JP2005256079A - ステンレス鋼製鏡板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 化粧柱,化粧壁,エレベータの鏡面等に使用され、面耐疵付き性に優れたステンレス鋼製鏡板を提供する。
【解決手段】 鏡面研磨したステンレス鋼板を基材とし、膜厚:1〜10μmのNi-Bめっき層が設けられたステンレス鋼製鏡板である。鏡面研磨したステンレス鋼板に代え、Cu又はNiめっきしたステンレス鋼板を鏡面ロール圧延することにより光沢を付与しためっきステンレス鋼板を使用することも可能である。硬質のNi-Bめっき層によって耐疵付き性が向上するが、Ni-Bめっき後に還元雰囲気中で加熱処理すると、耐疵付き性が更に向上する。
【選択図】 図1
【解決手段】 鏡面研磨したステンレス鋼板を基材とし、膜厚:1〜10μmのNi-Bめっき層が設けられたステンレス鋼製鏡板である。鏡面研磨したステンレス鋼板に代え、Cu又はNiめっきしたステンレス鋼板を鏡面ロール圧延することにより光沢を付与しためっきステンレス鋼板を使用することも可能である。硬質のNi-Bめっき層によって耐疵付き性が向上するが、Ni-Bめっき後に還元雰囲気中で加熱処理すると、耐疵付き性が更に向上する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、化粧柱,化粧壁,エレベータ用内壁等の建材として使用される耐疵付き性を改善したステンレス製鏡板に関する。
ステンレス鋼板は、良好な表面反射特性を活用して化粧柱,化粧壁,エレベータ用内壁等の建材として使用されている。たとえば、バリアフリーの要求が強くなっている傾向に対応し、車椅子の乗り降りを前提としたエレベータでは鏡板の設置が義務付けられおり、ステンレス鋼製鏡板の適用が検討されている。
従来のステンレス鋼製鏡板は、バフ等を用いてSUS304BA材を鏡面仕上げすることにより製造されているが、異物との接触によって疵付きやすいことが欠点である。疵付き易さはHV140〜180程度の軟質母材が原因であり、衣類のボタンとの摺擦によっても疵がつき鏡板の外観劣化が著しい。地下鉄等の公共施設の壁材に使用されているステンレス鋼製鏡板では、疵付きが落書きを誘発させる原因となり美観が著しく損なわれる。
従来のステンレス鋼製鏡板は、バフ等を用いてSUS304BA材を鏡面仕上げすることにより製造されているが、異物との接触によって疵付きやすいことが欠点である。疵付き易さはHV140〜180程度の軟質母材が原因であり、衣類のボタンとの摺擦によっても疵がつき鏡板の外観劣化が著しい。地下鉄等の公共施設の壁材に使用されているステンレス鋼製鏡板では、疵付きが落書きを誘発させる原因となり美観が著しく損なわれる。
ステンレス鋼製鏡板の耐疵付き性を改善するため、高強度ステンレス鋼製鏡板が一部で使用されている。しかし、鏡面仕上げ用に開発されたステンレス鋼板(たとえば、特許文献1)では、母材硬度が高いことから鏡面研磨にかかる負担が大きくなる。しかも、強度そのものはHV300〜500程度に過ぎず、負担の大きな鏡面研磨の割には不十分な耐疵付き性しか得られない。
特開平11-152550号公報
ステンレス鋼板に硬質の表面層を形成するとき、耐疵付き性が改善される。硬質表面層としては、無電解Niめっき層が知られている(特許文献2)。しかし、無電解Niめっきでは析出速度が0.1μm/mmと遅いため、必要な膜厚の無電解Niめっき層を得るために長時間処理を余儀なくされ、結果として製造コストの上昇を招く。なお、特許文献2は、刃付け加工するため内視鏡用鉗子の基材に硬質の無電解Niめっき層を設けており、ステンレス鋼製鏡板としての用途を紹介した文献ではない。
特開2001-269346号公報
本発明は、鏡板基材として使用されるステンレス鋼板の耐疵付き性を改善する硬質被覆層について種々調査・検討した結果、硬質のNi-Bめっき層が基材の表面状態を反映した平坦度で形成されることを利用することにより、基材の鏡面研磨にかかる負担を軽減すると共に耐疵付き性を改善したステンレス鋼製鏡板を提供することを目的とする。
本発明のステンレス鋼製鏡板は、鏡面研磨したステンレス鋼板や、鏡面ロール圧延で平滑化した光沢Cuめっき層又は光沢Niめっき層のあるステンレス鋼製鏡板を基材に使用している。鏡面研磨したステンレス鋼板には、Ni-Bめっき層を直接設けることができる。ステンレス鋼板に設けたCu又はNiめっき層を鏡面ロール圧延によって平滑化すると、ステンレス鋼板の鏡面研磨を省略できる。
Ni-Bめっき層は、電気めっき法で形成された膜厚:1〜10μmの層が好ましく、更に還元雰囲気中で加熱処理するとNi-Bめっき層が硬化して耐疵付き性が一層向上する。
Ni-Bめっき層は、電気めっき法で形成された膜厚:1〜10μmの層が好ましく、更に還元雰囲気中で加熱処理するとNi-Bめっき層が硬化して耐疵付き性が一層向上する。
電気めっき法で形成されるNi-Bめっき層は、電析粒が小さくステンレス鋼板の表面形態を反映した表面を呈する。そのため、鏡面研磨したステンレス鋼板を基材に使用すると、めっき層表面も鏡面状態になる。また、ステンレス鋼板表面に設けた光沢Cuめっき層又は光沢Niめっき層を鏡面ロール圧延して平滑化すると、平滑表面を倣った状態でNi-Bめっき層が生成するので、負担の大きな鏡面研磨を省略しても鏡板として使用可能な表面状態が得られる。
Ni-Bめっき層はめっきしたままで硬さがHV800にも達するため、耐疵付き性が大幅に改善される。また、還元雰囲気中での加熱処理によってHV1200以上に硬質化することもでき、一層優れた耐疵付き性が付与される。
Ni-Bめっき層はめっきしたままで硬さがHV800にも達するため、耐疵付き性が大幅に改善される。また、還元雰囲気中での加熱処理によってHV1200以上に硬質化することもでき、一層優れた耐疵付き性が付与される。
本発明は、鏡板として使用されるステンレス鋼板の耐疵付き性を改善するものであり、ステンレス鋼の鋼種には特段の制約が加わらず、従来から鏡類に使用されているSUS304やNSS431DP2以外にも研磨によって鏡面が得られる限り何れの鋼種も使用可能である。また、光沢Cu又はNiめっきしたステンレス鋼板を鏡面ロール圧延することにより光沢化しためっき層を介する場合、ステンレス鋼板の鏡面仕上げ材を必要とせず、No.2D仕上げ材やNo.2B仕上げ材も使用可能である。したがって、圧延時に発生するリジングにより鏡面仕上げが困難であったSUS430や発銹性の面から使用困難であったSUH409等、低級ステンレス鋼でも鏡板素材に使用できる。
鏡面研磨したステンレス鋼板を基材とする場合、冷間圧延後に光輝焼鈍されたBA仕上げ材をバフ研磨することにより鏡面状に表面改質される。ダルロール圧延仕上げ材であっても、粗研磨,中研磨を経て最終的にバフ研磨することにより鏡面仕上げ可能である。
硬質のNi-Bめっき層は、たとえばトリメチルアミン,トリエチルアミンボラン,ジメチルアミンボラン等のアミン付加水素化合物をNiの還元剤としてワット浴に添加しためっき液を用いた電気めっき法で形成される。アミン付加水素化合物は、電解反応でNiが還元析出する際に微細な電析粒の形成を促進させ、同時にホウ素が共析するため、鏡面状の平滑表面を持つNi-Bめっき層が形成される。ワット浴を用いた電気めっき条件は、たとえば表1に示す範囲で選定される。
硬質のNi-Bめっき層は、たとえばトリメチルアミン,トリエチルアミンボラン,ジメチルアミンボラン等のアミン付加水素化合物をNiの還元剤としてワット浴に添加しためっき液を用いた電気めっき法で形成される。アミン付加水素化合物は、電解反応でNiが還元析出する際に微細な電析粒の形成を促進させ、同時にホウ素が共析するため、鏡面状の平滑表面を持つNi-Bめっき層が形成される。ワット浴を用いた電気めっき条件は、たとえば表1に示す範囲で選定される。
耐疵付き性に有効な硬さを得る上では、Ni-Bめっき層の膜厚を1μm以上にすることが好ましい。しかし、10μmを超える厚膜では、電析応力によってNi-Bめっき層にクラックが入り鏡面を示さなくなる。また、予め陰極効率の低いNiストライクめっきを0.02〜0.3μm程度の厚みで施すと、ステンレス鋼板に対するNi-Bめっき層の密着性が向上する。
ステンレス鋼板の鏡面研磨を省略する場合、好ましくは膜厚:2〜10μmのCuめっき層又はNiめっき層を介してNi-Bめっき層がが設けられる。
Cuめっき浴としては、光沢度の高いCuめっき層を形成するため、光沢化剤,塩素イオンを添加した硫酸銅めっき浴が好ましい。光沢化剤には、市販の光沢化剤やゼラチン,膠等の蛋白類、果糖,ブドウ糖等の糖類、フェノール,フェノールスルホン酸,チオ尿素,安息香酸,タンニン,ジメチルアニリン等の有機物がある。光沢度の高いCuめっき層が得られる標準的な電気めっき条件を表2に示す。
Cuめっき浴としては、光沢度の高いCuめっき層を形成するため、光沢化剤,塩素イオンを添加した硫酸銅めっき浴が好ましい。光沢化剤には、市販の光沢化剤やゼラチン,膠等の蛋白類、果糖,ブドウ糖等の糖類、フェノール,フェノールスルホン酸,チオ尿素,安息香酸,タンニン,ジメチルアニリン等の有機物がある。光沢度の高いCuめっき層が得られる標準的な電気めっき条件を表2に示す。
Niめっき浴としては、光沢化剤を添加したワット浴が好ましい。光沢化剤には、ベンゼン,ナフタレン,スルホン酸等の一次光沢化剤とブタンジオール,クマリン,チオ尿素等の二次光沢化剤がある。一次光沢化剤は平滑作用が少ないが、二次光沢化剤と併用することにより良好な平滑化作用を呈する。次工程の鏡面ロール圧延で良好な鏡面外観を得るためにも、一次光沢化剤,二次光沢化剤の併用が好ましい。光沢度の高いNiめっき層が得られる標準的な電気めっき条件を表3に示す。
鏡面研磨に代わる鏡面ロール圧延で光沢度を高めた光沢Cu又は光沢Niめっき層により良好な鏡面状態を得るためには、Cu又はNiめっき層を2μm以上の膜厚で形成することが好ましい。しかし、10μmを超える厚膜のCu又はNiめっき層では、析出に時間がかかり経済的に不利となる。形成したCu又はNiめっき層を鏡面ロール圧延すると、平滑で光沢のある鏡面に仕上げられる。
鏡面研磨したステンレス鋼板又は鏡面ロール圧延したCu又はNiめっき層上に形成されるNi-Bめっき層は、ステンレス鋼板やCu又はNiめっき層の平滑表面を倣った状態で成長する。したがって、鏡面ロール圧延では目標の鏡面が得られる表面粗さをもつロールの使用が好ましい。具体的には、JIS R6001による320番以上で鏡面仕上げしたロールが使用される。鏡面ロール圧延に際し、低粘度圧延油の使用等、一般的な高光沢が得られる圧延条件が設定される。
更に、Ni-Bめっき層が設けられたステンレス鋼板を還元雰囲気中で加熱処理すると、Ni-Bめっき層がHV1200以上に硬質化し耐疵付き性が一層改善される。Ni-Bめっき層の硬質化には、たとえばN2,H2,N2+H2等の雰囲気中で500〜600℃に数時間程度加熱する条件が採用される。
製造されたステンレス鋼製鏡板は、従来の高強度ステンレス鋼板を基材とする鏡板に比較して鏡面研磨の負担が大幅に軽減され、比較的軟質のステンレス鋼板、たとえばダルロール仕上げした低級ステンレス鋼板も使用可能なため、安価に提供できる。軟質ステンレス鋼板の使用が可能なことは、施工現場に見合った三次元形状に成形加工されることを意味し、ステンレス鋼製鏡板の新たな展開も期待できる。
バフ研磨で鏡面仕上げされた板厚1.5mmのSUS304ステンレス鋼板をめっき原板に使用した。オルソケイ酸ソーダ:50g/l,浴温:60℃のアルカリ電解浴にめっき原板を浸漬し、電流密度:0.5kA/m2で10秒間陰極電解することにより電解脱脂した。次いで、濃度2%硫酸溶液に10秒間浸漬してめっき原板を酸洗した。
酸洗後のめっき原板をNiストライクめっき浴に浸漬し、表4の条件下で膜厚:0.1mmノNiストライクめっき層を形成した。
酸洗後のめっき原板をNiストライクめっき浴に浸漬し、表4の条件下で膜厚:0.1mmノNiストライクめっき層を形成した。
次いで、表5に示す浴温:60℃,pH:3.5の電気Ni-Bめっき浴を用い電流密度:0.5kA/dm2でNi-Bめっき層を形成した。Ni-Bめっき層の膜厚は、めっき時間によって種々変化させた。
電気Ni-Bめっきされたステンレス鋼板から試験片を切り出し、鏡面光沢度,耐疵付き性を調査した。
鏡面光沢度は、ポータブル光沢計(GMX202(反射角:20度):株式会社村上色彩技術研究所製)を用いて測定した。
鏡面光沢度は、ポータブル光沢計(GMX202(反射角:20度):株式会社村上色彩技術研究所製)を用いて測定した。
鏡面ステンレス鋼板に対する落書きは、主として鍵等(Niめっき真鍮製が多用されている)による引掻き疵によるものが多い。そこで、表面性測定機(HEIDON-14型:新東科学株式会社製)を用い、先端にNiめっき真鍮製バナナクリップを装着した荷重ユニットを試験片に対して垂直に立て、500gの荷重をかけながら200mm/分の速度で100mmの長さに渡り試験片表面を摺擦した。そして、試験片表面を観察し、表面疵発生の有無及び疵の最大深さを測定した。疵が全く発生しない(最大深さ0.1μm未満)試験片を◎,僅かに疵付いた(最大深さ:0.3μm未満)試験片を○,歴然とした疵(最大深さ:0.3μm以上)が付いた試験片を×として耐疵付き性を評価した。
表6の試験結果にみられるように、Ni-Bめっき層を設けることによって、基材に使用したステンレス鋼板の鏡面光沢度を実質的に低下させることなく、耐疵付き性が大幅に改善されることが判った。膜厚が1〜10μmの範囲にあるNi-Bめっき層が耐疵付き性を顕著に改善したが、薄すぎる膜厚では耐疵付き性が若干低下し、厚すぎる膜厚では光沢度が低下する傾向が窺われた。
板厚:2.0mmの各種ステンレス鋼板を原板に使用し、実施例1と同様に脱脂,酸洗した後、膜厚:0.1μmのNiストライクめっき層を形成した。次いで、光沢Cuめっき浴を用い浴温:40℃,電流密度:10A/dm2で光沢Cuめっき層を、浴温:55℃,pH:4.0の光沢Niめっき浴を用い電流密度:5A/dm2で光沢Niめっき層を形成した。光沢Cu,Niめっき層の何れも、めっき時間の調整によって膜厚を変えた。光沢Cu,Niめっき浴の組成を表7に示す。
鏡面ロール圧延として600番で仕上げした鏡面ロールを用い、Cu又はNiめっきしたステンレス鋼板を伸び率1%で調質圧延した。鏡面ロール圧延後のステンレス鋼板に実施例1と同じ条件下でNi-Bめっきを施した。そして、ステンレス鋼板から切り出した試験片について、同様に鏡面光沢度,耐疵付き性を調査した。
表8の試験結果にみられるように、Cu又はNiめっき層を鏡面ロール圧延で平滑化した後でNi-Bめっき層を設けた本発明例1〜8は、鏡面仕上げ材でないステンレス鋼板を原板に使用しているにも拘わらず、鏡面光沢度:1300以上の良好な鏡面特性を示し、目視観察で表面疵を全く検出できなかった。鏡面ロール圧延で平滑化した光沢Cu,Niめっき層は、膜厚:2μm未満では鏡面光沢度の改善効果が十分でなかったが、膜厚が2μm以上になると顕著な改善効果がみられた。他方、下層にCu又はNiめっき層がないステンレス鋼板では、鏡面ロールを用いて調質圧延しても原板の凹凸がNi-Bめっき層に大きく反映され良好な鏡面特性を示さなかった。
表6の試験番号1,表8の試験番号2,7のNi-Bめっきステンレス鋼板に、N2雰囲気中で600℃に2時間加熱する加熱処理を施した。加熱処理後の各Ni-Bめっきステンレス鋼板から試験片を切り出し、実施例1と同じ条件下で鏡面光沢度を測定した。また、荷重を1kgとする以外は実施例1と同じ条件下で表面疵の発生有無及び表面疵の最大深さを調査した。その結果、何れの試験片も鏡面光沢度が変化せず、表面疵も全く発生しなかった。したがって、加熱処理によってNi-Bめっき層が硬質化し、耐疵付き性が一層改善されたことが確認できた。
以上に説明したように、ステンレス鋼板表面に設けたNi-Bめっき層で耐疵付き性を付与しているので、ステンレス鋼板本来の鏡面光沢を活かしながら、疵がつきにくく長期間にわたって光反射特性の優れた鏡面が維持される。そのため、各種建材に組み込まれる鏡板として使用でき、意匠性に優れた建築物が構築できる。また、軟質のステンレス鋼板も基材に使用できるので、三次元形状に加工しても良好な鏡面光沢が維持され、施工現場に見合った形状のステンレス鋼製鏡板が提供される。
Claims (4)
- 鏡面研磨したステンレス鋼板を基材とし、Ni-Bめっき層がステンレス鋼板表面に形成されていることを特徴とするステンレス鋼製鏡板。
- ステンレス鋼板を基材とし、鏡面ロール圧延した光沢Cuめっき層又は光沢Niめっき層を介してNi-Bめっき層が設けられていることを特徴とするステンレス鋼製鏡板。
- Ni-Bめっき層が電気めっき法で形成された膜厚:1〜10μmの層である請求項1又は2記載のステンレス鋼製鏡板。
- 還元雰囲気中での加熱処理によりNi-Bめっき層が硬化されている請求項1〜3何れかに記載のステンレス鋼製鏡板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004068868A JP2005256079A (ja) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | ステンレス鋼製鏡板 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005256079A true JP2005256079A (ja) | 2005-09-22 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014205884A (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | 東洋鋼鈑株式会社 | Mn層を有する鋼材 |
-
2004
- 2004-03-11 JP JP2004068868A patent/JP2005256079A/ja not_active Withdrawn
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JP2014205884A (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | 東洋鋼鈑株式会社 | Mn層を有する鋼材 |
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