JPS5847477B2 - ステンレス鋼の表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステンレス鋼を陰極として電気化学的処理を
おこない、その表面に耐食性の皮膜を形成するステンレ
ス鋼の表面処理方法の改良に関する。

従来この種の表面処理方法には、クロムメッキ法がある
。

このクロムメッキ法は電気メッキ法の一種で、ステンレ
ス鋼表面に金属クロムを電析させることにより、純クロ
ムの表面皮膜を形成するものである。

この表面皮膜は、耐食性を有するとともに光沢も優れて
いる利点を有しており、安価であるが、耐食性の十分で
ないステンレス鋼例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０など
の処理に利用されている。

しかしこのクロムメッキ法は、処理液として硫酸と高濃
度のクロム酸との混液を使用しており、このため廃液処
理においてこの中に含まれる多量のクロム酸の処理が大
変であり、廃液処理コストが高くなるとともに、公害上
の問題が大きい。

またクロムメッキ法では、数アンペア／ｄｍ２以上の大
きな電流が必要であり、しかも処理時間が長く、このた
め消費電力が多く、処理コストが高くなる欠点がある。

このようなことからクロムメッキ法に代わる方法として
ステンレス鋼を陰極として電気化学的処理をおこない、
その表面に耐食性皮膜を形成する方法が提案されている
。

例えばクロム酸、重クロム酸等とリン酸等との混液を処
理液としてステンレス鋼の電気化学的処理をおこなう方
法が提案されている。

この方法によれば、処理液のクロム酸濃度が少なく、廃
液処理が容易であるとともに、通電時間、電流密度が小
さくともクロムメッキ法と同等の耐食性を有している利
点がある。

しかし、この方法では、自動車用ステンレス鋼において
、必要な耐亜硫酸性が悪いとともにステンレス鋼表面の
光沢は悪く、クロムメッキ法のものに比して商品価値が
低下してしまう欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは処理液を改良することにより、耐亜硫酸
性を高め、更に光沢も優れたステンレス鋼の表面処理方
法を得んとするものである。

以下本発明につき詳細に説明する。

本発明は光輝焼なまし皮膜（以下ＢＡ皮膜と略称する）
又は化学的処理等で得られる不働態皮膜を有するステン
レス鋼を以下に示す処理液中で、電気密度５Ａ／ｄｉ以
下、液温１０〜９０′Ｇの処理条件下で陰極処理する方
法である。

ここでこの方法は、ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０，ＢＵＳ
４３４ ，ＳＵＳ ３０４等各種ステンレス鋼に適用
できるが、とくに安価であるが耐食性のひくいＳＵＳ４
３０，４２０等の耐食性を高める処理として好適である
。

まず本発明では、ステンレス鋼の表面に予じめＢＡ皮膜
又は不働態皮膜を形成しておく必要がある。

ＢＡ皮膜及び不働態皮膜はいずれも表面を不活性とする
皮膜の一種であり、ＢＡ皮膜は光輝焼なまし（ブライト
アニーリング）を行なうことにより得られるＣ ｒ ２
０ ３又はＦｅＣｒ２０４を主戒分とする厚み数百λ
程度の耐食性皮膜である。

なおこのＢＡ皮膜は、不働態皮膜とは異なるものである
。

又不働態皮膜は大気中に放置あるいは硝酸２０％（容量
）を含む水溶液に、常温で３０分間、もしくは６５゜Ｃ
で１０分間くらい浸漬をおこなうことにより得られる。

本発明において予じめＢＡ皮膜、不働態皮膜を形或する
のは、この皮膜を形成しておかないと後におこなう陰極
処理をおこなっても耐食性の向上という本願の効果を発
輝できないためである。

このことは後述する実験（実施例１に記載）により認め
られたもので、理論的解明は十分になされていない。

次に本発明においては、皮膜を形成したステンレス鋼を
リン酸、モリブデン酸塩を含む処理液中で陰極処理又は
浸漬処理する。

この処理液中のリン酸はステンレス鋼の表面に耐食性の
皮膜を形成するために必要な戒分である。

ここでリン酸を０．１重量φ以上としたのは、これ未満
では防食効果が得られず又５０重量饅以下としたのは、
これを越えるとステンレス鋼表面の光沢が消失し又廃液
損失が太きいためである。

またモリブデン酸塩はステンレス鋼の表面の耐食性皮膜
の耐亜硫酸性を高めるとともに光沢を良好に維持する成
分で、例えばモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸
ナトリウム等がある。

ここでモリブデン酸塩の範囲を限定した理由は、０．１
重量φ未満ではこの効果が発揮されず又１０．０重量係
を越えると表面光沢が得られないためである。

この処理液中で陰極処理するための処理条件は、電流密
度５Ｍｍ”以下、液温１０〜９０℃である。

電流密度を５Ａ／ｄｉ以下としたのは、５ Ａ／ ｄ
ｒｒｉ’以上では光沢表面が得られないとともに経済的
に不利であるためである。

また液温を１０〜９００Ｃとしたのは、１０°Ｃ未満で
は処理時間がかかるとともに処理液の温度保持が難かし
く、又９０℃を越えると処理液が劣化するためである。

本発明では処理液の温度が高くなれば処理時間の短縮、
消費電力の減少を図ることができ、とくに７０〜９０℃
では電流密度Ｏ（電流を流さずに単に浸漬するだけ）と
してもその表面に耐食性の皮膜を形成することができる
。

ここでの処理時間は、液温か高温で電流密度が太きけれ
ば短時間でよく、又その逆であれば長時間必要であるが
、本発明に係る処理液、処理条件では通常１０秒〜１０
分の処理時間で耐食性の皮膜を形成することができる。

しかして本発明によれば、ステンレス鋼の表面に加工後
においても劣化せず又耐亜硫酸性が優れた耐食性の皮膜
を形成し、しかもその皮膜が光沢を維持しており、この
ため耐食性の十分でないステンレス鋼の耐食性を高め、
しかもその商品価値を高いものとすることができる。

このことは以下の実施例により認められた。

実施例 １ ステンレス鋼素材としてＪＩＳ規格のＳＵＳ ４ ３
０ ，ＳＵＳ４３４ ，ＳＵＳ４２０Ｊ２を光輝焼鈍し
てＢＡ皮膜を形成したもの及びＳＵＳ ３ ０ ４をヘ
ヤーライン処理したもの（不働態皮膜が形威されている
）を用いた。

又処理液としてリン酸９３７重量φ、モリブデン酸ナト
ＩＪウム１．３４重量咎を含むものを用いた。

この処理液中で上記ステンレス鋼を電流密度１．ＯＡ／
ｄｍ”、液温２０℃、処理時間３分で陰極処理した（５
処理１）。

またこのステンレス鋼を電流密度１．ＯＡ／ａｍ、液温
５０℃、処理時間３０秒で陰極処理した（処理２）。

このように表面処理したステンレス鋼を第１表に示す試
験方法で耐食性試験をおこない、その試験結果を第２表
に示す。

更に本発明方法と比較するためにＢＡ皮膜付きのステン
レス鋼素材についても耐食性試験をおこない、その結果
を第２表に併記する。

またＢＡ皮膜及び不働態皮膜のいずれも付けていないス
テンレス鋼素材について上記実施例と同条件で陰極処理
をおこなった。

その耐食性試験結果を第２表に併記する。

また上記実施例において、処理液としてリン酸は含有す
るがモリブデン酸塩は含有しないものを用いて同様の表
面処理をおこない、この処理で得られたステンレス鋼の
耐食性試験結果を第２表に併記する。

実施例 ２ 次に上記実施例１で得られたステンレス鋼（ＳＵＳ４３
０）表面の光沢を、ＢＡ皮膜を形成したステンレス鋼素
材の光沢と比較して光沢の有無を判定した。

その結果を第３表に示す。またこれと比較するためにリ
ン酸、モリブデン酸塩がいずれも本発明の範囲から外れ
ているもの又は電流密度が本発明の範囲から外れている
ものについて同様に光沢の有無を判定した。

その結果を第３表に併記する。

これら実施例から明らかなように、本発明によれば耐食
性とくに耐亜硫酸性が優れるとともに光沢も良好に維持
でき、自動車用ステンレス鋼の表面処理としてきわめて
有効である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光輝焼なまし皮膜又は不働態皮膜を有するステンレ
   ス鋼をリン酸０．１〜５０重量係、モリブデン酸塩０．
   １〜１０．０重量φを含む処理液に浸漬し、この処理液
   中で電流密度５Ａ／ｄ７７＋″以下、液温１０〜９０℃
   の処理条件下で陰極処理することを特徴とするステンレ
   ス鋼の表面処理方法。