JPS61204392A - クロム被覆ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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帯の表面にクロムを被覆し、拡散
処理を行なうことにより、クロム被覆層に延性を持たせ
たクロム被覆ステンレス鋼帯の製造方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 鋼の耐食性を改善する方法には種々あるが、特に高耐食
性が要求される場合にはクロムを被覆する表面処理方法
が最も効果的である。しかし、単にクロムを表面に被覆
したのみでは、クロムは元来延性に乏しいため、わずか
な変形を受けただけで、被覆層は破壊し、素地金属が露
出し、もはや耐食性被膜としての特性を有さなくなる。

従って、この様な表面処理は最終製品に対して行なわれ
ており、銅帯、鋼板の様な中間製品に対しては行なわれ
ていなかった。

この欠点を補う方法として、クロムを鋼板表面に被覆し
た後に拡散処理を行ない、クロムの合金層を形成するこ
とにより、ある程度の加工成形を可能にする方法がある
。この場合、クロムめっきに先立って、ニッケルを被覆
することにより鋼素材からの鉄の表面への拡散を防止す
ることができ、拡散処理後の高耐食性を維持することが
できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、ステンレス鋼にニッケルを電気めっき法により
被覆しようとしても、ステンレス鋼表面の不動態皮膜の
ために、密着性の良いめっき被覆は得られない。そこで
以下に示す工程により前処理を行ない、密着性の良いニ
ッケルめっき層を得ている。

（１）電解脱脂工程 ５０℃のｌθ％オルトケイ酸ソーダ浴で電流密度１〜３
　Ａ／ｄａ２で３分間処理 （２）水洗工程 （３）電解活性化工程 ３０℃の５％硫酸液で電流密度１〜５Ａ／ｄａ２で２分
間陰極処理 （４）水洗工程 （５）ニッケルめっき工程 ４０〜５０℃のワット浴で電流密度１〜ＩＯＡ／ｄｆｆ
ｉ２で処理 ところが、この前処理により、ステンレス鋼帯に連続ニ
ッケルめっきを行なった場合、ニッケルの被覆層は形成
されるが、引き続き行なわれるクロムめっき工程におい
て、クロムめっきによるめっき応力のために、ニッケル
層が素地のステンレス鋼帯より剥離し、以後の拡散処理
が不可能となる問題点があった。

ステンレス鋼帯に連続ニッケルめっきを行なう場合、ニ
ッケルめっき層の密着性が劣化する原因は、各工程間に
不可避的離隔空間があり、ステンレス鋼帯がここを通過
する間にその表面が大気と接触し、再不動態化するため
であることがわかった。そこで、ステンレス鋼帯を電解
活性化処理した後に、銅帯が大気と接触することを防止
することを目的とし、腐食インヒビターを含ませた水洗
シャワー、不活性ガス等を使用したが、いずれも良好な
結果は得られなかった。

く問題点を解決する手段〉 本発明者らは１種々実験の結果、ワット浴によるニッケ
ルめっきを施こす前に、塩化ニッケルの塩酸溶液中で陰
極電解処理することにより、ニッケルの薄めつきを行な
えば、引き続いて、ニッケルさらにクロムをめっきして
も、ニッケルめっき層が素地金属であるステンレス鋼帯
より剥離することはないことを見い出した。

〈発明の構成および作用〉 本発明によれば、ステンレス鋼帯を、塩化ニッケル２０
０〜３００ｇ／ｌ、塩酸３０〜４５ｇＩＱ溶液中で陰極
電流密度２〜２０Ａ／ｄａ２、浴温２０〜４０℃で陰極
電流密度に応じ、１〜１０分間陰極電解処理してニッケ
ルの薄めつきを施し、引き続いて常法によりニッケルの
電気めっきを行ない、さらに常法によりクロムの電気め
っき後に、水素雰囲気中で拡散処理を行ない、ステンレ
ス鋼表面にクロムの合金層を形成することを特徴とする
クロム被覆ステンレス鋼帯の製造方法が提供される。

〈作　用〉 本発明による塩化ニッケルめっき液を用いニッケルの薄
めつきを行なう場合、ニッケルの電流効率は約１０％で
あり、残りは水素の発生に使用される。ここで発生した
水素は再不動態化したステンレス鋼表面に作用し、これ
を取り除く、シたがって塩化ニッケルめっき液中で陰極
電解処理を行なえばステンレス鋼の活性化と同時にニッ
ケルを被覆することができ、引き続いてニッケルの厚め
つきさらにクロムをめっき処理しても密着性良好なめっ
き層が得られる。

塩化ニッケルめっき液において、塩化ニッケルは２００
〜３００ｇ／Ωとしたが、塩化ニッケルが２００ｇ／Ｑ
未満ではニッケルの電流効率が低くクロムめっき後に部
分的にめっき層が剥離する。また、塩化ニッケルが３０
０ｇ／Ｑを越えてもめっき層の対応する密着性改善効果
は認められるので、３００ｇ／Ｑを上限とした。塩酸の
濃度は３０〜４５ｇ＃ｌが良く、塩酸が３０ｇ／Ｑ未満
では不動態皮膜の除去が不完全であり、４５ｇＩＱを越
えると、ステンレス鋼によってはピッティングを起こす
、処理温度は４０℃を越すとピッティング発生の原因と
なり１作業性を考慮して２０〜４０℃とした。電流密度
２Ａ／ｄａ２未満では密着性改善効果はなく、２０Ａ／
ｄａ２を越えると、処理後のステンレス鋼の平滑度が悪
くなるため電流密度は２〜２０Ａ／ｄａ２　とした。処
理時間は電流密度と対応し、電気量がｌＯ〜３０ｃ／　
ｃｘｌとなる範囲で選べば良い。

本発明方法において、ニッケルの薄めつきの上に施す、
ニッケルおよびクロムの電気めっきは、公知のどのよう
な方法によっても実施できるが、ニッケルめっきはいわ
ゆるワット浴による標準的方法、クロムめっきはいわゆ
るサージェント浴による標準的方法によるのが有利であ
る。

ワット浴によるニッケルの被覆層の厚さは４〜４０μｍ
、サージェント浴によるクロムの被覆層の厚さは０．２
〜１０μｍが良い、ニッケル被覆層の厚さが４μｍ未満
および／またはクロム被覆の厚さが０．２μ■未滴の場
合は拡散処理を行なっても耐食性の改善効果は乏しく、
これとは逆にニッケル被覆層が４０μ■を越え、または
クロム被覆層が１０μｍを越えても、さらに耐食性を向
上することはない。

めっき処理後、拡散処理は水素雰囲気中で温度８００〜
１２００℃、で行なう。

拡散処理を水素雰囲気で行なうのは以下の理由による。

クロムは非常に酸化および窒化され易い金属であるため
、たとえば真空中で拡散処理を行なったとしても表面に
は酸化物Ｃｒ２０３が形成される。また、水素７５％−
窒素２５％の雰囲気中で拡散処理を行なうと表面には窒
化物Ｃｒ２Ｎが形成される。

ここで形成されたＣｒ２０３やＣｒ２Ｎの化合物は硬い
ため、拡散処理後の加工成形によりクロム被覆層および
合金層は破壊し、素地金属が露出するため、耐食性被膜
としての特性を有さなくなる。この水素雰囲気中での拡
散処理条件としては温度８００〜１２００℃の範囲で行
ない、拡散処理により形成される合金層の厚さを１５μ
■以上となる様に処理温度と時間を選べば良い。この場
合、形成される合金層が１５μｍ未満の場合、拡散処理
後の耐食性が充分でない。

〈発明の具体的記載〉 以下参考例および実施例により本発明について詳細に説
明する。

参考例１ 市販のＳυ５４１０ステンレス鋼帯に第１表に示す種々
の工程でニッケルとクロムを電気めっきした後に、めっ
き層の密着性を調査した。この結果。

塩化ニッケル浴でニッケルを薄めつきした後に。

ニッケルとクロムを電気めっきする方法により密着性良
好なめっき被覆層が得られることがわかる。

各工程の処理条件は次の通りである。

素　　材：　ＳＯ３４１０２Ｂ鋼帯 電解脱脂：１０％オルトケイ酸ソーダ、５０’Ｃ電流密
度　２Ａ／ｄｍ２．３分間処理 酸　　洗：５％Ｈ２Ｓｏ４．　５０℃、３分間浸漬電解
活性：５％Ｈ２Ｓｏ４．　３０℃ 電流密度　３Ａ／ｄｍ２．２分間処理 塩化Ｎｉめっき：　２５０ｇ＃！　Ｎ１ＣＱ２・６Ｈ２
０，ｔ（＋、１２４０ｇＩＱ。

３０℃ 電流密度　５Ａ／ｄｍ２．５分間処理 Ｎｉめっき：ワット浴、　Ｎｉ　５μｍめっきＣｒめっ
き：サージェント浴Ｃｒ　７μｍめっき実験番号Ａ−５
は、従来の最も良好な製品を与えるＡ−３の手法に塩化
ニッケル液陰極電解処理にッケル薄めっき）工程を加え
たものである。Ａ−６とＡ−７はそれから酸洗と酸洗お
よび電解活性化処理を省いたものである。ニッケル被覆
層の品質には実質的な差がなかった。

実施例１ 市販のＳＵＳ　４３０ステンレス鋼帯に塩化ニッケルめ
っきを、めっき条件を変化し、めっき処理を行ない、引
き続いてワット浴でニッケルを５μｍ、さらにサージェ
ント浴でクロムを７μｍ電気めっきし、さらに水素雰囲
気中で、１１００’Ｃ１０分間拡散処理を施した。処理
後、表面観察２曲げ試験によりめっき拡散層の密着性を
評価した。この結果を第２表に示す。塩化−ッケ／Ｌ／
　２００ｇ／Ｑ　〜３００ｇ＃ｌ、塩酸３０〜４５ｇ／
ｆｌ、浴温４０℃以下処理電気量１０〜３０ｃ／ａ＃、
でニッケルの薄めつきを施した後、ニッケル、クロムを
被覆し、拡散処理を行なった場合、めっき層の密着性は
良好であった。

実施例２ 市販のＳＵＳ　４１０ステンレス鋼帯に塩化ニッケル浴
でニッケルを薄めつきした後、ワット浴でニッケルを、
サージェント浴でクロムを種々の厚みにめっきした後に
、水素雰囲気中で拡散処理条件を変化し処理を行なった
。拡散処理後の鋼の耐食性は、１１０００ｐｐ　Ｃ１、
５０℃の溶液中で、ポテンシオスタットで陽分極曲線を
描かせ、電流値が２００μＡを示す電位の値で評価した
。この電位の値が大きいほど鋼の耐食性が良いことを意
味している。第１図、第２図は各々ニッケルめっき厚み
、クロムめっき厚みを変化し、拡散処理を施した後の耐
食性を示したもので、ニッケル、クロムのめっき厚みが
それぞれ、４μｍ、０．２μｍ以下の場合は耐食性に乏
しいことがわかる。第３図はニッケル、クロムをめっき
後に拡散処理条件を変化し形成された拡散層厚みによる
耐食性変化を示したもので、拡散層厚みが１５μｍ以下
の場合は耐食性に乏しいことがわかる。

〈発明の効果〉 以上説明してきた様に、本発明は、従来法でニッケル電
気めっきし、ついでクロム電気めっきするのに先立ち、
あらかじめ、塩化ニッケル浴でニッケルを薄くめっきす
ることにより、ステンレス鋼帯の再不動態化を防止し、
密着性の良好なめつき層を得、これに引き続いて水素雰
囲気中で拡散処理を施すことによって、加工成形性が良
好なりロム被覆拡散処理鋼帯を提供する。

また、水沫によれば塩化ニッケルめっき浴における陰極
処理によって、脱脂および酸洗、活性化処理工程を省略
することができ、処理方法が簡単になるとともに、排液
量も減少し、ニス１〜低減に効果がある。

本発明によるクロム被覆拡散処理鋼帯は、高耐食性を要
求される分野や、耐熱、耐亜硫酸ガス性を要求される分
野、例えば自動車用マフラー、チムニ−等々、耐候性を
必要とされる分野、例えば屋根材等、さらには塗装用下
地鋼板としての用途に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩化ニッケルめっき後、ワット浴でニッケルめ
っき厚みを種々変化してめっきした後。 クロムを７μｍめっきし、水素雰囲気中で１２００℃、
２分間拡散処理を行なった後の耐食性を調べた結果を示
す。 第２図は塩化ニッケルめっき後、ワット浴でニッケルを
５μｍめっきした後、サージェント浴でクロムめっき厚
みを種々変化しめっきした後水素雰囲気中で１１００℃
、１０分間拡散処理を行なった後の耐食性を調べた結果
を示す。 第３図は塩化ニッケルめっき後、ワット浴でニッケルを
５μｍ、クロムを７μｍめっきした後、水素雰囲気中で
拡散処理条件を種々変化した場合の拡散層厚みに対する
耐食性を調べた結果を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステンレス鋼帯を、塩化ニッケル２００〜３００ｇ／ｌ
   、塩酸３０〜４５ｇ／ｌ溶液中で陰極電流密度２〜２０
   Ａ／ｄｍ＾２、浴温２０〜４０℃で陰極電流密度に応じ
   、１〜１０分間陰極電解処理してニッケルの薄めっきを
   施し、引き続いて常法によりニッケルの電気めっきを行
   ない、さらに常法によりクロムの電気めっき後に、水素
   雰囲気中で拡散処理を行ない、ステンレス鋼表面にクロ
   ムの合金層を形成することを特徴とするクロム被覆ステ
   ンレス鋼帯の製造方法。