JPH04236743A - ほうろう用フェライト系ステンレス鋼およびほうろう前処理法 - Google Patents

ほうろう用フェライト系ステンレス鋼およびほうろう前処理法

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JPH04236743A
JPH04236743A JP267591A JP267591A JPH04236743A JP H04236743 A JPH04236743 A JP H04236743A JP 267591 A JP267591 A JP 267591A JP 267591 A JP267591 A JP 267591A JP H04236743 A JPH04236743 A JP H04236743A
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JP
Japan
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enamel
stainless steel
adhesion
ferritic stainless
steel
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Pending
Application number
JP267591A
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English (en)
Inventor
Satoru Owada
哲 大和田
Fusao Togashi
冨樫 房夫
Yuji Sone
雄二 曽根
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ほうろう用フェライト
系ステンレス鋼とそのほうろう前処理法に関し、特に、
ブラスト処理やめっき処理なしで十分なほうろう密着性
を与えることができるものである。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、ほ
うろう処理されたステンレス鋼鋼板が、浴槽,流し台,
台所製品あるいは内外装建材等の多くの分野で用いられ
るようになっている。ところで、ステンレス鋼の表面処
理は、普通鋼に比べて複雑な工程が必要とされる。ほう
ろう処理においても例外ではなく、ほうろうの密着性を
確保するために予めステンレス鋼面に施されるほうろう
前処理法が、従来から種々提示されてきた。
【0003】例えば特開昭54−88921号,特公昭
52−1729号には、ほうろう処理前に、ブラスト処
理および酸洗処理を施したり、更にNi析出処理を施す
方法が示されている。しかしながら、これらの従来方法
は、複雑な成分組成を有するステンレス鋼において常に
安定したほうろう密着性を確保できるものではない。た
とえブラスト処理条件を強力にすることにより密着性の
改善を図っても、板厚の薄い材料ではブラスト処理によ
って板の歪み等が生じて、最終製品の形状を悪くすると
いう問題点が、なお未解決のままに残されている。
【0004】また、普通鋼のほうろう処理技術からの応
用として、例えば特公昭51−40086号や特公昭5
1−40583号には、酸洗処理後にステンレス鋼素地
に対してNiその他のめっき処理を施す方法が提案され
ている。しかしこの方法は、処理コストの増大を招くと
いう問題点がある。また、ステンレス鋼の特長を活用す
る方法として、特公昭55−30588号には、ステン
レス鋼材からなる成形品を酸化性雰囲気中で加熱してそ
の表面に酸化被膜を形成させたうえ、2価のNiイオン
を含む水溶液中に浸漬し、次いで乾燥したうえ常法によ
り釉薬をかけて乾燥,焼成するほうろう製品の製造法が
示されている。しかしこの方法では、酸化性雰囲気中で
の加熱処理時にステンレス鋼の表層に脱クロム層が生じ
て素地の耐食性を低下させ易いという問題点と共に、N
i浸漬の工程を省略できず処理コストが大きくなるとい
う問題点があった。
【0005】そこで本発明は、上記従来の問題点を解決
するためになされたものであり、強力なブラスト処理や
めっき処理等、製品への悪影響や大幅なコストアップを
もたらす工程を省き、しかも市販のほうろう釉薬がその
まま何の問題もなく使用でき、コスト上昇を招くことな
くフェライト系ステンレス鋼のほうろう密着性を向上さ
せることができる、画期的なほうろう用フェライト系ス
テンレス鋼及びそのほうろう前処理法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のほうろう用フェライト系ステンレス鋼は、C:0
.02%以下(重量%、以下同じ)、Si:0.05〜
0.5 %、Mn:0.05〜0.75%、P:0.0
3%以下、S:0.03%以下、N:0.003 〜0
.02%、Ti:0.5 %以下で且つTi/(48/
12 C+48/14 N+48/32 S)≧1.5
 、Cr:11.5〜30%、Al:0.01 〜0.
3 %を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物より
なることを特徴とする。
【0007】また、本発明のほうろう用フェライト系ス
テンレス鋼は、上記各成分に加えて更にNi:0.5 
〜5 %を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よ
りなるものとすることができる。本発明のステンレス鋼
のほうろう前処理法は、上記本発明のほうろう用フェラ
イト系ステンレス鋼を、露点(℃)をY、熱処理温度(
℃)をXとするとき、Y≦1/25X−47かつ300
≦X≦800を満足する処理条件で酸化処理することを
特徴とする。
【0008】
【作用】本発明者等は、ステンレス鋼とほうろう密着性
との関係について鋭意、実験的に検討した結果、ステン
レス鋼の鋼中成分及びほうろう層形成の前処理として行
うステンレス鋼の酸化処理の条件と、ほうろう密着性と
の間に深い関係のあることを見出し、本発明に至ったも
のである。
【0009】本発明にあっては、ステンレス鋼中の成分
が、後の酸化処理との関連で重要になる。以下に、本発
明のステンレス鋼の各成分を詳細に説明する。Cは、鋼
中に固溶状態で存在すると、機械的特性や耐食性の低下
の原因となる。Tiの添加によりTiCの形で固定し安
定化できるが、C量が多いと、その分Ti添加量が増す
。TiCの増加はほうろう密着性の低下につながる。 そのためC量の上限は0.02%とする。
【0010】Siは、その量が0.05%以上になると
、酸化処理時に被膜中のSiO2 が濃化し、ほうろう
成分とのなじみが良くなるため、ほうろう密着性を向上
させる。このSi添加の効果は添加量0.5 %まで増
すが、それを超えるとほうろう密着性は逆に低下する。 また、0.05%未満ではほうろう密着性向上効果はみ
られない。したがって、Si量は0.05〜0.5 %
に限定する。
【0011】Mnは、その量が0.05%以上になると
、Siと同様に酸化処理時に被膜中のMn酸化物が濃化
し、ほうろう成分との親和性が良くなるため、ほうろう
密着性を向上させる。このMn添加効果は添加量0.7
5%まで増すが、それを超えるとほうろう密着性は飽和
するようになる。また、0.05%未満ではほうろう密
着性の向上はみられない。さらにMnは、鋼中不純物と
して避けられないSによる鋼への悪影響、例えば熱間脆
性を防止し、また機械的強度を得るためにも必要である
が、0.75%を超えて多量になると耐食性の低下にも
つながるから、その含有量を0.05〜0.75%に限
定する。
【0012】Pは、鋼中に不可避的不純物として存在す
るが、その量が0.03%を超えると、鋼板の成形性を
著しく低下させるので、その含有量の上限を0.03%
とする。 Sは、Pと同様に鋼中の不可避的不純物として存在する
。Sは鋼の熱間脆性を生じさせると共に、冷延後も耐食
性を低下させるなど有害な元素である。但し、Tiの添
加によってTiSの形で固定することにより、上述の悪
影響を弱めることができる。しかし、S量が増すと添加
するTi量が多くなるためコストの上昇を招くとともに
、ほうろう密着性も低下するから、S量の上限を0.0
3%と限定する。
【0013】Nは、本発明の鋼板においては、ほうろう
特性、特に耐つまとび性を良好にする効果のある元素で
ある。Tiを添加した鋼の中で、NはTiNとなって存
在し、耐つまとび性を改善する。これは、TiNが存在
する場合、冷延時に鋼中にボイドが形成されて、これが
つまとびの原因となる水素を吸蔵するためと考えられる
。このような効果を発現させるには0.003 %以上
のNが必要である。一方、Nが多くなり、これをTiN
として固定するに十分なTiを添加すると、鋼板表面性
状を阻害することが多くなる。この傾向はNが0.02
%を超えると顕著になる。よってN量の範囲を0.00
3 〜0.02%と限定する。
【0014】Tiは、鋼中に添加されることによって、
C,N,Sを各々TiC,TiN,TiSとして固定し
、これらの元素が鋼板の材質に及ぼす悪影響を低減する
ばかりでなく、つまとび等のほうろう欠陥を低減する効
果をも発揮する。このような効果を得るには、C,N,
Sを固定するに十分な量のTiが必要である。本発明者
等の実験的検討によれば、その必要量はTi/(48/
12 C+48/14 N+48/32 S)が1.5
 以上となる量である。この量は理論的にC,N,Sを
固定するだけの量、すなわちTi/(48/12 C+
48/14 N+48/32 S)=1よりも大きいが
、その理由はステンレス鋼では鋼中のCrの影響が現れ
ていることによると考えられる。一方、Tiの量が増す
と、鋼の表面性状を悪化させるとともに製鋼工程で連鋳
ノズルのつまりの原因となったり、ほうろう密着性を低
下させることとなる。特にこうした問題はTi量が0.
5 %を超えると顕在化するので、Ti量の上限を0.
5 %と限定する。
【0015】Crは、ステンレス鋼としての基本的元素
であり、耐食性の点からして11.5%以上でないとス
テンレス鋼としての十分な特性が得られない。一方、C
rが30%を超えると非常に加工性が低下し、ほうろう
製品の用途に適しなくなる。また、不働態皮膜が安定と
なるため、ほうろう密着性も低下する。このためCr量
の上限を30%とする。
【0016】Alは、製鋼工程で脱酸剤として添加され
る。Alは鋼中ではAlNを形成し、耐つまとび性を向
上させる効果がある。また、酸化処理時に皮膜中にAl
2O3 を形成し、ほうろう成分との親和性を増す働き
も有している。このような効果は、0.01%以上のA
l添加によって発現するので、Al量の下限を0.01
%とする。 一方、Alが0.3 %を超えて存在しても上記のほう
ろう密着性向上効果は飽和し、さらなる改良は見られな
いから、Al量の上限を0.3 %に限定する。
【0017】鋼中のNiは、酸化処理によってほうろう
成分とのなじみを良くし、ほうろう密着性を向上させる
効果を有するが、この効果は0.5 %以上のNi量で
現れる。一方、5 %を超えると、Niを添加しても前
記の効果はもはや向上せず、コストアップとなるばかり
である。よって、Ni量は下限を0.5 %,上限を5
 %とする。
【0018】なお、以上に述べた以外の成分元素につい
ては、ほうろう密着性に影響しないので限定しないが、
例えばMo等、素材の耐食性を向上する元素は含まれて
良いことはいうまでもない。ところで、上述したような
鋼中成分元素のほうろう密着性向上効果は特定の酸化処
理条件で顕著に発現される。すなわち、酸化処理時の雰
囲気の露点(℃)をY、熱処理温度(℃)をXとする時
、Y≦1/25X−47かつ300≦X≦800の関係
を満足する条件が適性である。これは生成する酸化皮膜
が酸化処理の条件次第で変化し、ほうろう密着性への影
響を及ぼすからである。すなわち、300℃未満の温度
では酸化皮膜の成長が不十分で、ほうろう密着性を顕著
に改善するに至らないから、下限の温度を300℃とす
る。一方、800℃を超える温度で酸化する場合、酸化
皮膜の成長速度が大きく、皮膜直下にCr欠乏層が生じ
て最終的に製品の品質を低下させる場合が生じるから、
上限の温度を800℃とする。
【0019】また、Y≦1/25X−47の関係を超え
て露点Yが高くなると、ステンレス鋼中のFeやCrの
酸化が進み、ほうろう密着性が向上しない。これに対し
、露点Yがこの関係以下の場合には酸素ポテンシャルが
小さく、Si,Al,Mn等のほうろう釉薬と親和性の
強い元素が優先的に酸化されるため、ほうろう密着性が
向上する。
【0020】なお、酸化処理の雰囲気ガスは特に限定す
るものではないが、露点と温度との関係を満足するため
には、N2 ,Ar,H2 ,NH3 ,N2 +H2
 等の不活性ガスあるいは還元性ガスが望ましい。なお
また、本発明のほうろう前処理法を用いた後、従来と同
じくブラスト処理を行う方法をとることは、本発明の範
疇にはいることはいうまでもない。
【0021】以下、本発明の実施例について説明する。
【0022】
【実施例1】表1に示すような組成を有する16種の鋼
を溶製した。No.1〜10  の10種は本発明鋼、
a〜fの6種は本発明外の組成の比較鋼である。これら
を各々熱間圧延,冷間圧延の後、板厚0.8 mmの冷
延鋼板を製造した。さらに、これらのフェライト系ステ
ンレス冷延鋼板をN2 ガス中で図1に示される領域の
露点,温度で焼鈍し、その後にそのまま市販の釉薬を施
釉し、露点−35℃,温度800℃でほうろう焼成した
。こうして得られた被験材料について、ほうろう密着性
を調べた。なお、ほうろう密着性は、P.E.Iにより
定められた密着試験で測定されるP.E.Iほうろう密
着指数を用いた。結果を図2に示す。
【0023】図2から明らかなように、本発明鋼はいず
れも85%以上の優れたほうろう密着性を示したのに対
して、比較鋼の場合は60%未満のほうろう密着性しか
得られなかった。
【0024】
【表1】
【0025】
【実施例2】表2に示すような組成を有する16種の鋼
を溶製し、これらを各々、実施例1と同様に熱間圧延,
冷間圧延の後、板厚0.5 mmの冷延鋼板を製造した
。これらのフェライト系ステンレス冷延鋼板を、N2 
+H2 混合雰囲気中で、30秒間酸化処理した。その
酸化処理は、本発明による条件のものと、本発明以外の
条件のものとに分けて行った。その後に、そのまま市販
の釉薬を施釉し、露点−35℃,温度800℃でほうろ
う焼成した。こうして得られた被験材料について、実施
例1と同じ方法でほうろう密着性を調べた。表2中のN
o.1〜 7  の7種は本発明鋼を本発明の処理条件
で処理したものである。一方、a〜iの9種は本発明外
の比較例であり、そのうちのa〜cは酸化処理条件外れ
のもの、d〜fは成分外れのもの、g〜iは成分,条件
共に外れているものである。結果を図3に示す。
【0026】図3から明らかなように、本発明のものは
いずれも95%以上の優れたほうろう密着性を示したの
に対して、比較例の場合は70%未満のほうろう密着性
しか得られなかった。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にあっては
、フェライト系ステンレス鋼中の成分を調整すると共に
、ほうろう成分との親和性の良い酸化物を形成できるよ
うな適切な酸化処理条件を設定した。そのため、従来は
ほうろう処理前に必須とされた十分なブラストが省略で
き、またNi処理も不要であり、加熱酸化処理のみで十
分強いほうろう密着性が低コストで得られるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による適性な酸化処理条件の領域を示す
グラフである。
【図2】実施例1におけるほうろう密着性試験結果を示
すグラフである。
【図3】実施例2におけるほうろう密着性試験結果を示
すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  C:0.02%以下(重量%、以下同
    じ)、Si:0.05〜0.5 %、Mn:0.05〜
    0.75%、P:0.03%以下、S:0.03%以下
    、N:0.003 〜0.02%、Ti:0.5 %以
    下で且つTi/(48/12 C+48/14 N+4
    8/32 S)≧1.5 、Cr:11.5〜30%、
    Al:0.01 〜0.3 %を含有し、残部がFeお
    よび不可避的不純物よりなることを特徴とするほうろう
    用フェライト系ステンレス鋼。
  2. 【請求項2】  C:0.02%以下、Si:0.05
    〜0.5 %、Mn:0.05〜0.75%、P:0.
    03%以下、S:0.03%以下、N:0.003 〜
    0.02%、Ti:0.5 %以下で且つTi/(48
    /12 C+48/14 N+48/32 S)≧1.
    5 、Cr:11.5〜30%、Al:0.01 〜0
    .3 %、Ni:0.5 〜5 %を含有し、残部がF
    eおよび不可避的不純物よりなることを特徴とするほう
    ろう用フェライト系ステンレス鋼。
  3. 【請求項3】  請求項1又は請求項2に記載のフェラ
    イト系ステンレス鋼を、露点(℃)をY、熱処理温度(
    ℃)をXとするとき、Y≦1/25X−47かつ300
    ≦X≦800を満足する処理条件で酸化処理することを
    特徴とするフェライト系ステンレス鋼のほうろう前処理
    法。
JP267591A 1991-01-14 1991-01-14 ほうろう用フェライト系ステンレス鋼およびほうろう前処理法 Pending JPH04236743A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106560523A (zh) * 2015-10-06 2017-04-12 Posco公司 搪瓷用冷轧钢板及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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