JPH08209357A - 鉄酸化膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業の危険性を低減し、基材部品の軟化、変
形を抑制するために、高温の強アルカリ溶液を用いない
で、耐食性鉄酸化膜を形成させることを目的とする。ま
た、鉄基金属素地の露出する微小箇所に鉄酸化膜を形成
させ、欠陥部分での腐食を抑制することを目的とする。 【構成】 前処理工程において、鉄基金属表面の自然酸
化膜を除去し、つづく後処理工程において、この鉄基金
属を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水溶液に接触させ
て、その鉄基金属表面に鉄酸化膜を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＴＶ用マスクなどに
用いる、Ｆｅ₃ Ｏ₄ を主成分とする耐食性に優れた鉄酸
化膜の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄基金属に耐食性を付与する方法
としては、その表面に、Ｆｅ₃ Ｏ₄ を主成分とする鉄酸
化膜を形成させる方法、種々の成膜法によって皮膜を形
成させる方法が提案されている。

【０００３】上記耐食性鉄酸化膜の形成方法としては、
約１４０℃の強アルカリ溶液を用いるアルカリ化成処
理、５５０℃以上の水蒸気やガスを用いる水蒸気処理お
よびＣＯ―ＣＯ₂ ガス処理が行なわれている。

【０００４】一般に、鉄基金属の表面には自然酸化膜が
存在するため、鉄基金属の表面への鉄酸化膜の形成が阻
害される。そのため、自然酸化膜の除去が必要となり、
酸洗が一般的に行なわれている。

【０００５】一方、上記皮膜の成膜方法としては、めっ
き、気相成膜法、塗装、溶射などが行なわれている。し
かし、これらの成膜法で形成された皮膜にはピンホール
などの欠陥が存在するために、外気と接触する金属素地
部分が腐食する。そこで、耐食性を向上させるために、
多層めっきが施される。このような多層めっきとして
は、例えば鉄基金属上にニッケルめっきが施される場合
には、ニッケルめっきの下地に、シアン系のめっき液を
用いた銅ストライクめっきが施されたり、ニッケルめっ
きの上にさらにクロムめっきが重ねて施されたり、ある
いは硫黄含有量の異なるニッケルめっきが何層かに分け
て施されている。さらに、場合によっては形成された皮
膜上に防錆油が塗布される。

【０００６】図７は従来のめっき皮膜が表面に形成され
た鉄基金属の断面図である。図において、１は鉄基金
属、５は鉄基金属１の表面に施された銅ストライクめっ
き層、２は銅ストライクめっき層５の表面に重ねて、ワ
ット浴を用いた電気めっきにより施された厚さ５μｍの
ニッケルめっき層、４は鉄基金属１が露出する微小箇所
であってニッケルめっき層２のピンホールである。

【０００７】多層めっきを施す方法や防錆油を塗布する
方法以外としては、次のような方法が提案されている。
特開平４−１９３９６４号公報には、めっきを施す前の
鋳鉄表面にあらかじめ耐食性鉄酸化膜（Ｆｅ₃ Ｏ₄ ）を
形成させておき、その上にめっきを施す方法が開示され
ている。また、特開平５−３３１８９号公報には、鉄系
素材に施したニッケルめっき皮膜に存在する小孔のめっ
き欠陥部に、アルカリ化成処理、あるいは陽極酸化処理
によってＦｅ₃ Ｏ₄ を主体とする鉄の酸化層を形成させ
る方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の鉄酸化膜の形成
方法は以上のように構成されているので、アルカリ化成
処理では、高温の強アルカリ溶液を用いるために作業に
危険を伴うという問題点があり、水蒸気処理、ＣＯ―Ｃ
Ｏ₂ ガス処理では、処理温度が高温となるために、処理
作業に危険を伴うとともに、基材部品が軟化したり変形
するなどの問題点があった。

【０００９】また、鉄基金属表面の自然酸化膜を除去す
るのに酸洗を行なう場合は、酸洗後の洗浄工程で新たに
自然酸化膜が形成されるため、これまた鉄酸化膜の形成
を阻害するという問題点があった。

【００１０】さらに、鉄基金属の表面に形成される鉄酸
化膜の成長に伴って、この鉄酸化膜中での鉄イオンの移
動が困難になるため、鉄酸化膜の形成速度が減少すると
いう問題点もあった。

【００１１】また、従来の皮膜の成膜方法は以上のよう
に構成されているので、多層めっきを施す場合はコスト
が増大したり、また、銅ストライクめっきを施す場合
は、シアン系のめっき液を用いるために、処理作業に危
険を伴うとともに、廃液処理が困難となり、防錆油を塗
布する方法では、保存中の防錆油が爆発する危険性があ
るなどの問題点があった。特開平４−１９３９６４号公
報に開示される方法では、耐食性鉄酸化膜の上にめっき
を施すために、めっきの付着力が低下し、さらに、特開
平５−３３１８９号公報に開示される方法では、高温の
強アルカリ溶液を用いるために処理作業に危険を伴うな
どの問題点があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、処理作業の危険性が少なく、基
材部品が軟化したり変形することのない、鉄酸化膜の形
成方法を得ることを目的とする。

【００１３】また、この発明は、鉄酸化膜の形成速度の
減少を防止して膜厚の大きな鉄酸化膜の形成方法を得る
ことを目的とする。

【００１４】さらに、この発明は、被覆鉄基金属表面の
金属素地が露出する部分の腐食を抑制するために、処理
作業の危険性が少なく、めっき工程や防錆油を塗布する
工程が不要な鉄酸化膜の形成方法を得ることを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る鉄
酸化膜の形成方法は、前処理工程において鉄基金属表面
の自然酸化膜を除去し、後処理工程においてこの鉄基金
属を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水溶液に接触させ
て、この鉄基金属表面に鉄酸化膜を形成させるものであ
る。

【００１６】請求項２の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、前処理工程において鉄または鉄合金からなる部品表
面の自然酸化膜を、５０℃以上の水中、蒸気中もしくは
水溶液中で除去するか、または大気中、非酸化性雰囲気
中もしくは弱酸化性雰囲気中で機械的もしくは物理的に
除去し、後処理工程において上記部品を５０℃以上１３
０℃以下の水、蒸気もしくはｐＨが６以上１３以下の水
溶液に接触させて、この部品表面にＦｅ₃ Ｏ₄ を主成分
とする鉄酸化膜を形成させるものである。

【００１７】請求項３の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、前処理工程と後処理工程の間に、鉄基金属を非酸化
性雰囲気中で後処理工程の接触温度以上に加熱するもの
である。

【００１８】請求項４の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、後処理工程で鉄イオンを含有する水溶液を鉄基金属
に接触させるものである。

【００１９】請求項５の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、後処理工程で極性が変化する電圧を鉄基金属に少な
くとも一回印加する工程を含むものである。

【００２０】請求項６の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、表面が皮膜で被覆されているが部分的に金属素地が
露出する鉄基金属を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水
溶液に接触させ、その露出する金属素地表面に鉄酸化膜
を形成させるものである。

【００２１】請求項７の発明に係る鉄酸化膜の形成方法
は、金属素地が表面に部分的に露出する膜被覆鉄基金属
部品を、５０℃以上１３０℃以下の水、蒸気もしくはｐ
Ｈが６以上１３以下の水溶液に接触させて、その露出す
る金属素地表面に鉄酸化膜を形成させるものである。

【００２２】

【作用】請求項１の発明における鉄酸化膜の形成方法
は、前処理工程によって鉄基金属表面の自然酸化膜をあ
らかじめ除去する。これにより、後処理工程においてこ
の鉄基金属表面に鉄酸化膜を形成させるのに、水、蒸気
もしくはｐＨが６以上の水溶液を用いることができるた
め、高温の強アルカリ溶液などを用いる必要がない。従
って、処理作業の危険性が低減され、基材部品が軟化し
たり変形することがない。なお、後処理に用いる水溶液
のｐＨが６未満では、鉄基金属表面の鉄成分を溶解する
ため、このような酸性水溶液は用いられない。

【００２３】請求項２の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、後処理工程において用いる処理媒体を水、蒸気も
しくはｐＨが６以上１３以下の水溶液としたので、装置
に要求される耐食性能も低くすることができ、また、処
理作業の危険性も著しく低減される。しかも、接触温度
を５０℃以上１３０℃以下としたので、酸化膜の厚さの
制御が容易になるばかりでなく、装置の大型化を回避で
き、また、作業環境が良好でかつ基材部品の軟化、変形
が防止できる。

【００２４】請求項３の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、前処理工程と後処理工程の間に、この鉄基金属を
非酸化性雰囲気中で後処理工程の接触温度以上に加熱す
る工程を設けることにより、後処理工程において鉄酸化
膜が急速に生成し、膜厚の大きな鉄酸化膜が形成され
る。なお、上記加熱工程が、酸化性雰囲気中や後処理工
程の温度未満で行われる場合には、後処理工程において
鉄酸化膜の急速な生成が図れない。

【００２５】請求項４の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、鉄イオンを含有する水溶液を鉄基金属に接触させ
る後処理工程により、鉄イオンが鉄基金属素地からだけ
でなく上記水溶液からも供給されるので、鉄酸化膜の形
成速度が増大する。

【００２６】請求項５の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、鉄イオンを含有している水溶液中において極性が
変化する電圧を鉄基金属に少なくとも一回印加すること
により、この鉄基金属表面への鉄イオン、水酸イオンお
よび酸素などの供給が促進されるので膜厚の大きな鉄酸
化膜が形成される。

【００２７】請求項６の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、金属素地が表面に部分的に露出する被覆鉄基金属
を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水溶液に接触させる
だけで、その露出する金属素地表面に耐食性鉄酸化膜を
形成させるので、処理作業の危険性が低減されるととも
に、めっき工程や防錆油を塗布する工程が不要となる。

【００２８】請求項７の発明における鉄酸化膜の形成方
法は、用いる処理媒体を水、蒸気もしくはｐＨが６以上
１３以下の水溶液とし、接触温度を５０℃以上１３０℃
以下としたので、請求項６の作用をより確実に達成でき
処理作業の危険性の低減およびめっき工程や防錆油を塗
布する工程が不要となるばかりでなく、請求項２の作用
に示したとおりの効果がある。

【００２９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による鉄酸化膜の形成
方法のチャート図である。前処理工程において大気中で
のブラスト処理（ステップＳＴ１）を行なった鉄基金属
を、次の後処理工程において１２０℃の蒸留水中に４時
間浸漬して（ステップＳＴ２）、その鉄基金属表面に鉄
酸化膜を形成させた。このようにして得られた試料を用
いて、ＪＩＳ Ｚ２３７１の規定に基づいて塩水噴霧試
験を行なった。その結果を図２に示す。

【００３０】この実施例１の構成においては、前処理工
程として大気中でのブラスト処理を行なったが、処理方
法としては乾式または湿式の処理がある。このうち乾式
処理としては、ブラスト処理の他にブラッシング処理な
どの機械的な方法、あるいはスパッタ処理などの物理的
な方法が用いられ、これらの処理は、大気中の他に窒
素、アルゴンなどの不活性ガスや低圧真空などの非酸化
性雰囲気中、あるいは例えば、大気より若干酸素量が多
い弱酸化性雰囲気中で行なってもよい。一方、湿式処理
としては、５０℃以上の水中、蒸気中もしくは水溶液中
で処理する方法が用いられる。このような湿式処理方法
を採用するのは、前処理に用いる媒体を後処理において
も、そのまま使用できる利点があるからである。これら
の処理方法のうち、大気中でのブラスト処理が好まし
い。

【００３１】後処理工程としては１２０℃の蒸留水中で
４時間の処理を行なったが、水は水道水やイオン交換水
でもよく、蒸気やｐＨが６以上の水溶液も用いられる。
装置の耐食性および作業の危険性を考慮すると、水溶液
のｐＨは６以上１３以下の範囲が好ましい。これらのう
ち、蒸留水中で処理するのが特に好ましい。処理温度に
ついては、５０℃未満では鉄酸化膜の形成速度が大きく
なく、１３０℃を越えると、酸化膜の厚さの制御が困難
になるばかりでなく装置も大型化する必要があり、作業
の危険性の低減も図れないため、５０℃以上１３０℃以
下の範囲が好ましい。また、処理時間は処理媒体の種
類、温度および媒体が水溶液の場合にはｐＨによって異
なるが、５時間以内が好ましい。

【００３２】（比較例１）上記実施例１における、前処
理工程およびそれに続く後処理工程を行なわなかった未
処理の鉄基金属を試料として用いて、上記塩水噴霧試験
を行なった。その結果を同じく図２に示す。

【００３３】（参考例１）上記実施例１における前処理
工程およびそれに続く後処理工程に代えて、防錆油を表
面に塗布した鉄基金属を試料として用いて、上記塩水噴
霧試験を行なった。その結果を同じく図２に示す。

【００３４】図２より明らかなように、上記実施例１に
用いた試料は、防錆油を塗布した上記参考例１の試料よ
り耐食性が劣るものの、上記比較例１の未処理の試料と
比較すると耐食性が向上している。

【００３５】実施例２．上記実施例１では後処理を１２
０℃で行なったが、この実施例２ではこれ以上の温度で
後処理を行なった。上記実施例１と同様にして大気中で
ブラスト処理（前処理工程）を行なった鉄基金属を、１
２０〜２００℃の蒸留水中に４時間浸漬した（後処理工
程）。このようにして得られた試料の表面に形成された
鉄酸化膜の膜厚を、Ａｒイオンによるスパッタエッチン
グを併用したオージェ電子分光法を用いて、深さ方向の
酸素濃度分布を調べて測定した。その結果を図３に示
す。

【００３６】（比較例２）上記実施例２における前処理
に代えて酸洗処理した以外、上記実施例２と同様にして
処理して得られた鉄基金属を試料として用いて、その表
面に形成された鉄酸化膜の膜厚を上記実施例２と同様に
して測定した。その結果を同じく図３に示す。

【００３７】図３より明らかなように、酸洗による前処
理ではその後の鉄酸化膜の形成が阻害され大きな膜厚が
得られないが、前処理として上記実施例２のブラスト処
理を行なうことによって膜厚の大きな鉄酸化膜が得られ
る。

【００３８】実施例３．上記実施例１および実施例２で
は前処理工程に続いて後処理を行なったが、これらの処
理工程の間に下記のような加熱工程を設けても同様の効
果が得られる。大気中でブラスト処理（前処理工程）を
行なった鉄基金属を、窒素雰囲気中で１５０℃の温度で
加熱した（非酸化性雰囲気中で加熱する工程）。次い
で、この鉄基金属を７０℃の蒸留水中に４時間浸漬した
（後処理工程）。このようにして得られた試料の表面に
形成された鉄酸化膜の膜厚を上記実施例２と同様にして
測定した。その結果を図４に示す。

【００３９】この実施例３の構成においては、非酸化性
雰囲気中として窒素雰囲気中で加熱したが、窒素の他に
アルゴンなどの不活性ガスや低圧真空などの雰囲気中で
加熱してもよい。

【００４０】実施例４．実施例１と同様にしてブラスト
処理を行った後に、２０〜９０℃の蒸留水にそれぞれ４
時間浸漬して得られた鉄基金属を試料として用いて、そ
の表面に形成された鉄酸化膜の膜厚を上記実施例２と同
様にして測定した。その結果を同じく図４に示す。

【００４１】実施例５．上記実施例３では、後処理工程
において蒸留水を用いたが、鉄イオンを含有する水溶液
を用いても同様の効果が得られる。空気中でブラスト処
理（前処理工程）を行なった鉄基金属を、温度８０℃、
濃度５ｍｇ／L （鉄イオン濃度として５．６×１０^-5モ
ル／L ）の水酸化第一鉄水溶液中に浸漬した（後処理工
程）。このようにして得られた試料の表面に形成された
鉄酸化膜の膜厚を実施例２と同様にして測定した。その
結果を同じく図４に示す。

【００４２】この実施例５の構成においては、鉄イオン
を含有する水溶液として水酸化第一鉄水溶液を用いた
が、これに限定されることはない。水酸化第一鉄の他に
は、硫酸第一鉄、塩酸第一鉄など水に溶解して鉄イオン
を供給できるものであれば用いることができる。鉄イオ
ンを水溶液に供給するのは、鉄基金属を水溶液中に浸漬
する前でも、あるいは浸漬後でもよい。また、鉄イオン
濃度が５．６×１０^-5モル／L の水溶液を用いたが、鉄
酸化膜の形成速度を増大させるには５×１０^-5〜２モル
／L の鉄イオンの濃度が好ましい。

【００４３】実施例６．上記実施例５では、後処理にお
いて鉄イオンを含有する水溶液を用いたが、さらに極性
が変化する電圧を試料に印加することによって、より大
きな膜厚の鉄酸化膜が得られる。空気中でブラスト処理
（前処理工程）を行なった鉄基金属を、温度８０℃、濃
度５ｍｇ／L （鉄イオン濃度として５．６×１０^-5モル
／L ）の水酸化第一鉄水溶液中に浸漬し、これにＰＲパ
ルスによってプラス０．５Ｖの電圧を１０ｍｓ、マイナ
ス０．５Ｖの電圧を７ｍｓ交互に印加して合計４時間処
理することにより、鉄基金属の表面に鉄酸化膜を形成さ
せた（後処理工程）。なお、対極には鉄板を用いた。こ
のようにして得られた鉄酸化膜の膜厚を上記実施例２と
同様にして測定した。この結果を同じく図４に示す。

【００４４】また、この実施例６の構成においては、極
性が変化する電圧を印加する工程としては、ＰＲパルス
によってプラス０．５Ｖの電圧を１０ｍｓ、マイナス
０．５Ｖの電圧を７ｍｓ交互にそれぞれ印加して合計４
時間処理したが、プラス電圧およびマイナス電圧とも
に、０．０１〜１０Ｖの電圧を１〜５００ｍｓ印加する
のが好ましく、また印加処理を施す合計時間は５時間以
内が好ましい。なお、印加方法はＰＲパルスの他、単相
不完全整流波による非対称交流めっきなどが用いられ
る。

【００４５】図４より明らかなように、実施例３、５お
よび６に用いた試料の鉄酸化膜の膜厚は、それぞれ前処
理工程に続く加熱工程、鉄イオンを含有する水溶液を用
いた後処理工程、極性が変化する電圧を印加する工程に
より鉄酸化膜の形成速度が大きくなったため、実施例４
に示す２０〜９０℃の蒸留水によって処理しただけの試
料の膜厚より大きい。

【００４６】実施例７．図６はこの発明の実施例７によ
る、鉄素地の露出する微小箇所に鉄酸化膜を形成させた
ニッケルめっきが施された鉄基金属を示す断面図であ
る。従来技術である図７に示した相当部分には同一符号
を付しその説明を省略する。図において３はピンホール
４を通して露出する鉄基金属１の微小箇所表面に形成さ
せた鉄酸化膜である。なお、鉄酸化膜３はニッケルめっ
き層２を備える上記鉄基金属を１２０℃の蒸留水中に４
時間浸漬して形成させた。このように得られた試料を用
いて、ＪＩＳ Ｈ ８６１７の附属書３の規定に基づい
てフェロキシル試験を行なった。その結果を図５に示
す。

【００４７】この実施例７の構成においては、１２０℃
の蒸留水中で４時間の処理を行なったが、水は水道水や
イオン交換水でもよく、また蒸気やｐＨが６以上の水溶
液も用いられる。装置の耐食性および作業の危険性を考
慮すると、水溶液のｐＨは６以上１３以下の範囲が好ま
しい。これらのうち、蒸留水中で処理するのが特に好ま
しい。処理温度については、５０℃未満では鉄酸化膜の
形成速度が大きくなく、１３０℃を越えると酸化膜の厚
さの制御が困難になるばかりでなく装置も大型化する必
要があり、また、作業の危険性の低減も図れないため、
５０℃以上１３０℃以下の範囲が好ましい。また、処理
時間は処理媒体の種類、温度および媒体が水溶液の場合
にはｐＨによって異なるが、５時間以内が好ましい。

【００４８】この実施例７の構成においては、被覆鉄基
金属として表面を電気ニッケルめっきした鉄基金属を用
いているが、鉄基金属表面の被覆方法としては、めっき
に限定されるものではなく、気相成膜法、塗装、溶射な
どの皮膜形成方法も用いられる。また、形成される皮膜
の材質も金属膜に限定されるものではなく、セラミック
膜、有機膜などでもよい。

【００４９】めっきについても、ニッケルめっきに限定
されるものではなく、銅めっき、クロムめっきなどを施
したものでもよい。ニッケルめっきでは、電気めっき法
または無電解めっき法のいずれの方法も用いられる。ま
た、ニッケルめっきの下地に銅ストライクめっきを施し
たり、ニッケルめっきの上にさらにクロムめっきを重ね
て施したり、あるいは硫黄含有量の異なるニッケルめっ
きを何層かに分けて施した皮膜のピンホールに鉄酸化膜
を形成させてもよく、この場合は耐腐食効果を一層発揮
する。

【００５０】この実施例７の構成においては、金属素地
が表面に部分的に露出する鉄基金属として、ニッケルめ
っきにピンホール欠陥のあるものを示したが、金属素地
表面に部分的に露出しているものであればピンホール欠
陥に限られず、例えば、めっきが一部分剥離したよう
な、比較的大きな露出部分にも適用される。

【００５１】（比較例３）めっき後の蒸留水中での浸漬
処理を行なわなかった以外、上記実施例７と同様にして
処理して得られた鉄基金属を試料として用いて、上記フ
ェロキシル試験を行なった。その結果を同じく図５に示
す。

【００５２】（比較例４）めっき後の蒸留水中での浸漬
処理に代えてＣＯ―ＣＯ₂ ガス処理を行なった以外、上
記実施例７と同様にして処理して得られた鉄基金属を試
料として用いて、上記フェロキシル試験を行なった。そ
の結果を同じく図５に示す。

【００５３】（比較例５）めっき後の蒸留水中での浸漬
処理に代えてアルカリ化成処理を行なった以外、上記実
施例７と同様にして処理して得られた鉄基金属を試料と
して用いて、上記フェロキシル試験を行なった。その結
果を同じく図５に示す。

【００５４】（参考例２）めっき後の蒸留水中での浸漬
処理に代えて、鉄基金属表面に防錆油を塗布した以外、
上記実施例７と同様にして処理して得られた鉄基金属を
試料として用いて、上記フェロキシル試験を行なった。
その結果を同じく図５に示す。

【００５５】図５より明らかなように、実施例７の蒸留
水処理によってピンホールを通じて鉄基金属表面に現れ
る錆の個数は、上記参考例２の防錆油を塗布したものよ
りは多いが、上記比較例３のニッケルめっき処理のみの
ものに比較して１／１５以下、上記比較例４のＣＯ―Ｃ
Ｏ₂ ガス処理のものに比較して２／５以下、上記比較例
５のアルカリ化成処理のものに比較して１／２以下に減
少している。

【００５６】なお、この発明の実施例１〜７において形
成された鉄酸化膜は、Ｆｅ₃ Ｏ₄ を主成分とすることが
Ｘ線回折法によって判明した。また、この発明において
「鉄基金属」とは、鉄および鉄合金を意味するものとす
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、前処理工程において鉄基属表面の自然酸化膜を除去
し、後処理工程において上記鉄基金属を、水、蒸気また
はｐＨが６以上の水溶液に接触させて、その表面に鉄酸
化膜を形成させるように構成したので、後処理工程にお
いて高温の強アルカリ溶液などを用いる必要がないため
処理作業の危険性が低減でき、さらに、基材部品が軟
化、変形しないようにできる効果がある。

【００５８】請求項２の発明によれば、前処理工程にお
いて鉄または鉄合金からなる部品表面の自然酸化膜を、
５０℃以上の水中、蒸気中もしくは水溶液中で除去する
か、または大気中、非酸化性雰囲気中もしくは弱酸化性
雰囲気中で機械的もしくはあるいは物理的に除去し、後
処理工程において前記部品を、５０℃以上１３０℃以下
の水、蒸気もしくはｐＨが６以上１３以下の水溶液に接
触させて、この部品表面に鉄酸化膜を形成させるように
構成したので、高温の強アルカリ溶液などを用いる必要
がないため処理作業の危険性が著しく低減でき、さら
に、めっき工程や防錆油を塗布する工程を確実に不要に
できる効果がある。

【００５９】請求項３の発明によれば、前処理工程と後
処理工程の間に、鉄基金属を非酸化性雰囲気中で後処理
工程の接触温度以上に加熱するように構成したので、こ
の加熱工程により、後処理工程において鉄酸化膜を急速
に生成させることができ、従って、膜厚の大きな鉄酸化
膜を形成させることができる効果がある。

【００６０】請求項４の発明によれば、後処理工程で鉄
イオンを含有する水溶液を鉄基金属に接触させるように
構成したので、鉄イオンを鉄基金属素地からだけでなく
上記水溶液からも供給することができ、従って、鉄酸化
膜の形成速度を増大させることができる効果がある。

【００６１】請求項５の発明によれば、後処理工程で極
性が変化する電圧を鉄基金属に少なくとも一回印加する
ように構成したので、鉄基金属表面への鉄イオン、水酸
イオンおよび酸素などの供給を促進させることができ、
従って、膜厚の大きな鉄酸化膜を形成させることができ
る効果がある。

【００６２】請求項６の発明によれば、金属素地が表面
に部分的に露出する鉄基金属を、水、蒸気またはｐＨが
６以上の水溶液に接触させるだけで、その露出する金属
素地表面に鉄酸化膜を形成させるように構成したので、
高温の強アルカリ溶液などを用いる必要がないため処理
作業の危険性が低減でき、さらに、めっき工程や防錆油
を塗布する工程を不要にできる効果がある。

【００６３】請求項７の発明によれば、金属素地が表面
に部分的に露出する膜被覆鉄基金属部品を、５０℃以上
１３０℃以下の水、蒸気もしくはｐＨが６以上１３以下
の水溶液に接触させて鉄酸化膜を形成させるように構成
したので、後処理工程において高温の強アルカリ溶液な
どを用いる必要がないため処理作業の危険性が著しく低
減でき、さらに、基材部品の軟化、変形を確実に防止で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による鉄酸化膜の形成方
法のチャート図である。

【図２】 この発明の実施例１、比較例１および参考例
１における塩水噴霧試験の結果を示すグラフ図である。

【図３】 この発明の実施例２および比較例２におけ
る、処理水温度と鉄酸化膜の膜厚との関係を示すグラフ
図である。

【図４】 この発明の実施例３〜５における、処理水温
度と鉄酸化膜の膜厚との関係を示すグラフ図である。

【図５】 この発明の実施例７、比較例３〜５およびに
参考例２におけるフェロキシル試験の結果を示すグラフ
図である。

【図６】 この発明の実施例７における鉄素地の露出す
る微小箇所に鉄酸化膜を形成させたニッケルめっき鉄基
金属を示す断面図である。

【図７】 従来のめっき皮膜が表面に形成された鉄基金
属を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 鉄基金属、３ 鉄酸化膜。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄基金属表面の自然酸化膜を除去する前
   処理工程と、上記前処理工程により自然酸化膜を除去さ
   れた鉄基金属を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水溶液
   に接触させて、この鉄基金属表面に鉄酸化膜を形成させ
   る後処理工程とを備えた鉄酸化膜の形成方法。
2. 【請求項２】 鉄または鉄合金からなる部品表面の自然
   酸化膜を、５０℃以上の水中、蒸気中もしくは水溶液中
   で除去するか、または大気中、非酸化性雰囲気中もしく
   は弱酸化性雰囲気中で機械的もしくは物理的に除去する
   前処理工程と、上記前処理工程により自然酸化膜を除去
   された上記部品を、５０℃以上１３０℃以下の水、蒸気
   もしくはｐＨが６以上１３以下の水溶液に接触させて、
   この部品表面に鉄酸化膜を形成させる後処理工程とを備
   えた鉄酸化膜の形成方法。
3. 【請求項３】 上記前処理工程と上記後処理工程の間
   に、上記鉄基金属を非酸化性雰囲気中で上記後処理工程
   の接触温度以上に加熱する工程を備えたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の鉄酸化膜の形成方法。
4. 【請求項４】 上記後処理工程において、上記鉄基金属
   を接触させる水溶液が鉄イオンを含有することを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の鉄酸化膜の形成方
   法。
5. 【請求項５】 上記後処理工程において、極性が変化す
   る電圧を上記鉄基金属に少なくとも一回印加する工程が
   含まれることを特徴とする請求項４記載の鉄酸化膜の形
   成方法。
6. 【請求項６】 金属素地が表面に部分的に露出する被覆
   鉄基金属を、水、蒸気またはｐＨが６以上の水溶液に接
   触させて、その露出する金属素地表面に鉄酸化膜を形成
   させる工程を備えた鉄酸化膜の形成方法。
7. 【請求項７】 金属素地が表面に部分的に露出する膜被
   覆鉄基金属部品を、５０℃以上１３０℃以下の水、蒸気
   もしくはｐＨが６以上１３以下の水溶液に接触させて、
   その露出する金属素地表面に鉄酸化膜を形成させる工程
   を備えた鉄酸化膜の形成方法。