Ⅰ-酸漬物
1.- 酸洗いの定義: 酸は、特定の濃度、温度、速度で化学的に酸化鉄スケールを除去するために使用されます。これを酸洗いと呼びます。
2. 酸洗の分類：酸の種類によって、硫酸酸洗、塩酸酸洗、硝酸酸洗、フッ化水素酸酸洗に分類されます。鋼材の材質に応じて、異なる酸洗媒体を選択する必要があります。例えば、炭素鋼の場合は硫酸と塩酸で酸洗し、ステンレス鋼の場合は硝酸とフッ化水素酸の混合液で酸洗します。
鋼材の形状により、線材酸洗、鍛造酸洗、鋼板酸洗、帯材酸洗などに分けられます。
酸洗設備の種類によって、槽酸洗、半連続酸洗、全連続酸洗、塔酸洗に分けられます。
3. 酸洗の原理：酸洗は、化学的手法を用いて金属表面から酸化鉄スケールを除去するプロセスであり、化学酸洗とも呼ばれます。鋼管の表面に形成される酸化鉄スケール（Fe2O3、Fe3O4、FeO）は、水に不溶性の塩基性酸化物です。これらの塩基性酸化物は、酸溶液に浸漬したり、表面に酸溶液を噴霧したりすると、酸によって一連の化学変化を起こします。
炭素構造用鋼や低合金鋼の表面の酸化スケールは、緩く、多孔質で、ひび割れているため、矯正、張力矯正、酸洗ラインでの搬送中に鋼板とともに酸化スケールが繰り返し曲げられると、これらの気孔の亀裂がさらに増加して拡大します。そのため、酸溶液は酸化スケールと化学的に反応し、また亀裂や気孔を通して鋼板素地の鉄とも反応します。つまり、酸洗浄の開始時に、酸化鉄スケールと金属鉄と酸溶液の3つの化学反応が同時に行われます。酸化鉄スケールは酸と化学反応を起こして溶解します（溶解）。金属鉄は酸と反応して水素ガスを発生させ、それが酸化スケールを機械的に剥離します（機械的剥離効果）。発生した原子状水素は酸化鉄を酸反応しやすい酸化第一鉄に還元し、その後酸と反応して除去します（還元）。
Ⅱ-不動態化/非アクティブ化/非アクティブ化
1. 不動態化の原理：不動態化のメカニズムは薄膜理論によって説明できます。薄膜理論によれば、不動態化は金属と酸化物質との相互作用によって起こり、金属表面に非常に薄く、緻密で、よく覆われ、しっかりと吸着された不動態膜を生成します。この膜層は独立した相として存在し、通常は酸化金属の化合物です。この膜は金属を腐食性媒体から完全に分離し、金属が腐食性媒体と接触するのを防ぎ、金属の溶解を基本的に阻止して不動態状態を形成することで防食効果を実現します。
2. 不動態化の利点：
1) 従来の物理的な密封方法と比較して、不動態化処理は、ワークの厚さがまったく増加せず、色が変化しないという特徴があり、製品の精度と付加価値が向上し、操作がより便利になります。
2) 不動態化プロセスは非反応性であるため、不動態化剤を繰り返し追加して使用することができ、寿命が長くなり、コストも削減されます。
3）不動態化は、金属表面に緻密で安定した性能を持つ酸素分子構造の不動態膜の形成を促進し、同時に空気中で自己修復効果も有します。そのため、従来の防錆油塗布法と比較して、不動態化によって形成された不動態膜はより安定しており、耐腐食性も優れています。酸化層における電荷効果の大部分は、直接的または間接的に熱酸化プロセスに関連しています。800～1250℃の温度範囲において、乾燥酸素、湿潤酸素、または水蒸気を用いた熱酸化プロセスは、3つの連続した段階を経て進行します。まず、生成された酸化層に大気中の酸素が侵入し、次に酸素は二酸化ケイ素を介して内部拡散します。SiO2-Si界面に到達すると、シリコンと反応して新たな二酸化ケイ素を形成します。このように、酸素侵入拡散反応の連続的なプロセスが発生し、界面付近のシリコンは連続的にシリカに変換され、酸化層はシリコンウェーハ内部に向かって一定の速度で成長します。
Ⅲ-リン酸処理
リン酸処理は、表面に膜（リン酸皮膜）を形成する化学反応です。リン酸処理は主に金属表面に施され、金属を空気から遮断し腐食を防ぐ保護膜を形成することを目的としています。また、一部の製品では塗装前のプライマーとしても使用されます。このリン酸皮膜層により、塗料層の密着性や耐腐食性が向上し、装飾性が向上し、金属表面の美観が向上します。また、一部の金属冷間加工工程において潤滑剤としても機能します。
リン酸処理後、ワークピースは長期間酸化や錆が発生しないため、その応用範囲は非常に広く、金属表面処理プロセスとしても広く利用されています。自動車、船舶、機械製造などの業界でますます利用が広がっています。
1.- リン酸塩処理の分類と適用
通常、表面処理によって色は異なりますが、リン酸塩処理は実際のニーズに合わせて、異なるリン酸塩処理剤を使用することで異なる色を実現できます。そのため、リン酸塩処理はグレー、カラー、または黒色でよく見られます。
鉄リン酸塩処理：リン酸塩処理後、表面は虹色や青色を呈するため、カラーリンとも呼ばれます。このリン酸塩処理液は主にモリブデン酸塩を原料としており、鋼材の表面に虹色のリン酸塩皮膜を形成します。また、主に下層塗装に使用され、ワークピースの耐食性を向上させ、表面コーティングの密着性を向上させます。
投稿日時: 2024年5月10日