JPH04193963A - 鋳鉄材料の複合表面処理方法 - Google Patents
鋳鉄材料の複合表面処理方法Info
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- JPH04193963A JPH04193963A JP32490690A JP32490690A JPH04193963A JP H04193963 A JPH04193963 A JP H04193963A JP 32490690 A JP32490690 A JP 32490690A JP 32490690 A JP32490690 A JP 32490690A JP H04193963 A JPH04193963 A JP H04193963A
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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。
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、基地中に黒鉛を宵する鋳鉄鋳物の表面への赤
錆の発生を防止する方法に関するものである。
錆の発生を防止する方法に関するものである。
[従来の技術]
黒鉛を基地中にをする鋳鉄、例えば焦心可鍛鋳鉄、球状
黒鉛鋳鉄、バーミキュラ鋳鉄、ねずみ鋳鉄などを冷水、
温水用給排水部品へ適用する場合においては、赤水の発
生防止のために、鋳鉄表面上の赤錆の発生を防止する必
要がある。現在は、錆びない管継手としてステンレス管
継手が使用されているが、価格が高く汎用管継手として
は使用しにくい。安価でステンレス並の防錆性能と金属
光沢を示す表面処理方法の開発が望まれている。
黒鉛鋳鉄、バーミキュラ鋳鉄、ねずみ鋳鉄などを冷水、
温水用給排水部品へ適用する場合においては、赤水の発
生防止のために、鋳鉄表面上の赤錆の発生を防止する必
要がある。現在は、錆びない管継手としてステンレス管
継手が使用されているが、価格が高く汎用管継手として
は使用しにくい。安価でステンレス並の防錆性能と金属
光沢を示す表面処理方法の開発が望まれている。
今日、−膜面な耐食、耐摩耗性を示す表面処理方法とし
ては、窒化処理や電気Niめっきや無電解Niめっき等
が知られている。また、ガス用継手には溶融亜鉛めっき
が施されている。
ては、窒化処理や電気Niめっきや無電解Niめっき等
が知られている。また、ガス用継手には溶融亜鉛めっき
が施されている。
鋳鉄表面への窒化処理に関するものとしては、特開昭6
4−5087号公報には窒化処理層の上に四三酸化鉄を
形成する方法が開示されている。
4−5087号公報には窒化処理層の上に四三酸化鉄を
形成する方法が開示されている。
また、米国特許登録7l−74666S/47号として
溶融塩電解処理と呼ばれる脱スケール、脱黒鉛処理方法
か開示されている。
溶融塩電解処理と呼ばれる脱スケール、脱黒鉛処理方法
か開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
表面に黒鉛を有する鋳鉄表面への防錆効果は、亀裂やピ
ンホールの無い皮膜を金属表面上へ形成することによっ
て錆の発生を防ぐものである。鋳鉄表面に鋳物砂や黒鉛
が存在すると鋳物砂や黒鉛に妨害されて該鋳鉄表面上に
表面処理皮膜が完全に形成されず、局部的に露出せる基
地との間に局部電池が構成され赤錆が生しることを本発
明者は明らかにした。従って、基地中に黒鉛を何する鋳
鉄表面に鋳物砂が付着する鋳物に対し、窒化処理や電気
N1めっきや無電解Niめっき等の各々単独の処理は、
防錆を目的とした表面処理法とじて完全なものではない
。
ンホールの無い皮膜を金属表面上へ形成することによっ
て錆の発生を防ぐものである。鋳鉄表面に鋳物砂や黒鉛
が存在すると鋳物砂や黒鉛に妨害されて該鋳鉄表面上に
表面処理皮膜が完全に形成されず、局部的に露出せる基
地との間に局部電池が構成され赤錆が生しることを本発
明者は明らかにした。従って、基地中に黒鉛を何する鋳
鉄表面に鋳物砂が付着する鋳物に対し、窒化処理や電気
N1めっきや無電解Niめっき等の各々単独の処理は、
防錆を目的とした表面処理法とじて完全なものではない
。
また、ガス用継手には溶融亜鉛めっきが施されるが、防
錆性能を保証するためにJIS規格では最低70μm以
上の厚い膜厚を指示している。従って上記ガス用継手は
、めっき処理を施した後に、ネジ切り加工しているため
にネジ部の防錆には効果がない。
錆性能を保証するためにJIS規格では最低70μm以
上の厚い膜厚を指示している。従って上記ガス用継手は
、めっき処理を施した後に、ネジ切り加工しているため
にネジ部の防錆には効果がない。
特公昭64−5087号公報のものは熱処理にて表面に
ソルバイト組織を形成後その上に窒化層及び四三酸化鉄
層を形成する技術であり、フェライト、パーライト、オ
ーステナイトといった基地組織へ適用された表面処理技
術ではな(、また処理表面の黒鉛除去が考慮されてない
ために、黒鉛の妨害による不完全な表面処理皮膜の間に
生成する赤錆を完全に防止することは困難である。
ソルバイト組織を形成後その上に窒化層及び四三酸化鉄
層を形成する技術であり、フェライト、パーライト、オ
ーステナイトといった基地組織へ適用された表面処理技
術ではな(、また処理表面の黒鉛除去が考慮されてない
ために、黒鉛の妨害による不完全な表面処理皮膜の間に
生成する赤錆を完全に防止することは困難である。
また、米国特許登録71−746f36S/47号のも
のは鋳鉄表面の脱黒鉛処理方法として知られているが、
これは鋳鉄のロウ付けの際の濡れ性を改善するための前
処理方法として利用されており、防錆効果を改善するた
めの窒化処理の前処理としての検討はなされていない。
のは鋳鉄表面の脱黒鉛処理方法として知られているが、
これは鋳鉄のロウ付けの際の濡れ性を改善するための前
処理方法として利用されており、防錆効果を改善するた
めの窒化処理の前処理としての検討はなされていない。
さらに、従来の前記各種の表面処理方法では、例え防錆
効果が得られたとしても処理表面の色が黒色もしくは灰
色であり、防錆効果を持ちかつステンレス並の金属光沢
を必要とするものへの適用には無理がある。
効果が得られたとしても処理表面の色が黒色もしくは灰
色であり、防錆効果を持ちかつステンレス並の金属光沢
を必要とするものへの適用には無理がある。
本発明の目的は、防錆効果をもち、かつ銀白色の金属光
沢を付与する表面処理方法を提供することにある。
沢を付与する表面処理方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
上記問題を解決するために本発明においては、まず、溶
融塩電解処理法によって表面処理皮膜の形成を妨害する
鋳鉄表面から約50μm程度の深さまでの表面に露出し
た鋳物砂及び黒鉛を除去した後に耐食、耐輩耗性向上の
ために窒化処理、例えば塩浴軟窒化処理を施し、該鋳鉄
表面にFe−N化合物層を約1〜30μm程度形成する
。さらに水蒸気雰囲気中等で熱処理を施すことによって
、該Fe−N化合物層表面にFe3O4の皮膜を1〜3
0μm程度形成させる。即ち、溶融塩電解処理でもって
防錆皮膜の形成を妨害する鋳鉄表面上の黒鉛を除去する
ことによって該鋳鉄表面全体への均一で完全な防錆皮膜
の形成を可能にしたものである。その後、本処理表面上
に銀白色の金属光沢を付与する目的で少なくとも1層以
上のN1めっき皮膜を合計膜厚で5μm〜30μm程度
被覆する。もちろん、窒化処理皮膜上にFe3O4の皮
膜形成処理を行うことなくFe−N化合物層上にNiめ
っぎ処理を施しても良い。
融塩電解処理法によって表面処理皮膜の形成を妨害する
鋳鉄表面から約50μm程度の深さまでの表面に露出し
た鋳物砂及び黒鉛を除去した後に耐食、耐輩耗性向上の
ために窒化処理、例えば塩浴軟窒化処理を施し、該鋳鉄
表面にFe−N化合物層を約1〜30μm程度形成する
。さらに水蒸気雰囲気中等で熱処理を施すことによって
、該Fe−N化合物層表面にFe3O4の皮膜を1〜3
0μm程度形成させる。即ち、溶融塩電解処理でもって
防錆皮膜の形成を妨害する鋳鉄表面上の黒鉛を除去する
ことによって該鋳鉄表面全体への均一で完全な防錆皮膜
の形成を可能にしたものである。その後、本処理表面上
に銀白色の金属光沢を付与する目的で少なくとも1層以
上のN1めっき皮膜を合計膜厚で5μm〜30μm程度
被覆する。もちろん、窒化処理皮膜上にFe3O4の皮
膜形成処理を行うことなくFe−N化合物層上にNiめ
っぎ処理を施しても良い。
[作用コ
基地中に黒鉛を保育する鋳鉄表面への単独の表面処理で
は完全な防錆効果を示さなかったものが、表面処理皮膜
の形成を妨害する鋳鉄表面の鋳物砂や黒鉛を除去した後
に窒化処理及び酸化処理により表面にFe50.の皮膜
を形成して完全な防錆効果を発揮させ、さらにその処理
皮膜の上に表面を美麗にする目的で少なくとも1層以上
のNiめっき皮膜を薄く被覆することを特徴とする本発
明の複合表面処理を施すこと、によっ、て、優れた防錆
効果を示すとともにその外観は銀白色のステンレス並の
金属光沢を保持できる優れたものである。なお、Niめ
っき皮膜の厚さが5μm以下の被覆では金属光沢を示さ
ず基地の色が該めっき皮膜を通して現れる。
は完全な防錆効果を示さなかったものが、表面処理皮膜
の形成を妨害する鋳鉄表面の鋳物砂や黒鉛を除去した後
に窒化処理及び酸化処理により表面にFe50.の皮膜
を形成して完全な防錆効果を発揮させ、さらにその処理
皮膜の上に表面を美麗にする目的で少なくとも1層以上
のNiめっき皮膜を薄く被覆することを特徴とする本発
明の複合表面処理を施すこと、によっ、て、優れた防錆
効果を示すとともにその外観は銀白色のステンレス並の
金属光沢を保持できる優れたものである。なお、Niめ
っき皮膜の厚さが5μm以下の被覆では金属光沢を示さ
ず基地の色が該めっき皮膜を通して現れる。
[実施例コ
本発明の表面処理方法の一例として以下の実施例に従っ
て説明する。
て説明する。
本実施例方法は、 (イ)脱黒鉛処理ミ(ロ)窒化処理
、 (ハ)表面酸化処理、 (ニ)電気Niめっき処理
、 (ホ)皮膜の安定化熱処理の工程からなる。以下各
工程を詳細に説明する。
、 (ハ)表面酸化処理、 (ニ)電気Niめっき処理
、 (ホ)皮膜の安定化熱処理の工程からなる。以下各
工程を詳細に説明する。
(イ)溶融塩電解処理による脱黒鉛処理工程ます、前処
理として焦心可鍛鋳鉄試料表面の黒鉛を除去する目的で
、水酸化ナトリウムと中性塩類とからなる浴温度460
°Cのアルカリ性酸化還元浴中に該試料を浸漬し、電解
処理により該試料表面を清浄にする。電解手順は(1)
該試料を陰極に保持して還元作用により該試料表面の砂
及び酸化皮膜を除去する。 (2)該試料を陽極に保持
して酸化作用により該試料表面の黒鉛を塩浴剤との反応
で除去する。 (3)前記(2)の工程で該試料表面に
生しる酸化皮膜を該試料を再度陰極に保持することによ
り還元作用にて除去する。
理として焦心可鍛鋳鉄試料表面の黒鉛を除去する目的で
、水酸化ナトリウムと中性塩類とからなる浴温度460
°Cのアルカリ性酸化還元浴中に該試料を浸漬し、電解
処理により該試料表面を清浄にする。電解手順は(1)
該試料を陰極に保持して還元作用により該試料表面の砂
及び酸化皮膜を除去する。 (2)該試料を陽極に保持
して酸化作用により該試料表面の黒鉛を塩浴剤との反応
で除去する。 (3)前記(2)の工程で該試料表面に
生しる酸化皮膜を該試料を再度陰極に保持することによ
り還元作用にて除去する。
その後、空冷及び水冷にて室温まで冷却したのち、約8
0°Cの湯にて洗浄する。
0°Cの湯にて洗浄する。
(ロ)窒化処理工程
試料表面に耐食性及び耐摩耗性を付与する目的で該試料
を約350″Cに余熱後、約580°Cの温度で塩浴軟
窒化処理を約1時間施し表面にFe−Nの化合物層を5
μm〜30μm程度形成する。
を約350″Cに余熱後、約580°Cの温度で塩浴軟
窒化処理を約1時間施し表面にFe−Nの化合物層を5
μm〜30μm程度形成する。
(ハ)表面酸化処理工程
前記(ロ)の処理工程が終了後に浴温度約380°Cの
塩浴中に約15分程度該試料を浸漬し該試料Fe−N化
合物層の表面または化合物層中にFe3O4層を1μm
〜30μm程度形成後、水冷にて室温まで冷却したのち
60°Cの湯にて洗浄後乾燥する。
塩浴中に約15分程度該試料を浸漬し該試料Fe−N化
合物層の表面または化合物層中にFe3O4層を1μm
〜30μm程度形成後、水冷にて室温まで冷却したのち
60°Cの湯にて洗浄後乾燥する。
本酸化処理工程の他に約400°Cの水蒸気雰囲気中で
の酸化処理により該Fe−N化合物層表面もしくは化合
物層中にFe3O4層を形成させても良い。
の酸化処理により該Fe−N化合物層表面もしくは化合
物層中にFe3O4層を形成させても良い。
(ニ)電気Niめっき処理工程
試料表面に銀白色の金属光沢を付与する目的で、前記(
ハ)の工程が完了した試料を脱脂処理、酸洗い処理等の
工程を少なくとも1回以上施して表面を清浄、活性化し
たのち該試料表面に電気Niめっき処理を約5μm〜3
0μm程度の膜厚て施す。めっき処理は、液温60°C
の光沢Niめっき浴中で、電流密度IA〜3A/dm2
の条件で行なった。処理時間は必要膜厚によって選択し
た。
ハ)の工程が完了した試料を脱脂処理、酸洗い処理等の
工程を少なくとも1回以上施して表面を清浄、活性化し
たのち該試料表面に電気Niめっき処理を約5μm〜3
0μm程度の膜厚て施す。めっき処理は、液温60°C
の光沢Niめっき浴中で、電流密度IA〜3A/dm2
の条件で行なった。処理時間は必要膜厚によって選択し
た。
また、電気Niめっき処理において第1層を耐食性のあ
る半光沢Niめっきで第2層を光沢Niめっきで構成し
ても良い。
る半光沢Niめっきで第2層を光沢Niめっきで構成し
ても良い。
膜厚5μm以下では基地の色が透けて見えるために金属
光沢を得ることが出来ず、また30μm以上では総合皮
膜厚さが厚くなり使用できない。
光沢を得ることが出来ず、また30μm以上では総合皮
膜厚さが厚くなり使用できない。
以上のような複合表面処理を施すことにより、鋳鉄表面
に全体で約50μm以下の膜厚で、防錆性能をもちかつ
銀白色の金属光沢ををする表面処理皮膜を形成すること
が可能になる。
に全体で約50μm以下の膜厚で、防錆性能をもちかつ
銀白色の金属光沢ををする表面処理皮膜を形成すること
が可能になる。
このように防錆効果ををする表面処理の皮膜厚さを、総
合膜厚で50μm以下、望ましくは30μm以下に抑え
ることにより、ネジ加工部なとの組合せ精度等が問題に
なる部分への適用が可能になる。
合膜厚で50μm以下、望ましくは30μm以下に抑え
ることにより、ネジ加工部なとの組合せ精度等が問題に
なる部分への適用が可能になる。
第1図は、上記実施例に従って処理された試料の表面処
理皮膜状況を示したものであるが、鋳鉄表面に露出して
いた黒鉛が除去された跡の穴に表面処理皮膜が侵入して
いる様子を示している。また、皮膜そのものも連続性を
保っている。
理皮膜状況を示したものであるが、鋳鉄表面に露出して
いた黒鉛が除去された跡の穴に表面処理皮膜が侵入して
いる様子を示している。また、皮膜そのものも連続性を
保っている。
第2図は、上記実施例における脱黒鉛処理工程(イ)を
省略した試料における表面処理皮膜の状況を示したもの
であるが、鋳鉄表面に露出している黒鉛の上部には表面
処理皮膜が形成されにくく、黒鉛によって皮膜が不連続
6になっている様子を示している。
省略した試料における表面処理皮膜の状況を示したもの
であるが、鋳鉄表面に露出している黒鉛の上部には表面
処理皮膜が形成されにくく、黒鉛によって皮膜が不連続
6になっている様子を示している。
第3図は、水温25°Cの水道水に1週間浸漬した際の
10個の試料表面に生しる赤錆の平均発生状況を示した
ものであるが、脱黒鉛処理を施さすに窒化処理及び電気
Niめっき処理を施した試料Aでは、金属光沢は維持さ
れるものの試料表面に錆が生したのに対し、脱黒鉛処理
を施して窒化処理した試料Bでは、錆の発生が大幅に低
下したが金属光沢が消滅してしまう。一方、本発明の試
料Cでは、1週間浸漬したのちも錆の発生はほとんど認
められず、表面の金属光沢も試験開始当初の状態を維持
している。
10個の試料表面に生しる赤錆の平均発生状況を示した
ものであるが、脱黒鉛処理を施さすに窒化処理及び電気
Niめっき処理を施した試料Aでは、金属光沢は維持さ
れるものの試料表面に錆が生したのに対し、脱黒鉛処理
を施して窒化処理した試料Bでは、錆の発生が大幅に低
下したが金属光沢が消滅してしまう。一方、本発明の試
料Cでは、1週間浸漬したのちも錆の発生はほとんど認
められず、表面の金属光沢も試験開始当初の状態を維持
している。
[発明の効果]
以上の説明で明らかなように、本発明による複合表面処
理方法を、ステンレスよりも価格的に安価な鋳鉄鋳物に
適用して、表面に生しる赤錆の発生を防止でき、かつ銀
白色のステンレス並の金属光沢を維持することが可能に
なり、現在錆びない管継手として使用されている高価な
ステンレス管継手の代替品として、また赤水の発生が問
題になる冷水や温水用の給排水用部品等への適用が可能
になる。
理方法を、ステンレスよりも価格的に安価な鋳鉄鋳物に
適用して、表面に生しる赤錆の発生を防止でき、かつ銀
白色のステンレス並の金属光沢を維持することが可能に
なり、現在錆びない管継手として使用されている高価な
ステンレス管継手の代替品として、また赤水の発生が問
題になる冷水や温水用の給排水用部品等への適用が可能
になる。
第1図は焦心可鍛鋳鉄に脱黒鉛処理を施した後、窒化処
理及び電気N】めっき処理した試料の表面処理皮膜状況
を示す図。 第2図は焦心可鍛鋳鉄に脱黒鉛処理を施さずに、窒化処
理及び電気N1めっき処理した試料の表面処理皮膜と黒
鉛の関係を示す図。 第3図は、水温25°Cの水道水に1週間浸漬した際の
試料表面に生しる赤錆の平均発生状況と金属光沢の状況
を示す図。 1:電気Niめっき層 2:Fe30A層 3:Fe−N層 4;黒鉛 5:Fe基地 6:黒鉛脱落跡 7:めっき不連続部 第1図 第2図 / 第3図 試 料
理及び電気N】めっき処理した試料の表面処理皮膜状況
を示す図。 第2図は焦心可鍛鋳鉄に脱黒鉛処理を施さずに、窒化処
理及び電気N1めっき処理した試料の表面処理皮膜と黒
鉛の関係を示す図。 第3図は、水温25°Cの水道水に1週間浸漬した際の
試料表面に生しる赤錆の平均発生状況と金属光沢の状況
を示す図。 1:電気Niめっき層 2:Fe30A層 3:Fe−N層 4;黒鉛 5:Fe基地 6:黒鉛脱落跡 7:めっき不連続部 第1図 第2図 / 第3図 試 料
Claims (3)
- 1.(イ)基地中に黒鉛を有する鋳鉄材料を溶融塩電解
処理により表面の脱鋳物砂及び/叉は脱黒鉛処理を行う
工程、(ロ)窒化処理を施す工程、(ハ)該鋳鉄材料の
処理表面上に少なくとも1層以上のNiめっき皮膜を各
々1μm以上、各層合計で5μm以上の膜厚でもって被
覆する工程からなることを特徴とする鋳鉄材料の複合表
面処理方法。 - 2.前記(イ)、(ロ)の工程によっで形成された表面
処理皮膜上にFe_3O_4の皮膜を形成した後(ハ)
の工程を施すことを特徴とするの鋳鉄材料の複合表面処
理方法。 - 3.前記(イ)の工程の前に熱処理による脱炭処理工程
を施し、次いで前記(イ)乃至(ハ)の工程からなるこ
とを特徴とする鋳鉄材料の複合表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32490690A JPH04193963A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 鋳鉄材料の複合表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32490690A JPH04193963A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 鋳鉄材料の複合表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193963A true JPH04193963A (ja) | 1992-07-14 |
Family
ID=18170945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32490690A Pending JPH04193963A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 鋳鉄材料の複合表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04193963A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013125633A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社アドヴィックス | ディスクロータ |
| JP2014118583A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 車両用ディスクブレーキロータとその製造方法 |
| JP2014226719A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社パーカーコーポレーション | 鋳物表面の清浄方法 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP32490690A patent/JPH04193963A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013125633A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社アドヴィックス | ディスクロータ |
| JP2013174261A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Advics Co Ltd | ディスクロータ |
| CN104126080A (zh) * | 2012-02-23 | 2014-10-29 | 株式会社爱德克斯 | 盘形转子 |
| JP2014118583A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 車両用ディスクブレーキロータとその製造方法 |
| JP2014226719A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社パーカーコーポレーション | 鋳物表面の清浄方法 |
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