JPH10195678A - 防食被覆の形成方法 - Google Patents
防食被覆の形成方法Info
- Publication number
- JPH10195678A JPH10195678A JP113297A JP113297A JPH10195678A JP H10195678 A JPH10195678 A JP H10195678A JP 113297 A JP113297 A JP 113297A JP 113297 A JP113297 A JP 113297A JP H10195678 A JPH10195678 A JP H10195678A
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- film
- steel material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄鋼材料への防食被覆の形成方法を提供する。
【解決手段】ＭｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -
の少なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸性溶液中に鉄鋼材料
を浸漬し、表面にＭｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種を含む
酸化物および／または水酸化物および／またはオキシ水
酸化物からなる皮膜を形成し、この皮膜を１００〜７０
０℃の温度で熱処理して安定化する。
の少なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸性溶液中に鉄鋼材料
を浸漬し、表面にＭｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種を含む
酸化物および／または水酸化物および／またはオキシ水
酸化物からなる皮膜を形成し、この皮膜を１００〜７０
０℃の温度で熱処理して安定化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼材料の腐食を抑
制するための防食被覆の形成方法に関する。
制するための防食被覆の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄鋼材料の腐食抑制技術して、材
料側の制御としては耐食性を良くする合金元素の添加や
材料の表面処理が行われてきた。また、腐食環境側の制
御は環境中に腐食抑制剤を添加する処理が行われてき
た。
料側の制御としては耐食性を良くする合金元素の添加や
材料の表面処理が行われてきた。また、腐食環境側の制
御は環境中に腐食抑制剤を添加する処理が行われてき
た。
【０００３】材料に表面処理を施すという方法は、強度
などの機械的性質を保持したままその材料に耐食性ある
いはその他の機能を付加させようとするものである。耐
食性を改善することを目的として行う表面処理は、めっ
き，溶射，ＰＶＤ法などにより金属を被覆する方法，陽
極酸化，化成処理のように水溶液中で金属酸化物や難溶
性塩の皮膜を生成する方法，塗装などにより有機材料を
被覆する方法，ＰＶＤ法，ＣＶＤ法などにより無機材料
を被覆する方法などがある。
などの機械的性質を保持したままその材料に耐食性ある
いはその他の機能を付加させようとするものである。耐
食性を改善することを目的として行う表面処理は、めっ
き，溶射，ＰＶＤ法などにより金属を被覆する方法，陽
極酸化，化成処理のように水溶液中で金属酸化物や難溶
性塩の皮膜を生成する方法，塗装などにより有機材料を
被覆する方法，ＰＶＤ法，ＣＶＤ法などにより無機材料
を被覆する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属を溶融め
っき，溶射する際には高温で溶融しなければならず、作
業性が悪くなる。また、ＰＶＤ法，ＣＶＤ法は構造材料
の表面処理には向かない。塗装は防食対策としても最も
一般的なものであるが、塗装中の欠陥から腐食が進行し
てしまう場合があり、塗装の前に化成処理を施すのが一
般的である。
っき，溶射する際には高温で溶融しなければならず、作
業性が悪くなる。また、ＰＶＤ法，ＣＶＤ法は構造材料
の表面処理には向かない。塗装は防食対策としても最も
一般的なものであるが、塗装中の欠陥から腐食が進行し
てしまう場合があり、塗装の前に化成処理を施すのが一
般的である。
【０００５】水溶液中で防食被覆を形成するのは、高温
を必要とせず構造材料の表面処理が可能なので有効な方
法である。Ａｌの陽極酸化，ベーマイト処理，鉄鋼のリ
ン酸塩処理，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇのクロメート処理などは
よく使われる。しかし、このような処理を施すだけでは
耐食性の点から不十分な場合が多い。またクロメート処
理のようにクロム酸やクロム酸塩を用いる処理は、毒
性，環境汚染等の問題がある。
を必要とせず構造材料の表面処理が可能なので有効な方
法である。Ａｌの陽極酸化，ベーマイト処理，鉄鋼のリ
ン酸塩処理，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇのクロメート処理などは
よく使われる。しかし、このような処理を施すだけでは
耐食性の点から不十分な場合が多い。またクロメート処
理のようにクロム酸やクロム酸塩を用いる処理は、毒
性，環境汚染等の問題がある。
【０００６】本発明の目的は、水溶液を使って鉄鋼材料
上に耐食性の良い皮膜を作製し、この皮膜を熱処理して
防食被覆とする形成方法を提供することにある。
上に耐食性の良い皮膜を作製し、この皮膜を熱処理して
防食被覆とする形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の防食被覆の形成
方法は、ＭｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -の少
なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸性溶液中に鉄鋼材料を浸
漬することにより、表面にＭｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１
種を含む酸化物および／または水酸化物および／または
オキシ水酸化物からなる皮膜を形成し、この皮膜を１０
０〜７００℃の温度で熱処理して安定化することによ
る。
方法は、ＭｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -の少
なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸性溶液中に鉄鋼材料を浸
漬することにより、表面にＭｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１
種を含む酸化物および／または水酸化物および／または
オキシ水酸化物からなる皮膜を形成し、この皮膜を１０
０〜７００℃の温度で熱処理して安定化することによ
る。
【０００８】また、Ｍｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種から
なる金属および／または金属炭化物をＨ2Ｏ2水溶液に溶
解し、過剰なＨ2Ｏ2を分解，除去した水溶液を鉄鋼材料
に付着した後に、１００〜７００℃の温度で熱処理して
安定化することにより、前記金属の少なくとも１種から
なる酸化物および／または水酸化物および／またはオキ
シ水酸化物を鉄鋼材料表面に形成することによる。
なる金属および／または金属炭化物をＨ2Ｏ2水溶液に溶
解し、過剰なＨ2Ｏ2を分解，除去した水溶液を鉄鋼材料
に付着した後に、１００〜７００℃の温度で熱処理して
安定化することにより、前記金属の少なくとも１種から
なる酸化物および／または水酸化物および／またはオキ
シ水酸化物を鉄鋼材料表面に形成することによる。
【０００９】さらに本発明は前述の方法により防食被覆
を形成した鉄鋼材料にある。
を形成した鉄鋼材料にある。
【００１０】本発明によれば、鉄鋼材料に優れた耐食性
を有する皮膜を被覆することができる。また大面積の材
料に比較的低温で被覆することができる。
を有する皮膜を被覆することができる。また大面積の材
料に比較的低温で被覆することができる。
【００１１】以下にその原理，方法について詳しく示
す。
す。
【００１２】ＭｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -
は不働態化剤、あるいはアノードインヒビターとして用
いられ、腐食環境中に少量入れることで鉄鋼材料の腐食
を抑制する。そのメカニズムは、腐食電位を数百ｍＶ貴
な方向へ移動させ、不働態皮膜といわれる高耐食性を示
す酸化階膜を材料表面に生成しやすくすることによる。
すなわち、この不働態化剤はカソード電流によって急速
に還元されるという独特の性質を持っているため、鉄鋼
材料表面に優先的に吸着する。
は不働態化剤、あるいはアノードインヒビターとして用
いられ、腐食環境中に少量入れることで鉄鋼材料の腐食
を抑制する。そのメカニズムは、腐食電位を数百ｍＶ貴
な方向へ移動させ、不働態皮膜といわれる高耐食性を示
す酸化階膜を材料表面に生成しやすくすることによる。
すなわち、この不働態化剤はカソード電流によって急速
に還元されるという独特の性質を持っているため、鉄鋼
材料表面に優先的に吸着する。
【００１３】ＭｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -
の少なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸化溶液中に鉄鋼材料
を浸漬した場合、表面では下記のカソード反応とアノー
ド反応が同時に起こり、 ＭｏＯ4 2- ＋４Ｈ+＋２ｅ → ＭｏＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化１） ＷＯ4 2- ＋４Ｈ+＋２ｅ → ＷＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化２） ＶＯ4 3- ＋４Ｈ+ ＋ｅ → ＶＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化３） ＶＯ3 - ＋２Ｈ+ ＋ｅ → ＶＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化４） ２Ｆｅ＋３Ｈ2Ｏ → Ｆｅ2Ｏ3＋６Ｈ＋６ｅ ：アノード反応（化５） ＭｏＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3，ＷＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3，ＶＯ2＋Ｆｅ2Ｏ
3 などの薄くて緻密な不働態皮膜を形成する。
の少なくとも１種を含むＨ2ＳＯ4酸化溶液中に鉄鋼材料
を浸漬した場合、表面では下記のカソード反応とアノー
ド反応が同時に起こり、 ＭｏＯ4 2- ＋４Ｈ+＋２ｅ → ＭｏＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化１） ＷＯ4 2- ＋４Ｈ+＋２ｅ → ＷＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化２） ＶＯ4 3- ＋４Ｈ+ ＋ｅ → ＶＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化３） ＶＯ3 - ＋２Ｈ+ ＋ｅ → ＶＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ ：カソード反応（化４） ２Ｆｅ＋３Ｈ2Ｏ → Ｆｅ2Ｏ3＋６Ｈ＋６ｅ ：アノード反応（化５） ＭｏＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3，ＷＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3，ＶＯ2＋Ｆｅ2Ｏ
3 などの薄くて緻密な不働態皮膜を形成する。
【００１４】なお、Ｆｅの溶解反応（アノード反応）を
促進し皮膜の生成速度を高くし、かつ不働態化剤を沈殿
させないために、溶液は硫酸酸性とする。またｐＨは２
〜３が望ましい。
促進し皮膜の生成速度を高くし、かつ不働態化剤を沈殿
させないために、溶液は硫酸酸性とする。またｐＨは２
〜３が望ましい。
【００１５】この皮膜は水溶液中で作製するため水を多
く含んでいるが、１００〜７００℃で熱処理することに
より脱水し、また母材自体が酸化し膜厚が増加するので
安定になる。なお、熱処理温度は脱水するために１００
℃以上とする。また皮膜が昇華しないように７００℃以
下とする。低温焼き戻し脆性を起こさないためには１０
０〜２００℃あるいは４００〜７００℃であることが望
ましい。
く含んでいるが、１００〜７００℃で熱処理することに
より脱水し、また母材自体が酸化し膜厚が増加するので
安定になる。なお、熱処理温度は脱水するために１００
℃以上とする。また皮膜が昇華しないように７００℃以
下とする。低温焼き戻し脆性を起こさないためには１０
０〜２００℃あるいは４００〜７００℃であることが望
ましい。
【００１６】Ｍｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種からなる金
属および／または金属炭化物をＨ2Ｏ2水溶液に溶解し、
過剰なＨ2Ｏ2を分解，除去すると、過酸化ポリモリブデ
ン酸，過酸化ポリタングステン酸，ポリバナジン酸の水
溶液となる。この水溶液を鉄鋼材料に回転塗布すると表
面に薄膜が形成する。この薄膜を１００〜７００℃の温
度で熱処理すると過酸化物基と水を失い安定な皮膜とす
る。
属および／または金属炭化物をＨ2Ｏ2水溶液に溶解し、
過剰なＨ2Ｏ2を分解，除去すると、過酸化ポリモリブデ
ン酸，過酸化ポリタングステン酸，ポリバナジン酸の水
溶液となる。この水溶液を鉄鋼材料に回転塗布すると表
面に薄膜が形成する。この薄膜を１００〜７００℃の温
度で熱処理すると過酸化物基と水を失い安定な皮膜とす
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１８】［実施例１］図１は本発明の防食被覆の形
成過程を示した断面図である。１０ｗｔ％のＮａ2Ｍｏ
Ｏ4にＨ2ＳＯ4を加えてｐＨ＝２とした５０℃の水溶液
に、炭素鋼を１０分間浸漬した場合について示してい
る。ＭｏＯ4 2- はＦｅに吸着し、Ｆｅの酸化と同時に還
元される。その結果表面には薄くて緻密なＭｏＯ2 ＋Ｆ
ｅ2Ｏ3含水皮膜が生成する。
成過程を示した断面図である。１０ｗｔ％のＮａ2Ｍｏ
Ｏ4にＨ2ＳＯ4を加えてｐＨ＝２とした５０℃の水溶液
に、炭素鋼を１０分間浸漬した場合について示してい
る。ＭｏＯ4 2- はＦｅに吸着し、Ｆｅの酸化と同時に還
元される。その結果表面には薄くて緻密なＭｏＯ2 ＋Ｆ
ｅ2Ｏ3含水皮膜が生成する。
【００１９】これを２００℃で熱処理することにより脱
水し高耐食性を有する酸化皮膜になる。
水し高耐食性を有する酸化皮膜になる。
【００２０】［実施例２］図２は本発明の防食被覆の形
成過程を示した断面図である。金属Ｗ粉末をＨ2Ｏ2水溶
液に溶解し、白金触媒で過剰のＨ2Ｏ2を分解，除去する
と、過酸化ポリタングステン酸（２ＷＯ3・Ｈ2Ｏ2・２
Ｈ2Ｏ）水溶液となる。この溶液を炭素鋼上に回転塗布
すると、表面に皮膜が生成する。この皮膜を２００℃で
熱処理すると、ＷＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3の安定な皮膜となる。
成過程を示した断面図である。金属Ｗ粉末をＨ2Ｏ2水溶
液に溶解し、白金触媒で過剰のＨ2Ｏ2を分解，除去する
と、過酸化ポリタングステン酸（２ＷＯ3・Ｈ2Ｏ2・２
Ｈ2Ｏ）水溶液となる。この溶液を炭素鋼上に回転塗布
すると、表面に皮膜が生成する。この皮膜を２００℃で
熱処理すると、ＷＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3の安定な皮膜となる。
【００２１】［実施例３］図３は炭素鋼及び本発明の防
食被覆形成方法によりＭｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆し
た炭素鋼を電気化学的にアノード方向に分極した際の電
流−電位特性を示す分極曲線である。未処理の炭素鋼で
は、電位をアノード方向に移動すると急激に電流が流
れ、極めて腐食しやすいことがわかる。
食被覆形成方法によりＭｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆し
た炭素鋼を電気化学的にアノード方向に分極した際の電
流−電位特性を示す分極曲線である。未処理の炭素鋼で
は、電位をアノード方向に移動すると急激に電流が流
れ、極めて腐食しやすいことがわかる。
【００２２】一方、本発明の防食被覆形成方法によりＭ
ｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆した炭素鋼では、電位をア
ノード方向に移動しても急激な電流の増加は見られず、
耐食性が良くなっていることを確認できた。
ｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆した炭素鋼では、電位をア
ノード方向に移動しても急激な電流の増加は見られず、
耐食性が良くなっていることを確認できた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、鉄鋼材料表面に耐食性
に優れた防食被覆を、比較的低温で大面積の材料に被覆
することができる。従って、炭素鋼のような安価な材料
を高耐食化することができるので、産業上有益である。
に優れた防食被覆を、比較的低温で大面積の材料に被覆
することができる。従って、炭素鋼のような安価な材料
を高耐食化することができるので、産業上有益である。
【図１】本発明の防食被覆の形成過程を示した説明図。
【図２】本発明の防食被覆の形成過程を示した説明図。
【図３】炭素鋼及び本発明の防食被覆形成方法によりＭ
ｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆した炭素鋼を電気化学的に
アノード方向に分極した際の電流−電位特性図。
ｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜を被覆した炭素鋼を電気化学的に
アノード方向に分極した際の電流−電位特性図。
１…炭素鋼、２…不働態化剤ＭｏＯ4 2- 、３…ＭｏＯ2
＋Ｆｅ2Ｏ3含水皮膜、４…ＭｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜。
＋Ｆｅ2Ｏ3含水皮膜、４…ＭｏＯ2 ＋Ｆｅ2Ｏ3皮膜。
Claims (2)
- 【請求項１】鉄鋼材料の防食被覆形成方法において、Ｍ
ｏＯ4 2- ，ＷＯ4 2- ，ＶＯ4 3- ，ＶＯ3 -の少なくとも１
種を含むＨ2ＳＯ4酸性溶液中に鉄鋼材料を浸漬すること
により、表面にＭｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種を含む酸
化物および／または水酸化物および／またはオキシ水酸
化物からなる皮膜を形成し、この皮膜を１００〜７００
℃の温度で熱処理して安定化することを特徴とする防食
被覆の形成方法。 - 【請求項２】鉄鋼材料の防食被覆形成方法において、Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｖの少なくとも１種からなる金属および／また
は金属炭化物をＨ2Ｏ2水溶液に溶解し、過剰なＨ2Ｏ2を
分解，除去した水溶液を鉄鋼材料に付着した後に、１０
０〜７００℃の温度で熱処理して安定化することによ
り、前記金属の少なくとも１種からなる酸化物および／
または水酸化物および／またはオキシ水酸化物を鉄鋼材
料表面に形成することを特徴とする防食被覆の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP113297A JPH10195678A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 防食被覆の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP113297A JPH10195678A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 防食被覆の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10195678A true JPH10195678A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11492927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP113297A Pending JPH10195678A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | 防食被覆の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10195678A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121177A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐食性に優れた表面処理鋼材 |
| JP2010144210A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Jfe Steel Corp | 土中埋設用鋼材 |
| JP2012126941A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Jfe Steel Corp | 優れた耐食性を有する鋼板およびその製造方法 |
| JP2015151621A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | Ntn株式会社 | 機械部品の製造方法 |
| CN114703481A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-05 | 青岛理工大学 | 一种s型异质结复合光阳极膜及其制备方法和应用 |
-
1997
- 1997-01-08 JP JP113297A patent/JPH10195678A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121177A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐食性に優れた表面処理鋼材 |
| JP2010144210A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Jfe Steel Corp | 土中埋設用鋼材 |
| JP2012126941A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Jfe Steel Corp | 優れた耐食性を有する鋼板およびその製造方法 |
| JP2015151621A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | Ntn株式会社 | 機械部品の製造方法 |
| WO2015125767A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Ntn株式会社 | 機械部品の製造方法 |
| CN114703481A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-05 | 青岛理工大学 | 一种s型异质结复合光阳极膜及其制备方法和应用 |
| CN114703481B (zh) * | 2022-03-03 | 2023-10-20 | 青岛理工大学 | 一种s型异质结复合光阳极膜及其制备方法和应用 |
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