JPH03285082A - 高温耐食性に優れた酸化物ポリマー皮膜を有するステンレス鋼板およびその製造方法 - 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） 本発明は高温度においても優れた耐熱性と耐食性を発揮
するステンレス鋼板の製造方法に関する。

（従来技術） ステンレス鋼板は耐熱性に優れているので、従来より、
暖房器具などの燃焼部品、自動車などの排気系材料、厨
房器具の発熱体などに使用されている。しかし、近年、
これらの使用環境はますます苛酷になってきており、耐
久性の点でステンレス鋼板でも、充分とは言えない状態
になっている。

従来、ステンレス鋼板の耐熱性、耐食性を向上させる方
法としては、鋼板上にホーロー皮膜や無機酸化物皮膜を
形成する方法が適用され、一部使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前者のホーロー皮膜の場合、厚膜であるため、
加工性に乏しく、加工の際、クラックが発生しやすい。

クラックが発生すると、耐熱性、耐食性向上効果が低下
する。

また、後者の無機酸化物皮膜の場合、金属アルコキシド
のゾル溶液を基板にコーティングして、加熱することに
より、ゲル膜を経て、無機酸化物皮膜を得る、いわゆる
ゾル−ゲル法が用いられる。

しかし、この場合、Ａ１．　Ｔｉ、　Ｚｒのアルコキシ
ドは加水分解速度が非常に早いため、これらのアルコキ
シドのアルコール溶液を用いて大気中でコーティングす
ると、大気中の水と反応して、水酸化物あるいは酸化物
を形成し、白濁した膜となり良好な膜質の皮膜を得るこ
とができない、一方、Ｓｉの場合は、大気中でも透明で
均質な膜が作製できるが、Ａｌ２Ｏ，、ＴｉＯ□あるい
はＺｒＯ２に比べると耐熱性が乏しいため、厚膜にしな
いと耐熱性を向上させる効果が認められにくいという問
題がある。しかし、厚膜にすると、膜内体の加工性が低
下すると言う問題を発生する。

そこで、薄膜でも優れた加工性、耐熱性が期待できるＡ
ｌ２Ｏ，を主成分にした膜を大気中で安定して作製でき
る方法が必要であった。

（発明の構成） 本発明は、Ａ１のアルコキシドとＳｉ、　Ｔｉ、　Ｚｒ
のアルコキシドの１種以上を、合計０．１重量％以上含
有し、更に、Ａ１．　Ｔｉ、　Ｚｒのアルコキシドに対
して、モル比で１＝１〜１：３のβ−ジケトン型のキレ
ート化剤を含有するアルコール溶液をステンレス鋼板上
に塗布して２００℃以上で加熱し、溶液中に含まれる金
属の酸化物ポリマー皮膜を形成することにより、高温耐
食性に優れたステンレス鋼板を提供する。

本発明はフェライト系、オーステナイト系、マルテンサ
イト系等すべてのステンレス鋼に適用される。

本発明で、　β−ジケトン型のキレート化剤を添加する
のは、Ａｌ、Ｔｉ、　Ｚｒのアルコキシドと錯体を形成
させて、これらアルコキシドを安定化させるためである
。

キレート化剤と錯体を形成したアルコキシドは非常に安
定で、大気中でも容易に透明で均質な膜を形成すること
ができる。なお、その添加量を、Ａ１、Ｔｉ、　Ｚｒの
アルコキシドに対して、モル比で、１：１〜１：３にし
たのは１等モル未満では、アルコキシドの一部が、錯体
を形成できないため、大気中での安定性が不充分で、膜
が部分的に白濁する。

また、添加量がＡ１．　Ｔｉ、Ｚｒのアルコキシドに対
してモル比で３倍より多く添加すると、錯体を形成した
アルコキシドのアルコールへの溶解度が著しく低下する
ので好ましくないからである。

上記元素のアルコキシドとしては、メトキシド、エトキ
シド、インプロポキシド、５ｅｅ−ブトキシドなどを使
用される。

β−ジケトン型のキレート化剤としては、　アセチルア
セトン、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、マロン
酸ジエチルなどを用いることができる。

溶媒には、これらの有機金属化合物を溶解するものなら
何でも使用することができるが、少なくとも部分的に水
と相溶するもの、例えば、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコールなどの低級アルコール、メチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブなどが好ましい。

また、溶液中には、アルコキシドの加水分解を促進する
ために、水や酸触媒を添加することも可能である。

溶液のステンレス鋼板への塗布は、浸漬引き上げ法、ス
プレー法、スピン法、ロールコート法を適用することが
望ましい。

鋼板への塗布後の溶液加熱温度を２００℃以上としたの
は、２００℃未満であるとアルコキシドの脱水縮合反応
が完全に進行しないので、完全な金属酸化物皮膜を形成
することができないためである。

塗布量は、乾燥後の皮膜厚が、０．０１＜以上、好まし
くは、０．０１〜０．５≦どなるようにする。０．０１
≦未満であると、高温耐食性が劣り、０．５≦より厚く
すると、可撓性が低下し、クラックや剥離が生しやすく
なる。

ＡＩのアルコキシドを他の金属アルコキシドに対して、
モル比で等モル以上添加することが望ましい。その理由
は、Ａｌ□０．は、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２に比べて。

結晶化温度が高いため、得られる金属酸化物皮膜中のＡ
１□０１組成が、５０ｓｏ１％以上になると、とくに、
耐熱性が向上し、高温下でも、ステンレス基板の優れた
光沢を保持することができるためである。

（発明の具体的開示） 実施例 板厚０．４ｍ　（７）　ステ’、／　Ｌ／　Ｘ鋼板（Ｓ
ＵＳ３０４．５ＵＳ４３０）をアセトン中で、１５分間
超音波脱脂した後、表１の左側に示す組成の金属アルコ
キシドのイソプロピルアルコール溶液に浸漬し、３閣八
ｅｃの一定速度で引き上げ、均一に塗布した。そして、
塗布後、これらの鋼板を３５０℃の電気炉中に３分間入
れ。

膜厚約０．０５≦の酸化物ポリマー皮膜を形成した。

表１の右側に酸化物被覆したステンレス鋼板の耐熱性、
加熱後の耐食性を示す。

なお、試験条件は、以下に示すとおりである。

（１）耐熱性 電気炉中で８００℃で、２４時間加熱し、加熱前後の重
量変化と加熱後の光沢保持率（％）（＝加熱後の光沢／
加熱前の光沢）を測定し、耐熱性良否を評価した。

（２）加熱後の耐食性 電気炉中で８００℃で、２４時間加熱し、その後ＪＩＳ
Ｚ　２３７１による塩水噴霧試験を１２０時間実施し、
赤錆発生率（％）を評価した。

その結果１表１に示すように、Ａｌ、０．を主成分とし
た酸化物ポリマー皮膜を形成すると、耐熱性、加熱後の
耐食性ともに非常に向上する。とくに。

Ａ１□０．・ＺｒＯ□系簿膜を形成すると、ステンレス
基板が有する光沢を加熱後も非常に保持する。

（発明の効果） 以上述べたように１本発明の方法は、　β−ジケトン型
のキレート化剤で安定化したＡｌとＺｒ、　Ｔｉおよび
Ｓｉのアルコキシドを添加したアルコール溶液を塗布し
て、加熱するだけであるので、処理は簡単である。また
、キレート化剤で安定化しているため、大気中でも、透
明で均質な薄膜を再現性よく作製することができる。ま
た、これらの膜は、薄膜で優れた耐熱性と耐食性を発揮
することができるため、加工性も優れている。また、得
られた鋼板は、耐熱性・高温耐食性が、非常に優れてい
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．その表面に、Ａｌ酸化物とＳｉ、ＴｉまたはＺｒの
   １種以上の酸化物からなるポリマー皮膜を有する高温耐
   食性に優れたステンレス鋼板。
2. ２．Ａｌのアルコキシドと、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒのアルコ
   キシドの１種以上とを、合計０．１重量％以上含有し、
   さらに、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒのアルコキシドに対して、モ
   ル比で、１：１〜１：３のβ−ジケトン型のキレート化
   剤を含有するアルコール溶液を塗布して、２００℃以上
   で加熱することにより、溶液中に含まれる金属の酸化物
   ポリマー皮膜をステンレス鋼板上に形成することからな
   る高温耐食性に優れたステンレス鋼板の製造方法。