JP2007146266A - Corrosion protection-covered steel material and its production method - Google Patents

Corrosion protection-covered steel material and its production method Download PDF

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Inventor
Masahito Kaneko
雅仁 金子
Masaji Murase
正次 村瀬
Yasutaka Fukuda
泰隆 福田
Satoshi Ando
聡 安藤
Original Assignee
Jfe Steel Kk
Jfeスチール株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a corrosion protection-covered steel material having durability over a long period by efficiently forming a dense film having excellent corrosion resistance and hardly having defects on the surface of a steel material, and to provide its production method. <P>SOLUTION: The corrosion protection-covered steel material has a covering film formed by spraying solid particulates having high corrosion resistance made into aerosol on the surface of a steel material. The solid having high corrosion resistance is preferably one or more kinds selected from metals, ceramics and ferrite. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エアロゾル化させた高耐食牲を有する固体の微粒子を鋼材表面に吹き付けることで形成させた被覆膜を有する防食被覆鋼材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an anticorrosion coated steel material having a coating film formed by spraying aerosolized solid fine particles having high corrosion resistance on the surface of the steel material, and a method for producing the same.
自然環境下において、鋼材はそのままでは腐食の進行により必要強度を維持できなくなる。そのため、通常は防食被覆処理を施すことにより腐食の進行を抑制するようにしている。   Under the natural environment, the steel material cannot be maintained at the required strength due to the progress of corrosion. Therefore, the progress of corrosion is usually suppressed by applying an anticorrosion coating treatment.
鋼材に対する防食被覆処理としては、鋼材表面に耐食性を有する金属または合金類をメッキ(JIS H8617など)あるいは溶射(JIS H8303など)によって被覆する方法が知られている。   As the anticorrosion coating treatment for steel materials, a method is known in which a metal or alloy having corrosion resistance is coated on the steel material surface by plating (such as JIS H8617) or thermal spraying (such as JIS H8303).
また、最近では、新たな成膜方法として、ガスデポジション法(特許文献1〜3参照)やエアロゾルデポジション法(特許文献4参照)などがある。これらの方法は、金属やセラミックス等の微粒子を室温でガス攪拌にてエアロゾル化し、ノズルから高速で基材に向けて噴出させ、基材に衝突した際に運動エネルギーの一部が熱に変換されることで焼結され、基材上に成膜される方法である。
特開昭59−80361号公報 特開平6−116743号公報 特許第3256741号公報 特許第3348154号公報
Recently, as a new film formation method, there are a gas deposition method (see Patent Documents 1 to 3), an aerosol deposition method (see Patent Document 4), and the like. In these methods, fine particles such as metals and ceramics are aerosolized by gas stirring at room temperature, ejected from the nozzle toward the substrate at high speed, and part of the kinetic energy is converted to heat when it collides with the substrate. This is a method of sintering and forming a film on a substrate.
JP 59-80361 A JP-A-6-116743 Japanese Patent No. 3256741 Japanese Patent No. 3348154
しかし、上記メッキによる方法では、メッキ可能な金属または合金に限られること、耐食性に優れた擬似合金組成の被膜を形成することが困難であること等の問題がある。また、溶射による方法では、溶射は高温で行われるため、金属または合金を溶射する場合、被覆前の飛行溶射粒子が酸化されやすく、形成された被膜中に欠陥が生じやすいという問題がある。また、耐食性に優れたセラミックを溶射する方法があるが、溶射積層粒子間に存在する未結合部や、扁平粒子内に垂直に貫く亀裂が発生するため、被膜表面から鋼材界面まで貫通する貫通気孔が生じやすいという問題がある。   However, the above plating method has problems such as being limited to a metal or an alloy that can be plated and that it is difficult to form a film having a pseudo alloy composition excellent in corrosion resistance. Further, in the method by thermal spraying, since the thermal spraying is performed at a high temperature, there is a problem that when spraying a metal or an alloy, the flying sprayed particles before coating are easily oxidized, and defects are easily generated in the formed coating film. In addition, there is a method of thermal spraying ceramics with excellent corrosion resistance, but through-holes that penetrate from the coating surface to the steel material interface occur due to unbonded parts existing between the sprayed laminated particles and cracks that penetrate perpendicularly in the flat particles. There is a problem that is likely to occur.
また、上記特許文献1〜4に記載の方法は、基本的にどのような微粒子でも緻密な被膜を基材上に形成できるとしているが、鋼材の防食を目的に鋼材表面に耐食性を有する被膜を形成させた例はない。   Moreover, although the method of the said patent documents 1-4 is supposed that it can form a precise | minute film on a base material fundamentally with what kind of microparticles | fine-particles, the film which has corrosion resistance on the steel material surface for the purpose of corrosion prevention of steel materials is carried out. There is no example of formation.
そこで本発明は、耐食性に優れた欠陥のほとんどない緻密な被膜を効率的に鋼材表面に形成させることで、長期に渡る耐久性を有する防食被覆鋼材及びその製造方法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the anticorrosion coating | coated steel material which has durability over a long term, and its manufacturing method by efficiently forming the precise | minute dense film excellent in corrosion resistance with few defects on the steel material surface. .
上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。
[1]エアロゾル化させた高耐食牲を有する固体の微粒子を鋼材表面に吹き付けることで形成させた被覆膜を有することを特徴とする防食被覆鋼材。
[2]上記[1]において、高耐食牲を有する固体が、金属、セラミックス、フェライトのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする防食被覆鋼材。
[3]上記[2]において、高耐食牲を有する金属が、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、モリブデン、モリブデン合金、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、すず、カドミウム、ニオブ、タンタル、トリバロイT、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼のうちのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする防食被覆鋼材。
[4]鋼材表面に、エアロゾル化させた高耐食牲を有する固体の微粒子を吹き付け、被覆膜を形成させることを特徴とする防食被覆鋼材の製造方法。
[5]上記[4]において、高耐食牲を有する固体が、金属、セラミックス、フェライトのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする防食被覆鋼材の製造方法。
[6]上記[5]において、高耐食牲を有する金属が、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、モリブデン、モリブデン合金、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、すず、カドミウム、ニオブ、タンタル、トリバロイT、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼のうちのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする防食被覆鋼材の製造方法。
In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1] An anticorrosion-coated steel material comprising a coating film formed by spraying aerosolized solid fine particles having high corrosion resistance on a steel material surface.
[2] The anticorrosion-coated steel material according to [1], wherein the solid having high corrosion resistance is one or more of metal, ceramics, and ferrite.
[3] In the above [2], the metal having high corrosion resistance is nickel, nickel alloy, chromium, chromium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, cobalt, cobalt alloy, tungsten, tungsten alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium One or more of alloy, zirconium, zirconium alloy, tin, cadmium, niobium, tantalum, trivalloy T, cobalt nichrome tungsten, high chromium iron, chromium aluminum iron, emclari, molybdenum iron, stainless steel An anticorrosion-coated steel material.
[4] A method for producing an anticorrosion-coated steel material, characterized in that aerosolized solid fine particles having high corrosion resistance are sprayed on the surface of the steel material to form a coating film.
[5] The method for producing a corrosion-resistant coated steel material according to [4], wherein the solid having high corrosion resistance is one or more of metal, ceramics, and ferrite.
[6] In the above [5], the metal having high corrosion resistance is nickel, nickel alloy, chromium, chromium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, cobalt, cobalt alloy, tungsten, tungsten alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium One or more of alloy, zirconium, zirconium alloy, tin, cadmium, niobium, tantalum, trivalloy T, cobalt nichrome tungsten, high chromium iron, chromium aluminum iron, emclari, molybdenum iron, stainless steel A method for producing an anticorrosion-coated steel material.
本発明によれば、耐食性に優れた欠陥のほとんどない緻密な被膜を効率的に鋼材表面に形成させることが可能となり、長期に渡る耐久性を有する防食被覆鋼材及びその製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to form the precise | minute dense film excellent in corrosion resistance with few defects efficiently on the steel material surface, and the anticorrosion coating steel material which has durability over a long term, and its manufacturing method are provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
本発明に係る防食被覆鋼材及び防食被覆鋼材の製造方法の各構成要件について以下に説明する。   Each component of the anticorrosion-coated steel material and the method for producing the anticorrosion-coated steel material according to the present invention will be described below.
[下地鋼材]
下地となる被覆される鋼材は特に限定されるものではなく、鋼種としては普通鋼、低合金鋼などを用いることができ、また、厚板、形鋼、薄板、鋼管、線材等のいずれにおいても適用可能である。また、被覆前の鋼材表面の状態に関しても特に限定されるものではないが、ブラスト処理、酸洗処理等で清浄な状態にしておくのが好ましい。被覆膜の密着性が良好となるからである。
[Underlying steel]
The steel material to be coated as a base is not particularly limited, and normal steel, low alloy steel, etc. can be used as the steel type, and in any of thick plate, shape steel, thin plate, steel pipe, wire, etc. Applicable. Further, the state of the surface of the steel material before coating is not particularly limited, but it is preferable to keep the surface clean by blasting, pickling or the like. This is because the adhesion of the coating film is improved.
[高耐食牲を有する固体の微粒子]
本発明において適用できる高耐食牲を有する固体の微粒子は、被覆の施される鋼材よりも耐食性を示すものであれば特に限定されないが、金属、セラミックス、フェライトのいずれか1種または2種以上を用いることが好ましい。
[Solid fine particles with high corrosion resistance]
The solid fine particles having high corrosion resistance that can be applied in the present invention are not particularly limited as long as they exhibit corrosion resistance more than the steel material to which the coating is applied, but any one or more of metal, ceramics, and ferrite are used. It is preferable to use it.
前記金属としては、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、モリブデン、モリブデン合金、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、すず、カドミウム、ニオブ、タンタル、トリバロイT、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼のうちのいずれか1種または2種以上を用いることができる。   Examples of the metal include nickel, nickel alloy, chromium, chromium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, cobalt, cobalt alloy, tungsten, tungsten alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, zirconium, zirconium alloy, tin, cadmium, niobium , Tantalum, Trivalloy T, Cobalt Nichrome Tungsten, High Chromium Iron, Chromium Aluminum Iron, Emclari, Molybdenum Iron, and Stainless Steel can be used.
さらに、前記ニッケル及びニッケル合金としては、純ニッケル、モネル、インコネル、インコロイ、ナイモニック、イリウム、ハステロイ、MCアロイ、ニッケルアルミナイド等を用いることができる。前記銅および銅合金としては純銅、黄銅、丹銅、青銅、ベリリウム銅、チタン銅、洋白、白銅(キュプロニッケル)、銅ニッケル、アルミブロンズ等のいずれをも用いることができる。前記チタンおよびチタン合金としては、純チタンはもちろん、Ti−0.2Pd, Ti−0.8Ni−0.3Mo, Ti−0.5Ta, Ti−6Al−4V, Ti−3Al−2.5V等を用いることができる。ジルコニウムおよびジルコニウム合金としては、ZrをはじめZr−1.5Sn−0.05Ni, Zr−1.5Sn等を用いることができる。前記ステンレス鋼としては、オーステナイト系、フェライト系、2相(オーステナイト−フェライト)系、マルテンサイト系、析出硬化系のいずれをも用いることができる。   Furthermore, as the nickel and nickel alloy, pure nickel, monel, inconel, incoloy, nymonic, iridium, hastelloy, MC alloy, nickel aluminide, or the like can be used. As the copper and copper alloy, pure copper, brass, red brass, bronze, beryllium copper, titanium copper, white, white copper (cupronickel), copper nickel, aluminum bronze and the like can be used. Examples of the titanium and titanium alloy include pure titanium, Ti-0.2Pd, Ti-0.8Ni-0.3Mo, Ti-0.5Ta, Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2.5V, and the like. Can be used. Zr, Zr-1.5Sn-0.05Ni, Zr-1.5Sn, etc. can be used as zirconium and zirconium alloys. As the stainless steel, any of austenite, ferrite, two-phase (austenite-ferrite), martensite, and precipitation hardening can be used.
また、前記セラミックとしては、Al、Al−TiOになどのアルミナ系、CaO−ZrO, MgO−ZrO, Y−ZrO, ZrO−SiOなどのジルコニア系、TiOなどのチタニア系、Cr, Cr−TiO−SiOなどのクロミア系、その他マグネシアスピネル(20%Al−80%MgO)、ムライト(Al−22%SiO)、マグネシアシリカ(40%MgO−60%SiO)等を用いることができる。 Examples of the ceramic include zirconia such as alumina based on Al 2 O 3 and Al 2 O 3 —TiO, CaO—ZrO 2 , MgO—ZrO 2 , Y 2 O 3 —ZrO 2 , and ZrO 2 —SiO 2. systems, titania-based, such as TiO 2, Cr 2 O 3, Cr 2 O 3 -TiO 2 -SiO 2 chromia-based, such as, other magnesia spinel (20% Al 2 O 3 -80 % MgO), mullite (Al 2 O 3 -22% SiO 2), it can be used magnesia silica (40% MgO-60% SiO ) or the like.
また、前記フェライトとしては、Feを主成分とするフェライトである、スピネル型フェライト:M2+Fe3+ 2− (M2+:Mn2+,Ni2+,Zn2+など)、マグネトプランバイト型フェライト: M2+Fe3+ 122− 19(M2+:Ba2+,Sr2+など)、ガーネット型フェライト: R3+Fe3+ 2− 12(R3+:Sm3+以下の4fイオン)などを用いることができる。 Further, as the ferrite is a ferrite mainly composed of Fe 2 O 3, spinel ferrite: M 2+ Fe 3+ 2 O 2- 4 (M 2+: Mn 2+, Ni 2+, Zn 2+ etc.), magnetoplumbite type ferrite: M 2+ Fe 3+ 12 O 2- 19 (M 2+: Ba 2+, Sr 2+ , etc.), garnet type ferrite: R 3+ Fe 3+ 5 O 2- 12 (R 3+: Sm 3+ following 4f ions), etc. Can be used.
前記高耐食牲を有する固体の微粒子の平均粒径としては0.1〜5μm程度が好ましい。平均粒径が0.1μm未満では衝突エネルギーが不十分で成膜が困難になり、平均粒径が5μmを超えるとエッチングが顕著になり、成膜が困難になるからである。   The average particle size of the solid fine particles having high corrosion resistance is preferably about 0.1 to 5 μm. This is because if the average particle size is less than 0.1 μm, the collision energy becomes insufficient and film formation becomes difficult, and if the average particle size exceeds 5 μm, etching becomes significant and film formation becomes difficult.
ここで、前記微粒子の平均粒径は、例えば、レーザー回折法、レーザー散乱法などの方法により求めることができる。   Here, the average particle diameter of the fine particles can be determined by a method such as a laser diffraction method or a laser scattering method.
また、前記微粒子は、原料となる固体を、例えば遊星ミルなどの粉砕機により粉砕した後、乾式気流分級器、静電分級器等の分級器を用いて分級することで粒径の調整を行うことができる。   In addition, the fine particles are adjusted by adjusting the particle size by pulverizing the solid as a raw material with a pulverizer such as a planetary mill, and then using a classifier such as a dry air classifier or an electrostatic classifier. be able to.
[被膜形成方法]
図1に、本発明に係る防食被覆鋼材の製造を行うための装置構成の一例を示す。図1に示す装置は、上記高耐食牲を有する固体の微粒子1をエアロゾル化するためのエアロゾル化室2、エアロゾル化された微粒子を分級するための分級室3、分級されたエアロゾルを噴射するノズル4、微粒子を搬送するガスの発生源5、鋼板表面にエアロゾル化された微粒子を吹き付け成膜させる成膜室6、成膜室6を減圧するための真空ポンプ7などから構成される。
[Film formation method]
In FIG. 1, an example of the apparatus structure for manufacturing the anti-corrosion coating steel material which concerns on this invention is shown. The apparatus shown in FIG. 1 includes an aerosolization chamber 2 for aerosolizing the solid particulates 1 having high corrosion resistance, a classification chamber 3 for classifying the aerosolized particulates, and a nozzle for injecting the classified aerosol. 4. A gas generation source 5 for conveying fine particles, a film forming chamber 6 for forming a film by spraying aerosolized fine particles on the surface of the steel plate, a vacuum pump 7 for depressurizing the film forming chamber 6, and the like.
前記微粒子1はエアロゾル化室2において、ガス発生源5から送り出される搬送ガスにより分散されてエアロゾル化される。前記搬送ガスとしては、He,Nなどの不活性ガスを用いることが好ましい。 The fine particles 1 are dispersed and aerosolized in the aerosolization chamber 2 by the carrier gas sent from the gas generation source 5. As the carrier gas, an inert gas such as He or N 2 is preferably used.
前記エアロゾル化室2でエアロゾル化された微粒子は分級室3に搬送され、所定の粒径の微粒子のみが選別される。前記選別は、例えば、所定の粒径の微粒子のみを通過させるフィルター等を用いることで行うことができる。なお、微粒子の製造段階で分級を行っておけば分級室3は必ずしも必要でない場合もあるが、微粒子の製造段階で分級を実施していても、その後凝集している可能性があるので、分級室は設けておくことが好ましい。   The fine particles aerosolized in the aerosol generation chamber 2 are conveyed to the classification chamber 3 and only fine particles having a predetermined particle diameter are selected. The selection can be performed by using, for example, a filter that allows only fine particles having a predetermined particle diameter to pass through. The classification chamber 3 may not always be necessary if classification is performed in the production stage of the fine particles, but classification may be performed after the classification in the production stage of the fine particles. It is preferable to provide a chamber.
前記選別された所定の粒径の微粒子からなるエアロゾルは、ノズル4から成膜室6内に設置された鋼材8に向けて噴射され、鋼材表面に衝突、堆積されることで鋼材表面に成膜させる。ここで、前記鋼材表面に衝突した微粒子は、純力学過程に基づいた局所領域への短時間エネルギー開放により、高温・高圧の特殊な反応場が形成されることで成膜されると考えられる。   The selected aerosol having a predetermined particle size is sprayed from the nozzle 4 toward the steel material 8 installed in the film forming chamber 6 and collides with and deposits on the steel material surface to form a film on the steel material surface. Let Here, it is considered that the fine particles colliding with the steel material surface are formed by forming a special reaction field of high temperature and high pressure by releasing energy to a local region for a short time based on a pure mechanical process.
前記ノズル4から噴出される微粒子の線流速は100m/sec〜800m/sec程度とすることが好ましい。そのためには、例えば、前記ノズル4の直径を1mm程度で、搬送ガス流速が2〜10L/min程度、エアロゾル化室2の圧力を0.05〜500Torr(6.65Pa〜66.5kPa)、成膜室内の圧力は0.05〜10Torr(6.65Pa〜1.33kPa)程度とすることにより行うことができる。前記ノズル4から噴出される微粒子の線速度が100m/sec未満であると衝突エネルギーが不十分なため成膜が困難になり、800m/secを超えるとエッチングが顕著になり、やはり成膜が困難になるからである。   The linear flow velocity of the fine particles ejected from the nozzle 4 is preferably about 100 m / sec to 800 m / sec. For this purpose, for example, the diameter of the nozzle 4 is about 1 mm, the carrier gas flow rate is about 2 to 10 L / min, and the pressure of the aerosolization chamber 2 is 0.05 to 500 Torr (6.65 Pa to 66.5 kPa). The pressure in the membrane chamber can be set to about 0.05 to 10 Torr (6.65 Pa to 1.33 kPa). When the linear velocity of the fine particles ejected from the nozzle 4 is less than 100 m / sec, film formation becomes difficult because of insufficient collision energy, and when it exceeds 800 m / sec, etching becomes remarkable, and film formation is also difficult. Because it becomes.
また、被覆される鋼材8とノズル4の間隔は5〜25mm程度とすることが好ましい。クリアランスの確保という目的もあるが、この間隔を調整することで、鋼材表面に衝突する直前の微粒子の速度をある程度調整可能となる。   Moreover, it is preferable that the space | interval of the steel material 8 and the nozzle 4 to be coated shall be about 5-25 mm. Although there is the purpose of securing the clearance, by adjusting this distance, the speed of the fine particles immediately before colliding with the steel surface can be adjusted to some extent.
前記被覆される鋼材8は、上下、前後、左右の位置調整機能及び角度調整機能を備えた架台に設置させることで、鋼材8の任意の位置の面に、任意の膜厚で被膜を形成でき、必要な部分に必要な量だけ被覆することも可能になる。   The steel material 8 to be coated can be formed on a surface of an arbitrary position of the steel material 8 with an arbitrary film thickness by installing the steel material 8 on a gantry having a vertical position adjustment function and an angle adjustment function. It is also possible to cover a necessary part with a necessary amount.
さらに、エアロゾル化室2および分級室3を、それぞれ複数設置することも好ましい。これにより、搬送ガスの切り替えバルブの操作のみで組成の異なる被膜を任意に形成でき、例えば被膜の複層化も容易に実施可能となる。   Furthermore, it is also preferable to install a plurality of aerosolization chambers 2 and classification chambers 3 respectively. As a result, a film having a different composition can be arbitrarily formed only by operating the carrier gas switching valve. For example, the film can be easily formed into multiple layers.
上述の方法により成膜された被膜およびプロセス(製造方法)には以下のような特徴がある。   The coating film and process (manufacturing method) formed by the above method have the following characteristics.
1)溶射やメッキ法に比べて高い被膜付着強度が得られ、高加工性を有する被膜が得られる。
エアロゾル化された微粒子が鋼材表面に衝突した際、その衝突エネルギーにより、前記微粒子が更に微細な粒子に分割され鋼材表面に極めて粒度の細かい緻密な構造の膜が形成される。これにより鋼材表面での付着性が改善され、極めて高い付着強度が得られると共に、形成される被膜層自体の材料特性(機械的性質)が改善される。そのため溶射やメッキ被膜で得られるものよりも、被膜の付着強度が高く機械的な加工を受ける場合について有利になる。
1) High film adhesion strength is obtained compared to thermal spraying or plating, and a film having high workability is obtained.
When the aerosolized fine particles collide with the steel material surface, the fine particles are divided into finer particles by the collision energy, and a film having a very fine particle structure is formed on the steel material surface. As a result, adhesion on the surface of the steel material is improved, extremely high adhesion strength is obtained, and material properties (mechanical properties) of the formed coating layer itself are improved. Therefore, it is more advantageous in the case where the adhesion strength of the coating is higher than that obtained by thermal spraying or plating coating and subjected to mechanical processing.
2)溶射より緻密な膜でかつ酸化層フリーな膜が構成でき耐食性が向上する。
本発明は、常温での成膜が可能なため、被覆前の粒子が酸化されず、欠陥の少ない被膜が形成でき、さらに、沸点が低い物質も散逸せず効率よく被覆できる。そのため、被膜中における空孔率が少なく、溶射と比べて緻密な膜が形成されるので封孔処理が不要となり、コストダウンも可能となる。
2) A film denser than spraying and free of an oxide layer can be formed, and the corrosion resistance is improved.
In the present invention, since film formation at room temperature is possible, particles before coating are not oxidized, a film with few defects can be formed, and a substance having a low boiling point can be efficiently coated without being dissipated. Therefore, the porosity in the coating is small, and a dense film is formed as compared with the thermal spraying, so that the sealing process is not required and the cost can be reduced.
3)現在のめっき技術では製造が困難な、耐食性に優れた擬似合金組成被膜を鋼材表面に形成することが可能となり、さらに、必要により被膜を複層化させることも容易である。   3) It is possible to form a pseudo-alloy composition film having excellent corrosion resistance, which is difficult to manufacture with the current plating technology, on the surface of the steel material, and further, if necessary, it is easy to form a multilayer film.
4)必要な部分にだけ被覆が可能であり、また膜厚の制御も容易であるため、防食に必要な部分に必要な程度の被膜を形成でき、最適な防食設計が可能となる。   4) Since it is possible to cover only necessary portions and the film thickness can be easily controlled, it is possible to form a coating film as much as necessary on the portions necessary for anticorrosion, and an optimum anticorrosion design is possible.
[被膜形成後の処理]
鋼材表面に上記被膜を形成させた後、必要に応じて加熱することが好ましい。これにより、更に強固で密着性に優れた被膜を形成させることが可能となる。また、前記被膜の上に塗装または樹脂などをライニングしてもかまわない。これにより、さらに防食性を高めることが可能となる。
[Treatment after film formation]
It is preferable to heat as necessary after forming the coating film on the surface of the steel material. This makes it possible to form a coating that is stronger and has better adhesion. Also, coating or resin may be lined on the coating. Thereby, it becomes possible to further improve corrosion resistance.
以下実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
〔本発明例1〜38〕
100mm×100mm×6mmの熱延鋼板(JIS SS400相当)の表面をスチールグリッドによりブラスト処理を実施した。表面粗さは十点平均粗さ(Rz)で50μm程度であった。これを図1に示す装置の成膜室6内に設置し、搬送ガスをN(>99.999%)とし、流量5L/minでエアロゾル化室2に流入させた。エアロゾル化室2には被覆材料として表1に示す平均粒径1μm(レーザー散乱法にて測定)の微粒子を充填し、前記搬送ガスによりエアロゾル化させた。成膜室6の圧力を真空ポンプにて0.5Torr(66.5Pa)とし、エアロゾルをノズル4から前記鋼板表面に向けて噴出させた。前記鋼板の位置を適宜移動させながら、鋼板の片面に膜厚100μm程度になるように成膜させた。上記により作製した被覆鋼材の裏端部をシリコンシーラントによりシールした後、塩水噴霧試験(JIS Z2371)により赤錆発生時間(SST)を測定し、耐食性を評価した。その結果を、併せて表1に示す。
[Invention Examples 1-38]
The surface of a 100 mm × 100 mm × 6 mm hot rolled steel sheet (equivalent to JIS SS400) was blasted with a steel grid. The surface roughness was about 50 μm in terms of 10-point average roughness (Rz). This was installed in the film forming chamber 6 of the apparatus shown in FIG. 1, the carrier gas was N 2 (> 99.999%), and the gas was introduced into the aerosol chamber 2 at a flow rate of 5 L / min. Aerosol chamber 2 was filled with fine particles having an average particle diameter of 1 μm (measured by a laser scattering method) shown in Table 1 as a coating material, and aerosolized with the carrier gas. The pressure in the film forming chamber 6 was set to 0.5 Torr (66.5 Pa) with a vacuum pump, and aerosol was ejected from the nozzle 4 toward the steel plate surface. The film was formed on one side of the steel sheet so as to have a film thickness of about 100 μm while appropriately moving the position of the steel sheet. After the back end portion of the coated steel material produced as described above was sealed with silicon sealant, the red rust occurrence time (SST) was measured by a salt spray test (JIS Z2371) to evaluate the corrosion resistance. The results are also shown in Table 1.
〔比較例1〜38〕
100mm×100mm×6mmの熱延鋼板(JIS SS400相当)の表面をスチールグリッドによりブラスト処理を実施した。表面粗さは十点平均粗さ(Rz)で50μm程度であった。これにプラズマ溶射により表2に示す被覆材料を膜厚100μm程度になるように成膜させた。上記により作製した被覆鋼材の裏端部をシリコンシーラントによりシールした後、塩水噴霧試験(JIS Z2371)により赤錆発生時間(SST)を測定し、耐食性を評価した。その結果を、併せて表2に示す。
[Comparative Examples 1-38]
The surface of a 100 mm × 100 mm × 6 mm hot rolled steel sheet (equivalent to JIS SS400) was blasted with a steel grid. The surface roughness was about 50 μm in terms of 10-point average roughness (Rz). The coating material shown in Table 2 was formed into a film thickness of about 100 μm by plasma spraying. After the back end portion of the coated steel material produced as described above was sealed with silicon sealant, the red rust occurrence time (SST) was measured by a salt spray test (JIS Z2371) to evaluate the corrosion resistance. The results are also shown in Table 2.
〔比較例39〕
100mm×100mm×6mmの熱延鋼板(JIS SS400相当)を酸洗処理した後、これにクロムメッキを膜厚100μmになるように施した。上記により作製した被覆鋼材の裏端部をシリコンシーラントによりシールした後、塩水噴霧試験(JIS Z2371)により赤錆発生時間(SST)を測定し、耐食性を評価した。その結果を、併せて表2に示す。
[Comparative Example 39]
A hot-rolled steel sheet (corresponding to JIS SS400) of 100 mm × 100 mm × 6 mm was pickled, and then chrome plating was applied thereto so as to have a thickness of 100 μm. After the back end portion of the coated steel material produced as described above was sealed with silicon sealant, the red rust occurrence time (SST) was measured by a salt spray test (JIS Z2371) to evaluate the corrosion resistance. The results are also shown in Table 2.
本発明例では、赤錆発生時間(SST)が4000時間以上となり、従来方法に比べて長期に渡る耐久性を有することが確認できた。   In the example of the present invention, the red rust occurrence time (SST) was 4000 hours or more, and it was confirmed that it had a long-term durability as compared with the conventional method.
本発明に係る防食被覆鋼材の製造を行うための装置構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the apparatus structure for manufacturing the anticorrosion coating | coated steel material which concerns on this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1 高耐食牲を有する固体の微粒子
2 エアロゾル化室
3 分級室
4 ノズル
5 搬送ガス発生源
6 成膜室
7 真空ポンプ
8 鋼材
1 Solid particulates having high corrosion resistance 2 Aerosolization chamber 3 Classification chamber 4 Nozzle 5 Carrier gas generation source 6 Deposition chamber 7 Vacuum pump 8 Steel

Claims (6)

  1. エアロゾル化させた高耐食牲を有する固体の微粒子を鋼材表面に吹き付けることで形成させた被覆膜を有することを特徴とする防食被覆鋼材。   An anticorrosion-coated steel material comprising a coating film formed by spraying aerosolized solid fine particles having high corrosion resistance on a steel material surface.
  2. 高耐食牲を有する固体が、金属、セラミックス、フェライトのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする請求項1に記載の防食被覆鋼材。   The anticorrosion-coated steel material according to claim 1, wherein the solid having high corrosion resistance is one or more of metal, ceramics, and ferrite.
  3. 高耐食牲を有する金属が、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、モリブデン、モリブデン合金、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、すず、カドミウム、ニオブ、タンタル、トリバロイT、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼のうちのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする請求項2に記載の防食被覆鋼材。   Metals with high corrosion resistance are nickel, nickel alloy, chromium, chromium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, cobalt, cobalt alloy, tungsten, tungsten alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, zirconium, zirconium alloy, tin, 3. One or more of cadmium, niobium, tantalum, trivalloy T, cobalt nichrome tungsten, high chromium iron, chromium aluminum iron, emclari, molybdenum iron, and stainless steel. The corrosion-resistant coated steel material described.
  4. 鋼材表面に、エアロゾル化させた高耐食牲を有する固体の微粒子を吹き付け、被覆膜を形成させることを特徴とする防食被覆鋼材の製造方法。   A method for producing an anticorrosion-coated steel material, characterized in that aerosolized solid fine particles having high corrosion resistance are sprayed onto a steel material surface to form a coating film.
  5. 高耐食牲を有する固体が、金属、セラミックス、フェライトのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする請求項4に記載の防食被覆鋼材の製造方法。   The method for producing an anticorrosion-coated steel material according to claim 4, wherein the solid having high corrosion resistance is one or more of metal, ceramics, and ferrite.
  6. 高耐食牲を有する金属が、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、モリブデン、モリブデン合金、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、すず、カドミウム、ニオブ、タンタル、トリバロイT、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼のうちのいずれか1種または2種以上であることを特徴とする請求項5に記載の防食被覆鋼材の製造方法。
    Metals with high corrosion resistance are nickel, nickel alloy, chromium, chromium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, cobalt, cobalt alloy, tungsten, tungsten alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, zirconium, zirconium alloy, tin, 6. One or more of cadmium, niobium, tantalum, trivalloy T, cobalt nichrome tungsten, high chromium iron, chromium aluminum iron, emclari, molybdenum iron, and stainless steel. The manufacturing method of the anticorrosion coating steel material of description.
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