JPS59140389A - ステンレス薄板の製造法 - Google Patents

ステンレス薄板の製造法

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JPS59140389A
JPS59140389A JP1264583A JP1264583A JPS59140389A JP S59140389 A JPS59140389 A JP S59140389A JP 1264583 A JP1264583 A JP 1264583A JP 1264583 A JP1264583 A JP 1264583A JP S59140389 A JPS59140389 A JP S59140389A
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stainless steel
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steel sheet
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Hiromitsu Naito
内藤 浩光
Kazuhiko Yoshinari
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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】 本発明はステンレス薄板の製造方法に係り、特に表面処
理に工夫をもたせた方法に関するものである。
従来のステンレス薄板の製造はFe K Cr + N
iあるいは少量のMo + All + Tr等の添加
元素を加えて製鋼し、鋼片→熱間圧延→熱延板焼鈍酸洗
→光輝焼鈍、または酸化焼鈍→酸洗・調質圧延または研
磨して成品としている。
ところでステンレス鋼の主要成分であるCrはFeに較
べ酸素との親和力がはるかに強いため酸化し易く、熱間
圧延・酸化焼鈍の過程でFeと共ニスケールを形成し、
数回の酸化〜デスケ−/l/ ヲくりかえすうちに板厚
の中心成分に較べ表面層のCr成分はかなり少なくなっ
てくる、いわゆる脱Cr層を形成している。
発明者らが代表的フェライトステンレスである5US4
30の薄板を調べた表ころ、板厚中心のCr量は17.
1%であったのに対し最表面のCr量は8.6%しかな
かった。(第1図)ステンレス薄板ノ特徴はその耐食性
・而」錆性にあり、それは鋼中のCr量に大きく影響す
るが、かんじんの最表面でCr量が欠乏しているのは大
きな問題である。しかも耐食性・耐錆性に影響するのは
実に最表面の数十久から数μmの成分やCr2O3皮膜
の緻密さにある。
ステンレス薄板の製造工程で何回かのスケール形成はさ
けられず、その限りにおいて表面の脱Crはさけられな
い。そこで最終成品にCrをメッキすることにより表面
の耐食性の向上が考えられるが、メッキだけではミクロ
的にみると亀裂や点欠陥があり必ずしも耐食性向上には
つながらな(・。
本発明者らは種々実験の結果、最終焼鈍のin、すなわ
ち冷延後のステンレス薄板にNiメッキをはとこして非
酸化性雰囲気で焼鈍−熱拡散することによりステンレス
鋼中のCrが表面に濃縮してきて、板厚中心附近以上の
Cr濃度となり耐食性・耐錆性を飛躍的に向上させるこ
とを見出した。
即ち、本発明は十分な耐食性・耐錆性をもったステンレ
ス薄板を得ることを目的とし、この目的達成のため以下
の如く構成してなるものである。
(1)  冷延後のステンレス薄板にN1メッキをほど
こし、ついで非酸化性雰囲気で再結晶温度以上1000
℃以下の温度範囲により光輝焼鈍をおこなうことを特徴
とするステンレス薄板の製造方法。
(2)冷延後のステンレス薄板にNiを主成分としてこ
れにCr+Mo+Ti+W、P+Hの1種または2種以
上を含有した合金メッキをほどこし、ついで非酸化性雰
囲気で再結晶温度以上1000℃以下の温度範囲により
光輝焼鈍をおこなうことを特徴とするステンレス薄板の
製造方法。
なお、本発明においては、上記Niメンキ又は合金メッ
キ厚みは0.1〜5μmとし、かつ光輝焼鈍を連続焼鈍
で行うことが好ましい。
以下本発明の詳細な説明する。
上述のようにステンレス薄板にN】メンキを施し非酸化
性雰囲気で焼鈍を行うと、鋼中のCrが表面に濃縮して
くるが、このように中心部分より表面の方にCr濃度が
高くなるのは、表面にメンキしたN1は鋼中に拡散し、
ステンレス鋼中のCrが表面のN1層に拡散して濃度が
均一になろうとするだけでなく、焼鈍雰囲気がNi +
 Feにとっては還元雰囲気であり、Crにとっては酸
化雰囲気であるような場合、例えばH2J〜20%(残
りN2)、露点−40℃〜”−10℃にはCrは02と
の親和力に引かれて表面に濃縮するものと思われる。
上記の場合重要な点は雰囲気と加熱温度・加熱時間とN
】メッキの厚さの関係である。加熱温度が高くなればC
rの拡散速度は早くなり、加熱時間が長くなればCrは
表面で酸化してブルーイングする。たとえCrの酸化雰
囲気であっても肉眼でテンパーカラーと観取し得ない1
00A以下の酸化膜に押えなければならない。
通當のフェライトステンレス薄板を光輝焼鈍する場合は
N275%、N225%、露点−50℃以下の雰囲気で
800〜900℃まで加熱する連続焼鈍がおこなわれて
いる。この場合の加熱時間は数十秒〜数分間であるから
Crの拡散距離は1μmに満たない。フェライトステン
レス薄板を普通鋼の冷延薄板のように箱焼鈍すると焼鈍
時間が長いため光輝焼鈍は難かしい。
したがって本発明のステンレス薄板にN1メッキをして
焼鈍−熱拡散をするには、ステンレス薄板の再結晶温度
以上、1000℃以下での連続焼鈍方式が好ましく、そ
の時のメッキ厚さは0.1〜5μmが適当である。メッ
キ厚さが厚ずぎると焼鈍時間内にCrが拡散しきれない
し、耐食性皮膜として5μm以上も必要ない。またメッ
キ厚さが0.1μm未満であると耐食性皮膜として不十
分になるおそれがある。
Niメッキをほどこしたステンレス薄板を連続焼鈍する
ときの雰囲気は、従来のN275%、露点−50℃以下
でもよいが、Niメッキをほどこしているためメッキを
しないステンレス薄板より酸化しにくく、N715%、
露点−]O℃程度の普通鋼板の連続焼鈍炉を通板(7て
も光輝焼鈍が可能である。加えて、H2濃度の薄い方が
雰囲気ガスの価格も安いし安全性も向上する。露点が一
50℃より少々高くなっても光輝焼鈍できるということ
は、炉の構造やシール機構、操業上のメリットも太きい
このように本発明は低Crのステンレス薄板を高Cr並
への耐食性向上だけにとどまらず、焼鈍工程上にも大き
なメリットを有する。これまでも普通鋼板にN1メッキ
する方法はよく知られて(・るか、これはNi皮覆によ
る耐食性向上をねらったものである。しかしながらメッ
キのみでは欠陥を完全になくすことはできず長期間の耐
食性・耐錆性は満足しうるものではない。
本発明のステンレス薄板にNiメンキをほどこし、焼鈍
−熱拡散でNi −Crの合金皮膜を形成する方法はま
ったく新しい製造方法であると共に、その合金皮膜は耐
食性・耐錆性にすぐれた性能を示す。
又、N1メッキだけでなく、N1にCr + Mo +
 Ti+W、P、B等の耐食性を促進する金属を1種又
は2鍾以上を1%〜20%の範囲で含有させた合金メッ
キをほどこして焼鈍する方法も、耐食性の優れたステン
レス薄板を製造する方法として有効である。
次に、本発明における鋼中のCr含有量の関係を述べる
鋼中のCr量を0〜9%まで変えた試験材をN1メンキ
およびNi −Cr合金メッキをほどこし、N2:5%
、N2: 95%、露点−40℃の雰囲気で800℃×
1分間焼鈍し、耐食試験をおこなった。結果を表1に示
す。
表1 鋼中Cr量とメッキ焼鈍材の耐食性註j)メッキ
厚さは5μm 註2 ) Cr量以外の鋼成分はC: 0.03. S
i : 0.25Mn : 0.30. S : 0.
001.、 P : 0.015.残部Feである。
註3)耐食性評価 A:錆発生なし、B:ごくわずかな黒錆発生、C:かな
りの黒錆、D二黒錆が全面に拡がっている。E:黒錆が
流れ錆色が濃℃・1F=錆が全面に拡がり孔食あり その結果、鋼中のCr量が7%以上の場合は5US43
0並の耐食性を示すが、Cr量が43%以下になると耐
食性は急激に悪化する。すなわち鋼中のCr iが少な
くなると、メンキしたNl+ Crは鋼中に拡散して表
面に残らなくなり、耐食性向上にはならないが、鋼中の
Cr量が7%以上になると鋼中のCrが焼鈍中に表面に
濃縮して緻密なNi −Crの合金皮膜を形成して耐食
性を飛躍的に高めるものと思われる。
なお、メッキの方法は電解メッキ、あるいは無電1質の
化学メッキいずれでもよくメッキの方法にはとられれな
いが、連続焼鈍炉の前工程として電解清浄−活性化処理
−メツキー水洗とインラインを形成するときは電解メッ
キの方が短時間で所定のメッキ厚を確保できるようであ
る。
一般にステンレスとはCr量12%以上と定義づけられ
ているが、本発明の目的は17%CrのS U S 4
30でも最表面は12%以下になっているので、逆に7
%Crの鋼板でもメソキー熱拡散で表面を12%Cr以
上の合金皮膜を形成し得る新しいステンレス薄板の製造
方法を提供することである。
したがって本発明の特許請求の範囲に示す冷延後のステ
ンレス薄板とはCr量7%以上の鋼板とし、本発明はこ
の鋼板にN1またはN1を主成分とした合金メッキをほ
どこし、焼鈍−熱拡散で高度の耐食性皮膜を形成するス
テンレス薄板製造法に関するものである。
次に本発明法で製造したステンレス薄板の実施例につい
て説明する。
〈実施例1〉 板jワQ8mmの5US4.30(Cr : 17 %
 )フェライトステンレスの冷延後の薄板にNiメッキ
約05μmをほどこし、普通鋼を焼鈍して(・る連続焼
鈍炉(N2 : 1.5%、N2:98.5%、露点−
10℃)で板温が850℃(均熱、約20秒)になるよ
うに通板した。
この雰囲気と温度ではN】メッキしない5US4.30
は酸比して青紫色のテンノ々−カレーがつくカー、N1
メッキをほどこしたステンレス薄板は酸化セず光輝焼鈍
が可能であった。Niメンキステンレス薄板の焼鈍前と
焼鈍後を表面からオージェ分析してみると、第2図のよ
うになる。第2図はNiメツキステンレスの焼鈍による
熱拡散の状態を示したもので、同図(A)は焼鈍前、(
B)は850℃×20秒の焼鈍後の板厚最表面からの深
さに応じたFe・Ni + Cr + Oの各成分の量
を示している。焼鈍前では最表面より05〜0.6μm
まで100%N1層であるが、焼鈍後では(B)に示す
ようにN1が内部へ拡散し、Crが表面に濃縮している
ことがわかる。このように、焼鈍熱処理で表面のNi層
にステンレス鋼中のFe r Crが拡散してきてFe
−Ni−Crの合金皮膜となりCr成分は中心層より表
面に濃化するのである。
このN1メッキ焼鈍ステンレスと通常の方法で製造した
5US4.30,5US304のBA(光輝焼鈍)材を
バクロテスト、H2O2を添加した塩水噴霧テストで耐
食性試験をすると表2のようにNiメンキ焼鈍ステンレ
スは5US304以上の耐食性を示した。なお、耐食性
評価は表」と同じである。
表2  Niメッキ焼鈍ステンレス鋼板の耐食性〈実施
例2〉 板厚Q8mmの5US409 (11%Cr )冷延板
に各種合金メッキをほどこし、N2: 20%、N2:
80%、露点−40℃の雰囲気で850℃(均熱20秒
)まで連続焼鈍し、その成品板を耐食試験した。
結果を表3に一括して示す。
表3 各種合金メッキ・焼鈍ステンレス鋼板の面子食性
5US409は]1%Cz−というものの最表面4は月
見Cr層となりCr 5%程度であった。又、S U 
S 4.09はステンレス鋼板の分類には入らずi制熱
犯の分類であるが、それでもN】−Crをはじめとして
各種合金メンキをほどこし、焼鈍熱拡散することにより
17%Crの5US430以上の面・1食性を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は5US430冷延板の表面から厚さ中心へ向け
てのCr titの変化を示すグラフ、第2図はN1メ
ツキステンレス薄板の焼鈍による熱拡散の状態な示すグ
ラフで(A)は焼鈍前、(B)は焼鈍後を示す。 特許出願人代理人 弁理士  矢  葺  知  之 (ばか1名) 。1 ”。 オ反肩ト級表面からの;”1nA) 第2図 (A) 斗及屏漫表面p゛らの1才(μ町 子方4fiネ百狛〃゛らの57さ[A711手糸光ネ巾
j■書 (自発) 昭和59年3月6日 !l¥詐庁長官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第12645号 2、発明の名称 ステンレス薄板の製造法 3.7市1にをする者 事件との関係 出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁(]6番3号名称  
(665)新日本製鐵株式会社4、代 理 人 筆 、ジ 5、補止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書第3頁15行の「表面に」を「表面近くに
」と訂正する。 (2)明細書第7頁14行の「示す。」を「示すだけで
なく、最表面のNi皮膜により、塗装性、メッキ性も飛
躍的に向上し、塗装ステンレス、缶用材ネ゛l、iCリ
ードフレーム材としても最適である。」 と訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷延後のステンレス薄板にNiメッキをほどこし、
    ついで非酸化性雰囲気で再結晶温度以上1000℃ツメ
    下の温度範囲により光輝焼鈍をおこなうことを特徴とす
    るステンレス薄板の製造方法。 2 冷延後のステンレス薄板にNiを主成分としてこれ
    にCr + Mo + T’+ + W + P + 
    Bの1種または2種以上を含有した合金メッキをほどこ
    し、ついで非酸化性雰囲気で再結晶温度以上] 000
    ℃以下の温度範囲により光輝焼鈍をおこなうことを特徴
    とするステンレス薄板の製造方法。 6、ステンレス薄板にほどこすメッキ厚みを01μm以
    上5μm以下にした特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の製造方法。 4 光輝焼鈍を連続焼鈍でおこなう特許請求の範囲第1
    項又は第2項記載の製造方法。
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