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JP2008019472A - Metal surface treatment method and metal surface treated body obtained by the method - Google Patents

Metal surface treatment method and metal surface treated body obtained by the method Download PDF

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JP2008019472A
JP2008019472A JP2006191380A JP2006191380A JP2008019472A JP 2008019472 A JP2008019472 A JP 2008019472A JP 2006191380 A JP2006191380 A JP 2006191380A JP 2006191380 A JP2006191380 A JP 2006191380A JP 2008019472 A JP2008019472 A JP 2008019472A
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JP
Japan
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metal surface
layer
zinc
surface treatment
pulley
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006191380A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Konno
大 金野
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inexpensive rust preventive machine parts without causing rust on the surface of steel. <P>SOLUTION: In the metal surface treatment method, a metal layer having an ionization tendency higher than that of iron is formed on the surface of steel, and the metal surface is provided with a treatment layer comprising a titanium phosphate based compound expressed by Ti(OH)<SB>x</SB>(PO<SB>4</SB>)<SB>y</SB>(HPO<SB>4</SB>)<SB>z</SB>(H<SB>2</SB>PO<SB>4</SB>)<SB>l</SB>(OR)<SB>m</SB>(R is a 1 to 4C alkyl group, and x, y, z, l and m are integers) or a condensation product thereof as effective components. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属表面の防錆性、亜鉛及び亜鉛合金めっき上に六価クロムフリーである防錆被膜を形成するための処理、および三価クロメート皮膜の形成方法に関すものである。   The present invention relates to a rust preventive property on a metal surface, a treatment for forming a rust preventive film free of hexavalent chromium on zinc and zinc alloy plating, and a method for forming a trivalent chromate film.

従来、鋼表面の防錆処置としては、電着カチオンや電気亜鉛メッキの上にクロメート処理が施されているのが一般的である。ところが、従来の表面処理には、環境負荷物質である鉛や六価クロムが含有しているという問題点があった。鉛や六価クロムは発癌性物質としてその使用が規制され、ELV指令では2007年7月より使用禁止になっている。   Conventionally, as a rust preventive treatment for the steel surface, chromate treatment is generally performed on electrodeposited cations or electrogalvanized. However, the conventional surface treatment has a problem that it contains lead and hexavalent chromium which are environmentally hazardous substances. The use of lead and hexavalent chromium as a carcinogenic substance is regulated, and the use of ELV directive has been prohibited since July 2007.

前述の防錆技術は、亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜を形成させ、さらに上記皮膜の表面に環境に有害なクロメート皮膜を形成させることにより、その犠牲防食作用で亜鉛の溶出を6価クロム化合物によって防ぐ技術である。   The above-mentioned rust prevention technology forms a film made of zinc or a zinc alloy, and further forms a chromate film harmful to the environment on the surface of the above film, thereby elution of zinc by a hexavalent chromium compound by its sacrificial anticorrosive action. It is a technology to prevent.

また、鋼より貴なる金属としてニッケルめっき等のめっき処理を行ったり、SUS440C、SUS630等のステンレス鋼板を用いた機械部品が知られている。   In addition, mechanical parts using a plating process such as nickel plating or a stainless steel plate such as SUS440C or SUS630 as a noble metal from steel are known.

しかしながら、上記ステンレス鋼、非鉄材料を用いた機械部品はコストの面で問題があり、使用箇所が限定される。これに対し、ニッケルめっき等のめっき処理を行った機械部品は、コスト面の問題は有していないが、上記ニッケルめっきの処理を行った軸受は、ニッケルめっきにピンホールが生じやすいため、その部分から腐食が生じやすい。   However, the mechanical parts using the above stainless steel and non-ferrous materials have a problem in terms of cost, and the use places are limited. In contrast, mechanical parts that have been plated such as nickel plating do not have cost problems, but the bearings that have been subjected to the above nickel plating process tend to have pinholes in the nickel plating. Corrosion tends to occur from the part.

一方、電解処理による表面処理は、鋼部材中に水素を吸蔵しやすく遅れ破壊などの強度低下の問題点が発生する。さらに、鋼表面に亜鉛めっきを施した防錆処理やカチオン塗装は、環境負荷物質である鉛や六価クロムを削除すると、錆等が発生しやすくなり機械部品の機能が阻害される。   On the other hand, the surface treatment by electrolytic treatment tends to occlude hydrogen in the steel member and causes problems such as delayed fracture such as delayed fracture. Furthermore, rust prevention treatment and cation coating with galvanized steel surface, when lead and hexavalent chromium, which are environmentally hazardous substances, are removed, rust is likely to occur and the function of machine parts is hindered.

そこで、この発明の課題は、鋼表面に錆を発生させず安価な防錆性機械部品を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive rust-proof mechanical component that does not generate rust on the steel surface.

この発明は、鋼表面に鉄よりイオン化傾向の大きい金属層を形成し、その金属表面にTi(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよびmは整数)で表わされるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合体を有効成分とする処理層を設けることを特徴とする金属表面処理方法が、上記の課題を解決することができる。 The present invention, on the steel surface to form a large metal layer ionization tendency than iron, Ti (OH) x (PO 4) on the metal surface y (HPO 4) z (H 2 PO 4) l (OR) m ( R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and x, y, z, l and m are integers). A metal having a treatment layer containing a titanium phosphate compound represented by the compound or a condensate thereof as an active ingredient The surface treatment method can solve the above problems.

防錆性の水準を上げるには、前記Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよびmは整数)で表わされるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合体を有効成分とする前記処理層を、クロム酸化物からなる層と共に形成することが有効である。 In order to raise the level of rust prevention, the Ti (OH) x (PO 4 ) y (HPO 4 ) z (H 2 PO 4 ) l (OR) m (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, x It is effective to form the treatment layer containing, as an active ingredient, a titanium phosphate compound represented by the following formula: y, z, l, and m, together with a layer made of chromium oxide.

特に、クロム酸化物からなる層を形成し、その金属表面にTi(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)mで表わされるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合体を有効成分とする前記処理層を設けることが有効である。 In particular, a layer of chromium oxide, Ti (OH) x (PO 4) on the metal surface y (HPO 4) z (H 2 PO 4) l (OR) titanium phosphate based compound represented by the m Alternatively, it is effective to provide the treatment layer containing the condensate as an active ingredient.

前記リン酸チタニウム化合物が、四塩化チタンを水もしくは炭素数1〜4のアルコール、または、それらの混合溶液と反応させたのち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を有効成分とすることが可能である。   The titanium phosphate compound may comprise a compound obtained by reacting titanium tetrachloride with water, an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, or a mixed solution thereof, and further reacting with phosphoric acid. Is possible.

これらは水溶性液体として前述の鉄よりイオン化傾向の大きい金属表面、またはクロム酸化物表面に塗布乾燥させて防錆処理を施すことが可能であり、水溶性ポリマーに溶解させて表面に塗膜を形成させることも可能である。   These are water-soluble liquids that can be coated and dried on the metal surface or chromium oxide surface, which has a higher ionization tendency than iron, and can be coated with a coating on the surface by dissolving in a water-soluble polymer. It can also be formed.

鉄よりイオン化傾向の大きい金属表面は、亜鉛やバナジウムなどをメッキで作製することができる。   A metal surface having a higher ionization tendency than iron can be produced by plating zinc or vanadium.

さらに、本発明は、上述した方法により得られる金属表面処理体を提供できる。   Furthermore, this invention can provide the metal surface treatment body obtained by the method mentioned above.

この発明によれば、発癌性物質である6価クロムを含有することなく、亜鉛めっきにクロム酸化化合物(III)を形成することができ、リン酸チタニアの不働態化効果によってプーリーの防錆力を維持することができる。   According to this invention, the chromium oxide compound (III) can be formed on the galvanizing without containing hexavalent chromium which is a carcinogenic substance, and the rust preventive power of the pulley can be achieved by the passivating effect of titania phosphate. Can be maintained.

本発明において好適な実施形態における、鉄よりイオン化傾向の大きい金属層としての亜鉛メッキの表面に、クロム酸化物からなる層を形成する方法は、従来のクロメートと異なり6価クロムを含有せず、3価のクロム酸化物のみを使用する。   In a preferred embodiment of the present invention, the method of forming a layer made of chromium oxide on the surface of the galvanized metal layer having a higher ionization tendency than iron does not contain hexavalent chromium unlike conventional chromate, Only trivalent chromium oxide is used.

従来のクロメート被膜は、以下の反応で形成される。
Zn+2H→Zn2++H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
2Cr6++2Zn+H2→2Cr3++2Zn2++2H+・・・・・・・・(2)
Cr3++3(OH)-⇔Cr(OH)3(Cr6+共析:有害物質)・・・・(3)
A conventional chromate film is formed by the following reaction.
Zn + 2H → Zn 2+ + H 2 (1)
2Cr 6+ + 2Zn + H 2 → 2Cr 3+ + 2Zn 2 ++ 2H + (2)
Cr 3+ +3 (OH) ⇔Cr (OH) 3 (Cr 6+ eutectoid: hazardous substance) (3)

また、3価のクロム酸化物の生成は6価クロムイオンを含まないため、以下の(4)(5)のみの反応となる。
Zn+2H→Zn2++H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
Cr3++3(OH)-⇔Cr(OH)3・・・・(5)
クロムの水酸化物はそのイオンの性質から配意する水の数によってモノ,ジ,トリ水酸化物を生成するため、Cr(OH)3は水和酸化物の構造であるため以下のような水酸化物の構造となる。
[Cr(H2O)5OH]3+・+1H+
[Cr(H2O)4OH]3+・+2H+
[Cr(H2O)3OH]3++3H+
In addition, since the formation of the trivalent chromium oxide does not include hexavalent chromium ions, only the following reactions (4) and (5) occur.
Zn + 2H → Zn 2+ + H 2 (4)
Cr 3+ +3 (OH) ⇔Cr (OH) 3 ... (5)
Chromium hydroxide generates mono-, di-, and tri-hydroxides depending on the number of waters provided from the nature of the ions, so Cr (OH) 3 is a hydrated oxide structure, so It becomes a hydroxide structure.
[Cr (H 2 O) 5 OH] 3 + · + 1H +
[Cr (H 2 O) 4 OH] 3 ++ 2H +
[Cr (H 2 O) 3 OH] 3+ + 3H +

これに対し、リン酸チタニア化合物溶液を塗布または、噴霧し、乾燥した対象物皮表面に空気中の酸素と水が接触することで、表面反応が起こり3価オゾンと2価の酸素を生成する。   On the other hand, by applying or spraying the titania phosphate compound solution and bringing the oxygen and water in the air into contact with the surface of the dried object skin, a surface reaction occurs and trivalent ozone and divalent oxygen are generated. .

この酸素は不安定で3価と2価の間を酸化還元反応する。酸素の還元により生成したO- 2は、酸化反応中間体に付加して過酸化物を形成し、過酸化水素を経てより強力な酸化力を有する水酸化ラジカル(・OH)になることで表面不働態化する効果が強い。 This oxygen is unstable and undergoes a redox reaction between trivalent and divalent. O - 2 produced by the reduction of oxygen is added to the oxidation reaction intermediate to form a peroxide, and through hydrogen peroxide, it becomes a hydroxyl radical (.OH) that has a stronger oxidizing power. Strong effect to passivate.

これらの水酸化物の水酸基―OHが架橋して2量体や三量体を形成する。ここにシリカコロイドが存在するとCr(OH)3・の生成速度が速く架橋を促進させる効果も期待できる。 The hydroxyl group-OH of these hydroxides is crosslinked to form a dimer or trimer. If silica colloid is present here, the effect of accelerating the crosslinking is expected due to the high production rate of Cr (OH) 3 .

(作用)
この発明によると、有害な6価クロムを使用したクロメート代替処理となる亜鉛防錆技術が、6価クロムを未使用となるため、環境に対して影響が少なくなる。
(Function)
According to the present invention, the zinc anticorrosion technology, which is a chromate replacement process using harmful hexavalent chromium, has no influence on the environment because hexavalent chromium is not used.

以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
本発明に係る方法の対象となる機械部品は、図1に示すエンジンの駆動力で作用するパワステポンプ、アイドラ、ウォータポンプ、エアコン、オルタネター、あるいはこれらを結合するベルトに張力を与えるオートテンショナーの軸受に勘合されるプーリーを事例とした。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The mechanical component which is the object of the method according to the present invention is a power steering pump, idler, water pump, air conditioner, alternator, or auto tensioner bearing which applies tension to the belt connecting them, which operates with the driving force of the engine shown in FIG. A pulley that fits into the case was taken as an example.

プーリーの勘合例を図2に示す。プーリー1は、ベアリング(軸受)2を勘合し、シャフト4とナット3でブラケット8に固定される。固定に際しては、カラー5とダストカバー6が同時にシャフト4とナット3でブラケット8に固定される。ブラケット8はボルト7によってエンジンルーム内の勘合部位に固定され、図1に示す配置にベルトによってエンジン駆動力が伝達できる機械要素を形成する。   An example of pulley engagement is shown in FIG. The pulley 1 is fixed to the bracket 8 with a shaft 4 and a nut 3 by fitting a bearing 2. In fixing, the collar 5 and the dust cover 6 are simultaneously fixed to the bracket 8 by the shaft 4 and the nut 3. The bracket 8 is fixed to a fitting portion in the engine room by a bolt 7 and forms a mechanical element capable of transmitting engine driving force by a belt in the arrangement shown in FIG.

このプーリー1の表面11に皮膜層9として形成した。皮膜層9は、プーリ−1の全面に形成される。これはプーリー1の防錆目的とベアリング2を錆の発生から防止する目的がある。実施形態として軸受を勘合するプーリー1を提示したが、特にこれらに限定されるものではない。   A film layer 9 was formed on the surface 11 of the pulley 1. The coating layer 9 is formed on the entire surface of the pulley-1. This has the purpose of preventing rust of the pulley 1 and preventing the bearing 2 from generating rust. Although pulley 1 which fits a bearing was shown as an embodiment, it is not limited to these in particular.

上記プーリー1の表面11は鋼板よりプレス成形された鋼表面でも、研削、研磨加工された鋼表面のいずれでも良い。   The surface 11 of the pulley 1 may be either a steel surface press-formed from a steel plate, or a steel surface that has been ground or polished.

また、上記鋼表面は、図3に示すように、プーリー母材11の表面に亜鉛皮膜12が形成され、その皮膜12の表面にクロム酸化物層13が形成されることで構成されていてもかまわない。   Further, as shown in FIG. 3, the steel surface may be configured by forming a zinc coating 12 on the surface of the pulley base material 11 and forming a chromium oxide layer 13 on the surface of the coating 12. It doesn't matter.

亜鉛皮膜12を施す場合は、亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜であり、亜鉛合金としては、錫−亜鉛、鉄−亜鉛、ニッケル−亜鉛等があげられる。皮膜を形成する方法としては、めっきによる方法が好ましい。   When the zinc coating 12 is applied, it is a coating made of zinc or a zinc alloy, and examples of the zinc alloy include tin-zinc, iron-zinc, nickel-zinc and the like. As a method for forming the film, a method by plating is preferable.

プーリー母材11を亜鉛めっきする方法は、まず、プーリーを導電性ラックで支持し、水洗、酸洗、脱脂処理等の前処理を行う。そして、陽極に亜鉛金属板を用い、所定量のシアン化亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化亜鉛を溶解させためっき浴に上記プーリー母材11を浸して陰極につなぐ。次に、電気を通すことにより、亜鉛めっきを行う。亜鉛めっきを行ったあと電極を外し、1%硝酸液に浸して、亜鉛めっき表面を活性化させる。   In the method of galvanizing the pulley base material 11, first, the pulley is supported by a conductive rack, and pretreatment such as water washing, pickling, degreasing and the like is performed. Then, using a zinc metal plate for the anode, the pulley base material 11 is immersed in a plating bath in which a predetermined amount of zinc cyanide, sodium cyanide, sodium hydroxide, and zinc oxide is dissolved, and connected to the cathode. Next, galvanization is performed by passing electricity. After galvanization, the electrode is removed and immersed in 1% nitric acid solution to activate the galvanized surface.

上記の製法で鋼表面もしくは亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜表面にリン酸チタニアを噴霧し、完全硬化した対象物皮表面に空気中の酸素と水が接触することで、表面反応が起こり、3三価オゾンと2価の酸素を生成する。この酸素は不安定で、3価と2価の間を酸化還元反応する。酸素の還元により生成した酸化反応中間体に付加して過酸化物を形成し、過酸化水素を経てより強固な水酸化ラジカル(・OH)になることで表面に不働態化層を形成する。この不働態化層は1μm以下の均一な膜厚を有している。   By spraying titania phosphate onto the steel surface or zinc or zinc alloy film surface by the above-mentioned manufacturing method, the surface reaction occurs when oxygen and water in the air contact the fully cured object skin surface. Produces monovalent ozone and divalent oxygen. This oxygen is unstable and undergoes a redox reaction between trivalent and divalent. A peroxide is formed by adding to an oxidation reaction intermediate produced by reduction of oxygen, and a hydrogenated radical is converted into a stronger hydroxyl radical (.OH) to form a passivated layer on the surface. This passivating layer has a uniform film thickness of 1 μm or less.

前記リン酸チタニウム系化合物としては、たとえば、Ti(OH)(H2PO42(OR)、Ti(OH)(PO4)、Ti(OH)2(H2PO4)(OR)、Ti(OH)(HPO4)(OR)、Ti(OH)(HPO4)(H2PO4)、Ti(OH)2(H2PO42、Ti(OH)3(H2PO4)、Ti(OH)3(OR)などがある。 Examples of the titanium phosphate compound include Ti (OH) (H 2 PO 4 ) 2 (OR), Ti (OH) (PO 4 ), Ti (OH) 2 (H 2 PO 4 ) (OR), Ti (OH) (HPO 4 ) (OR), Ti (OH) (HPO 4 ) (H 2 PO 4 ), Ti (OH) 2 (H 2 PO 4 ) 2 , Ti (OH) 3 (H 2 PO 4 ), Ti (OH) 3 (OR), and the like.

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜他の変更形態とすることができることは言うまでもない。   Although the present invention has been described based on the preferred embodiment, it goes without saying that other modifications can be appropriately made without departing from the gist of the present invention.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により、本発明が制約されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not restrict | limited by these Examples.

プーリー母材11(鋼)をラックにつるし、水洗、酸洗、及び脱脂処理を行った。上記処理を行ったプーリー母材11を、ジンケート亜鉛めっき浴に浸し、電気を通して亜鉛めっき層12を形成した。図3に処理層の構成図を示す。   The pulley base material 11 (steel) was hung on a rack, and washed with water, pickled, and degreased. The pulley base material 11 subjected to the above treatment was immersed in a zincate galvanizing bath to form a galvanized layer 12 through electricity. FIG. 3 shows a configuration diagram of the processing layer.

リン酸チタニアの水溶液を以下の手順で作製して浸漬処理で不働態化層14を形成した。
Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよびmは整数)を含有する水溶液に浸漬した。前記水溶液は、以下の手法で作製することができる。例えば、四塩化チタンをアルコールと反応させた。アルコールに代わるものは水でも良い。その組成は、とくに制限はないが、水とアルコールの何れでもよく、またはその混合水溶液でも可能である。
An aqueous solution of titania phosphate was prepared by the following procedure, and the passivation layer 14 was formed by dipping treatment.
Ti (OH) x (PO 4 ) y (HPO 4 ) z (H 2 PO 4 ) l (OR) m (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, x, y, z, l and m are integers) Soaked in an aqueous solution containing The aqueous solution can be prepared by the following method. For example, titanium tetrachloride was reacted with alcohol. An alternative to alcohol may be water. The composition is not particularly limited, but may be any of water and alcohol, or a mixed aqueous solution thereof.

四塩化チタンの添加量は、15vol%とし、反応温度は25℃であった。四塩化チタンの添加量としては、10〜30vol%であればよく、反応温度は溶液が液体を保たれれば良い。   The amount of titanium tetrachloride added was 15 vol%, and the reaction temperature was 25 ° C. The addition amount of titanium tetrachloride may be 10 to 30% by volume, and the reaction temperature only needs to keep the solution liquid.

生成された水溶液のpHは、酸性であって5以下である。これらにリン酸を添加して、前記リン酸チタニウム系化合物14を作製した。   The pH of the produced aqueous solution is acidic and 5 or less. The phosphoric acid was added to these and the said titanium phosphate type compound 14 was produced.

前記反応溶液は、水またはアルコールなどの溶媒で20倍に希釈した。10倍未満では、リン酸を少量加えただけでも白濁する傾向がある。白濁液は、抗菌などの活性効果は高いが、使用対象製品が変色したり、表面に白色粉末が現出したりするが、不働態化層の形成には問題はない。   The reaction solution was diluted 20 times with a solvent such as water or alcohol. If it is less than 10 times, even if a small amount of phosphoric acid is added, it tends to become cloudy. The cloudy liquid has a high activity effect such as antibacterial, but the product to be used is discolored or white powder appears on the surface, but there is no problem in forming the passivating layer.

リン酸の添加量は、体積比で、前記反応溶液100部に対して、8〜500部であればよく、酸性状態であればよい。   The addition amount of phosphoric acid may be 8 to 500 parts by volume with respect to 100 parts of the reaction solution, and may be in an acidic state.

本発明は、対象製品を浸漬する方法で適用できる。   The present invention can be applied by a method of immersing the target product.

このようにして、図3に記載のプーリーを製造した。皮膜層9の厚みは、亜鉛皮膜(12)が5〜13μm、リン酸チタニアの反応層(14)が0.7μm程度であった。   In this way, the pulley shown in FIG. 3 was manufactured. The thickness of the coating layer 9 was about 5 to 13 μm for the zinc coating (12) and about 0.7 μm for the reaction layer (14) of titania phosphate.

図4に示すように、実施例1と同様にプーリー母材11を実施例1と同様な工程で亜鉛めっき方法による亜鉛めっき層12、及び黄白色クロム酸化物(III)層13を形成してプーリーを作製した。皮膜層9の厚みは、実施例1と同様である。このときの亜鉛めっき浴はジンケート、塩浴およびシアン浴であり、黄白色クロム酸化物(III)13は、日本表面化学社製TRYNER−175、奥野製薬工業社製ESコート、ディップソール(株)社製ZT−44
1SRで3種類形成した。
As shown in FIG. 4, the pulley base material 11 is formed in the same manner as in Example 1 with the galvanized layer 12 and the yellowish white chromium oxide (III) layer 13 by the galvanizing method as in Example 1. A pulley was made. The thickness of the coating layer 9 is the same as in Example 1. The zinc plating bath at this time is a zincate, a salt bath, and a cyan bath. ZT-44
Three types were formed with 1SR.

このプーリーを前述のTi(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)mを含有する反応液に浸漬した。浸漬後、大気中に取だし70℃で30分乾燥させてリン酸チタニア化合物層14を形成した。 The pulley was immersed in the reaction solution containing the above-described Ti (OH) x (PO 4 ) y (HPO 4) z (H 2 PO 4) l (OR) m. After soaking, it was taken out in the air and dried at 70 ° C. for 30 minutes to form a titania phosphate compound layer 14.

本発明において、クロム酸化物からなる層を形成する際の有効な試薬としては、以下に示すものなどが挙げられる。
荏原ユージライト(株)社製:トライバレントプロセス100,200,300,400,500
ディップソール(株)社製:ZT−441SR,444Y,444A,B,C(3液タイプ)
日本表面科学(株)社製:トライナープロセスTR−173,174,175,170
ユケン工業社製:メタスプロセスYFE,YFA
(株)ムラタ社製(SurTec社製):クロマイティング法 SurTec680必要に応じ555,555S
カニングジャパン社製:トライパスELVブルー,トライパスウルトラブルー,トライパスブルー,トライパスXL,クロマックELV
奥野製薬工業(株)製:ESコート606,ESコート701,ESコート,ESコート30,ESコートブラック
アトテック・ジャパン(株)製:エコトライ,エコトリブルー・ウルトラ
メルテックス社製:スプレンだ−ブリー
(株)タイホー社製 ユニクロ920,パワーコート903,パワーコート903Y,パワーコート910
(株)三原産業 ラスタ-M-200,ラスタ-M-100,ラスタ-MY-200,ラスタ-M-300,ラスタ-M-400
In the present invention, effective reagents for forming a layer made of chromium oxide include those shown below.
EBARA Eugleite Co., Ltd .: Trivalent process 100, 200, 300, 400, 500
Dipsol Co., Ltd .: ZT-441SR, 444Y, 444A, B, C (3 liquid type)
Nippon Surface Science Co., Ltd .: Triner Process TR-173, 174, 175, 170
YUKEN INDUSTRY Co., Ltd .: Metas Process YFE, YFA
Murata Co., Ltd. (SurTec Co.): chroming method SurTec 680 555 555S as required
Canning Japan Co., Ltd .: Tripas ELV Blue, Tripas Ultra Blue, Tripas Blue, Tripas XL, Chromac ELV
Okuno Pharmaceutical Industry Co., Ltd .: ES Coat 606, ES Coat 701, ES Coat, ES Coat 30, ES Coat Black Atotech Japan Co., Ltd .: Eco Tri, Eco Tri Blue Ultra, Meltex Co., Ltd. UNIQLO 920, Power Coat 903, Power Coat 903Y, Power Coat 910 manufactured by Taiho Corporation
Mihara Sangyo Co., Ltd. Raster-M-200, Raster-M-100, Raster-MY-200, Raster-M-300, Raster-M-400

耐食性試験は、プーリーに軸受を勘合し、JIS Z 2371に準拠する塩水噴霧試験でプーリー外周面に発生するさびの有無で評価した。このときの試験時間は36時間と96時間である。   The corrosion resistance test was evaluated based on the presence or absence of rust generated on the outer peripheral surface of the pulley in a salt spray test according to JIS Z 2371 by fitting the bearing to the pulley. The test time at this time is 36 hours and 96 hours.

また、比較例1としてプーリーの表面に亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜を形成した犠牲防食のみの表面、ならびに上記皮膜の表面に6価クロム含有クロメート皮膜を形成させたプーリーを作成した。なお、この表面には有害な6価クロムが40mg/m2以上含有されている。 Further, as Comparative Example 1, a pulley having only a sacrificial anticorrosive surface on which a film made of zinc or a zinc alloy was formed on the surface of the pulley and a hexavalent chromium-containing chromate film formed on the surface of the film were prepared. This surface contains 40 mg / m 2 or more of harmful hexavalent chromium.

表1に各実施例の効果を示す。   Table 1 shows the effect of each example.

供試体となるプーリーに、ジンケート、シアン、塩浴の各めっき浴から電気亜鉛めっきを施した比較例1は、塩水噴霧開始後36時間で全面に白色の亜鉛酸化物が発生した。   In Comparative Example 1 in which the zinc as a specimen was electrogalvanized from zincate, cyan, and salt plating baths, white zinc oxide was generated on the entire surface 36 hours after the start of spraying salt water.

それに対し、実施例1に示す電気亜鉛めっきの表層をリン酸チタニア水溶液に浸漬させた供試体は塩水噴霧36時間開始後36時間でも亜鉛酸化物の白色さびは発生しなかった。   On the other hand, in the specimen in which the surface layer of electrogalvanizing shown in Example 1 was immersed in an aqueous titania phosphate solution, white rust of zinc oxide did not occur even after 36 hours from the start of salt spraying.

さらに、防錆処理として市販3価クロム酸化物を電気亜鉛めっきの表層に施し、リン酸チタニアを再表面に形成した供試体は実施例2に示すように96時間まで亜鉛酸化物の白色さびは発生しなかった。   Furthermore, as shown in Example 2, a white rust of zinc oxide was applied to a test piece in which a commercially available trivalent chromium oxide was applied to the surface layer of electrogalvanized as a rust prevention treatment and phosphoric titania was formed on the resurface. Did not occur.

有害な6価クロムが40mg/m2以上含有されている比較例2の供試体であるプーリーは、36時間では亜鉛酸化物の発生は確認されないものの、試験経過後96時間では全面に白色の亜鉛酸化物が発生した。 In the pulley which is a specimen of Comparative Example 2 containing 40 mg / m 2 or more of harmful hexavalent chromium, no zinc oxide was observed after 36 hours, but white zinc was observed over the entire surface after 96 hours. Oxide was generated.

Figure 2008019472
Figure 2008019472

この発明は、発癌性物質である6価クロムを含有することなく、亜鉛めっきにクロム酸化化合物(III)を形成することができ、リン酸チタニアの不働態化効果によってプーリーの防錆力を維持することができる点で、産業上利用可能性を有する。   This invention can form chromium oxide compound (III) on zinc plating without containing hexavalent chromium which is a carcinogenic substance, and maintains the antirust ability of pulleys by the passivating effect of titania phosphate. It has industrial applicability in that it can be used.

本発明に係る方法の対象となる機械部品としての駆動用伝達プーリーの使用図。The use figure of the drive transmission pulley as a machine component used as the object of the method according to the present invention. 本発明に係る方法の対象となる機械部品としてのプーリーの構成断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a configuration of a pulley as a machine part that is a target of the method according to the present invention. 本発明に係る、亜鉛めっき層及びリン酸チタニア化合物層を含む金属表面処理体の概要断面図。The outline sectional view of the metal surface treatment object containing the galvanization layer and phosphate titania compound layer concerning the present invention. 本発明に係る、亜鉛めっき層、クロム酸化物層及びリン酸チタニア化合物層を含む金属表面処理体の概要断面図。The outline sectional view of the metal surface treatment object containing a galvanization layer, a chromium oxide layer, and a phosphoric acid titania compound layer concerning the present invention.

Claims (4)

鋼表面に鉄よりイオン化傾向の大きい金属層を形成し、その金属表面にTi(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよびmは整数)で表わされるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合体を有効成分とする処理層を設けることを特徴とする金属表面処理方法。 The steel surface to form a large metal layer ionization tendency than iron, Ti (OH) x (PO 4) on the metal surface y (HPO 4) z (H 2 PO 4) l (OR) m (R is the number of carbon atoms A metal surface treatment method comprising providing a treatment layer containing a titanium phosphate compound represented by 1 to 4 alkyl groups, x, y, z, l and m as integers) or a condensate thereof as an active ingredient. 前記Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよびmは整数)で表わされるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合体を有効成分とする前記処理層を、クロム酸化物からなる層と共に形成する、請求項1記載の金属表面処理方法。 Ti (OH) x (PO 4 ) y (HPO 4 ) z (H 2 PO 4 ) l (OR) m (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, x, y, z, l and m are integers. 2. The metal surface treatment method according to claim 1, wherein the treatment layer containing a titanium phosphate compound represented by (2) or a condensate thereof as an active ingredient is formed together with a layer made of chromium oxide. 前記リン酸チタニウム化合物が、四塩化チタンを水もしくは炭素数1〜4のアルコール、または、それらの混合溶液と反応させたのち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を有効成分とする、請求項1又は2記載の金属表面処理方法。   The titanium phosphate compound comprises, as an active ingredient, a compound obtained by reacting titanium tetrachloride with water, an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, or a mixed solution thereof, and further reacting with phosphoric acid. Item 3. The metal surface treatment method according to Item 1 or 2. 請求項1〜3の何れかに記載の方法により得られる金属表面処理体。   The metal surface treatment body obtained by the method in any one of Claims 1-3.
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