JPH0375353A - Production of al-containing stainless steel foil - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、箔又は極薄の板、若しくは、それに非常に近
い板厚のステンレス鋼に、ｌを２次的に添加するＡｌを
含有したステンレス鋼箔の製造方法、および、この方法
により得られるＡｌ、を含有したステンレス鋼箔に関す
る。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is a foil or an ultra-thin plate, or a stainless steel having a thickness very close to that, containing Al, which is a secondary addition of l. The present invention relates to a method for producing stainless steel foil, and a stainless steel foil containing Al obtained by this method.
（従来の技術）
一般に、フェライトステンレス鋼において、Ａｌ、含有
量の増加と共に耐酸化性が向上すること、また、オース
テナイトステンレス鋼においても、表面にＡｌ、０．の
酸化皮膜を生成させることが可能なＡ［量を添加するこ
とにより耐酸化性が向上することが知られている。(Prior Art) Generally, in ferritic stainless steel, oxidation resistance improves as the Al content increases, and also in austenitic stainless steel, Al on the surface. It is known that oxidation resistance is improved by adding an amount of A capable of forming an oxide film.
そして、ステンレス鋼中にＡｌを含有させる従来の技術
としては、合金成分中にｉを添加する溶製法、及び、溶
融ｉめっきあるいは冷間圧着圧延法により、Ａ１合金層
又はｉ層をステンレス鋼表面に形成した後、熱処理によ
り鋼中へＡｌを拡散させる方法の２種類に大別できる。Conventional techniques for incorporating Al into stainless steel include a melting method in which i is added to the alloy component, and a hot-dip i plating or cold compression rolling method to form an A1 alloy layer or an i layer on the surface of the stainless steel. There are two types of methods: one method involves forming aluminum into steel and then diffusing Al into the steel through heat treatment.
前者の場合、即ち、溶製法により、合金成分中にｌを添
加する方法においては、多量にＡ［を添加する場合、フ
ェライト系ステンレス鋼では材質の脆化、オーステナイ
ト系ステンレス鋼では熱間加工性劣化等の製造上の問題
があり、製品は高価なものとなる。又、この方法により
、ｉを添加する場合、ステンレス鋼表面と内部とのＡｌ
濃度が違う濃度傾斜合金とすることは困難である。In the former case, that is, in the method of adding L to the alloy components by ingot manufacturing, if a large amount of A is added, the material becomes brittle in ferritic stainless steel, and hot workability in austenitic stainless steel. There are manufacturing problems such as deterioration, making the product expensive. In addition, when adding i by this method, Al between the stainless steel surface and the inside is
It is difficult to create concentration-graded alloys with different concentrations.
後者の場合は、溶融Ａｌめつき或いは冷間圧着圧延法に
よって、極く薄いＡｌ合金層又は１１層の厚みを付与す
ることが困難である。特に、冷間圧延の場合、密着強度
を大とするために、一定量以上の圧下刃、圧延率を要す
るが、素材及びＡｌ層が極く薄い場合には、この要件を
満たすことが困難となる。従って、例えば０．Ｉｎ＋ｍ
厚の薄帯に数ミクロンのｉ合金層又は１１層を形成する
ことは非常に難く、溶融Ａｌめっき或いは冷間圧着圧延
法によって、ｌを含有したステンレス鋼箔を大量に生産
することは困難である。In the latter case, it is difficult to provide an extremely thin Al alloy layer or a thickness of 11 layers by hot-dip Al plating or cold compression rolling. In particular, in the case of cold rolling, in order to increase adhesion strength, a reduction blade of a certain amount or more and a rolling rate are required, but if the material and Al layer are extremely thin, it may be difficult to meet this requirement. Become. Therefore, for example 0. In+m
It is very difficult to form an I-alloy layer or 11 layer of several microns in a thick ribbon, and it is difficult to mass-produce l-containing stainless steel foil by hot-dip Al plating or cold compression rolling. be.
（発明が解決しようとする課題）
本発明者等は、上記の問題点を解決すべく種々検討した
結果、金属ワイヤーを介してｉめつきを行なう所謂メカ
ニカルプレーティング法によってステンレス鋼箔表面に
、Ａｌを所定量被覆した後、真空中もしくは非酸化性ガ
ス雰囲気中で拡散熱処理を行なうことによって、ステン
レス鋼中のｉ濃度を容易に制御できることを見出し、本
発明を完成するに至ったもので、本発明の目的は、箔又
は極薄の板、若しくは、それに非常に近い板厚のステン
レス鋼に、ｌを２次的に添加するｌを含有したステンレ
ス鋼箔の製造方法、および、この方法により得られるｉ
を含有したステンレス鋼を提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) As a result of various studies in order to solve the above problems, the present inventors have found that the surface of stainless steel foil can be coated using a so-called mechanical plating method in which I-plating is performed through a metal wire. We discovered that the i concentration in stainless steel can be easily controlled by coating it with a predetermined amount of Al and then performing a diffusion heat treatment in a vacuum or non-oxidizing gas atmosphere, which led us to complete the present invention. The object of the present invention is to provide a method for producing a stainless steel foil containing 1, in which 1 is added secondarily to a stainless steel foil or an ultra-thin plate, or to a stainless steel sheet having a thickness very close to that, and by this method. i obtained
The objective is to provide stainless steel containing the following.
（課題を解決するための手段）
本発明の要旨は、金属ワイヤーブラシの先端にあるＡ（
の微小部分を、ステンレス鋼箔表面に接触摩擦させて該
ステンレス鋼箔表面に機械的にプレーティングし、得ら
れたｌ被覆層を有するステンレス鋼箔を、真空中もしく
は非酸化性雰囲気中で拡散熱処理を行なうことを特徴と
するＡｌを含有するステンレス鋼箔の製造方法である。(Means for Solving the Problem) The gist of the present invention is that the A (
mechanically plated on the surface of the stainless steel foil by rubbing a minute portion of the stainless steel foil in contact with the surface, and the stainless steel foil having the obtained l coating layer was diffused in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere. This is a method for producing stainless steel foil containing Al, which is characterized by carrying out heat treatment.
即ち、本発明の方法では、従来の溶融Ａｌめつきあるい
は冷間圧着圧延法によって、ｌ被覆層を設けるのと異な
り、金属ワイヤーブラシを介して、Ａｌ被覆層を設ける
ために、Ａｌ被覆量を、例えば０．１％以上２０％以下
の濃度範囲のような極く少量とすることができ、従って
、ステンレス鋼箔中のＡｌ濃度をも制御できるのである
。That is, in the method of the present invention, unlike the conventional method of providing the l coating layer by molten Al plating or cold compression rolling, the Al coating amount is reduced by using a metal wire brush to form the Al coating layer. For example, the Al concentration in the stainless steel foil can be controlled in a very small amount, such as in the concentration range of 0.1% or more and 20% or less.
本発明について更に詳細に述べる。The present invention will be described in further detail.
本発明で使用するステンレス鋼は、特に限定されるもの
ではないが、５ＵＳ３０４．５ＵＳ３１０．５ＵＳ４３
０．５ＵＳ４１０．１８Ｃｒ−３Ａｆｉ等である。そし
て、本発明ではＡｆｉの熱拡散を容易にするために箔又
は極薄の板、若しくは、それに非常に近い板厚のステン
レス鋼を使用するもので、その厚さは、Ａｌ含有ステン
レス鋼の使用目的によって異なるが、一般に０．１ｍｍ
以下のものである。Stainless steel used in the present invention is not particularly limited, but may be 5US304.5US310.5US43.
0.5US410.18Cr-3Afi, etc. In the present invention, in order to facilitate the heat diffusion of Afi, a foil or an ultra-thin plate, or a stainless steel plate with a thickness very close to that, is used. Varies depending on purpose, but generally 0.1mm
These are as follows.
本発明において、ｔＱ被被覆設ける手段は、本発明者等
により、先に特願昭６１−１０７７６４号（特開昭６２
−２６７４８０号）及び特願昭６２−３２１３４５号（
特開平１−１６２７８１号）によって提案された所謂メ
カニカルプレーティング法である。In the present invention, the means for providing the tQ coating was previously disclosed in Japanese Patent Application No. 61-107764 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-107) by the present inventors.
-267480) and Japanese Patent Application No. 62-321345 (
This is the so-called mechanical plating method proposed by Japanese Patent Application Laid-open No. 1-162781).
即ち、この方法は、メツキ金属からなるワイヤーブラシ
、若しくは、金属ブラシをメツキ金属ブロックに接触摩
擦させてメツキ金属の微小部分を剥ぎ取り、その先端に
メツキ金属を有する金属ブラシを、常温大気中で、被メ
ツキ材料に接触摩擦させて、被メツキ材料表面を機械的
にメツキする方法である。That is, in this method, a wire brush made of plating metal or a metal brush is rubbed against a plating metal block to peel off minute portions of the plating metal, and the metal brush having the plating metal at the tip is exposed to air at room temperature. This is a method of mechanically plating the surface of the material to be plated by applying contact friction to the material to be plated.
従って、本発明において、金属ワイヤーブラシの先端に
あるｌＩの微小部分とは、ｉワイヤーよりなるブラシで
も、或は、ＡＭブロックより剥ぎ取ったＡｌの微小部分
を有する金属ワイヤーブラシの何れでも良く、本願発明
では、これらの金属ワイヤーブラシを介してステンレス
鋼箔表面に、ｉをメツキするのである。この方法によれ
ば、Ａｌの連続メツキが可能である。そして、メツキ時
にはメツキ金属と被メツキ材料との間では、金属間化合
物が形成されず、且つ、数ミクロンのｌ膜厚を付与及び
制御できる。Therefore, in the present invention, the minute portion of lI at the tip of the metal wire brush may be either a brush made of i-wire or a metal wire brush having a minute portion of Al stripped from the AM block. In the present invention, the i is plated on the surface of the stainless steel foil using these metal wire brushes. According to this method, continuous plating of Al is possible. During plating, intermetallic compounds are not formed between the plating metal and the material to be plated, and a film thickness of several microns can be provided and controlled.
ｌメツキの場合には、金属ブラシとして、Ａｌより硬い
か、或いは同等の硬さの金属よりなるワイヤー、例えば
ステンレスワイヤー若しくは硬鋼線を多数植え込んだ円
筒状ワイヤーブラシを使用することが好ましい。In the case of plating, it is preferable to use a cylindrical wire brush in which a large number of wires made of a metal harder than or equivalent to Al, such as stainless steel wire or hard steel wire, are implanted as the metal brush.
本発明におけるメカニカルプレーティング方法の実施態
様の一例を第１図に示す。第１図において、ｌは金属ブ
ラシ、２は金属ブラシを形成する金属線（ステンレス線
或いは硬鋼線等）、３は金属線を植え込む支持筒、４は
円柱状のｉブロック、５はエンドレスベルト研磨機、６
は被メツキ材（ステンレス鋼箔）、７は形成されたＡｌ
メツキ層、８はコンタクトロールを示す。金属ブラシｌ
を高速回転させ、金属線２の先端をＡｌブロック４及び
被メツキ材６に接触させることにより、ｌメツキ層７を
得ることができる。また、Ａｌブロック４とエンドレス
ベルト研磨機５を接触させることにより、金属ブラシｌ
で摩耗を受けたｌブロック４の表面を研磨して再生する
ことができる。An example of an embodiment of the mechanical plating method according to the present invention is shown in FIG. In Fig. 1, l is a metal brush, 2 is a metal wire (stainless wire or hard steel wire, etc.) forming the metal brush, 3 is a support tube into which the metal wire is implanted, 4 is a cylindrical i-block, and 5 is an endless belt. Polishing machine, 6
is the material to be plated (stainless steel foil), 7 is the formed Al
The plating layer 8 indicates a contact roll. metal brush l
By rotating the metal wire 2 at high speed and bringing the tip of the metal wire 2 into contact with the Al block 4 and the material to be plated 6, the l-plated layer 7 can be obtained. Also, by bringing the Al block 4 into contact with the endless belt polishing machine 5, the metal brush l
The surface of the l block 4 that has been worn out can be polished and regenerated.
このメカニカルプレーティング方法により、ステンレス
鋼箔表面にＡＭ被被覆施したものを拡散熱処理に供する
わけであるが、箔表面にｉ被覆後拡散熱処理を施しても
、或いはＡＰ被覆後、冷間圧延してから拡散熱処理を施
しても良い。With this mechanical plating method, the stainless steel foil surface is coated with AM and subjected to diffusion heat treatment. After that, diffusion heat treatment may be performed.
拡散熱処理温度としては、５００〜１２００℃の温度範
囲が好ましい。即ち、５００℃未満ではＡｌの鋼中への
拡散に時間がかかり、所定のＡｌ拡散量を得ることが困
難であり、又、１２００℃を超えると結晶粒粗大化の危
険性がある。The diffusion heat treatment temperature is preferably in the range of 500 to 1200°C. That is, if the temperature is lower than 500°C, it takes time for Al to diffuse into the steel, making it difficult to obtain a predetermined amount of Al diffusion, and if the temperature exceeds 1200°C, there is a risk of grain coarsening.
熱処理時間は高温になるほど短時間で良く通常３０秒〜
１０時間で又、熱処理雰囲気は表面酸化を防止する上で
真空中もしくは非酸化性ガスが良い。The heat treatment time should be shorter as the temperature gets higher, usually 30 seconds or more.
For 10 hours, the heat treatment atmosphere is preferably vacuum or non-oxidizing gas in order to prevent surface oxidation.
Ａｌ被覆量と被メツキ材の板の板厚によりｌ濃度が決定
される。Ａｌ被覆量と被メツキ材の板厚及びｌ濃度の関
係を第２図に示す。Ａｌを所定量以上被覆すると、Ａｌ
濃度の制御が難しくなり、更にステンレス鋼表面に金属
間化合物が形成し、加工性が著しく損なわれたりするの
で、ｉ被覆量は正確に制御しなければならない。The l concentration is determined by the Al coating amount and the thickness of the plate to be plated. Figure 2 shows the relationship between the amount of Al covered, the thickness of the material to be plated, and the l concentration. When Al is coated to a predetermined amount or more, Al
It is difficult to control the concentration, and furthermore, intermetallic compounds are formed on the stainless steel surface, significantly impairing workability, so the amount of i coating must be accurately controlled.
（作用）
本発明は、Ａｌ、被覆を行なう手段として前述の所謂メ
カニカルプレーティング法を用いるため、ステンレス鋼
の薄帯或いは箔状の帯表面にミクロンメーターの単位で
ＬＱ層の厚さを被覆することが可能である。Ａｌ被被覆
行なったあとに拡散熱処理を施すわけであるが、Ａｌ層
の厚さをミクロンメーターの単位で被覆しであるので、
鋼中のＡｌ量を正確にコントロールすることが可能であ
り、且つ、被覆時表面に脆弱な化合物を形成させること
なく被覆したＡｌを全て鋼中に拡散させることができる
。(Function) Since the present invention uses the so-called mechanical plating method described above as a means for coating with Al, the surface of a thin strip or foil-like strip of stainless steel is coated with a thickness of LQ layer in units of micrometers. Is possible. Diffusion heat treatment is performed after Al coating, but since the thickness of the Al layer is measured in micrometers,
It is possible to accurately control the amount of Al in the steel, and all of the coated Al can be diffused into the steel without forming brittle compounds on the surface during coating.
拡散熱処理により被覆したｌＩと基質中の金属が相互拡
散し、第１段階でＡｆｆの化合物層を形成する。更に、
拡散の状態が進むとｌの鋼内部への拡散が進行し、それ
まで化合物を形成していた層のＡα濃度が低下し、もは
や化合物としては存在し得なくなり、ｌ濃度が高いフェ
ライト相となる。この段階において基質がフェライト系
ステンレス鋼であると表面と内部でｌ濃度が異なる濃度
傾斜合金となる。基質がオーステナイト系ステンレス鋼
であると、オーステナイトステンレス鋼表面にフェライ
ト相が存在するステンレス鋼となる。この段階より更に
拡散状態が進むと、鋼中に均一にＡｌが分布したオース
テナイトステンレス鋼となる。By the diffusion heat treatment, the coated lI and the metal in the substrate interdiffuse to form an Aff compound layer in the first step. Furthermore,
As the state of diffusion progresses, the diffusion of l into the steel progresses, and the Aα concentration in the layer that had previously formed a compound decreases, so that it can no longer exist as a compound and becomes a ferrite phase with a high l concentration. . At this stage, if the substrate is ferritic stainless steel, it becomes a concentration-graded alloy with different l concentrations on the surface and inside. When the substrate is an austenitic stainless steel, the stainless steel has a ferrite phase on the surface of the austenitic stainless steel. When the diffusion state progresses further from this stage, the steel becomes an austenitic stainless steel in which Al is uniformly distributed throughout the steel.
各段階の板断面のラインスキャン結果を第３図に示す、
第３図において、（ａ）は表面に金属間化合物が形成さ
れたことを示し、（ｂ）は厚さ方向についてＡｌ濃度に
傾斜のある合金であることを示し、（ｃ）はＡＡが均一
に分布した状態を示す。Figure 3 shows the line scan results of the plate cross section at each stage.
In Figure 3, (a) shows that an intermetallic compound is formed on the surface, (b) shows that the alloy has a gradient in Al concentration in the thickness direction, and (c) shows that AA is uniform. This shows the state of distribution.
本発明は、目的に応じて各段階のステンレス鋼箔を製造
することが可能である。According to the present invention, stainless steel foil can be manufactured at each stage depending on the purpose.
以下、本発明の実施例をもって、更に具体的に説明する
が、本発明は、これら実施例に限定されるものではない
。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例
被メツキ材料として、実質的にｌを含まない５ＵＳ４３
０．５ＵＳ４０９Ｌ、 ５ＵＳ３０４及び低１含有フエ
ライトステンレス鋼である１８Ｃｒ−３Ａ Ｑ鋼を用い
た。Example material to be plated: 5US43 which does not substantially contain l
0.5US409L, 5US304, and 18Cr-3AQ steel, which is a low 1 content ferrite stainless steel, were used.
Ａｌ被被覆有するステンレス鋼箔を得る手段として、第
１図に示したメカニカルプレーティング法を用いた。具
体的には、直径０．１８＋ｎｍφの５ＵＳ３０４Ｈ線を
多数植え込んだ外径２５０ｍｍの金属ブラシｌを回転数
２５０Ｏｒｐｍで高速回転させながら、Ａｌブロック４
（径１５０＋ｎｎ＋φの丸棒）及び移動する被メツキ材
へ接触摩擦させてＡｌメツキを行なった。メツキは上記
４種の被メツキ材料の両面について行なった。The mechanical plating method shown in FIG. 1 was used as a means to obtain a stainless steel foil coated with Al. Specifically, while rotating a metal brush l with an outer diameter of 250 mm in which many 5US304H wires with a diameter of 0.18+nmφ were implanted at a high speed of 250 rpm, the Al block 4 was
(A round bar with a diameter of 150+nn+φ) and a moving material to be plated were subjected to contact friction to perform Al plating. Plating was carried out on both sides of the above four types of materials to be plated.
ついで得られたＡｌ被被覆有するステンレス鋼箔を拡散
熱処理を行なった。The resulting Al-coated stainless steel foil was then subjected to diffusion heat treatment.
各々の材料について、メッキ厚（片面）、拡散熱処理条
件及び処理後の鋼中ｉ濃度を第１表に示す。Table 1 shows the plating thickness (one side), diffusion heat treatment conditions, and i concentration in the steel after treatment for each material.
（以下余白）
（発明の効果）
以上述べたように、本発明は、極めて薄い板の状態でＡ
ｌを添加し、ｌを含有したステンレス鋼箔を製造するの
で、従来使用されている高Ａｌ含有ステンレス鋼箔の場
合に比して、大量生産が可能である。(Hereinafter, blank space) (Effects of the invention) As described above, the present invention allows A
Since 1 is added to produce a stainless steel foil containing 1, mass production is possible compared to the conventionally used high Al-containing stainless steel foil.
更に、拡散熱処理を種々の条件で行なうことにより、鋼
表面と内部とのＡｌ濃度が違う濃度傾斜合金とすること
も可能である。Furthermore, by carrying out diffusion heat treatment under various conditions, it is possible to obtain a concentration-graded alloy in which the Al concentration on the surface of the steel is different from that inside the steel.
第１図は、本発明で用いられるメカニカルプレーティン
グ法の説明図である。第２図は、Ａｌ被覆量と被メツキ
材の板厚およびＡｌ濃度の関係を示した図である。第３
ａ〜第３ｃ図は、本発明の方法により種々の条件で拡散
熱処理したフェライトステンレス鋼箔のＥＰＭＡによる
断面のラインスキャン結果である。
ｌ・・・金属ブラシ ２・・・金属線 ３・・・ワイヤ
支持筒４・・・ｉブロック ５・・・エンドレスベルト
研磨機６・・・被メツキ材（ステンレス鋼）
７・・・形成されたｌメツキ層
８・・・コンタクトロールFIG. 1 is an explanatory diagram of the mechanical plating method used in the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the Al coating amount, the plate thickness of the material to be plated, and the Al concentration. Third
Figures a to 3c are EPMA line scan results of cross sections of ferritic stainless steel foils subjected to diffusion heat treatment under various conditions according to the method of the present invention. l... Metal brush 2... Metal wire 3... Wire support tube 4... i block 5... Endless belt polisher 6... Material to be plated (stainless steel) 7... Formed Plating layer 8...contact roll
Claims (2)
、板厚０．１ｍｍ以下のステンレス鋼箔表面に接触摩擦
させて該ステンレス鋼箔表面に５０μｍ以下のＡｌ層を
機械的にプレーティングし、得られたＡｌ被覆を有する
ステンレス鋼箔を、真空中もしくは非酸化性雰囲気中で
拡散熱処理を行なうことを特徴とするＡｌを含有するス
テンレス鋼箔の製造方法。1. A microscopic portion of Al at the tip of a metal wire brush is rubbed against the surface of a stainless steel foil with a thickness of 0.1 mm or less to mechanically plate an Al layer of 50 μm or less on the surface of the stainless steel foil. A method for producing a stainless steel foil containing Al, which comprises subjecting the aluminum-coated stainless steel foil to diffusion heat treatment in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere.
ス鋼箔が表面と内部でＡｌ濃度が違う濃度傾斜合金とな
るステンレス鋼箔。2. A stainless steel foil obtained by the method according to claim 1, which is a concentration-gradient alloy having different Al concentrations on the surface and inside.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20954989A JPH0375353A (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Production of al-containing stainless steel foil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20954989A JPH0375353A (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Production of al-containing stainless steel foil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375353A true JPH0375353A (en) | 1991-03-29 |
Family
ID=16574656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20954989A Pending JPH0375353A (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Production of al-containing stainless steel foil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0375353A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518879A (en) * | 2003-12-30 | 2007-07-12 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | Method for producing austenitic alloy products and use thereof |
-
1989
- 1989-08-15 JP JP20954989A patent/JPH0375353A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518879A (en) * | 2003-12-30 | 2007-07-12 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | Method for producing austenitic alloy products and use thereof |
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