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JP3406448B2 - Plating method for ultra-high strength steel - Google Patents
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JP3406448B2 - Plating method for ultra-high strength steel - Google Patents

Plating method for ultra-high strength steel

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JP3406448B2
JP3406448B2 JP05826096A JP5826096A JP3406448B2 JP 3406448 B2 JP3406448 B2 JP 3406448B2 JP 05826096 A JP05826096 A JP 05826096A JP 5826096 A JP5826096 A JP 5826096A JP 3406448 B2 JP3406448 B2 JP 3406448B2
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treatment
plating
ultra
pickling
strength steel
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高張力鋼をめっ
き前処理する時に発生する水素により生じる脆性を低減
させるためのめっき処理方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plating treatment method for reducing brittleness caused by hydrogen generated during pretreatment of ultra high strength steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】超高張力鋼は、航空機用部品や航空機搭
載用電子機器の部品に従来より多用されている。また自
動車用にも、軽量化、小型化のために、この高張力鋼
が近年多用されるようになった。この高張力鋼は強度
が通常の鋼に比べて著しく大きいからである。
2. Description of the Related Art Ultrahigh-strength steel has been widely used in aircraft parts and electronic equipment parts for aircraft. Further, in recent years, this super high strength steel has been widely used for automobiles as well in order to reduce its weight and size. This is because the strength of this ultra- high-strength steel is significantly higher than that of ordinary steel.

【0003】この高張力鋼は炭素の含有量が高張力鋼
低炭素鋼に比べて多いため、めっき前処理工程におけ
る水素の吸収により、水素脆性が顕著に現れて問題にな
ることが知られている。この水素脆性は、前処理中に
高張力鋼の表面に発生する水素原子が鉄に吸収されて鉄
を脆くする現象であり、高張力鋼や低炭素鋼ではほとん
ど問題にならないが、炭素の多い硬鋼以上のもので問題
となる。
[0003] The ultra-high-tensile steel carbon content High Strength Steel
It is known that hydrogen is more brittle than that of low carbon steel and low carbon steel, and hydrogen embrittlement is prominent due to absorption of hydrogen in the pretreatment process of plating. This hydrogen embrittlement is a phenomenon in which hydrogen atoms generated on the surface of ultra- high strength steel during pretreatment are absorbed by iron to make it brittle, and it is hardly a problem for high-strength steel and low-carbon steel. However, it becomes a problem for more than hard steel containing a lot of carbon.

【0004】図7は従来のめっき処理工程を示す図であ
り、〜の4種類の方法が示されている。の方法で
は、まず素材(被めっき処理材)の表面に付着した油脂
類や汚染を除去するために、加温したアルカリ液中でア
ルカリ浸漬脱脂処理100を行う。次に素材の表面を酸
液中で電解的に洗う酸電解処理102を行い、その次に
ベーキング処理104をする。このような前処理をして
から本来のめっき処理106を行うものである。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional plating process, and shows four kinds of methods (1) to (4). In the method (1), first, in order to remove oils and fats attached to the surface of the material (material to be plated) and contamination, alkali immersion degreasing treatment 100 is performed in a heated alkaline liquid. Next, an acid electrolysis treatment 102 for electrolytically washing the surface of the material in an acid solution is performed, and then a baking treatment 104 is performed. The original plating process 106 is performed after such pretreatment.

【0005】ここに酸電解処理102は普通硫酸を用い
るが、この酸液中に電流を流すと陽極に酸素が、陰極に
水素ができる。このため素材を陰極にする陰極処理で
は、素材に水素ガスが付いて水素脆性の心配が大きくな
る。ベーキング処理104は、素材を電気加熱炉に入れ
430℃前後で2〜4時間熱処理を行うことにより脱水
素を促進させるものである。
Here, sulfuric acid is usually used for the acid electrolysis treatment 102. When an electric current is passed through this acid solution, oxygen is produced at the anode and hydrogen is produced at the cathode. Therefore, in the cathode treatment using the material as a cathode, hydrogen gas is attached to the material, and there is a great concern about hydrogen embrittlement. The baking treatment 104 is to accelerate dehydrogenation by placing the material in an electric heating furnace and performing heat treatment at about 430 ° C. for 2 to 4 hours.

【0006】の方法は、前記酸電解処理102に代え
て酸洗い処理108を用いるものである。この酸洗い処
理108には、素材が鉄鋼の場合には工業用硫酸や塩酸
が一般に用いられ、普通は酸の濃度を2〜15%として
温度を上げて酸処理時間を短縮して行う。この処理時間
の短縮により水素脆性が低減されるからである。
The method (1) uses a pickling treatment 108 instead of the acid electrolysis treatment 102. When the raw material is steel, industrial sulfuric acid or hydrochloric acid is generally used for this pickling treatment 108. Usually, the acid concentration is set to 2 to 15% and the temperature is raised to shorten the acid treatment time. This is because hydrogen embrittlement is reduced by shortening the treatment time.

【0007】の方法は酸洗い処理108の後に電解脱
脂処理110を行いさらに酸浸漬処理112を行うもの
である。電解脱脂処理110は、通常アルカリ液中で電
解して洗浄を一層完全にする。酸浸漬処理112は、め
っき処理106の直前に塩酸または硫酸の5〜10%溶
液に浸漬することにより表面を活性化するものである。
In the method (1), after the pickling treatment 108, an electrolytic degreasing treatment 110 is performed, and then an acid immersion treatment 112 is performed. The electrolytic degreasing treatment 110 usually electrolyzes in an alkaline solution to make cleaning even more complete. The acid immersion treatment 112 is to activate the surface by immersing it in a 5 to 10% solution of hydrochloric acid or sulfuric acid immediately before the plating treatment 106.

【0008】の方法は、酸電解102や酸洗い108
などの化学的処理に代えて、ショットブラストまたはホ
ーニングによる機械的処理114を行うものである。こ
の処理114により表面を機械的に洗浄し、電解脱脂1
10を行ってから、本めっき処理106を行うものであ
る。
The method (1) is performed by acid electrolysis 102 or pickling 108.
Instead of chemical treatment such as, the mechanical treatment 114 by shot blasting or honing is performed. The surface is mechanically cleaned by this treatment 114, and electrolytic degreasing 1
After performing 10, the main plating process 106 is performed.

【0009】まためっき処理106を行った後、さらに
素材表面の水素を除去するため、更にベーキング処理1
16を行って製品とする。このベーキング処理116は
電気加熱炉で約200℃、約24時間加熱するものであ
る。
After performing the plating treatment 106, a baking treatment 1 is further performed to remove hydrogen on the surface of the material.
16 is carried out to obtain a product. The baking treatment 116 is performed by heating in an electric heating furnace at about 200 ° C. for about 24 hours.

【0010】なおめっき処理106が不適切な場合には
この不適切なめっき層を剥離処理118してから再めっ
き処理120する。ここに剥離処理118は酸液中に素
材を浸してめっき層を溶解させて除去するものである。
When the plating process 106 is inappropriate, a peeling process 118 is performed on the inappropriate plating layer, and then the re-plating process 120 is performed. Here, the peeling treatment 118 is to remove the plating layer by immersing the material in an acid solution to dissolve the plating layer.

【0011】以上のような従来方法において、水素脆性
の発生原因と考えられるのは、塩酸や硫酸などの「酸」
を使用する次の4つの処理である。すなわち酸洗い処理
108、酸浸漬処理112、酸電解処理102、剥離処
理118である。
In the above conventional method, the cause of hydrogen embrittlement is considered to be "acid" such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
Is the next four processes. That is, it is a pickling treatment 108, an acid immersion treatment 112, an acid electrolysis treatment 102, and a peeling treatment 118.

【0012】これらの処理で超高張力鋼の素材表面に原
子状水素が生成されると、超高張力鋼が水素原子を吸蔵
し、水素脆性が発生する。特に再めっきを行う時は、剥
離処理に強酸を使用するため、水素脆性による製品の破
壊のおそれが特に大きい。
[0012] atomic hydrogen to the material surface of the ultra-high tensile steel in these processes is produced, ultra-high-tensile steel occludes hydrogen atom, hydrogen embrittlement occurs. In particular, when re-plating is performed, a strong acid is used for the peeling treatment, so that the risk of product destruction due to hydrogen embrittlement is particularly high.

【0013】超高張力鋼への水素の浸入経路として2つ
考えられる。第1の経路は、酸洗い、電解洗浄、電気め
っきの際に超高張力鋼の表面に発生する水素原子が、
高張力鋼に吸収され内部へ拡散するものである。第2の
経路は超高張力鋼自身またはこれに付けためっき層が水
と反応して腐蝕する際に生じた水素原子が、超高張力
に吸収され内部へ拡散するものである。第2の経路は非
常に稀に見られるものであり、通常は第1の経路が問題
となる。
There are two conceivable routes for infiltration of hydrogen into ultra-high strength steel. First path, pickling, electrolytic cleaning, hydrogen atom generated on the surface of the ultra-high tensile steel during electroplating, ultrasonic
It is absorbed by high-strength steel and diffuses inside. The second route is that hydrogen atoms generated when the ultra-high-strength steel itself or the plating layer attached thereto reacts with water and corrodes, are absorbed by the ultra-high-strength steel and diffuse inside. The second route is very rare and the first route is usually a problem.

【0014】超高張力鋼の中に浸入した水素原子は、鉄
の体心立方格子の各1個あたり水素原子が1個が入るこ
とができ、且つ自由に移動して拡散することができる。
しかし結晶格子の中へ一度に2個の水素原子が入ること
ができないので、水素原子2個が結合して水素分子を作
ることができず、常に原子の状態で存在するといわれて
いる。この水素原子は、引張り応力の集中しているとこ
ろへ拡散し移動していく性質があり、応力が集中した個
所に格子欠陥が生じると、その間隙に水素原子が侵入し
て互いに結合して水素分子を形成する。これが次第に集
積して非常な高圧が生じ、超高張力鋼の組織を破壊して
クラックを生じさせ、脆性破壊につながると考えられて
いる。
The hydrogen atoms that have penetrated into the ultra-high strength steel can contain one hydrogen atom for each one of the body-centered cubic lattices of iron, and can freely move and diffuse.
However, since two hydrogen atoms cannot enter the crystal lattice at one time, two hydrogen atoms cannot combine to form a hydrogen molecule, and it is said that the hydrogen atom always exists in an atomic state. This hydrogen atom has the property of diffusing and moving to the place where the tensile stress is concentrated, and if a lattice defect occurs at the place where the stress is concentrated, hydrogen atoms penetrate into the gap and bond with each other. Form a molecule. It is considered that this gradually accumulates and an extremely high pressure is generated, which destroys the structure of the ultra-high-strength steel and causes cracks, which leads to brittle fracture.

【0015】このように発生する水素脆性の原因をなく
すためには、めっきの前処理工程で水素が発生しないよ
うにするか、万一水素が発生しても確実に除去できるよ
うにすればよいと考えられる。
In order to eliminate the cause of the hydrogen embrittlement thus generated, it is sufficient to prevent hydrogen from being generated in the pretreatment step of plating or to surely remove even if hydrogen is generated. it is conceivable that.

【0016】そこで従来は高張力鋼の素材に対しては
次のような方法を採用している。図7に示したよう
に、塩酸や硫酸による酸洗い(108)に代えてショッ
トブラストやホーニングなどの機械的処理114を用い
る。酸洗い(108)における酸浸漬時間を短くす
る。酸洗い(108)後でかつめっき処理(106)
の前に約430℃で2〜4時間ベーキングする(10
4)。めっき処理(106)の後に、約200℃で約
24時間ベーキングする(116)。
Therefore, conventionally, the following method has been adopted for the material of ultra- high strength steel. As shown in FIG. 7, mechanical treatment 114 such as shot blasting or honing is used instead of pickling (108) with hydrochloric acid or sulfuric acid. The acid immersion time in pickling (108) is shortened. After pickling (108) and plating treatment (106)
Bake at about 430 ° C for 2-4 hours before baking (10
4). After the plating process (106), it is baked (116) at about 200 ° C. for about 24 hours.

【0017】[0017]

【従来技術の問題点】しかしこれらの方法にはそれぞれ
次のような問題がある。の機械的処理(114)を用
いる方法では、加工面が荒れてしまい、またの酸浸漬
時間を短縮する方法では加工面の洗浄が不十分となって
しまう。このためめっき処理(106)におけるめっき
の密着性が悪くなり、めっき特性に悪影響を及ぼす。
However, each of these methods has the following problems. In the method using the mechanical treatment (114), the processed surface becomes rough, and in the method of shortening the acid immersion time, the cleaned surface becomes insufficient. For this reason, the adhesion of the plating in the plating process (106) deteriorates, which adversely affects the plating characteristics.

【0018】のめっき前のベーキング処理(104)
は、ベーキング直後に素材表面に新たにスケールが生じ
る。このため均一なめっき仕上がりを得ることが困難で
ある。のめっき後のべーキング処理(116)は、め
っき皮膜が障害となって素材に吸蔵した水素を十分に除
去するのが困難であり、またこのベーキングによってめ
っき皮膜にフクレ、剥れ、変色などが生じ易い。
Baking treatment before plating (104)
Causes a new scale on the surface of the material immediately after baking. Therefore, it is difficult to obtain a uniform plating finish. In the baking treatment (116) after plating, it is difficult to sufficiently remove the hydrogen occluded in the material due to the plating film being an obstacle, and this baking causes blistering, peeling, discoloration, etc. of the plating film. It is easy to occur.

【0019】[0019]

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、めっきの密着性が良く、均一な仕上がりが
得られ、めっき皮膜にフクレなどの欠陥が生じることな
く、水素脆性を低減させることができる高張力鋼のめ
っき処理方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a good adhesion of plating, a uniform finish is obtained, and hydrogen embrittlement is reduced without causing defects such as blistering in the plating film. It is an object of the present invention to provide a plating treatment method for ultra- high-strength steel that can be used.

【0020】[0020]

【発明の構成】本発明によればこの目的は、高張力鋼
のめっき処理に伴って発生する水素脆性を低減させるた
めのめっき処理方法において、前処理工程の最後に、ア
ルカリ陽極電解処理を行うことを特徴とする高張力鋼
のめっき処理方法、により達成される。
According to the present invention, an object of the present invention is to provide a plating treatment method for reducing hydrogen embrittlement caused by plating treatment of ultra- high strength steel. It is achieved by a plating method for ultra high strength steel, which is characterized in that it is carried out.

【0021】前処理工程の途中に酸洗い処理を持つ場合
には、前処理の最後とこの酸洗い処理の直後との2ヶ所
にアルカリ陽極電解処理を入れるのが望ましい。この場
合、酸洗いは超音波で加振しながら行うのがよい。前処
理工程が酸電解処理を含む場合は、この酸電解処理の後
にこのアルカリ陽極電解処理を行う。なお超音波による
加振は、酸洗いだけでなく他の処理に付加してもよく、
この場合にも処理を促進させ、水素を素材から除去する
効果などが得られる。
When there is a pickling treatment in the middle of the pretreatment step, it is desirable to put the alkaline anodic electrolytic treatment at two places, the end of the pretreatment and immediately after this pickling treatment. In this case, it is preferable to perform pickling while vibrating with ultrasonic waves. When the pretreatment step includes an acid electrolysis treatment, the alkaline anodic electrolysis treatment is performed after the acid electrolysis treatment. The ultrasonic vibration may be applied to other treatments as well as pickling.
Also in this case, the effect of accelerating the treatment and removing hydrogen from the material can be obtained.

【0022】アルカリ陽極電解処理に用いる電解液(処
理液)の組成は、水酸化ナトリウム(NaOH)100
g/L、シアン化ナトリウム(NaCN)50g/L、
エチレンジアミン4酢酸(EDTA)30g/Lとする
のがよい。ここにLはリットルを意味する。この場合電
解液温度60℃、電流密度15A/dm2、処理時間1
0分とするのが望ましい。超音波励振に用いる振動子
は、約15Lの酸洗い処理液に対して、高周波出力約3
00W、周波数約40kHZの出力を持ったチタン酸バ
リウムのバイモルフからなる圧電振動子とすることがで
きる。
The composition of the electrolytic solution (processing solution) used in the alkaline anodic electrolytic treatment is sodium hydroxide (NaOH) 100
g / L, sodium cyanide (NaCN) 50 g / L,
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) is preferably 30 g / L. Here, L means liter. In this case, electrolyte temperature 60 ° C, current density 15 A / dm 2 , treatment time 1
It is desirable to set it to 0 minutes. The oscillator used for ultrasonic excitation has a high-frequency output of about 3 for a pickling solution of about 15 L.
00W, may be a piezoelectric vibrator comprising a bimorph barium titanate having an output frequency approximately 40kH Z.

【0023】[0023]

【実施態様】図1は本発明の一実施態様であるめっき処
理工程を示す図、図2は酸洗い処理槽を示す図、図3は
一実施態様の効果を示す図、図4は剥離処理後に適用し
た場合の効果を示す図、図5は水素脆性試験機の外観
図、図6は水素脆性化率の説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a plating treatment step which is one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a pickling treatment tank, FIG. 3 is a diagram showing effects of one embodiment, and FIG. 4 is a peeling treatment. FIG. 5 is a diagram showing an effect when applied later, FIG. 5 is an external view of a hydrogen embrittlement tester, and FIG. 6 is an explanatory diagram of hydrogen embrittlement rate.

【0024】図1においては、前記図7と同一処理に対
して同一符号を付したから、その説明は繰り返さない。
この図1に示した処理方法で、図7と異なるのは、ベー
キング処理(図7における104、116)が無い点
と、酸洗い(108)に代えて超音波酸洗い処理200
を用いる点と、アルカリ陽極電解処理202、204、
206が付加された点である。
In FIG. 1, the same processes as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
The processing method shown in FIG. 1 differs from that in FIG. 7 in that there is no baking processing (104 and 116 in FIG. 7) and ultrasonic pickling processing 200 instead of pickling (108).
And the use of alkaline anodic electrolytic treatment 202, 204,
The point 206 is added.

【0025】超音波酸洗い処理200では、酸洗い処理
を行う際に処理液あるいは被処理素材を超音波振動で加
振するものである。図2はその処理槽の構成例を示す。
この図2において10は処理槽、12は処理液であり、
この場合約15リットル(L)である。14はこの処理
槽10の内底面に貼り付けられた圧電振動子である。こ
の振動子14はチタン酸バリウムのバイモルフで構成さ
れたものを使用することができる。この振動子14は励
振装置16によって高周波出力約300W、周波数約4
0kHZとなるように駆動される。被処理材である素材
18は処理液12中に一定時間(約1分間)浸漬されて
酸洗いされる。
In the ultrasonic pickling treatment 200, the treatment liquid or the material to be treated is vibrated by ultrasonic vibration during the pickling treatment. FIG. 2 shows an example of the structure of the processing tank.
In FIG. 2, 10 is a processing tank, 12 is a processing liquid,
In this case, it is about 15 liters (L). Reference numeral 14 is a piezoelectric vibrator attached to the inner bottom surface of the processing tank 10. The vibrator 14 may be made of barium titanate bimorph. This vibrator 14 has a high frequency output of about 300 W and a frequency of about 4 by an exciting device 16.
Driven to a 0kH Z. The material 18, which is the material to be treated, is immersed in the treatment liquid 12 for a certain period of time (about 1 minute) and pickled.

【0026】図1においての方法は、酸電解処理10
2の直後にアルカリ陽極電解処理202を行う。このア
ルカリ陽極電解処理202は、次の組成を持つアルカリ
電解溶液に陽極である素材と陰極とを浸漬して電解処理
するものである。
The method shown in FIG.
Immediately after 2, the alkaline anode electrolytic treatment 202 is performed. In this alkaline anodic electrolytic treatment 202, a material serving as an anode and a cathode are immersed in an alkaline electrolytic solution having the following composition for electrolytic treatment.

【0027】この電解液の組成は、例えば水酸化ナトリ
ウム(NaOH)100g/L、シアン化ナトリウム
(NaCN)50g/L、エチレンジアミン4酢酸(E
DTA)30g/Lである。処理条件は、電解液温度6
0℃、電流密度15A/dm2、処理時間は約10分間
である。なお陰極には銅、鉛などが用いられる。電解液
温度は60℃以上の場合には素材表面のエッチングが進
行し易くなり、めっき処理時のめっき皮膜の密着性が悪
くなる。また10分間以上処理しても水素除去の効果は
増大しない。この点は後記する。
The composition of this electrolytic solution is, for example, 100 g / L of sodium hydroxide (NaOH), 50 g / L of sodium cyanide (NaCN), ethylenediaminetetraacetic acid (E).
DTA) 30 g / L. Treatment conditions are electrolyte temperature 6
The temperature is 0 ° C., the current density is 15 A / dm 2 , and the processing time is about 10 minutes. Copper, lead, etc. are used for the cathode. When the temperature of the electrolytic solution is 60 ° C. or higher, the etching of the surface of the material is likely to proceed, and the adhesion of the plating film during the plating process deteriorates. Further, even if the treatment is performed for 10 minutes or longer, the effect of removing hydrogen does not increase. This point will be described later.

【0028】このアルカリ陽極電解処理202は、その
直前に行った酸電解処理102による酸を中和すると共
に、素材を陽極とすることにより素材に吸蔵した水素を
除去するものである。この結果素材から水素を除いて水
素脆性を低減させることができる。このようにアルカリ
陽極電解処理202を行った後、直ちにめっき処理10
6を行い製品とする。
The alkaline anodic electrolysis treatment 202 is to neutralize the acid by the acid electrolysis treatment 102 performed immediately before and to remove hydrogen occluded in the raw material by using the raw material as an anode. As a result, hydrogen can be removed from the material to reduce hydrogen embrittlement. Immediately after performing the alkaline anode electrolytic treatment 202 in this way, the plating treatment 10
Perform 6 to obtain the product.

【0029】図1においての方法は、めっき処理10
6の前に、めっき面を活性化させるために酸浸漬処理1
12を入れたものである。この場合酸浸漬処理112の
直後にアルカリ陽極電解処理204を入れてから、めっ
き処理106を行う。ここにアルカリ陽極電解処理20
4は前記のアルカリ陽極電解処理202と同じものであ
る。このアルカリ陽極電解処理204により、その直前
の酸浸漬処理112で用いた酸(塩酸、硫酸)を中和
し、処理表面から水素を除去することができる。
The method shown in FIG.
Before step 6, acid immersion treatment 1 to activate the plated surface
12 is put. In this case, immediately after the acid immersion treatment 112, the alkaline anode electrolytic treatment 204 is added, and then the plating treatment 106 is performed. Alkali anode electrolytic treatment 20
4 is the same as the above-mentioned alkaline anode electrolytic treatment 202. By this alkaline anodic electrolysis treatment 204, the acid (hydrochloric acid, sulfuric acid) used in the acid immersion treatment 112 immediately before that is neutralized, and hydrogen can be removed from the treated surface.

【0030】なおめっき処理106によるめっき皮膜が
不適切な時には、剥離処理118をして、再めっき処理
120する。この際剥離処理118では酸液を用いる。
そこでこの剥離処理118の直後にアルカリ陽極電解処
理206を行うことにより、剥離処理118で用いた酸
を中和し、処理面から水素を除去することができる。な
おここで用いるアルカリ陽極電解処理206は前記の同
処理202、204と同じ内容の処理である。
When the plating film formed by the plating process 106 is inappropriate, a peeling process 118 is performed and a re-plating process 120 is performed. At this time, an acid solution is used in the peeling process 118.
Therefore, by performing the alkaline anode electrolytic treatment 206 immediately after the stripping treatment 118, the acid used in the stripping treatment 118 can be neutralized and hydrogen can be removed from the treated surface. The alkaline anode electrolysis treatment 206 used here is the same as the above-mentioned treatments 202 and 204.

【0031】図3は図1におけるの方法による効果を
実験結果によって示す図である。ここに用いる試験片
は、超高張力鋼ではないが超高張力鋼に成分比が極めて
近く入手が容易であるロックウェル硬度HRC52の炭
素工具鋼SK5を、厚さ0.8mm、100mm×10
mmの寸法に加工したものである。この試験片に広く用
いられている処理液(奥野製薬工業株式会社製の商品名
「エスクリーンA220」)を用いてアルカリ浸漬脱脂
処理100を行った。
FIG. 3 is a diagram showing the effect of the method of FIG. 1 according to the experimental results. The test piece used here is not an ultra high strength steel, but its composition ratio is extremely high.
Carbon tool steel SK5 with Rockwell hardness HRC52 , which is easily available, has a thickness of 0.8 mm and 100 mm x 10
It is processed into a dimension of mm. Alkaline immersion degreasing treatment 100 was performed using a treatment liquid widely used for this test piece (trade name "Escreen A220" manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.).

【0032】この試験片を充分水洗し、10%塩酸(H
Cl)濃度の溶液(常温)の中に浸漬し、前記のように
超音波振動を1分間加えた。超音波による励振は、前記
の通り約15Lの溶液に対して高周波出力300W、周
波数40kHZである。
This test piece was washed thoroughly with water and then washed with 10% hydrochloric acid (H
It was immersed in a Cl) concentration solution (normal temperature), and ultrasonic vibration was applied for 1 minute as described above. Excitation by ultrasonic is a high frequency output 300 W, frequency 40KH Z To a solution of the street about 15L.

【0033】次にこの試験片をスプレー水洗し、直ちに
アルカリ陽極電解処理202を行った。その浴組成は前
記の通り水酸化ナトリウム100g/L、シアン化ナト
リウム50g/L、EDTA30g/Lの混合水溶液で
あり、60℃に保温した。この中に試験片を陽極とし、
電流密度15A/dm2で10分間通電した。その後常
法である酸浸漬処理112によって処理面を活性化し、
再びアルカリ陽極電解処理204を行ってから、直ちに
亜鉛めっき(106)を行った。
Next, this test piece was washed with spray water and immediately subjected to alkaline anodic electrolytic treatment 202. The bath composition was a mixed aqueous solution of sodium hydroxide 100 g / L, sodium cyanide 50 g / L, and EDTA 30 g / L as described above, and the temperature was kept at 60 ° C. The test piece is used as an anode in this,
Electric current was supplied for 10 minutes at a current density of 15 A / dm 2 . Thereafter, the treated surface is activated by an acid immersion treatment 112 which is a conventional method,
After the alkaline anode electrolysis treatment 204 was performed again, zinc plating (106) was performed immediately.

【0034】以上のようにしてめっきした試験片を、図
5に示す水素脆性試験機デジタルゲージ(デルタリサー
チ社製)によって試験した。この試験片は、所定寸法
(0.8mm×100mm×10mm)の長い板状であ
る。この試験片50を、固定したストッパ52と、移動
可能なバイス54との間に挟み、バイス54をストッパ
52側へ移動させることによって、長手方向に圧縮し、
図5に示すように試験片50を湾曲させる。そしてこの
試験片50が破断するまでのバイス54の移動距離L0
を計測するものである。
The test pieces plated as described above were tested with a hydrogen embrittlement tester Digital Gauge (manufactured by Delta Research) shown in FIG. This test piece is a long plate having a predetermined size (0.8 mm × 100 mm × 10 mm). The test piece 50 is sandwiched between a fixed stopper 52 and a movable vice 54, and the vice 54 is moved toward the stopper 52 to compress in the longitudinal direction,
The test piece 50 is curved as shown in FIG. The moving distance L 0 of the vise 54 until the test piece 50 breaks.
Is to measure.

【0035】ここに無処理の試験片50が、破断するま
でのバイス54の移動量をLとする。また処理した試験
片50が破断するまでのバイス54の移動量をL0とす
る。この時の水素脆性化率A(%)を、次のように定義
する。
Here, the amount of movement of the vise 54 until the untreated test piece 50 breaks is L. The moving amount of the vise 54 until the processed test piece 50 breaks is L 0 . The hydrogen embrittlement ratio A (%) at this time is defined as follows.

【0036】[0036]

【数1】A={(L0−L)/L0}×100## EQU1 ## A = {(L 0 −L) / L 0 } × 100

【0037】この試験結果は図3に示す。ここに処理し
た試験片50は、図1におけるの方法によりめっき処
理したものである。この図3における×印がこの処理し
た試験片50の試験結果であり、アルカリ陽極電解処理
時間t(分)の増加に伴って水素脆性化率Aは約50%
から約5%までに減少し、10分以上ではほぼ5%で一
定となることが解った。
The results of this test are shown in FIG. The test piece 50 treated here is plated by the method in FIG. The X mark in FIG. 3 represents the test result of the treated test piece 50, and the hydrogen embrittlement rate A was about 50% as the alkaline anode electrolytic treatment time t (min) increased.
It was found that the value decreased from about 5% to about 5%, and became constant at about 5% after 10 minutes.

【0038】なおこの図中☆印は図6に説明した従来の
の方法による処理を行った試験片に対する試験結果で
ある。この場合には水素脆性化率Aは約81%であっ
た。この結果、本発明による処理を行うことにより、水
素脆性化率Aを著しく低減させることができることが明
らかになった。
Incidentally, in this figure, the star marks show the test results for the test pieces which were processed by the conventional method explained in FIG. In this case, the hydrogen embrittlement ratio A was about 81%. As a result, it was revealed that the hydrogen embrittlement ratio A can be significantly reduced by performing the treatment according to the present invention.

【0039】次にめっき処理(106)で亜鉛めっきを
行った試験片に剥離処理(118)を行った場合の効果
を図4により説明する。この試験では、亜鉛めっき処理
(106)をした試験片を12%塩酸浴に浸漬して剥離
処理(118)を行い、その後直ちに水洗しただけの試
験片と、水洗した後さらに前記の条件でアルカリ陽極電
解処理(206、図1参照)を行った試験片とを用い
た。
Next, the effect obtained when the stripping treatment (118) is performed on the zinc-plated test piece in the plating treatment (106) will be described with reference to FIG. In this test, the galvanized (106) test piece was immersed in a 12% hydrochloric acid bath for peeling treatment (118), and immediately after that, the test piece was just washed with water, and after being washed with water, an alkali was further applied under the above conditions. A test piece subjected to anodic electrolytic treatment (206, see FIG. 1) was used.

【0040】これら両試験片を前記図5、6で説明した
方法で水素脆性化率A(%)を求めた。この図4で横軸
は剥離液への浸漬時間t(分)を示す。またアルカリ陽
極電解処理時間は全て10分間にした。
The hydrogen embrittlement rate A (%) of each of these test pieces was determined by the method described with reference to FIGS. In FIG. 4, the horizontal axis represents the immersion time t (minutes) in the stripping solution. The alkaline anodic electrolytic treatment time was 10 minutes in all.

【0041】この図4において曲線aは水洗のみした試
験片の結果を、また曲線bはアルカリ陽極電解処理を付
加した試験片の結果を示す。この図から本発明による水
素脆性化率低減効果が極めて顕著に表れることが解っ
た。
In FIG. 4, curve a shows the result of the test piece only washed with water, and curve b shows the result of the test piece to which the alkaline anodic electrolytic treatment was added. From this figure, it was found that the effect of reducing the hydrogen embrittlement rate according to the present invention is extremely remarkable.

【0042】本発明で行うアルカリ陽極電解処理は前記
の実施態様に限られるものではない。例えば次のような
処理液A、Bを用い下記の条件で行うものであってもよ
い。 処理液A 水酸化ナトリウム(NaOH) 75g/L リン酸三ナトリウム(Na3PO4) 10g/L 炭酸ナトリウム(NaCO3) 14g/L 界面活性剤 1g/L 処理条件 液温 80〜90℃ 電流密度 7.5〜10A/dm2 処理時間 10分 処理液B 水酸化ナトリウム(NaOH) 30g/L 炭酸ナトリウム(NaCO3) 30〜50g/L 界面活性剤 2g/L 処理条件 液温 80〜90℃ 電流密度 5〜7A/dm2 処理時間 15分
The alkaline anodic electrolytic treatment performed in the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the following processing liquids A and B may be used under the following conditions. Treatment liquid A Sodium hydroxide (NaOH) 75 g / L Trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ) 10 g / L Sodium carbonate (NaCO 3 ) 14 g / L Surfactant 1 g / L Treatment conditions Liquid temperature 80-90 ° C Current density 7.5-10 A / dm 2 Treatment time 10 minutes Treatment liquid B Sodium hydroxide (NaOH) 30 g / L Sodium carbonate (NaCO 3 ) 30-50 g / L Surfactant 2 g / L Treatment condition Liquid temperature 80-90 ° C Current Density 5-7 A / dm 2 Treatment time 15 minutes

【0043】[0043]

【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、めっき
前処理工程の最後にアルカリ陽極電解処理を行うから、
素材表面に付いた水素を除去して高張力鋼の水素脆性
化率を低減させることができる。ここにアルカリ陽極電
解処理は、再めっき処理の直前に行うものを含む。
As described above, according to the invention of claim 1, the alkaline anodic electrolytic treatment is performed at the end of the plating pretreatment step.
Hydrogen attached to the surface of the material can be removed to reduce the hydrogen embrittlement rate of ultra high strength steel. Here, the alkaline anodic electrolytic treatment includes that performed immediately before the re-plating treatment.

【0044】このアルカリ陽極電解処理は、めっき前処
理工程の途中で適宜追加してもよく、特に酸を用いた処
理、例えば酸洗い処理、酸電解処理、再めっき時におけ
るめっき皮膜剥離処理などの直後に追加するのがよい
(請求項2、3、4項)。なお酸洗い処理時に、この処
理液または被めっき処理素材を超音波振動により加振す
るのがよい(請求項5)。この加振により素材表面に付
いた水素ガスを強制的に除去することができ、水素脆性
化率の低減に一層適する。なお超音波振動は酸洗い以外
の処理に付加してもよく、この場合には処理の促進が図
れる。
This alkaline anodic electrolytic treatment may be appropriately added in the middle of the plating pretreatment step, and in particular, treatment using an acid, such as pickling treatment, acid electrolysis treatment, plating film peeling treatment at the time of re-plating, etc. It is better to add it immediately (claims 2, 3, and 4). During the pickling treatment, it is preferable to vibrate the treatment liquid or the material to be plated by ultrasonic vibration (claim 5). This vibration can forcibly remove the hydrogen gas attached to the surface of the material, which is more suitable for reducing the hydrogen embrittlement rate. The ultrasonic vibration may be added to a treatment other than pickling, and in this case, the treatment can be accelerated.

【0045】アルカリ陽極電解処理に用いる電解液は、
水酸化ナトリウム100g/L、シアン化ナトリウム5
0g/L、エチレンジアミン4酢酸30g/Lの組成を
持ち、処理液温度約60℃、電流密度約15A/c
2、処理時間約10分とするのが望ましい(請求項
6)。
The electrolytic solution used for the alkaline anodic electrolytic treatment is
Sodium hydroxide 100g / L, sodium cyanide 5
It has a composition of 0 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 30 g / L, processing liquid temperature of about 60 ° C, current density of about 15 A / c.
It is desirable that m 2 and the processing time be about 10 minutes (claim 6).

【0046】また超音波による励振には、チタン酸バリ
ウムなどの圧電素子を処理槽の内面に固定して用いるこ
とができる。この場合、例えば15Lの処理液に対し
て、高周波出力約300W、周波数約40kHZとする
のがよい(請求項7)。
For ultrasonic excitation, a piezoelectric element such as barium titanate can be fixed to the inner surface of the processing tank. In this case, for example, with respect to 15L of the treatment liquid, a high frequency power of about 300 W, preferably set to a frequency of about 40kH Z (claim 7).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施態様であるめっき処理工程を示す
FIG. 1 is a diagram showing a plating treatment step which is an embodiment of the present invention.

【図2】酸洗い処理槽を示す図FIG. 2 shows a pickling tank

【図3】一実施態様の効果を示す図FIG. 3 is a diagram showing an effect of one embodiment.

【図4】剥離処理後に適用した本発明の効果を示す図FIG. 4 is a diagram showing the effect of the present invention applied after the peeling process.

【図5】水素脆性試験機の外観図FIG. 5: External view of hydrogen embrittlement tester

【図6】水素脆性化率の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of hydrogen embrittlement rate.

【図7】従来のめっき処理工程を示す図FIG. 7 is a diagram showing a conventional plating process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 処理槽 12 処理液 14 圧電素子 18 素材 10 treatment tanks 12 Treatment liquid 14 Piezoelectric element 18 material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−216524(JP,A) 特開 平6−272008(JP,A) めっき技術便覧編集委員会、「めっき 技術便覧」、初版、日刊工業新聞社,P 120−123、P139−140,昭和58年7月 日本金属学会、日本鉄鋼協会,「鉄鋼 材料便覧」、第2版、丸善株式会社,P 595−598,平成7年7月 財満鎮雄,「金属材料」、初版、朝倉 書店,P94,昭和55年3月 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25F 1/00 - 7/02 C25D 5/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-216524 (JP, A) JP-A-6-272008 (JP, A) Plating Technology Handbook Editorial Committee, “Plating Technology Handbook”, first edition, daily publication Kogyo Shimbun, P 120-123, P 139-140, July 1983, Japan Institute of Metals, Japan Iron and Steel Institute, "Handbook of Steel Materials", 2nd edition, Maruzen Co., Ltd., P 595-598, July 1995 Zaio Zaimitsu, "Metallic Materials", First Edition, Asakura Shoten, P94, March 1980 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C25F 1/00-7/02 C25D 5/36

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高張力鋼のめっき処理に伴って発生す
る水素脆性を低減させるためのめっき処理方法におい
て、前処理工程の最後に、アルカリ陽極電解処理を行う
ことを特徴とする高張力鋼のめっき処理方法。
1. A plating method for reducing hydrogen embrittlement that occurs in association with the plating of ultra-high tensile steel, the end of the pretreatment step, ultra-high tension and performing alkali anodic electrolysis treatment Steel plating method.
【請求項2】 前処理工程の途中に酸洗い処理を持ち、
アルカリ陽極電解処理は、前処理工程の最後と、酸洗い
処理の後とにそれぞれ行う請求項1の高張力鋼のめっ
き処理方法。
2. A pickling treatment is provided during the pretreatment process,
The plating treatment method for ultra- high strength steel according to claim 1, wherein the alkaline anodic electrolytic treatment is performed at the end of the pretreatment step and after the pickling treatment.
【請求項3】 アルカリ陽極電解処理は、酸電解処理の
後に行う請求項1の高張力鋼のめっき処理方法。
3. The method for plating an ultrahigh- strength steel according to claim 1, wherein the alkaline anodic electrolytic treatment is performed after the acid electrolytic treatment.
【請求項4】 アルカリ陽極電解処理は、再めっき時に
おけるめっき皮膜剥離処理の後に行う請求項1の高張
力鋼のめっき処理方法。
4. The plating treatment method for ultra- high strength steel according to claim 1, wherein the alkaline anodic electrolytic treatment is performed after the plating film peeling treatment during re-plating.
【請求項5】 請求項2における酸洗い処理は、その処
理液または被めっき処理素材を超音波振動により加振し
つつ行う高張力鋼のめっき処理方法。
5. The plating treatment method for ultra- high tensile steel, wherein the pickling treatment according to claim 2 is performed while vibrating the treatment liquid or the material to be plated by ultrasonic vibration.
【請求項6】 アルカリ陽極電解処理に用いる電解液組
成は、水酸化ナトリウム100g/L、シアン化ナトリ
ウム50g/L、エチレンジアミン4酢酸30g/Lで
あり、処理条件は処理液温度約60℃、電流密度約15
A/dm2、処理時間約10分とした請求項1〜5のい
ずれかの高張力鋼のめっき処理方法。
6. The composition of the electrolytic solution used in the alkaline anodic electrolysis treatment is sodium hydroxide 100 g / L, sodium cyanide 50 g / L, ethylenediamine tetraacetic acid 30 g / L, and the treatment conditions are a treatment liquid temperature of about 60 ° C. and an electric current. Density about 15
The plating treatment method for ultra- high strength steel according to claim 1, wherein A / dm 2 and treatment time are about 10 minutes.
【請求項7】 請求項5において、約15Lの酸洗い処
理液を高周波出力約300W、周波数約40KHZの出
力を持つ圧電振動子で加振しつつ酸洗いする高張力鋼
のめっき処理方法。
7. The method of claim 5, pickling liquid high-frequency output of about 300W to about 15L, frequency about 40KH Z plating method ultra-high strength steel pickling while vibrating a piezoelectric vibrator having an output of .
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日本金属学会、日本鉄鋼協会,「鉄鋼材料便覧」、第2版、丸善株式会社,P595−598,平成7年7月
財満鎮雄,「金属材料」、初版、朝倉書店,P94,昭和55年3月

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