JPS6167773A - 金属表面処理法 - Google Patents

金属表面処理法

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JPS6167773A
JPS6167773A JP59188784A JP18878484A JPS6167773A JP S6167773 A JPS6167773 A JP S6167773A JP 59188784 A JP59188784 A JP 59188784A JP 18878484 A JP18878484 A JP 18878484A JP S6167773 A JPS6167773 A JP S6167773A
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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】 皮成分1 本発明は鉄または鉄合金の防食表面処理法に関する。詳
しくは鉄または鉄合金表面に亜鉛または亜鉛合金被覆を
形成した後に非水系クロメート処理剤によって処理する
ことからなる金属表面の防食処理法に関する。
4胛り五」 鋼材の表面の防食のために卯鉛を溶融めっきまたは電気
めっきすることはよく知られている。比較的最近、本願
出願人の一人によって、欽または鉄合金を核とし、この
核の周囲に鉄亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を
被着してなる独立1゜た被着粒子の集合体からなるブラ
スト材ネ゛1(以下鉄−亜鉛ブラスト材料という)を、
鉄または鉄合金の表面に投射することからなる鉄または
鉄合金表面の亜鉛被覆法が開発された(特開昭56−4
5372)。この方法を本明細書ではブラフI・亜鉛被
覆法とよぶ。
この方法は、設備費が低度で、エネルキー消費が少なく
、環境汚染要事が少ない、画期的な方法であるが、この
方法によって形成された亜鉛被覆は耐食性において充分
でなく、1. OOmg/dm2のイ」着早では、塩水
噴霧試験において24時間内に赤錆が発生する。これは
この方法によって形成された亜鉛被膜が鉄−亜鉛合金で
あることと多孔性であること等によると考えられる。
従ってブラスト亜鉛被覆法法だけでは十分な防食効果は
得られず、これに組み合せて何等かの処理を行なわねば
ならない。
比較的簡便な方法はクロメート処理であり、これには焼
付型クロメート処理、水系クロメート処理、非水系クロ
メート処理が知られている。
焼料型クロメート処理は、水溶性クロム酸化合物と還元
剤と水の混合物であって、被処理物の表面に塗布した後
、焼付加熱すると、水溶性クロム醇化合物が還元されて
、水不溶性のクロメート被膜を生成するものである。こ
の処理剤としては、メンウォルト社の「ハイナック」、
ダイヤモンドシャJつロック社の「ダクロメッ)100
Jなどが知られている。焼料型クロメート処理における
被膜形成は還元剤の存在下に加熱されてクロム酸が還元
されることであるから、素地がブラスト亜鉛被覆法によ
って形成されたような鉄−亜鉛合金であっても、支障な
く還元は達成される。しかしながら、これらは水系の処
理剤であるため、非処理物に塗布した後に余滴除去の工
程が必要であり、さらに乾燥を兼ねた焼付工程が必要で
、そのために設備費、設置面積、工程数および熱エネル
ギー消費等が大となり、処理費用が方高くなるという欠
点があった。
水系クロメート処理は亜鉛めっき鋼材の表面を水溶性ク
ロム酸化合物と強酸と水の混合物で処理することであり
、古くから一般的によく知られている処理技術で、「め
っき技術便覧」 (日刊下業格 新聞社用)当の数置に開示されている。水系クロメート
処理は純亜鉛に対しては有効であるが、鉄−亜鉛系素材
に対しては生成被膜のばらつきが大で純亜鉛の場合のよ
うに効果が大きくない。水系クロメート処理は水と水可
溶性クロム酸化合物と硫酸のような強酸の程合物であり
、被膜表面の亜鉛が強酸と反応して発生期の水素を生じ
、これがクロム酸を還元してクロメート被膜を表面に沈
着させるもので、反応は亜鉛めっき表面の界面で起るた
め、厚い被膜を形成することが困難である。
また 水系クロメート処理は多量のクロム酸を含有する
刊本を発生し、その対策のために多大な設備費と管理費
を必要とする。折角の乾式ブラスト亜鉛被覆法と組み合
すにふされしくない。
非水系クロメート処理は、クロム酸化合物と有機溶剤(
主としてハロゲン化炭化水素溶剤)と可溶化剤としての
アルコール類を主成分とし、所望により安定剤や反応促
進剤を含む組成物によってクロメート被膜を形成するも
のであり、特公昭4゜−5288(デュポン)、特公昭
42−33E13  (デュポン)、特開昭58−82
970 (徳山曹達)、特開昭55−97478  (
日本ペイント)、特開昭56−139879  CG本
ペイント)等に開示されている。比較的最近、本出願人
の一人はフッ素化塩素化炭素水素を溶剤として使用する
極めて安定な非水系クロメート処理剤を開発した(特願
昭59−      )。
本願発明においては、いずれの非水系クロメート処理剤
も使用できるが、フッ素化塩素化炭化水素溶剤を使用す
るのが有利である。
本発明者らはブラスト亜鉛被覆法と組み合せて優れた防
食効果を発揮する処理法を種々検討した結果、非水系ク
ロメート処理との組み合せが最も優れた防食効果を発揮
することを発見し本発明を完成した。
λ吋宴鳳誠 即ち、本発明によれば、鉄または鉄合金を核とし、この
核の周囲に鉄亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を
被着してなる独立した被着粒子の集合体からなるブラス
ト材料を鉄または鉄合金の表面に投射することによって
鉄または鉄合金表面に亜鉛被覆被膜を形成し、このよう
に形成された表面に非水系クロメート処理を施すことか
らなる鉄または鉄合金の表面処理法が提供される。
本発明の方法では、ブラスト亜鉛被覆法の利点をそこな
うことなく、その弱点であった耐食効果を補うことがで
きる。
光準5n+iL創左11 ブラスト亜鉛被覆法については前記公開特許公報に詳細
に記載されているから、ここで詳細に述□べない。
本発明の非水系クロメート処理に使用される有機溶剤は
炭素原子@!1〜2の塩素および/またはフ、2素を含
むハロゲン化炭化水素で、メチレンクロリド、り0ロホ
ルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、トリクロロエチ
レン、ペルクロロエチレン、トリクロロトリフルオロエ
タン、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロテトラ
フルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、およ
びこれらの混合物等が好適に使用しうる。溶剤の選択に
当って考慮すべき事項は、他の配合成分と均一な溶液を
形成すること、クロメート反応が有意な速度で進行する
温度で液状であること等である。
本発明方法で使用されるクロム酸は無水クロム酸または
三酸化クロムと呼ばれるもので、化学式〇r03に相当
するものである。該無水クロム酸はハロゲン化炭化水素
溶剤100重量部(以下Qjに部と記す)に対し、0.
01〜10部、好ましくは0.1〜5部の濃度で使用さ
れる。無水クロム酸の量が0.01部より少ないと、ク
ロメート反応の速度が遅くなり、10部より多いと、浴
中のハロゲン化炭化水素溶剤や可溶化剤の分解が著しく
なり、正常な被膜の形成が行なわれず、耐食性が低下す
る傾向を生ずる。
本発明方法で使用される可溶化剤は前記ハロゲン化炭化
水素溶剤に可溶で3〜20個の炭素原子を有する第2級
または第3級アルコールである。
一般に第2級プロパツール、第3級ブタノール、第3級
アミルアルコール、トリフェニルカルビノール等が好適
に使用されるが、本発明の処理液の成分を均一に溶解し
、長時間の使用においても安定で安価であること等から
、第3級ブタノール(以下t−ブタノールと記す)が最
も好ましい。可溶化剤はハロゲン化炭化水素溶剤100
部に対して、少なくとも1部以上必要であり、20部も
しくはそれ以上の量であってもよい。可溶化剤の量は多
い程無水クロム酸の溶解量が増大する。可溶化剤が18
′Rより少ないと、可溶化力が不足し、成分の均一な溶
解が困難となり、20部もしくはそれ以上の量での使用
は可能であるが、使用条件によっては引火性を生じるこ
とがあり、その点を上限とするのが好ましい。
本発明方法で用いられる安定化剤はアミン類、キノン類
、ニトロ、アゾあるいはアゾキシ芳香族化合物、チオ尿
素、ジエン類、有機亜硝酸塩、フッ化亜鉛、酸化亜鉛、
等多くの既知化合物であるが、塩素化フッ素化炭化水素
溶剤の場合は安定化剤を用いなくてもよく、この点で有
利である。これらの化合物の例としては、N−ニトロジ
フェニルアミン、アゾキシベンゼン、ヒドロキノン、ジ
イソブチルアミン、ペンタジェン、亜硝酸アミル等、多
くの化合物がある。これらは単独または2種以上組み合
せて使用することができ1.その量はハロゲン化炭化水
素溶剤100部に対して0゜001〜5部が好ましい。
この範囲外の量の使用は、効果がほとんど期待できない
かまたは有効性の限度を越えて無駄になる。
本発明方法で用いられる反応促進剤はフッ化水素、有機
酸または水、等であり、これらの化合物を単独または2
種以七混合して用いてもよく、状況によっては全く用い
なくてもよい。有機酸は炭素原子数1〜20個の有機酸
で前記各成分の混合物中に溶解するものであればよい。
一般式、R−(COOH)>において、Rは直鎖または
枝分れ、環状のいずれの構造を持つものでもよく、さら
には、置換基を有するものでもよい。またnは1〜3の
ものが好適である。これらの有機酸の例としては次のよ
うなものが挙げられる。ギ酸、酢酸、乳酸、ステアリン
酸、シュウ酸、フマル酸、リンゴ酸。これらの反応促進
剤は、ハロゲン化炭化水素溶剤100部に対して、o、
oot部以上の量で使用し、フッ化水素および有機酸の
場合は0.12部以下の量で使用することが好ましく、
水の場合は均一に溶解した系を維持できる範囲で使用す
ることが好ましい。これらの範囲を下回ると、その効果
が期待できず、上回ると被処理物や装置に対する腐食作
用が顕著になったり均−系を維持できなくなったりする
欠陥を生ずる。
本発明方法に使用するクロメート処理液は実質的に非水
系で、ハロゲン化炭化水素溶剤は脱脂洗浄の任務を果し
、処理液を不燃性にし、可溶化剤は全成分を均一に溶解
させる。処理液は全ての成分か均一に溶解していること
が必須で、均一でない場合には被膜が不均一に形成され
、耐食性が低下する。
本発明の方法では処理液を、5°Cないし沸点までの任
意の温度に保持し、非処理金属を1秒間ないし60分間
、好ましくは30秒間ないし5分間接触させた後、該金
属表面を乾燥させる。処理液は、温度が5℃より低い場
合は、実質的にクロメ−1−処理反応は進行せず、接触
時間が1秒より短い場合は、実質的に有効な被膜が得ら
れず、60分より長い場合は、被膜が不均一になる場合
があり、生産性の観点よりも実用的でない。被処理金属
は予め脱脂清浄化されたものであることが好ましいが、
特に過大でない早−の油分は処理液によっl てクロメート処理中に脱脂される。
クロメート処理後に、被処理物をさらに加熱したり、紫
外線を照射するなどの後処理を施して耐食性能の向1−
を計ることもできる。
以上述べたように、本発明方法は全工程が実質的に非水
処理であるから、排水処理対策が不要で安価で優れた耐
食性被膜を形成することができる。
本発明の金属表面防食処理法で得た製品(I)をホット
ディップ亜鉛めっき製品(TI)  とホットディップ
亜鉛めっきしてさらに非水系クロメート処理を施した製
品(III)と比較すると、防食性では(III)が最
も優れ、(I)がこれに続き、t4r)が1番劣る。し
かし価格の面では、(III)は(1)の3倍程する。
普通の用途において(TI)は防食性不十分であるが、
(III)は過剰品質である。
発 の具体J雪 以下本発明を実施例および比較例によって、さらに詳細
に例示するが、これによって本発明が限定されるもので
はない。
試験片はMIOX40mmの六角軟鋼ボルトで、これを
トリクロルエタンで蒸気脱脂した後、前記の鉄−1lj
鉛ブラスト材ネ゛]を30分間投射し、表面にl OO
mg/ dm2の]」付?1で鉄−亜鉛合金被膜を生成
させ、これに非水系クロメート処理を施す。
処理済み試片各5個を次の耐食性試験に供した。
(1)塩水噴霧試験 J I 5−Z−237117)試験法ニヨリ、下記ノ
基準によって判7評価した。
5点  赤錆の発生なし 4点  10個以内のピンホール状赤錆発生3点  I
飄錆がひろがり若干錆汁流れ始める2点  錆汁の流れ
が著しい 1点  前面赤錆でおおわれる (2)キャステスト JIS−D−0201−1971の試験法による。ただ
し噴霧液のpT(を3.5とした。
発錆の判定基準は1−記と同じ。
(3)屋外散水試験 大陽光のあたるアスファルト舗装面にスプリンクラ−を
置き、その周囲に外周1.4m以内に試験片を同心円状
にならべ、水道水を0.3〜0.4m”/hrの袖で連
続的に散布した。
(4)サイクルテスト J I 5−Z−2371に規定される連続塩水噴霧試
験を4時間、60℃における乾燥を2時間、50°C1
90%以上の湿潤試験を2時間行なうことを1サイクル
として、これをくりかえした。
実施例1 1・リクロロエチレンlOO部に、無水クロム酸0.5
部、フッ化亜鉛0.01部およびt−ブタノール10部
を均一に溶解した処理液を調製し、これに前記鉄−亜塩
合金をブラストしたボルトを原流温度で1分間浸漬し、
蒸気洗浄を施した後、取り出し常温まで冷却した。この
ように作成した試料について前記各種試験を行ない、表
1に示す結果を得た。
実施例2 メチレンクロリド100部を使用した以外は実施例1と
同様の処理液を調製し、同様に試料の作成および試験を
行ない表1に示す結果を得た。
実施例3 ベルクロロエチl/ン100部を使用した以外は実施例
1と同様の処理液を調製し、同様に試料の作成および試
験を行ない表1に示す結果を得た。
実施例4 トリクロロトリフルオロエタン100部に対して、t−
ブタノール15部、無水クロム酸2部を均一に溶解して
含有する処理液を作成し、実施例1と同様に処理して表
1に示す結果を得た。
実施例5 トリクロロフルオロエタン100部に対し、t−ブタノ
ール15部、無水クロム酸2部、シュウ酸0.01部を
均一に溶解して含有する処理液を作成し、沸点に加熱し
た状態で、実施例1と同様の試験を行ない、表1に示す
結果を得た。
実施例6 実施例5において、シュウ酸のかわりにフマル酸を0.
01部を用い、40’C!(沸点以下)で反応を行なっ
て表1に示す結果を得た。
16一

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄亜鉛合
    金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被着してなる独立し
    た被着粒子の集合体からなるブラスト材料を鉄または鉄
    合金の表面に投射することによって鉄または鉄合金表面
    に亜鉛被覆被膜を形成し、このように形成された表面に
    、非水系クロメート処理を施すことからなる鉄または鉄
    合金の表面処理法。
JP59188784A 1984-09-11 1984-09-11 金属表面処理法 Granted JPS6167773A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59188784A JPS6167773A (ja) 1984-09-11 1984-09-11 金属表面処理法
AU46949/85A AU562978B2 (en) 1984-09-11 1985-09-02 Chromate layer on mechanically zn plated iron materials
KR1019850006596A KR890004790B1 (ko) 1984-09-11 1985-09-10 철의 방식법
DE8585111452T DE3568458D1 (en) 1984-09-11 1985-09-10 Anti-corrosion treatment process for iron materials
BR8504350A BR8504350A (pt) 1984-09-11 1985-09-10 Processo para o tratamento de superficie de materiais ferrosos
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