JPH05230622A - 加工性の良好なチタンめっき鋼板 - Google Patents
加工性の良好なチタンめっき鋼板Info
- Publication number
- JPH05230622A JPH05230622A JP3497492A JP3497492A JPH05230622A JP H05230622 A JPH05230622 A JP H05230622A JP 3497492 A JP3497492 A JP 3497492A JP 3497492 A JP3497492 A JP 3497492A JP H05230622 A JPH05230622 A JP H05230622A
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- JP
- Japan
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- steel sheet
- film
- workability
- plating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｔｉ皮膜のＣ軸配向性を抑制することによっ
て、加工性を改善して優れた特性を有するＴｉめっき鋼
板を得る。 【構成】冷延鋼板および鋼板表面に、ｘ線回折パタ―ン
の測定において（０１０）、（００２）、および（０１
１）ピ―クの強度の和に対する（００２）ピ―クの強度
の比率を０．４０以下としたＣ軸結晶配向性の少ない結
晶方位を持つＴｉ皮膜を形成する。
て、加工性を改善して優れた特性を有するＴｉめっき鋼
板を得る。 【構成】冷延鋼板および鋼板表面に、ｘ線回折パタ―ン
の測定において（０１０）、（００２）、および（０１
１）ピ―クの強度の和に対する（００２）ピ―クの強度
の比率を０．４０以下としたＣ軸結晶配向性の少ない結
晶方位を持つＴｉ皮膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加工性に優れたＴｉめっ
き鋼板に関する。
き鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、建材、自動車、家電など薄板材料
が使用される分野において、耐食性に優れた材料の要求
はますます強くなりつつある。Ｔｉは耐食性に優れ、耐
久性に富んだ材料である。この反面、高価なために、航
空機用材料など限られた分野しか使用されていない。こ
のため、安価に使用できる方法として鋼板等にＴｉをめ
っきすることが検討されたが、工業的に採用されている
電気めっき法や溶融めっき法では原理的に困難であると
いう問題点があった。
が使用される分野において、耐食性に優れた材料の要求
はますます強くなりつつある。Ｔｉは耐食性に優れ、耐
久性に富んだ材料である。この反面、高価なために、航
空機用材料など限られた分野しか使用されていない。こ
のため、安価に使用できる方法として鋼板等にＴｉをめ
っきすることが検討されたが、工業的に採用されている
電気めっき法や溶融めっき法では原理的に困難であると
いう問題点があった。
【０００３】しかし、真空蒸着やイオンプレ―ティング
などの物理蒸着法（ＰＶＤ）の発達にともない、Ｔｉめ
っきをおこなうことが可能となり、特開昭６３−２１０
２９７号や特開昭６３−２３５４６４号に真空蒸着およ
びイオンプレ―ティングによるＴｉめっきが示されてい
る。しかし、これらの特許ではＴｉめっき層に生ずるピ
ンホ―ルの発生を防止することができない。この課題を
解決するため、特開昭６３−２１０２９７号ではクロム
酸処理によりＴｉ層のピンホ―ルを埋めることで対処し
ている。また、特開昭６３−２３５４６４号ではＴｉめ
っき後５００〜８００℃の温度領域で加熱しＴｉ層と基
板との合金化によりピンホ―ルをなくし加工性と耐食性
を確保していた。しかし、これらの方法はいずれもＴｉ
めっき後の処理工程が加わるため、製造コストが増加す
ることは避けることができなかった。
などの物理蒸着法（ＰＶＤ）の発達にともない、Ｔｉめ
っきをおこなうことが可能となり、特開昭６３−２１０
２９７号や特開昭６３−２３５４６４号に真空蒸着およ
びイオンプレ―ティングによるＴｉめっきが示されてい
る。しかし、これらの特許ではＴｉめっき層に生ずるピ
ンホ―ルの発生を防止することができない。この課題を
解決するため、特開昭６３−２１０２９７号ではクロム
酸処理によりＴｉ層のピンホ―ルを埋めることで対処し
ている。また、特開昭６３−２３５４６４号ではＴｉめ
っき後５００〜８００℃の温度領域で加熱しＴｉ層と基
板との合金化によりピンホ―ルをなくし加工性と耐食性
を確保していた。しかし、これらの方法はいずれもＴｉ
めっき後の処理工程が加わるため、製造コストが増加す
ることは避けることができなかった。
【０００４】一方、Ｔｉめっき層のピンホ―ルが避けら
れないものとして、Ｔｉ皮膜とＡｌ皮膜を順次形成する
Ａｌ／Ｔｉ二層めっき鋼板が特開昭５２−１２３３４３
と特開昭６２−８０２６２において提案されている。す
なわち、特開昭５２−１２３３４３は、被処理体表面に
まずＴｉを蒸着、次いでＡｌを蒸着する複合蒸着処理方
法である。また特開昭６２−８０２６１は鋼板表面に厚
さ０．０２〜５μｍのＴｉ皮膜を順次形成するととも
に、全皮膜厚さが０．５〜２０μｍでＴｉ皮膜の厚さが
全皮膜厚さの６０％以下としためっき鋼板である。しか
し、このようなＡｌ／Ｔｉ二層めっき鋼板では耐食性や
耐熱性を有するものの、用途に応じては、Ｔｉ固有の表
面性状がＡｌによって損なわれるという欠点があった。
れないものとして、Ｔｉ皮膜とＡｌ皮膜を順次形成する
Ａｌ／Ｔｉ二層めっき鋼板が特開昭５２−１２３３４３
と特開昭６２−８０２６２において提案されている。す
なわち、特開昭５２−１２３３４３は、被処理体表面に
まずＴｉを蒸着、次いでＡｌを蒸着する複合蒸着処理方
法である。また特開昭６２−８０２６１は鋼板表面に厚
さ０．０２〜５μｍのＴｉ皮膜を順次形成するととも
に、全皮膜厚さが０．５〜２０μｍでＴｉ皮膜の厚さが
全皮膜厚さの６０％以下としためっき鋼板である。しか
し、このようなＡｌ／Ｔｉ二層めっき鋼板では耐食性や
耐熱性を有するものの、用途に応じては、Ｔｉ固有の表
面性状がＡｌによって損なわれるという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決し、実用性に優れたＴｉめっきを実現する
ための検討をおこなった結果、Ｔｉ皮膜のＣ軸配向性を
抑制することによって、加工性を改善し優れた特性を有
するＴｉめっき鋼板を提供することにある。
問題点を解決し、実用性に優れたＴｉめっきを実現する
ための検討をおこなった結果、Ｔｉ皮膜のＣ軸配向性を
抑制することによって、加工性を改善し優れた特性を有
するＴｉめっき鋼板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、冷延鋼板ある
いはステンレス鋼板表面に、（０１０）、（００２）、
および（０１１）ピ―クの強度の和に対する（００２）
ピ―クの強度の比率を０．４０以下としたＣ軸結晶配向
性の少ない結晶方位を持つＴｉ皮膜を形成することによ
り加工性を改善したＴｉめっき鋼板、である。
いはステンレス鋼板表面に、（０１０）、（００２）、
および（０１１）ピ―クの強度の和に対する（００２）
ピ―クの強度の比率を０．４０以下としたＣ軸結晶配向
性の少ない結晶方位を持つＴｉ皮膜を形成することによ
り加工性を改善したＴｉめっき鋼板、である。
【０００７】表面処理鋼板は、通常加工した後に使用さ
れるため、めっき皮膜の加工性がきわめて重要である。
そのため、本発明では特に加工性および被覆性の向上を
図っている。
れるため、めっき皮膜の加工性がきわめて重要である。
そのため、本発明では特に加工性および被覆性の向上を
図っている。
【０００８】
【作用】本発明の理解を容易にするために、以下に具体
的にかつ詳細に説明する。
的にかつ詳細に説明する。
【０００９】まず鋼板あるいはステンレス鋼板のような
Ｃｒ含有鋼板の表面を清浄化した後に、Ｔｉ皮膜をめっ
きする。Ｔｉ皮膜の形成について、成膜方法の制限はな
い。すなわち、高真空中のイオンプレ―ティング、真空
蒸着、イオンビ―ム蒸着あるいはスパッタリングなど乾
式めっきのいずれでもよい。しかし、影近らによって報
告されたごとく加工性と生産性の点でイオンプレ―ティ
ングが好適である（影近博、兵藤知明、木部洋、安江良
彦：ＮＫＫ技報、Ｎｏ．１３５（１９９１）Ｐ２３）。
イオンプレ―ティングの場合、直流放電イオンプレ―テ
ィングや高周波放電イオンプレ―ティングのように導入
ガスを用いた低、中真空中のイオンプレ―ティングもＴ
ｉ皮膜の形成が可能であるが、この場合皮膜の密着性や
緻密さを損ない、ピンホ―ルの発生率が増加するので例
えばア―ク放電型イオンプレ―ティングのような１×１
０-5Ｔｏｒｒ以下の高真空中におけるイオンプレ―ティ
ングが望ましい。
Ｃｒ含有鋼板の表面を清浄化した後に、Ｔｉ皮膜をめっ
きする。Ｔｉ皮膜の形成について、成膜方法の制限はな
い。すなわち、高真空中のイオンプレ―ティング、真空
蒸着、イオンビ―ム蒸着あるいはスパッタリングなど乾
式めっきのいずれでもよい。しかし、影近らによって報
告されたごとく加工性と生産性の点でイオンプレ―ティ
ングが好適である（影近博、兵藤知明、木部洋、安江良
彦：ＮＫＫ技報、Ｎｏ．１３５（１９９１）Ｐ２３）。
イオンプレ―ティングの場合、直流放電イオンプレ―テ
ィングや高周波放電イオンプレ―ティングのように導入
ガスを用いた低、中真空中のイオンプレ―ティングもＴ
ｉ皮膜の形成が可能であるが、この場合皮膜の密着性や
緻密さを損ない、ピンホ―ルの発生率が増加するので例
えばア―ク放電型イオンプレ―ティングのような１×１
０-5Ｔｏｒｒ以下の高真空中におけるイオンプレ―ティ
ングが望ましい。
【００１０】Ｔｉめっき材の加工性を向上させるために
は、ＨＣＰ構造のＴｉ皮膜のＣ軸結晶配向性を少なくす
る、すなわち（００２）ピ―ク強度を（０１０）、（０
０２）、および（０１１）ピ―クの強度の和に対し０．
４０以下とすることが必須である。このことは発明者ら
が新たに見いだした新規な事項である。ここで、ピ―ク
強度の測定はＸ線回折でおこなう。例えば、Ｘ線回折は
ディフラクトメ―タ法によるもので、Ｘ線源としてＣｕ
の特性Ｘ線（ＣｕＫα）を用い、Ｘ線源の出力は１０ｋ
Ｗで、表面処理材を回折するためにＸ線の入射角を２°
とした薄膜光学系を採用する。
は、ＨＣＰ構造のＴｉ皮膜のＣ軸結晶配向性を少なくす
る、すなわち（００２）ピ―ク強度を（０１０）、（０
０２）、および（０１１）ピ―クの強度の和に対し０．
４０以下とすることが必須である。このことは発明者ら
が新たに見いだした新規な事項である。ここで、ピ―ク
強度の測定はＸ線回折でおこなう。例えば、Ｘ線回折は
ディフラクトメ―タ法によるもので、Ｘ線源としてＣｕ
の特性Ｘ線（ＣｕＫα）を用い、Ｘ線源の出力は１０ｋ
Ｗで、表面処理材を回折するためにＸ線の入射角を２°
とした薄膜光学系を採用する。
【００１１】Ｃ軸配向性の低いＴｉ皮膜を有する表面処
理鋼板を製造するには、例えば、（１）高真空下でイオ
ン化率を高めたイオンプレ―ティング、（２）基板に負
のバイアス電圧を印加したイオンプレ―ティング、
（３）イオンビ―ムスパッタリング、（４）基板温度を
５００℃以上とした真空蒸着などで達成される。
理鋼板を製造するには、例えば、（１）高真空下でイオ
ン化率を高めたイオンプレ―ティング、（２）基板に負
のバイアス電圧を印加したイオンプレ―ティング、
（３）イオンビ―ムスパッタリング、（４）基板温度を
５００℃以上とした真空蒸着などで達成される。
【００１２】この種の表面処理鋼板では、加工によって
割れが発生する場合、加工後の耐食性も劣化するため、
加工を施しても割れが発生しないことが必須である。本
発明に係るＣ軸配向性の小さいＴｉめっき鋼板は結晶粒
径の大きな柱状晶組織となり、結晶粒界を伝播する亀裂
が著しく減少する。一方、Ｃ軸配向性の高いＴｉ皮膜を
有する表面処理鋼板は、膜厚方向に成長が進み結晶粒径
の小さな柱状晶組織を呈するため、加工時に結晶粒界を
伝播する形で亀裂が生じやすい。
割れが発生する場合、加工後の耐食性も劣化するため、
加工を施しても割れが発生しないことが必須である。本
発明に係るＣ軸配向性の小さいＴｉめっき鋼板は結晶粒
径の大きな柱状晶組織となり、結晶粒界を伝播する亀裂
が著しく減少する。一方、Ｃ軸配向性の高いＴｉ皮膜を
有する表面処理鋼板は、膜厚方向に成長が進み結晶粒径
の小さな柱状晶組織を呈するため、加工時に結晶粒界を
伝播する形で亀裂が生じやすい。
【００１３】Ｔｉめっき鋼板において、Ｔｉ皮膜におけ
るＣ軸配向性と加工性との関係を調べた。この結果を図
１に示す。加工性はＴｉめっき鋼板を１８０°折り曲げ
走査型電子顕微鏡によって観察した割れを、図の脚注に
示した評価点の基準で分類する方法によった。本図から
明らかなように、（００２）ピ―ク強度が（０１０）、
（００２）、および（０１１）ピ―クの強度の和に対し
０．４０以下の場合には、曲げ部に割れは認められなか
ったのに対し、０．４０を越える場合には割れが認めら
れた。
るＣ軸配向性と加工性との関係を調べた。この結果を図
１に示す。加工性はＴｉめっき鋼板を１８０°折り曲げ
走査型電子顕微鏡によって観察した割れを、図の脚注に
示した評価点の基準で分類する方法によった。本図から
明らかなように、（００２）ピ―ク強度が（０１０）、
（００２）、および（０１１）ピ―クの強度の和に対し
０．４０以下の場合には、曲げ部に割れは認められなか
ったのに対し、０．４０を越える場合には割れが認めら
れた。
【００１４】なお、イオンプレ―ティングによるＴｉ皮
膜の結晶配向性について、沖らは金属表面技術協会の第
７４回講演大会要旨集（昭和６１年９月２日原稿受理）
に報告している。この中で彼らはＸ線回折の（００２）
面と（０１１）面の相対強度比を調べ、ガス圧が増加す
る（真空度が劣化する）とＴｉ（００２）への配向率が
減少し結晶粒が細かくなると指摘したが、加工性につい
ては全く言及していない。本発明は、イオンプレ―ティ
ングやスパッタリングなど基板表面において蒸着粒子の
運動エネルギ―が高い場合（イオン化率が高い場合）に
は、この研究とは逆にＴｉ（００２）への配向率が減少
するとともに結晶粒径が増大し、良好な加工性が得られ
ることを見いだしたことに特徴づけられる。
膜の結晶配向性について、沖らは金属表面技術協会の第
７４回講演大会要旨集（昭和６１年９月２日原稿受理）
に報告している。この中で彼らはＸ線回折の（００２）
面と（０１１）面の相対強度比を調べ、ガス圧が増加す
る（真空度が劣化する）とＴｉ（００２）への配向率が
減少し結晶粒が細かくなると指摘したが、加工性につい
ては全く言及していない。本発明は、イオンプレ―ティ
ングやスパッタリングなど基板表面において蒸着粒子の
運動エネルギ―が高い場合（イオン化率が高い場合）に
は、この研究とは逆にＴｉ（００２）への配向率が減少
するとともに結晶粒径が増大し、良好な加工性が得られ
ることを見いだしたことに特徴づけられる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１６】板厚０．１〜１．５mmの、ＪＩＳＧ３１４
１で規定される冷間圧延鋼板（冷延鋼板）およびＪＩＳ
Ｇ４３０５で規定される冷間圧延ステンレス鋼板を１０
０〜３００℃に予備加熱した後、真空中でＡｒボンバ―
ドによる前処理を行なった。Ａｌキルド鋼板は本方法は
１．０×１０-3ＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気中で高周波放
電を起こし、同時に鋼板に−１ｋＶの負電圧を印加して
Ａｒイオンを鋼板に衝突させ、鋼板表面上の酸化物を除
去し、清浄な鋼板表面を得る方法である。
１で規定される冷間圧延鋼板（冷延鋼板）およびＪＩＳ
Ｇ４３０５で規定される冷間圧延ステンレス鋼板を１０
０〜３００℃に予備加熱した後、真空中でＡｒボンバ―
ドによる前処理を行なった。Ａｌキルド鋼板は本方法は
１．０×１０-3ＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気中で高周波放
電を起こし、同時に鋼板に−１ｋＶの負電圧を印加して
Ａｒイオンを鋼板に衝突させ、鋼板表面上の酸化物を除
去し、清浄な鋼板表面を得る方法である。
【００１７】次いで鋼板を１００〜３５０℃加熱のまま
Ｔｉをめっきする。めっき条件として、１．０×１０-5
Ｔｏｒｒ以下の雰囲気圧力で、純Ｔｉを電子ビ―ムによ
って加熱蒸発させ、蒸発したＴｉ粒子をイオン化し、−
１００〜−５００Ｖの負電圧を印加した鋼板にめっきす
る条件で行なった。
Ｔｉをめっきする。めっき条件として、１．０×１０-5
Ｔｏｒｒ以下の雰囲気圧力で、純Ｔｉを電子ビ―ムによ
って加熱蒸発させ、蒸発したＴｉ粒子をイオン化し、−
１００〜−５００Ｖの負電圧を印加した鋼板にめっきす
る条件で行なった。
【００１８】このようなめっき処理により成膜されたＴ
ｉ皮膜を有するめっき鋼板を皮膜の膜厚をそれぞれ変え
て製造し、密着性、加工性、および被覆性について調べ
た。結果を表１に示す。
ｉ皮膜を有するめっき鋼板を皮膜の膜厚をそれぞれ変え
て製造し、密着性、加工性、および被覆性について調べ
た。結果を表１に示す。
【００１９】Ｔｉ膜の結晶配向性はディフラクトメ―タ
法によるＸ線回折により求めた。Ｘ線源としてＣｕの特
性Ｘ線（ＣｕＫα）を用い、Ｘ線源の出力を１０ｋＷと
し、Ｘ線の入射角を２°とした薄膜光学系を採用した。
法によるＸ線回折により求めた。Ｘ線源としてＣｕの特
性Ｘ線（ＣｕＫα）を用い、Ｘ線源の出力を１０ｋＷと
し、Ｘ線の入射角を２°とした薄膜光学系を採用した。
【００２０】密着性は、折曲げテ―プ剥離試験によって
評価した。本試験は１８０°のＯｔ曲げ１回行なうごと
にテ―プ剥離試験を行ない、それを母材が折りきれるま
で繰り返し、めっき皮膜の剥離の有無を調べることによ
り評価した。加工後密着性は、エリクセン加工（７cm押
し出し）後、テ―プ剥離試験を行ない、めっき層の剥離
の有無を調べる方法で評価した。加工性はめっき鋼板を
１８０°のＯｔ曲げをおこない、表面を１０〜２５ｋＶ
の加速電圧による走査型電子顕微鏡で観察する方法で評
価した。
評価した。本試験は１８０°のＯｔ曲げ１回行なうごと
にテ―プ剥離試験を行ない、それを母材が折りきれるま
で繰り返し、めっき皮膜の剥離の有無を調べることによ
り評価した。加工後密着性は、エリクセン加工（７cm押
し出し）後、テ―プ剥離試験を行ない、めっき層の剥離
の有無を調べる方法で評価した。加工性はめっき鋼板を
１８０°のＯｔ曲げをおこない、表面を１０〜２５ｋＶ
の加速電圧による走査型電子顕微鏡で観察する方法で評
価した。
【００２１】めっき皮膜の均一被覆性はＡＤＣ（Ａnodi
c Ｄissolution Ｃurrent）試験でおこなった。本試験
は電気化学的評価方法の一種で、皮膜が測定溶液中で不
動態、下地の鉄が活性な電位の時に流れる鉄の溶出電流
を測定するものである。被覆率が高い場合には溶出電流
が小さくなる（原富啓、影近博、余村良則：鉄と鋼，Ｖ
ｏｌ．６５，Ｎｏ．１１（１９７９）Ｓ９５０）。本表
より、Ｔｉめっき層の（００２）Ｃ軸結晶配向性を０．
４０以下とすることにより加工性が向上することが明ら
かである。
c Ｄissolution Ｃurrent）試験でおこなった。本試験
は電気化学的評価方法の一種で、皮膜が測定溶液中で不
動態、下地の鉄が活性な電位の時に流れる鉄の溶出電流
を測定するものである。被覆率が高い場合には溶出電流
が小さくなる（原富啓、影近博、余村良則：鉄と鋼，Ｖ
ｏｌ．６５，Ｎｏ．１１（１９７９）Ｓ９５０）。本表
より、Ｔｉめっき層の（００２）Ｃ軸結晶配向性を０．
４０以下とすることにより加工性が向上することが明ら
かである。
【００２２】
【発明の効果】Ｔｉ皮膜のＣ軸配向性を抑制することに
よって、加工性を改善して優れた特性を有するＴｉめっ
き鋼板を得ることができる。
よって、加工性を改善して優れた特性を有するＴｉめっ
き鋼板を得ることができる。
【００２３】
【表１】
【図１】Ｔｉ皮膜におけるＣ軸配向性と加工性との関係
を示す図。
を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】 冷延鋼板および鋼板表面に、ｘ線回折パ
タ―ンの測定において（０１０）、（００２）、および
（０１１）ピ―クの強度の和に対する（００２）ピ―ク
の強度の比率を０．４０以下としたＣ軸結晶配向性の少
ない結晶方位を持つＴｉ皮膜を形成してなる加工性の良
好なチタンめっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3497492A JPH05230622A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 加工性の良好なチタンめっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3497492A JPH05230622A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 加工性の良好なチタンめっき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230622A true JPH05230622A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12429119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3497492A Pending JPH05230622A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 加工性の良好なチタンめっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05230622A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661294C1 (ru) * | 2017-08-03 | 2018-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения многослойной детали из титанового сплава |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP3497492A patent/JPH05230622A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661294C1 (ru) * | 2017-08-03 | 2018-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения многослойной детали из титанового сплава |
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