JPS59226184A - 金属の水素脆性防止方法 - Google Patents
金属の水素脆性防止方法Info
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- JPS59226184A JPS59226184A JP9809783A JP9809783A JPS59226184A JP S59226184 A JPS59226184 A JP S59226184A JP 9809783 A JP9809783 A JP 9809783A JP 9809783 A JP9809783 A JP 9809783A JP S59226184 A JPS59226184 A JP S59226184A
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- JP
- Japan
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- metal
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- surface active
- hydrogen
- bath
- Prior art date
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/04—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors
- C23G1/06—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors
- C23G1/061—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors organic inhibitors nitrogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
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。
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、フッ素系界面活性剤を金属の表面処理浴中に
存在させることにより、金属の水−素脆性を防止する方
法に関する。
存在させることにより、金属の水−素脆性を防止する方
法に関する。
金属が水素を吸収し、金属の強度を著しく低下させる、
いわゆる水素脆性は、金属の酸洗浄、電解酸洗い、ある
いはメッキ工程等において、金属が水素にさらされる際
起こる現象である。
いわゆる水素脆性は、金属の酸洗浄、電解酸洗い、ある
いはメッキ工程等において、金属が水素にさらされる際
起こる現象である。
例えば、熱延鉄鋼材料表面のスケールを除去するピック
リング工程では、短時間で多量に処理する必要から、酸
の濃度や処理温度を高めており、水素脆性が起こ９やす
い状況にある。現在広く行なわれている水素脆性の防止
方法は加熱法である。ビックリングやエツチング等の酸
洗い工程あるいはメッキ工程を経た炭素鋼等においては
、２００℃前後で２〜６時間加熱処理し、水素を除外す
る方法が実施されている。又、アニリンやピリジン等の
窒素化合物あるいはブチルメルカプタン等のイオウ化合
物等が酸洗抑制剤（水素脆性防止剤）として知られてい
るが、必ずしも充分な効果は得られていない。
リング工程では、短時間で多量に処理する必要から、酸
の濃度や処理温度を高めており、水素脆性が起こ９やす
い状況にある。現在広く行なわれている水素脆性の防止
方法は加熱法である。ビックリングやエツチング等の酸
洗い工程あるいはメッキ工程を経た炭素鋼等においては
、２００℃前後で２〜６時間加熱処理し、水素を除外す
る方法が実施されている。又、アニリンやピリジン等の
窒素化合物あるいはブチルメルカプタン等のイオウ化合
物等が酸洗抑制剤（水素脆性防止剤）として知られてい
るが、必ずしも充分な効果は得られていない。
本発明者等は、多大の熱エネルギーと処理時間のロスと
なる加熱方法Ｖこよらなくとも、充分に水素脆性を防止
できる方法を探索したところ、水素脆性防止剤としてフ
ッ素系の界面活性剤が極めて効果的であることを見い出
すことができた。すなわち、本発明は、金属の表面処理
浴中にフッ素系界面活性剤を存在させることを特徴とす
る金属の水素脆性防止方法に関するものである。
なる加熱方法Ｖこよらなくとも、充分に水素脆性を防止
できる方法を探索したところ、水素脆性防止剤としてフ
ッ素系の界面活性剤が極めて効果的であることを見い出
すことができた。すなわち、本発明は、金属の表面処理
浴中にフッ素系界面活性剤を存在させることを特徴とす
る金属の水素脆性防止方法に関するものである。
水素脆性現象の原因については、必ずしも明らかとはな
っていないが、金属の酸洗浄やメッキ工程で、発生する
水素原子は金属の組織内部へ原子状水素として吸収きれ
拡散し、応力の集中している場所に集まる性質があシ、
抗張力の大きな金属の場合に起勺やずいと考えられてい
る。
っていないが、金属の酸洗浄やメッキ工程で、発生する
水素原子は金属の組織内部へ原子状水素として吸収きれ
拡散し、応力の集中している場所に集まる性質があシ、
抗張力の大きな金属の場合に起勺やずいと考えられてい
る。
本発明のフッ素系界面活性剤は主に下記の理由により水
素脆性を防止すると推測される。
素脆性を防止すると推測される。
■ フッ素系界面活性剤は例えば酸洗浄によシスケール
が剥離した金属表面に吸着し、金属がイオン化する際放
出する電子と水素イオンとの接触を防ぐ効果が大きく、
水素脆性破壊の原因となる発生期水素の生成を防止する
。
が剥離した金属表面に吸着し、金属がイオン化する際放
出する電子と水素イオンとの接触を防ぐ効果が大きく、
水素脆性破壊の原因となる発生期水素の生成を防止する
。
■ フッ素界面活性剤、特にカチオン性界面活性剤ある
いは、等を点以下のｐＨにおける両性界面活性剤は、発
生した電子を積極的に取シ込むことができ、従って水素
イオンが発生期水素とな９にくい。
いは、等を点以下のｐＨにおける両性界面活性剤は、発
生した電子を積極的に取シ込むことができ、従って水素
イオンが発生期水素とな９にくい。
これらの理由は、何ら水量ゆ］に適用するフッ素系界面
活性剤の種類を限定するものではないが、少なくとも上
記■又は■の性質が強いフッ素系界面活性剤が好ましく
採用される。
活性剤の種類を限定するものではないが、少なくとも上
記■又は■の性質が強いフッ素系界面活性剤が好ましく
採用される。
例えば、下記一般式（Ｉ）で表わされるカチオン性界面
活性剤が好適である。
活性剤が好適である。
（式中、Ｒｆは炭素数６〜１８個のパーフルオロアルキ
ル基であシ、Ｑは一〇’０Ｎ（Ｒづ−又は−８０，Ｎ（
Ｆｔリ−であり、Ｒ′ｅよ水素原子又は炭素数１〜４個
の低級アルキル基、Ｒは炭素数１〜１０個の二価のアル
キレン基である。Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ’は水素原子、アルキ
ル基、ヒドロキシアルキル基又は、−ＡＣＯＯＭであシ
、Ａは炭素数１〜３個の二価の１ルキレン基、Ｍはナト
リウム、カリウムの如きアルカリ金属又は−ＮＨ４であ
る。Ｘはハロゲン原子、−Ｈ３Ｏ４、−〇 Ｅ、Ｓ ０
４、−ＨｔＰ ０４ 、’−ＣＲ３ＣＯＯ又は−〇Ｈ２
Ｃ’１ＣＯＯである。尚、Ｒは直鎖状でも分岐状でも良
く、さらにＲ２，Ｒ” 、ｗ の−っとＲ１、ＲｆＳＯ
２ＮＨ（ＣＨ２）３ Ｎ（ＣＨ，）、、 −１０ｎｆ
ｃｏＮｎ（ｃＨ２）、Ｎ（ｃＨ，）、−Ｉ 、であり
、その他の好適なカチオン性の例とじてその他、るる種
のアニオン性、両性又はノニオン性フッ素系界面活性剤
においても、水素脆性防止効果が認められる。
ル基であシ、Ｑは一〇’０Ｎ（Ｒづ−又は−８０，Ｎ（
Ｆｔリ−であり、Ｒ′ｅよ水素原子又は炭素数１〜４個
の低級アルキル基、Ｒは炭素数１〜１０個の二価のアル
キレン基である。Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ’は水素原子、アルキ
ル基、ヒドロキシアルキル基又は、−ＡＣＯＯＭであシ
、Ａは炭素数１〜３個の二価の１ルキレン基、Ｍはナト
リウム、カリウムの如きアルカリ金属又は−ＮＨ４であ
る。Ｘはハロゲン原子、−Ｈ３Ｏ４、−〇 Ｅ、Ｓ ０
４、−ＨｔＰ ０４ 、’−ＣＲ３ＣＯＯ又は−〇Ｈ２
Ｃ’１ＣＯＯである。尚、Ｒは直鎖状でも分岐状でも良
く、さらにＲ２，Ｒ” 、ｗ の−っとＲ１、ＲｆＳＯ
２ＮＨ（ＣＨ２）３ Ｎ（ＣＨ，）、、 −１０ｎｆ
ｃｏＮｎ（ｃＨ２）、Ｎ（ｃＨ，）、−Ｉ 、であり
、その他の好適なカチオン性の例とじてその他、るる種
のアニオン性、両性又はノニオン性フッ素系界面活性剤
においても、水素脆性防止効果が認められる。
好適なアニオン性の例としては、下記一般式（６）で表
わされる化合物である。
わされる化合物である。
Ｒｔ＜Ｑ）ｍ＜Ｒ）ｎｃｏｏｙ ・−０１）（式中、
’ Ｒｆ、 Ｑ及びＲは前記一般式（Ｉ）と同じであυ
、ｍは０又は１、ｎは０又は１、Ｍはナトリウム、カリ
ウムの如きアルカリ金属又は−ＮＨ４である。） 具体例としては、 ＲｆＣＯＮＨ（ＣＨ，）３Ｎ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ
Ｎａ 。
’ Ｒｆ、 Ｑ及びＲは前記一般式（Ｉ）と同じであυ
、ｍは０又は１、ｎは０又は１、Ｍはナトリウム、カリ
ウムの如きアルカリ金属又は−ＮＨ４である。） 具体例としては、 ＲｆＣＯＮＨ（ＣＨ，）３Ｎ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ
Ｎａ 。
Ｏ″Ｈ
又、好適な両性化合物の例は、下記一般式（ト）で表わ
される。
される。
（式中、Ｒ’、Ｒ’はアルキル基、ヒドロキシアルキル
基又は−ＡＣＯＯＭであシ、Ｒ５とＲ６は同−又は異な
った基であｐ得る。幅は−Ａｃｏ讃、−ＡＳＯ？の如き
醸イオン性基である。Ｒｆ、 Ｑ、 Ｒ，Ａ及びＭは前
述の通シである。） 具体的に例示すれば、 ■ ＲｆｃｏＮＨ（ａＨ，）、Ｎ（ａＨ，）２・ａＨ，ｃｏ
ｏ、ＲｆＣ’０ＮＨ（ＣＨ２）、、Ｎ（ＣＨ３）２・Ｃ
’Ｈ２ＣＨ２ＣＯＯ、Ｒｆ ＣＯＮＨ（ＣＨｔ ）！Ｉ
Ｎ （ＣＨ２０Ｈ２０Ｈ％・ＣＨ，ＣＨ，ＣｏｏＱ。
基又は−ＡＣＯＯＭであシ、Ｒ５とＲ６は同−又は異な
った基であｐ得る。幅は−Ａｃｏ讃、−ＡＳＯ？の如き
醸イオン性基である。Ｒｆ、 Ｑ、 Ｒ，Ａ及びＭは前
述の通シである。） 具体的に例示すれば、 ■ ＲｆｃｏＮＨ（ａＨ，）、Ｎ（ａＨ，）２・ａＨ，ｃｏ
ｏ、ＲｆＣ’０ＮＨ（ＣＨ２）、、Ｎ（ＣＨ３）２・Ｃ
’Ｈ２ＣＨ２ＣＯＯ、Ｒｆ ＣＯＮＨ（ＣＨｔ ）！Ｉ
Ｎ （ＣＨ２０Ｈ２０Ｈ％・ＣＨ，ＣＨ，ＣｏｏＱ。
ｔｌｆｌ ｅＲｆＣ’０
Ｎ（（２Ｈ，） （Ｃ’Ｈ２）、 Ｎ （０式）、・Ｃ
Ｈ，Ｃｏｏ、Φ ○ｕ
ｆｃｏＮ（ａＨ３）（ａＨ，）３Ｎ （ＣＨ３）、・（
ＣＨｚ ）ｓ Ｓ Ｏｓ 、ｅ
Ｏ ｍｆｃｏＮＨ＜ ＣＨ２，）ｓＮ （ＣＨ８）２− （
Ｃ）（２）、ｓ○８等である。
Ｎ（（２Ｈ，） （Ｃ’Ｈ２）、 Ｎ （０式）、・Ｃ
Ｈ，Ｃｏｏ、Φ ○ｕ
ｆｃｏＮ（ａＨ３）（ａＨ，）３Ｎ （ＣＨ３）、・（
ＣＨｚ ）ｓ Ｓ Ｏｓ 、ｅ
Ｏ ｍｆｃｏＮＨ＜ ＣＨ２，）ｓＮ （ＣＨ８）２− （
Ｃ）（２）、ｓ○８等である。
ｅ Ｏ
その他、ＲｆＣＯＮＨ（ＣＨ２）、０（ＣＨ２）、Ｎ（
ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃｏｏ、化合物をも採用し得る。
ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃｏｏ、化合物をも採用し得る。
ノニオン性化合物の例としては、
一般式ＲｆＯＨ、ＲｆＣＯＮ（Ｃ２Ｈ４０）ｎＨ、Ｒｆ
ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ４０）ｎＨで表わされる化合物をはじ
めとして、具体的には 等を挙けることができる。
ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ４０）ｎＨで表わされる化合物をはじ
めとして、具体的には 等を挙けることができる。
処理浴中のフッ素系界面活性剤の好ましい濃度範囲は、
処理浴の種類すなわち、水素脆性現象の起シやすさに従
い、又は界面活性剤の種類に従い、変動するものである
が、少なくとも１０ ｐｐｍ程夏の微量でも防止効果が
現れる。好ましい効果的な範囲は１００〜５．０００
ｐｐｍであり、これ以上添加することは効果に大きな差
がないはかシでなく、経済的ではない。フッ素系界面活
性剤は、耐糸品性に優れており、例えば強酸中において
も従来以上の水素脆性防止能を発揮できる。金属の表面
処理浴とは、必ずしも水素脆性が起りやすい処理浴を意
味するものではなく、起９やすい処理浴の前工程におい
て、予めフッ素系界面活性剤を存在させて、水素脆性の
起シにくい金属表面としておくことは効果的である。水
素脆性が起りやすい処理浴としては何ら限定されないが
、例えばピックリング、酸浸せき、エツチング、酸洗浄
等の酸洗い浴、メッキ浴特に亜鉛メッキ浴あるいは電解
酸洗い浴が挙げられる。
処理浴の種類すなわち、水素脆性現象の起シやすさに従
い、又は界面活性剤の種類に従い、変動するものである
が、少なくとも１０ ｐｐｍ程夏の微量でも防止効果が
現れる。好ましい効果的な範囲は１００〜５．０００
ｐｐｍであり、これ以上添加することは効果に大きな差
がないはかシでなく、経済的ではない。フッ素系界面活
性剤は、耐糸品性に優れており、例えば強酸中において
も従来以上の水素脆性防止能を発揮できる。金属の表面
処理浴とは、必ずしも水素脆性が起りやすい処理浴を意
味するものではなく、起９やすい処理浴の前工程におい
て、予めフッ素系界面活性剤を存在させて、水素脆性の
起シにくい金属表面としておくことは効果的である。水
素脆性が起りやすい処理浴としては何ら限定されないが
、例えばピックリング、酸浸せき、エツチング、酸洗浄
等の酸洗い浴、メッキ浴特に亜鉛メッキ浴あるいは電解
酸洗い浴が挙げられる。
本発明によシ、水素脆性が防止され得る金属としては、
鉄鋼をはじめ、カドミウム、亜鉛、錫、鉛等がある。
鉄鋼をはじめ、カドミウム、亜鉛、錫、鉛等がある。
以下に、本発明の実施例について避らに説明する。
実施例
１０％ＨＣ１水溶液中に一定量のフッ素系界面活性剤を
添加し４０℃に保つ。この故の中に材質１（ＲＣ−５２
、長さ１０画、幅１副、厚さ０．８ｍの鉄鋼を１０分間
浸漬し酸洗を行った。
添加し４０℃に保つ。この故の中に材質１（ＲＣ−５２
、長さ１０画、幅１副、厚さ０．８ｍの鉄鋼を１０分間
浸漬し酸洗を行った。
このようにして用意したテストピースをテンシロンを用
い０．５ ｗａ ／ ｓｅｃの速度で圧縮した際に発生
した材料の破断距離を測定した。さらに脆化率を下記方
法で計算した。結果を第１表に示す。
い０．５ ｗａ ／ ｓｅｃの速度で圧縮した際に発生
した材料の破断距離を測定した。さらに脆化率を下記方
法で計算した。結果を第１表に示す。
Ａ：テストピースの長さくＷへ）
ｆＮ：素材（無脆性のテストピース）の破断距離（ｒｒ
ｖ’ｍ ） ｆＨ：脆化を起したテストピースの破断距離（ｍｕｍ）
第１表 素材の破断距離は、（ｆＮ） ＝ １２ ｍ１ｍであっ
た。
ｖ’ｍ ） ｆＨ：脆化を起したテストピースの破断距離（ｍｕｍ）
第１表 素材の破断距離は、（ｆＮ） ＝ １２ ｍ１ｍであっ
た。
次にＣ，Ｆ、７ＣＯ１ｉＨ（Ｃ斗）３Ｎ（ＣＨ３）３Ｉ
の添加量を変えて脆化率を測定した。結果を第２表
に示す。
の添加量を変えて脆化率を測定した。結果を第２表
に示す。
第 ２ 衣
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ 金属の表面処理浴中にフッ素系界面活性剤を存在さ
せることを特徴とする金属の水素脆性防止方法。 Ｚ 金属の表面処理浴が、金属の酸洗浴、メッキ浴ある
いはエツチング浴である特許請求の範囲第１項記載の水
素脆性防止方法。 １ フッ素系界面活性剤がカチオン性である特許請求の
範囲第１項記載の水素脆性防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809783A JPS59226184A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 金属の水素脆性防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809783A JPS59226184A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 金属の水素脆性防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226184A true JPS59226184A (ja) | 1984-12-19 |
Family
ID=14210833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9809783A Pending JPS59226184A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 金属の水素脆性防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226184A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0517954A2 (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-16 | Witco Corporation | Polyamide salts |
| CN112174859A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-05 | 南京同宁新材料研究院有限公司 | 一种全氟丁基磺酰基（3-二甲氨丙基）胺的n-氧化物、其制备方法和应用 |
| CN113740142A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种镀锌板基体氢含量的获取方法 |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP9809783A patent/JPS59226184A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0517954A2 (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-16 | Witco Corporation | Polyamide salts |
| CN113740142A (zh) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种镀锌板基体氢含量的获取方法 |
| CN112174859A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-05 | 南京同宁新材料研究院有限公司 | 一种全氟丁基磺酰基（3-二甲氨丙基）胺的n-氧化物、其制备方法和应用 |
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