(57)【要約】【課題】リン酸塩皮膜または亜鉛合金化皮膜の表面の耐蝕性、耐変色性及び塗膜の密着性を向上させ、環境に有害な成分を含まない簡便な方法をみいだす。【解決手段】本発明はメッキ以外の表面処理の場合に対応するものである。即ち、一般にリン酸塩被膜化成処理または亜鉛合金化の後、塗装したり、固体潤滑処理を行うに当たっては部品表面を一度乾燥させ次工程に持ち込むか、この間に発錆したら表面が変色したりして、次工程に悪影響を与える場合もある為、その間部品表面を錆や変色から守ることが次工程の性能に大きく影響する。この為リン酸塩被膜化成後または亜鉛合金化処理後の部品の表面安定化の為にために有効でかつ簡便な方法を提供することが安全で簡便な解決の手段である。即ち、リン酸塩被膜化成後または亜鉛合金化した表面にセリウム塩を２５ｐｐｍ以上含有する水溶液に短時間接触させた後、水洗、乾燥する本発明の方法が有効な解決の手段である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼の機械加工部品、鉄鋳物部品など鉄鋼素材の部品の表面処理として、リン酸塩皮膜処理、または亜鉛合金化皮膜を施した場合、リン酸塩処理後、または亜鉛合金化皮膜に対する処理方法で、皮膜の酸化、変色を防止し、且つ、リン酸塩皮膜表面、または亜鉛合金化皮膜に対する塗膜の密着性を高め、環境上有害な成分を含まないセリウムの化合物を微量含有する水溶液に浸漬することを特徴とするリン酸塩皮膜または亜鉛合金化皮膜の後処理方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼系金属部品の表面処理として、リン酸塩皮膜、または亜鉛合金化皮膜を施した際の酸化、変色防止用後処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来鉄鋼の一時的防錆処理として、又は有機皮膜などを施す前の密着性向上のために、リン酸塩皮膜、或いは亜鉛合金化皮膜を施すことが行われている。然しリン酸塩皮膜処理により生成する皮膜は、一般に多孔質で、特に皮膜の薄いリン酸亜鉛処理においては、その耐蝕性は十分ではない。亜鉛合金化処理にあっては、皮膜厚さによって亜鉛欠損部分に耐蝕性の不十分な場合が生じることがある。リン酸塩皮膜化成を行う前に、鉄鋼部品表面は、酸洗などにより表面を活性化するため、化成したリン酸塩皮膜に欠陥があったり、リン酸塩皮膜処理による生成層自体が薄い場合には、時によって、その化成皮膜の乾燥以前に変色したり、又は、塗装などの次工程によって完全な防錆処理が施される以前に、部品表面に酸化が起こり、塗膜の密着不良を引き起こすことがある。特に複雑な形状の部品を、バレルで一括処理する工程等においては、乾燥時の水蒸気にリン酸塩処理した皮膜がさらされている間に、生成したばかりの活性な皮膜が部品同士の擦れ合いによって瑕ついたり、部品の形状によっては洗浄水が溜まってしまい、乾燥が遅れたりすることによって、微小の錆が部分的に発生する事故は現場的には稀ではない。この為、リン酸塩皮膜処理後に６価クロム塩を含む水溶液でリン酸塩皮膜にごく薄いクロメート皮膜を施すことが実際の作業現場で行われている。
【０００３】
その６価クロムによるリン酸塩皮膜の安定化方法は、６価クロムをごく微量含有するする水溶液に、リン酸塩皮膜を化成した部品又は、亜鉛合金化皮膜を施した部品を短時間浸漬するというきわめて簡単な方法であり、加工費用も微小であるため、非常に有効な酸化、変色防止処理方法として広く実施されている。
【０００４】
然し近年、環境問題の対策として６価クロムを排除することが必要になって来ている。６価クロムを含有する液の廃棄も、そのクロム含有量が小さいとはいえ、廃水処理上の対応が必要になる。この為、６価クロム水溶液浸漬法に代わる、簡便で無公害の処理が望まれていた。本発明はその方法を提供するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、リン酸塩処理または亜鉛合金化処理を行った後の部品を洗浄し乾燥する作業現場において、加工費が安価であり、作業が簡単で、しかも一連の作業工程の間の一工程として行うことのできる、６価クロム添加浸漬法に代わる、有効な後処理方法を提供すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鉄鋼部品の表面に生成したリン酸塩化成皮膜及び亜鉛合金化皮膜に対し、酸化による発錆、変色を防止するための、簡便な後処理法を提供するものであるが、多くの場合それら皮膜はその後塗装等有機質皮膜を施すことによって更に長期の防錆を達成するための前処理の要素が強いので、簡便で安価な処理が望まれるのが一般的である。そのため、塗装等の次工程の密着性を阻害してはならないが、耐蝕性はその次工程までの間、十分に保持されなければならない。繰り返しの実験の結果、本発明によってこれらの目的が達成された。
【発明の効果】
【０００７】
耐蝕性を評価する方法として、一般的には塩水噴霧テストや、亜硫酸ガスによる腐蝕時間を計るが、今回の目的は最終的な長期耐蝕性ではなく、次工程までの間、部品表面を錆や変色から守ると共に、表面の塗膜密着性の劣化を抑え、又はむしろ密着性を向上させることが求められるので、耐蝕性の評価においては、リン酸塩皮膜化成後又は亜鉛合金化皮膜生成後の乾燥した部品表面を、加熱水蒸気にかざして、変色までの時間を比較した。また、乾燥後の皮膜の表面に塗膜をコーテイングし、ピンオンデイスク式摩擦摩耗試験機に掛けて、塗膜の密着性を評価した。
これらの結果から、処理した皮膜の耐蝕性は実用上十分であり、また塗膜の密着性は、未処理皮膜より向上していることが判った。
【実施例１】
【０００８】
１．試験片の作成法：軟鋼板（SPC  50×60ｍｍ×１ｔ）を使用し、２項に記載の工程で作成した。
処理液の作成法：次の条件で市販リン酸塩皮膜剤Ｐ６３７により、そのリン酸塩皮膜処理剤の取扱説明書に記載されている平均的作業条件で被膜を化成し、直ちに各種の液濃度におけるセリウム（Ｃｅ）塩溶液中に試験片を室温で２分間浸漬し、水洗後温風を吹き付けて乾燥した。
処理工程は次のようである。
２．工程：脱脂（アルカリ性脱脂液）→水洗→１５％塩酸液浸漬（ｗｔ％、常温浸漬２分）→水洗→リン酸亜鉛皮膜処理剤Ｐ６３７、メーカー推薦中央値にて処理（原液３０ｇ／Ｌ、温度：７５℃、時間：１０分）→本発明による後処理液（濃度：１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、常温浸漬１分とする。）→流水洗→温水洗→乾燥（温風）
３．耐蝕性比較：ビーカーに水を入れ加熱して沸騰させる。その水蒸気の中に乾燥した試験片を保持し、２分間置いて取り出す。リン酸塩皮膜に変色、発生があるかを肉眼で観察する。変色・発生のあったものは×印、なかったものは○印とした。下記の表にまとめを示す。
【０００９】
【表１】
2005232505.tif 000002
【００１０】
純水のみに浸漬の場合は、すぐに表面が変色した。その評価は×であった。
本発明による上表下欄のセリウム塩による場合は、上欄の重クロム酸塩の場合に比べ液の有効濃度範囲がずっと広い。即ち希薄水溶液で十分の防酸化性効果を示した。
【実施例２】
【００１１】
硫黄快削鋼から切削加工した部品（直径８ｍｍФ×長さ２０ｍｍ、側面に１．５ｍｍФのめくら孔を有する部品８０００個をステンレス製バレルに入れ、バレルを自動的にゆっくりと回転させながら、バレルごと脱脂、水洗、水洗、１５％塩酸による酸洗、水洗、水洗、表面調整浴浸漬後、Ｐ６３７を使用してリン酸亜鉛皮膜処理を行い、続いて、水洗後本発明によるセリウム塩５０ｐｐｍの液に２分間浸漬し、水洗、湯洗、乾燥した。
通常めくら孔に溜まっていた洗浄水が乾燥時、温風により染み出してリン酸塩皮膜の部分的変色が発生する場合があるが、上記工程により全く変色はなく、均一なリン酸塩皮膜を化成することが出来た。部品は乾燥後バレルから取り出し、固体潤滑コーテイング工程に送られた。完成後の部品に対し、抜き取りによる品質評価として、摺動性試験、密着性試験を行ったが、性能のばらつきはなかった。
【実施例３】
【００１２】
１ｍｍ厚さの鋼板からプレス抜きされ、更にその１箇所のプレスによる曲げ加工をほどこされた部品約５００枚を３００ｍｍФのステンレス製金網のかごに入れ、手作業で実施例２と同様の工程を経てリン酸亜鉛皮膜処理を行った。部品同士が重なり合ったままで乾燥すると不均一な模様が生成するのでステンレス籠を手で振り動かしつつ作業した。乾燥後の皮膜は均一で、次工程の塗装で１個も外観不良品がなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明による方法を実際に各種の部品に適用したところ、外観上は処理しなかった部品の表面と差異はなく、耐蝕性と塗膜密着性という隠れた特性面でのみ差異が現れた。外観が処理品と未処理品で差がないことは採用を決定する上で有利なことである。不良の低減のために産業上利用のメリットが大きい。