JPH02179886A - セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法 - Google Patents
セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法Info
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- JPH02179886A JPH02179886A JP33427588A JP33427588A JPH02179886A JP H02179886 A JPH02179886 A JP H02179886A JP 33427588 A JP33427588 A JP 33427588A JP 33427588 A JP33427588 A JP 33427588A JP H02179886 A JPH02179886 A JP H02179886A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/24—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds
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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。
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、ドライプロセスによりセラミックスをコーテ
ィングしたステンレス鋼材に関し、特にステンレス鋼材
に特定の前処理を行って、ステンレス鋼とセラミックス
との密着性を良好にした耐食性・加工性の優れたセラミ
ックコーティング鋼材およびその製造方法に関する。
ィングしたステンレス鋼材に関し、特にステンレス鋼材
に特定の前処理を行って、ステンレス鋼とセラミックス
との密着性を良好にした耐食性・加工性の優れたセラミ
ックコーティング鋼材およびその製造方法に関する。
〈従来の技術とその問題点〉
近年、建材用として意匠性の面から素材のカラー化が進
み、またデザインの多様化、高級化に伴フて、化学発色
ステンレス鋼の使用量が増加してきた。
み、またデザインの多様化、高級化に伴フて、化学発色
ステンレス鋼の使用量が増加してきた。
しかし、化学発色ステンレス鋼の膜厚は０．１〜０．３
μｍでアルミ陽極酸化皮膜の２０μｍに比べ、薄く摩耗
により傷付きやすい。 また指紋がつくととれにくい
という問題があった。
μｍでアルミ陽極酸化皮膜の２０μｍに比べ、薄く摩耗
により傷付きやすい。 また指紋がつくととれにくい
という問題があった。
そこで近年では、ドライプロセスによりステンレス鋼基
板上にセラミックスをコーティングした素材が開発され
た。
板上にセラミックスをコーティングした素材が開発され
た。
この方法によればステンレス表面の素地を生かした光沢
度の高いステンレス鋼が得られ、発色物質の選択により
金をはじめ赤色、藍色等の多様な皮膜を得ることができ
る。 また化学発色ステンレス鋼で問題となっていた耐
指紋性はセラミックスをコーティングしであるため解決
した。
度の高いステンレス鋼が得られ、発色物質の選択により
金をはじめ赤色、藍色等の多様な皮膜を得ることができ
る。 また化学発色ステンレス鋼で問題となっていた耐
指紋性はセラミックスをコーティングしであるため解決
した。
しかし、この方法による、例えばステンレス基板上にＴ
ｉＮをコーチイブした素材は膜がポーラスで耐食性に劣
るといった欠点があり、外装用としての厳しい環境には
耐えられない。
ｉＮをコーチイブした素材は膜がポーラスで耐食性に劣
るといった欠点があり、外装用としての厳しい環境には
耐えられない。
外装用としての環境に耐えられるようにイオンブレーテ
ィングの前処理として硝酸電解を行う方法（特開昭６３
−２６８６０号公報）が開発されたが、厳しい大気中の
腐食性物質（ＳＯ２ガス、Ｎｏ２イオン）存在下で使用
するには耐食性が不充分であった。
ィングの前処理として硝酸電解を行う方法（特開昭６３
−２６８６０号公報）が開発されたが、厳しい大気中の
腐食性物質（ＳＯ２ガス、Ｎｏ２イオン）存在下で使用
するには耐食性が不充分であった。
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明は、ステンレス鋼とセラミックスとの密着性が良
く耐食性の良好な処理層を、ステンレス鋼とセラミック
スとの間に生成させることを特徴とするドライプロセス
によるセラミックスコーティングステンレス鋼材および
その製造方法を提供することを目的としている。
く耐食性の良好な処理層を、ステンレス鋼とセラミック
スとの間に生成させることを特徴とするドライプロセス
によるセラミックスコーティングステンレス鋼材および
その製造方法を提供することを目的としている。
く課題を解決するための手段〉
本発明者等は、ドライプロセスによりセラミックスをコ
ーティングする際、不働態皮膜を除去するとともに、全
納の起点となる介在物を溶解し、さらにステンレス鋼材
表面に、基板との密着性の良い処理層を生成することに
より加工性及び耐食性を向上させることを知見し本発明
に至った。
ーティングする際、不働態皮膜を除去するとともに、全
納の起点となる介在物を溶解し、さらにステンレス鋼材
表面に、基板との密着性の良い処理層を生成することに
より加工性及び耐食性を向上させることを知見し本発明
に至った。
すなわち、本発明は、該表面に形成される１０〜２００
人のクロメート層と、 該クロメート層上に形成される０、３〜５μｍのセラミ
ックス層とを有することを特徴とするセラミックコーテ
ィングステンレス鋼材を提供する。
人のクロメート層と、 該クロメート層上に形成される０、３〜５μｍのセラミ
ックス層とを有することを特徴とするセラミックコーテ
ィングステンレス鋼材を提供する。
また、ステンレス鋼材を、クロム酸を主体とするクロメ
ート処理液を用いてクロメート処理し、その後、該ステ
ンレス鋼材を乾燥し、ドライプロセスによりセラミック
コーティング処理することを特徴とするセラミックコー
ティングステンレス鋼材の製造方法を提供する。
ート処理液を用いてクロメート処理し、その後、該ステ
ンレス鋼材を乾燥し、ドライプロセスによりセラミック
コーティング処理することを特徴とするセラミックコー
ティングステンレス鋼材の製造方法を提供する。
本発明者等は、耐食・性、加工性の良好なセラミックス
コーティングステンレス鋼材を得るために種々研究した
結果、ドライプロセスによりセラミックスをコーチイブ
する際、ステンレス鋼材に直接コーティングを行った場
合は耐食性が劣るその理由として、走査電子顕微鏡でみ
るとセラミックスがポーラスに形成されていることがわ
かり、このために耐食性試験（５％ＮａＣ１水溶液を用
いた塩水噴霧試験等）を行った場合、セラミックスの薄
い部分から全納がおこり耐食性が劣ることがわかった。
コーティングステンレス鋼材を得るために種々研究した
結果、ドライプロセスによりセラミックスをコーチイブ
する際、ステンレス鋼材に直接コーティングを行った場
合は耐食性が劣るその理由として、走査電子顕微鏡でみ
るとセラミックスがポーラスに形成されていることがわ
かり、このために耐食性試験（５％ＮａＣ１水溶液を用
いた塩水噴霧試験等）を行った場合、セラミックスの薄
い部分から全納がおこり耐食性が劣ることがわかった。
そこで、セラミックスをコーティングする前処理として
ステンレス鋼とセラミックスとの間に、密着性の良好な
処理層を形成することでステンレス鋼基材とセラミック
スとの密着性を良好にする必要がある。 この処理層を
形成する方法を研究した結果、セラミックスが均一かつ
、平らに形成される前処理法を見い出した。
ステンレス鋼とセラミックスとの間に、密着性の良好な
処理層を形成することでステンレス鋼基材とセラミック
スとの密着性を良好にする必要がある。 この処理層を
形成する方法を研究した結果、セラミックスが均一かつ
、平らに形成される前処理法を見い出した。
以下に本発明の構成を詳細に説明する。
はじめに、第１図に断面図で示す本発明のステンレス鋼
材について説明する。
材について説明する。
本発明は、基板１のステンレス鋼材と、該表面に形成さ
れるクロメート層２と、該クロメート層上にセラミック
層３とを有するセラミックコーティングステンレス鋼材
である。
れるクロメート層２と、該クロメート層上にセラミック
層３とを有するセラミックコーティングステンレス鋼材
である。
（１）ステンレス鋼材としてはオーステナイト系ステン
レス鋼材、フェライト系ステンレス鋼材のどちらも適用
でき、表面仕上げは２Ｂ、（酸洗肌仕上げ）、２Ｄ、Ｂ
Ａ （光輝焼鈍仕上げ）その他いずれのステンレス鋼材
でも適用できる。
レス鋼材、フェライト系ステンレス鋼材のどちらも適用
でき、表面仕上げは２Ｂ、（酸洗肌仕上げ）、２Ｄ、Ｂ
Ａ （光輝焼鈍仕上げ）その他いずれのステンレス鋼材
でも適用できる。
用いる鋼材の形状は特に限定されるものではなく、板材
、ブロック材、異形材等のいずれでもよい。
、ブロック材、異形材等のいずれでもよい。
（２）このステンレス鋼材の片面あるいは両面にセラミ
ックスコーティング層が形成されるのであるが、ステン
レス鋼材表面とセラミックコーティング層との中間に、
第１層を形成するクロメート水酸化物からなるクロメー
ト層を有することが本発明の１つの特徴である。
ックスコーティング層が形成されるのであるが、ステン
レス鋼材表面とセラミックコーティング層との中間に、
第１層を形成するクロメート水酸化物からなるクロメー
ト層を有することが本発明の１つの特徴である。
このクロメート層は、従来公知のクロメート層であれば
いかなるものでもよく、従来公知の方法で形成すること
ができる。
いかなるものでもよく、従来公知の方法で形成すること
ができる。
クロメート層の膜厚は１０〜２００人が必要である。
クロメート層の膜厚が１０人未満でうすければクロメー
ト層が不均一となり、２００人を超えて厚くしても効果
に差がない。
クロメート層の膜厚が１０人未満でうすければクロメー
ト層が不均一となり、２００人を超えて厚くしても効果
に差がない。
（３）第二層を形成するセラミックス層は、ＴｉＮ％Ｔ
ｉｃ、Ｓｔ、Ｎ４ 、ＳｉＣ，ＣｒＮ等のセラミックス
コーティング層であり、好ましくは膜厚は０．３μｍ〜
５μｍとする必要がある。 セラミックス層の膜厚が０
．３μｍ未満で薄ければ耐食性が低下し、５μｍを超え
て厚ければ剥離を生じる場合もあり生産性を低下させる
。
ｉｃ、Ｓｔ、Ｎ４ 、ＳｉＣ，ＣｒＮ等のセラミックス
コーティング層であり、好ましくは膜厚は０．３μｍ〜
５μｍとする必要がある。 セラミックス層の膜厚が０
．３μｍ未満で薄ければ耐食性が低下し、５μｍを超え
て厚ければ剥離を生じる場合もあり生産性を低下させる
。
次に、本発明のステンレス鋼材の製造方法の好適な例に
ついて説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
ついて説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
（１）ステンレス鋼材をクロメート処理液中でクロメー
ト処理し、さらにドライプロセスによりセラミックコー
ティングする。
ト処理し、さらにドライプロセスによりセラミックコー
ティングする。
第１段のクロメート処理の電解液は、クロム酸がうすす
ぎても効果がなく濃すぎても皮膜特性の向上がなく廃液
処理の問題等が生しるため２０ｇ／ｌ〜６００ ｇ／ｊ
２が好ましい。 クロム酸と、共にさらに硫酸、リン酸
、硝酸、モリブテン酸、ケイフッ化ナトリウムのうち１
種若しくは２種以上を各々好ましくは、１１５０ｍｏＪ
Ｚ／Ｊｌ〜１ ／ ２００ｍｏｌ／ＩＬで添加した水溶
液中で陰極電解処理を行うのが好ましい。 電流密度は
Ｏ，ＩＡ 〜２０Ａ／ｄｍ２とするのが望ましい。 電
流密度、０．１Ａ／ｄｍ２未満では、処理効果が少く、
２０ Ａ ／ ｄ ｍ ”超では生成される皮膜表面が
荒れる。
ぎても効果がなく濃すぎても皮膜特性の向上がなく廃液
処理の問題等が生しるため２０ｇ／ｌ〜６００ ｇ／ｊ
２が好ましい。 クロム酸と、共にさらに硫酸、リン酸
、硝酸、モリブテン酸、ケイフッ化ナトリウムのうち１
種若しくは２種以上を各々好ましくは、１１５０ｍｏＪ
Ｚ／Ｊｌ〜１ ／ ２００ｍｏｌ／ＩＬで添加した水溶
液中で陰極電解処理を行うのが好ましい。 電流密度は
Ｏ，ＩＡ 〜２０Ａ／ｄｍ２とするのが望ましい。 電
流密度、０．１Ａ／ｄｍ２未満では、処理効果が少く、
２０ Ａ ／ ｄ ｍ ”超では生成される皮膜表面が
荒れる。
第１段のクロメート処理後、乾燥し、第２段としてドラ
イプロセスによりセラミックスをコーティングする。
ドライプロセスとしてはイオンブレーティング法、ス
パッタリング法、化学蒸着６等のいずれの方法でも適用
できる。
イプロセスによりセラミックスをコーティングする。
ドライプロセスとしてはイオンブレーティング法、ス
パッタリング法、化学蒸着６等のいずれの方法でも適用
できる。
〈実施例〉
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例）
ＳＵＳ ３０４光輝焼鈍材、サンプルサイズ７ＱＸ７
２ｍｍ％板厚０．３ｔのステンレス鋼板を用い実験室的
にクロメート処理を行った後、ドライヤーで乾燥し、イ
オンブレーティング法によりＴｉＮをコーティングした
。
２ｍｍ％板厚０．３ｔのステンレス鋼板を用い実験室的
にクロメート処理を行った後、ドライヤーで乾燥し、イ
オンブレーティング法によりＴｉＮをコーティングした
。
ＴｉＮの形成条件は表１に示す。
クロメート処理条件およびＴｉＮ膜厚、耐食性テスト、
加工性テスト、表面性状等の評価結果を表２にまとめる
。
加工性テスト、表面性状等の評価結果を表２にまとめる
。
（７比較例）
比較として、実施例と同様に行った。 ただしクロメー
ト処理条件の範囲をはずして表２に示す範囲とした（比
較例１．２）。
ト処理条件の範囲をはずして表２に示す範囲とした（比
較例１．２）。
べつに、比較として、ステンレス鋼材上に前処理を行わ
ずに直接セラミックコーティングを行ったもの（比較例
３．４）を作成し、同様に評価し、表２に結果を示した
。
ずに直接セラミックコーティングを行ったもの（比較例
３．４）を作成し、同様に評価し、表２に結果を示した
。
塩水噴露試験および９０°曲げ試験および表面性状観察
を行い、試験方法および結果の評価は、下記のとおりと
した。
を行い、試験方法および結果の評価は、下記のとおりと
した。
＊１）塩水噴ｎ試験 （５０℃、５９４、ＮａＣＪＺ
）評価基準 評価 さびが全面に発生したもの × さびが一部に発生したもの △ さびが全く発生しないもの ○ 中２）９０’曲げ試験 評価基準 評価 外表面に全く変化が起こらないもの Ｏ曲げ部分が白
っぽく変色したもの △曲げ部分に亀裂が生じたも
の Ｘ中３）ろう表面性状 （走査型電子顕微鏡及び目視観察） 評価基準 評 価凹部がなく、
表面が均一であるもの ○凹部はないが、表面が不
均一であるもの △凹部が存在し、表面が不均一
×表 １ 従来法のステンレス鋼上にドライプロセスによりセラミ
ックスを直接コーティングする方法で形成されるセラミ
ックスは、セラミックスがステンレス鋼との密着性が悪
いことにより大変ポーラスであった。 これに比べ本発
明法では、セラミックスコーティングを行う前処理とし
てステンレス鋼上にクロメート層を生成することでステ
ンレス鋼とセラミックス層の密着性を良好にする。 こ
の結果セラミックスが緻密に形成されることで、塩水噴
霧の結果かられかるように耐食性が向上した。 また、
９０°曲げ試験の結果かられかるように加工性が向上し
た。 さらに表面性状も良好であった。
）評価基準 評価 さびが全面に発生したもの × さびが一部に発生したもの △ さびが全く発生しないもの ○ 中２）９０’曲げ試験 評価基準 評価 外表面に全く変化が起こらないもの Ｏ曲げ部分が白
っぽく変色したもの △曲げ部分に亀裂が生じたも
の Ｘ中３）ろう表面性状 （走査型電子顕微鏡及び目視観察） 評価基準 評 価凹部がなく、
表面が均一であるもの ○凹部はないが、表面が不
均一であるもの △凹部が存在し、表面が不均一
×表 １ 従来法のステンレス鋼上にドライプロセスによりセラミ
ックスを直接コーティングする方法で形成されるセラミ
ックスは、セラミックスがステンレス鋼との密着性が悪
いことにより大変ポーラスであった。 これに比べ本発
明法では、セラミックスコーティングを行う前処理とし
てステンレス鋼上にクロメート層を生成することでステ
ンレス鋼とセラミックス層の密着性を良好にする。 こ
の結果セラミックスが緻密に形成されることで、塩水噴
霧の結果かられかるように耐食性が向上した。 また、
９０°曲げ試験の結果かられかるように加工性が向上し
た。 さらに表面性状も良好であった。
鋼は、外装用建築材としても幅広い環境下で使用できる
。
。
第１図は、本発明のセラミックスコーティングステンレ
ス鋼材の１例を示す断面図である。 符号の説明 １・・・基板、 ２・・・クロメート層、 ３・・・セラミック層 〈発明の効果〉
ス鋼材の１例を示す断面図である。 符号の説明 １・・・基板、 ２・・・クロメート層、 ３・・・セラミック層 〈発明の効果〉
Claims (2)
- （１）ステンレス鋼材と、 該表面に形成される１０〜２００Åのクロメート層と、 該クロメート層上に形成される０．３〜５μｍのセラミ
ックス層とを有することを特徴とするセラミックコーテ
ィングステンレス鋼材。 - （２）ステンレス鋼材を、クロム酸を主体とするクロメ
ート処理液を用いてクロメート処理し、その後、該ステ
ンレス鋼材を乾燥し、ドライプロセスによりセラミック
コーティング処理することを特徴とするセラミックコー
ティングステンレス鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33427588A JPH02179886A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33427588A JPH02179886A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179886A true JPH02179886A (ja) | 1990-07-12 |
Family
ID=18275517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33427588A Pending JPH02179886A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02179886A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100102045A1 (en) * | 2007-02-13 | 2010-04-29 | Lasag Ag | Method of cutting parts to be machined using a pulsed laser |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP33427588A patent/JPH02179886A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100102045A1 (en) * | 2007-02-13 | 2010-04-29 | Lasag Ag | Method of cutting parts to be machined using a pulsed laser |
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