JPS581076A - Ｌｎｇ又はｌｐｇタンク用高ニッケル―鉄合金鋼板の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高ニッケルー鉄合金鋼の耐食性向上のために、
高ニッケルー鉄合金鋼の表面にニッケルメッキ及びクロ
メート処理を施すととを特徴とする表面処理方法に関す
るものである。

ＬＮＧタンク、ＬＰＧ　タンクの材料としては。

これまではステンレス鋼板或いはアルミニウム鋼板が主
として用いられており、両者共に高耐食性素材であり１
発錆に関しては特に問題はなかったが、夕／りの使用方
法からして温度の昇降サイクルは免かれず、材料の膨張
双縮の繰返しによって疲労し、長期耐久性の点で難点が
あるので材質転換が望まれている。この観点から熱膨張
係数の極めて小さい高ニッケルー鉄合金鋼が極めて優れ
た最適、材料と言える。しかし周知の様に耐食性に乏し
く、普通両盤みの程度しか期待出来ないから施工前、施
工後の発錆が大きな問題となって残されている。

この高ニッケルー鉄合金の錆発生を防止する手段として （１）　　防錆油の塗布 （２）　　防錆用フィルムの貼付 などが考えられる力ζ防錆油を塗布したものは滑り易く
、施工時に危険があり、ｆｉｌ−業性が低下する。

また、後者の防錆用フィルムの貼付については施工後の
剥離作業に長時間と多大な労力とが掛かるのでコスト高
となる。そればがりでなく溶接時にはフィルムを除去し
ておく必要があるなど非常に面倒である。防錆油塗布、
防錆用フィルム貼付の侭で溶接を行なった場合には溶接
部にブローポール、割れなどの火陥を生じ溶接継手強度
の低下を来たす恐れがある。そこで本発明は之等の欠点
を解決し、現在工業的規模の設備で容易にしかも安価に
処理出来て、しかも高ニッケルー鉄合金鋼板特有の特性
を失わず、優れた耐発錆性を付与させる表面処理方法を
提供するものである。

本発明は高ニッケルー鉄合金鋼の上にニッケルとして１
〜１０　’／ｍ　２のニッケルメッキ層及び皮膜中のク
ロ入量として５〜１００　ｍｌＦ／ｍ２のクロメート皮
膜層から成る複層皮膜或いは複合皮膜を形成させること
により高ニッケルー鉄合金鋼に高ニッケルー鉄合金鋼が
本来有している特性を損なわずに溶接可能で且つ高耐食
性を付与することに成功したものである。

本発明においてニッケルメッキに着眼したのは高ニッケ
ルー鉄合金鋼そのものが通常約６６チというニッケル高
含有鋼でありながら湿潤条件下における耐食性が不充分
であることからニッケルとして１〜ＩＣ４／、２のニッ
ケルメッキを施すことにより極表層のみがニッケル層で
覆われ、本来の高ニッケルー鉄合金鋼としての特性を全
く失−わずに高耐食性が付与出来ることを見出したため
である。

本発明者等の研究の結果、高ニッケルー鉄合金に対して
ニッケルメッキが工業的に広く行なわれている他の、金
属メッキ、例えば亜鉛、銅、コバルト。

クロムなどのメッキに比べてメッキ金属の付着力及び耐
食性の点で最も優れていることを見出したものである。

しかし高ニッケルー鉄合金にニッケルメッキを施したの
みではニッケルそのものが比較的活性な性質を有してい
るため、ハロゲンイオンの存在下では耐食性が不充分で
ある。特に成形加工或いは取扱中のひっかき傷或いは摩
耗部分が当然のことながらニッケルメッキ層の欠落など
によって微視的にはニッケルメッキが施されていない高
ニッケルー鉄合金そのものの素地となるので耐食性は期
待出来なくなる。そこで本発明は更にニッケルの極表層
を緻密な酸化ニッケルで不働態化すると同時にセルフヒ
ーリング作用を有するクロメート皮膜を形成させるので
ある。ニッケルメッキ層上にクロメート皮膜を形成させ
ることにより、すり傷などニッケル層が破壊されてもク
ロメート皮膜特有のセルフヒーリング作用によって再び
クロミッククロメートないしはリン酸クロム皮膜を形成
し不働態化するものであり、この効果により高ニッケル
ー鉄合金鋼に高耐食性を付与することに成功したもので
ある。

本発明を構成するニッケルメッキは従来公知のニッケル
メッキ技術で充分対応できるものであり、当然電気メッ
キ、無電解メッキ何れの方法でもよいが１本発明の場合
ニッケルメッキのニッケル量として１〜１０（−の範囲
が最適である。

１ｆ／ｌｎ２未満では均一にニッケルの連続皮膜が形成
されず、スポット的なニッケル析出の形態となり耐食性
、特に次工程のクロメート処理によるクロメート皮膜と
の相乗効果としての耐食性が劣り、好ましくない。１０
ｔ／ｍ２までは充分安定したニッケル層を形成する。し
かるに１０　ｆ／ｎ２を超えても製品の耐食性及び溶接
性がそれ程に向上せず、反って高生産性及び経済的見地
から好ましくなくなる。

次工程のクロメート処理は特に特定するものではガく、
亜鉛、アルミニウムまたはそれらの金属のめつき鋼板に
従来から広く行なわれている反応型クロメート処理であ
れば充分である。即ち、一本釣には六価クロム及び７ツ
化物を含む水溶液であれば充分である。例えば特公昭５
１−４０５３６号。

特公昭５２−１４６９１号％特開昭４９−７４６４０号
、−公昭５５−９９４９号に記載されている処理液組成
物が挙げられる。更には市販処理液の商品名［アロヂ／
す１０００　Ｊ　（日本ペイント社製）、商品名［ジン
クガードナ１００ＯＪ（日本ペイント社製）、商品名［
アロヂン４０７−４７　Ｊ　（日本ペイント社製）も用
い得られる。更に本発明を構成するクロメート皮膜の形
成処理液としては塗布型クロメート処理液をも含むもの
である。

本発明の塗布型クロメート処理液とは最近アルミ板、冷
延板、亜鉛メッキ鋼板を対象としたリン酸塩処理、或い
は反応型クロメート処理に代わる新しい無公害のノーリ
ンスクロメート処理として世界的に普及している所謂塗
り切り方式のクロメ−ト処理剤である。

例えば特開昭５２−６８０３６号に記載の処理液組成物
、市販処理剤の商品名「アコメットＣ」（関西ペイント
社製）、商品名「アロヂンＮＲ−２，ＮＲ−３」（日本
ペイント社製）などで１あって基本的には六価クロム及
び三価クロムを含み、六価クロム即ちＣｒＯｓとして１
０〜２００′ｈ！、三価クロムは全クロム量に対して２
０〜６０重量％含有しているものであり、更にはシリカ
或いは有機物を含有しているものであり、塗布後、板温
として６０〜１２０℃で塗布された処理液膜中の水分が
蒸発固化し、クロム酸系或いはクロム酸−リン酸系皮膜
を形成するものであれば本発明を構成するクロメート処
理液の対象となる。電解クロメートにより形成されたク
ロム金属、クロミッククロメートの皮［でも効果がある
が処理費が高く付くなどのため好ましくない。

本発明のクロメート処理で最も重要なことは、形成され
たクロメート皮膜中のクロム量が５〜１００ｍｒ／Ｉｚ
であることを必要とする点である。

り０ム量として５　ｍｆ／ｎ２未満では耐食性が不充分
であり、クロメート処理による耐食性の向上が左程期特
出来ない。１００　ｍｆ／ｍ　２を超えた場合には耐食
性については問題がないが密着性の低下と同時に皮膜そ
のものがパウダリング現象を呈し、曲げ加工など加工時
にミクロ的に一部欠落を生じ、更に溶接時の通電性が悪
くなる。

ニッケルの高含有鋼に対して同質のニッケル析出を行な
わせることは均一で高ニッケルー鉄合金鋼と極めて良く
密着し、しかもクロメート処理後のクロメート皮膜自体
もニッケルの存在によって水に対して難溶化現象を呈す
るなど優れた表面処理方法である。

本発明は高ニッケルー鉄合金鋼の本来の特性を全く損な
わずに新らたに高耐食性の性能を付与させ　　　　、る
方法であり、従来高ニッケルー鉄合金鋼が耐食性を必要
としない単なる精密機械にしか利用出来なかったのを本
発明の表面処理方法によｔ）　ＬＰＧタンクなど耐食性
を重要視される用途にも使用が可能になった。

本発明の表面処理方法は従来の簡単な工業的規模で実施
しているニッケルメッキ技術とクロメート処踵技術との
特定条件の組合わせで、相乗的に耐食性に優れたものと
なる技術を見出したものであり、従って工業的規模で安
価に簡単に処理出来る方法である。

なお１本発明は９ｔｓニツケル鋼など耐食性の乏しい特
殊鋼に対しても応用が可能である。

以下、実施例によって本発明の詳細な説明する。

板厚０．８ｍＷ＆、幅２２０　ｍ　、長さ３００−ｍの
６６チニツケル一鉄合金鋼を８５℃のオルンケイ酸ソー
ダ５０（ｔを含む処理液中で５　Ａ／ａｍ”で１０秒間
電解脱脂を行なった後、水洗しアルカリ残渣を除去し１
次いで引続き２０℃の５チ塩酸液に２０秒間浸漬し水洗
後、第１表の条件でニッケルメッキを施し水洗乾燥後、
同様に第１表のクロメート処理条件でクロメート処理を
行ない水洗することなく乾燥し、試片を作成した。

なお、比較のため第１表の比較例ＮＯ，１’〜６′に示
した様に表面処理を行なわず或いは一行なって比上記の
手順で作成した試片に対して塩水噴霧試　　　注験を行
ない耐食性を評価した。その結果を第２表に示す。

１）塩水噴霧試験はＪＩＳ　Ｚ　２ｖ７１に準じて２０
０時間の試験を行ない赤錆の発生状態を全′体に対する
赤錆の占有面積比を測定し次表の様に評価した。

平坦部の評価は曲げ加工などの加工が 施されていない試片の平面部の状態を 評価した。

折り曲げ加工部は、曲げ試験を行なっ た試片に塩水噴霧試験を行なって、そ の曲げ部の赤錆の発生状態を評価した。

なお１曲げ内側間隔板２枚（１８０’密着曲げ）で行な
った。

第２表から明らかな様に本発明による表面処理品は極め
て耐食性が優れている。即ち、高ニッケルー鉄合金その
侠（未処理の状態）のものは（比較例１′）、第２表の
特記事項欄に記入した様に２４時間経過時点で既に９０
チ赤錆が発生している。またニッケル析出量０．５ｔ／
ｍ２．クロム量２０　”　／、、’の試片（比較例５′
）の様にニッケルの析出量が不充分の場合も赤錆の発生
が速く２４時間で３０％の赤錆とガる。他方、ニッケル
析出量５　ｔ／、、２．クロム量５ｍｆ／／ｒｎ２の場
合（比較例６′）の様に明らかにクロム量が少ないと耐
食性に乏しい。クロム量が本発明の特許請求範囲を超え
極端に多い場合は、平坦部の耐食性に何等問題はガいが
、加工を受けた場合に比較例４′に示した様に耐食性に
バラツキを生じる。

この様に比較例の６′を除いて本発明実施例１〜７は何
れも安定した優れた性能を示している。

比較例６′は耐食性に優れているが後述する様に溶接性
に問題がある。

一般に薄板の溶接施行では抵抗溶接と’Ｉ’ｌＧ浴接と
が多用されていることから、抵抗シーム溶接とＴＩＧ溶
接とを用いて本発明による実施例１の表面処理材（Ｎｉ
メッキ士ジクロメート処理の溶接性を評価した。なお比
較材として比較例１′の表面処理を施さない６６チニツ
ケル一鉄合金材（以下、非処理材と呼ぶ）、比較例６め
電解クロメート処理材を用い・た。

第　６　表　シーム溶接条件 先ず第６表の条件を用いて実施したシーム溶接部ナゲツ
トは電解クロメート処理材の場合は表面処理被膜の導電
性が乏しいため設定電流値から電流降下を起こし充分な
ナゲツトが形成されていないが、本発明処理材の場合は
電流降下を起こすことなく、非処理材と全く変わらぬ充
分なナゲツトが形成され良好な溶接部が得ら゛れている
。

次に第４表に示したＴＩＧ重ね継手溶接条件を用いて溶
接作業性を評価した結果を第５表に示す。

○：良好　　Δ：やや劣る 電解クロメート処理材は、非処理材に比べ湯流れ性が稍
々劣り、溶融金属の下板への馴染みが悪く溶接作業性が
悪い。それに対して本発明処理材は湯流れ性が良好であ
り、溶融金属の下板への馴染みにも優れ、非処理材と全
く変わらぬ良好な作業性を有している。

’ｆ’ＩＧ突合せ溶接継手の引張試験、シャルピー衝撃
試験を実施した結果を第６表及び第７表に示す。

第　６　表　’Ｉ’ＩＧ突合せ溶接継手（１，５ｍｍ）
引張試験結果（室温） 横側処理材の引張強さを母材（非溶接材）と比べると少
し低いが、非処理材と比べると本発明処理材の引張強さ
のみでなく耐力伸びも共に変わらぬ値を示す。本発明処
理材、非処理材、電解クロメート材は共に伸びが母材（
非溶接材）に比べて低い値を示すのは、溶接継手のビー
ド部で破断するためである。本発明処理材のシャルピー
衝撃値は試験温度２０℃及び−１９６℃共に非処理材及
び母材（非溶接材）と比べても全く劣らぬ値を有し、衝
撃特性も優れている。

以上の様に本発明処理材は非処理材の溶接条件を全く変
えること表く抵抗及び溶融溶接することが可能であり、
しかも非処理材と同等の優れた溶接性を有している。

第１頁の続き ０発　明　者　大崎慶治 新南陽市大字富田４９７６番地日新 製鋼株式会社周南製鋼所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　高ニッケルー鉄合金鋼表面にニッケルとして１〜１
   ０１２にニッケルメッキ族した後、その上にクロムとし
   て５〜１００ｍｒ、Ｇｚのクロメート皮膜を形成させる
   ことを特徴とする高ニッケルー鉄合金鋼の表面処理方法
   。