JPH0790642A - 防錆方法 - Google Patents

防錆方法

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JPH0790642A
JPH0790642A JP25647793A JP25647793A JPH0790642A JP H0790642 A JPH0790642 A JP H0790642A JP 25647793 A JP25647793 A JP 25647793A JP 25647793 A JP25647793 A JP 25647793A JP H0790642 A JPH0790642 A JP H0790642A
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JP
Japan
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mol
steel material
cleaning
boric acid
rust
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Application number
JP25647793A
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English (en)
Inventor
Hisashi Nonoyama
尚志 野々山
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Ishizuka Glass Co Ltd
Original Assignee
Ishizuka Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硼酸系浸炭防止剤を部分的に塗布した鋼材を
焼入れし、その後、該硼酸系浸炭防止剤を鋼材から除去
するための洗浄工程中、繰り返し使用される洗浄液中に
蓄積した硼酸によって該洗浄液が酸性化することで、洗
浄後の鋼材に発生する錆を防止する方法を提供する。 【構成】 酸化物換算で、Na2O:30〜90mol%、Si
O2:3〜30、CaO :3〜30で表される無機組成物を
洗浄液に添加して洗浄後の鋼材に発生する錆を防止する
する方法であって、洗浄液中の硼素イオン濃度を測定
し、該硼素イオン濃度から換算されるB2O3量に対して、
つねに、Na2O:10〜30mol%、SiO2:1〜10mol%、
CaO :1〜10mol%、が洗浄液中に存在するように、該
無機組成物を繰り返し添加することを特徴とする防錆方

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硼酸系浸炭防止剤を部
分的に塗布した鋼材を焼入れし、その後、該硼酸系浸炭
防止剤を鋼材から除去するための洗浄工程中、繰り返し
使用される洗浄液中に蓄積した硼酸によって該洗浄液の
pHが低下することで、洗浄後の鋼材に発生する錆を防止
する方法に関する。
【0002】
【従来技術】一般に、機械部品等に使用される鋼材は、
硬度を増加させる為に浸炭焼入れが施されている。この
浸炭焼入れとは比較的炭素量の低い鋼材表面に化学反応
で炭素を拡散浸透させた後、焼入れにより表面を硬くす
る処理方法である。しかしながら、例えばボルトのねじ
部分の様に物品によっては部分的に浸炭焼入れを不要と
する場合があり、この場合、浸炭させたくない部分に金
属メッキを施したり、浸炭防止剤を塗布するが、近年で
はコストや取り扱い性の観点から、硼酸系浸炭防止剤が
好んで使用されている。この硼酸系浸炭防止剤は、硼酸
(H3BO3 )を主成分とし、これに樹脂と若干の粘土を含
有するものであり、鋼材表面に部分的に塗布されて、浸
炭焼入れの際の炭素の侵入を阻害するものである。そし
て浸炭焼入れされた鋼材は、付着した硼酸系浸炭防止剤
を除去する為に、洗浄されるが、その際、洗浄液はアミ
ン系弱アルカリ性洗浄液が使用される場合が多く、繰り
返し循環されて使用されている。この時、洗浄液中には
鋼材表面から脱離した浸炭防止剤の主な残留物である硼
酸(H3BO3 )が逐次蓄積されるので、洗浄液が次第に酸
性化されることになる。この様な洗浄液を長時間使用す
ると洗浄液のpHは益々低下する一方であるので、洗浄液
本来の防錆力が劣り、洗浄後の鋼材にはしばし錆の発生
が見られた。この為、使用者等は、錆の発生が観られた
時点で新しい洗浄液と交換するか、あるいは経験的観点
から、一週間毎に新しい洗浄液と交換することによっ
て、錆の進行を防止していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な方策は錆の防止に対する抜本的な対策ではなく、洗浄
液の交換が頻繁な為、手間と費用を費やしていた。
【0004】よって、本発明は上記のような問題点を解
消し、長期間同一の洗浄液を使用しても洗浄後の鋼材に
錆が発生することのない防錆方法を提供するものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を達成すべく、先ず、硼酸アルカリが無機腐食抑制剤と
して鋼材を不動態化し、防錆(防食)する作用に注目
し、さらに種々検討を重ねた結果、B2O3及びNa2Oを主体
とし、これにSiO2、CaO を含有するB2O3−Na2O−SiO2
CaO 系の特定組成割合の無機組成物が水中に溶解し、各
成分から生成されるアニオン、あるいはカチオンのイオ
ン成分の存在下で、より優れた防錆(防食)作用を呈す
ることを見出した。そして、本発明では上記したB2O3
Na2O、SiO2、及びCaO 成分の水中におけるイオン成分が
特定割合で存在するような洗浄液に変化させることで、
錆の発生を防止できることに着目した。
【0006】よって本発明では、洗浄液中に蓄積し、該
洗浄液を酸性化させて鋼材に鉄を発生させる悪要因とな
る硼酸を、防錆作用を呈するイオン成分の一部として利
用することを考え出し、Na2O−SiO2−CaO で表される無
機組成物を洗浄液に添加することによって、該洗浄液中
に硼酸イオン、ナトリウムイオン、珪酸イオン、カルシ
ュウムイオン、又はこれらの水酸化イオンを共存させ、
各イオンの複合作用により、防錆力を発揮させるように
するものである。そして、鋼材を不動態化させる作用
と、洗浄液の酸性化の進行を阻止しpHを中性〜弱アルカ
リ性に変化させるpH緩衝作用を発揮して、鋼材の錆の発
生を防止する。
【0007】よって、本発明の要旨とするところは、硼
酸系浸炭防止剤を塗布した鋼材を焼入れし、その後、該
硼酸系浸炭防止剤を鋼材から除去するための洗浄工程
中、繰り返し使用される洗浄液中に蓄積する硼酸の硼素
イオン濃度を測定し、該硼素イオン濃度から換算される
B2O3量に対して、つねに、 Na2O:10〜30mol% SiO2: 1〜10mol% CaO : 1〜10mol% が洗浄液中に存在するように、酸化物換算で、 Na2O:30〜90mol% SiO2: 3〜30mol% CaO : 3〜30mol% で表される無機組成物を洗浄液に繰り返し添加すること
を特徴とする防錆方法である。
【0008】
【作用】本発明で用いる無機組成物は、珪酸ソーダ、炭
酸ソーダ、消石灰を所定の比率で混合、あるいはガラス
化することによって得られるNa2O−SiO2−CaO で表され
る無機組成物である。
【0009】この時、無機組成物のうち、酸化物換算で
Na2Oに相当する割合は30〜90mol%が好ましい。30
mol%未満では硼酸イオンと併用されて発揮される不動態
化作用、及びpH緩衝作用が弱まり、防錆力が低下する。
一方、90mol%超では、アルカリ性が強くなるので、取
り扱い性が劣り好ましくない。
【0010】同様に、SiO2に相当する割合は3〜30mo
l%が好ましい。SiO2成分はB2O3及びNa2O存在下で併用さ
れて、防錆力を向上させる作用をするものであるが、3
mol%未満では、その効力が弱くなる。一方、30mol%超
では、過剰添加となり効力の更なる向上はみられない。
【0011】同様に、CaO に相当する割合は3〜30mo
l%が好ましい。CaO 成分はSiO2成分同様にB2O3及びNa2O
存在下で併用されて、防錆力を向上させる作用をするも
のであるが、3mol%未満では、その効力が弱くなる。一
方、30mol%超では、過剰添加となり効力の更なる向上
はみられない。
【0012】本発明の防錆方法における第1工程は、洗
浄液中の硼素イオン濃度を、例えばプラズマ発光分析装
置によって測定する。続く第2工程は、前記硼素イオン
濃度から換算されるB2O3量に対して、Na2O:10〜30
mol%、SiO2:1〜10mol%、CaO :1〜10mol%が洗浄
液中に存在するように、前記無機組成物を添加する。そ
の際、無機組成物は溶解性を高める観点から、粉末形
態、あるいは水に縣濁させたスラリー状とするのが好ま
しい。
【0013】そして、洗浄液中の硼素イオン濃度は、鋼
材の処理量に応じて増加することになるので、洗浄液を
継続して使用することにより、B2O3量に対するNa2O、Si
O2、及びCaO の含有率が減少し範囲未満となって、防錆
力が低下しないようにするために、洗浄液中の硼素イオ
ン濃度を所定日数毎に継続して測定し、増加した硼素イ
オン濃度分に相当するB2O3量に対して、前記するNa2O、
SiO2、及びCaO の含有率を保持できる量だけ無機組成物
を繰り返し添加する。
【0014】上記したような操作によって、洗浄液中に
は常に硼酸イオン、ナトリウムイオン、珪酸イオン、カ
ルシュウムイオン、又はこれらの水酸化イオンが一定の
範囲内で共存するので、各イオンの複合作用により、鋼
材を不動態化させる作用と、洗浄液の酸性化の進行を阻
止しpHを中性〜弱アルカリ性に変化させるpH緩衝作用を
発揮して、鋼材の錆の発生を防止する。
【0015】また、前記無機組成物がガラスである場
合、水分の接触下において、徐々にイオンを放出しなが
ら溶解する特性を有する徐放性ガラスとなるので、添加
サイクルを幾らか長期化できる。その際、目安としてガ
ラスが400〜600μmの粒径のとき、20℃の蒸留
水に対して0.1〜10wt%/hrの溶解速度を有する組成
系が好ましく、0.1未満では十分な防錆力が発揮され
ず、10を超えると、添加サイクルを長期化することが
できなくなり、ガラス化するメリットがない。
【0016】なお、添加される無機組成物が洗浄液に対
して、延べ5wt%を超えると、洗浄された鋼材表面に無
機組成物が残留し、見掛け上好ましくないので、5wt%
を上限に、洗浄液を交換する目安とすることができる。
【0017】
【実施例】
(実施例1)以下に示す市販の浸炭防止剤を塗布し、約
900℃で焼入れを施した鋼材を、アミン系弱アルカリ
性洗浄液で連続5日間洗浄した使用済み洗浄液をサンプ
リングし、プラズマ発光分析装置によって硼素イオン濃
度を測定すると、820ppmであった。これはB2O3量に換算
して、0.26wt% に相当する。また、同じく使用済み洗浄
液中に溶解していたFeイオン濃度は2.5ppmであった。
【0018】浸炭防止剤組成 硼酸 59.3wt% 粘土分 0.7 樹脂分 39.5 溶剤 0.2 着色剤 0.3
【0019】この使用済み洗浄液を元液とし、これに硼
酸を更に添加すると伴に、3号水ガラスと消石灰を重量
比で13:2混合した無機組成物を所定量添加した合計
6種の溶液を作成した。なお、この組成物はmol%でNa
2O:53、SiO2:17、CaO :30で表される組成物で
ある。これを表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】これらの溶液にSS41鋼材(3cm角、厚
み1mm)を各1枚浸漬し、65℃−45分間保持後に、
溶液から引き上げ、自然乾燥後に至る間の鋼材表面に発
生する錆の状態観察と、溶液中に溶解したFeイオン増
加濃度を求めた。結果を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】これらの結果より推定すると、例えばNo.3
の溶液中のB2O3換算量は約洗浄液を連続13日間使用し
た洗浄液中の硼素イオン濃度に相当するが、No.6の溶液
のように無機組成物を添加することによって、錆の発生
が防止され、結果的に洗浄液の寿命が伸びることにな
る。
【0024】(実施例2)実施例1で用いた浸炭防止剤
を塗布した長さ200mm、直径20mmのSS41鋼材を
焼入れし、その後、洗浄装置にて約2000個/日の割
合で鋼材を洗浄した。また、洗浄液は実施例1と同一の
洗浄液を1400リットル循環して使用し、鋼材は洗浄
液の液温65℃で約40分間洗浄されるように設定し
た。一方、上記洗浄液に、重量比で水ガラス3号:消石
灰(Ca(OH)2) =13:2の割合で混合した無機組成物を
所定日数毎に添加して鋼材を洗浄し、自然乾燥後に発生
する錆の度合いを、無機組成物を添加しないで洗浄した
鋼材と比較した。結果を表3に示す。なお、表中、無機
組成物の投入量は累積値で示す。また、無機組成物を添
加しない洗浄液で、洗浄開始から10日目に洗浄された
鋼材には錆の発生がみられた為、この時点で洗浄を中止
した。
【0025】
【表3】
【0026】(実施例3)ソーダ灰、珪砂、消石灰を原
料とし、Na2O:50mol%、SiO2:25mol%、CaO:25m
ol%となる組成のガラスを作成した。得られたガラスは
乾式粉砕され、粒径が3〜5mmのガラス粒子とした。
なお、このガラスは1日あたり約1.2%の割合で溶解
する徐放性のガラスであった。上記ガラスを、実施例2
と同様な洗浄条件にて洗浄液に2wt% 添加して鋼材を洗
浄し、自然乾燥後に発生する錆の度合いを、無機組成物
を添加しないで洗浄した鋼材と比較した。結果を表4に
示す。
【0027】
【表4】
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
長期間同一の洗浄液を使用しても洗浄後の鋼材に錆が発
生することがないので、洗浄液の交換頻度を低減させる
ことが出来る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硼酸系浸炭防止剤を塗布した鋼材を焼入
    れし、その後、該硼酸系浸炭防止剤を鋼材から除去する
    ための洗浄工程中、繰り返し使用される洗浄液中に蓄積
    する硼酸の硼素イオン濃度を測定し、該硼素イオン濃度
    から換算されるB2O3量に対して、つねに、 Na2O:10〜30mol% SiO2: 1〜10mol% CaO : 1〜10mol% が洗浄液中に存在するように、酸化物換算で、 Na2O:30〜90mol% SiO2: 3〜30mol% CaO : 3〜30mol% で表される無機組成物を洗浄液に繰り返し添加すること
    を特徴とする防錆方法
  2. 【請求項2】 前記無機組成物が、400〜600μm
    の粒径のとき、20℃の蒸留水に対して0.1〜10wt
    %/hrの溶解速度を有する徐放性ガラスである請求項1の
    防錆方法
JP25647793A 1993-09-20 1993-09-20 防錆方法 Pending JPH0790642A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013087327A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Ishizuka Glass Co Ltd ガラス質防錆剤

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013087327A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Ishizuka Glass Co Ltd ガラス質防錆剤

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