JPH0463152B2 - - Google Patents
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- JPH0463152B2 JPH0463152B2 JP62050101A JP5010187A JPH0463152B2 JP H0463152 B2 JPH0463152 B2 JP H0463152B2 JP 62050101 A JP62050101 A JP 62050101A JP 5010187 A JP5010187 A JP 5010187A JP H0463152 B2 JPH0463152 B2 JP H0463152B2
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、メカニカルメツキ方法によりAl又
はAl合金のメツキ層をステンレス鋼表面に形成
した後、拡散熱処理を施した耐高温酸化性に優れ
るステンレス鋼に関するものである。 （従来の技術） ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上させる従来
の技術としては、ステンレス鋼の主要元素である
Crの増加あるいはAl，Siの添加による合金自体
の改良および溶融Alメツキあるいはカロライジ
ング法等の表面処理による改良の２種類に大別で
きる。 しかして、ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上
させる方法において前記のCr，Al，Si等の鋼中
へ添加する方法は、Cr，Al，Si等を鋼中へ多量
添加する必要があるため、フエライト系ステンレ
ス鋼の場合は材質の脆化、オーステナイトステン
レス鋼の場合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。 また、溶融Alメツキ法はAl又はAl合金の溶湯
を使用するため、高価な溶湯設備を必要とし取扱
いが厄介であり、かつメツキ層の厚みを制御する
ことが困難なため、例えば0.1mm厚の薄帯に溶融
Alツキを施すことは非常に難しい。 一方、カロライジング法では、複雑形状部品に
Alを拡散浸透させるので優れているが、ステン
レス鋼帯への連続処理は困難である等の問題点が
ある。 ところで、自動車排ガス浄化装置、暖房用燃焼
機器、熱交換器等には、耐高温酸化性に優れるス
テンレス鋼が使用されているのでさらに安価な耐
高温酸化性に優れるステンレス鋼が望まれてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、従来技術の有する前記問題点を
除去・改善するため種々検討した結果、本発明者
らが先に発明したメカニカルメツキ法により（特
願昭61−107764号）、金属材料表面に純金属又は
合金をメツキする方法を提示したが、この方法で
ステンレス鋼の表面にAl又はAl合金メツキした
ものは高温の大気中でそのまま使用しても地のス
テンレス鋼よりは耐酸化性に優れるが、Al又は
Al合金メツキ後曲げや圧延等の加工が加わる場
合には、Al又はAl合金メツキの効果が減少する。
そこでAl又はAl合金をメカニカルメツキ法でス
テンレス鋼表面にメツキした後、真空中又は非酸
化性ガスの雰囲気中で700〜1200℃の温度範囲で
拡散熱処理を施すことによりステンレス鋼表面に
Al又はAl合金の拡散相（金属間化合物及び固溶
体）を形成させると、拡散熱処理を施していない
ものよりも耐高温酸化性に優れ、かつ曲げや圧延
等の加工を加えてもその耐高温酸化性は劣化しな
いことを新規に知見して本発明を完成するに至つ
たもので、本発明の目的は耐高温酸化性に優れる
ステンレス鋼を提供するにある。 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はワイヤ、リボン又はテープ
のいずれかよりなるAl又はAl合金を多数植えつ
けたブラシをステンレス鋼表面に接触せしめ、前
記ブラシとステンレス鋼とを相対運動させてステ
ンレス鋼表面に前記ブラシを擦りつけ、ステンレ
ス鋼表面を活性化して該ステンレス鋼表面に機械
的にAl又はAl合金のメツキ層を形成した後、真
空中又は非酸化性ガスの雰囲気中で、700〜1200
℃の温度範囲で拡散熱処理を施したことを特徴と
する耐高温酸化性に優れるステンレス鋼に関する
ものである。本発明にいうAlとは純度が99％以
上のものをいい、Al合金とはAl成分が90％以上
で残部がその他の金属を含むものをいう。そし
て、本発明では拡散熱処理条件としては、真空中
又は非酸化性ガス（Ar，Hz，アンモニア分解ガ
ス等）で700〜1200℃の温度範囲で実施する。保
持時間としては高温側では数分、低温側では30〜
120分あれば十分である。拡散熱処理温度が700℃
未満の場合、Alの大部分はFe−Al金属間化合物
として存在する。この化合物自体は耐高温酸化性
に優れるものの脆弱であるため、拡散熱処理後の
加工あるいは使用中にはく離する危険がある。こ
の化合物がはく離してしまうと、その耐高温酸化
性は地のステンレス鋼と同等になりAl又はAl合
金メツキの効果が失われる。700℃以上の拡散熱
処理を施した場合には、Fe−Al金属間化合物が
低温域の拡散熱処理では一部表層に残留するもの
の金属間化合物と地のステンレス鋼との間にAl
の濃化した固溶体が存在し、これが耐高温酸化性
を維持する。一方、1200℃を超える拡散熱処理を
施すとAlが全てステンレス鋼中へ拡散してしま
い、耐高温酸化性に効く表面近傍のAlが少なく
なるばかりでなく、ステンレス鋼自体を脆化させ
ることになる。 以上の理由により拡散熱処理の温度範囲は700
〜1200℃が好ましく、このようにして得られたス
テンレス鋼は高温大気中で表面にAl2O3被膜を形
成し、高温酸化を著しく抑制する。 また本発明は、Al又はAl合金をステンレス鋼
表面にメカニカルメツキ法により付着させるもの
であるから、ステンレス鋼薄帯および箔への連続
メツキが可能であり、かつ拡散熱処理により曲げ
や圧延等の加工を加えても優れた耐酸化性を示す
ステンレス鋼を提供できる。次に本発明を実施例
をもつて更に具体的に説明する。 （実施例） 第１表にSUS430，304，310の板厚1.0mmの表面
にメカニカルメツキ法により、AlおよびAl合金
を5μmメツキしたのち、真空中（＜104Torr）で
拡散熱処理を施したステンレス鋼とAlおよびAl
合金を施さないステンレス鋼を大気中で900℃，
1000℃および1200℃の温度で50hr加熱の連続酸化
試験を行い、酸化増量を測定した結果を示す。本
実施例に使用したAlはJISH4040に定められる
1070番、Al合金は同じく5056番である。
はAl合金のメツキ層をステンレス鋼表面に形成
した後、拡散熱処理を施した耐高温酸化性に優れ
るステンレス鋼に関するものである。 （従来の技術） ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上させる従来
の技術としては、ステンレス鋼の主要元素である
Crの増加あるいはAl，Siの添加による合金自体
の改良および溶融Alメツキあるいはカロライジ
ング法等の表面処理による改良の２種類に大別で
きる。 しかして、ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上
させる方法において前記のCr，Al，Si等の鋼中
へ添加する方法は、Cr，Al，Si等を鋼中へ多量
添加する必要があるため、フエライト系ステンレ
ス鋼の場合は材質の脆化、オーステナイトステン
レス鋼の場合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。 また、溶融Alメツキ法はAl又はAl合金の溶湯
を使用するため、高価な溶湯設備を必要とし取扱
いが厄介であり、かつメツキ層の厚みを制御する
ことが困難なため、例えば0.1mm厚の薄帯に溶融
Alツキを施すことは非常に難しい。 一方、カロライジング法では、複雑形状部品に
Alを拡散浸透させるので優れているが、ステン
レス鋼帯への連続処理は困難である等の問題点が
ある。 ところで、自動車排ガス浄化装置、暖房用燃焼
機器、熱交換器等には、耐高温酸化性に優れるス
テンレス鋼が使用されているのでさらに安価な耐
高温酸化性に優れるステンレス鋼が望まれてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、従来技術の有する前記問題点を
除去・改善するため種々検討した結果、本発明者
らが先に発明したメカニカルメツキ法により（特
願昭61−107764号）、金属材料表面に純金属又は
合金をメツキする方法を提示したが、この方法で
ステンレス鋼の表面にAl又はAl合金メツキした
ものは高温の大気中でそのまま使用しても地のス
テンレス鋼よりは耐酸化性に優れるが、Al又は
Al合金メツキ後曲げや圧延等の加工が加わる場
合には、Al又はAl合金メツキの効果が減少する。
そこでAl又はAl合金をメカニカルメツキ法でス
テンレス鋼表面にメツキした後、真空中又は非酸
化性ガスの雰囲気中で700〜1200℃の温度範囲で
拡散熱処理を施すことによりステンレス鋼表面に
Al又はAl合金の拡散相（金属間化合物及び固溶
体）を形成させると、拡散熱処理を施していない
ものよりも耐高温酸化性に優れ、かつ曲げや圧延
等の加工を加えてもその耐高温酸化性は劣化しな
いことを新規に知見して本発明を完成するに至つ
たもので、本発明の目的は耐高温酸化性に優れる
ステンレス鋼を提供するにある。 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はワイヤ、リボン又はテープ
のいずれかよりなるAl又はAl合金を多数植えつ
けたブラシをステンレス鋼表面に接触せしめ、前
記ブラシとステンレス鋼とを相対運動させてステ
ンレス鋼表面に前記ブラシを擦りつけ、ステンレ
ス鋼表面を活性化して該ステンレス鋼表面に機械
的にAl又はAl合金のメツキ層を形成した後、真
空中又は非酸化性ガスの雰囲気中で、700〜1200
℃の温度範囲で拡散熱処理を施したことを特徴と
する耐高温酸化性に優れるステンレス鋼に関する
ものである。本発明にいうAlとは純度が99％以
上のものをいい、Al合金とはAl成分が90％以上
で残部がその他の金属を含むものをいう。そし
て、本発明では拡散熱処理条件としては、真空中
又は非酸化性ガス（Ar，Hz，アンモニア分解ガ
ス等）で700〜1200℃の温度範囲で実施する。保
持時間としては高温側では数分、低温側では30〜
120分あれば十分である。拡散熱処理温度が700℃
未満の場合、Alの大部分はFe−Al金属間化合物
として存在する。この化合物自体は耐高温酸化性
に優れるものの脆弱であるため、拡散熱処理後の
加工あるいは使用中にはく離する危険がある。こ
の化合物がはく離してしまうと、その耐高温酸化
性は地のステンレス鋼と同等になりAl又はAl合
金メツキの効果が失われる。700℃以上の拡散熱
処理を施した場合には、Fe−Al金属間化合物が
低温域の拡散熱処理では一部表層に残留するもの
の金属間化合物と地のステンレス鋼との間にAl
の濃化した固溶体が存在し、これが耐高温酸化性
を維持する。一方、1200℃を超える拡散熱処理を
施すとAlが全てステンレス鋼中へ拡散してしま
い、耐高温酸化性に効く表面近傍のAlが少なく
なるばかりでなく、ステンレス鋼自体を脆化させ
ることになる。 以上の理由により拡散熱処理の温度範囲は700
〜1200℃が好ましく、このようにして得られたス
テンレス鋼は高温大気中で表面にAl2O3被膜を形
成し、高温酸化を著しく抑制する。 また本発明は、Al又はAl合金をステンレス鋼
表面にメカニカルメツキ法により付着させるもの
であるから、ステンレス鋼薄帯および箔への連続
メツキが可能であり、かつ拡散熱処理により曲げ
や圧延等の加工を加えても優れた耐酸化性を示す
ステンレス鋼を提供できる。次に本発明を実施例
をもつて更に具体的に説明する。 （実施例） 第１表にSUS430，304，310の板厚1.0mmの表面
にメカニカルメツキ法により、AlおよびAl合金
を5μmメツキしたのち、真空中（＜104Torr）で
拡散熱処理を施したステンレス鋼とAlおよびAl
合金を施さないステンレス鋼を大気中で900℃，
1000℃および1200℃の温度で50hr加熱の連続酸化
試験を行い、酸化増量を測定した結果を示す。本
実施例に使用したAlはJISH4040に定められる
1070番、Al合金は同じく5056番である。
【表】
第１表の結果から本発明鋼はAlおよびAl合金
メツキを施していない比較鋼に比べて著しく耐酸
化性に優れることが分かる。第２表に、板厚2.0
mmのSUS409Lの表面にメカニカルメツキ法によ
り10μmのAlおよびAl合金メツキを施した後、Ar
雰囲気中で900℃×2hrの拡散熱処理を施したもの
と拡散熱処理を施していないものとを180℃密着
曲げし、大気中で900℃×24hrの酸化試験を行つ
て曲げ表面を観察した結果である。 拡散熱処理を施したものは異常酸化が認められ
ず健全であつた。
メツキを施していない比較鋼に比べて著しく耐酸
化性に優れることが分かる。第２表に、板厚2.0
mmのSUS409Lの表面にメカニカルメツキ法によ
り10μmのAlおよびAl合金メツキを施した後、Ar
雰囲気中で900℃×2hrの拡散熱処理を施したもの
と拡散熱処理を施していないものとを180℃密着
曲げし、大気中で900℃×24hrの酸化試験を行つ
て曲げ表面を観察した結果である。 拡散熱処理を施したものは異常酸化が認められ
ず健全であつた。
【表】
【表】
第３表に示されている板厚の鋼種表面に同表の
メツキ金属よりなるワイヤーブラシを接触させて
ブラシを擦り付けてメカニカルメツキを行なつ
た。 次いで、これを同表に示されている拡散熱処理
条件下でAl又はAl合金を拡散させた。 得られたAl又はAl合金層を有するステンレス
鋼について、酸化試験を行ない、酸化増量を測
定、その結果は、第３表に示すとおりであつた。 なお、比較のため第１表の比較鋼の結果を併記
する。 この第３表より、板厚0.05mmのSUS310、板厚
0.08mmのSUS304のような極薄帯についても良好
な結果が得られた。
メツキ金属よりなるワイヤーブラシを接触させて
ブラシを擦り付けてメカニカルメツキを行なつ
た。 次いで、これを同表に示されている拡散熱処理
条件下でAl又はAl合金を拡散させた。 得られたAl又はAl合金層を有するステンレス
鋼について、酸化試験を行ない、酸化増量を測
定、その結果は、第３表に示すとおりであつた。 なお、比較のため第１表の比較鋼の結果を併記
する。 この第３表より、板厚0.05mmのSUS310、板厚
0.08mmのSUS304のような極薄帯についても良好
な結果が得られた。
【表】
【表】
（効果）
以上より、本発明によれば下記に列挙する効果
が得られる。 (1) SUS430，304，310等の大量生産されている
ステンレス鋼を素材とし、かつメカニカルメツ
キ法を適用するため製造方法が容易でかつ製品
は安価である。 (2) 曲げ、深絞り、圧延等の加工を施しても拡散
熱処理が施されているため、地のステンレスが
露出せず耐酸化性に優れる。 (3) 極薄帯にも適用できる。
が得られる。 (1) SUS430，304，310等の大量生産されている
ステンレス鋼を素材とし、かつメカニカルメツ
キ法を適用するため製造方法が容易でかつ製品
は安価である。 (2) 曲げ、深絞り、圧延等の加工を施しても拡散
熱処理が施されているため、地のステンレスが
露出せず耐酸化性に優れる。 (3) 極薄帯にも適用できる。
Claims (1)
- １ ワイヤ、リボン又はテーブルのいずれかより
なるAl又はAl合金を多数植付けたブラシを、板
厚0.1mm以下のステンレス鋼板表面に接触せしめ、
前記ブラシとステンレス鋼とを相対運動させてス
テンレス鋼表面に前記ブラシを擦りつけてステン
レス鋼を活性化して該ステンレス鋼表面に機械的
に10μm以下のAl又はAl合金層を形成したステン
レス鋼を真空中又は非酸化性ガスの雰囲気中で
700〜1200℃の温度範囲で熱処理を施して前記Al
又はAl合金をステンレス鋼に拡散せしめて拡散
層を形成したことを特徴とするステンレス鋼の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010187A JPS63216957A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 耐高温酸化性に優れるステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010187A JPS63216957A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 耐高温酸化性に優れるステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216957A JPS63216957A (ja) | 1988-09-09 |
| JPH0463152B2 true JPH0463152B2 (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=12849683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010187A Granted JPS63216957A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 耐高温酸化性に優れるステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216957A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02125859A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-05-14 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐高温塩化物腐食性に優れるステンレス鋼 |
| JPH02173254A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-04 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐高温塩化物腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
| FR2883007B1 (fr) * | 2005-03-11 | 2007-04-20 | Usinor Sa | Procede de fabrication d'une piece d'acier revetu presentant une tres haute resistance apres traitement thermique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719371A (en) * | 1980-07-07 | 1982-02-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Surface treatment of steel product |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP5010187A patent/JPS63216957A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719371A (en) * | 1980-07-07 | 1982-02-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Surface treatment of steel product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63216957A (ja) | 1988-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |