JPH04198491A - 金属表面処理方法 - Google Patents

金属表面処理方法

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JPH04198491A
JPH04198491A JP2325750A JP32575090A JPH04198491A JP H04198491 A JPH04198491 A JP H04198491A JP 2325750 A JP2325750 A JP 2325750A JP 32575090 A JP32575090 A JP 32575090A JP H04198491 A JPH04198491 A JP H04198491A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は金属表面の防蝕処理に関する。
(従来技術とその問題点) 従来の金属表面の防食処理として、1llj ’jXi
を溶融めっきまたは電気めっきしてからクロメ−1・処
理するという方法はよく知られている。またプラスト亜
鉛めっき法も知られている。最近鉄または鉄合金の粒子
を核として、その周囲に鉄亜鉛合金層を介して亜鉛また
は亜鉛合金層を被着してなる独立した複数粒子の欠合体
からなる改良されたプラスト材料を鉄または鉄合金表面
に投射することからなる改良されたフラスト亜鉛被覆法
が開発された(特公昭59−931.2)。 この方法
を木明細計ては改良プラス1〜亜鉛被覆法と呼ぶ。
この方法は、設備が低順で、エネルギー消費が少なく環
境汚染要素゛が少ない画期的な方法であるが、この方法
によって形成された亜鉛被覆は耐食性においてなお充分
でなく、100mg/dm2の付着量で、塩水噴霧試験
において、24時間以内に赤錆が発生する。これは、こ
の方法によって形成された亜鉛被覆が鉄亜鉛合金である
ことによると考えられる。
一方金属の表面処理の面からみると亜鉛めっき、亜鉛合
金めっきおよび改良プラス1〜亜鉛被覆法による処理の
みでは充分な耐食性が得らオしないというのが実状であ
る。従ってこの被処理物を耐食性の用途で使用する場合
には、後処理を施す必要がある。
そのための比較的簡単な方法はクロメート処理である。
改良プラスト亜鉛被覆法による処理後に適切なりロメー
ト処理を施した場合は240〜1000時間以上でも白
錆及び赤錆とも発生しない(特開昭61−67773、
特開平2−19477)。したがって耐食性用途で金属
に改良プラスト亜鉛被覆法を適用する場合は、後処理と
してクロメ−1〜処理を行うことが不可欠であると考え
られている。
しかしながら後処理であるクロメ−1へ処理はいずれも
溶液中に6価のクロl、化合物を含有している。6価の
クロム化合物は安全衛生上および公害問題上有害な化合
物である。したがって産菜上6価のクロム化合物を利用
する場合には、その取扱いについて細心の注意が必要で
ある。
しかし耐食性に優れた後処理法としては種々の方θモが
研究されているが、クロメート処理にまさるものは開発
できなかった。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは改良フラスr−!lf鉛被鉛被覆土る処理
物の後処理法を鋭意研究した結果、耐食性の面において
クロメ−1へ処理に劣らない後処理を開発した。即ち、
改良プラスト亜鉛被覆法を金属4A料に適用した後、シ
リカ懸濁液と1゛」、Zr、 Mg、Ba、Sr、\V
、 Nj、 Co、Sn、No、 Mnの少くとも1種
のイオン含む水溶液で処理することによって、クロメ−
1へ処理に劣らぬ結果が得られることを見出した。
〔発明の構成〕
本発明は鉄または鉄合金を核としてこの核の周囲に鉄亜
鉛合金属を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆してなる複
層被覆粒子の集合体からなるブラスト材料を金属表面に
投射して亜鉛または亜鉛合金の被覆皮膜を形成し;この
ように形成された表面を、水性シリカJ111i濁液お
よびT」、Zr、MB、 Ba、Sr、 W、 Nj、
 Co、Sn、 No、Mnの少くとも1種の金属イオ
ンを含む水溶液と接触させることからなる金属表面処理
方法を提供する。
本発明方法の前段階の処理は、基本的に特公昭59−9
312号に開示されている方法であり、その公知の改良
方法を含む。
本発明の方法に使用されるシリカは沈降性シリカでも気
相加水分解シリカでもよく、要するに水性懸濁液を形成
するものなら何でもよい。シリカは、水100重量部に
対して0.1〜20重量部を含有される。0.1重量部
以下では処理物表面に充分な耐食性を発揮する皮膜が形
成されず、また20重量部以上では処理物表面に分厚い
ケル状皮膜ができてしまい実用的ではない。
シリカ懸濁液単独で処理される場合、処理液の温度は、
5〜40℃の範囲が最適である。5℃未満では処理後の
乾燥に時間がかかり実用的ではなく、40℃を超える温
度では処理液中のSj O,力噛1期にケル化してしま
う。
また浸漬時間は10〜250秒までの範囲が最適である
。10秒以下では処理物表面に完全な皮膜が形成されず
、250秒を超える時間では処理プロセスを考える場合
実用的な長さではない。
処理液は、Ti、 Zr、Mg、llr+、 Sr、W
、Ni、Co、Sn、 Mo、Mnイオンの1種または
2種以上を含有する水溶液である。
金属イオン源は、金属の水溶性塩ならば何でもよい。そ
の溶液のpuは特に問題にならない。甲、に水溶液であ
ればよい。
各イオンの濃度ば水100重址部に対して0.01〜2
0重量部である。0601重量部未満では1反応の進行
が遅く処理時間が長大となり、20重足部を超えると処
理後に処理物表面にスラッジ状の生成物が付着する。
処理液の温度は、5℃〜沸点の範囲が最適である。5℃
未満では処理後の乾燥に時間がかがり実用的ではない。
また浸漬時間は3〜250秒までの範囲が最適である。
3秒未満、 もしくは250秒を超える浸漬は処理プロ
セス上実用的ではない。
それぞれの液中に改良プラスト亜鉛被覆法による被処理
物を処理する。
この二つの処理を同−媒質中で同時に行う場合は、処理
液の温度は、5℃〜40℃の範囲である。
5℃未満では処理後の乾燥に時間がかかり実用的でない
。40℃を超えるとシリカが早期にゲル化してしまう。
また浸漬時間は10〜250秒の範囲が適当である。
10秒未満では処理物表面に完全な皮膜が形成されず、
250秒を超えると処理プロセスとして実用的でない。
接触処理は、浸漬、塗布、スプレー等に実施されている
が浸漬が最も実際的である。
本発明の方法による改良プラス1〜亜鉛被覆と組み合せ
た湿式表面処理はクロメ−1へ処理に劣らぬ効果を有し
、クロメート処理のように公害問題が少ない。
本発明の効果は、シリカが亜鉛被覆相に、そのボアを埋
めて吸着し、金属イオンが該シリカと結合してアモルフ
ァス状皮膜を形成するためと推定されている。
(発明の具体的開示) 以下本発明を実施例及び比較例によって具体的に開示す
る。本発明はこれら実施例によって限定されるものでは
ない。
試験には100 X 50 X 2.Om+nの軟鋼テ
スI・パネルを用いた。このテストパネルをトリクロロ
エタンで蒸気脱脂したのち、特公昭59J3]2号明細
書に記載されている改良プラス1〜亜鉛被覆法による処
理を行い表面に亜鉛−鉄合金被覆を生成させた。このテ
ストパネルに実施例および比較例の後処理を施した。テ
ストパネルの耐食性試験は、JTS−Z237]1に規
定される塩水噴霧試験を行ない、白銹発召−の状況を経
時的に調査した。
また電気亜鉛めっきパネルとしては、めっき膜厚8ミク
ロンの電気亜鉛めっきを施した100 X 50X2.
Ommの軟鋼テストパネルを試験に供した。
以下の実施例においてlliに「部」と記すのは「重量
部」のことである。
実施例」 脱イオン水100部に対して、シリカ0.5部を加えて
、均一に攪拌して、この処理液中に改良ブラスト亜鉛被
覆法により処理したテストパネルを30秒間浸漬した後
、温風乾燥した。次に脱イオン水100部に対して、K
2ZrF、をZrイオンとして0.5部を加えて、均一
に攪拌して、前記の被処理物を常温で60秒間浸漬した
。その後温風乾燥した。この試料について耐食試験を行
った。結果を表1に示す。
実施例2 実施例1のシリカ懸濁液を刷毛を用いて塗布したのち、
温風乾燥した。次に実施例1のに2ZrF、含有液を刷
毛を用いて塗布したのち、温風乾燥した。
この試料について耐食試験を行った。結果を表1に示す
実施例3 脱イオン水100部に対し、シリカ5部を加え、さらに
Nj、 (SO3)2・411.0をN1イオンとして
1部を加えて均一に攪拌して、この処理液中に改良プラ
ス1〜亜鉛被覆法により処理したテストパネルを60秒
浸漬したのち、温風に燥した3、この試料に一〕いて耐
食試験を行った。結果を表1に示す。
実施例4 実施例3のシリカおよびNJ、(SO3)2・41シo
含右液を刷毛を用いて塗布したのち、温風乾燥した。こ
の試料について耐食試験を行った3、結果を表1に示す
実施例5 脱イオン水100部に対し、シリカ10部を加え、さら
にMnCO3・411□0をMnイオンとして1部を加
えて均一に攪拌して、この処理液中に改良プラス1〜亜
鉛被覆法により処理したナス1−パネルを60秒浸漬し
たのち、温風乾燥した。この試料について耐食性試験を
行った。結果を表1に示す。
実施例6 実施例5の5jO2及びMnCQ、2・411□0溶液
をスプレーで塗布したのち、温風乾燥した。この試料に
ついて耐食試験を行った。結果を表1に示す。
実施例7 脱イオン水100部に対して、シリカ5部を加えて、均
一に攪拌して、この処理液中に改良プラスト亜鉛被覆法
により処理したナス1〜パネルを30秒間浸漬したのち
、温風乾燥した。次に脱イオン水100部に対して、K
2ZrF、をZrイオンとして、0.5部及び、CoS
O4・811□0をCoイオン濃度として5部加えて、
均一に攪拌して、前記の被処理物を常温浴にて60秒間
浸漬した。その後温風乾燥した。この試料について耐食
試験を行った。結果を表1−に示す。
実施例8 実施例7のシリカ懸濁液を刷毛を用いて塗布したのち、
温風乾燥した。次に実施例7のに2ZrF6およびCo
SO4・8+120含有液を刷毛を用いて塗布したのち
、温風乾燥した。この試料について耐食試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例9− 脱イオン水100部に、シリカ15部を加えて、均一に
攪拌して、この処理液中に改良プラス1〜亜鉛被覆法に
より処理したテスI・パネルを30秒間浸漬した後、温
風乾燥した。次に脱イオン水100部にに2’l’j 
F、を1゛」イオンとして0.5部を加えて、均一に攪
拌した。この試料について耐食試験を行なった。
結果を表1に示す。
実施例]0 脱イオン水100部に、シリカ15部を加えて、均一に
攪拌して、この処理液中に改良プラスト亜鉛被m法によ
り処理したテストパネルを】0秒間浸漬した後、温風乾
燥した。次に脱イオン水100部に、MgSO4・7H
20iを蝕として0.5部、(N+1. )6Mo70
2.、をMOとして0.5部、およびSrCl2−6H
,OをSrイオンとして0.7部加えて、均一・に攪拌
し、前記被処理物を常温で60秒間浸漬した。この試料
について耐食試験を行なった。結果を表1に示す。
実施例11 脱イオン水100部に、シリカ20部を加えて、均一に
攪拌して、この処理液中に改良プラスト亜鉛被覆法によ
り処理したテストパネルを30秒間浸漬した後、温風乾
燥した。次に脱イオン水100部にSnC]、zをSn
イオンとして0.5部およびCoSO4・81120を
Coイオンとして3部加えて、均一に攪拌した。前記の
被処理物を常温で60秒間浸漬し、その後温風乾燥した
。この試料について耐食試験を行なった。
結果を表】に示す。
比較例1 脱イオン水100部に、無水クロム酸1.0部、硫酸0
.1部、硝酸0.1部を均一に溶解した処理液を調製し
た。これに改良プラスト亜鉛被覆法により処理したテス
トパネルを4秒間浸漬した。浸漬後空中放置してから水
洗し、臥風乾燥した。この試料について耐食試験を行っ
た。結果を表1に示す。
比較例2 脱イオン水100部に、無水クロム酸2.0部、硝酸ク
ロム0.1部を均一に溶解した処理液を調製した。
これに改良プラスト亜鉛被覆法により処理したデス1ヘ
パネルを4秒間浸漬した。浸漬後空中放置し=12− てから水洗し、温風乾燥した。この試料について耐食試
験を行った。結果を表1に示す。比較例31ヘリクロロ
トリフルオロエタン100部に対し、t−ブタノール1
5部、無水り旧ム酸2部、シュウ酸0.01部を均一に
溶解した処理液を調製した。これを上部に凝集装置を有
する槽内て沸1騰させ、−に部の凝集液を槽内に還流し
た。
これに改良プラスト亜鉛被覆法により処理したテストパ
ネルを60秒間浸漬した。浸漬後40°Cの新鮮な空気
中で3分間強制乾燥し、さらにトリクロロトリフルオロ
エタンとt−ブタノールからなる溶液中で洗浄し、その
後軸無させた。この試料について耐食試験を行った。結
果を表1に示す。
比較例4 脱イオン水100部に、タンニン酸1部を均一に溶解し
た処理液を調製した。これに改良プラスト亜鉛被覆法に
より処理したナス1〜パネルを70℃の処理液浴中に4
秒間浸漬した。浸漬後空中放置してから水洗し、温風乾
燥した。この試料について耐食試験を行った。結果を表
1に示す。
比較例5 改良プラスト亜鉛被覆法により処理したテストパネルを
、化成処理を施さずそのまま耐食試験を行った。結果を
表1に示す。
比較例6 改良ブラスト亜鉛被覆法による被処理物に代わりに、電
気亜鉛めっきを施したデス1−パネルを、実施例1で使
用した処理液を用いて処理をおこなった。この試料につ
いて耐食試験を行った。結果を表1に示す。
表1

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.鉄または鉄合金を核としてこの核の周囲に鉄亜鉛合
    金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆してなる複層被
    覆粒子の集合体からなるブラスト材料を金属表面に投射
    して亜鉛または亜鉛合金の被覆皮膜を形成し;このよう
    に形成された表面を、水性シリカ懸濁液およびTi,Z
    r,Mg,Ba,Sr,W,Ni,Co,Sn,Mo,
    Mnの少くとも1種の金属イオンを含む水溶液と接触さ
    せることからなる金属表面処理方法。
  2. 2.シリカ懸濁液による処理と金属イオンを含む溶液に
    よる処理を同一の媒質で行う請求項1に記載の方法。
  3. 3.まずシリカ懸濁液で処理し、次に金属イオン溶液に
    よる処理を行う請求項1に記載の方法。
  4. 4.シリカ懸濁液中のシリカの濃度が水100重量部に
    対して、0.1〜20重量部である請求項1、2、3の
    いずれかの項に記載の方法。
  5. 5.金属イオン水溶液中の金属イオンの濃度が、各水1
    00重量部に対して0.01〜20重量部である請求項
    1、2、3のいずれかの項に記載の方法。
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