JPH024951A - 耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents
耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法Info
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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）
この発明は、耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板
の製造方法に関し、化学薬品容器やケミカルタンカーの
タンクなど耐食性だけでなく断熱性も併せて必要とされ
る部材の製造に適用し゛ζ好適なものである。
の製造方法に関し、化学薬品容器やケミカルタンカーの
タンクなど耐食性だけでなく断熱性も併せて必要とされ
る部材の製造に適用し゛ζ好適なものである。
（従来の技術）
最近、鋼材の表面緒特性の改善法として、溶射被覆技術
が注目を挙びている。すなわちこの溶射法は、手軽に実
施できるだけでなく、セラミックス被膜など通常の被覆
法では密着良い被覆が難しい材料についても比較的容易
に被覆できることから、耐食性や耐摩耗性の向上を目的
として広く利用されている。しかもかくして得られた溶
射被膜は内部に多数の微細気孔を含むことから、断熱性
に冨むという利点もある。
が注目を挙びている。すなわちこの溶射法は、手軽に実
施できるだけでなく、セラミックス被膜など通常の被覆
法では密着良い被覆が難しい材料についても比較的容易
に被覆できることから、耐食性や耐摩耗性の向上を目的
として広く利用されている。しかもかくして得られた溶
射被膜は内部に多数の微細気孔を含むことから、断熱性
に冨むという利点もある。
ところで化学薬品容器やケミカルタンカーのタンクなど
高耐食性と断熱性の両者が必要とされる鋼部材において
も、上記したような利点を活かした溶射技術の好適利用
が考えられている。
高耐食性と断熱性の両者が必要とされる鋼部材において
も、上記したような利点を活かした溶射技術の好適利用
が考えられている。
しかしながら溶射被膜は、その内部に多数の微細気孔を
含有するが故に、厳しい腐食環境下での使用には十分満
足いく程の耐食性が得られないという問題があった。
含有するが故に、厳しい腐食環境下での使用には十分満
足いく程の耐食性が得られないという問題があった。
溶射法を利用した耐食性の改善法としては、たとえば特
開昭４８−２０７３２号および同５７−１７１６５８定
記公報に、構造物の腐食環境に接触する面にＺｎや八！
を溶射被覆する方法が提案されている。
開昭４８−２０７３２号および同５７−１７１６５８定
記公報に、構造物の腐食環境に接触する面にＺｎや八！
を溶射被覆する方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記の方法は、八でやＺｎを利用した被膜
の犠牲陽極作用によって素材の腐食を防止するものであ
り、建材など比較的軽い腐食環境下で使用されるものに
ついてはともかく、化学薬品容器など厳しい腐食環境下
で使用されるものについてはその耐食性は充分とは言え
なかった。
の犠牲陽極作用によって素材の腐食を防止するものであ
り、建材など比較的軽い腐食環境下で使用されるものに
ついてはともかく、化学薬品容器など厳しい腐食環境下
で使用されるものについてはその耐食性は充分とは言え
なかった。
この発明は、上述の現状に鑑みて開発されたもので、溶
射被膜の持つ断熱性を損なうことなしに耐食性を有利に
向上させた表面処理銅板の製造方法を提案することを目
的とする。
射被膜の持つ断熱性を損なうことなしに耐食性を有利に
向上させた表面処理銅板の製造方法を提案することを目
的とする。
（課題を解決するための手段）
すなわちこの発明は、鋼材の表面に、溶射法により、第
１層として高融点セラミックス層を、また第２層として
低融点複合酸化物層を被成したのち、加熱処理を施して
第２層の低融点複合酸化物層を再溶融させることからな
る耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法
である。
１層として高融点セラミックス層を、また第２層として
低融点複合酸化物層を被成したのち、加熱処理を施して
第２層の低融点複合酸化物層を再溶融させることからな
る耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法
である。
（作 用）
この発明において、第１層としてのセラミックス溶射層
は、気孔を含むセラミックスの特長である断熱性を効果
的に発揮することの他、第２層の溶融処理時における割
れやはく離を防止する十でも有利に作用する。
は、気孔を含むセラミックスの特長である断熱性を効果
的に発揮することの他、第２層の溶融処理時における割
れやはく離を防止する十でも有利に作用する。
この第１層の膜厚は１５０〜４００μｍ程度とするのが
好ましい。というのは膜厚が１５０μｍに満たないと溶
融処理後の第２層に割れやはく離を生しやすく、一方４
００ μｍを超えると鋼材と第１層間の密着力が低下し
、時にはく離を生じるからである。
好ましい。というのは膜厚が１５０μｍに満たないと溶
融処理後の第２層に割れやはく離を生しやすく、一方４
００ μｍを超えると鋼材と第１層間の密着力が低下し
、時にはく離を生じるからである。
次に第２層は、被覆後の溶融処理によって無気孔被膜と
するごとにより、気孔を含む溶射第１層の外気との接触
をしゃ断すると共に、酸化物のそなえる高い腐食抵抗性
故に被膜の耐食性向上にも有効に寄与する。
するごとにより、気孔を含む溶射第１層の外気との接触
をしゃ断すると共に、酸化物のそなえる高い腐食抵抗性
故に被膜の耐食性向上にも有効に寄与する。
ここに第２層は、熱処理によって完全に再溶融し無気孔
被膜となるためには、その融点を１４００°Ｃ以下程度
とする必要があるが、かかる融点の低下は酸化物の複合
化によって達成される。かような複合酸化物としては次
の組成が好適である。
被膜となるためには、その融点を１４００°Ｃ以下程度
とする必要があるが、かかる融点の低下は酸化物の複合
化によって達成される。かような複合酸化物としては次
の組成が好適である。
ＳｉＯ□： １８．１％、 ＭｎＯ：４０．１％、
ＦｅＯ：２．８ ％ＣａＯ： ３．３ ％、 Ｍ
ｇＯ：ｏ、ｓ ％、 八１２０３ ： ５．１
％Ｔｉ０ｚ ： ２１．０％、 ＮａｚＯ： ０．１％
、 Ｋ２Ｏ：０．１％、その他Ｆｅ、 Ｐ、 Ｓが
０．２％。
ＦｅＯ：２．８ ％ＣａＯ： ３．３ ％、 Ｍ
ｇＯ：ｏ、ｓ ％、 八１２０３ ： ５．１
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、 Ｋ２Ｏ：０．１％、その他Ｆｅ、 Ｐ、 Ｓが
０．２％。
なお第２層の膜厚は、２０〜１００μｍ程度とするのが
好ましい。というのは２０μｍ未満では均一被覆が難し
く、一方１００ μｍを超えると熱処理によって割れや
はく離が生じ易いからである。
好ましい。というのは２０μｍ未満では均一被覆が難し
く、一方１００ μｍを超えると熱処理によって割れや
はく離が生じ易いからである。
第１図ａ、ｂに、熱処理前後における溶射被膜の断面構
造を示す。
造を示す。
同図より明らかなように、熱処理によって複合酸化物層
３ば再溶融して無気孔層５となるので、多孔質の高融点
セラミックス層２の外気との接触は効果的にしゃ断され
、また複合酸化物層３と高融点セラミックス層２の界面
には反応層４が形成されるので密着性も向上する。
３ば再溶融して無気孔層５となるので、多孔質の高融点
セラミックス層２の外気との接触は効果的にしゃ断され
、また複合酸化物層３と高融点セラミックス層２の界面
には反応層４が形成されるので密着性も向上する。
なおこの発明では、第１層のセラミックス溶射層の密着
性向上のために、結合剤として、母材とセラミックス層
との間にＮｉ−２０％叶などの金属溶射層を被覆するこ
ともできる。
性向上のために、結合剤として、母材とセラミックス層
との間にＮｉ−２０％叶などの金属溶射層を被覆するこ
ともできる。
（実施例）
寸法１０ Ｘ ５０ Ｘ ６０ｍｎ＋のＳＳ ４１の表
面に、まず表１に示す種々の成分組成になる高融点セラ
ミックスを、ついで表２に示す種々の成分組成になる複
合酸化物を表３に示す組合わせでそれぞれ溶射被覆した
。溶射条件は次のとおりである。
面に、まず表１に示す種々の成分組成になる高融点セラ
ミックスを、ついで表２に示す種々の成分組成になる複
合酸化物を表３に示す組合わせでそれぞれ溶射被覆した
。溶射条件は次のとおりである。
・使用ガン：プラズマダイン社製ＳＧ １０００出カニ
４０ｋＷ Ｏプラズマガス：八ｒ又はＨｅ ・溶射距離：１００ｍｍ ついで以下に示す３つの方法のいずれかを用いて、第２
層の再溶融熱処理を行った。
４０ｋＷ Ｏプラズマガス：八ｒ又はＨｅ ・溶射距離：１００ｍｍ ついで以下に示す３つの方法のいずれかを用いて、第２
層の再溶融熱処理を行った。
（１）プラズマ炎
プラズマダイン社製ＳＧ １００ガンを用い、出力＝４
０ｋＷ、プラズマガス：Ａｒ又はＨｅ、溶射距離：２０
ｍｍの条件で実施した。
０ｋＷ、プラズマガス：Ａｒ又はＨｅ、溶射距離：２０
ｍｍの条件で実施した。
（２）レーザー
炭酸ガスレーザー装置を用い、出カニ２ｋＷ、ビーム径
：５ｍｍの条件で行った。
：５ｍｍの条件で行った。
（３）加熱炉
管状電気炉を用い、大気雰囲気中にて１４００°Ｃで均
熱したのち、炉冷し、３００°Ｃ以下で抽出した。
熱したのち、炉冷し、３００°Ｃ以下で抽出した。
かくして得られた２層溶射被覆材の密着性および耐食性
について調べた結果を表３に示す。
について調べた結果を表３に示す。
なお表３には比較のため、従来法に従って種々の被覆を
施した場合についての調査結果も併せて示す。
施した場合についての調査結果も併せて示す。
表 １
表
表
３（つづき）
＊ （ＪＩＳ Ｉｆ−８６［ｉ４）において破断応力
１ ｋｇ／ｍｍ２未満を×、１ ｋｇ／ｍｍ２以上、２
ｋｇ／ｍｍ２未満を△、２ ｋｇ／ｍｍ２以上を○と
した。
１ ｋｇ／ｍｍ２未満を×、１ ｋｇ／ｍｍ２以上、２
ｋｇ／ｍｍ２未満を△、２ ｋｇ／ｍｍ２以上を○と
した。
斡塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ−２３７１） １００時間
において錆発住面積が２０％以上を×、０〜２０％未満
を△、錆の発生無しを○とした。
において錆発住面積が２０％以上を×、０〜２０％未満
を△、錆の発生無しを○とした。
表３より明らかなように、被覆層が複合酸化物単層であ
る比較例１（実験Ｎｏ、２３） 、また２層被覆とはい
え第１層が金属層である比較例２，３（実験Ｎｏ、２４
．２５）はいずれも、熱応力によって密着性が低下し、
また耐食性も十分とはいえなかった。
る比較例１（実験Ｎｏ、２３） 、また２層被覆とはい
え第１層が金属層である比較例２，３（実験Ｎｏ、２４
．２５）はいずれも、熱応力によって密着性が低下し、
また耐食性も十分とはいえなかった。
２層とも高融点セラミックス層とした比較例４５（実験
Ｎｏ、２６．２７） 、また第２層の複合酸化物層を省
略した比較例６（実験Ｎｏ、２８） 、さらに熱処理を
行わなかった比較例７（実験Ｎｏ、２９）はいずれも、
表面にち密化層が得られなかったために、耐食性に劣っ
ていた。
Ｎｏ、２６．２７） 、また第２層の複合酸化物層を省
略した比較例６（実験Ｎｏ、２８） 、さらに熱処理を
行わなかった比較例７（実験Ｎｏ、２９）はいずれも、
表面にち密化層が得られなかったために、耐食性に劣っ
ていた。
比較例８，９（実験Ｎｏ、３０．３１）は、従来溶射で
耐食用として用いられてきたＡＩ、 Ｚｎを被覆した場
合であるが、比較例４〜７同様に良好な耐食性は得られ
なかった。この点Ａ４２溶射後に熱処理を加えた場合（
比較例１０、実験Ｎｏ、３２）は、母材とＡＩとの間の
熱拡散により幾分耐食性は向上したが、それでも十分と
はいえなかった。
耐食用として用いられてきたＡＩ、 Ｚｎを被覆した場
合であるが、比較例４〜７同様に良好な耐食性は得られ
なかった。この点Ａ４２溶射後に熱処理を加えた場合（
比較例１０、実験Ｎｏ、３２）は、母材とＡＩとの間の
熱拡散により幾分耐食性は向上したが、それでも十分と
はいえなかった。
これに対しこの発明に従い得られた適合例１〜２２はい
ずれも、密着性および耐食性とも良好な結果が得られた
。
ずれも、密着性および耐食性とも良好な結果が得られた
。
（発明の効果）
かくしてこの発明によれば、溶射被膜とくにセラミック
ス溶射被膜のもつ優れた断熱性を損なうことなしに、耐
食性および密着性を格段に向」ニさせた表面処理鋼板を
容易に得ることができる。
ス溶射被膜のもつ優れた断熱性を損なうことなしに、耐
食性および密着性を格段に向」ニさせた表面処理鋼板を
容易に得ることができる。
第１図は、熱処理前後における溶射被膜の断面構造を示
した模式図である。
した模式図である。
Claims (1)
- １、鋼材の表面に、溶射法により、第１層として高融点
セラミックス層を、また第２層として低融点複合酸化物
層を被成したのち、加熱処理を施して第２層の低融点複
合酸化物層を再熔融させることを特徴とする耐食性およ
び断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15505188A JPH024951A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15505188A JPH024951A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024951A true JPH024951A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=15597598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15505188A Pending JPH024951A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 耐食性および断熱性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH024951A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02274863A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶射皮膜の処理方法 |
| US10808308B2 (en) * | 2016-06-08 | 2020-10-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, turbine member, and gas turbine |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP15505188A patent/JPH024951A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02274863A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶射皮膜の処理方法 |
| US10808308B2 (en) * | 2016-06-08 | 2020-10-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, turbine member, and gas turbine |
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