JPH10280163A - ステンレス鋼の表面不動態化処理方法 - Google Patents
ステンレス鋼の表面不動態化処理方法Info
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- JPH10280163A JPH10280163A JP9116697A JP9116697A JPH10280163A JP H10280163 A JPH10280163 A JP H10280163A JP 9116697 A JP9116697 A JP 9116697A JP 9116697 A JP9116697 A JP 9116697A JP H10280163 A JPH10280163 A JP H10280163A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硝弗酸や硝酸と同等以上にステンレス鋼の不
動態皮膜を強化できる中性〜弱酸性液を用いた不動態化
処理方法を提供する。 【解決手段】 中性塩電解質濃度が０．１％以上５％以
下で、過酸化水素濃度が０．１％以上１％以下含有する
溶液を液膜状態に塗布し水洗することを特徴とするステ
ンレス鋼の不動態化処理方法。 【効果】 硝弗酸や硝酸を用いた従来法と同等以上に不
動態皮膜を強化でき、また過酸化水素は、不動態化処理
過程あるいは触媒添加により水と酸素に化学変化するこ
とから、溶液の後処理が従来の硝弗酸、硝酸等強酸の不
動態化処理液に比較し簡略化できる。ステンレス鋼帯製
造工程および屋外のステンレス鋼製装置組立設置現場に
おいても本発明を広く適用することができる。
動態皮膜を強化できる中性〜弱酸性液を用いた不動態化
処理方法を提供する。 【解決手段】 中性塩電解質濃度が０．１％以上５％以
下で、過酸化水素濃度が０．１％以上１％以下含有する
溶液を液膜状態に塗布し水洗することを特徴とするステ
ンレス鋼の不動態化処理方法。 【効果】 硝弗酸や硝酸を用いた従来法と同等以上に不
動態皮膜を強化でき、また過酸化水素は、不動態化処理
過程あるいは触媒添加により水と酸素に化学変化するこ
とから、溶液の後処理が従来の硝弗酸、硝酸等強酸の不
動態化処理液に比較し簡略化できる。ステンレス鋼帯製
造工程および屋外のステンレス鋼製装置組立設置現場に
おいても本発明を広く適用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気、淡水、化学
プラント環境など・塩化物環境でステンレス鋼を使用す
る場合の、不動態皮膜を強化し耐食性を向上させる不動
態化処理方法に関するものである。
プラント環境など・塩化物環境でステンレス鋼を使用す
る場合の、不動態皮膜を強化し耐食性を向上させる不動
態化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼の不動態化処理方法は、大
きく分けて以下の３方法がある。 （ｌ）硝酸その他強力な酸化剤を含む溶液に浸漬する方
法。 （２）酸素または、清浄な空気中における低温加熱によ
る方法。 （３）酸化剤を含む溶液中における陽極分極による方
法。
きく分けて以下の３方法がある。 （ｌ）硝酸その他強力な酸化剤を含む溶液に浸漬する方
法。 （２）酸素または、清浄な空気中における低温加熱によ
る方法。 （３）酸化剤を含む溶液中における陽極分極による方
法。
【０００３】このうち、（１）による方法が一般的で、
硝弗酸（約１％ＨＦ、３０％ＨＮ０3 、残りＨ2 Ｏ）１
０〜３０％の硝酸、などの酸化性の強い酸液中で浸漬あ
るいは電解処理されている（ステンレス鋼便覧，１９７
３年８月３０日，日刊工業新聞社発行，ｐ．８４６）。
あるいは、特開昭５２−１０６３３３号公報に硝酸を５
〜４０％、塩酸を０．５〜２．０％を含み、残りが水お
よびインヒビタ０．１ｇ〜１０ｇ／ｌからなる５０〜７
０℃の液に３０〜９０秒ステンレス鋼を浸漬することを
特徴とするステンレス鋼表面の不動態化処理方法が開示
されている。
硝弗酸（約１％ＨＦ、３０％ＨＮ０3 、残りＨ2 Ｏ）１
０〜３０％の硝酸、などの酸化性の強い酸液中で浸漬あ
るいは電解処理されている（ステンレス鋼便覧，１９７
３年８月３０日，日刊工業新聞社発行，ｐ．８４６）。
あるいは、特開昭５２−１０６３３３号公報に硝酸を５
〜４０％、塩酸を０．５〜２．０％を含み、残りが水お
よびインヒビタ０．１ｇ〜１０ｇ／ｌからなる５０〜７
０℃の液に３０〜９０秒ステンレス鋼を浸漬することを
特徴とするステンレス鋼表面の不動態化処理方法が開示
されている。
【０００４】ステンレス鋼表面の不動態皮膜は、その構
造はまだ完全には明確になっていない。本質的にはＣｒ
2 Ｏ3 ・ｎＨ2 Ｏで表されるような、厚さが１０〜３０
Åの酸化膜で、ガラスのような固体の非晶質であり、均
一で薄い化学的に安定な膜になっていると考えられてい
る。硝弗酸や硝酸中での不動態化処理は、不動態皮膜中
のＣｒ元素の濃縮により、安定な不動態皮膜を形成させ
ると考えられている（ステンレス鋼便覧‐第３版‐，１
９９５年１月２４日，日刊工業新聞社発行，ｐ．４２
７）。
造はまだ完全には明確になっていない。本質的にはＣｒ
2 Ｏ3 ・ｎＨ2 Ｏで表されるような、厚さが１０〜３０
Åの酸化膜で、ガラスのような固体の非晶質であり、均
一で薄い化学的に安定な膜になっていると考えられてい
る。硝弗酸や硝酸中での不動態化処理は、不動態皮膜中
のＣｒ元素の濃縮により、安定な不動態皮膜を形成させ
ると考えられている（ステンレス鋼便覧‐第３版‐，１
９９５年１月２４日，日刊工業新聞社発行，ｐ．４２
７）。
【０００５】これらの不動態化処理のうち、弗化水素酸
（ＥＦ）は労働安全衛生法施行令特定化学物質等第２類
物質に指定されていること、および、硝酸との混合物に
おいては窒素酸化物が発生するため、これを用いない工
程の開発が望まれていた。
（ＥＦ）は労働安全衛生法施行令特定化学物質等第２類
物質に指定されていること、および、硝酸との混合物に
おいては窒素酸化物が発生するため、これを用いない工
程の開発が望まれていた。
【０００６】また、不動態皮膜の形成には、硝酸などの
強い酸化性酸が有効であるが、不動態化処理後の廃酸の
中和処理など廃棄のための処理工程が必要である。電解
する場合は、電解設備が必要であり、製造コストの上昇
に繋がる。
強い酸化性酸が有効であるが、不動態化処理後の廃酸の
中和処理など廃棄のための処理工程が必要である。電解
する場合は、電解設備が必要であり、製造コストの上昇
に繋がる。
【０００７】組立製造現場において、溶接スケール除
去、グラィンダ手入れの後に不動態処理を施す場合があ
る。このような屋外の製造現場では、特に廃酸の処理工
程を簡略化できる不動態化処理方法が望まれている。
去、グラィンダ手入れの後に不動態処理を施す場合があ
る。このような屋外の製造現場では、特に廃酸の処理工
程を簡略化できる不動態化処理方法が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来技術による不動態
化処理は、弗酸、硝酸あるいは塩酸のごとき強酸を用い
ており、そこで本発明はこれらの有害物質や強酸の使用
を極力抑えることを課題とし、中性〜弱酸性でも可能な
不動態化処理方法を提供することを目的とする。
化処理は、弗酸、硝酸あるいは塩酸のごとき強酸を用い
ており、そこで本発明はこれらの有害物質や強酸の使用
を極力抑えることを課題とし、中性〜弱酸性でも可能な
不動態化処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以上の課題に対し、以下
の本発明によって解決を図る。 （１）中性塩電解質濃度が０．ｌ％以上５％以下で、過
酸化水素濃度が０．１％以上１％以下含有する溶液を液
膜状態に塗布し水洗することを特徴とするステンレス鋼
の不動態化処理方法。 （２）ステンレス鋼板の最終雰囲気焼鈍あるいは最終焼
鈍酸洗後に（１）の溶液を噴霧あるいは浸漬乾燥を繰り
返した後、水洗、乾燥することを特徴とするステンレス
鋼板の不動態化処理方法。
の本発明によって解決を図る。 （１）中性塩電解質濃度が０．ｌ％以上５％以下で、過
酸化水素濃度が０．１％以上１％以下含有する溶液を液
膜状態に塗布し水洗することを特徴とするステンレス鋼
の不動態化処理方法。 （２）ステンレス鋼板の最終雰囲気焼鈍あるいは最終焼
鈍酸洗後に（１）の溶液を噴霧あるいは浸漬乾燥を繰り
返した後、水洗、乾燥することを特徴とするステンレス
鋼板の不動態化処理方法。
【００１０】この不動態化処理法を発明したのは、以下
の現象を把握したことによる。すなわち、発銹のスクリ
ーニング試験として０．５％ＮａＣｌ水溶液に０．５％
Ｈ2Ｏ2 を加えた溶液を３５℃で２４時間以上連続噴霧
した結果、全く発銹しないステンレス鋼製品板があるこ
とが判明した。その理由は、過酸化水素の酸化作用が不
動態皮膜を強化し、その不動態皮膜はＣｌ- によっても
容易に破壊されないためであると考えた。
の現象を把握したことによる。すなわち、発銹のスクリ
ーニング試験として０．５％ＮａＣｌ水溶液に０．５％
Ｈ2Ｏ2 を加えた溶液を３５℃で２４時間以上連続噴霧
した結果、全く発銹しないステンレス鋼製品板があるこ
とが判明した。その理由は、過酸化水素の酸化作用が不
動態皮膜を強化し、その不動態皮膜はＣｌ- によっても
容易に破壊されないためであると考えた。
【００１１】そこで、０．５％ＮａＣｌ水溶液に０．５
％Ｈ2 Ｏ2 を加えた３５℃溶液中で、２０分間乾湿繰り
返しを施した１７％Ｃｒ−０．５％Ｍｏを基本成分とす
るフェライト系ステンレス鋼について、３０℃、３．５
％ＮａＣｌ溶液中で孔食発生電位を測定した結果、硫酸
塩中での電解酸洗仕上げ材に比較し平均２００mV孔食電
位が上回っていた。硝弗酸および硝酸浸漬による不動態
化処理においては５０〜４００mV上昇した。また人工海
水噴霧−乾燥−湿潤を繰り返す複合サイクル腐食試験
（３サイクル）においても、本不動態化処理材はステン
レス協会レイティングナソバーで１〜２ランク高く発銹
は少なかった。したがって、硝弗酸や硝酸等の強酸を用
いなくても同等以上の不動態化処理ができることが判明
した。
％Ｈ2 Ｏ2 を加えた３５℃溶液中で、２０分間乾湿繰り
返しを施した１７％Ｃｒ−０．５％Ｍｏを基本成分とす
るフェライト系ステンレス鋼について、３０℃、３．５
％ＮａＣｌ溶液中で孔食発生電位を測定した結果、硫酸
塩中での電解酸洗仕上げ材に比較し平均２００mV孔食電
位が上回っていた。硝弗酸および硝酸浸漬による不動態
化処理においては５０〜４００mV上昇した。また人工海
水噴霧−乾燥−湿潤を繰り返す複合サイクル腐食試験
（３サイクル）においても、本不動態化処理材はステン
レス協会レイティングナソバーで１〜２ランク高く発銹
は少なかった。したがって、硝弗酸や硝酸等の強酸を用
いなくても同等以上の不動態化処理ができることが判明
した。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、中性塩電解質濃度を０．１
％以上５％以下に規定し、過酸化水素濃度が０．１％以
上１％以下と規定し、液膜状態に塗布し水洗することを
規定した理由を説明する。中性塩電解質濃度が０．１％
以上５％以下である理由を以下に説明する。表面を均一
に不動態化させるためには、表面電位を均一に上昇させ
る必要があり、これにはある程度の電気伝導度が必要で
ある。電解質濃度０．１％未満の場合、試料表面電位の
不均一分布が測定されたため、０．ｌ％以上とした。硫
酸塩や硝酸塩の場合上限はとくに規定する必要はない
が、塩化物イオン（Ｃｌ- ）を含む場合は、多すぎると
短時間で孔食が発生するため５％を上限とした。
％以上５％以下に規定し、過酸化水素濃度が０．１％以
上１％以下と規定し、液膜状態に塗布し水洗することを
規定した理由を説明する。中性塩電解質濃度が０．１％
以上５％以下である理由を以下に説明する。表面を均一
に不動態化させるためには、表面電位を均一に上昇させ
る必要があり、これにはある程度の電気伝導度が必要で
ある。電解質濃度０．１％未満の場合、試料表面電位の
不均一分布が測定されたため、０．ｌ％以上とした。硫
酸塩や硝酸塩の場合上限はとくに規定する必要はない
が、塩化物イオン（Ｃｌ- ）を含む場合は、多すぎると
短時間で孔食が発生するため５％を上限とした。
【００１３】発銹起点としては不動態皮膜の欠陥となる
酸化物（ＣａＯなど）や硫化物（ＭｎＳなど）といった
鋼中介在物がある。発銹起点の減殺のため、硝弗酸、硝
酸、硫酸などを用いた酸洗による塩基性介在物の溶解
が、不動態化処理の前に行われれば、不動態化処理効果
は一層増す。
酸化物（ＣａＯなど）や硫化物（ＭｎＳなど）といった
鋼中介在物がある。発銹起点の減殺のため、硝弗酸、硝
酸、硫酸などを用いた酸洗による塩基性介在物の溶解
が、不動態化処理の前に行われれば、不動態化処理効果
は一層増す。
【００１４】過酸化水素濃度が０．１％以上ｌ％以下で
ある理由は、０．ｌ％以上で酸化剤としての効果が現
れ、１％を超えると酸化作用が強過ぎ、表面に腐食が発
生しやすくなるため、上限を１％とした。
ある理由は、０．ｌ％以上で酸化剤としての効果が現
れ、１％を超えると酸化作用が強過ぎ、表面に腐食が発
生しやすくなるため、上限を１％とした。
【００１５】液膜状態に塗布する理由としては、不動態
皮膜（酸化皮膜）を緻密化するために、酸素の拡散層を
簿くし、大気中からの酸素の供給量を増やすためであ
る。塗布に引き続き水洗する理由は、Ｃｌ- 等不動態化
処理後に不動態皮膜を破壊する有害なイオンを残留させ
ないためである。
皮膜（酸化皮膜）を緻密化するために、酸素の拡散層を
簿くし、大気中からの酸素の供給量を増やすためであ
る。塗布に引き続き水洗する理由は、Ｃｌ- 等不動態化
処理後に不動態皮膜を破壊する有害なイオンを残留させ
ないためである。
【００１６】温度に関しては、特に規定しないが、３０
〜５０℃の低温でも効果は現れる。処理時間は、温度に
依存する。温度が３０〜５０℃であれば１０分以上が望
ましい。
〜５０℃の低温でも効果は現れる。処理時間は、温度に
依存する。温度が３０〜５０℃であれば１０分以上が望
ましい。
【００１７】水溶液を液膜状態に塗布する方法として
は、刷毛等を使って塗る、噴霧器を使って噴霧する、浸
漬しながら大気中暴露を繰り返す（乾湿繰り返し）等何
れでも良い。
は、刷毛等を使って塗る、噴霧器を使って噴霧する、浸
漬しながら大気中暴露を繰り返す（乾湿繰り返し）等何
れでも良い。
【００１８】またステンレス鋼帯に不動態化処理する場
合は、通常のステンレス鋼帯製造ラインにおいて、最終
雰囲気焼鈍工程あるいは最終焼鈍酸洗工程後に中性塩電
解質濃度が０．１％以上５％以下で、過酸化水素濃度が
０．１％以上１％以下含有する溶液を、連続噴霧あるい
は浸漬乾燥を繰り返した後、水洗、乾燥することによっ
て、不動態化処理したステンレス鋼帯を得ることができ
る。
合は、通常のステンレス鋼帯製造ラインにおいて、最終
雰囲気焼鈍工程あるいは最終焼鈍酸洗工程後に中性塩電
解質濃度が０．１％以上５％以下で、過酸化水素濃度が
０．１％以上１％以下含有する溶液を、連続噴霧あるい
は浸漬乾燥を繰り返した後、水洗、乾燥することによっ
て、不動態化処理したステンレス鋼帯を得ることができ
る。
【００１９】過酸化水素は、ステンレス鋼板に触れた直
後、あるいは粉状白金、パラジウム、二酸化マンガン等
の触媒添加によって、 ２Ｈ2 Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 の化学反応式によって分解するため、中和処理を省略す
ることができる。
後、あるいは粉状白金、パラジウム、二酸化マンガン等
の触媒添加によって、 ２Ｈ2 Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 の化学反応式によって分解するため、中和処理を省略す
ることができる。
【００２０】
［実施例１］表１に、本発明による、不動態化処理を施
したステンレス鋼板の３．５％ＮａＣｌ中での孔食発生
電位と、不動態化処理を施さないステンレス鋼板の孔食
発生電位を比較して示すが、不動態化処理したステンレ
ス鋼板が平均で２００mV〜３００mV上回っており、本発
明の不動態化処理方法で耐孔食性が向上することは明ら
かである。また、硝弗酸や硝酸を使った不動態化処理後
の孔食発生電位は、不動態化処理を施さないステンレス
鋼板の孔食発生電位を５０mV〜４００mV上回っており、
本発明法と殆ど変わらない。
したステンレス鋼板の３．５％ＮａＣｌ中での孔食発生
電位と、不動態化処理を施さないステンレス鋼板の孔食
発生電位を比較して示すが、不動態化処理したステンレ
ス鋼板が平均で２００mV〜３００mV上回っており、本発
明の不動態化処理方法で耐孔食性が向上することは明ら
かである。また、硝弗酸や硝酸を使った不動態化処理後
の孔食発生電位は、不動態化処理を施さないステンレス
鋼板の孔食発生電位を５０mV〜４００mV上回っており、
本発明法と殆ど変わらない。
【００２１】
【表１】
【００２２】［実施例２］表２に、本発明による、不動
態化処理を施したステンレス鋼帯の３．５％ＮａＣｌ中
での孔食発生電位と、不動態化処理を施さない電解酸洗
仕上げステンレス鋼板の人工海水噴霧（３５℃，４時
間）−乾燥（６０℃，２時間）−湿潤（９５％ＲＨ，５
０℃，２時間）を繰り返す複合サイクル腐食試験（３サ
イクル）を施した場合を比較して示すが、不動態化処理
したステンレス鋼板がステンレス協会レイティングナン
バーで１〜２ランク高く、本発明の不動態化処理方法で
耐銹性が向上することは明らかである。
態化処理を施したステンレス鋼帯の３．５％ＮａＣｌ中
での孔食発生電位と、不動態化処理を施さない電解酸洗
仕上げステンレス鋼板の人工海水噴霧（３５℃，４時
間）−乾燥（６０℃，２時間）−湿潤（９５％ＲＨ，５
０℃，２時間）を繰り返す複合サイクル腐食試験（３サ
イクル）を施した場合を比較して示すが、不動態化処理
したステンレス鋼板がステンレス協会レイティングナン
バーで１〜２ランク高く、本発明の不動態化処理方法で
耐銹性が向上することは明らかである。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明の不動態化処理方法は、硝弗酸や
硝酸を用いた従来法と同等以上に不動態皮膜を強化で
き、また過酸化水素は、処理過程あるいは触媒添加によ
り水と酸素に化学変化することから、溶液の後処理が従
来の硝弗酸、硝酸等強酸の不動態化処理液に比較し簡略
化できる。ステンレス鋼帯製造工程および屋外のステン
レス鋼製装置組立設置現場においても本発明を広く適用
することができる。
硝酸を用いた従来法と同等以上に不動態皮膜を強化で
き、また過酸化水素は、処理過程あるいは触媒添加によ
り水と酸素に化学変化することから、溶液の後処理が従
来の硝弗酸、硝酸等強酸の不動態化処理液に比較し簡略
化できる。ステンレス鋼帯製造工程および屋外のステン
レス鋼製装置組立設置現場においても本発明を広く適用
することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成９年６月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (2)
- 【請求項１】 中性塩電解質濃度が０．１％以上５％以
下で、過酸化水素濃度が０．１％以上１％以下含有する
溶液を液膜状態に塗布し水洗することを特徴とするステ
ンレス鋼の不動態化処理方法。 - 【請求項２】 ステンレス鋼帯の最終雰囲気焼鈍あるい
は最終焼鈍酸洗後に、請求項１の溶液を噴霧あるいは浸
漬乾燥を繰り返した後、水洗、乾燥することを特徴とす
るステンレス鋼帯の不動態化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09116697A JP3895824B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | ステンレス鋼の表面不動態化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09116697A JP3895824B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | ステンレス鋼の表面不動態化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280163A true JPH10280163A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3895824B2 JP3895824B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=14018902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09116697A Expired - Lifetime JP3895824B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | ステンレス鋼の表面不動態化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3895824B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100358942B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2002-12-18 | 주식회사 포스코 | 내황산부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 표면처리방법 |
| US6952064B2 (en) | 2001-07-11 | 2005-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor |
| JP2010280947A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Kurimoto Ltd | ステンレス鋼部材の防食方法 |
| CN103276426A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-09-04 | 东南大学 | 一种耐蚀抗菌氧化膜不锈钢的制造方法 |
| CN105499287A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-20 | 何百寅 | 去除热轧镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法 |
| JP2017142098A (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子炉構造部材の製造方法、防食方法および原子炉構造部材 |
| CN110055378A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-26 | 张家港艺新金属材料有限公司 | 锯条的回火工艺 |
| DE102019135003A1 (de) | 2018-12-18 | 2020-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuerungssystem für verbrennungsmotor |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP09116697A patent/JP3895824B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN110055378B (zh) * | 2019-05-17 | 2023-04-21 | 东台艺新金属材料有限公司 | 锯条的回火工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3895824B2 (ja) | 2007-03-22 |
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