JPS63161179A - ステンレス鋼表面を化学研磨する浴および方法 - 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】 本発明はステンレス鋼表面を化学研磨する浴の組成に関
する。

金属表面の化学研磨はよく知られた技術であり〔金属の
電解および化学研磨（Ｐｏｌｉｓｓａｇｅ６１ｅｃｔｒ
ｏｌｙｔｉｑｕｅ　ｅｔ　ｃｈｉｍｉｑｕｅ　ｄｅｓ　
ｍｅｔａｕｘ）−Ｗ。

ＪｌＭｃＧ、　Ｔｅｇａｒｔ−Ｏｕｎｏｄ−１９６０−
ｐ、１２２以下〕、それは研磨される金属表面を酸化性
浴で処理することからなる。塩酸、リン酸および硝酸の
混合物を水溶液中に含む浴（特許Ｕ　Ｓ　−Ａ　−２，
６６２，８１４号）は一般にオーステナイトステンレス
鋼の化学研磨に使用される。研磨の質を改良するために
、通常、これらの浴に適当な添加剤例えば界面活性剤、
粘度調整剤および光沢剤が混合される。例えばＵＳ−Ａ
　−３，７０９，８２４号に、水溶液中にリン酸、硝酸
、塩酸、水溶性高分子から選ばれる粘度調整剤、界面活
性剤および光沢剤としてスルホサリチル酸の混合物を含
むステンレス鋼表面の化学研磨処理の組成が提供される
。

これらの知られた研磨浴は金属を非常に高速度でエツチ
ングする特有性質を有する。そのような浴によるステン
レス鋼表面の研磨処理は局部的腐食攻撃を与えるおそれ
があり、一般に数分を越えることができない。公知研磨
浴のこの高速度の作用は、それが、研磨浴を一定の適用
、殊にボイラー、オートクレーブまたは晶析装置のよう
な大寸法容器の壁の内面の研磨に使用できなくするので
不利である。そのような容器の充填および排出に要する
時間が一般に化学研磨処理の最適持続時間より非常に長
いので、実際に均一な研磨を壁土に得ることが不可能に
なり、壁の一定領域は研磨が不十分であり、他は深く腐
食される。さらに、公知化学研磨浴の高速度の作用は研
磨の制御を困難にする。さらに、これらの公知の浴は、
浴の局部的組成に急激な変化を生ずるので、浴の更新が
困難な接触表面の研磨に役立たない。それらは研磨され
る表面の表面積が浴に利用できる容量に比べて非常に大
きい装置例えば非常に大きい交換面積を有する熱交換器
の研磨に適しない。

特許Ｅ　Ｐ　−８１９，９６４号〔ツルベイ　（Ｓｏｌ
ｖａｙ　＆１’１ｅ））には上記不利益を結果的に回避
する非常に遅い作用の化学研磨浴が提案されている。こ
れらの浴は塩酸、リン酸および硝酸、スルホサリチル酸
、塩化アルキルピリジニウム環よびメチルセルロースの
適当な割合の混合物からなる。それらはオーステナイト
ステンレス鋼、殊にクロムおよびニッケル合金鋼である
グレードＡＳＴＭ３０４　ＬまたはＡＳＴＭ−３１６Ｌ
の均質表面の遅速研磨に殊に適すると認められた。

ステンレス鋼表面、殊にオーステナイトグレードの遅速
化学研磨用浴の他の組成が見出され、それが、優れた研
磨が得られるだけでなく、また例えばリベット留、溶接
またはボルト固定組立品の場合であることができる異な
るグレードの鋼の表面を、ガルバニ腐食のおそれなく同
時に研磨することを可能にすることが認められた。

従って本発明は、水溶液中に塩酸、リン酸、硝酸および
スルホサリチル酸の混合物を含む、ステンレス鋼表面の
化学研磨浴に関し、本発明によれば、浴は水溶液中に少
くとも１種の可溶性アビエチック化合物を含む。

本発明による浴中のアビエチック化合物は、一般式： のアビエチル基あるいはヒドロキシアビエチルまたはデ
ヒドロアビエチル基を含む化合物である。

本発明によればアピエチック化合物は水溶液中に可溶性
でなければならない。

本発明による浴に使用できるアビエチック化合物はアビ
エタミン類である。

本発明による浴に殊に推奨されるアビエタミンは、一般
式： （式中、 Ｒ＋　は前記アビエチル、ヒドロアビエチルまたはデヒ
ドロアビエチル基を表わし、 Ｘ、は少くとも１つのカルボニル基を含む基を表わし、 ｘ２は水素原子または少くとも１つのカルボニル基を含
む基を表わす） のものである。

本発明による浴に適するアビエタミンの例は、基ｘｌお
よびｘ２の少くとも１つが、一般式：％式％ （式中、Ｒ２は少くとも１つのカルボニル基を含む飽和
または不飽和、置換または非置換、直鎖または環状アル
キル部分を表わす） の基であるものである。これらの化合物の中で基−ＣＨ
，−が、少くとも１つの水素原子をもつ炭素原子を経て
Ｒ２部分のカルボニル基に結合するものが好ましい。そ
のような置換アビエチル基およびそれを得る方法は特許
Ｇ　Ｂ　−Ａ　−７３４，６６５号に記載されている。

本発明による浴に使用できるこの型のアビエタミンの例
は、アルキル部分Ｒ２がアセトニル、２−ケトブチル、
４−メチル−２−ヶ）−３−ペンテニル、４−ヒドロキ
シ−４−メチル−２−ケトペンチル、２−ケトシクロペ
ンチル、４−ヒドロキシ−２−ケト−３−ペンテニル、
２−ケトシクロヘキシル、２．５−ジケトヘキシルおよ
び２−フェニル−２−ケトエチル部分から選ばれるもの
である。

本発明による化傘研磨浴において、塩酸、リン酸、硝酸
、スルホサリチル酸およびアビエチック化合物のそれぞ
れの含量は処理される金属、作業温度および研磨処理の
所望持続時間により選ばれる。クロムおよび（または）
ニッケル合金ステンレス鋼表面の、２〜２４時間の時間
の化学研磨を保証するのに適する本発明による浴は、水
溶液が１リットル当り、塩酸１〜６モル、リン酸０．０
１〜１モル、硝酸０．００５〜０．５モル、スルホサリ
チル酸０．０５〜２０ｇおよびアビエチック化合物０．
００１〜３ｇを含むものである。殊に有利な浴は、塩酸
、リン酸および硝酸の混合物の全モル濃度は１〜７、好
ましくは１．８〜６であり、水溶液のｇ／βで表わした
スルホサリチル酸の含量は塩酸、リン酸および硝酸の混
合物の全規定度の０．０５〜１．５倍であるものである
。

本発明による浴の特定形態の態様において、浴はさらに
、水溶液中に溶解したアルコーノペエーテル、またはエ
ーテル−アルコールを含む。浴の水溶液中のこの追加化
合物の最適量は種々のパラメーター、殊に前記追加化合
物、選ばれたアビエチノク化合物、および浴成分の濃度
、による。実際に、水溶液１リットル当り０．００１〜
１０ｇのこの追加化合物の濃度が適当である。

すべての他のパラメーターを変えないで、本発明のこの
形態の態様による浴は、殊に高い明るさに特徴がある高
品質の表面研磨を生ずることができる。

本発明による研磨浴は、適宜金属の化学研磨の公知浴中
に通常存在する一定の添加剤、例えば界面活性剤および
粘度調整剤を含むことができる。

オーステナイトステンレス鋼表面の遅速研磨に殊に適す
る本発明による浴は浴の水溶液１リットル当り、 塩　酸　　　　　　　　　２〜５　モルリン酸　　　　
　　　０．０２〜０．５モル硝　酸　　　　　　　０．
０１〜０．２モルスルホサリチル酸　　　０．１〜１０
ｇアビエチック化合物　０．０１０〜２．５ｇアルコー
ル、エーテル、 または エーテル−アルコール　０．００２〜５ｇおよび 界面活性　　　　　　　０．００５〜６ｇを含む。

本発明による研磨浴の大きな利点は、その成分のそれぞ
れの濃度が適応された後、数時間にわたり分配すること
ができ、大寸法の表面または到達が困難である表面の均
一な研磨を可能にする穏やかな速度の作用で研磨を生ず
る能力にある。それらは殊に、浴に利用できる容量に比
べたときに表面積が非常に大きい金属表面の研磨に非常
に適する。例として、それらは表面積（ｍ′で表わした
）が接触する研磨浴の容積（ｍ’で表わした）の１〜１
０倍である金属表面の研磨において有利な適用を見出す
。

本発明による浴はオーステナイトステンレス鋼表面の研
磨に適する。それらはクロムおよびニッケル合金オース
テナイトステンレス鋼、殊にクロム１２〜２６％、ニッ
ケル６〜３０％およびモリブデンＤ〜６％を含むもの、
例えば１８／８および１８／１０／２．５鋼の研磨に殊
に有利な適用を見出す。

さらに、本発明による浴は異なるグレードの鋼の組立品
、殊に溶接組立品の、組立品上の局部的ガルバニ腐食攻
撃を生ずることのない研磨に有利な適用を見出す。例と
して、それらは１８／８グレードクロムおよびニッケル
合金鋼（ＡＳＴＭ−３０４および３０４　Ｌ）で作った
構成要素と１８／　１０．５　／　２．５グレードクロ
ム、ニッケルおよびモリブデン合金鋼（ＡＳＴＭ−３１
６および３１６Ｌ）で作った構成要素とを結合する溶接
組立品の研磨を可能にする。

本発明はまたステンレス鋼表面を研磨する方法に関し、
それによれば表面を本発明による化学研磨浴に接触させ
る。

本発明による方法において、研磨浴は、その成分が劣化
するおそれにさらされない温度および圧力で用いること
ができる。しかし、浴を常圧および２５℃以上、１００
℃未満の温度で用いることが有利であると認められ、５
０〜８０℃の温度が好ましい。

金属表面を浴に接触させることは適当な方法で、例えば
浸漬により行なうことができる。

本発明による方法において、研磨される表面と浴との間
の接触時間は表面の有効な研磨を生ずるのに十分でなけ
ればならないが、しかし局部的腐食攻撃が表面上に現わ
れることができるおそれがある臨界値を越えることはで
きない。最適接触時間は多くのパラメーター、例えば研
磨される表面が存在する金属または合金、その形状およ
び初期粗さ、浴組成、作業温度、表面に接触する浴の可
能な撹乱、および研磨される金属表面の表面積と用いる
浴の容積との間の関係、に依存し、それは普通の研究室
仕事により各個々の場合に決定しなければならない。

本発明による方法の特定形態の態様において、金属表面
を浴に接触させた後、補足量の硝酸を再生のために浴に
加える。補足量の硝酸の添加は連続的またはときどき行
なうことができる。それは洛中の硝酸の濃度を金属表面
の最適研磨と相容性である値の範囲内に連続的に維持す
るために調整される。

本発明の利点は次に示す実施例を読むと明らかになろう
。

実施例Ｉ ＡＳＴＭ−３０４Ｌグレードステンレス鋼〔クロム（１
８，０〜２０．０％）およびニッケル（８，０〜１２．
０％）合金鋼〕のパネル、表面積２１．５０ｃ＋＋ｆ、
を１リットル当り、 塩　酸　　　　　　　　　　３　　モルリン酸　　　　
　　　　　　０．１５モル硝　酸　　　　　　　　　　
０．０１モルスルホサリチル酸　　　　　　０．５ｇ製
品「ロジ：／　（Ｒｏｄｉｎｅ）２１３」１　　ｇ〔ア
メリカン・プロダクツ社（ＡｍｅｒｉｃａｎＰｒｏｄｕ
ｃｔｓ　Ｉｎｃ、）製〕、（置換アビエタミン、インプ
ロパツールおよび界面活性剤の混合物）を含む浴５００
ｃ＋＋を中に５５℃で浸漬した。

パネルは初めに相加平均粗さＲａ＝０．２７ミクロンを
有した。

１３時間の処理（浴は連続的にかくはんした）後、浴に
よる金属のエツチングの平均深さは測定により２０ミク
ロンに等しいと認められた。この時間でパネルを浴から
引出し、水で洗浄し、乾燥した。それは平滑で明るい外
観を有した。その明るさくＡＳＴＭ規格Ｅ４３０）およ
びその相加平均粗さくＲａ）を測定した： 明るさ　：　２２％ 粗　さ　：０．１３ミクロン。

実施例２ 実施例１に記載された試験を次の組成のもとで繰返した
： ＡＳＴＭ　　３１６Ｌグレードステンレス鋼〔クロム（
１６，０〜１８．０％）、ニッケル（１０，０〜１４．
０％）およびモリブデン（２，０〜３．０％）合金鋼〕
のパネル。

パネルの表面積　：５０ｃ［Ｉｌ 研暦浴の組成（浴１βに対して規格化した量）：塩　酸
　　　　　　　　　　　２．７　　モルリン酸　　　　
　　　　　　　０．２　　モル硝　酸　　　　　　　　
　　　０．０２モルスルホサリチル酸　　　　　　　１
ｇ 製品「ロジン２１３Ｊ　　　　　　　１　　ｇ製品「ト
リトン（Ｔｒｉｔｏｎ）ＮＩＯＩ　Ｊ　２　　ｇ〔ロー
ム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ　＆　Ｈａａｓ　Ｃｏ、
）製〕　（アルキルアリールポリエーテルアルコールを
ベースにした界面活性剤の混合物）浴温　・　６５℃ 浴の容積　　：　　１．２５０ｃｆｆｆ処理の持続　：
　　　６時間 パネルの初期粗さＲａ＝０．２８ミクロンを有した。

処理の終りに測定は： エツチングの深さ：　２２ミクロン 明るさ　　　　　：　３３　％ 粗　さ　　　Ｒａ＝０．０９ミクロン を示した。

実施例３ 実施例１に記載された試験を次の条件下に繰返した： ＡＳＴＭ−４３０グレードマルテンサイトステンレス鋼
〔ニッケルおよび炭素の濃度がそれぞれ０．７５％およ
び０．１２％を越えないクロム（１６，０〜１８．０　
）合金鋼〕のパネル。

パネルの表面積：２２．５０ｃａｆ 研磨浴の組成（浴１１に対して規格化した量）：塩　酸
　　　　　　　　　　　２．７　　モルリン酸　　　　
　　　　　　　　０．２　　モル硝　酸　　　　　　　
　　　　０．０２モルスルホサリチル酸　　　　　　　
　　　３ｇ製品「ロジン２１３Ｊ　　（実施例１に示し
た）１ｇ製品「トリトンＮｌ０ＩＪ（実施例２に示した
）　　　２ｇ浴　　　温　　：　　６５℃ 浴の容積　：５００ｃｆｆｌ 処理の持続＝　　１０時間 パネルは初期粗さＲａ＝０．７０ミクロンを有した。

処理の終りに測定は： エツチングの深さ：　２５ミクロン 明るさ　　　　　　：　１２　％ 粗　さ　　　Ｒａ＝０．２２ミクロン を示した。

実施例４ 実施例１に記載された試験を次の条件下に繰返した： 共通縁に沿って溶接したステンレス鋼で作った２直交パ
ネル組立品： パネル、ＡＳＴＭ−３０４Ｌグレード鋼、表面積３０ｃ
ＩＩ１１バネノペＡＳＴ１ｖ１−３１６Ｌグレード鋼、
表面積３０ｃａｆ０研磨浴の組成（浴１βに対して規格
化した量）： 塩　酸　　　　　　　　　　　４　　モルリン酸　　　
　　　　　　　　　０．１　　モル硝　酸　　　　　　
　　　　　０．０２モルスルホサリチル酸　　　　　　
　　　　１ｇ製品　「ロジン２１３Ｊ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１　　ｇインプロパ
ツールとｎ−プロパツール 混合物　　　　　　　　　　　　　　１．３ｃｄ浴　　
　温　　：　　６５℃ 浴の容積　：　　１，０００　ｃｒｌ 処理の持続：　　１０時間 組立品のパネルは次の初期粗さを有した：ＡＳＴＭ−３
０４Ｌ　　パネル：Ｒａ＝０．２９ミクロンＡＳＴＭ−
３１６Ｌ　　パネル：Ｒａ＝０．２８ミクロン処理の終
りに回収したとき、組立品は腐食の痕跡のない、平滑で
明るい外観を示した。エツチングの深さ、明るさおよび
粗さを各パネルで測定した： ＡＳＴＭ−３０４Ｌパネル： エツチングの深さ＝　２７ミクロン 明るさ　　　　　　：　２１　％ 粗　さ　　　Ｒａ＝０．１３３ミフロ ンＡＳＭ−３１６’Ｌパネル： エツチングの深さ＝　２２ミクロン 明るさ　　　　　：　２２　％

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶液中に塩酸、リン酸、硝酸、およびスルホサ
   リチル酸を含むステンレス鋼表面の化学研磨用浴であっ
   て、水溶液中に少くとも１種の可溶性アビエチック化合
   物を含むことを特徴とする浴。
2. （２）アビエチック化合物が、一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、 Ｒ＿１はアビエチル、ヒドロアビエチルまたはデヒドロ
   アビエチル基を表わし、 Ｘ＿１は少くとも１つのカルボニル基を含む基を表わし
   、 Ｘ＿２は水素原子または少くとも１つのカルボニル基を
   含む基を表わす） の置換アビエタミンであることを特徴とする、特許請求
   の範囲第（１）項記載の浴。
3. （３）基Ｘ＿１およびＸ＿２の少くとも１つが、一般式
   ：−ＣＨ＿２−Ｒ＿２ （式中、Ｒ＿２は少くとも１つのカルボニル基を含む飽
   和または不飽和、置換または非置換、直鎖または環状ア
   ルキル部分を表わす） の部分であることを特徴とする、特許請求の範囲第（２
   ）項記載の浴。
4. （４）一般式： −ＣＨ＿２−Ｒ＿２ の基中、基−ＣＨ＿２−が、少くとも１つの水素原子を
   もつ炭素原子を経てＲ＿２部分のカルボニル基に結合さ
   れることを特徴とする、特許請求の範囲第（３）項記載
   の浴。
5. （５）アルキル部分Ｒ＿２がアセトニル、２−ケトブチ
   ル、４−メチル−２−ケト−３−ペンテニル、４−ヒド
   ロキシ−４−メチル−２−ケトペンチル、２−ケトシク
   ロペンチル、４−ヒドロキシ−２−ケト−３−ペンテニ
   ル、２−ケトシクロヘキシル、２，５−ジケトヘキシル
   および２−フェニル−２−ケトエチル部分から選ばれる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第（４）項記載の浴
   。
6. （６）さらに、水溶液中に溶解したアルコール、エーテ
   ル、またはエーテル−アルコールを含むことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第（１）項〜第（５）項のいずれか
   一項に記載の浴。
7. （７）水溶液１リットル当り、 塩酸２〜５モル リン酸０．０２〜０．５モル 硝酸０．０１〜０．５モル スルホサリチル酸０．１〜１０ｇ アビエチック化合物０．１〜２．５ｇ アルコール、エーテル、 または エーテル−アルコール０．００２〜５ｇ および 界面活性剤０．００５〜６ｇ を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第（６）項記
   載の浴。
8. （８）特許請求の範囲第（１）項〜第（７）項のいずれ
   か一項に記載の浴が使用されることを特徴とする、表面
   を化学研磨浴に接触させることによりステンレス鋼表面
   を研磨する方法。
9. （９）浴が４０〜８０℃の温度で使用されることを特徴
   とする、特許請求の範囲第（８）項記載の方法。
10. （１０）鋼表面を浴に接触させた後、補足量の硝酸が浴
    に添加されることを特徴とする、特許請求の範囲第（８
    ）項または第（９）項記載の方法。