JPH01123098A - フェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、表面光沢、耐食性および耐銹性のすぐれたフ
ェライト系ステンレス鋼板の製造方法、特に光輝焼鈍処
理およびそれに続く陽極電解処理によって表面光沢、耐
食性および耐銹性を一層改善したＮｂ含有フェライト系
ステンレス鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、光輝焼鈍処理（ＢＡ）　した材料（ＢＡ材と
いう）、特にステンレス鋼のＢＡ材はそのすぐれた表面
光沢を生かして、自動車部品、建材、厨房器具、家庭用
電気器具等に使われている。特に、自動車部品用として
Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼のＢＡ材が近年大量
に使われている。ところが、ステンレス鋼であっても最
近は使用環境の悪化に伴って発錆が多くなり、問題とな
っている。

ところで、フェライト系ステンレスｍＢＡ材は、硝酸中
で電解することによって、耐銹性が改善されることが知
られている。例えば、特公昭６１−２７６０号、特開昭
５９−２３８８２号、および特開昭５９−６３９８号参
照。

しかし、これらの方法は電解電気量がかなり多く、実際
に製造する際に電極の溶損が大きい。また、過度に電解
した場合には、表面光沢が失われ、屋外で使用される場
合にはかえって発錆し易くなることが判明した。これは
表面の微細な凹凸に塵埃や汚れが付着し易く、そこに塩
素イオンが濃縮して、発錆を促進するためと推測される
。しかしながら、ある程度は陽極電解しないと不動態化
しないため十分な耐食性は確保されない。

前述の特公昭６１−２７６０号にあっては、冷間圧延、
光輝焼鈍処理を行ってから５〜３０ＩＩＩＡ／ｃＩ１１
２の低電流密度で２〜３０秒間陽極電解する。低電流密
度での短時間電解処理を特徴とするが、その場合でも総
電解電気量は１０＋ｉＡ　ｓｅｅ／ｃｎ＋”以上となり
、実施例ではこれは１００ｍＡ　ｓｅｃ／ｃＩａ”以上
となり、かなり大きなものとなる。しかも光輝焼鈍処理
の具体的な条件はその実施例にあっても開示がない。

（発明が解決しようとする問題点） ここに、本発明の目的は、表面光沢、耐食性および耐銹
性をいずれも共に実用上十分満足ゆく程度にまで改善し
たＮｂ含有フェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供
することである。

（問題点を解決するための手段） かかる問題解決のため本発明者らは、鋭意検討を重ねた
ところ、ＢＡ条件を限定することによって硝酸電解電気
量を少なくして電極の消耗を削減すると同時に、表面光
沢を高めて耐銹性を向上させ得ることを知り、本発明を
完成した。

すなわち、ＢＡ処理によって表面に薄い酸化膜ができる
が、この膜の性質はＢＡ条件によって異なるのであって
、そのようなりＡ条件と硝酸電解処理条件とを種々組み
合わせて検討した結果、高度の非酸化性雰囲気下にあっ
て高温焼鈍を行うことによって生成した表面酸化膜を利
用することにより、従来よりも少ない電解電気量で耐銹
性が顕著に改善される範囲が存在することを知り、本発
明を完成したのである。

本発明の要旨とするところは、フェライト系ステンレス
鋼板を、露点−３５℃以下、０．濃度ｔｏｏｐｐｍ以下
の非酸化性ガス中において９２０〜１０３０℃の温度で
焼鈍した後、５〜４０％ＨＮＯ３水溶液中において電流
密度０．０５〜５　ｍＡ／ｃｔａ”で１〜１５秒間、総
電解電気量０．５〜５０ｍＡ　ｓｅｃ／ｃがで陽極電解
処理することを特徴とする、表面光沢、耐食性および耐
銹性のすぐれたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法
である。

本発明の好適態様にあっては、前記フェライト系ステン
レス鋼は、Ｎｂを０．２０〜１．００％（ただし、Ｎｂ
≧８　ｘＣ％十０．１５％）含有する。

本発明にあっても光沢をさらに改善する場合には、陽極
電解処理後、さらに、調質圧延することによって表面の
微纒凹凸を消失させて、併せて耐銹性の改善を図っても
よい。

（作用） 次に、本発明において製造条件を上述のように限定した
理由を詳述する。

フェライト系ステンレス鋼： 本発明にかかる処理方法はステンレス鋼一般に適用され
そのすぐれた効果を発揮できるが、特にフェライト系ス
テンレス鋼の場合には前述のような用途に多量に使用さ
れており、その実用上の利益が大きい、特に、Ｎｂ含有
フェライト系ステンレス鋼はそのすぐれた光沢性および
耐食性が着目されて使用されていることから、本発明の
作用効果が特に顕著である。

Ｎｂ： ＮｂはＣやＮを炭化物−や窒化物として固定して耐食性
を高めるだけでなく、表面皮膜中に濃縮して耐誘性向上
にも役立つ。また、結晶の粗大化を防いで成形性を改善
する効果もある。上記の効果を得るためには、Ｎｂ含有
フェライト系ステンレス鋼にあっては、０．２０％以上
、かつ８×Ｃ％＋０．１５％以上の添加が好ましい。し
かし、１．００％を超えて添加すると、溶接性が悪くな
り、コストも高くなる。

露点： 露点は一３５℃超では表面酸化膜が厚くなりすぎるため
、硝酸電解電気量を多くしなければ耐食性が改善されな
い。

酸素： ０□盪が１１００ｐｐ超では表面酸化皮膜が厚くなりす
ぎるため、硝酸電解電気量を多くしなければ耐食性が改
善しない。

焼鈍温度： 焼鈍温度が９２０℃未満では比較的長時間の焼鈍が必要
であり、ＦｅやＣｒの多い皮膜ができるため、硝酸電解
電気量を多くしなければ耐食性が改善されない。焼鈍温
度が高いほどＳｉの多い皮膜となって耐食性改善のため
に必要な電気量が少なくなるが、一方、１０３０℃超で
は結晶粒粗大化が起こり易（、機械的性質や成形性に悪
影響を及ぼす。

処理時間は特に制限ないが、余り長時間にわたると表面
膜が厚くなりすぎるため、一般には、２０〜６０秒程度
で十分である。

なお、通常の光輝焼鈍処理温度は、８５０〜９５０℃と
いわれている。

硝酸濃度： 硝酸濃度５％未満では比較的長時間の電解処理が必要と
なり、一方、４０％超では酸からのヒユーム発生が多く
なり、作業環境が悪化する。

電流密度、電解時間および総電解電気量：総電解電気量
が０．５ｍＡ　ｓｅｃ／ｃｍ”未満では耐食性改善効果
が認められず、５ｈＡ　ｓｅｃ／ｃｍ”超では表面が粗
くなり過ぎて、かえって耐銹性が劣化する。

また、この際の電流密度は０．０５〜５ｍＡ／ｃ＋ｅ”
　、電解時間は１〜５秒が適当である。

すでに従来技術に関連して述べたように１、電解によっ
て表面が粗くなると、屋外で使用した場合に塵埃や汚れ
が付着しやすくなり、これに塩素イオンが濃縮して発話
しやす（なるけれども、本発明の場合には、上述のよう
に橿低電流密度で短時間処理するだけであるので、電解
処理後の表面の粗面化はかなり阻止できる。しかし、−
層の光沢および耐銹性を確保するには、本発明にあって
もその好適態様としては電解後に鏡面研磨されたロール
で調質圧延することが好ましく、これにより表面光沢お
よび耐銹性がさらに一層改善される。

かかる調質圧延は、特に制限されないが、好ましくは圧
下量は０．５〜１．２％である。

なお、本発明における陽極電解処理は、被処理材に正の
電気を付与して行う電解処理であり、通常は被処理材に
直接導線を接続して行われる。しかし、工業規模で連続
的にステンレス鋼帯を処理しようとする場合には、例え
ば、第１図にその平面図を、第２図にその側面図を示す
ような、ステンレス鋼帯１に対する間接通電方式を採用
し、図示のように並べられた正と負の一連の電極２の近
くにステンレス鋼帯１を連続的に通過させて間接的にス
テンレス鋼帯に電気を流す方法が便利である。

この方法によれば、銅帯は固定された電極の間を連続的
に通過する訳であるが負極（ｅで表示）の近くを通過す
る際に鋼帯の表面に正の電気が誘起され、陽極電解処理
が行われる。

なお、この際に銅帯から硝酸溶液中に流れる正電流の量
や電流密度や電解時間を正確に実測することは事実上困
難である。なぜなら、電極間のロス電流や鋼帯表面上の
電解処理面積が調帯と電極の間隔等の因子によって大い
に異なるためである。

しかし、総電解電気量が同じであればその効果は直接通
電の場合と同じであると考えられる。

したがって、本発明において限定した電流密度、電解時
間および総電解電気量は、直接通電よってその効果を認
められた範囲を意味するが、同時に間接通電電解におい
て同じ効果を得たとすれば、そのときに銅帯表面に流れ
た正電流の密度、時間および総電解電気量は本発明の範
囲内にあると考えられる。

次に、本発明の詳細な説明する。

実施例 第１表にその合金組成を示すＮｂ含有フェライト系ステ
ンレス鋼（１）の冷延鋼帯（板Ｗ−０，４＋ｎｎ＋）を
ＩｔとＮｚとの混合ガス（容量比・３：１）中で焼鈍し
た。

なお、このときの焼鈍温度、混合ガスの露点および０２
濃度は第２表にまとめて示す通りであった。

焼鈍後のステンレス鋼を第２表に示す条件（硝酸濃度、
温度、電流密度および時間）で陽極電解処理した。ただ
し、例患７．８は陽極処理と陰極処理を休止をはさんで
交互に行ったものであり、この場合には陽極処理のみの
時間の合計を本発明の範囲内の１〜１５秒に限定する必
要がある。

光沢の評価は光沢計（村上色彩技術研究所社製、商品名
：光沢計ＧＭ−２６０型）を用いて行った。グロス値１
１００以上を○、９００〜１１００をΔ、そして９００
以下を×として第２表に示した。

これらの結果からも明らかなように、本発明例である例
磁１〜８はいずれも優れた光沢を有しており、陽極電解
処理なしの比較例（例阻１４）と同等の光沢であった。

しかし、陽極電解の程度が多すぎた場合には調質圧延に
よっても十分な光沢が得られなかった（例患１３参照）
。

耐食性または耐銹性は、次の４つの方法によって評価し
た。

＋１１硫酸浸漬試験： ３０℃、４Ｎ　　Ｈ！３０４中に３０分間浸漬し、表面
光沢および自然電位を調べた。耐食性の劣るもの（×で
表示）は表面が溶解して光沢が低下すると同時に１．自
然電位も−０，４〜−〇、６Ｖ（飽和カロメル電極基準
）にまで低下した。これに対し、耐食性の良好なもの（
Ｑで表示）は、光沢が変化せず、自然電位も−０，１ｖ
以下にはならなかった。

（２）孔食電位試験： ＪＩＳ　Ｇ　０５７７−１９８０に準じて、４０℃の温
度の０．５ＭＮａＣＱ水溶液中における孔食発生限界電
位（飽和カロメル電極基準）を測定した。

（３）フェロキシルテスト： １００ｗ　Ｉｔ中にＫｓＦｅ（ＣＮ）ｉを３ｇ、　Ｋ４
Ｆｅ（ＣＮ）＊　・３ＨｚＯを３ｇおよびＮａ（２を４
ｇ含み、塩酸でｐＨを３に調節された水溶液でぬらした
ろ紙を試験面に張り付け、２２℃で１０分間保持した。

耐食性の劣るものは、局部的に起こる腐食反応によって
試験面より鉄が多く溶は出し、これがＫｉＦｅ（ＣＮ）
ｉなどと反応して、青色物質を生じ、斑点状にろ紙に付
着する。この青色斑点の発生程度をＪＩＳ　Ｈ８５０２
−１９８２のレイティグナンバー（Ｒ，Ｎ、）で表示し
た。Ｒ，Ｎ、が小さいほど青色斑点の発生程度が多く、
耐食性が劣る。

（４）大気暴露試験： 新潟県上越市（海岸より約２００ｍの距離）において６
ケ月間大気暴露試験を行い、試験面に生じた「しみ状の
発錆」の程度をＪＩＳ　Ｈ８５０２−１９８２のレイテ
ィングナンバー（Ｒ，Ｎ、）で表示した。

これらの結果は同じく第２表にまとめて示すが、それら
からも分かるように、本発明例にあっては、いずれも耐
硫酸性および耐孔食性が優れ、フェロキシルテストによ
る耐食性、大気暴露試験による耐銹性も優れている。

これに対し、比較例のうち、光輝焼鈍の温度が低すぎる
もの（例隘９）、露点が高過ぎるもの（例Ｎａ１ｏ）　
、Ｏ□濃度が高すぎるもの（例阻１１）は、陽極電解処
理によっても充分な耐食性が得られなかった。

一方、陽極電解処理が少なすぎるもの（例磁１２）や、
反対に多すぎるもの（例阻１３）や、処理しないもの（
例患１４）は、耐食性も本発明に比べて大幅に劣る。

（発明の効果） このように、本発明は損紙電流密度、短時間処理を特徴
とし、その結果従来と同等あるいはそれ以上の優れた耐
食性、光沢、そして耐銹性などの特性を有するのであっ
て、しかも短時間処理が可能であるということは、連続
処理に適した方法ということで、実用上の利益は大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、間接通電方式の原理を説明する略式平面図；
および 第２図は、第１図の略式側面図である。 １ニステンレス鋼帯　　　２：電極 出願人　日本ステンレス株式会社 代理人　弁理士　広　瀬　章　− 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェライト系ステンレス鋼板を、露点−３５℃以
   下、Ｏ＿２濃度１００ｐｐｍ以下の非酸化性ガス中にお
   いて９２０〜１０３０℃の温度で焼鈍した後、５〜４０
   ％ＨＮＯ＿３水溶液中において電流密度０．０５〜５ｍ
   Ａ／ｃｍ＾２で１〜１５秒間、総電解電気量０．５〜５
   ０ｍＡｓｅｃ／ｃｍ＾２で陽極電解処理することを特徴
   とする、表面光沢、耐食性および耐銹性のすぐれたフェ
   ライト系ステンレス鋼板の製造方法。
2. （２）前記フェライト系ステンレス鋼がＮｂを０．２０
   〜１．００％（ただし、Ｎｂ≧８×Ｃ％＋０．１５％）
   含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）陽極電解処理後、さらに、調質圧延する特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の方法。