JPH0672310B2 - 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
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Info
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- JPH0672310B2 JPH0672310B2 JP30279388A JP30279388A JPH0672310B2 JP H0672310 B2 JPH0672310 B2 JP H0672310B2 JP 30279388 A JP30279388 A JP 30279388A JP 30279388 A JP30279388 A JP 30279388A JP H0672310 B2 JPH0672310 B2 JP H0672310B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/46—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing oxalates
- C23C22/47—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing oxalates containing also phosphates
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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。
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っては、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）が広く実施されている。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（FeC2O4）で占められて
おり（約98％）、反応促進剤としてイオウ化合物を利用
したときは不溶性のイオウ化合物が生成し、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,Cr: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。
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）が広く実施されている。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（FeC2O4）で占められて
おり（約98％）、反応促進剤としてイオウ化合物を利用
したときは不溶性のイオウ化合物が生成し、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,Cr: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AC16を投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。
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AC16を投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。
［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（A1，A2，AC
16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。
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（A1，A2，AC
16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。
一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A1）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て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。
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A1）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て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崩
れることがあっても良好な耐焼付け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。
って、その目的は、化成処理液の組成バランスが若干崩
れることがあっても良好な耐焼付け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/l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
が若干崩れることがあっても、耐焼付け性が良好な化成
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。
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
が若干崩れることがあっても、耐焼付け性が良好な化成
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け性を
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
記パーカー液）に、燐酸イオン濃度が0.03〜0.6g/lとな
る様に燐酸を添加してやれば、化成皮膜の耐焼付け性が
向上できることを見出し、本発明を完成した。
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
記パーカー液）に、燐酸イオン濃度が0.03〜0.6g/lとな
る様に燐酸を添加してやれば、化成皮膜の耐焼付け性が
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け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、耐焼付け性の向上に寄
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0.01g/l
未満であり、不純物として促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/l程度であ
る。
よって化成皮膜の耐焼付け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、耐焼付け性の向上に寄
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0.01g/l
未満であり、不純物として促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/l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.
6g/l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0.03g/l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け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0.6g/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。
6g/l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0.03g/l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け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0.6g/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。
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］ 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。
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。
こうして得られた各種化成処理液を使用し、SUS304,SUA
316,SUS321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。
316,SUS321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。
＜評価特性＞ （１）化成皮膜 厚み：ステンレス鋼表面に形成される化成皮膜の厚
み。
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。
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。
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。
面加工率のことである。
引抜力：引抜加工に要する力のことであり、低い方が
良い。
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
に線状欠陥となって現われる。
皮膜が弱い（軟い）為、工具と鋼管が直接々触し、表面
に線状欠陥となって現われる。
押込み：皮膜が軟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
質という条件下では押込みとなる）。
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
質という条件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。
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崩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。
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崩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)
- 【請求項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。 - 【請求項２】蓚酸を含む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、前記処理液中の燐酸イオン濃度が
0.03〜0.6g/lとなる様に燐酸を含有させると共に、該処
理液を用いて前記ステンレス鋼表面に化成皮膜を形成し
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30279388A JPH0672310B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP30279388A JPH0672310B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 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 |
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- 1988-11-29 JP JP30279388A patent/JPH0672310B2/ja not_active Expired - Lifetime
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