JPS5847478B2 - ステンレス鋼の表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステンレス鋼を陰極として電気化学的処理を
おこない、その表面に耐食性の皮膜を形成するステンレ
ス鋼の表面処理方法に関する。

従来この種の表面処理方法には、クロムメッキ法がある
。

このクロムメッキ法は電気メッキ法の一種で、ステンレ
ス鋼表面に金属クロムを電析させること６こより、純ク
ロムの表面皮膜を形成するものである。

この表面皮膜は、耐食性を有するとともＯこ光沢も優れ
ている利点を有しており、安価であるが耐食性の十分で
ないステンレス鋼例えばＪＴＳ規格のＳＵＳ ４ ３
０などの処理６こ利用されている。

しかしこのクロムメッキ法は、処理液として硫酸と高濃
度のクロム酸との混液を使用しており、このため廃液処
理６こおいてこの中に含まれる多量のクロム酸の処理が
大変であり、廃液処理コストが高くなるとともに、公害
上の問題が太きい。

またクロムメッキ法では、数アンペア，”ｄｍ以上の大
きな電流が必要であり、しかも処理時間が長く、このた
め消費電力が多く、処理コストが高くなる欠点がある。

このようなことからクロムメッキ法に代わる方法として
ステンレス鋼を陰極として電気化学的処理をおこない、
その表面に耐食性皮膜を形戒する方法が提案されている
。

例えばクロム酸、重クロム酸等とリン酸等との混液を処
理液としてステンレス鋼の電気化学的処理をおこなう方
法が提案されている。

この方法によれば、処理液のクロム酸濃度が少なく、廃
液処理が容易であるととも６こ、通電時間、電流密度が
小さくともクロムメッキ法と同等の耐食性を有している
利点がある。

しかし、この方法では、ステンレス鋼表面の光沢は悪く
、クロムメッキ法のもの６こ比して商品価値が低下して
しまう欠点がある。

本発明は、上記事情６こ鑑みてなされたもので、その目
的とするところは処理液を改良すること６こより、耐食
性のみならず光沢も優れたステンレス鋼の表面処理方法
を得んとするものである。

以下本発明（こつき詳細６こ説明する。

本発明は、光輝焼なまし皮膜（以下ＢＡ皮膜と略称する
）又は化学的処理等で得られる不働態皮膜を有するステ
ンレス鋼を以下に示す処理液中で、電流密度５ Ａ ／
ｄｍ”以下、液温１０〜９０′Ｃの処理条件下で陰極
処理する方法である。

ここでこの方法は、ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０，ＳＵＳ
４ ３ ４ ， ＳＵＳ ３ ０ ４等、各種ステン
レス鋼に適用できるが、とくに安価であるが耐食性のひ
くいＳＵＳ４３０，４２０等の耐食性を高める処理とし
て好適である。

まず本発明では、ステンレス鋼の表面に予じめＢＡ皮膜
又は不働態皮膜を形戒しておく必要がある。

ＢＡ皮膜及び不働態皮膜はいずれも表面を不活性とする
皮膜の一種であり、ＢＡ皮膜は光輝焼なまし（ブライト
アニーリング）を行なうことＣこより得られるＣ ｒ
２ ０ ３又はＦｅＣｒ２０４を主戒分とする厚み数百
Ｘ程度の耐食性皮膜である。

なおこのＢＡ皮膜は、不働態皮膜とは異なるものである
。

又不働態皮膜は大気中に放置あるいは硝酸２１％（容量
）を含む水溶液に常温で３０分間、もしくは６５゜Ｃで
１０分間くらい浸せきすることにより得られる。

本発明において予じめＢＡ皮膜、不働態皮膜を形或する
のは、この皮膜を形成しておかないと後におこなう陰極
処理をおこなっても耐食性の向上という本願の効果を発
揮できないためである。

このことは後述する実験６こより認められたもので、理
論的解明は十分になされていない。

次に、本発明においては、この皮膜を形成したステンレ
ス鋼をリン酸、クロム酸、酸化マグネシウム、ケイ酸ソ
ーダを含む処理液中で陰極処理する。

この処理液中のリン酸及びクロム酸は、ステンレス鋼の
表面に耐食性の皮膜を形成するために必要な成分である
。

ここでリン酸を０．１重量％以上としたのは、これ未満
では防食効果が得られず又５０重量％以下としたのは、
これを越えるとステンレス鋼表面の光沢が消失し又廃液
損失が大きいためである。

またクロム酸の範囲を０．１〜１０．０重量％としたの
はリン酸の場合と同様であり、この範囲未満では、防食
効果が得られず又この範囲を越えると光沢表面が得られ
ず又廃液損失が大きいためである。

酸化マグネシウム及びケイ酸ソーダはいずれもステンレ
ス鋼表面の光沢がなくなるのを防止する成分である。

ここで酸化マグネシウムの範囲を限定した理由は、０．
１重量％未満ではこの効果が発揮されず又２０重量％を
越える場合においても光沢表面が得られないためである
。

またケイ酸ソーダの範囲を０．１〜２重量％に限定した
理由は、０．１重量％未満ではこの効果が得られず、２
重量を越えるとゲル状に分離してやはりケイ酸ソーダと
しての機能を発揮し得ないためである。

また酸化マグネシウムとケイ酸ソーダの複合の場合範囲
を０１〜２重量％に限定した理由は、０．１重量％未満
ではこの効果が得られず、２重量％を越えると光洪表面
が得られないためである。

この処理液中で陰極処理するための処理条件は、電流密
度５Ａ／ｄｉ以下、液温１０〜９０’Ｃである。

電流密度を５Ａ／ｄｉ以下としたのは、５Ａ／ｄｉ以上
では光沢表面が得られないとともに経済的６こ不利であ
るためである。

また液温を１０〜９０℃としたのは、１０℃未満では処
理時間かかるととも（こ処理液の温度保持が難かしく、
又９０℃を越えると処理液が劣化するためである。

本発明では処理液の温度が高くなれば処理時間の短縮、
消費電力の減少を図ることができ、とくに７０〜９０℃
では電流密度Ｏ（電流を流さず単に浸漬するだけ）とし
てもその表面６こ耐食性の皮膜を形或することができる
。

ここでの処理時間は、液温か高温で電流密度が太きけれ
ば短時間でよく、又その逆であれば長時間必要であるが
、本発明に係る処理液、処理条件では通常１０秒〜１０
分の処理時間で耐食性の皮膜を形成することができる。

しかして本発明によれば、ステンレス鋼の表面に耐食性
の皮膜を形成し、これは加工後においても耐食性が劣化
せず、しかもその皮膜が光沢を有しており、耐食性の十
分でないステンレス鋼の耐食性を高め、しかもその商品
価値も高いものを得ることができる。

このことは以下の実施例６こより認められた。

実施例 １ ステンレス鋼素材としてＪＩＳ規格のＳＵＳ ４ ３
０（Ａ１）、ＳＯＳ４３４（嵐２）、ＳＵＳ ３ ０
４（＆３）を光輝焼鈍してＢＡ皮膜を形成したものを用
いた。

又処理液としてリン酸９．２５重量％、クロム酸１．６
８重量％、酸化マグネシウム０．７８重量％、ケイ酸ソ
ーダ０．１０重量％を含むものを用いた。

この処理液中で上記ステンレス鋼を電流密度２．ＯＡ／
ｄｉ、液温２０゜Ｃで３分間陰極処理した。

このように表面処理したステンレス鋼を第１表に示す試
験方法で耐食性試験をおこない、その試験結果を第２表
に示す。

更に本発明方法と比較するために、ＢＡ皮膜を付けたま
まのステンレス鋼素材についても第１表に示す試験方法
で耐食性試験をおこない、その結果を第２表ｌこ併記す
る。

またＢＡ皮膜及び不働態皮膜のいづれも付けていないス
テンレス鋼素材について上記実施例と同条件で陰極処理
をおこなった。

その耐食性試験結果を第２表に併記する。

また上記実施例６こおいて処理液としてリン酸とクロム
酸とは含有するが、酸化マグネシウム、ケイ酸ソーダを
含有しないものを用いて同様に表面処理し、この処理で
得られたステンレス鋼の耐食性試験結果を第２表に併記
する。

実施例 ２ 次に上記実施例１で得られたステンレス鋼表面の光沢を
ＢＡ皮膜を形成したステンレス鋼素材の光沢と比較して
光沢の有無を判定した。

その結果を第３表に示す。

またこれと比較するためリン酸、クｏ Ｌ酸、酸化マグ
ネシウム、ケイ酸ソーダがいずれも本発明の範囲から外
れているもの、又は電流密度が本発明の範囲から外れて
いるもの６こついて同様６こ光沢の有無を判定した。

その結果を第３表に併記する。これら実施例から明ら
なように、本発明によれば、耐食性を高め又光沢も維持
できるので、とくＣこ耐食性の十分でないステンレス鋼
の表面処理、あるいはヘアーライン処理をおこなって耐
食性が劣化した場合の表面処理に好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リン酸ｏ．ｉ〜５０．０重量％と、クロム酸０．１
   〜１０．０重量％と、酸化マグネシウム、ケイ酸ソーダ
   の１種又は２種とを含み、１種の場合は酸化マグネシウ
   ム０１〜２重量％又はケイ酸ソーダ０，１〜２重量％、
   ２種の場合は酸化マグネシウムとケイ酸ソーダとの総和
   が０．１〜２重量％である処理液に、光輝焼なまし皮膜
   又は不働態皮膜を有するステンレス鋼を浸漬し、この処
   理液中で電流密度５Ａ／ｄｍ”以下、液温１０〜９０′
   Ｃの処理条件下で陰極処理することを特徴とするステン
   レス鋼の表面処理方法。