JPH02149677A - ステンレス鋼の冷間加工用化成処理液および冷間加工方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ステンレス鋼表面に冷間加工時の潤滑担体と
して作用する蓚酸塩皮膜を形成する為の処理液、および
該処理液を用いてステンレス鋼を冷間加工する方法に関
するものである。

［従来の技術］ ステンレス鋼を冷間加工するに当たフては、該加工時の
焼付けを防止する為の、潤滑担体として蓚酸塩皮膜（化
成皮膜）をステンレス鋼表面に形成すること（化成処理
）が広〈実施されている。

蓚酸および適当な反応促進剤を含む化成処理液にステン
レス鋼を浸漬すると、ステンレス鋼表面に不溶性の化成
皮膜が沈着する。皮膜組成は大部分が結晶性の蓚酸第１
鉄（ＦｅＣｚ　０４　）で占められており（約９８％）
、反応促進剤としてイ才つ化合物を使用したときは不溶
性のイオク化合物が生成し、これが加工時の潤滑剤とし
て働くと言われている。また反応促進剤としては、亜硫
酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、二酸化マンガン。

塩素酸ナトリウム、フッ化物等が使用されている。尚鉄
鋼材料の化成皮膜としては、蓚酸塩皮膜の他に燐酸塩皮
膜も知られているが、燐酸塩皮膜はＮｉ：５％以上、Ｃ
ｒ：１０％以上含む鋼においては皮膜の形成が事実上不
可能である。従ってＣｒを１２％以上含むステンレス鋼
においては、燐酸塩法よりも蓚酸塩法が用いられている
。

蓚酸塩皮膜形成法の代表的手法としては、日本ペイント
社のグラノドロウＳＳ法や日本パーカライジンク社のフ
ェルボンド法等が知られている。

例えばフェルボンド法では下記第１表に示される化成処
理液（これは一般にパーカー液と呼ばれている）が用い
られており、具体的にはＡ１とＡ２を夫々定められた濃
度で混合しておき、化成処理時にＡＣ，、を没入するの
が一般的である（これらの混合割合はステンレス鋼種や
表面性状によって決定される）。尚下記第１表中酸化剤
とは、■化成反応中に生じる水素を酸化して水とするこ
とによって水素脆性の発生を防ぐ、■金属の表面溶解を
防止、■金属表面で還元されて生じた第１鉄錯塩を第２
鉄錯塩に再生する等の働きをするものである。

第 １表 （バーカ液の組成） ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら実操業における化成皮膜生成処理にあって
は、色々な品種、サイズ、量のステンレス鋼材を処理す
る必要があり、処理液の浴管理が難しいという問題があ
った。即ち処理液の組成は、操業の進行中においても常
時化成処理開始時の状態に維持することが望まれるので
あるが、処理品種によって適正な組成範囲（Ａ　＋　、
　Ａ　２　、　Ａ　ＣＩａの混合割合）が異なるだけで
なく、各品種毎に各組成の消耗状況が異なると共に浴構
成成分同士の化学反応も見られる為、連続処理の進行に
よって組成のバランスを徐々に崩すことが多い、その為
蓚酸塩皮膜の耐焼付性効果を希望通り発揮させることが
できなくなる。

方各成分は完全に混合された状態で使用されるから化成
処理液中の各成分濃度の迅速且つ正確な分析は困難であ
り、前記した組成バランスの変動を正確に追跡把握して
これを最適バランスに修正することはできず、せいぜい
蓚酸成分濃度（例えば前記ＡＩ）を間欠的な間接的測定
によって推定する程度である。従って蓚酸成分濃度に関
する限りは該成分の補充によっである程度の浴管理は可
能であるにしても、他の成分については経験と勘に頼っ
た浴管理とならざるを得ない。

本発明はこうした技術的背景のもとでなされたものであ
って、その目的は、化成処理液の組成バランスが若干層
れることがあっても良好な耐焼付は性を維持できる化成
皮膜をステンレス鋼表面に形成することのできる化成処
理液を提供すると共に、その様な化成処理液を用いてス
テンレス鋼を冷間加工する方法を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た化成処理液とは、蓚酸を含むステ
ンレス鋼冷間加工用化成処理液において、該処理液中の
燐酸イオン濃度が０，０３〜０．６ｇ／ｘとなる様に燐
酸が含有されてなる点に要旨を有するものである。また
上記の様にして調整された化成処理液を用いてステンレ
ス鋼表面に化成皮膜を形成しておけば、化成処理液の組
成バランスが若干層れることがあっても、耐焼付は性が
良好な化成皮膜が形成されることによって、ステンレス
鋼の良好な冷間加工が約束される。

［作用］ 本発明者らは蓚酸塩法における化成皮膜の耐焼付は性を
向上させることができれば、浴管理の困難性から生じる
上記問題を緩和できるのではないかとの観点から鋭意研
究を重ねた。その結果蓚酸を含む化成処理液（例えば前
記バーカー液）に、燐酸イオン濃度が０．０３〜０．８
８７１１となる様に燐酸を添加してやれば、化成皮膜の
耐焼付は性が向上できることを見出し、本発明を完成し
た。

化成処理液中に所定量の燐酸イオンを含有させることに
よって化成皮膜の耐焼付は性が向上する原理については
十分解明し得た訳ではないが、次の様に考えることがで
きる。即ち化成処理液中の燐酸イオンは、ステンレス鋼
から溶出してきた鉄イオンと反応して安定な燐酸鉄を形
成し、これが化成皮膜中に析出してくる。そしてこの燐
酸鉄は耐圧性能が良好であるり、耐焼付は性の向上に寄
与するものと考えられる。尚従来のパーカー液中にも微
量の燐酸イオンは含まれているが、その濃度は０．０１
ｇ／Ａ未満であり、不純物として捉えられているもので
ある。また鉄鋼材料（Ｎｉ＜５％。

Ｃｒ＜１０％鋼）に一般に用いられる燐酸塩化成法は、
いわば燐酸亜鉛化成法であり、この処理液に含まれる燐
酸イオンは１２〜１６ｇ／ｉ程度である。

本願発明の化成処理液中の燐酸イオン濃度は、０．０３
〜０．８　ｇ／ｉの範囲に設定する必要があるが、これ
は次の様な理由による。即ち燐酸イオン濃度が０．０３
ｇ／ｊＺ未満であると、化成皮膜中の燐酸鉄生成量が少
ない為燐酸無添加のときと比べてもそれほどの耐焼付は
性向上効果は認められない。これに対し燐酸イオン濃度
が０．６　ｇ／Ｊ：ｌを超えると、燐酸過剰からくる化
成皮膜強度の低下が生じる。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することは（例えば化成処
理液の組成割合の変更を行なうこと等）いずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例コ 下記第２表に示す組成割合に調整したパーカー液中に、
燐酸イオン濃度が各種割合となる様に（後記第３表参照
）燐酸を添加した。

第　　　２　　　表 （パーカー液の組成割合） こうして得られた各種化成処理液を使用し、５ＵＳ３０
４，５ＵＳ３１６，５ＵＳ３２１の各ステンレス鋼管を
化成処理した後、引抜加工に供した。この化成処理およ
び引抜加工を大量に行なった結果を第３表に併記する。

尚化成処理時および引抜加工時の評価基準は第４表に示
す通りであり、第３表および第４表に示した各評価特性
は下記に示す通りである。

く評価特性〉 （１）化成皮膜 ■厚みニステンレス鋼表面に形成される化成皮膜の厚み
。

■硬さ：化成皮膜のステンレス鋼に対する結合力（接着
力）の意味も含むもので あり、該化成皮膜の強さの基準とな る。

■スラッジ：管表面に付着したスラッジを言う、この付
着スラッジは焼付。

押込の原因になる。

（２）引抜加工性 ■加工率：付与可能な加工率を意味し、引抜加工時の断
面加工率のことであ る。

■′引抜カニ引抜加工に要する力のことであり、低い方
が良い。

（３）引抜加工異常 ■焼付　：引抜加工中に化成皮膜が破れたり、または化
成皮膜が弱い（軟 い）為、工具と鋼管が直接々触 し、表面に線状欠陥となフて現わ れる。

■押込み： 皮膜が歎く且つ厚いときは引抜加 工時に化成皮膜が製品に押し込ま れ、焼付と同じく重要欠陥となる （尚皮膜が硬くて厚い場合にも、 材料が軟質又は特に硬質という条 外下では押込みとなる）。

第３表から明らかであるが、本発明で規定する要件を満
足する化成処理液を使用した場合には、良好な化成皮膜
が形成され、何らの不都合を生じることなく安定した冷
間加工が実施できる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、化成皮膜の耐焼付性を
向上することができるので、連続処理によって化成処理
液の組成バランスが若干筋れることがあっても、高加工
率の冷間加工が安定して行なえる様になった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓚酸を含むステンレス鋼冷間加工用化成処理液に
   おいて、該処理液中の燐酸イオン濃度が０．０３〜０．
   ６ｇ／ｌとなる様に燐酸が含有されてなることを特徴と
   するステンレス鋼の冷間加工用化成処理液。
2. （２）ステンレス鋼冷間加工用化成処理液を用いてステ
   ンレス鋼表面に化成皮膜を形成して冷間加工するに当た
   り、燐酸イオン濃度が０．０３〜０．６ｇ／ｌとなる様
   に燐酸を含有させた処理液を用いて化成皮膜を形成して
   冷間加工することを特徴とするステンレス鋼の冷間加工
   方法。