JPS58221222A - 耐食性鉄鋼の製造方法 - Google Patents

耐食性鉄鋼の製造方法

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JPS58221222A
JPS58221222A JP10318782A JP10318782A JPS58221222A JP S58221222 A JPS58221222 A JP S58221222A JP 10318782 A JP10318782 A JP 10318782A JP 10318782 A JP10318782 A JP 10318782A JP S58221222 A JPS58221222 A JP S58221222A
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JP
Japan
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strip
electron beam
beams
steel
electron
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JP10318782A
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English (en)
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Yukio Matsuda
行雄 松田
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼板などの鉄鋼製品を製造するに当り、特殊
な表面処理を施することなく耐食性を向上させるように
した耐食性鉄鋼の製造方法に関する。
鉄鋼製品においては表面に耐食性を持たせることは必須
条件であり、一般的には鋼板の製造過程において耐食性
処理を実施している。鋼板に対する耐食性向上のための
従来技術としては、各種金属または合金を溶融もしくは
電気的方法によってメッキして表面被膜を形成させる方
法や、または各種の塗料を塗布または噴射して表面膜を
形成させる方法などを用いている。しかしながら、これ
らの方法はいずれも製造工程が複雑であり、工数も多岐
にわたるためコストアップを招かざるを得す、設備費も
多くを要するものであった。
本発明の目的は、これら従来手段にみるような特殊かつ
大規模な表面処理工程を設けることなく比較的簡潔な手
段によって鋼板表面の耐食性を向上させることのできる
方法を提供し、生産工程における能率化と経済性とを向
上させることにある。
本発明の方法は、鋼板表面に対し他の材料を用いて被膜
を付加形成する従来技術とは全く発想を異にするもので
あって、鋼板表面層をアモルファス化(無定形な非結晶
状態)に加工することによって耐食性を付与させること
に特徴がある。
本発明法においては非晶質アモルファス金属が耐食性に
優れている事実に基づき、鉄鋼の表面を、高密度エネル
ギ照射によって表層アモルファス化させる。アモルファ
ス金属が高耐食性を示す理由としては、通常結晶にみも
れる粒界、格子欠陥などの構造上の不均一性や、偏析な
どの組成上の不均−性がなく、化学的に均一な物質であ
って、局部電池ができにくいことによるものと考えられ
ている。
本発明は、基本的には電子ビーム、レーザ・ビーム、放
電アーク等の高密度エネルギを鉄鋼製品材料の表面に照
射し、この材料表面を蒸発加工させて表面層をアモルフ
ァス化する方法であって、これは本出願人によって既に
出願されている特願昭55−131091に係る発明「
ホットストリップの脱スケール方法」の技術を利用でき
る。
電子ビーム、レーザ光線、放電現象を利用した技術に、
金属等の固体に凹凸模様を付ける加工法、すなわち電子
ビーム加工、レーザ・ビーム加工。
放電加工があることは周知である。この発明は、これら
の技術を鉄鋼表面層の耐食化に適用したものである。
ちなみに、前記電子ビーム加工の原理は、電子ビームが
高速で固体に衝突すると、電子はその固体の薄い表面層
で停止し、その層に対してエネルギの大部分を熱の形で
与える。したがって、この電子ビームを電磁レンズで細
かく絞って固体表面に焦点を結ばせると、小面積当りに
大きなエネルギを集中でき、電子ビームの当っていると
ころは超高温となって材料が蒸発し加工が行われる。レ
ーザ・ビーム加工も電子ビーム加工と同じく、レーザ・
ビームの当っているところは超高温となって材料が蒸発
し、加工が行われる。また、放電加工の原理は、電極と
被加工物間に放電が起こると、非常に電流密度の高い電
子の流れ、すなわちアークが発生し、そのアークが被加
工物の一点に当ると、その部分は電子ビーム等と同様に
溶解し、同時にその熱により周辺絶縁液が気化状態とな
り、その圧力で溶融物が吹飛ばされる。
この発明は前記の電子ビーム、レーザ・ビームおよび放
電アークの特性を利用して、鋼板表面を耐食加工する方
法である。以下、この発明法を実施するための装置の一
例について説明する。
まず、電子ビーム方式の表層アモルファス化装置につい
て説明する。その基本的な装置構成としては、第1図お
よび第2図に示すように、一端が開口し両側壁にホット
・ストリップ10通板用スリットろを有し、ホット・ス
トリップを幅方向に囲繞可能となした箱体2を設け、箱
体2の開口部を蓋体4にて密閉し、通板用スリットろを
箱体側壁にエア・シリンダ8で駆動できるようにシール
板5にてシールする構造となっている。箱体2の内部を
真空ポンプ6等によって真空に保持し、ホット・ス) 
IJツブ1が箱体を通過する際にストリップ上下面に対
し電子ビーム発生装置7より電子ビームを照射する。エ
ア・シリンダ8は箱体自体に設けた架台9に設置し、箱
体2はアーム10等をかいして図示しない移動可能な台
等に水平に支持する。
電子ビーム発生装置7は電子銃の外に、ビーム強度調整
部、ビーム集束調整部、ビーム位置偏向調整部等を備え
た公知の電子ビーム加工装置の利用が可能である。投射
される電子ビーム11の集束端が、ホット・ストリップ
10表面と一致するように設置される。この電子ビーム
の照射面積はビーム集束調整部によって変更可能である
が、一般的には直径5mm程度が適当と考えられる。直
径5前程度の電子ビームによってホット・ストリッツ表
面をアモルファス化する方法として、この発明ではスト
リップ幅方向に電子ビーム発生装置7を設置する。
この場合、電子ビーム発生装置7を固定式とする場合は
、箱体2のス) IJツブ上下対向面に例えば幅方向に
一列に配置するが、または第6図に示すようにある一定
の間隔を置いた配列(例えば、30mmピッチ)でスト
リップ幅方向全面をカバーできるようにス!・リップ長
手方向に数列配設することができる。この電子ビーム発
生装置7が固定方式の場合は装置的にはシンプルなもの
となるが、ビーム発生装置を多く必要とする。この固定
方式に替えて電子ビーム発生装置7を移動式とした場合
には電子ビーム発生装置は固定方式に比べて少なくて済
む。この移動式を採用する場合は、電子ビーム発生装置
が取付けられた箱体2をカム等を用いてモータ駆動によ
り、ストリップ幅方向にある一定ストローク(例えば、
5〜10y++m)往復動するごとく設ければよい。そ
の場合、電子ビーム発生装置7.14の配置例としては
第4図に示すように、例えば、1列目をある一定ピッチ
で配置すると2列目以降はビーム発生装置の往復ストロ
ークの長さに応じてその移動分を考慮して電子ビーム発
生装置を1列目と同一ピッチ間隔で配置することができ
る。どの配列の場合は、第6図の場合に比べて電子ビー
ム発生装置の数量は少なくできるが、移動機構等を必要
とする。
以上は固定方式と移動方式の基本的な配置例について説
明したが、この電子ビーム発生装置の配置の態様はこれ
ら以外にも種々考えられる。要は固定方式、移動方式の
いずれであっても高速で移動中のホット・ス) IJツ
ブの幅方向全域にわたって電子ビームが照射されるよう
に設ける。
次に、レーザ・ビーム方式の一実施例装置を第5図、第
6図に基づいて説明する。ホット・ストリップ10幅と
ほぼ同一長さを有し、下部にレーザ・ビーム投射孔13
を有する長尺の箱体12に、前記電子ビーム方式と同様
にストリップ幅方向にレーザ・ビーム発生装置14を設
け、箱体12をホット・ストリップ1の上側と下側に配
するとともに、電子ビーム方式の場合と同様アーム17
をかいして移動可能な台等に水平に支持する。このレー
ザ・ビームの場合は、電子ビーム方式のように箱体内部
を真空にする必要はないが、レーザ・ビームの乱れを防
止するために箱体内部に配管15より酸素を供給し、ビ
ーム投射孔13より酸素ジェットが噴射されるようにす
ることができる。レーザ・ビーム発生装置14もレーザ
・ガンの外に、電子ビーム発生装置と同様ビーム強度調
整部、ビーム集束調整部、ビーム位置偏向調整部等を備
えた公知のレーザ・ビーム加工装置の利用が可能である
。設置に際しては、投射されるレーザ・ビーム16の集
束端が、ホット・ストリップ10表面と一致するように
設置する。このレーザ・ビームもビーム照射面積は電子
ビームの場合と同様直径5mm程度であるため、ビーム
発生装置は数量的には電子ビーム方式と差はなく、また
その配置の態様も固定方式の場合は1列配置あるいは第
3図のように複数列配置とし、移動方式の場合は第4図
のようにビーム発生装置の往復ストロークの長さに応じ
て配置することができる。
また、放電アーク方式は第7図および第8図に示すよう
に、絶縁液の入った槽20内を通過するストリップ1の
上側および下側に、電極21を取付けた電極箱22を設
け、電極21に大電流を通電してストリップ1との間に
アーク26を発生させる。上側の電極箱22は槽20の
側壁に、下側の電極箱22は槽の底部にそれぞれ設ける
ことができる。電極箱22は第8図に示すようにストリ
ップ対向面が開孔されており、この部分にアークの柱が
つくられる構造となしている。この放電アーク方式の場
合も、前記電子ビーム、レーザ・ビーム方式と同様スト
リップ10幅方向に多数の電極を配設する。電極21の
配列は電子ビーム、レーザ・ビーム方式と同様の態様で
、かつ、ス) IJツブの幅に応じて固定式、移動式と
することができる。
以上、電子ビーム、レーザ・ビームおよび放電アーク方
式の各々の基本的な装置構成について説明したが、いず
れも電気エネルギを用いるため、そのエネルギを得るた
めの電気回路およびその回路を構成するための電気的諸
装置を必要とすることはいうまでもない。
次に、前記装置による表層アモルファス化加工位置につ
いて説明する。表層アモルファス化のための照射時期は
、特に限定されるものではなく、鉄鋼製品製造工程中の
いずれか任意の過程で行うことができる。すなわち、ス
ラブ段階、熱間ストリップ仕上圧延後、冷間ストリップ
圧延前もしくは冷間ス) IJツブ圧延後、冷延調質圧
延前、メツキライン入側、鍛接管製造工程入側、丸ビレ
ツト段階、角ビレツト段階、ブルーム等、いずれの工程
段階で実施してもよい。また、熱延黒皮材に対して脱ス
ケールと同時に表層アモルファス化を図ってもよい。
第9図は表層アモルファス化装置24を圧延ラインに設
置した実施例であって、圧延機250入側に設けた場合
(A図)、圧延機25の出側に設けた場合(B図)、お
よび圧延機250入側と出側に設けた場合(0図)をそ
れぞれ示したものである。以下、この発明の実施例につ
いて説明する。
〔実施例1〕 既設の熱間圧延機の出側に、第1図および第2図に示す
装置構成で電子ビーム発生装置7を設置し、箱体2の内
部を真空度1x10  )−ルに保ちながら厚み3 m
71L+幅1200mm、25)ンのホット・ストリッ
プをライン速度200 mpmで通過させて表層アモル
ファス化を行った。その時のホット・ストリップの巻取
温度は560℃、スケール厚みは1071であった。使
用した電子ビーム発生装置は、1電子銃当り150 K
v−2mA−300W、ビームの照射面積は直径5mm
のもので、固定式とし、コイル幅方向の配列数は60龍
ピツチで40個、コイル長手方向の配列数は6列とした
その結果、表面は表層アモルン、アス化され、焼純調質
圧延後にJISZ2371による塩水噴霧試験で耐食性
調査を行ったところ、極めて良好な結果が得られた。
〔実施例2〕 冷間圧延機の入側に、第5図および第6図に示す装置構
成でレーザ・ビーム発生装置14を設置し、厚み3朋、
幅1200mm、25トンのホット・ストリップをライ
ン速度200 mpm で通過させて表層アモルファス
化を行った。その時のホット・ス) IJツブの温度は
常温で、スケール厚みは10μm程度であった。使用し
たレーザ・ビーム発生装置は、ル−ザ・ガン当り40K
V−10mA−400W、ビームの照射面積は直径5m
mで、実施例1と同様の配列方式をとった。その結果、
電子ビームの場合と同様、良好な表層アモルファス化が
なされ、フルハード状態でJISZ2371による塩水
噴霧試験で耐食性調査を行ったところ極めて良好な結果
が得られた。
〔実施例ろ〕
実施例2と同じ冷間圧延機の入側に、第7図および第8
図に示す装置構成で放電電極22を設置し、この放電電
極の間を厚み3mm、幅1200mm。
25トンのホット・ストリップをライン速度200mp
m で通過させて表層アモルファス化を行った。
ホット・ス) IJツブの温度は常温で、予め前工程の
酸洗にて脱スケールしたものを使用した。使用シタ放電
電極は、1電極当す100V−2A−200KW。
アーク照射面積は直径10mmで、固定式としてコイル
幅方向の配列数は60mmピッチで20個、コイル長手
方向の配列数は10列とした。その結果は実施例1.2
と同様、良好な表層アモルファス化が得られた。その後
、通常の溶融亜鉛メツキラインを通し、メッキ最終製品
に塩水噴霧試験を行ったところ、飛躍的に良好な耐食性
を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は4本発明の電子ビーム方式の一実施例の装置を
示す縦断正面図。第2図はl同上装置の側面図。第3図
および第4図は同上方式の電子ビーム配置例を示す説明
図。第5図は、同じく本発明のレーザ・ビーム方式の一
実施例の装置を示す縦断正面図。第6図はり同上側面図
。第7図は。 同じく7本発明の放電アーク方式の一実施例の装置を示
す縦断正面図。第8図はj同上の要部拡大縦断側面図。 第9図 菓矛σ(社)杉ll第r牟回は本発明における
脱スケール装置の配置例を示す説明図である。 1:ホット・ストリップ  2:箱 体3:通板用スリ
ット    4:蓋 体5:シール板       6
:真空ポンプ7:電子ビーム発生装置  8:エア・シ
リンダ9:架 台       10:アーム11:電
子ビーム     12:箱 体16:ビーム投射孔 
   14:レーザ・ビーム発生装置15:配 管  
     16:レーザ・ビーム17:アーム    
   20: 槽21:電 極       22:電
極箱23:アーク          24:表層アモ
ルファスイ装置25:圧延機 特許出願人 住友金属工業株式会社 区 0) 1リ一ワ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鉄鋼製造工程内におけるいずれかの製造過程において、
    鉄鋼表面にレーザ・ビーム、電子ビームまたは放電アー
    クなどの高密度エネルギを照射することを特徴とする耐
    食性鉄鋼の製造方法。
JP10318782A 1982-06-16 1982-06-16 耐食性鉄鋼の製造方法 Pending JPS58221222A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007523285A (ja) * 2004-01-08 2007-08-16 エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー 部品の加熱方法
JP2007537877A (ja) * 2003-05-17 2007-12-27 エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー 部品の加熱方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5453625A (en) * 1977-10-07 1979-04-27 Toshiba Corp Corrosion resistant protector

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