常に小さく
時間がかかりすぎ、1000A/dm2 を超えると金属
イオンの溶解に対する気体の発生量が多くなるため、効
率が悪くなるからである。
【0017】また、小麦粉添加量は溶液1リットルあた
り1g以上50g以下が望ましい。その理由は、小麦粉
添加1g未満ではその添加効果が表れてこないことと、
50gを超えて添加すると溶液の粘性が上昇しすぎ溶液
の循環阻害や局部的温度上昇が発生し、皮膜除去効果が
低下するからである。
【0018】
【実施例】
[実施例1]表1に、80℃、硫酸(500g/l)+
クロム酸(250g/l)水溶液に15分浸漬すること
によるいわゆるInco法着色処理した17%Cr−
1.2%Moフェライト系ステンレス鋼に、本発明によ
る着色皮膜除去を施した例を示す。本発明の方法で着色
皮膜除去が短時間で効率良く行われることが明らかであ
る。
【0019】
【表1】
【0020】[実施例2]表2に、108℃、硫酸(6
00g/l)+重クロム酸カリウム(80g/l)水溶
液に30分浸漬することによる、太陽熱選択吸収黒色皮
膜処理した17%Cr−1.2%Moフェライト系ステ
ンレス鋼に、本発明による着色皮膜除去を施した例を示
す。本発明の方法で着色皮膜除去が短時間で効率良く行
われることが明らかである。
【0021】
【表2】
【0022】[実施例3]表3に、400℃、加熱炉中
で30分間高温酸化着色処理した18%Cr−8%Ni
オーステナイト系ステンレス鋼に、本発明による着色皮
膜除去を施した例を示す。本発明の方法で着色皮膜除去
が短時間で効率良ぐ行われることが明らかである。
【0023】
【表3】
【0024】[実施例4]表4に、900℃、加熱炉中
で15分間高温酸化着色処理した18%Cr−8%Ni
オーステナイト系ステンレス鋼に本発明による着色皮膜
除去を施した例を示す。本発明の方法で表面損傷が少な
く着色皮膜除去が行われることが明らかである。
【0025】
【表4】
【0026】[実施例5]表5に、900℃、加熱炉中
で5分間高温酸化着色処理した17%Cr−1.2%M
oフェライト系ステンレス鋼に本発明による着色皮膜除
去を施した例を示す。本発明の方法で表面損傷が少なく
着色皮膜除去が行われることが明らかである。
【0027】
【表5】
【0028】[実施例6]表6に、850℃、加熱炉中
で5分間高温酸化着色処理した16%Crフェライト系
ステンレス鋼に本発明による着色皮膜除去を施した例を
示す。本発明の方法で表面損傷が少なく着色皮膜除去が
行われることが明らかである。
【0029】
【表6】
【0030】[実施例7]表7に、850℃、加熱炉中
で5分間高温酸化着色処理した11%Crフェライト系
ステンレス鋼に本発明による着色皮膜除去を施した例を
示す。本発明の方法で表面損傷が少なく着色皮膜除去が
行われることが明らかである。
【0031】
【表7】
【0032】[実施例8]表8に、ティグ溶接によっ
て、約1200℃から400℃まで高温に曝され、酸化
皮膜が溶着金属部および熱影響部に形成された17%C
r−1.2%Moフェライト系ステンレス鋼に、本発明
による着色皮膜除去を施した例を示す。本発明の方法で
着色皮膜除去が短時間で効率良く行われることが明らか
である。
【0033】
【表8】
【0034】
【発明の効果】本発明の着色皮膜除去方法は、害が少な
く、表面損傷が少なく、迅速に完了できる点において従
来の着色皮膜除去方法より優れている。工業的に大量に
ステンレス鋼の着色皮膜を除去するのに画期的な方法で
ある。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】厚さを基準とした酸化物着色皮膜除去に要する
アノード電解量を示す図である。
【0037】
【図2】酸化物着色皮膜除去に要するアノード電解量お
よびカソード電解量を示す図である。
【0038】
【図3】酸化物着色皮膜除去のアノード電流密度依存性
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解によるステンレス鋼の着色表面皮膜
    の除去方法において、水酸化ナトリウムあるいは水酸化
    カリウムあるいはこれらの混合物の濃度が0.5wt%以
    上飽和濃度以下の水溶液中で、浴温が30℃以上100
    ℃未満で、電解条件が50C/dm2 以上かつ電流密度
    が10A/dm2 以上1000A/dm2 以下で、アノ
    ード溶解し、次いでカソード還元することを特徴とする
    表面損傷を少なくしたステンレス鋼着色皮膜の除去方
    法。
  2. 【請求項2】 少なくともカソード還元時に用いる水溶
    液に、さらに水溶液1リットルあたり小麦粉1g以上5
    0g以下を添加することを特徴とする請求項1記載の表
    面損傷を少なくしたステンレス鋼着色皮膜の除去方法。
JP8276525A 1996-10-18 1996-10-18 ステンレス鋼着色皮膜の除去方法 Withdrawn JPH10121298A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001046496A1 (en) * 1999-12-22 2001-06-28 Kolene Corporation Alkaline composition, apparatus and method for conditioning scale on a metal surface by spraying
US6776359B2 (en) 2001-11-06 2004-08-17 Kolene Corporation Spray nozzle configuration

Cited By (4)

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WO2001046496A1 (en) * 1999-12-22 2001-06-28 Kolene Corporation Alkaline composition, apparatus and method for conditioning scale on a metal surface by spraying
US6450183B1 (en) 1999-12-22 2002-09-17 Kolene Corporation Composition, apparatus, and method of conditioning scale on a metal surface
US6851434B2 (en) 1999-12-22 2005-02-08 John M. Cole Composition, apparatus, and method of conditioning scale on a metal surface
US6776359B2 (en) 2001-11-06 2004-08-17 Kolene Corporation Spray nozzle configuration

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Effective date: 20040106