JPH0676653B2 - アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナウイスカ−形成方法 - Google Patents
アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナウイスカ−形成方法Info
- Publication number
- JPH0676653B2 JPH0676653B2 JP28940385A JP28940385A JPH0676653B2 JP H0676653 B2 JPH0676653 B2 JP H0676653B2 JP 28940385 A JP28940385 A JP 28940385A JP 28940385 A JP28940385 A JP 28940385A JP H0676653 B2 JPH0676653 B2 JP H0676653B2
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- stainless steel
- aluminum
- whiskers
- steel material
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナ
ウィスカー形成方法に関し、鋼材の表面に塗布したアル
ミナ層、貴金属触媒層の剥離を有効に防止するための方
法であって、本発明方法によって製造された鋼材は自動
車排ガス触媒コンバータ用のメタルハニカム用に好適で
あり、その他、燃焼ガスの浄化触媒装置用等に利用され
る。
ウィスカー形成方法に関し、鋼材の表面に塗布したアル
ミナ層、貴金属触媒層の剥離を有効に防止するための方
法であって、本発明方法によって製造された鋼材は自動
車排ガス触媒コンバータ用のメタルハニカム用に好適で
あり、その他、燃焼ガスの浄化触媒装置用等に利用され
る。
自動車の排ガス浄化用触媒コンバータとしてコーディエ
ライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）の押出焼成ハニカムが
使用され、これにγ−アルミナ粒子を触媒担体としてコ
ーティングしたあとPtなどの触媒をつけたものが用いら
れている。このコーディエライト製ハニカムを耐酸化性
ステンレス箔で製造するとコンバータの小型化、エンジ
ン性能の向上などを図ることができるが、箔に直接γー
アルミナ粒子や貴金属触媒をコーティングした場合、自
動車排ガス装置に特有な急激な温度変化と振動によっ
て、これらのコーティングが簡単に剥離する欠点があっ
た。
ライト（2MgO・2Al2O3・5SiO2）の押出焼成ハニカムが
使用され、これにγ−アルミナ粒子を触媒担体としてコ
ーティングしたあとPtなどの触媒をつけたものが用いら
れている。このコーディエライト製ハニカムを耐酸化性
ステンレス箔で製造するとコンバータの小型化、エンジ
ン性能の向上などを図ることができるが、箔に直接γー
アルミナ粒子や貴金属触媒をコーティングした場合、自
動車排ガス装置に特有な急激な温度変化と振動によっ
て、これらのコーティングが簡単に剥離する欠点があっ
た。
これを克服する方法として、特公昭56-96726、特公昭56
-152965、特公昭57−71898は、 15重量％≦Cr≦25重量％ 3重量％≦Al≦６重量％ のアルミニウム含有ステンレス鋼箔を酸素分圧0.75トー
ル以下の、炭酸ガス、窒素、水素または稀有ガスの何れ
かの雰囲気中で875〜925℃で約１分間加熱した後、空気
中で870〜930℃の間の温度で長時間酸化させ、２段階の
熱処理により表面にアルミナウィスカーを成長させてコ
ーティングの使用中の耐剥離性を向上させた。
-152965、特公昭57−71898は、 15重量％≦Cr≦25重量％ 3重量％≦Al≦６重量％ のアルミニウム含有ステンレス鋼箔を酸素分圧0.75トー
ル以下の、炭酸ガス、窒素、水素または稀有ガスの何れ
かの雰囲気中で875〜925℃で約１分間加熱した後、空気
中で870〜930℃の間の温度で長時間酸化させ、２段階の
熱処理により表面にアルミナウィスカーを成長させてコ
ーティングの使用中の耐剥離性を向上させた。
ステンレス箔を酸素分圧0.75トール以下の雰囲気中で87
5〜925℃の温度で約１分間加熱するためには、雰囲気を
制御できる酸化炉が必要であるが、均一な雰囲気を得る
のが困難であり、またそのようにした装置は高価であ
り、かつ費用がかかる。
5〜925℃の温度で約１分間加熱するためには、雰囲気を
制御できる酸化炉が必要であるが、均一な雰囲気を得る
のが困難であり、またそのようにした装置は高価であ
り、かつ費用がかかる。
本発明は、以上の如き酸化前段処理を行うことなく、ア
ルミニウム含有ステンレス鋼材表面に有効にアルミナウ
ィスカーを生成させる方法を提供することを目的とする
ものである。
ルミニウム含有ステンレス鋼材表面に有効にアルミナウ
ィスカーを生成させる方法を提供することを目的とする
ものである。
すなわち本発明は前記の如き低酸素分圧での酸化前処理
を施すことなく、効果的なウィスカーを生成せしめる方
法として、ウィスカー生成処理に先立って、アルミニウ
ム含有ステンレス鋼板または鋼箔表面にサンドブラスト
又はショットブラスト処理を施し、表面加工層を与える
ことを特徴的技術手段とする。
を施すことなく、効果的なウィスカーを生成せしめる方
法として、ウィスカー生成処理に先立って、アルミニウ
ム含有ステンレス鋼板または鋼箔表面にサンドブラスト
又はショットブラスト処理を施し、表面加工層を与える
ことを特徴的技術手段とする。
本発明はウィスカー生成に関する詳細な実験の結果、ウ
ィスカーは鋼板または鋼箔の加工歪量が大きいほど生成
し易いという発見に基づき完成したものである。
ィスカーは鋼板または鋼箔の加工歪量が大きいほど生成
し易いという発見に基づき完成したものである。
本発明方法によれば、通常の圧延方法によって得られた
アルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板表面にア
ルミナウィスカーを容易に効果的に形成することができ
る。
アルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板表面にア
ルミナウィスカーを容易に効果的に形成することができ
る。
本発明の処理によって効果的にアルミナウィスカーが生
成するのは２重量％以上のアルミニウムを含有する鋼で
ある。またアルミナを生成させる高温酸化条件に曝され
ることから、Crを含有したステンレス鋼である必要があ
る。さらに、本発明が有効に適用されるのはアルミニウ
ムが十分に速く拡散する必要からフェライト系のステン
レス鋼に限定される。
成するのは２重量％以上のアルミニウムを含有する鋼で
ある。またアルミナを生成させる高温酸化条件に曝され
ることから、Crを含有したステンレス鋼である必要があ
る。さらに、本発明が有効に適用されるのはアルミニウ
ムが十分に速く拡散する必要からフェライト系のステン
レス鋼に限定される。
本発明は表面に与えた加工層によってウィスカーを形成
させるものである。サンドブラストを行う場合の砥粒は
アルミナであっても炭化珪素であっても良く、また他の
ガラスビードやセラミック粒や鉄球であっても良い。投
射する粒子の粒度は対象とする鋼板の板厚にもよるが、
薄い板ほど小さい粒子がよく、特に箔の場合には細粒が
好ましい。
させるものである。サンドブラストを行う場合の砥粒は
アルミナであっても炭化珪素であっても良く、また他の
ガラスビードやセラミック粒や鉄球であっても良い。投
射する粒子の粒度は対象とする鋼板の板厚にもよるが、
薄い板ほど小さい粒子がよく、特に箔の場合には細粒が
好ましい。
またブラスト処理としては、砥粒の投射を圧縮空気で行
うサンドブラストが好適であるが、その代わりに、通常
のインペラーの回転により砥粒の投射を行うショットブ
ラスト処理を用いてもよい。
うサンドブラストが好適であるが、その代わりに、通常
のインペラーの回転により砥粒の投射を行うショットブ
ラスト処理を用いてもよい。
本発明方法における酸化処理条件としては大気中850〜9
50℃で６〜24時間処理するのが最適である。
50℃で６〜24時間処理するのが最適である。
ここで温度範囲が、850℃未満では、24時間以上の処理
を行っても、有効なウィスカーの生成が認められない。
また、950℃を超えた温度では、ウィスカー形態は針状
あるいはブレード状とならず、ノジュール状の塊となる
ため、850℃〜950℃が好適である。
を行っても、有効なウィスカーの生成が認められない。
また、950℃を超えた温度では、ウィスカー形態は針状
あるいはブレード状とならず、ノジュール状の塊となる
ため、850℃〜950℃が好適である。
この場合、サンドブラストまたはショットブラストによ
る表面加工層が有効にウィスカーを生成させるのであ
り、鋼板は板厚に関係なく、箔であってもその効果は同
様である。また本発明による効果は鋼板の形状に左右さ
れず、各種の触媒装置用に曲げ加工、波板加工、切削・
剪断加工した後に処理したものであっても同等である。
る表面加工層が有効にウィスカーを生成させるのであ
り、鋼板は板厚に関係なく、箔であってもその効果は同
様である。また本発明による効果は鋼板の形状に左右さ
れず、各種の触媒装置用に曲げ加工、波板加工、切削・
剪断加工した後に処理したものであっても同等である。
フェライト系ステンレス鋼にアルミニウムを多量に加え
ると規則格子あるいはCr2Alの金属間化合物が生成し材
料を脆くさせるため、好適なCr含有量は11〜30重量％に
限定され、Alは２〜15重量％を含有するものが好適であ
る。
ると規則格子あるいはCr2Alの金属間化合物が生成し材
料を脆くさせるため、好適なCr含有量は11〜30重量％に
限定され、Alは２〜15重量％を含有するものが好適であ
る。
Crは、11％未満では十分な耐酸化性が得られず、また触
媒装置等での使用中の耐食性が得られない。また、30％
を超えると、鋼を脆化させ、特に高Alの場合、溶鋼から
直接薄板に急冷凝固させた場合でも脆く、各種の機器へ
の加工が不可能になる。Alは、ウィスカーを形成する主
元素であり、２％未満では、酸化処理での皮膜が、Fe,C
rの多いものとなり、ウィスカーを形成しなくなり、ま
た、15％を超えると脆化が著しく、各種機器への加工が
不能となる。
媒装置等での使用中の耐食性が得られない。また、30％
を超えると、鋼を脆化させ、特に高Alの場合、溶鋼から
直接薄板に急冷凝固させた場合でも脆く、各種の機器へ
の加工が不可能になる。Alは、ウィスカーを形成する主
元素であり、２％未満では、酸化処理での皮膜が、Fe,C
rの多いものとなり、ウィスカーを形成しなくなり、ま
た、15％を超えると脆化が著しく、各種機器への加工が
不能となる。
以下、実施例に従って本発明を説明する。
使用した材料はそれぞれ、20％Cr−５％Al、18％Cr−３
％Al、13％Cr−３％Alおよび12％Cr−13％Alの３種類の
耐酸化フェライト系ステンレス鋼であり、板厚は0.5mm,
0.05mmの圧延のままのもの、および光輝焼鈍したもので
ある。これらの板から小片を切出し第１表に示すような
種々のサンドブラスト処理を施し、その後、大気中で92
5℃16時間の酸化処理を行った。ウィスカーの生成程度
は走査型電子顕微鏡により5000倍での観察結果によっ
た。得られた結果は第１表中に一括して示した。
％Al、13％Cr−３％Alおよび12％Cr−13％Alの３種類の
耐酸化フェライト系ステンレス鋼であり、板厚は0.5mm,
0.05mmの圧延のままのもの、および光輝焼鈍したもので
ある。これらの板から小片を切出し第１表に示すような
種々のサンドブラスト処理を施し、その後、大気中で92
5℃16時間の酸化処理を行った。ウィスカーの生成程度
は走査型電子顕微鏡により5000倍での観察結果によっ
た。得られた結果は第１表中に一括して示した。
本発明法によればサンドブラストまたはショットブラス
ト処理を行うことによって、特別な酸化前処理を行わな
くてもウィスカーが生成する。
ト処理を行うことによって、特別な酸化前処理を行わな
くてもウィスカーが生成する。
本発明によるアルミナウィスカーの生成を第１図（写真
１）に示した。第１図は100メッシュのSiCを用いた搬送
空気圧2kg/cm2でサンドブラストを施した後、925℃で16
時間の酸化処理を行った上記アルミニウム含有ステンレ
ス鋼の表面形状の約5000倍の顕微鏡写真である。また第
２図（写真２）は、サンドブラスト処理を行わない場合
の鋼表面形状の同倍率の顕微鏡写真で、アルミナウィス
カーは生成していない。第１図、第２図からサンドブラ
スト処理がウィスカー生成を促進していることが明白で
ある。
１）に示した。第１図は100メッシュのSiCを用いた搬送
空気圧2kg/cm2でサンドブラストを施した後、925℃で16
時間の酸化処理を行った上記アルミニウム含有ステンレ
ス鋼の表面形状の約5000倍の顕微鏡写真である。また第
２図（写真２）は、サンドブラスト処理を行わない場合
の鋼表面形状の同倍率の顕微鏡写真で、アルミナウィス
カーは生成していない。第１図、第２図からサンドブラ
スト処理がウィスカー生成を促進していることが明白で
ある。
〔発明の効果〕 本発明法によれば、通常の圧延法によって製造されたア
ルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板または箔に
対して、酸素分圧を制御した酸化前段処理を行うことな
く、有効にアルミナウィスカーを得ることができる。す
なわち触媒担体基材としての耐酸化ステンレス鋼板また
は箔を容易に製造することができ、各種公害対策上にお
けるメリットは大きい。
ルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板または箔に
対して、酸素分圧を制御した酸化前段処理を行うことな
く、有効にアルミナウィスカーを得ることができる。す
なわち触媒担体基材としての耐酸化ステンレス鋼板また
は箔を容易に製造することができ、各種公害対策上にお
けるメリットは大きい。
第１図はサンドブラストを行った場合のアルミニウム含
有ステンレス鋼のアルミナウィスカー生成状況を示す鋼
表面形状の倍率約5000倍の顕微鏡写真、第２図はサンド
ブラストを行わない場合の同一材料の表面形状（酸化状
況）を示す同倍率の顕微鏡写真である。
有ステンレス鋼のアルミナウィスカー生成状況を示す鋼
表面形状の倍率約5000倍の顕微鏡写真、第２図はサンド
ブラストを行わない場合の同一材料の表面形状（酸化状
況）を示す同倍率の顕微鏡写真である。
Claims (4)
- 【請求項１】アルミニウム含有フェライト系ステンレス
鋼材にサンドブラスト又はショットブラスト処理をした
後、高温で酸化させることを特徴とするアルミニウム含
有ステンレス鋼材表面のアルミナウィスカー形成方法。 - 【請求項２】該ステンレス鋼材が箔である特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】該ステンレス鋼材がCr11〜30wt％、Al2〜1
5wt％を含む組成である特許請求の範囲第１項または第
２項に記載の方法。 - 【請求項４】該ステンレス鋼材を各種形状に加工した後
サンドブラスト又はショットブラスト処理を行う特許請
求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28940385A JPH0676653B2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナウイスカ−形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28940385A JPH0676653B2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナウイスカ−形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149862A JPS62149862A (ja) | 1987-07-03 |
| JPH0676653B2 true JPH0676653B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=17742779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28940385A Expired - Lifetime JPH0676653B2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | アルミニウム含有ステンレス鋼材表面のアルミナウイスカ−形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676653B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0788560B2 (ja) * | 1987-11-27 | 1995-09-27 | 川崎製鉄株式会社 | 耐食性に優れた遠赤外線放射体およびその製造方法 |
| JPH01142072A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-02 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Ａｌ含有フェライトステンレス鋼材表面のアルミナウィスカー生成方法 |
| JPH0674200B2 (ja) * | 1988-09-06 | 1994-09-21 | 日本冶金工業株式会社 | ウィスカー状θ―Ａ▲ｌ▼▲下２▼Ｏ▲下３▼の製造方法 |
| JP2877232B2 (ja) * | 1988-08-25 | 1999-03-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 調理用加熱器具 |
| 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 |
| JPH02274864A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ブレード状酸化物を有するフェライトステンレス鋼及びその製造方法 |
| KR101898564B1 (ko) | 2014-04-08 | 2018-09-13 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 페라이트계 스테인리스박 및 그의 제조 방법 |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP28940385A patent/JPH0676653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62149862A (ja) | 1987-07-03 |
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