JPH0327640B2

JPH0327640B2 -

Info

Publication number: JPH0327640B2
Application number: JP60183082A
Authority: JP
Inventors: Makoto Mizuno; Kyotaka Taga; Hiroshi Arai
Original assignee: Nippon Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Metal Industry Co Ltd
Priority date: 1985-08-22
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1991-04-16
Also published as: JPS6244595A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はステンレス鋼の欠点である中性塩化物
環境などで発生する孔食、隙間腐食等の局部腐食
を防止し、比較的安価な汎用ステンレス鋼でも海
水などの使用に耐えるよう、表面処理により耐食
性を付与する方法に関する。（従来の技術）ステンレス鋼の局部腐食防止法としては、従来
からMg、Zn、Al等を犠牲陽極すなわち消耗電極
として用い、陰極防食する方法が行なわれている
が、電極の消耗によりその寿命は短かく、電極の
交換などメンテナンスに手間がかかり、かつ、電
極取付けの困難な場所例えば管の内部等に対して
は適用し難い欠点がある。またこの方法では大気
中の塩分や海水飛沫等の付着により発生する乾湿
型の局部発錆を防止することは困難である。一方、ステンレス鋼の局部腐食を材質的に抑制
するためには、高クロム、高ニツケル、高モリブ
デン等の高次の合金組成が必要であり、極めて高
価になる。その上、局部腐食の発生環境は、海水
はじめ地下水、工業用水、排水等極めて広範囲に
わたつており、局部腐食を成分組成から防止する
ことは経済的にも極めて困難である。本発明者ら
は、先願（特願昭59−208323）において、クロム
イオンを含有する特定の塩類水溶液で陰極電解処
理を行なう場合、汎用のステンレス鋼を使用して
も著しい耐食性の向上が得られることを見出した
が、その後更に研究したところ、該クロムイオン
含有水溶液に少量の硫酸第二チタンTi（SO₄）₂を
添加すると、特に優れた耐食性の向上が得られる
ことを見出し、本発明をなしたものである。（発明の目的）本発明は、先願発明を更に改良したもので、汎
用のステンレス鋼に、高い耐食性を付与する方法
を提供するものである。（発明の構成）本発明は、一般のステンレス鋼を濃度0.5〜20
％の塩類水溶液中に浸して、電流密度０〜5A／
ｄm²電解時間０〜10分の予備処理（陽極電解処
理）を行なつてステンレス鋼表面を清浄にし、か
つ活性化した後、下記(1)〜(6)の塩類水溶液中に浸
して陰極電解処理を行ない、鋼表面に対して水溶
液に含有する金属の反応生成化合物を鍍着させて
耐食性を付与するステンレス鋼の防食処理法であ
る。塩類水溶液としては (1) 濃度0.001〜5.0％の硫酸第二チタンと濃度1.0
〜40％のCr⁶⁺を含む溶液。 (2) 濃度0.001〜5.0％の硫酸第二チタンと濃度0.1
〜20％のCr³⁺を含む溶液。 (3) 濃度0.001〜5.0％の硫酸第二チタンと濃度1.0
〜40％のCr⁶⁺と濃度0.1〜20％のCr³⁺とを含む
溶液。 (4) 前記(1)(2)(3)に更にクエン酸鉄アンモニウム
0.05〜2.0％、アンモニウムみようばん0.01〜
0.5％、硫安0.01〜2.0％などのアンモニウム塩
類を単独又は複数添加した溶液。 (5) (1)(2)(3)(4)に更に濃度0.1〜10％の範囲でCuイ
オンを含む塩類、Niイオンを含む塩類及びブ
ドウ糖を単独又は複数添加した溶液。 (6) 前記(1)(2)(3)(4)(5)に更に微量添加物として濃度
0.01〜0.5％の範囲でチオ尿素、でん粉、硼酸、
グリセリン及び亜ひ酸を単独又は複数添加した
溶液。陰極電解条件としては、電流密度0.1〜10A／ｄm²、電解時間１〜30分
である。本発明は前記(1)〜(6)の塩類水溶液を使用する方
法であり、液組成及び濃度、電流密度、電解時間
等は各所定範囲内で適宜選択実施できる。なお、予備処理として、塩類水溶液中で陽極電
解処理を行なうことが好ましいが、これを行なわ
ず陰極電解処理のみを実施しても、その表面特性
は改善され、有効な耐食性が付与される。本発明の陰極電解処理によつて、ステンレス鋼
上に析出する反応生成化合物は、未だ明確に解明
されていないが、いわゆるメツキ処理によつて析
出される金属とは異なり、電解液中に含まれる各
金属イオンの複雑な水和物からなるものと考えら
れ、数μｍ以下の薄い着色皮膜で、海水中におい
ても溶解消失することはない。本発明による防食効果の理論的説明は明らかで
ないが、実験的にその効果は十分に認められる。陽極電解処理用の塩類水溶液としては、普通、
塩化錫、塩化亜鉛等の塩化物溶液を用いるが、特
にこれらの塩化物に限定されるものではなく、他
の塩類を自由に使用できる。後続の陰極電解処理に使用するクロムイオンを
含む塩類水溶液と同一の塩類水溶液を、ステンレ
ス鋼の極性のみを変えて、陽極電解処理にも使用
するのが、作業性、経済性の点から最も好まし
い。本発明で使用する液組成及び濃度、電流密度、
電解時間等を限定した理由は、これらの範囲内に
おいて、所期の耐食性が得られたからである。実施例においては、Cr⁶⁺塩として重クロム酸ア
ンモニウム、Cr³⁺塩として、硫酸クロムをあげた
が、これに限定されるものではなく、他のCr塩
も使用できる。なお、本発明において硫酸第二チタン、クエン
酸鉄アンモニウム、硫酸銅、硼酸、でん粉はステ
ンレス鋼表面の水和物被覆特性を改善し、硫安は
PHを安定させ、ブドウ糖はCr³⁺の安定化に効果が
ある。また、チオ尿素、亜ひ酸は低電流電解に効果が
ある。以下、実施例により更に詳しく説明する。（実施例）［海水浸漬による隙間腐食試験］隙間腐食はステンレス鋼の局部腐食の中で最も
防止困難なものなので、海水による隙間腐食試験
を行ない、本発明による陰極電解処理の効果を確
認した。海水浸漬T.P.の形状及びその取付方法は第１
図、第２図及び第３図に示す通りで、等間隙に孔
明加工４を施した２枚の塩ビ帯状板３，３の間に
ステンレス鋼T.P.１（150×25×１mm）を孔明部
分４と４の中間にはさみ、塩ビ製ボルト・ナツト
５を孔明部分４に差し込み40Kgfcｍのトルクで締
めつけて、ステンレス鋼T.P.１を固定した。同
様にしてステンレス鋼T.P.を取り付けた塩ビ帯
状板３，３を製作した。T.P.を固定した２本の
塩ビ帯状板は、第２図のように並列的に塩ビ製枠
２に取付ける。また、第３図のように塩ビ帯状板の下部板３の
端部を塩ビアングル２と塩ビボルト・ナツト５で
固定してもよい。第２図又は第３図のように固定
したT.P.１を海水に浸漬試験する。試験はステンレルス鋼T.P.と塩ビ帯状板との
間に設定した隙間部における腐食の有無を検討し
た。試験に供したステンレス鋼の主要成分は第１
表に示す通りであり、防食処理を施した電解槽は
１槽（200mm深さ×50mm巾×100mm長さ）及び、
１／２槽（200mm深さ×25mm巾×100mm長さ）を使
用した。本発明の防食効果は電解処理溶液の種類及び濃
度、電流密度、電解時間で決まるが、防食効果が
飽和する電解時間は使用する溶液の種類、溶液の
濃度、電流密度等によつて微妙に相違して必ずし
も一定しない。後述の実施例では、予備処理電解
時間を５分、陰極電解処理時間を10分とした。このように各種塩類水溶液で電解処理した試験
片の海水浸漬隙間腐食試験結果を第３表及び第４
表に示す。また、比較材として未処理材の海水浸漬隙間腐
食試験結果を第２表に示す。第２表及び第３表及び第４表で明らかなように
ステンレス鋼表面を陰極電解処理した試験片の寿
命（発銹するまでの時間を日数であらわしたも
の）は、未処理材の３日以内と大きく異なり、そ
の耐食性が著しく向上しており、304で4.5年を超
える寿命を示し、なお試験を継続中であり、更に
寿命の伸びが期待される。なお、電解処理水溶液
はCr⁶⁺を含む塩類水溶液又はCr³⁺を含む塩類水溶
液それぞれ単独でも防食効果があるが、それらの
混液の方が一層効果がある。また、電解処理で、通常、表面清浄化及び活性
化のために予備処理を行なうが、行なわない場合
でも、未処理材よりも耐食性は改善されている。

【表】

【表】実施例中では予備処理（陽極電解処理）用の塩
類水溶液と陰極電解処理用の塩類水溶液が同一で
ある。表中、寿命が＞で示されているものは、現
在試験がなお継続中のものである。

【表】予備処理（陽極電解処理）用の塩類水溶液とカ
ソード処理（陰極電解処理）用の塩類水溶液は同
一のものを使用した。（発明の効果）本発明によるとステンレス鋼を陰極電解処理す
ることによりステンレス鋼の表面に電解液中に含
まれる各金属イオンの複雑な水和物からなる防食
化成膜が形成されると考えられ、この防食化成膜
により、ステンレス鋼を中性塩化物環境等で使用
する場合大巾な耐食性改善が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、隙間腐食試験T.P.の取付
け状態を示す説明図である。１……ステンレス鋼T.P.、４……孔、２……
塩ビ枠（アングル）、５……塩ビボルト・ナツト、
３……塩ビ帯状板。

Claims

【特許請求の範囲】１ステンレス鋼を濃度0.5〜20％の塩類水溶液
中に浸して電流密度０〜5A／ｄm²、電解時間０
〜10分の陽極電解処理を行なつて、その表面を清
浄化し、活性化した後、濃度0.001〜5.0％の硫酸
第二チタンと濃度1.0〜40％のCr⁶⁺を含む塩類水
溶液中に浸漬し、電流密度0.1〜10A／ｄm²電解
時間１〜30分のもとで、陰極電解処理を行なうこ
とを特徴とするステンレス鋼の防食処理法。２陰極電解処理における塩類水溶液が、クエン
酸鉄アンモニウム0.05〜2.0％、アンモニウムみ
ようばん0.01〜0.5％、硫安0.01〜2.0％などのア
ンモニウム塩類を単独又は複数含有する特許請求
の範囲第１項記載の方法。３陰極電解処理における塩類水溶液が、濃度
0.1〜10％の範囲で、Cuイオンを含む塩類、Niイ
オンを含む塩類及びブドウ糖を単独又は複数含有
する特許請求の範囲第１〜第２項のいずれか１つ
に記載の方法。４陰極電解処理における塩類水溶液が、微量添
加物として、濃度0.01〜0.5％の範囲で、チオ尿
素、でん粉、硼酸、グリセリン及び亜ひ酸を単独
又は複数含有する特許請求の範囲第１〜第３項の
いずれか１つに記載の方法。５ステンレス鋼を濃度0.5〜20％の塩類水溶液
中に浸して電流密度０〜5A／ｄm²、電解時間０
〜10分の陽極電解処理を行なつて、その表面を清
浄化し、活性化した後、濃度0.001〜5.0％の硫酸
第二チタンと濃度0.1〜20％のCr³⁺を含む塩類水
溶液中に浸漬し、電流密度0.1〜10A／ｄm²電解
時間１〜30分のもとで、陰極電解処理を行なうこ
とを特徴とするステンレス鋼の防食処理法。６陰極電解処理における塩類水溶液が、クエン
酸鉄アンモニウム0.05〜2.0％、アンモニウムみ
ようばん0.01〜0.5％、硫安0.01〜2.0％などのア
ンモニウム塩類を単独又は複数含有する特許請求
の範囲第５項記載の方法。７陰極電解処理における塩類水溶液が、濃度
0.1〜10％の範囲で、Cuイオンを含む塩類、Niイ
オンを含む塩類及びブドウ糖を単独又は複数含有
する特許請求の範囲第５〜第６項のいずれか１つ
に記載の方法。８陰極電解処理における塩類水溶液が、微量添
加物として、濃度0.01〜0.5％の範囲で、チオ尿
素、でん粉、硼酸、グリセリン及び亜ひ酸を単独
又は複数含有する特許請求の範囲第５〜第７項の
いずれか１つに記載の方法。９ステンレス鋼を濃度0.5〜20％の塩類水溶液
中に浸して電流密度０〜5A／ｄm²、電解時間０
〜10分の陽極電解処理を行なつて、その表面を清
浄化し、活性化した後、濃度0.001〜5.0％の硫酸
第二チタンと濃度1.0〜40％のCr⁶⁺と濃度0.1〜20
％のCr³⁺とを含む塩類水溶液中に浸漬し、電流密
度0.1〜10A／ｄm²、電解時間１〜30分のもとで
陰極電解処理を行なうことを特徴とするステンレ
ス鋼の防食処理法。１０陰極電解処理における塩類水溶液が、クエ
ン酸鉄アンモニウム0.05〜2.0％、アンモニウム
みようばん0.01〜0.5％、硫安0.01〜2.0％などの
アンモニウム塩類を単独又は複数含有する特許請
求の範囲第９項記載の方法。１１陰極電解処理における塩類水溶液が、濃度
0.1〜10％の範囲で、Cuイオンを含む塩類、Niイ
オンを含む塩類及びブドウ糖を単独又は複数含有
する特許請求の範囲第９〜第１０項のいずれか１
つに記載の方法。１２陰極電解処理における塩類水溶液が、微量
添加物として、濃度0.01〜0.5％の範囲で、チオ
尿素、でん粉、硼酸、グリセリン及び亜ひ酸を単
独又は複数含有する特許請求の範囲第９〜第１１
項のいずれか１つに記載の方法。