JPH07310166A - 加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板とその製造方法 - Google Patents
加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板とその製造方法Info
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- JPH07310166A JPH07310166A JP12298094A JP12298094A JPH07310166A JP H07310166 A JPH07310166 A JP H07310166A JP 12298094 A JP12298094 A JP 12298094A JP 12298094 A JP12298094 A JP 12298094A JP H07310166 A JPH07310166 A JP H07310166A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＣｒとＮｉの２層めっき拡散処理鋼板およびそ
の製造方法に関し、詳しくは、良好な成形加工性および
耐食性を有するＣｒーＮｉ拡散処理鋼板を提供する。 【構成】Ｃ含有量が重量％で０．００３％以下である極
低炭素鋼板の片面若しくは両面に厚さ０．１〜１μｍの
Ｃｒめっき層が形成されており、さらにＣｒめっき層上
に厚さ１〜８μｍのＮｉめっき層が形成された２層めっ
き鋼板を熱処理することより、Ｃｒめっき層とＮｉめっ
き層とを相互に拡散せしめた加工性および耐食性に優れ
たＣｒーＮｉ拡散処理鋼板。
の製造方法に関し、詳しくは、良好な成形加工性および
耐食性を有するＣｒーＮｉ拡散処理鋼板を提供する。 【構成】Ｃ含有量が重量％で０．００３％以下である極
低炭素鋼板の片面若しくは両面に厚さ０．１〜１μｍの
Ｃｒめっき層が形成されており、さらにＣｒめっき層上
に厚さ１〜８μｍのＮｉめっき層が形成された２層めっ
き鋼板を熱処理することより、Ｃｒめっき層とＮｉめっ
き層とを相互に拡散せしめた加工性および耐食性に優れ
たＣｒーＮｉ拡散処理鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣｒとＮｉの２層めっ
き拡散処理鋼板およびその製造方法に関し、詳しくは、
良好な成形加工性および耐食性を有するＣｒーＮｉ拡散
処理鋼板とその製造方法に関する。
き拡散処理鋼板およびその製造方法に関し、詳しくは、
良好な成形加工性および耐食性を有するＣｒーＮｉ拡散
処理鋼板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣｒとＮｉの２層めっき処理鋼板を加熱
処理することにより、めっき界面を合金化し密着性を向
上させ成形性や耐食性を向上させた表面処理鋼板や鋼帯
が種々開示されている。例えば、（１）特開昭６０ー２
３０９９５は鋼板にまずＮｉを０．３〜３ｇ／ｍ2 めっ
きし、更にその上層にＣｒを０．４５〜９ｇ／ｍ2 、Ｃ
ｒ／Ｎｉ比にして１．５〜３の割合になるようにめっき
を施した後、９００℃以下でＣｒを全面拡散し組成が１
８ー８ステンレスに類似させた成分を得ている。また
（２）特開昭６１ー４１７６０は鋼板にＮｉ厚さ：２〜
６μｍとＣｒ厚さ：４〜１５μｍの２層めっき（Ｎｉと
Ｃｒのめっき順序はいずれでも可）を施した後、７５０
〜９５０℃の溶融塩浴中で１〜４時間拡散させて、１８
ー８ステンレスに類似させた成分を得ている。更に塗装
用途を主目的として（３）特開平２ー２７４８６６では
ぶりき用鋼板を原板として、５０〜１５０ｍｇ／ｍ2 の
Ｃｒと１００〜３０００ｍｇ／ｍ2 のＮｉ、ＮｉーＦｅ
又はＮｉーＣｏの２層めっきを施した後、「ＮｉーＣ
ｒ」拡散層を形成させるため、連続焼鈍炉において５０
０〜９００℃で１０〜２４０秒間、又箱形焼鈍炉におい
ては５００〜７００℃で、約５〜２０時間拡散処理し、
更に必要に応じＣｒ，ＳｎやＮｉやその合金めっきを施
した後クロメート被覆層等の処理を行い塗装密着性、塗
装後耐食性を向上させたものが開示されている。
処理することにより、めっき界面を合金化し密着性を向
上させ成形性や耐食性を向上させた表面処理鋼板や鋼帯
が種々開示されている。例えば、（１）特開昭６０ー２
３０９９５は鋼板にまずＮｉを０．３〜３ｇ／ｍ2 めっ
きし、更にその上層にＣｒを０．４５〜９ｇ／ｍ2 、Ｃ
ｒ／Ｎｉ比にして１．５〜３の割合になるようにめっき
を施した後、９００℃以下でＣｒを全面拡散し組成が１
８ー８ステンレスに類似させた成分を得ている。また
（２）特開昭６１ー４１７６０は鋼板にＮｉ厚さ：２〜
６μｍとＣｒ厚さ：４〜１５μｍの２層めっき（Ｎｉと
Ｃｒのめっき順序はいずれでも可）を施した後、７５０
〜９５０℃の溶融塩浴中で１〜４時間拡散させて、１８
ー８ステンレスに類似させた成分を得ている。更に塗装
用途を主目的として（３）特開平２ー２７４８６６では
ぶりき用鋼板を原板として、５０〜１５０ｍｇ／ｍ2 の
Ｃｒと１００〜３０００ｍｇ／ｍ2 のＮｉ、ＮｉーＦｅ
又はＮｉーＣｏの２層めっきを施した後、「ＮｉーＣ
ｒ」拡散層を形成させるため、連続焼鈍炉において５０
０〜９００℃で１０〜２４０秒間、又箱形焼鈍炉におい
ては５００〜７００℃で、約５〜２０時間拡散処理し、
更に必要に応じＣｒ，ＳｎやＮｉやその合金めっきを施
した後クロメート被覆層等の処理を行い塗装密着性、塗
装後耐食性を向上させたものが開示されている。
【０００３】しかし、一般に前記（１）の方法の如き下
地にＮｉ、表層にＣｒをめっきした後、熱拡散する場
合、現在通常の鋼板やステンレス鋼板に用いられている
焼鈍雰囲気ではＣｒの強い酸素親和力のためその酸化を
防ぐ事は工業的にほぼ不可能であるため、生成した強固
な酸化皮膜を電解酸洗やバフ研磨で除去する事が必須と
なり経済的でない。前記（２）の方法はＣｒめっき層の
厚さを４〜１５μｍにするが、Ｃｒめっきは陰極電流効
率が低いため、このような厚めっきでは高い処理電流密
度や長い電解槽を要し、設備費が高く生産性が低いとい
う欠点を有している。また溶融塩浴中での熱拡散は鋼板
用としては生産性が低く経済的でない。また前記（３）
の方法ではＣｒめっき付着量が少なく、又付着したＣｒ
元素は侵入型元素である鋼中のＣと優先的に化合し、こ
の硬く加工性に乏しい化合物が加工部の耐食性を劣化さ
せることも相まって、未塗装用などそのままで使用する
いわゆる裸用途用としての耐食性は不十分であるという
欠点を有している。
地にＮｉ、表層にＣｒをめっきした後、熱拡散する場
合、現在通常の鋼板やステンレス鋼板に用いられている
焼鈍雰囲気ではＣｒの強い酸素親和力のためその酸化を
防ぐ事は工業的にほぼ不可能であるため、生成した強固
な酸化皮膜を電解酸洗やバフ研磨で除去する事が必須と
なり経済的でない。前記（２）の方法はＣｒめっき層の
厚さを４〜１５μｍにするが、Ｃｒめっきは陰極電流効
率が低いため、このような厚めっきでは高い処理電流密
度や長い電解槽を要し、設備費が高く生産性が低いとい
う欠点を有している。また溶融塩浴中での熱拡散は鋼板
用としては生産性が低く経済的でない。また前記（３）
の方法ではＣｒめっき付着量が少なく、又付着したＣｒ
元素は侵入型元素である鋼中のＣと優先的に化合し、こ
の硬く加工性に乏しい化合物が加工部の耐食性を劣化さ
せることも相まって、未塗装用などそのままで使用する
いわゆる裸用途用としての耐食性は不十分であるという
欠点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
解消し、すなわち加工性および耐食性に優れたＣｒーＮ
ｉ拡散処理鋼板とその製造方法を提供することにある。
解消し、すなわち加工性および耐食性に優れたＣｒーＮ
ｉ拡散処理鋼板とその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＣｒーＮｉ拡散
処理鋼板は、Ｃ含有量が重量％で０．００３％以下であ
る極低炭素鋼板の片面若しくは両面に厚さ０．１〜１μ
ｍのＣｒめっき層が形成されており、さらにＣｒめっき
層上に厚さ１〜８μｍのＮｉめっき層が形成された２層
めっき鋼板を熱処理することにより、Ｃｒめっき層とＮ
ｉめっき層とを相互に拡散せしめたことを特徴とする。
このような拡散処理鋼板は、表面をバフ研磨し光沢性、
加工性および耐食性を有せしめることが望ましい。また
本発明のＣｒーＮｉ拡散処理鋼板の製造方法は、Ｃ含有
量が重量％０．００３ｗｔ％以下である極低炭素鋼板を
用いて、その片面もしくは両面に厚さ０．１〜１μｍの
Ｃｒめっきをし、さらにＣｒめっきを施した面に１〜８
μｍのＮｉめっきを施した鋼板を、非酸化性雰囲気、還
元性雰囲気若しくは水素雰囲気中で、Ａ3 変態点以下の
温度で熱処理することを特徴とする。このような製造方
法は、拡散処理鋼板の表面をバフ研磨し光沢性、加工性
および耐食性を有せしめることが望ましい。なお図１は
本発明のＣｒーＮｉ拡散処理鋼板の断面の模式図を示
す。このように処理した鋼板はそのままで塗装処理する
事なく屋内用途等やまた耐食性に優れためっき原板とし
て用いることが出来る。
処理鋼板は、Ｃ含有量が重量％で０．００３％以下であ
る極低炭素鋼板の片面若しくは両面に厚さ０．１〜１μ
ｍのＣｒめっき層が形成されており、さらにＣｒめっき
層上に厚さ１〜８μｍのＮｉめっき層が形成された２層
めっき鋼板を熱処理することにより、Ｃｒめっき層とＮ
ｉめっき層とを相互に拡散せしめたことを特徴とする。
このような拡散処理鋼板は、表面をバフ研磨し光沢性、
加工性および耐食性を有せしめることが望ましい。また
本発明のＣｒーＮｉ拡散処理鋼板の製造方法は、Ｃ含有
量が重量％０．００３ｗｔ％以下である極低炭素鋼板を
用いて、その片面もしくは両面に厚さ０．１〜１μｍの
Ｃｒめっきをし、さらにＣｒめっきを施した面に１〜８
μｍのＮｉめっきを施した鋼板を、非酸化性雰囲気、還
元性雰囲気若しくは水素雰囲気中で、Ａ3 変態点以下の
温度で熱処理することを特徴とする。このような製造方
法は、拡散処理鋼板の表面をバフ研磨し光沢性、加工性
および耐食性を有せしめることが望ましい。なお図１は
本発明のＣｒーＮｉ拡散処理鋼板の断面の模式図を示
す。このように処理した鋼板はそのままで塗装処理する
事なく屋内用途等やまた耐食性に優れためっき原板とし
て用いることが出来る。
【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。
【０００７】本発明に於いて使用される原板は一般に使
用されている冷間圧延鋼板または焼鈍・調質圧延を行っ
たフルフィニッシュ仕上げの冷延鋼板のうち鋼成分とし
て特にＣが０．００３％以下の極低炭素鋼板とするが、
この元素以外の成分については特に限定されるものでな
い。主要成分は一般ぶりき用として用いられているＳ
ｉ：≦０．０３％（％は重量％、以下同じ）、Ｍｎ：
０．１０〜０．４０％、Ｐ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．
０２％、Ａｌ：０．０３〜０．０７％、Ｎ：≦０．００
６％が好ましい。またＣを０．００３％以下に規定する
理由は、ぶりき用などに一般的に用いられている低炭素
鋼板を使用した場合、めっきしたＣｒが熱拡散により、
ＮｉやＦｅと化合する前に侵入型元素で拡散速度が速い
Ｃと結合し「ＣｒーＣ］化合物を生成し、これが成形時
にクラックを生じさせ加工部の耐食性を劣化させるから
である。
用されている冷間圧延鋼板または焼鈍・調質圧延を行っ
たフルフィニッシュ仕上げの冷延鋼板のうち鋼成分とし
て特にＣが０．００３％以下の極低炭素鋼板とするが、
この元素以外の成分については特に限定されるものでな
い。主要成分は一般ぶりき用として用いられているＳ
ｉ：≦０．０３％（％は重量％、以下同じ）、Ｍｎ：
０．１０〜０．４０％、Ｐ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．
０２％、Ａｌ：０．０３〜０．０７％、Ｎ：≦０．００
６％が好ましい。またＣを０．００３％以下に規定する
理由は、ぶりき用などに一般的に用いられている低炭素
鋼板を使用した場合、めっきしたＣｒが熱拡散により、
ＮｉやＦｅと化合する前に侵入型元素で拡散速度が速い
Ｃと結合し「ＣｒーＣ］化合物を生成し、これが成形時
にクラックを生じさせ加工部の耐食性を劣化させるから
である。
【０００８】表１は本発明に用いられる極低炭素鋼と一
般ぶりき用材として使用されている低炭素鋼の化学成分
例である。図２と図３はこれらの成分を有する冷延鋼板
に厚さ；０．４μｍＣｒと４μｍＮｉの２層めっき後、
箱形拡散炉を用い６００℃で７時間の拡散処理した鋼板
をグロー放電発光分析法（ＧＤＳ＝Glow Discharge Spe
ctroscopy）で板厚方向に断面分析した結果の一例で、
図２は極低炭素鋼板、また図３は比較例として低炭素鋼
板をめっき原板としためっき熱拡散処理鋼板の分析結果
である。２層めっき後では見られないＣのピークが熱拡
散する事によりＣｒのピーク部と一致した箇所に生じる
が鋼中のＣ含有量が多い低炭素鋼の方が極低炭素鋼を使
用したものよりＣのピークが高い。鋼中に含有していた
Ｃが拡散し、めっきしたＣｒと反応し「ＣｒーＣ」化合
物を生成することを示す。
般ぶりき用材として使用されている低炭素鋼の化学成分
例である。図２と図３はこれらの成分を有する冷延鋼板
に厚さ；０．４μｍＣｒと４μｍＮｉの２層めっき後、
箱形拡散炉を用い６００℃で７時間の拡散処理した鋼板
をグロー放電発光分析法（ＧＤＳ＝Glow Discharge Spe
ctroscopy）で板厚方向に断面分析した結果の一例で、
図２は極低炭素鋼板、また図３は比較例として低炭素鋼
板をめっき原板としためっき熱拡散処理鋼板の分析結果
である。２層めっき後では見られないＣのピークが熱拡
散する事によりＣｒのピーク部と一致した箇所に生じる
が鋼中のＣ含有量が多い低炭素鋼の方が極低炭素鋼を使
用したものよりＣのピークが高い。鋼中に含有していた
Ｃが拡散し、めっきしたＣｒと反応し「ＣｒーＣ」化合
物を生成することを示す。
【０００９】下記の表１に、ＧＤＳによる成分分布調査
用サンプルの原板成分を示す。
用サンプルの原板成分を示す。
【表１】
【００１０】上記極低炭素のめっき原板を電解脱脂と酸
洗処理後、厚さ０．１〜１μｍの金属Ｃｒめっきを電解
法にて施すが、このめっき浴条件は特に規定されるもの
でなく、一般に用いられているＴＦＳ（ティンフリース
チール）用のめっき浴やＣｒめっき用のサージェント浴
を用いる事ができる。
洗処理後、厚さ０．１〜１μｍの金属Ｃｒめっきを電解
法にて施すが、このめっき浴条件は特に規定されるもの
でなく、一般に用いられているＴＦＳ（ティンフリース
チール）用のめっき浴やＣｒめっき用のサージェント浴
を用いる事ができる。
【００１１】Ｃｒめっき厚さが０．１μｍ未満では拡散
処理で耐食性の良い「ＣｒーＮｉーＦｅ」のＣｒ化合物
を生成させても十分な耐食性のある皮膜は得られない。
またＣｒめっき厚さを１μｍより厚くすると耐食性の優
れた皮膜は得られるがＣｒめっき処理経費、拡散処理の
長時間化、更にはＣｒの表層への拡散に伴う酸化防止の
ためのＮｉめっき厚さを厚くする必要などがあり経済的
でなく、好ましくは厚さ０．１〜１μｍ、より好ましく
は０．２〜０．６μｍである。
処理で耐食性の良い「ＣｒーＮｉーＦｅ」のＣｒ化合物
を生成させても十分な耐食性のある皮膜は得られない。
またＣｒめっき厚さを１μｍより厚くすると耐食性の優
れた皮膜は得られるがＣｒめっき処理経費、拡散処理の
長時間化、更にはＣｒの表層への拡散に伴う酸化防止の
ためのＮｉめっき厚さを厚くする必要などがあり経済的
でなく、好ましくは厚さ０．１〜１μｍ、より好ましく
は０．２〜０．６μｍである。
【００１２】Ｃｒめっき後、Ｃｒの鋼内部への拡散速度
の増進と表層方向への拡散にて生じるＣｒ酸化物の発生
を少なくするためＮｉめっきを施すが、一般に用いられ
るめっき浴のＰＨが３〜５のめっき浴では短時間に生じ
る強固なＣｒ酸化皮膜を除去できないためＰＨを低くし
たＮｉストライクめっき浴が用いられる。しかし、この
Ｎｉめっき浴は陰極析出効率が低いためこの浴のみで全
Ｎｉめっき量を施さず、Ｎｉストライクめっきを短時間
行なった後、一般に用いられているワット浴やスルファ
ミン酸浴などの浴を用いて大部分のＮｉ付着量を施す方
が経済的である。
の増進と表層方向への拡散にて生じるＣｒ酸化物の発生
を少なくするためＮｉめっきを施すが、一般に用いられ
るめっき浴のＰＨが３〜５のめっき浴では短時間に生じ
る強固なＣｒ酸化皮膜を除去できないためＰＨを低くし
たＮｉストライクめっき浴が用いられる。しかし、この
Ｎｉめっき浴は陰極析出効率が低いためこの浴のみで全
Ｎｉめっき量を施さず、Ｎｉストライクめっきを短時間
行なった後、一般に用いられているワット浴やスルファ
ミン酸浴などの浴を用いて大部分のＮｉ付着量を施す方
が経済的である。
【００１３】ＣｒとＮｉの２層めっきした熱拡散処理鋼
板においてＣｒ元素が拡散しＣｒ化合物が「ＣｒーＦ
ｅ」のフェライト系、「ＣｒーＮｉーＦｅ」オーステナ
イト系又はフェライトとオーステナイト系の２相の組織
が共存になるか否かは拡散条件と共にＮｉめっき量によ
り定まる。従ってＮｉの厚さはＣｒめっき厚さを考慮し
決められるが１μｍ未満ではＣｒが表層まで拡散し変色
するのを抑制し得ない。また８μｍより厚くすると耐食
性は向上するが製造コストが高くなり経済的でない。Ｎ
ｉめっき厚さ１〜８μｍが経済的であるが、より好まし
くは厚さ２〜４μｍである。
板においてＣｒ元素が拡散しＣｒ化合物が「ＣｒーＦ
ｅ」のフェライト系、「ＣｒーＮｉーＦｅ」オーステナ
イト系又はフェライトとオーステナイト系の２相の組織
が共存になるか否かは拡散条件と共にＮｉめっき量によ
り定まる。従ってＮｉの厚さはＣｒめっき厚さを考慮し
決められるが１μｍ未満ではＣｒが表層まで拡散し変色
するのを抑制し得ない。また８μｍより厚くすると耐食
性は向上するが製造コストが高くなり経済的でない。Ｎ
ｉめっき厚さ１〜８μｍが経済的であるが、より好まし
くは厚さ２〜４μｍである。
【００１４】図４はフェライト系ステンレスのＳＵＳ４
３０（１８％Ｃｒ）とオーステナイト系ステンレスのＳ
ＵＳ３０４（１８％Ｃｒー８％Ｎｉ）及び本発明の０．
６μｍＣｒ＋４μｍＮｉめっき鋼板を８２０℃で５時間
拡散した鋼板のＣｕーＫα線によるＸ線回折図で、本発
明のめっき熱拡散処理鋼板のＣｒはフェライト系ステン
レスのＳＵＳ４３０でなくオーステナイト系ステンレス
のＳＵＳ３０４と類似の組織である事を示す。従ってこ
の合金層は耐食性と共に加工特性も優れるという効果が
ある。
３０（１８％Ｃｒ）とオーステナイト系ステンレスのＳ
ＵＳ３０４（１８％Ｃｒー８％Ｎｉ）及び本発明の０．
６μｍＣｒ＋４μｍＮｉめっき鋼板を８２０℃で５時間
拡散した鋼板のＣｕーＫα線によるＸ線回折図で、本発
明のめっき熱拡散処理鋼板のＣｒはフェライト系ステン
レスのＳＵＳ４３０でなくオーステナイト系ステンレス
のＳＵＳ３０４と類似の組織である事を示す。従ってこ
の合金層は耐食性と共に加工特性も優れるという効果が
ある。
【００１５】２層めっき後Ｃｒの拡散とＮｉめっき皮膜
の加工性向上のため、拡散処理をおこなうが、この拡散
処理は、Ｎｉめっき層およびめっきが付着していない端
面やめっきピンホール部の酸化防止のため一般的に非酸
化性雰囲気や還元性雰囲気中、例えばＮ2ガス，Ａｒガ
ス、Ｈ2ガスさらにはＨ2ーＮ2混合ガス雰囲気中で行う
が、箱型焼鈍炉、および連続型焼鈍炉いずれを用いても
行うことができる。
の加工性向上のため、拡散処理をおこなうが、この拡散
処理は、Ｎｉめっき層およびめっきが付着していない端
面やめっきピンホール部の酸化防止のため一般的に非酸
化性雰囲気や還元性雰囲気中、例えばＮ2ガス，Ａｒガ
ス、Ｈ2ガスさらにはＨ2ーＮ2混合ガス雰囲気中で行う
が、箱型焼鈍炉、および連続型焼鈍炉いずれを用いても
行うことができる。
【００１６】拡散処理条件すなわち熱処理温度と熱処理
時間は使用するめっき原板種類、拡散熱処理炉の種類、
めっき被膜量等で適宜決められるが、拡散速度は拡散係
数の平方根に比例し、鉄の場合、温度の低いα領域の方
が温度の高いγ領域の方より拡散係数が大きく、またγ
領域で拡散すると冷却に伴う相変態があるので薄鋼板の
場合、板の変形が生じ易く、又拡散が粒界で速く進行す
ることもあり約９００℃以下のα領域で拡散する事が好
ましい。より好ましくは連続型熱処理炉では６５０℃以
上で約９００℃以下、箱型熱処理炉では５５０℃以上で
約７５０℃以下である。拡散温度が上記温度以下になる
と拡散係数が大きいα領域と言えども拡散速度が遅くな
る結果、拡散に長時間を要し生産性に劣り、また上記温
度以上になるとコイルが密着するなどの表面欠陥が生じ
たり、鋼自体の組織が粗大粒となり機械的性質が劣化す
るからである。
時間は使用するめっき原板種類、拡散熱処理炉の種類、
めっき被膜量等で適宜決められるが、拡散速度は拡散係
数の平方根に比例し、鉄の場合、温度の低いα領域の方
が温度の高いγ領域の方より拡散係数が大きく、またγ
領域で拡散すると冷却に伴う相変態があるので薄鋼板の
場合、板の変形が生じ易く、又拡散が粒界で速く進行す
ることもあり約９００℃以下のα領域で拡散する事が好
ましい。より好ましくは連続型熱処理炉では６５０℃以
上で約９００℃以下、箱型熱処理炉では５５０℃以上で
約７５０℃以下である。拡散温度が上記温度以下になる
と拡散係数が大きいα領域と言えども拡散速度が遅くな
る結果、拡散に長時間を要し生産性に劣り、また上記温
度以上になるとコイルが密着するなどの表面欠陥が生じ
たり、鋼自体の組織が粗大粒となり機械的性質が劣化す
るからである。
【００１７】上記のα領域温度範囲内でＣｒを拡散せし
めるが、Ｃｒが表面へ拡散し表出するとＣｒ酸化物を形
成し変色するので好ましくない。この変色を抑止するた
めに下地にめっきしたＣｒの表層への拡散は最小限に止
める必要がある。又めっきしたＣｒ層が合金化せず存在
するとＣｒ層で加工クラックが入り加工部の耐食性を劣
化させるため全量拡散する必要がある。また鋼板内部深
く拡散しすぎると、「ＣｒーＮｉーＦｅ」合金層におけ
るＣｒ濃度が低くなりすぎ耐食性向上に寄与しないこと
になる。「ＣｒーＮｉーＦｅ」合金層におけるＣｒの好
ましい濃度は２０〜６０％である。
めるが、Ｃｒが表面へ拡散し表出するとＣｒ酸化物を形
成し変色するので好ましくない。この変色を抑止するた
めに下地にめっきしたＣｒの表層への拡散は最小限に止
める必要がある。又めっきしたＣｒ層が合金化せず存在
するとＣｒ層で加工クラックが入り加工部の耐食性を劣
化させるため全量拡散する必要がある。また鋼板内部深
く拡散しすぎると、「ＣｒーＮｉーＦｅ」合金層におけ
るＣｒ濃度が低くなりすぎ耐食性向上に寄与しないこと
になる。「ＣｒーＮｉーＦｅ」合金層におけるＣｒの好
ましい濃度は２０〜６０％である。
【００１８】表２はＣｒとＮｉの種々のめっき量を付着
させた極低炭素鋼を、連続型拡散処理炉と箱型焼鈍炉で
拡散処理しためっき皮膜のＸ線回折結果である。Ｎｉめ
っき付着量の増加につれて、フェライト系ステンレスと
同じＢＣＣ構造よりオーステナイト系ステンレスと同じ
ＦＣＣ構造を持つ組織に変化し、その過程においてＢＣ
ＣとＦＣＣが２層として存在している事を示す。なお２
相の組織が存在するが一方のピーク高さが極めて低い場
合はその組織を（ ）内に示す。
させた極低炭素鋼を、連続型拡散処理炉と箱型焼鈍炉で
拡散処理しためっき皮膜のＸ線回折結果である。Ｎｉめ
っき付着量の増加につれて、フェライト系ステンレスと
同じＢＣＣ構造よりオーステナイト系ステンレスと同じ
ＦＣＣ構造を持つ組織に変化し、その過程においてＢＣ
ＣとＦＣＣが２層として存在している事を示す。なお２
相の組織が存在するが一方のピーク高さが極めて低い場
合はその組織を（ ）内に示す。
【００１９】下記の表２に、Ｘ線回折による表層構造を
示す。なお（ ）内は低いピークを示す。
示す。なお（ ）内は低いピークを示す。
【表２】
【００２０】
（実施例１）表３は実施例１に使用した極低炭素鋼板と
低炭素鋼板のめっき原板成分である。この３種類の調質
圧延済鋼板（板厚：０．３ｍｍ）をめっき原板とし、ア
ルカリ電解脱脂及び硫酸酸洗による清浄化と活性化処理
後、下地にＣｒめっき、上地にＮｉめっきを行った。
低炭素鋼板のめっき原板成分である。この３種類の調質
圧延済鋼板（板厚：０．３ｍｍ）をめっき原板とし、ア
ルカリ電解脱脂及び硫酸酸洗による清浄化と活性化処理
後、下地にＣｒめっき、上地にＮｉめっきを行った。
【００２１】下記の表３に、実施例１に使用した原板の
成分を示す。
成分を示す。
【表３】
【００２２】Ｃｒめっきは下記（Ａ）に示す電解条件
で、またＮｉめっきは下記（Ｂ）と（Ｃ）の無光沢Ｎｉ
めっき条件で連続的に乾燥させることなく行った。
で、またＮｉめっきは下記（Ｂ）と（Ｃ）の無光沢Ｎｉ
めっき条件で連続的に乾燥させることなく行った。
【００２３】 （Ａ）電解Ｃｒめっき （１）めっき浴成分ーーサージェント浴 無水クロム酸ーーーーー２５０ｇ／ｌ 硫酸ーーーーーーーーーー２５ｇ／ｌ ケイフッカソーダーーーー ３ｇ／ｌ （２）電解条件 温度 ーーーーーーーーー ５０℃ 電流密度ーーーーーーーー４０Ａ／ｄｍ2 （Ｂ）電解Ｎｉめっき（Ｎｉストライク浴） （１）めっき浴成分 硫酸ニッケルーーーーーー２４０ｇ／ｌ 塩化ニッケルーーーーーーー４５ｇ／ｌ ほう酸ーーーーーーーーーー３０ｇ／ｌ 硫酸ーーーーーーーーーーー１０ｇ／ｌ （２）電解条件 ＰＨーーーーーーーーーー １以下 温度 ーーーーーーーーー ５０℃ 電流密度ーーーーーーーー ５Ａ／ｄｍ2 （Ｃ）電解Ｎｉめっき （１）めっき浴成分 硫酸ニッケルーーーーーー２４０ｇ／ｌ 塩化ニッケルーーーーーーー４５ｇ／ｌ ほう酸ーーーーーーーーーー３０ｇ／ｌ （２）電解条件 ＰＨーーーーーーーーーー ３．５〜４．５ 温度 ーーーーーーーーー ５０℃ 電流密度ーーーーーーーー ５Ａ／ｄｍ2
【００２４】表４は上記２層めっき鋼板をＨＮＸガス雰
囲気中の箱型拡散炉で拡散処理した鋼板を評価した結果
である。評価は拡散処理鋼板をそのままの状態で、また
はバフ研磨した状態で曲げ半径１ｍｍの９０度折り曲げ
加工後、塩水噴霧試験での耐食性を調査した。尚、表中
めっき付着量は蛍光Ｘ線法により測定し、拡散による変
色度合いと耐食性の評価は下記方法により評価した。
囲気中の箱型拡散炉で拡散処理した鋼板を評価した結果
である。評価は拡散処理鋼板をそのままの状態で、また
はバフ研磨した状態で曲げ半径１ｍｍの９０度折り曲げ
加工後、塩水噴霧試験での耐食性を調査した。尚、表中
めっき付着量は蛍光Ｘ線法により測定し、拡散による変
色度合いと耐食性の評価は下記方法により評価した。
【００２５】変色度合いの肉眼判定 ○：良
好、 △：若干変色、 ×：変色 塩水噴霧試験 ＪＩＳＺ２３７１による塩水噴霧試
験に供し、一定時間後の赤錆発生面積比を測定し、下記
記号で表わした。 「◎」：０ 〜０．１％ 「○」：０．１〜
０．５％ 「△」：０．５〜２．５％ 「×」：２．５％
以上 極低炭素鋼板を使用したＮｏ１〜６は比較例である低炭
素鋼板を使用したＮｏ７〜１１に比べ熱拡散後の表面変
色度合いも少なく塩水噴霧試験での耐食性も優れてい
る。比較例１２はめっき原板としては極低炭素鋼板を使
用したがＣｒ付着量が少ないため拡散処理後の外観は優
れるが塩水噴霧試験での耐食性は劣る。
好、 △：若干変色、 ×：変色 塩水噴霧試験 ＪＩＳＺ２３７１による塩水噴霧試
験に供し、一定時間後の赤錆発生面積比を測定し、下記
記号で表わした。 「◎」：０ 〜０．１％ 「○」：０．１〜
０．５％ 「△」：０．５〜２．５％ 「×」：２．５％
以上 極低炭素鋼板を使用したＮｏ１〜６は比較例である低炭
素鋼板を使用したＮｏ７〜１１に比べ熱拡散後の表面変
色度合いも少なく塩水噴霧試験での耐食性も優れてい
る。比較例１２はめっき原板としては極低炭素鋼板を使
用したがＣｒ付着量が少ないため拡散処理後の外観は優
れるが塩水噴霧試験での耐食性は劣る。
【００２６】下記の表４に、評価結果（その１ー箱型拡
散炉の場合）を示す。
散炉の場合）を示す。
【表４】
【００２７】（実施例２）表５は表１に示した成分の極
低炭素鋼板（板厚：０．３ｍｍ）をめっき原板とし、実
施例１と同じ条件で清浄化と活性化及び電気めっきを行
った後、更に水素ガス雰囲気中の箱型拡散炉で拡散処理
した鋼板を評価した結果である。評価方法などは実施例
１に準じたが塩水噴霧試験時間は５時間とした。拡散処
理後の外観は拡散が還元され脱色し良好である。拡散処
理後のＣｒとＮｉのピーク高さを拡散処理前のピーク高
さを１００としてその割合をピーク率として示すがＣｒ
のピークが２０〜６０％の鋼板は良い耐食性を示す。
低炭素鋼板（板厚：０．３ｍｍ）をめっき原板とし、実
施例１と同じ条件で清浄化と活性化及び電気めっきを行
った後、更に水素ガス雰囲気中の箱型拡散炉で拡散処理
した鋼板を評価した結果である。評価方法などは実施例
１に準じたが塩水噴霧試験時間は５時間とした。拡散処
理後の外観は拡散が還元され脱色し良好である。拡散処
理後のＣｒとＮｉのピーク高さを拡散処理前のピーク高
さを１００としてその割合をピーク率として示すがＣｒ
のピークが２０〜６０％の鋼板は良い耐食性を示す。
【００２８】下記の表５に、評価結果（その２ー箱型拡
散炉の場合）を示す。
散炉の場合）を示す。
【表５】
【００２９】（実施例３）表６は前記実施例２と同じＮ
ｂ添加鋼板を使用しＨＮＸガス雰囲気中の連続型拡散炉
を用いて熱拡散処理した鋼板の塩水噴霧試験による耐食
性評価の結果である。電解処理条件や評価方法などは実
施例２に準じた。バフ研磨は拡散処理により変色した鋼
板に実施したが、Ｃｒめっき厚さは０．１μｍ以上、Ｎ
ｉめっき厚さは１μｍ以上必要であることを示す。下記
の表６に、評価結果（その３ーー連続型拡散炉の場合）
を示す。
ｂ添加鋼板を使用しＨＮＸガス雰囲気中の連続型拡散炉
を用いて熱拡散処理した鋼板の塩水噴霧試験による耐食
性評価の結果である。電解処理条件や評価方法などは実
施例２に準じた。バフ研磨は拡散処理により変色した鋼
板に実施したが、Ｃｒめっき厚さは０．１μｍ以上、Ｎ
ｉめっき厚さは１μｍ以上必要であることを示す。下記
の表６に、評価結果（その３ーー連続型拡散炉の場合）
を示す。
【表６】
【００３０】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明法により製造
されたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板は加工耐食性に優れ一般
屋内用途やめっき原板として広く適用できる。
されたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板は加工耐食性に優れ一般
屋内用途やめっき原板として広く適用できる。
【００３１】
【図１】ＣｒーＮｉ拡散処理鋼板の被膜断面の模式図で
ある。
ある。
【図２】本発明法により極低炭素鋼を使用し厚さ０．４
μｍのＣｒと４μｍのＮｉの２層めっき後、６００℃で
７時間拡散処理しためっき鋼板断面のグロー放電発光分
析法による分析例である。
μｍのＣｒと４μｍのＮｉの２層めっき後、６００℃で
７時間拡散処理しためっき鋼板断面のグロー放電発光分
析法による分析例である。
【図３】比較例として低炭素鋼を使用し前記図２と同条
件でＣｒとＮｉの２層めっき後、拡散処理しためっき鋼
板断面のグロー放電発光分析法による分析例である。
件でＣｒとＮｉの２層めっき後、拡散処理しためっき鋼
板断面のグロー放電発光分析法による分析例である。
【図４】フェライト系ステンレスのＳＵＳ４３０とオー
ステナイト系ステンレスのＳＵＳ３０４と本発明の０．
６μｍＣｒ＋４μｍＮｉめっき鋼板を８２０℃で５時間
焼鈍した鋼板のＣｕーＫα線によるＸ線回折図であるが
めっき熱拡散鋼板の組織はフェライト系ステンレスのＳ
ＵＳ４３０でなくオーステナイト系ステンレスのＳＵＳ
３０４と類似の組織である事を示す。
ステナイト系ステンレスのＳＵＳ３０４と本発明の０．
６μｍＣｒ＋４μｍＮｉめっき鋼板を８２０℃で５時間
焼鈍した鋼板のＣｕーＫα線によるＸ線回折図であるが
めっき熱拡散鋼板の組織はフェライト系ステンレスのＳ
ＵＳ４３０でなくオーステナイト系ステンレスのＳＵＳ
３０４と類似の組織である事を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ含有量が重量％で０．００３％以下で
ある極低炭素鋼板の片面若しくは両面に厚さ０．１〜１
μｍのＣｒめっき層が形成されており、さらにＣｒめっ
き層上に厚さ１〜８μｍのＮｉめっき層が形成された２
層めっき鋼板を熱処理することにより、Ｃｒめっき層と
Ｎｉめっき層とを相互に拡散せしめた加工性および耐食
性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板。 - 【請求項２】 前記拡散処理鋼板の表面をバフ研磨し光
沢性、加工性および耐食性に優れた請求項１記載の拡散
処理鋼板。 - 【請求項３】 Ｃ含有量が重量％０．００３ｗｔ％以下
である極低炭素鋼板を用いて、その片面もしくは両面に
厚さ０．１〜１μｍのＣｒめっきをし、さらにＣｒめっ
きを施した面に１〜８μｍのＮｉめっきを施した鋼板
を、非酸化性雰囲気、還元性雰囲気若しくは水素雰囲気
中で、Ａ3 変態点以下の温度で熱処理することを特徴と
する加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼
板の製造方法。 - 【請求項４】 前記拡散処理鋼板の表面をバフ研磨し光
沢性、加工性および耐食性に優れた請求項３記載の拡散
処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122980A JP2991928B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122980A JP2991928B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310166A true JPH07310166A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2991928B2 JP2991928B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=14849336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122980A Expired - Fee Related JP2991928B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 加工性および耐食性に優れたＣｒーＮｉ拡散処理鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991928B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445752B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-08-25 | 한국기계연구원 | 금속재의 크롬탄화물 피복방법 |
| US8557397B2 (en) * | 2011-12-29 | 2013-10-15 | Arcanum Alloy Design Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| US8628861B2 (en) * | 2011-12-29 | 2014-01-14 | Arcanum Alloy Design Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| US8790790B2 (en) * | 2011-12-29 | 2014-07-29 | Arcanum Alloy Design, Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| CN105734630A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-07-06 | 上海大学 | 在低碳钢表面制备高耐腐蚀性的铜锌铜复合镀层的方法 |
| KR20170122244A (ko) | 2015-04-14 | 2017-11-03 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 도금 강판 및 그 제조 방법 |
| US10876198B2 (en) | 2015-02-10 | 2020-12-29 | Arcanum Alloys, Inc. | Methods and systems for slurry coating |
| US11261516B2 (en) | 2016-05-20 | 2022-03-01 | Public Joint Stock Company “Severstal” | Methods and systems for coating a steel substrate |
| EP4079942A4 (en) * | 2019-12-20 | 2022-10-26 | Nippon Steel Corporation | NICKEL-PLATED STEEL SHEET AND METHOD OF PRODUCTION OF NICKEL-PLATED STEEL SHEET |
-
1994
- 1994-05-11 JP JP6122980A patent/JP2991928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445752B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-08-25 | 한국기계연구원 | 금속재의 크롬탄화물 피복방법 |
| US8557397B2 (en) * | 2011-12-29 | 2013-10-15 | Arcanum Alloy Design Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
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| US8784997B2 (en) * | 2011-12-29 | 2014-07-22 | Arcanum Alloy Design, Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| US8790790B2 (en) * | 2011-12-29 | 2014-07-29 | Arcanum Alloy Design, Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| US10876198B2 (en) | 2015-02-10 | 2020-12-29 | Arcanum Alloys, Inc. | Methods and systems for slurry coating |
| KR20170122244A (ko) | 2015-04-14 | 2017-11-03 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 도금 강판 및 그 제조 방법 |
| US10538852B2 (en) | 2015-04-14 | 2020-01-21 | Nippon Steel Corporation | Plated steel sheet and method producing same |
| CN105734630A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-07-06 | 上海大学 | 在低碳钢表面制备高耐腐蚀性的铜锌铜复合镀层的方法 |
| CN105734630B (zh) * | 2016-03-08 | 2018-08-17 | 上海大学 | 在低碳钢表面制备高耐腐蚀性的铜锌铜复合镀层的方法 |
| US11261516B2 (en) | 2016-05-20 | 2022-03-01 | Public Joint Stock Company “Severstal” | Methods and systems for coating a steel substrate |
| EP4079942A4 (en) * | 2019-12-20 | 2022-10-26 | Nippon Steel Corporation | NICKEL-PLATED STEEL SHEET AND METHOD OF PRODUCTION OF NICKEL-PLATED STEEL SHEET |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2991928B2 (ja) | 1999-12-20 |
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