JPH0280550A - 耐食性に優れた金属被覆鋼の製造方法 - 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］ 本発明は屋外大気中、特に構造部材の日陰部のような湿
潤環境で、さらには淡水中や海水中などの腐食環境でも
優れた耐食性を示す金属被覆鋼の製造方法に関するもの
である。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］腐食され
易い鋼に耐食性を付与するために、ｚｎ、＾ｌ、　Ｓｎ
、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｐｂなどの金属あるいはこれらの
合金を付着するメツキ法が一般に多用されている。メツ
キ法は薄い膜で均一に付着するため外観性が良く、しか
も耐食性を付与するため、食缶類、家電器具類などに多
く使用されているが、高温・湿潤環境のような腐食環境
ではメツキ膨れを起こし、メツキが剥離する問題があっ
た。このようなことから、耐食性や耐摩耗性などが強く
要求される一般機械、建設、造船、車輌、化学装置など
に使用される鋼業材には特公昭６０−３１８９９号公報
のようにＮｉ基、さらにはチタニャやアルミナを被覆す
る溶射方法の他、Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｎｉ合金などの金属
溶射方法、さらには特公昭６１−２５７７９号公報のよ
うに「金属材料の表面に８．　Ｃ，Ｓｔ、　ＰとＣｒ、
　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｔｉなどを任意に混合するＦｅ、　Ｎ
ｉ、　Ｃｏの一種または二種以上からなる金属基を付着
させ、加熱源を走査して急速溶解后、急速冷却する表面
被覆法、などが広く活用され、中でも金属溶射法が金属
の有用性から広く活用されている。しかしながら溶射方
法は、溶射金属が鋼表面に多くかつ厚く付着されるため
メツキ法に比べて高価であり、かつ溶射金属層が多孔質
のため耐食性が劣る場合がある。しかも、溶射そのもの
の歩留効率も悪いために大型鉄鋼構造物あるいはその一
部の補修に限られて使用されている。

本発明は上記のような問題にかんがみ、溶射方法の歩留
効率を向上し、溶射金属の特性を失わしめず、逆にボイ
ド（空孔）のない均質な金属被覆を有する耐食性に優れ
た鋼板、形鋼、鋼管等各種形状の金属被覆鋼を提供する
ことを目的としたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の要旨は、鋼の表面に該鋼よりも電気化学的に卑
なる金属の溶射層を０　、２ｍｍ〜５．０ｍｍの厚みで
施した溶射被覆鋼、あるいはまた鋼の表面に厚さ０．２
ｍｍ　〜２．５ｍａ＋の下地溶射金属層、さらにその上
に該下地溶射金属よりも電気化学的に卑なる金属の溶射
層を０．１ｍｎ＋〜４．８ｎ＋ｍの厚さでかつ両溶射金
属層の合計厚みが５．０　ｍ＋ｎ以下の積層溶射被覆鋼
を、８５０℃〜該溶射金属の融点以下の温度に加熱し熱
間加工して、鋼表面に厚さ２０μｍ以上の単層の金属被
覆層を有する金属被覆鋼もしくは鋼の表面に積層金属被
覆層すなわち厚さ２０μｍ以上の下地金属被覆層と任意
の厚みの上層金属被覆層を有する金属被覆鋼の製造方法
である。

［作　用］ 以下本発明について詳細に説明する。

転炉、電気炉などの溶解炉あるいはさらに真空脱ガス処
理などを経て溶製された溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊
−分塊法で製造されたスラブ、ビレット、あるいはさら
に圧延、鍛造、押出しなどの熱間加工を受けた中間（粗
）形状の鋼を機械的または化学的に清浄（ブラスト）Ｉ
Ａ埋した後、鋼の表面に該鋼よりも電気化学的に卑なる
金属、例えばＮｉ、Ｃｕ、青銅などの溶射層を施す、電
気化学的に卑なる金属被覆層は鋼との腐食進行を抑制し
耐食性を付与するが、溶射層の厚みが０．２ｍｍ未満の
薄い層では、熱間加工後の鋼表面の金属被覆層厚みが２
０μｍ以下となる場合が生じてピンホールが発生し易く
なり耐食性が損われる。また５、Ｏｎ＋ｍを越える厚い
溶射層は、ハンドリングの際に鋼素地との物理的結合が
壊されて、層間あるいは部分剥離する問題がある。した
がって本発明では鋼よりも電気化学的に卑なる金属の溶
射層の厚みは、耐食性と密着性から０．２■〜５　、　
Ｏｍｍに限定した。

さらに本発明は、スラブ、ビレットあるいは中間形状の
鋼の表面に旧、　５ｔｌＳ３０４．モネルなどの下地溶
射金属層を施す。この下地溶射金属層は上層の溶射金属
層と鋼の短絡を防止するとともに、上層溶射金属に対し
てカソードとなり鋼の腐食を抑制する作用が得られるも
のである。

すなわちその効果は０．２ｍｍ未満の薄い溶射層では熱
間加工後の下地金属被覆層厚みが２０μｍ以下となるケ
ースが生じて、鋼と上層金属被覆の絶縁が不十分となる
箇所で耐食性が損われ、また２、５ｍ＋ａを趙゛える過
剰な溶射層厚では下地と上層の合計厚みの関係から、長
寿命を保障するに必要な上層溶射金属厚みが確保できな
くなる。

したがって本発明においては下地溶射金属層は、その耐
食性向上効果を得るために０．２ｍｍ〜２．５ｍｍの厚
みとし、さらにその上に該下地溶射金属よりも電気化学
的に卑なる金属の溶射層を０．１ｍｍ〜４．８ｍｍの厚
さで施す。このように電位の異なる溶射金属層を積層す
ることによって、熱間加工後の積層金属被覆層は、下地
被覆層がカソード、上層被覆層がアノードとなることに
より下地被覆層の腐食が抑制されて鋼の腐食は防止され
る。しかし、このような腐食効果は上層溶射金属層の厚
みが０．１ｍｍ未満の薄い層では熱間加工後の積層金属
被覆の上層被覆が腐食により早期に消耗して、アノード
としての犠牲効果が持続しないために不十分となる。ま
た積層溶射金属層の合計厚みは、ハンドリング等の際の
落下、衝撃による！Ｕ　囚対策上から５．０ＩＩＩｍ以
下とした。

しかし、上記のように溶射された溶射金属被覆鋼を、望
ましくは薄板被せや酸化防止塗料などによる酸化防止対
策を施して、８５０℃〜溶射金属の融点以下の温度に加
熱して圧延、鍛造、押出しなどの熱間加工を施して各種
の形状に成形する。この時の加熱温度は、８５０℃以下
では鋼の熱間加工が困難になること、また溶射金属の融
点を越える過剰な温度では溶射金属被覆が半溶融状態と
なって、熱間加工による均質、かつ均一な金属被覆層の
形成が不可能となることを考慮して規定した。

上記のような本発明法で製造された金属被覆鋼は、単層
被覆の場合には鋼（カソード）と被覆（アノード）の間
の防食作用効果、積層被覆の場合には下地被覆（カソー
ド）と上層被覆（アノード）の間の防食作用効果の発生
により、耐食性の優れたものが得られる。

［実施例］ 次に本発明の実施例についてのべる。

第１表の記号Ａは単層の金属被覆を有する場合の比較鋼
であるが、母材が５ＵＳ４１０のため、Ｃｕ被覆に切吹
き（キズ）がある場合には、母材はアノードとなって腐
食される。これに対して記号Ｃ〜Ｆの４　ｆｌ類はＣｕ
およびＣｕ合金の下地金属被覆層よりも電気化学的に責
な母材鋼を用いているため、被覆層に切吹きがあっても
母材鋼は腐食されず、優れた耐食性を発揮する。

また記号Ｂは積層金属被覆を有する場合の比較鋼である
が、この場合は下地層、上層のいずれの金属被覆も、そ
の厚みが２０μｍ以下のためピンホールが原因の腐食が
発生し、母材鋼と上層が短絡するために母材鋼の腐食が
生じる。これに対して記号Ｇ−Ｌは下地層の金属被覆層
の厚みを２０μｍ以上としたため、上層の金属被覆厚み
が２０μｍ以下（記号Ｇ）でも耐食性良好であり、当然
ながら上層に切吹きを入れたものも下地層に対する、上
層の犠牲効果により母材の腐食はまったく生じなかった
。これらの積層タイプの金属被覆鋼は、下地層と上層の
いずれも、それ自身が高耐食性金属であるため、ガルバ
ニック作用による腐食電流も小さい、したがって、アノ
ードとなる上層金属被覆層に欠陥が生じた場合でも、そ
の腐食速度は極めて小さく長寿命の高耐食性鋼である。

記号Ｍは母材に５ＵＳ３０４を用いた積層金属被覆鋼で
、仮に下地層のＮＬ被被覆防食機能を失った場合でも、
母材がカソードとなって高耐食性を発揮する。このタイ
プの積層金属被覆鋼は、母材が普通炭素鋼のものに比べ
て端面からの発錆がないために端面シールが不要となる
点でも有効である。

さらに記号Ｎは下地層と上層の間に中間層としてアルミ
青銅を押入した、積層金属被覆鋼の特殊なケースである
。このタイプは軟らかい上層（Ｃｕ）にキズがついても
硬い中間層（アルミ青銅）でとどめて、防食機能の低下
を阻止したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼の表面に該鋼よりも電気化学的に卑なる金属の溶
   射層を０．２ｍｍ〜５．０ｍｍの厚みで施した溶射被覆
   鋼を８５０℃〜該溶射金属の融点以下の温度に加熱し、
   熱間加工して鋼表面に厚さ２０μｍ以上の卑金属被覆層
   を形成させることを特徴とする、耐食性に優れた金属被
   覆鋼の製造方法。 ２、鋼の表面に厚さ０．２〜２．５ｍｍの溶射金属下地
   層、さらにその上に該溶射金属下地層 よりも電気化学的に卑なる金属の溶射層を０．１ｍｍ〜
   ４．８ｍｍの厚さで、かつ両溶射層の合計厚みが５．０
   ｍｍ以下の積層溶射被覆鋼を、８５０℃〜溶射金属の融
   点以下の温度に加熱し、熱間加工して鋼表面に厚さ２０
   μｍ以上の下地金属被覆層を有する積層金属被覆層を形
   成させることを特徴といる耐食性に優れた金属被覆鋼の
   製造方法。