JPH05287508A - Local corrosion-resistant al/ti double-layer plated steel sheet - Google Patents

Local corrosion-resistant al/ti double-layer plated steel sheet

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JPH05287508A
JPH05287508A JP11985692A JP11985692A JPH05287508A JP H05287508 A JPH05287508 A JP H05287508A JP 11985692 A JP11985692 A JP 11985692A JP 11985692 A JP11985692 A JP 11985692A JP H05287508 A JPH05287508 A JP H05287508A
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JP
Japan
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layer
steel sheet
ion plating
double
plated steel
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Application number
JP11985692A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Hyodo
知明 兵藤
Hiroshi Kagechika
博 影近
Hiroshi Kibe
洋 木部
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the local corrosion resistance by controlling the bias voltage of a substrate and film thickness in Ti ion plating to suppress the formation of an Al-Ti intermetallic compd. and forming an Al layer on a Ti layer on the surface of a steel sheet without interposing the compd. CONSTITUTION:The surface of a steel sheet is ion-plated with Ti to form a Ti film on the surface. In this case, the Ti film and substrate minus bias voltage are allowed to lie in the area enclosed by (10mum, -50V), (10mum, -600V), (6mum, -100V), (0.1mum, -1000V) and (0.1mum, -50V), as shown in the figure. An Al layer is then formed on the Ti layer by vacuum deposition or ion plating.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に、自動車エキゾー
スト用材料のような高温高塩素イオン濃度で酸性の湿潤
腐食環境で使用される薄板材料として好適な耐局部腐食
性Al/Ti二層めっき鋼板およびその製造方法に関す
る。
The present invention relates to a local corrosion-resistant Al / Ti two-layer plating suitable as a thin plate material used particularly in a high temperature, high chlorine ion concentration and acidic wet corrosive environment such as a material for automobile exhaust. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel plate and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、耐高温酸化性および耐食性が要求
される材料、例えば、排気凝縮水による厳しい内部腐食
を受ける自動車エキゾースト用材料には、溶融Alめっ
き鋼板や溶融Al−Si合金めっき鋼板が使われてい
た。しかし、前者では溶融Alめっきに純Al浴を用い
ると、鋼板とAl層との間に脆いFe−Al合金層が成
長するため加工の際にめっき層が剥離してしまう欠点が
あった。また後者では、Al−Si合金層によってFe
−Al合金層の生成が抑制されるために、溶融Alめっ
き鋼板に比べ加工性が改善されるとともに600℃以下
で優れた耐高温酸化性を有する一方で、700〜800
℃になると急激に酸化が進み、耐熱性が劣化する問題点
があった(特開昭62−80261号及び特開昭62−
80262号参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hot-dip Al-plated steel sheet or a hot-dip Al-Si alloy-plated steel sheet has been used as a material for which high temperature oxidation resistance and corrosion resistance have been required, for example, a material for automobile exhaust which undergoes severe internal corrosion due to exhaust condensed water. It was used. However, in the former case, if a pure Al bath is used for hot dip Al plating, a brittle Fe—Al alloy layer grows between the steel plate and the Al layer, so that the plating layer peels off during processing. In the latter case, the Al-Si alloy layer causes Fe to
-Since the formation of the Al alloy layer is suppressed, the workability is improved as compared with the hot-dip Al-plated steel sheet, and excellent high-temperature oxidation resistance at 600 ° C or lower, while 700 to 800
There is a problem that when the temperature rises to 0 ° C., oxidation rapidly progresses and heat resistance deteriorates (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-80261 and 62-62).
80262).

【0003】また、下地鋼板として極低炭素Cr−Ti
キルド鋼板を用いることによって、700〜800℃に
おける耐高温酸化性を向上させる方法も試みられてい
る。しかし、この方法は、めっき層と鋼板との間に合金
層が生成されるため加工性が劣化する欠点がある(特開
昭62−80261号および特開昭62−80262号
参照)。
Further, as a base steel sheet, ultra low carbon Cr--Ti
A method of improving high temperature oxidation resistance at 700 to 800 ° C. by using a killed steel sheet has also been attempted. However, this method has a drawback that the workability is deteriorated because an alloy layer is formed between the plating layer and the steel sheet (see JP-A-62-80261 and JP-A-62-80262).

【0004】一方、鋼板に真空蒸着でAlめっきを施す
と、形成されたAl膜と鋼板との間に合金層は形成され
ず、密着性と加工性に優れることが知られている。しか
し、真空蒸着Alめっき鋼板はAl皮膜中にピンホール
が多く存在し、ピンホール近傍のAl層と下地鋼板中の
Feとの間で腐食電流が流れてAlが急速に溶解するた
め十分な耐食性が得られない欠点がある(特開昭62−
80261号、特開昭62−80262号参照)。しか
も高温雰囲気では、AlとFeが合金化するため、合金
層の剥離部から下地鋼板の酸化が進み、十分な耐熱性が
得られない問題点もある。
On the other hand, it is known that when a steel sheet is subjected to Al plating by vacuum vapor deposition, no alloy layer is formed between the formed Al film and the steel sheet, and the adhesion and workability are excellent. However, the vacuum-deposited Al-plated steel sheet has many pinholes in the Al film, and a corrosion current flows between the Al layer near the pinholes and Fe in the base steel sheet, so that Al is rapidly dissolved and sufficient corrosion resistance is obtained. Is not obtained (Japanese Patent Laid-Open No. 62-
80261, JP-A-62-80262). In addition, since Al and Fe alloy with each other in a high temperature atmosphere, oxidation of the base steel sheet proceeds from the peeled portion of the alloy layer, and sufficient heat resistance cannot be obtained.

【0005】これらの問題点を解決するために、特開昭
52−123343と特開昭62−80262では、T
i皮膜とAl皮膜を順次形成するAl/Ti二層めっき
鋼板が提案されている。特開昭52−123343号の
発明は、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62−8
0261号の発明は鋼板表面に厚さ0.02〜5μmの
Ti皮膜とAl皮膜を準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二層めっき鋼板においてもなお解決すべき
問題が残されている。すなわち、自動車エキゾースト用
の材料が要求される酸性で高濃度の塩素イオンを含み、
かつ100℃以上の高温湿潤環境にさらされる苛酷な腐
食環境では、表面のAl層が全て、あるいは部分的に溶
解する。すると、Al層とTi層の境界にAl3 Tiと
いったAl−Ti金属間化合物がミクロ的にも存在して
いると、この部分を起点としTi層に進展する局部腐食
が生じる問題があった。すなわち、本発明者らは、Al
3 Ti金属間化合物が存在するAl/Ti二層めっき鋼
板(基板:SUS41OL、板厚:0.8mm)に腐食試
験を行ない、試験後の表面を走査型電子顕微鏡によって
観察した。その結果、図3に示すように、金属間化合物
の生じた部分では孔食が発生し、耐局部腐食性が劣るこ
とが分かった。
In order to solve these problems, in JP-A-52-123343 and JP-A-62-80262, T
An Al / Ti double-layer plated steel sheet in which an i film and an Al film are sequentially formed has been proposed. The invention of Japanese Patent Laid-Open No. 52-123343 is a composite vapor deposition treatment method in which Ti is first deposited on the surface of the object to be treated and then Al is deposited. Also, JP-A-62-8
In the invention of No. 0261, a Ti film and an Al film having a thickness of 0.02 to 5 μm are quasi-formed on the surface of the steel sheet, and the total film thickness is 0.5 to 20 μm and the thickness of the Ti film is the total film thickness. It is a plated steel sheet with 60% or less. However, such an Al / Ti double-layer plated steel sheet still has a problem to be solved. That is, the material for automobile exhaust contains acidic and high concentration chlorine ions required,
Further, in a severe corrosive environment exposed to a high temperature humid environment of 100 ° C. or higher, the surface Al layer is wholly or partially dissolved. Then, if an Al—Ti intermetallic compound such as Al 3 Ti is present microscopically at the boundary between the Al layer and the Ti layer, there is a problem that local corrosion progresses to the Ti layer starting from this portion. That is, the present inventors
A corrosion test was performed on an Al / Ti double-layer plated steel sheet (substrate: SUS41OL, plate thickness: 0.8 mm) in which 3 Ti intermetallic compound was present, and the surface after the test was observed by a scanning electron microscope. As a result, as shown in FIG. 3, it was found that pitting corrosion occurred in the portion where the intermetallic compound was generated and the local corrosion resistance was poor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高温
高塩素イオン濃度で酸性の湿潤腐食環境においても局部
腐食の発生のないAl/Ti二層めっき鋼板およびその
製造方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent local corrosion from occurring even in an acidic wet corrosive environment at high temperature and high chlorine ion concentration. / Ti double-layer plated steel sheet and a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐局部腐食
性Al/Ti二層めっき鋼板は、鋼板と、鋼板表面に形
成されたTi層と、Ti層の表面にAl−Ti金属間化
合物層を介在させることなく直接形成されたAl層とを
具備している。
A local corrosion resistant Al / Ti double-layer plated steel sheet according to the present invention is a steel sheet, a Ti layer formed on the steel sheet surface, and an Al-Ti intermetallic compound on the surface of the Ti layer. And an Al layer formed directly without interposing a layer.

【0008】このような構成のAl/Ti二層めっき鋼
板を製造する方法は、Tiイオンプレーティングの際の
Ti膜厚と基板バイアス電圧を図1の斜線の範囲内に規
定して、Al3 Ti,TiAlあるいはTi3 Alなど
のAl−Ti系の金属間化合物がAl層とTi層の境界
にミクロ的にも生成しないようにしている。
[0008] The method for producing the Al / Ti bilayer plated steel sheet having such a structure is to define the Ti film thickness and the substrate bias voltage at the time of Ti ion plating within the shaded FIG 1, Al 3 Ti, intermetallic compounds Al-Ti-based, such as TiAl or Ti 3 Al is prevented from generating even microscopically the boundary of the Al layer and the Ti layer.

【0009】具体的には、本発明は、鋼板表面にTiイ
オンプレーティングをおこなって鋼板表面にTi層を形
成する工程と、Ti層の表面にAl真空蒸着又はAlイ
オンプレーティングをおこなってAl層を形成する工程
とを連続しておこなうAl/Ti二層めっき鋼板の製造
方法において、Tiイオンプレーティングにおける基板
マイナスバイアス電圧と膜厚とを、(−50V,10μ
m)、(−600V,10μm)、(−1000V,6
μm)、(−1000V,0.1μm)、(−50V,
0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる範囲
内、好ましくは(−50V,10μm)、(−1000
V,0.1μm)、(−50V,0.1μm)、(−5
0V,10μm)で囲まれる範囲内(すなわち、0μm
≦Ti膜厚≦10μm、−1000V≦バイアス電圧≦
−50V、及びTi膜厚≦0.01×バイアス電圧+1
6)の条件としてTi層を形成する耐局部腐食性Al/
Ti二層めっき鋼板の製造方法である。
Specifically, the present invention is a process of performing Ti ion plating on the surface of a steel sheet to form a Ti layer on the surface of the steel sheet, and performing Al vacuum deposition or Al ion plating on the surface of the Ti layer. In the method for producing an Al / Ti double-layer plated steel sheet, which continuously performs the step of forming a layer, the substrate negative bias voltage and the film thickness in Ti ion plating are set to (-50 V, 10 μm).
m), (-600V, 10 μm), (-1000V, 6
μm), (−1000V, 0.1 μm), (−50V,
0.1 μm) and (−50 V, 10 μm), preferably (−50 V, 10 μm) and (−1000).
V, 0.1 μm), (-50 V, 0.1 μm), (-5
Within the range surrounded by 0 V, 10 μm (that is, 0 μm
≤ Ti film thickness ≤ 10 µm, -1000 V ≤ bias voltage ≤
-50 V, and Ti film thickness ≤ 0.01 x bias voltage +1
As a condition of 6), a local corrosion resistance of forming a Ti layer Al /
It is a method for manufacturing a Ti double-layer plated steel sheet.

【0010】また本発明の別の方法は、鋼板の両面にT
iイオンプレーティングをおこなって鋼板表面にTi層
を形成する工程と、Ti層の表面にAl真空蒸着又はA
lイオンプレーティングをおこなってAl層を形成する
工程とを具備したAl/Ti二層めっき鋼板の製造方法
において、Tiイオンプレーティングにおける基板マイ
ナスバイアス電圧と膜厚とを、(−50V,10μ
m)、(−600V,10μm)、(−1000V,6
μm)、(−1000V,0.1μm)、(−50V,
0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる範囲
内、好ましくはTiイオンプレーティングにおける基板
マイナスバイアス電圧と膜厚とを、(−50V,10μ
m)、(−1000V,0.1μm)、(−50V,
0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる範囲
内の条件としてTi層を形成する耐局部腐食性Al/T
i二層めっき鋼板の製造方法である。
Another method of the present invention is that T
A step of forming a Ti layer on the surface of the steel sheet by performing i ion plating, and Al vacuum deposition or A on the surface of the Ti layer.
In the method for producing an Al / Ti double-layer plated steel sheet, which comprises the step of performing an ion plating to form an Al layer, the substrate negative bias voltage and the film thickness in the Ti ion plating are set to (-50 V, 10 μm).
m), (-600V, 10 μm), (-1000V, 6
μm), (−1000V, 0.1 μm), (−50V,
0.1 μm) and (−50 V, 10 μm), preferably, the substrate negative bias voltage and film thickness in Ti ion plating are (−50 V, 10 μm).
m), (-1000V, 0.1 μm), (-50V,
0.1 μm), (-50 V, 10 μm) Local corrosion resistance Al / T for forming a Ti layer under the condition of being surrounded by (-50 V, 10 μm)
i It is a method for manufacturing a double-layer plated steel sheet.

【0011】[0011]

【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。
In order to facilitate the understanding of the present invention, it will be described specifically and in detail below.

【0012】まず鋼板あるいはステンレス鋼板や耐熱鋼
板のように5%以上のCrを含有する鋼板の表面を清浄
化した後に、Ti皮膜をめっき形成する。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
中のイオンプレーティング、真空蒸着、イオンビーム蒸
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
よいが、加工性と生産性の点でイオンプレーティングが
好適である(影近博、兵藤知明、木部洋、安江良彦:N
KK技報、N0.135(1991)23頁参照)。イオ
ンプレーティングの場合、直流放電イオンプレーティン
グや高周波放電イオンプレー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ーティングもTi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、ピンホールの発生率が増加することがある
ので、例えばアーク放電型イオンプレーティングのよう
な1×10-5Torr以下の高真空中におけるイオンプレー
ティングが望ましい。
First, after cleaning the surface of a steel plate or a steel plate containing 5% or more of Cr such as a stainless steel plate or a heat-resistant steel plate, a Ti film is formed by plating. There is no limitation on the film forming method for forming the Ti film. That is, any of dry plating such as ion plating in a high vacuum, vacuum deposition, ion beam deposition or sputtering may be used, but ion plating is preferable in terms of workability and productivity (Hiroshi Kagechika, Tomoaki Hyodo, Hiroshi Kibe, Yoshihiko Yasue: N
KK Technical Report, No.135 (1991), page 23). In the case of ion plating, it is possible to form a Ti film on ion plating in a low or medium vacuum using an introduced gas, such as DC discharge ion plating or high frequency discharge ion plating, but in this case the film adhesion Therefore, ion plating in a high vacuum of 1 × 10 −5 Torr or less, such as arc discharge type ion plating, is desirable because it may impair the property and the density and increase the pinhole generation rate.

【0013】Ti膜厚の範囲を0.1μm以上10μm
以下とする。0.1μm未満のコーティングでは耐食効
果が得られず、また10μmを越える範囲では加工性が
劣化するためである。
The Ti film thickness range is from 0.1 μm to 10 μm.
Below. This is because if the coating thickness is less than 0.1 μm, the corrosion resistance effect cannot be obtained, and if it exceeds 10 μm, the workability deteriorates.

【0014】Tiイオンプレーティング時において基板
に加える負のバイアス電圧に関しては、−1000V以
上−50V以下とする。−50Vを越えるバイアス電圧
では結晶粒が小さくなり加工性が損なわれ、また、バイ
アス電圧が−1000V未満の範囲ではTi膜が0.1
μmと薄い場合でも、Tiイオンが鋼板に衝突する際の
運動エネルギーが高くなり基板温度が600℃以上とな
るためAl−Ti金属間化合物を生じ耐局部腐食性が劣
化するためである。
The negative bias voltage applied to the substrate during Ti ion plating is set to -1000V or more and -50V or less. When the bias voltage exceeds -50V, the crystal grains become small and the workability is impaired. Further, when the bias voltage is less than -1000V, the Ti film has a thickness of 0.1.
This is because even when the thickness is as thin as μm, the kinetic energy when Ti ions collide with the steel sheet becomes high and the substrate temperature becomes 600 ° C. or higher, so that an Al—Ti intermetallic compound is generated and the local corrosion resistance deteriorates.

【0015】また、上記Ti膜厚範囲、バイアス電圧範
囲でも、Ti膜厚が6μm〜10μmでさらに基板バイ
アス電圧が−1000V〜−600Vのコーティング条
件では、両者の相乗作用によって基板温度が上昇しやす
い。このためAl−Ti金属間化合物(Al3 Ti,T
iAlおよびTi3 Al)を生じ耐局部腐食性が劣化し
やすくなる。従って、Ti膜厚が大きい場合、それに応
じて基板に印加した負のバイアス電圧を高くする(絶対
値を低くする)必要がある。すなわち、図1の(−60
0V,10μm)、(−1000V,6μm)を結ぶ線
分、すなわち、Ti膜厚(μm)≦0.01×バイアス
電圧(V)+16となる条件を満たすようにTi膜厚範
囲、バイアス電圧範囲を設定する。
Further, even in the Ti film thickness range and the bias voltage range, under the coating conditions in which the Ti film thickness is 6 μm to 10 μm and the substrate bias voltage is −1000 V to −600 V, the substrate temperature is likely to rise due to the synergistic action of both. .. Therefore, the Al-Ti intermetallic compound (Al 3 Ti, T
iAl and Ti 3 Al) are generated, and the local corrosion resistance is likely to deteriorate. Therefore, when the Ti film thickness is large, it is necessary to increase the negative bias voltage applied to the substrate (decrease the absolute value) accordingly. That is, (-60 in FIG.
0 V, 10 μm), (−1000 V, 6 μm), that is, a Ti film thickness range and a bias voltage range satisfying the condition of Ti film thickness (μm) ≦ 0.01 × bias voltage (V) +16. To set.

【0016】また、Al/Ti二層めっき鋼板の両面に
施す場合には、うら面のTiイオンプレーティングを行
なう際、Ti膜厚と基板バイアス電圧に依存し基板温度
が高くなる。このため、Ti膜厚範囲、バイアス電圧範
囲を適切に設定しないと、すでにコーティングされてい
るおもて面のAlとTiが合金化し、Al−Ti金属間
化合物を生じるためTiとAlの連続めっき同様に耐局
部腐食性が損なわれる。この場合も上記と同様の設定条
件とする。
When both sides of an Al / Ti double-layer plated steel sheet are applied, the substrate temperature rises depending on the Ti film thickness and the substrate bias voltage when performing Ti ion plating on the back surface. For this reason, if the Ti film thickness range and the bias voltage range are not set appropriately, Al and Ti on the front surface already coated are alloyed to form an Al-Ti intermetallic compound, so that Ti and Al are continuously plated. Similarly, the local corrosion resistance is impaired. In this case also, the setting conditions are the same as above.

【0017】以上要約すれば、Tiイオンプレーティン
グにおける膜厚とバイアス電圧の範囲を図1に示すごと
く(−50V,10μm)、(−600V,10μ
m)、(−1000V,6μm)、(−1000V,
0.1μm)、(−50V,0.1μm)、(−50
V,10μm)で囲まれる範囲とし特に、(−50V,
10μm)、(−1000V,0.1μm)、(−50
V,0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる
範囲が好適である。
In summary, the range of the film thickness and the bias voltage in Ti ion plating is (-50 V, 10 μm) and (-600 V, 10 μm) as shown in FIG.
m), (-1000V, 6 μm), (-1000V,
0.1 μm), (-50 V, 0.1 μm), (-50
V, 10 μm) and particularly (−50 V,
10 μm), (−1000 V, 0.1 μm), (−50
V, 0.1 μm) and (−50 V, 10 μm) are preferable.

【0018】次いでTi皮膜上にAl皮膜を形成する。
形成方法は加工性と生産性の点でイオンプレーティング
または真空蒸着が望ましい。Alは本腐食環境において
犠牲防食作用によって下地鋼板を保護する役割を担う。
さらに、Alが完全に溶解した後でも、腐食液中にAl
イオンが残留すると、Tiと下地鋼板の溶解を抑制する
作用を持つ。Al皮膜の膜厚は0.1μm以上20μm
が好ましい。すなわち、0.1μm未満ならば防食効果
が得られず、20μmを越える場合には加工性が劣化す
る。
Next, an Al film is formed on the Ti film.
Ion plating or vacuum deposition is desirable as a forming method from the viewpoint of workability and productivity. Al plays a role in protecting the base steel sheet by a sacrificial anticorrosive action in this corrosive environment.
Furthermore, even after Al is completely dissolved,
If the ions remain, it has the effect of suppressing the dissolution of Ti and the base steel sheet. The thickness of the Al film is 0.1 μm or more and 20 μm
Is preferred. That is, if it is less than 0.1 μm, the anticorrosive effect cannot be obtained, and if it exceeds 20 μm, the workability is deteriorated.

【0019】[0019]

【実施例】次ぎに本発明の実施例を説明する。 (実施例1) 連続めっき方法 板厚0.6〜1.5mmの、JISG3141で規定され
る冷間圧延鋼板(冷延鋼板)、JISG4305で規定
される冷間圧延ステンレス鋼板およびJISG4312
で規定される耐熱鋼板を100〜300℃に予備加熱し
た後、真空中でArボンバードによる前処理を行なっ
た。この方法は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。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. (Example 1) Continuous plating method Cold-rolled steel sheet (cold-rolled steel sheet) defined by JIS G3141, a cold-rolled stainless steel sheet defined by JIS G4305, and JIS G4312 having a plate thickness of 0.6 to 1.5 mm.
After preheating the heat-resistant steel plate specified in 1. to 100 to 300 ° C., pretreatment with Ar bombardment was performed in vacuum. In this method, a high frequency discharge is generated in an Ar gas atmosphere of 1.0 × 10 −3 Torr, and at the same time, a negative voltage of −1 kV is applied to the steel sheet to cause Ar ions to collide with the steel sheet and remove oxides on the surface of the steel sheet. It is a method of obtaining a clean steel plate surface.

【0020】次いで鋼板を100〜300℃加熱のまま
Tiをめっきした。めっき条件として、1.0×10-5
Torr以下の雰囲気圧力で、純Tiを電子ビームによって
加熱蒸発させ、蒸発したTi粒子をイオン化し、−50
〜−1000Vの負電圧を印加した鋼板にめっきする条
件で行なった。また、比較例では本発明のバイアス電圧
範囲、Ti膜厚範囲から逸脱する条件でもコーティング
を行なった。さらに同じ雰囲気圧力で同様に純Alを電
子ビームによって加熱蒸発させめっきする。このような
めっき処理により成膜されたTi皮膜とAl皮膜を有す
るめっき鋼板を各皮膜の膜厚をそれぞれ変えて製造し
た。
Then, the steel sheet was plated with Ti while being heated at 100 to 300 ° C. Plating condition is 1.0 × 10 -5
Pure Ti is heated and evaporated by an electron beam at an atmospheric pressure of Torr or lower, and the evaporated Ti particles are ionized,
It carried out on the conditions which plate the steel plate to which the negative voltage of -1000V was applied. Further, in the comparative example, the coating was performed even under the conditions that deviate from the bias voltage range and the Ti film thickness range of the present invention. Similarly, pure Al is heated and evaporated by an electron beam under the same atmospheric pressure to perform plating. A plated steel sheet having a Ti film and an Al film formed by such a plating treatment was manufactured by changing the film thickness of each film.

【0021】これら鋼板について、密着性、耐食性およ
び耐熱性について調べた。その結果を表1に示す。
These steel sheets were examined for adhesion, corrosion resistance and heat resistance. The results are shown in Table 1.

【0022】密着性は、折曲げテープ剥離試験によって
評価した。本試験は180°の0t曲げ1回行なうごと
にテー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。
The adhesion was evaluated by a bending tape peel test. This test was evaluated by performing a tape peeling test each time it was bent once at 0 ° at 180 °, repeating the peeling test until the base material was broken, and examining the presence or absence of peeling of the plating film.

【0023】高温酸性湿潤腐食環境における耐食性は、
5%塩水噴霧試験で評価した。また自動車マフラー内面
の模擬腐食環境として炭酸イオンと硫酸イオンと塩素イ
オンを混合した腐食液に試験片を浸漬し130℃におけ
る48時間加熱を5回繰り返す方法で下地鋼板に達する
赤錆が発生するかどうかで評価した。
Corrosion resistance in a high temperature acidic wet corrosive environment is
It was evaluated by a 5% salt spray test. Also, as a simulated corrosion environment for the inner surface of an automobile muffler, whether the test piece is immersed in a corrosive solution of carbonate ion, sulfate ion and chlorine ion and heated at 130 ° C for 48 hours five times to cause red rust to reach the base steel plate It was evaluated by.

【0024】[0024]

【表1】 注1)評価基準 (密着性)○:めっき層の剥離なし、×:めっき層の剥
離あり (加工性)○:折り曲げ後のサンプル表面に割れなし、
×:割れ発生 (塩水噴霧試験)○:局部腐食なし、×:局部腐食あり (マフラー試験)○:局部腐食なし、×:局部腐食あり 注2)マフラー試験:アンモニウム塩により炭素イオン
濃度=500ppm、硫酸イオン濃度=100ppm、塩素イオン濃
度=500ppmを含む試験溶液を作製し、試験片を浸漬した
後に 130℃で48時間加熱する。約20時間で溶液は蒸発す
るが腐食生成物を除去せず再度試験溶液を注入し、再び
130℃で48時間加熱することを計5回繰り返す。 注3)コーティング順序:基板予備加熱(100 〜 300
℃)→Arイオンボンバード→Tiイオンプレーティン
グ→Al真空蒸着(TiとAlのめっきは連続処理) (実施例2) 両面めっき方法 実施例1と同様の条件で表面にTiめっき、Alめっき
を施した後、実施例1と同様の条件で裏面にTiめっ
き、Alめっきを施した。その製造条件、得られた二層
めっき鋼板の試験結果を表2に示す。
[Table 1] Note 1) Evaluation criteria (Adhesion) ○: No peeling of plating layer, ×: Peeling of plating layer (Workability) ○: No crack on the sample surface after bending,
×: Crack generation (salt spray test) ○: No local corrosion, ×: Local corrosion (muffler test) ○: No local corrosion, ×: Local corrosion Note 2) Muffler test: Carbon ion concentration = 500ppm with ammonium salt, Prepare a test solution containing sulfate ion concentration = 100 ppm and chloride ion concentration = 500 ppm, immerse the test piece, and then heat at 130 ° C for 48 hours. The solution evaporates in about 20 hours, but the corrosion products are not removed, and the test solution is injected again, and
Heating at 130 ° C for 48 hours is repeated 5 times in total. Note 3) Coating order: Substrate preheating (100 to 300)
° C) → Ar ion bombardment → Ti ion plating → Al vacuum deposition (Ti and Al plating is continuously treated) (Example 2) Double-sided plating method The surface is plated with Ti and Al under the same conditions as in Example 1. After that, the back surface was plated with Ti and Al under the same conditions as in Example 1. Table 2 shows the manufacturing conditions and test results of the obtained double-layer plated steel sheet.

【0025】[0025]

【表2】 注1)評価基準 (密着性)○:めっき層の剥離なし、×:めっき層の剥
離あり (加工性)○:折り曲げ後のサンプル表面に割れなし、
×:割れ発生 (塩水噴霧試験)○:局部腐食なし、×:局部腐食あり (マフラー試験)○:局部腐食なし、×:局部腐食あり 注2)マフラー試験:アンモニウム塩により炭素イオン
濃度=500ppm、硫酸イオン濃度=100ppm、塩素イオン濃
度=500ppmを含む試験溶液を作製し、試験片を浸漬した
後に 130℃で48時間加熱する。約20時間で溶液は蒸発す
るが腐食生成物を除去せず再度試験溶液を注入し、再び
130℃で48時間加熱することを計5回繰り返す。 注3)コーティング順序:基板予備加熱(100 〜 300
℃)→Arイオンボンバード→Tiイオンプレーティン
グ→Al真空蒸着→鋼板反転→Tiイオンプレーティン
グ→Al真空蒸着(両面めっき)
[Table 2] Note 1) Evaluation criteria (Adhesion) ○: No peeling of plating layer, ×: Peeling of plating layer (Workability) ○: No crack on the sample surface after bending,
×: Crack generation (salt spray test) ○: No local corrosion, ×: Local corrosion (muffler test) ○: No local corrosion, ×: Local corrosion Note 2) Muffler test: Carbon ion concentration = 500ppm with ammonium salt, Prepare a test solution containing sulfate ion concentration = 100 ppm and chloride ion concentration = 500 ppm, immerse the test piece, and then heat at 130 ° C for 48 hours. The solution evaporates in about 20 hours, but the corrosion products are not removed, and the test solution is injected again, and
Heating at 130 ° C for 48 hours is repeated 5 times in total. Note 3) Coating order: Substrate preheating (100 to 300)
℃) → Ar ion bombardment → Ti ion plating → Al vacuum deposition → Steel plate inversion → Ti ion plating → Al vacuum deposition (double-sided plating)

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、Ti膜厚
と基板バイアス電圧を規定しAl3 Ti,TiAlある
いはTi3 AlなどのAl−Ti系の金属間化合物がA
l層とTi層の境界にミクロ的にも生成しないようにし
て、高温高塩素イオン濃度で酸性の湿潤腐食環境での使
用においても局部腐食が生じることがなく、自動車エキ
ゾースト用薄板材料として特に有用である。
As described above, according to the present invention, the Ti film thickness and the substrate bias voltage are regulated, and the Al--Ti based intermetallic compound such as Al 3 Ti, TiAl or Ti 3 Al is A.
It is particularly useful as a thin plate material for automobile exhaust because it does not generate microscopically at the boundary between the 1-layer and the Ti layer, and local corrosion does not occur even when used in an acidic wet corrosive environment at high temperature and high chlorine ion concentration. Is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明で規定したTiイオンプレーティングに
おける基板マイナスバイアス電圧とTi膜厚との関係を
示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a substrate negative bias voltage and a Ti film thickness in a Ti ion plating specified in the present invention.

【図2】本発明に係るAl/Ti二層めっき鋼板の概略
断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an Al / Ti double-layer plated steel sheet according to the present invention.

【図3】Al層とTi層が合金化したAl3Ti金属間
化合物層に見られる局部腐食(孔食)の例を示す顕微鏡
写真。
FIG. 3 is a micrograph showing an example of localized corrosion (pitting corrosion) observed in an Al3Ti intermetallic compound layer in which an Al layer and a Ti layer are alloyed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…鋼板、2…Ti層、3…Al層 1 ... Steel plate, 2 ... Ti layer, 3 ... Al layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板と、鋼板表面に形成されたTi層
と、Ti層の表面にAl−Ti金属間化合物層を介在さ
せることなく直接形成されたAl層とを具備した耐局部
腐食性Al/Ti二層めっき鋼板。
1. A local corrosion resistant Al comprising a steel sheet, a Ti layer formed on the surface of the steel sheet, and an Al layer formed directly on the surface of the Ti layer without interposing an Al--Ti intermetallic compound layer. / Ti double-layer plated steel sheet.
【請求項2】 鋼板表面にTiイオンプレーティングを
おこなって鋼板表面にTi層を形成する工程と、Ti層
の表面にAl真空蒸着又はAlイオンプレーティングを
おこなってAl層を形成する工程とを連続しておこなう
Al/Ti二層めっき鋼板の製造方法において、 Tiイオンプレーティングにおける基板マイナスバイア
ス電圧と膜厚とを、(−50V,10μm)、(−60
0V,10μm)、(−1000V,6μm)、(−1
000V,0.1μm)、(−50V,0.1μm)、
(−50V,10μm)で囲まれる範囲内の条件として
Ti層を形成する耐局部腐食性Al/Ti二層めっき鋼
板の製造方法。
2. A step of forming a Ti layer on the surface of a steel sheet by performing Ti ion plating on the surface of the steel sheet, and a step of performing Al vacuum deposition or Al ion plating on the surface of the Ti layer to form an Al layer. In a method for continuously producing an Al / Ti double-layer plated steel sheet, the substrate negative bias voltage and the film thickness in Ti ion plating are (-50 V, 10 μm), (-60
0 V, 10 μm), (-1000 V, 6 μm), (-1
000V, 0.1 μm), (−50V, 0.1 μm),
A method for producing a locally corroded Al / Ti double-layer plated steel sheet, wherein a Ti layer is formed under a condition surrounded by (-50 V, 10 μm).
【請求項3】 Tiイオンプレーティングにおける基板
マイナスバイアス電圧と膜厚とを、(−50V,10μ
m)、(−1000V,0.1μm)、(−50V,
0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる範囲
内の条件としてTi層を形成する請求項2の耐局部腐食
性Al/Ti二層めっき鋼板の製造方法。
3. The substrate negative bias voltage and film thickness in Ti ion plating are set to (-50 V, 10 μm).
m), (-1000V, 0.1 μm), (-50V,
0.1 μm), (−50 V, 10 μm) The Ti layer is formed as a condition within a range surrounded by (−50 V, 10 μm).
【請求項4】 鋼板の両面にTiイオンプレーティング
をおこなって鋼板表面にTi層を形成する工程と、Ti
層の表面にAl真空蒸着又はAlイオンプレーティング
をおこなってAl層を形成する工程とを具備したAl/
Ti二層めっき鋼板の製造方法において、 Tiイオンプレーティングにおける基板マイナスバイア
ス電圧と膜厚とを、(−50V,10μm)、(−60
0V,10μm)、(−1000V,6μm)、(−1
000V,0.1μm)、(−50V,0.1μm)、
(−50V,10μm)で囲まれる範囲内の条件として
Ti層を形成する耐局部腐食性Al/Ti二層めっき鋼
板の製造方法。
4. A step of forming a Ti layer on the surface of a steel plate by performing Ti ion plating on both surfaces of the steel plate,
And / or Al vacuum deposition or Al ion plating on the surface of the layer to form an Al layer.
In the method for producing a Ti double-layer plated steel sheet, the substrate negative bias voltage and the film thickness in Ti ion plating are (-50 V, 10 μm), (-60
0 V, 10 μm), (-1000 V, 6 μm), (-1
000V, 0.1 μm), (−50V, 0.1 μm),
A method for producing a locally corroded Al / Ti double-layer plated steel sheet, wherein a Ti layer is formed under a condition surrounded by (-50 V, 10 μm).
【請求項5】 Tiイオンプレーティングにおける基板
マイナスバイアス電圧と膜厚とを、(−50V,10μ
m)、(−1000V,0.1μm)、(−50V,
0.1μm)、(−50V,10μm)で囲まれる範囲
内の条件としてTi層を形成する請求項4の耐局部腐食
性Al/Ti二層めっき鋼板の製造方法。
5. The substrate negative bias voltage and the film thickness in Ti ion plating are set to (-50 V, 10 μm).
m), (-1000V, 0.1 μm), (-50V,
0.1 μm), (−50 V, 10 μm) The method for producing a locally corroded Al / Ti double-layer plated steel sheet according to claim 4, wherein the Ti layer is formed under the condition of a range.
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