JPS62196396A - クロム合金の表面処理法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はクロム合金の表面処理法に関し、特に、たと
えばステンレスのような鉄、コバルトおよびニッケルの
１種またはそれ以上の主要金属を有するクロム合金の表
面に脱脂処理を行い、さらに、この脱脂処理が行われた
クロム合金の表面に着色処理を行う、クロム合金の表面
処理法に関する。

（従来技術） 従来、クロム合金の表面に着色処理を行う際には、それ
に先だって、クロム合金の表面の脱脂処理が行われる。

従来の脱脂処理としては、たとえば、オルソけい酸ソー
ダ系の７０℃の溶液にクロム合金を浸漬することによっ
て行われる。さらに、この脱脂処理の後、クロム合金に
は、水洗処理および中和処理が行われる。この水洗処理
としては、たとえばクロム合金を水中で超音波洗浄器に
よって超音波洗浄することによって行われる。また、中
和処理としては、たとえばクロム合金を２０％硝酸溶液
に３０〜６０秒間浸漬することによって行われる。

そして、これらの一連の処理の後、たとえばクロ１．酸
と硫酸とを含む水溶液中で、クロム合金に、たとえば陽
極電解処理を行うことによって、クロム合金の表面に酸
化皮膜を形成して、着色処理が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の方法で、クロム合金の
表面に脱脂処理を行って、さらに、このクロム合金の表
面に着色処理を行うためには、その脱脂処理に関連して
、処理浴、超音波洗浄器などの設備やオルソけい酸ソー
ダ、硝酸などの薬品が必要であるだけでなく、その工程
が多いためそれらの作業が大変煩雑であった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単に、クロム
合金の表面に脱脂処理を行い、さらに、このクロム合金
の表面に着色処理を行うことができる、クロム合金の表
面処理法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、クロム合金の表面に脱脂処理を行い、さら
に、この脱脂処理が行われたクロム合金の表面に着色処
理を行う、クロム合金の表面処理法であって、クロム化
合物、マンガン化合物、バナジウム化合物およびセレン
化合物よりなる群より選択された少なくとも１種を主剤
として含有しかつ硫酸を含有する水溶液を準備する工程
と、この水溶液中において、クロム合金の表面に脱脂処
理を行うために、クロム合金に陰極電解処理を行う工程
と、水溶液中において、脱脂処理が行われたクロム合金
の表面に着色処理を行うために、クロム合金に酸化皮膜
を形成する工程とを含む、クロム合金の表面処理法であ
る。

（作用） クロム合金に、クロム化合物、マンガン化合物、バナジ
ウム化合物およびセレン化合物よりなる群より選択され
た少なくとも１種の主剤および硫酸を含む水溶液中で、
陰極電解処理を行うことによって、クロム合金の表面に
脱脂処理が行われる。

さらに、同じ水溶液中で、脱脂処理されたクロム合金の
表面に着色処理が行われる。

（発明の効果） この発明によれば、１種類の水溶液中で、クロム合金の
表面に脱脂処理および着色処理を行うことができるので
、別の処理浴および別の溶液を準備する必要性がない。

そのため、簡単に、クロム合金の表面に脱脂処理を行う
ことができ、さらに、脱脂処理されたクロム合金の表面
に着色処理を行うことができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施するための装
置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の図解図であり、
第１Ｂ図は浴およびその周辺部分を示す図解図である。

この装置１０は、定電流電源１２を含む。この定電流電
源工２は、その入力端にたとえば交流１００ないし２０
０ｖの電源を接続することによって、その出力端から任
意の定電流が出力される。

なお、この定電流電源１２では、たとえば０−１Ｏ，Ｏ
Ａの任意の電流値の直流定電流を出力することができ、
たとえば電流通過面積が１ｄｎ（の導体に、たとえば０
〜１０．ＯＡ／ｄｎ（の電流密度の電流を流すことがで
きる。

定電流電源１２の出力端は、極性転換スイッチ１４の入
力端に接続される。この極性転換スイッチ１４は、その
入力端に入力された電流を、そのままないしは任意な時
間経過とともにその極性を切り換えて、その出力端から
出力するためのものである。この極性転換スイッチ１４
では、それに人力された電流の極性を、たとえば１秒間
以上の時間で任意に切り換えて出力することができる。

したがって、この極性転換スイッチ１４の入力端に入力
された定電流は、その出力端から、そのまま、ないしは
たとえば第２Ａ図ないし第２Ｄ図に示すような任意の時
間経過にともなって極性が切り換えられる電流として出
力される。なお、第２Ａ図および第２Ｂ図では、極性転
換スイッチに人力される定電流の電流値が０．１Ａであ
る場合の時間−電流値の関係を示し、第２Ｃ図および第
２Ｄ図では、極性転換スイッチに人力される定電流の電
流値が０．５Ａである場合の時間−電流値の関係を示し
、さらに、第２Ａ図および第２Ｃ図では、定電流の極性
が１０秒ごとに切り換えられる場合の時間−電流値の関
係を示し、第２Ｂ図および第２Ｄ図では、定電流の極性
が３６秒ごとに切り換えられる場合の時間−電流値の関
係を示す。

極性転換スイッチ１４の一方の出力端は、たとえばデジ
タル表示やアナログ表示の電流計１６および銅製の接続
具ｔｅａを介して、被着色板２０に接続される。この被
着色板２０としては、たとえば５ＵＳ３０４ステンレス
などのクロム合金が用いられる。

一方、極性転換スイッチ１４の他方の出力端は、銅製の
接続具１８ｂを介して、被着色板２０の対罹としての対
極板２２に接続される。この対極板２２は、この実施例
では鉛で形成されているが、白金、チタン、ニオブ、カ
ーボンおよびステンレスなどの他の導電性金属で形成さ
れてもよい。

これらの被着色板２０および対極板２２は、浴２４内の
水溶液２６中で、所定間隔を隔てて対向するように配置
される。

すなわち、この実施例では、浴２４は、その内面が鉛張
りされて、その内容量がたとえば２５０１の容量で形成
されていて、その浴２４の中にたとえば２００１の水２
容ン夜２６が溜められている。

そして、被着色板２０および対極板２２が、銅製の接続
具１８ａおよび１８ｂで吊るされて、水溶液２６中にお
いてたとえば１２ｄｍの面積で対向するように水溶液２
６中に浸漬されているのである。

なお、被着色板２０および対極板２２は、それぞれの上
部が水溶液２６に漬からないように、接続具１８ａおよ
び１８ｂによって、吊るされているのである。なお、接
続具１８ａおよび１８ｂを、チタンやステンレスなどの
ように水？容ン佼２６で腐食されにくい金属材料で形成
すれば、接続具１８ａおよび１８ｂを水溶液２６中に漬
けてもよい。

また、浴２４内に溜められた水溶液２６は、主剤として
たとえば２５０ｇ／βのクロム酸、および電解質として
たとえば４９０　ｇ　／　（！の硫酸を含む。

なお、この発明における水溶液２６の好ましい例として
は、クロム酸を５０〜５００ｇ／ｆおよび硫酸を３００
〜１０００　ｇ　／　１を含む水溶液が挙げられる。

ずなわら、水溶液に含有させるクロム酸は、それを５０
ｇ／ｆｆ未満にすると、クロム合金の表面に酸化皮膜を
形成する工程に時間がかかり過ぎて実用に供しなく、そ
れを５００ｇ／βを超える値にすると、クロム酸が溶解
しに（く経済的に不利益があって、この発明おける水溶
液２６に含有されるクロム酸は、上述の範囲で含有させ
ることが好ましいとした。

さらに、水溶液に含有させる硫酸は、それを３００　ｇ
７１未満にすると、電解処理の反応が遅過ぎて実用に供
しなく、それを１０００ｇ／／を超える値にすると、被
着色板の表面を溶解してしまい被着色板の表面に酸化皮
膜を形成することができないので、この発明における水
溶液２６に含有される硫酸は、上述の範囲で含有させる
ことが好ましいとした。

さらに、好ましくは、クロム酸を２００〜４００ｇ／ｊ
ｌ！および硫酸を４００〜６００ｇｚ！含む水）容ン夜
が挙げられる。

なお、この水溶液２６は、その温度が、常温（２０℃）
より低ければ、電解処理に時間がかかり過ぎて実用に供
することができず、１００℃より高ければ、浴の腐食な
どによる老化が起こるため、２０〜１００　’Ｃの範囲
にするのが好ましい。さらに好ましくは、水溶液の温度
が４０〜８０″Ｃの範囲にあることであり、最も好まし
いのは、５０〜６０℃の範囲である。

、　　また、水溶液２６には、電解着色による急激な色
の変化を抑えて、一定な色を取り出し易（するために、
たとえばリン酸などの抑制剤を、たとえば１０〜１２０
ｇ／ｌ含有させてもよい。

そして、この発明では、上述した主剤および硫酸などを
含む水溶液２６中で、たとえばステンレスなどのクロム
合金（被着色板２０）に、陰極電解処理を行うことによ
って、クロム合金の表面に脱脂処理を行い、さらに、同
じ水溶液２６中で、脱脂処理が行われたクロム合金に、
たとえば陽極電解処理、または、陽極電解処理および陰
極電解処理を交互に繰り返して行う処理（交番電解処理
）を行って、その表面に、酸化皮膜を形成することによ
って着色処理を行ったのである。

次に、この装置１０によって、被着色板２０に、脱脂処
理および着色処理を行う工程について、詳しく説明する
。

まず、その表面に脱脂処理および着色処理を行うための
被着色板２０　（ステンレス板）を準備した。そして、
この被着色板２０の表面に油脂などが付着されているか
どうかを確かめるために、被着色板２０をその表面が水
平になるように設置し、その表面に水を均一にかけた。

すると、この被着色板２０の表面では、水が所々にかた
まって存在するようになった。これによって、被着色板
２０の表面に油脂が付着されていることがわかる。

そして、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すように、装置１
０にこの被着色板２０および対極板２２などを接続し、
さらに、浴２４内の水溶液２６中に、被着色板２０およ
び対極板２２を１２ｄｒＩ？の面積で対向するように浸
漬する。

さらに、この装置１０によって、水溶液２６中で、被着
色板２０に陰極電解処理を行う。この場合、定電流電′
ｔＸ１２から、たとえば６Ａの直流定電流を出力して、
陰極電解処理を行う。したがって、この陰極電解処理で
は、被着色板２０には、たとえば０．５Ａ／ｄｍの電流
密度の電流が流れる。なお、この電流密度は、０．０５
〜５Ａ／ｄＭの範囲にあることが好ましい。また、この
陰極電解処理は、この実施例では、たとえば６０秒間行
われるが、数秒〜３０分間行ってもよい。

ここで、この陰極電解処理によって、被着色板２０の表
面に脱脂処理が行われたかどうかを確かめるために、被
着色板２０を、水溶液２６中から引き上げて、その表面
が水平になるように設置し、その表面に水をかけた。す
ると、この陰極電解処理が行われた被着色板２０の表面
では、水が均一な薄層状となって存在するようになった
。これより、この陰極電解処理によって、被着色板２０
の表面に脱脂処理が行われたことがわかる。

そして、この陰極電解処理が行われた被着色板２０を、
第１Ａ図および第１Ｂ図に示すように、再び水溶液２６
中に浸漬し、第２八図ないし第２Ｄ図に示すような一定
時間ごとに極性が変わる電流を、損性転換スイッチ１４
の出力端から出力して、１つの浴２４内の水溶液２６中
の被着色板２０に、陽極電解処理および陰極電解処理（
逆電解処理）を交互に操り返して２０分間行う。この場
合、定電流電ａ１２から、たとえば１．２人の直流定電
流を出力させ、その直流定電流の極性を、掻性転換スイ
ッチ１４で、たとえば１０秒ごとに切り換えることによ
って行われるので、陽極電解処理および陰極電解処理は
、交互にたとえば６０回ずつ行われる。

また、被着色板２０に流れる電流密度は、定電流電源１
２から出力される電流値が１．２Ａであり、被着色板２
０と対極板２２とが水溶液２６中で１２ｄｍの面積で対
向されているので、０．ＩＡ　／　ｄ　ｍとされる。な
お、被着色板２０に流す電流は、その電流密度が０．０
５〜１．０ＯＡ／ｄバの範囲にあることが好ましく、さ
らに、その極性を１秒以上ごとに切り換えることが好ま
しい。

この陽極電解処理および陰極電解処理が交互に繰り返さ
れて行われた被着色板２０の表面には、酸化皮膜が形成
され着色処理が行われたのである。

したがって、１種類の水溶液２６中で、被着色板２０の
表面に脱脂処理および着色処理を行うことができたので
ある。

なお、上述の実施例では、脱脂処理された被着色板２０
の表面に着色処理を行うために、水溶液２６中で被着色
板２０に陽極電解処理および陰極電解処理を交互に繰り
返して行ったが、この発明では、水溶液２６中で、脱脂
処理された被着色板２０に陽極電解処理のみを行って着
色処理を行ってもよい。

また、上述の実施例では、水溶液２６の主剤としてクロ
ム酸を用いたが、このり・ロム酸に代えて、たとえばク
ロム酸塩や重クロム酸などのクロム化合物が利用可能で
ある。

さらに、この発明における水溶液２６の好ましい例とし
ては、過マンガン酸カリウムを５〜１００　ｇ／ｌおよ
び硫酸を５０〜１０００ｇ／６含むものが挙げられる。

すなわち、水溶液に含有させる過マンガン酸カリウムは
、それを５　ｇ　／　１未満にすると、クロム合金の表
面に酸化皮膜を形成する工程に時間がかかり過ぎて実用
に供しなく、それを１００ｇ／ｌを超える値にすると、
経済的に不利益があるだけでなく七酸化マンガンによる
と推定される爆発の危険性があって、この発明おける水
溶液２６に含有される過マンガン酸カリウムは、上述の
範囲で含有させることが好ましい。さらに、水溶液に含
有させる硫酸は、それを５０ｇ／１未満にすると、電解
処理の反応が遅過ぎて実用に供しなく、それを１０００
ｇ／６を超える値にすると、被着色板の表面を溶解して
しまい被着色板の表面に酸化皮膜を形成することができ
ないので、この発明における水溶液２６に含有される硫
酸は、上述の範囲で含有させることが好ましい。

また、水溶液の主剤としては、ＫＭｎＯ４（過マンガン
酸カリウム）の他に、たとえばＮ　ａ　Ｍ　ｎ０４　（
過マンガン酸ナトリウム）、Ｍｎ０ｚ（二酸化マンガン
）　、Ｍ　ｎ　Ｓ　Ｏ４（６Ｗ酸マンカン）、ＭｎＯ，
Ｍｎ、０４　、Ｍｎｚ　ｏ３　、ＭｎＯ３、Ｍｎｚ　Ｏ
ｑ　、ＭｎＡ　１２０４　、ＭｎＴ　ｉ　０３　、Ｌ　
ａＭｎＯ，、Ｋｚ　　Ｍｎ、Ｏ，、Ｎａ２　Ｍｎ２　　
ｏ、　　、ＣａＯ−ｎＭｎｏ２　（ｎ　＝０．５．　１
．　２．　３．　５）　　、Ｎａ３　ＭｎＯ４、Ｂａ３
　　（Ｍｎ０４　　）ｚ　　、Ｋ、ＭｎＯ，、Ｌ　　ｉ
Ｍｎｏａ　　、ＲｂＭｎＯ４、ＡｇＭｎ０＜　　、Ｃｓ
ＭｎＯ４、Ｃａ　　（ＭｎＯａ　　）ｚ　　、Ｍｇ　（
ＭｎＯ４）ｚ　、Ｂａ　（ＭｎＯ４）ｚなどおよびこれ
らの化合物の水和物などのマンガン酸化物およびその塩
類などのマンガン化合物を用いることができる。

さらに、主剤としては、たとえばＨＶＯ３（メタバナジ
ン酸）、ｖｚｏｓ（五酸化バナジウム）、ＫＶＯ３、Ｎ
ａＶＯ，、Ｎａ３ＶＯ４、ＮＨ，ＶＯ３、（ＮＨ４）　
４ｖ４０１□などのアルカリまたはアンモニウムなどの
バナジン酸塩などのバナジウム化合物やたとえばＨ２Ｓ
　ｅ　Ｏａ　　（セレン酸）などのセレン化合物も利用
可能である。

すなわち、主剤としては、クロム化合物、マンガン化合
物、バナジウム化合物およびセレン化合物よりなる群よ
り選択された少なくとも１種を用いればよいのである。

実験例 まず、その表面に脱脂処理および着色処理を行うための
被着色板として、縦１５０ｍｍ、横１４゜ｎ、厚さ１．
５鶴のステンレス板３２を６枚Ｙ＄備した。そして、サ
ンプル１〜６となる各ステンレス板３２の表面に油脂な
どが付着されているかどうかを確かめるために、゛各ス
テンレス仮３２をその表面が水平になるように設置し、
その表面に水を均一にかけた。すると、これらのステン
レス板３２の表面では、水が所々にかたまって存在する
ようになった。これによって、これらのステンレス板３
２の表面に油脂が付着されていることがわかる。

さらに、縦１５０龍、横１４０　ｍｍの鉛製の対極板３
４を準備した。

一方、クロム酸２５０ｇ／ｌおよび硫酸４９０ｇ／Ｉ！
を含む水溶液２６を調製し、この水溶液２６を、浴とし
ての５ｒのビー力３０の中に注ぎ込んだ。

そして、第３図に示すように、水溶液２６が注ぎ込まれ
たビー力３０内で、ステンレス板３２から１０ｃｍ隔て
て対向するように対極板３４を配置させた。

そして、表に示すように、サンプル１〜６となる各ステ
ンレス板３２に、０．’５Ａ／ｄｍの電流密度の電流を
、１８０秒間または３００秒間流して、ステンレス板３
２に陰極電解処理を行って、脱脂処理を行った。

ここで、この陰極電解処理によって、サンプル１〜６と
なる各ステンレス板３２の表面に脱脂処理が行われてい
ることを確かめるために、各ステンレス板３２を、水溶
液２６中から引き上げて、その表面が水平になるように
設置し、その表面に水をかけた。すると、この陰極電解
処理が行われた各ステンレス板３２の表面では、水が均
一な薄層状となって存在するようになった。したがって
、この陰極電解処理によって、ステンレス板３２の表面
に脱脂処理が行われたことが確認される。

さらに、表に示すように、サンプル１〜５となる各ステ
ンレス板３２に、水溶液２６中において、それぞれ、０
．２Ａ／ｄｉの電流密度の電流で、４２０秒間、４４０
秒間、４８０秒間、５００秒間、５３０秒間、陽極電解
処理を行って、着色処理を行った。また、サンプル６と
なるステンレス板３２に、水）８液２６中において、０
．２Ａ／ｄｍ′の電流密度の電流で、６０秒間の陽極電
解処理と６０秒間の陰極電解処理とを１サイクルとして
９．５サイクル（１１４０秒間）の着色処理を行った。

なお、上述の各電流の流すためには、上述の実施例で使
用された装置１０を用いた。また、ステンレス板３２お
よび対極板３４と極性転換スイッチ１４との接続は、水
溶液２６外でステンレス板３２および対極板３４を、極
性転換スイッチ１４に接続された金属製クリップで挟む
ことによって行った。

こうして得た各サンプル１〜６について、その色を肉眼
で判別した。この実験結果を別表に示す。

この別表などに示された実験結果から、この発明の範囲
内の方法を実施することによって得られたサンプル１〜
６について、１つの浴（ビー力３０）内の１種類の水溶
液２６中で、脱脂処理および着色処理が行われたことが
わかる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施するための装
置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の図解図であり、
第１Ｂ図は浴およびその周辺部分を示す図解図である。 第２Ａ図ないし第２Ｄ図は、それぞれ、極性転換スイッ
チに定電流を入力した場合の極性転換スイッチの出力電
流の例を示す。 第３図は、実験例においてステンレス板と対極板との位
置関係を示す図解図である。 図において、１０は装置、１２は定電流電源、１４は極
性転換スイッチ、１６は電流計、１８ａおよび１８ｂは
接続具、２０はステンレス板、２２は対極板、２４は浴
、２６は水溶液を示す。 特許出願人　近畿薬品工業株式会社 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名） ｌモ 第１Ａ図　　　　　　　　　　　　　曵第１Ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　クロム合金の表面に脱脂処理を行い、さらに、前記
   脱脂処理が行われた前記クロム合金の表面に着色処理を
   行う、クロム合金の表面処理法であって、 クロム化合物、マンガン化合物、バナジウム化合物およ
   びセレン化合物よりなる群より選択された少なくとも１
   種を主剤として含有しかつ硫酸を含有する水溶液を準備
   する工程、 前記水溶液中において、前記クロム合金の表面に脱脂処
   理を行うために、前記クロム合金に陰極電解処理を行う
   工程、および 前記水溶液中において、前記脱脂処理が行われた前記ク
   ロム合金の表面に着色処理を行うために、前記クロム合
   金に酸化皮膜を形成する工程を含む、クロム合金の表面
   処理法。 ２　前記クロム化合物は、クロム酸、クロム酸塩および
   重クロム酸のうちの１種を含む、特許請求の範囲第１項
   記載のクロム合金の表面処理法。 ３　前記マンガン化合物は、マンガン酸化物またはその
   塩類を含む、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   クロム合金の表面処理法。 ４　前記マンガン酸化物およびその塩類は、過マンガン
   酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、二酸化マンガン
   および硫酸マンガンのうちの１種を含む、特許請求の範
   囲第３項記載のクロム合金の表面処理法。 ５　前記バナジウム化合物は、バナジン酸塩を含む、特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のク
   ロム合金の表面処理法。 ６　前記バナジン酸塩は、メタバナジン酸および五酸化
   バナジウムのうちの１種を含む、特許請求の範囲第５項
   記載のクロム合金の表面処理法。 ７　前記セレン化合物は、セレン酸を含む、特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載のクロム合金
   の表面処理法。 ８　前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成する工
   程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽極電解処理を
   行う工程を含む、特許請求の範囲第１項ないし第７項の
   いずれかに記載のクロム合金の表面処理法。 ９　前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成する工
   程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽極電解処理お
   よび陰極電解処理を交互に繰り返して行う工程を含む、
   特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の
   クロム合金の表面処理法。