專利名稱：在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法及裝置的制作方法
一般對于熱軋或熱處理所得之棒狀鋼、線狀材料、鋼絲等(本說明書中簡稱為鋼線材)，系用於拉拔加工使用，而在拉拔加工時，需預先在其表面上形成一層作為潤滑底層之磷酸鹽被膜。本發明即為一種可迅速地形成作為潤滑底層具有良好性能的磷酸鹽被膜的方法及裝置。
在進行拉拔加工時，大多在磷酸鹽被膜中例如配入金屬皂，作為拉拔加工用之潤滑層。拉拔加工是將鋼線材多次通過拉模的模孔，使鋼線材之直徑依次減小的加工方法，而形成於鋼線材表面上的磷酸鹽被膜，以其為一種到通過最後一道拉模的模孔時仍具有優良潤滑底層功能之被膜為佳。
磷酸鹽被膜一般是使鋼線材通過一定長度之處理液中而形成的，此時，如果能迅速地產生磷酸鹽被膜，就可以使鋼線材高速傳送，進而提高生產率。因此，需要迅速地形成磷酸鹽被膜的磷酸鹽處理方法。而為迅速地形成磷酸鹽被膜，以往皆使用高濃度的磷酸鹽被膜形成液。但使用高濃度之磷酸鹽被膜形成液時，處理液中產生大量之淤渣(sludge)，因此必須不斷地去除這些淤渣。
申請人所有之特開平4-36498號公報中，公開了一種將鋼線材作為陰極，使用不含配位劑的磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過直流電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的方法。另外，一般是在使用鹽酸、硫酸等的酸洗之後再進行磷酸鹽處理。依此方式先使用鹽酸、硫酸進行一般之酸洗後再實施磷酸鹽處理時，可於短時間內形成磷酸鹽被膜。但經酸洗後線材表面所形成之酸洗殘渣(smut)會使線材與磷酸鹽的結合力惡化，潤滑性亦會大幅降低，導致拉膜的壽命縮短、生產率和作業性降低，且會大大影響拉拔後線材鍍覆時的表面質量。
另外，特開平6-322592號公報中，公開了一種以電解方式在鋼線材上形成磷酸鹽被膜之方法。但該方法與本發明不同的是，其系將鋼線材作為陽極之方法，且并非使用直流電而系使用脈沖電流之方法，故與本發明有顯著不同。
本發明的目的是，解決上述現有技術的問題，提供一種在低碳鋼、高碳鋼、低合金鋼等的鋼線材上，較以往更迅速且完全不產生淤渣地形成較以往具有更優良潤滑底層性能的磷酸鹽被膜的方法及裝置。
本發明包括(1)一種在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其特征在于包含下列工序，即，將鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材電解酸洗的工序，以及隨後將鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的工序。
(2)一種在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其特征在于包含下列工序，即，將鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材電解酸洗的工序，隨後使其與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的處理液接觸的工序，以及，隨后將鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的工序。
(3)上述(1)或(2)所記載的迅速在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的方法，其中，電解酸洗的鋼線材，是作為前處理經過機械除鱗(descaling)後所得到的鋼線材。
(4)上述(1)至(3)中任一項所記載的迅速在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的方法，其中，電解酸洗工序中的電解液，是由硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、氟硅酸、氟鋯酸中所選出的任一種酸，電解酸洗是在電解液液溫為90℃以下、電流密度為1A/dm2-100A/dm2、電解時間為1～60秒的條件下進行。
(5)上述(1)至(4)中任一項所記載的迅速在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的方法，其中，磷酸鹽被膜形成液是含有鋅離子2～60g/l，磷酸離子2～80g/l，硝酸離子3～100g/l，且鋅離子與磷酸離子的摩爾比為0.9～1.5，硝酸離子與磷酸離子的摩爾比為0.7～2.5的溶液，磷酸鹽被膜系使用直流電於電解液之液溫為90℃以下、電流密度為1A/dm2～100A/dm2、電解時間為1～30秒的條件下進行電解而形成。
(6)一種可在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征是，包含有下列部分以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材電解酸洗的電解酸洗槽；以及位于其後的以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液并以電解方式在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的電解被膜形成槽。
(7)一種可在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征是，包含下列部分以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材進行電解酸洗的電解酸洗槽；位于其后面的使鋼線材與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液接觸的表面調整槽；以及位于其後的以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的電解被膜形成槽。
(8)一種可在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征在于，上述(6)或(7)記載的可在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的裝置中，在電解酸洗槽之前，設置有用于前處理的機械式除鱗機。
(9)一種可在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征在于，上述(8)記載的可在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的裝置中，在機械式除鱗機與電解酸洗槽之間，設置有用于對鋼線材進行預酸洗的、以鋼線材作為陽極的陽極酸洗方式的預酸洗槽，或非電解方式的預酸洗槽。
本發明人首先調查經酸洗處理後線材的表面狀態，結果得知，以往使用鹽酸、硫酸等進行酸洗時會對線材原料產生極大的腐蝕，造成線材表面粗糙化，且使得碳、三氧化二鐵等不溶性成分和溶解性成分的再析出物附著于線材表面上，產生許多具有暗黑色之殘斑。但陰極電解酸洗法中則完全不產生以往產生的酸洗殘渣現象，并且在短時間內即可使線材表面清凈化。
即，在酸浴中通電的線材表面在短時間內即可產生陰極反應，故可利用所產生的氫氣之物理性洗凈力及氫離子之化學性洗凈力。因此不會在線材上產生腐蝕作用而使線材表面粗糙化，故不會產生酸洗殘渣。
在本發明中，在形成磷酸鹽被膜的工序之前，作為必須進行的步驟，以鋼線材作為陰極進行電解。鋼線材除氧化皮時，與本發明不同，有時是以鋼線材作為陽極進行電解。在進行陽極電解時，作為陽極的鋼線材中的鐵成分變成鐵離子移向電解液中，導致鋼線材表面產生酸洗殘渣。另外，鋼線材去除氧化皮的操作與本發明有所不同，有時是以浸泡于酸中的方式進行，此時亦會使鋼線材中的鐵成分變為鐵離子并向酸中移動，從而引起鋼線材表面產生酸洗殘渣。此外，本發明與一般以往之陽極酸洗或浸泡于酸中之方式不同，是以鋼線材作為陰極進行電解，H+離子被吸引到作為陰極的鋼線材上，經放電後由鋼線材產生H2氣體。另外，陰極電解不是以鋼線材的鐵成分作為鐵離子而溶解的電解，因此鐵線材表面不會產生酸洗殘渣。
根據本發明人的新的見解，以往的在形成磷酸鹽被膜的工序之前對鋼線材進行陽極酸洗或通常的酸洗的方法，在後續的磷酸鹽被膜形成工序中將會產生大量的淤渣，另外，在後續工序中形成的磷酸鹽被膜其潤滑底層之性能并不充分。
本發明中，以鋼線材作為陰極，采用與以往不同的方法進行酸洗，根據本發明人的新的見解，進行了這種陰極酸洗的鋼線材，在隨後的形成磷酸鹽被膜的工序中不會產生淤渣。另外，在進行該陰極酸洗過程中線材表面完全不會產生酸洗殘渣，故可改善磷酸鹽被膜的附著力并可使潤滑底層之性能顯著提高。
本發明的電解酸洗中優先選擇使用硫酸，但由硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、氟硅酸、氟鋯酸中所選出之任一種酸皆可使用。酸的濃度以5～40％之范圍為佳。
本發明的電解酸洗，電流密度為1～100A/dm2，優選的是20～50A/dm2。電流密度低于1A/dm2時，因氫氣產生量過少故無法得到充分之洗凈力。反之，若電流密度高于100A/dm2時，處理液的劣化速度加快而不具經濟效應，也不可取。液溫為90℃以下，較佳為50～80℃，處理時間為1～60秒，較佳為1～30秒。
通常，去除線材表面的氧化皮，采用彎曲法、噴丸清理法、噴氣法等機械式除鱗法去除氧化皮。本發明的陰極電解酸洗是在機械除鱗之后進行。另外，在用機械式除鱗法不能充分去除氧化皮的場合，往往在機械式除鱗後進行酸洗或陽極電解酸洗。此時，本發明的陰極電解酸洗是在酸洗或陽極電解酸洗之後進行。
在本發明中，在陰極電解酸洗之後再進行形成磷酸鹽被膜的工序。另外，為使磷酸鹽被膜的組織更致密、細微化起見，而與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的處理液接觸時，應在陰極電解酸洗之後再與處理液接觸。若在機械式除鱗或陽極電解酸洗之後，再進行本發明的陰極電解酸洗，在陰極電解酸洗後再形成磷酸鹽被膜，本發明可得到極為顯著之效果。
本發明中，經陰極電解酸洗後再進行形成磷酸鹽被膜的後續工序，此後續工序系將鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過直流電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜。
磷酸鹽被膜形成液中的磷酸，一般按下述方式解離。
。此磷酸之解離反應式中，H+被消耗，H+離子濃度降低時反應向右進行，產生PO43-離子，此PO43-的金屬鹽作為磷酸鹽被膜是非常適宜的。如上所述，形成磷酸鹽被膜時會消耗H+離子。
一般在形成磷酸鹽被膜時，并非以電解方式進行，而是將鋼線材浸泡于磷酸鹽被膜形成液中之方式進行。此時的Fe，如式所示，與磷酸反應，在鐵溶解的同時，H+離子變成H2而消耗掉。結果，在鋼線材附近產生PO43-離子，得到PO43-的金屬鹽的磷酸鹽被膜。但此方法中，為消耗H+離子會造成Fe溶解。溶解的鐵離子形成不溶性的淤渣。也因此會有大量淤渣產生。
本發明系以鋼線材作為陰極進行直流電解。在進行陰極電解之時，H+離子被吸引至陰極，而以方式變為氫氣消耗掉。結果使作為陰極的鋼線材附近的H+離子濃度降低，結果會產生PO43-離子，從而得到PO43-金屬鹽的磷酸鹽被膜。即，在本發明中，H+離子在陰極放電而被消耗掉。因此不會使鐵溶解。也因此完全未有淤渣產生。
以往采用浸泡法形成磷酸鹽被膜的過程中，Fe溶解後會使H+離子濃度降低，且依H+離子濃度降低的速度形成磷酸鹽被膜。但，Fe不容易以高速度溶解，因此磷酸鹽被膜難以高速度形成。又，在本發明中，通過放電，使H+離子濃度降低，且放電會使H+離子濃度急速降低。因此，本發明可以高速地形成磷酸鹽被膜。
磷酸鹽被膜的形成方法，即使是本發明的陰極電解，如果前步驟的酸洗是非陰極電解方式的酸洗或者是陽極酸洗，磷酸鹽被膜的性能也是不充分的。磷酸鹽薄膜的形成采用本發明的陰極電解并且前道工序的酸洗采用本發明的陰極電解酸洗處理時，則可形成具有充分性能的磷酸鹽被膜。在本發明中，前一道工序是陰極電解酸洗，采用陰極電解酸洗時，因氫氣體的物理洗凈力及氫離子的化學洗凈力，而使鋼線材表面不會產生酸洗殘渣。結果使得鋼線材表面形成具有良好性能的磷酸鹽被膜層。
在本發明的陰極電解酸洗，以及通過陰極電解形成磷酸鹽被膜的過程中，可以對鋼線材直接通電，或者也可以利用所謂雙極現象替代直接通電方式，即將夾住線材設置在其兩側的電極進行通電之處理方法。使用雙極電流方式時，因為電極不直接與鋼線材接觸，故電極與鋼線材間不會產生電流短路現象，所以不會在鋼線材表面產生酸洗缺陷，或損傷鋼線材表面的磷酸鹽被膜。
在本發明中，磷酸鹽被膜形成液是含有鋅離子2～60g/l、磷酸離子2～80g/l、硝酸離子3～100g/l，且鋅離子與磷酸離子的摩爾比為0.9～1.5，硝酸離子與磷酸離子的摩爾比為0.7～2.5的溶液。鋅離子、磷酸離子、硝酸離子的濃度若低于上記范圍時，則不易形成磷酸鹽被膜。反之，若超過上述范圍時，經濟性不好或者會損害磷酸鹽被膜的附著力。
鋅離子/磷酸離子之比低于0.9時，首先會產生鋅的共析現象，而不易得到良好得被膜，且被膜的附著力劣化。反之，超過1.5時則不具經濟效應。另外，硝酸離子/磷酸離子之比低于0.7時，不易保持液體成分之平衡，超過2.5時則會產生自氧化現象而不易得到必需的被膜重量。
該電解液中可進一步含有磷酸鎳、磷酸錳、磷酸鈣等，或可再添加作為氧化劑的亞硝酸離子、過氧化氫、氯酸離子等。氧化劑為亞硝酸離子時，其含量以0.05～0.18g/l為宜。本發明人取出10ml電解液，使用酚酞作為指示劑，使用0.1N-NaOH溶液進行滴定，而以0.1N-NaOH溶液之使用量(ml)作為一單位對電解液進行控制，電解液以5～200單位為佳。
形成磷酸鹽被膜時的電解，其電解液在90℃以下，較佳為50～80℃，在1～100A/dm2的電流密度，較佳為20～50A/dm2之電流密度下進行電解。電流密度未達到1A/dm2時，難以形成磷酸鹽被膜，超過100A/dm2時，則會形成附著力不佳的被膜。
若不以電解法而系以一般的磷酸鹽被膜形成法時，已知若先與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液接觸，其後再形成磷酸鹽被膜時，使得吸附于鋼線材上的鈦化合物形成磷酸鹽被膜的核，從而提高磷酸鹽被膜的致密性。
本發明是在電解酸洗工序之後，使其與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液接觸，隨後采用本發明的電解形成磷酸鹽被膜，用這種方法所得到的磷酸鹽被膜可更顯著地提高其均勻性及致密性。其結果會得到一種具有優良附著力及致密性的潤滑底層。又，此表面調整液例如可使用特公平3-38343號公報、特公平6-74507號公報中所記載的含有膠態鈦、焦磷酸離子、正磷酸離子、鈉離子等的以往使用的溶液，另外，可以使用在常溫的處理液中例如浸漬1～5秒的以往常用方法。
本發明中形成磷酸鹽被膜時的陰極電解，電解液的pH值最好是在磷酸三鋅析出的pH范圍(以下簡稱為沉淀平衡pH值)附近。為了將電解液保持在沉淀平衡pH值附近，可簡單以下記平衡常數k作為判斷標準。k＝{[Zn3(PO4)2]×[H3PO4]4}/{Zn(H2PO4)2}3另外，更簡單地說可以使用由{全酸度(單位)}/{游離酸度(單位)}表示的酸比。
一定濃度下溫度與酸比的關系，80℃以上時酸比為4.5～6，60℃～80℃時酸比以保持在6～9間為佳。處理溫度越低時酸比越高，磷酸鹽被膜之產生也更容易。以陰極電解方式形成磷酸鹽被膜的電解液，若能進一步對有效被膜生成成份量進行控制，將可更有效率地產生磷酸鹽被膜。作為有效薄膜生成成份量的判斷標準，將{全酸度(TA)-游離酸度(FA)}/{游離酸度(FA)}值保持在2.5～6.0時，可因線材界面的氫離子的消耗使pH值急速上升而可得到高品質的磷酸鹽被膜。為了使硬鋼線材在拉絲之後亦可得到較佳之表面性質時，{(TA)-(FA)}/{(FA)}＝3.5～5.5為最佳之范圍。
圖一系本發明裝置例之說明圖。本發明的裝置具有以鋼線材1作為陰極對鋼線材1進行電解酸洗的電解酸洗槽2。另外，位于電解酸洗槽2後，具有一個以鋼線材1作為陰極并以電解方式在鋼線材1上形成磷酸鹽被膜的電解被膜形成槽3。電解酸洗槽2內放置有例如由硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、氟硅酸、氟鋯酸中所選出的磷酸以外的酸所構成的電解液，例如在電流密度為1A/dm2～100A/dm2條件下對鋼線材1進行陰極電解酸洗。且，電解被膜形成槽3之內部，放置有例如含有鋅離子、磷酸離子、硝酸離子的磷酸鹽被膜形成液，例如在電流密度為1A/dm2～100A/dm2的條件下在鋼線材1上形成磷酸鹽被膜。
圖1示出用于使鋼線材1成為陰極所使用的接觸輥的例子，但也可以采用非接觸方式例如雙極方式使鋼線材料1成為陰極。另外，可以使用涂覆了Pt的Ti或石墨等難溶性陽極。
本發明亦可在電解酸洗槽2之後設置表面調整槽5，并于其後再設置電解被膜形成槽3。表面調整槽5內部放置有含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液。使鋼線材1與該表面調整液接觸，在後面的電解被膜形成槽3中可以形成細微且致密的磷酸鹽被膜。
圖中6為機械式除鱗機的例示，其為3輥的輥式彎曲方式之例示，也可使用更多輥的裝置，或噴丸等與輥式彎曲方式不同的機械除鱗機。圖中4為預酸洗槽之例示，必要時可設置在電解酸洗槽2之前。此預酸洗槽可以是以鋼線材1作為陽極的陽極酸洗方式，也可以是非電解方式，該裝置可有效減輕電解酸洗槽2的工作負擔。
又，雖未記載于圖中，但為防止前槽內之液體流入後槽中，各槽間可依必要性配置公知之水洗裝置或熱水洗滌裝置。另外，為提高鋼線材1的反應性，各槽內可根據需要配置公知的攪拌裝置。此外，可在槽內溶液中形成與鋼線材1行進方向相反的方向流動的逆流，以促進反應進行。圖中7為放卷筒，8為卷線筒的例示。實施例將直徑5.5mm的JIS-SWRH72A硬鋼線材以連續拉絲法進行拉伸，在以線材供給速度46m/分，將其拉制成直徑1.4mm的鋼絲時，采用不同的酸洗方法和磷酸鹽被膜形成方法，在線材上形成作為潤滑層的各種磷酸鹽被膜。表1即為此內容之概要。又，線材預先以機械式除鱗機去除90％以上的氧化皮，拉絲的潤滑劑使用市售的金屬皂粉。
表1的酸洗工序欄中，「陰」為使用陰極電解酸洗，且使用濃度為25％的硫酸作為電解液的本發明例示。又，「浸浸」為在與電解液相同成分的溶液中不進行電解而是浸漬的例子。又，「陽→陰」為酸洗的前半段時間將線材作為陽極，後半段時間作為陰極以進行電解之例示。「陰→陽」為酸洗時間的前半段時間將線材作為陰極，後半段時間作為陽極以進行電解之例示。
表1中的表面調整劑欄中的「有」為，緊接在酸洗之后，使線材與膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的溶液(普雷怕Z日本帕可拉公司制)之例示。「無」則為未使用表面調整劑，酸洗后緊接著進行形成磷酸鹽被膜工序的例示。
表1的磷酸鹽被膜形成工序欄中，「陰」表示陰極電解，其系將帕爾彭(注冊商標名)TD-805(日本帕可拉公司制磷酸鹽被膜形成液)調整至全酸度為90單位并作為電解液使用，將線材作為陰極，經流通直流電之方式以形成磷酸鹽被膜的本發明之例示。又，「浸漬」系指未通電流之下浸漬于電解液中的例示。
磷酸鹽被膜的「拉絲前」(g/m2)欄，系使用無水鉻酸之5％水溶液，在75℃加熱15分鐘，以剝離除去磷酸鹽被膜之方式測定的磷酸鹽被膜的重量(g/m2)，「拉絲後」(g/m2)欄，系采用同樣方法對用剝離液除去金屬皂粉的鋼線測定的磷酸鹽被膜重量(g/m2)。
又，結晶尺寸欄，系使用掃描式電子顯微鏡測定的磷酸鹽被膜的結晶尺寸(μm)。
表1的「淤渣」欄，系對磷酸鹽薄膜形成處理液中淤渣之產生狀況進行的評價，是處理開始1小時後的測定值。○為透明且沒有淤渣產生、△產生低于3g/L之少量淤渣、×產生高于3g/L之大量淤渣。
表1的拉絲性中，◎為最后拉絲模可以拉制50噸以上的鋼線、○為最終拉絲模可以拉制15～50噸的鋼線、△為最后拉絲模可以拉制15噸以下的鋼線、×為拉絲不良之情形。<
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表1中實施例1～12系采用陰極電解進行酸洗并采用陰極電解形成磷酸鹽被膜的本發明例，是在本發明的范圍內改變酸洗的電解條件和形成磷酸鹽被膜的電解條件的例子。如表1所示，采用本發明時，無論哪一種情況均未產生淤渣，且具有優良之拉絲性。又，實施例1～實施例9為使用表面調整劑的例子，實施例10～12為未使用面處理劑的例子，使用表面處理劑時可使磷酸鹽被膜的結晶尺寸顯著細微化。
表1的比較例1中酸洗電流(A/dm2)過小，在本發明范圍之外，而比較例2中磷酸鹽被膜的電流(A/dm2)過大，在本發明范圍之外，比較例3及4之酸洗系為與本發明不同之浸漬方式，比較例3及5中磷酸鹽被膜的形成系為與本發明不同的浸漬方式，比較例6中磷酸鹽被膜的時間(秒)過短，在本發明范圍之外，故淤渣并未有明顯之減少，且拉絲性亦不佳。
表1的實施例13及14，其酸洗的前半段為陽極電解、酸洗的後半段為陰極電解。此時不但未有淤渣產生，且具有優良拉絲性。又，表1的比較例7及8，其酸洗的前半段為陰極電解、酸洗的後半段為陽極電解。此時淤渣減少并不充分，且拉絲性亦不佳。
又，表1中比較例3及比較例5的形成磷酸鹽被膜工序不是電解而是浸漬。此時，比較例3中經5秒之處理時，拉絲前之(g/m2)為6.2，又比較例5系經2秒之處理，其拉絲前的(g/m2)為3.5，與進行陰極電解的實施例1～14相比，其拉絲前的磷酸鹽被膜形成量較少。即，使用以往的浸漬法時，磷酸鹽被膜的形成速度減緩，而若使用本發明之陰極電解時，可迅速地形成磷酸鹽被膜。
又，表1為高碳鋼的實施例，但依本發明人的了解，對于低碳鋼、低合金鋼等的鋼線材，皆可得到與表1中實施例1～14相同之作用效果。
在實施本發明時，可在低碳鋼、高碳鋼、低合金鋼的鋼線材上，迅速地形成一種于拉拔加工時作為潤滑層之較以往更具優良性能的磷酸鹽被膜。因此，可以延長拉模的壽命及改善作業環境、提高生產率等而具有極佳之經濟效果。此外，完全不會產生以往在進行磷酸鹽處理時所產生之淤渣等問題，因此可以減少處理液之藥劑消耗量，且可減少對處理液之清掃或處理淤渣之作業，而具有極大之經濟效果。附圖的簡單說明圖1為本發明裝置例的示意圖符號說明1、鋼線材2、電解酸洗槽3、電解被膜形成槽4、預酸洗槽5、表面調整槽6、機械式除鱗機7、放線筒8、卷線筒
權利要求
1.在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其特征是，該方法包含下列工序以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材進行電解酸洗的工序；以及，隨后以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的工序。
2.在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其特征是，該方法包含下列工序以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材進行電解酸洗的工序；隨后使其與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的處理液接觸的工序；以及，其後再以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的工序。
3.權利要求1或2所述的在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其中，電解酸洗的鋼線材是作為其前處理進行了機械式除鱗后的鋼線材。
4.權利要求1-3中任一項所述的在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其中，電解酸洗工序中的電解液是由硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸、氟硅酸、氟鋯酸中所選出之任一種酸，電解酸洗是在電解液液溫為90℃以下，電流密度為1A/dm2～100A/dm2，電解時間為1～60秒的條件下進行的電解酸洗。
5.權利要求1-4中任一項所述的在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的方法，其中，磷酸鹽被膜形成液是含有鋅離子2～60g/l，磷酸離子2～80g/l，硝酸離子3～100g/l，且鋅離子與磷酸離子的摩爾比為0.9～1.5，硝酸離子與磷酸離子的摩爾比為0.7～2.5的溶液，磷酸鹽被膜系使用直流電在電解液液溫為90℃以下，電流密度為1A/dm2～100A/dm2，電解時間為1～30秒的條件下進行電解而形成。
6.在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征是，該裝置包含下列部分以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材進行電解酸洗的電解酸洗槽；以及，位于其后的以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液，通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的電解被膜形成槽。
7.在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其特征是，該裝置包含下列部分以鋼線材作為陰極，使用磷酸以外的酸作為電解液對鋼線材進行電解酸洗的電解酸洗槽；位于其后面的使鋼線材與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液接觸的表面調整槽；以及，位于其後面的以鋼線材作為陰極，使用磷酸鹽被膜形成液作為電解液通過電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜的電解被膜形成槽。
8.權利要求6或7所述的在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其中，在電解酸洗槽之前設置有用于前處理的機械式除鱗機。
9.權利要求8所述的在鋼線材上迅速形成磷酸鹽被膜的裝置，其中，在機械式除鱗機與電解酸洗槽之間，設置有用于對鋼線材進行預酸洗的、以鋼線材作為陽極的陽極酸洗方式的預酸洗槽或非電解方式的預酸洗槽。
全文摘要
一種較以往更快并且完全不會產生淤渣地在鋼線材上形成潤滑性比以往更好的磷酸鹽被膜的方法及該方法所使用的裝置。以鋼線材作為陰極,硫酸作為電解液,對鋼線材進行電解酸洗,然后以鋼線材作為陰極,以磷酸鹽被膜成形液作為電解液,通過直流電解在鋼線材上形成磷酸鹽被膜。其中,在電解酸洗工序與磷酸被膜形成工序之間,使鋼線材與含有膠態鈦和磷酸的堿金屬鹽的表面調整液接觸,以形成細微且致密的磷酸鹽被膜。電解酸洗優選在90℃以下,1～100A/dm
文檔編號C25D11/00GK1242439SQ9910893
公開日2000年1月26日 申請日期1999年7月1日 優先權日1998年7月1日
發明者小林直行, 森山敦志, 高木茂正, 勝又朝昭 申請人:日本巴可萊新株式會社, 不二商事株式會社