JPS59140392A - 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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JPS59140392A
JPS59140392A JP1264883A JP1264883A JPS59140392A JP S59140392 A JPS59140392 A JP S59140392A JP 1264883 A JP1264883 A JP 1264883A JP 1264883 A JP1264883 A JP 1264883A JP S59140392 A JPS59140392 A JP S59140392A
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stainless steel
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plate
thin
steel sheet
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Hiromitsu Naito
内藤 浩光
Kazuhiko Yoshinari
吉成 一彦
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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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】 本発明にステンレス薄板の表面処理に関するものである
従来のステンレス薄板の製造uFeにCr、 Niある
いに少量のへ4o、 I’d−、’l’i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、凍たは酸化焼鈍→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Crn、FC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と共にスケールを形成し
、数回の酸化−デスケールをくり7))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
ている。いわゆる脱Cry@を形成している。
本発明者らか代表的7エライトステンレスである5US
430の薄板を調べたところ、第1図に示す」:うに板
厚中心のCr量は171襲であったのに対し最表面のC
r量は86%しかなかった。ステンレス薄板の特徴はそ
の耐食性・耐錆性にあり、それは鋼中のCr量に太きぐ
影響するが、かんじんの最表面でCr量か欠乏している
のは大きな問題である。し力)も耐食性・耐錆性に影響
下るのは実に最表面の数十人力)ら数μmの成分やCr
2O3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ばさけられな
い。そこで最終成品にCrr、2メツキすることlこよ
り表面の耐食性の向上か考えられるが、メッキたけでハ
ミクロ的にみると亀裂や点欠陥があり必ずしも面1食性
向上にほつながらない。
また、最近ステンレス薄板を屋根や外壁などいわゆる外
装(2として使用される事が増えてきた。
この場合金属光沢として白く光るより塗装して使用され
る場合が多い。ところでいかに高品質の塗料を使用しよ
うと有機物である以上老化を防ぐことはできず、5年〜
10年毎に塗り替えなければならない。ぜつ力1く高耐
食性のステンレスを使用しても塗装を塗り替るのは無駄
である。
ま1こ、従来のカラーステンレスは湿式化成処理した後
、封孔処理をおこなうが、メッキと同じで完全に点欠陥
を防ぐことはできなかった。そこでメンテナンスフリー
の無機皮膜であれば永久的番こ色調を保つことかできる
。いわゆるカラーステンレスがこのような性質を有して
いるが、これ丑での湿式化成処理では処理時間か長いた
め帯状のステンレス薄板を連続的に化成処理するには無
理であったし、葦た設備をつくっても高価につぐため製
造されな力)つ1こ。
本発明者らは種々の実験の結果、最終焼鈍の前、すなわ
ち冷延後のステンレス薄板にCrをメッキして焼鈍−熱
拡散することにより表面の脱Cr層番こCrを補い、む
しろCrを富化することで高面1食性の商品lqステン
レス薄板にする方法を見い出呵−とともに、」二記焼鈍
を酸化性雰囲気で11つことOこより、その雰囲気、焼
鈍温度、焼鈍時[1月の調節で黄金色から茶褐色、赤紫
、青、青紫色、黒色と選択することかでき、これ寸での
湿式化成処理よりばる力)に安価にカラーステンレスを
製造すること力Sできろことを見出し1このである。
■、11」ぢ、本発明の要旨とするところは次のつ虫り
である。
(1)  ’f′?i延後のステンレス薄板【こCrメ
ッキ%+tどこし、ついで酸化性雰囲気で再結晶温度以
上1000℃以ドの温度範囲において焼鈍をおこなうこ
とを・特徴とするステンレス薄板の製造方法。
(2]  rig後のステンレス薄板ζこCrを主成分
としてこれに%l’o 、 V 、 W 、  Pの1
種または2種以」二を含有した合金メッキをほどこし、
酸イヒ1生雰囲気−C再結晶湿度以上、1000℃以−
Fの41厄囲において焼鈍をおこなうことを特徴とする
ステンレス助板の製造方法。
(3)第1項の方法に、薄板を1救洗まfこは表面菫E
磨して表面酸化膜を除去1−ることを付カロしたフチ法
(4)第2項の方法に、薄板を酸洗または表面研磨して
表面酸化膜を除去することを伺カロし1こ方法。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明ぼ冷延後のステンレス薄板(こCrメッキを施し
て酸化性雰囲気で焼鈍するものである力5、一般にCr
FX酸素との親和力が強(BA(光閘〔〕焼鈍が難しい
。AXガス(1−T2: 75%、N2:25%)でも
露点が一40℃程度に上ると酸イヒしてテンノく−カラ
ーが生じる。反面Cr2O3の緻密な皮膜に酸化膜の成
長を押え02の存在する酸イし雰囲気で焼鈍しても、連
続焼鈍炉のような短時間力ロ熱であれば酸化膜を100
0〜2000にのきれいな青色(こととめることができ
る。
このような事情より、本発明に01μ01以上、好まし
く n 0.5μIn程度迄のCrメッキをし1こステ
ンレス薄板を酸化性雰囲気(酸素又は水蒸気を含む雰囲
気)で再結晶温度以上1000℃以下の温度範囲で通常
の連続焼鈍の条件で焼titliする。この結果を示し
たのが、第2図である力5.1司図(A)ば焼鈍前の板
厚最表面から05〜0.6μm迄に100係のC1メッ
キを施し1こ状態を示し、同図(B)では850℃×2
分の焼鈍後の状態を示している。該図で明らかのように
01〜Q21tmの酸化膜と、(づrか拡散して形成し
7.HCr−FeのCr富化合金層があり、酸化スケー
ルを酸洗捷たは研磨でデスケールしても高Cr高劇食性
表面層を残部ことができるのである。
次に、本発明が対象とするステンレス薄板について考察
下る。
CIメンキ4−るステンレス薄板のCr量がどの程度性
“及て゛ある力Δ、鋼中のCr量を0〜9%壕で変えた
試験料をつくり、Orメッキ厚さ0.3μmをほどこし
、空気比12の直火炉(02:約5係)で850℃寸で
焼鈍し、酸化スケールを金属光沢がでるまで研磨して、
耐食試験をおこなった。結果を表1に示4−1゜ 表1 鋼中Cr量とCrメツキー酸化焼鈍−研磨材の耐
食性註1)Cr以外の鋼成分ac : 0.03.  
Si : 0.25. Mn :0.30.S:0.0
01.P:0.015.残部Feて゛ある。
註2)耐食性評価方法 A:錆の発生なし     B:とくわず力)な黒錆発
生あり Crメッキする鋼板中のCr量が2%以下に少なくなる
と、メッキし1HCrt6鋼中に拡散してしまって、表
面のCr濃度が薄くなり耐食性を保つことができない。
本実験の結果に鋼中のCr量4.3%でほぼ5O843
0並、7%Cr以上になると5US430以上の面1食
性を示すことがわかった。
一般にステンレスとは12%Cr以上といわれているが
、ステンレス薄板の最表面HCrが少なくなっている。
そこでステンレスとしての耐食性を保つJ:うに最表面
のOr酸成分12%以上にするには本発明法のCrメッ
キ・焼鈍法を用いても、鋼中のCr量が4〜5%以上は
必要である。
以上本発明についてCrメッキについて説明し1こか、
CrにMo、V、W、P等の元素を1種又は2種以上、
1〜10%の範囲で含有させた合金メッキば、′:A施
例にも示すようζこ耐食性によジ優九、カラーステンレ
スとしても1つ1こく新しい製品を提供できるのである
なお、CrおよびCr合金をメッキする方法は、別に限
定する必要はない。すなわち、Crメッキにおいては6
価Crだけでなく3価Crを使用し1こメンキ法で’!
、+ 、J二<、また合金メッキにおいては通常の直流
電解たけでなくパルスメッキでもよい。
いずれにしろ本発明は、Cr量4%以上の薄鋼板に01
μm以上のCr又ホCr合金のメッキを施して焼鈍し熱
拡散によf)表面にCrを富化せしめたステンレス薄板
の製造法を提供し得るものである。
これまでも普通鋼にCrメッキ筐たは粉末金属Crを塗
布して熱拡散する、いわゆるクロマイジングはよく知ら
れているが、熱拡散の時間が長時間であり、帯鋼のよう
に広い面積にわ1こっておこなうこと汀例かなの1つた
。これまでのクロマイジングは普通鋼や特殊鋼の小さな
工具や部品の耐熱性を高めるために高価についても特殊
な用途に使われてきfこに丁ぎない。
本発明のステンレス薄板にCrま7.にJcr合金をメ
ッキし、焼鈍−熱拡散させる方法は従来のクロマイジン
グと違ってステンレス薄板の表面膜Cr層にCrを補い
、逆にCr富化するものであるため極薄メッキ(01〜
05μm程度)と通常の焼鈍時間で十分である。
次に本発明法を用いてステンレス薄板を製造した実施例
について述べる。
〈実施例1〉 5US409 (11%Cr)の冷延板こと0.5μm
のCrメッキをほどこし普通鋼の連続焼鈍炉(I−I、
、 : 1..5%、N2:98.5条、露点−20℃
って850℃×2m1n加熱した。得られ1こ鋼板に黒
灰色となり酸化膜厚みは約2.00OAであった。
同一焼鈍条件でメッキしない5US409の冷延板を通
板したときの表面酸化膜は青紫色で約150OAの厚み
であった。この両種の鋼板を金属光沢が出る寸で研磨し
て耐食試験をおこなった結果を表2に示す。
C「メツキー焼鈍−研磨し1こもの&lCrメッキをし
ないS[JS 409の研磨材、BA材に較べ耐食性が
はる71)に優力、ていた。このCrメツキー焼鈍材を
焼鈍前と焼鈍後で表面からオージェ分析すると第2図の
結果が得られた。第2図[Cr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℃×2分の焼鈍後の板厚最表面から
の深さに応じたl、+e、 Cr、 0の各成分の量を
示している。焼鈍前でに最表面より0.5μm寸で]0
0%Cr層であるが、焼鈍後では(13)に示すように
Crが内部へ拡散し、Crが表面に濃縮していることが
わかる。表面の酸化スケールを除去し1こ後%Cr富化
の表面を確保1−ることかでき、その結果点欠陥を完全
に防ぎ、高耐食性を示すものと思わわ、る。
〈実施例2〉 ステンレス薄板を屋根や外壁など外装に使用する1こめ
、焼鈍時のテンパーカラーを利用して安価なカラーステ
ンレスを製造し1こ。カラーステンレスの耐食性f i
%める1こめSUS 430のステンレス薄板の冷延板
に表3のような高耐食性のCrお工び各種Cr合金メッ
キ% 0.3〜0,5μmはどこし、焼鈍雰囲気は普通
鋼の連続焼鈍炉(H2: 5%、N2:95%、露点−
40℃および一20℃)と直火酸化炉(空気比120.
02:約5%〕で850℃〜900℃まで加熱して製造
した。焼鈍後の色調と耐食性を表3に示す。
焼鈍雰囲気のH2:5%、 N2: 95%は普通鋼で
還元雰囲気であるが、5US430で1−1f露点−4
0℃でも弱酸化性雰囲気であり、わずかにテンパーカラ
ーが生じる。CrおよびCr合金メッキも同じように酸
化する。雰囲気の露点が一20℃程度に上ると酸化はか
なりひどくなり、直火炉の02を含む雰囲気よりも酸化
膜は厚くなる傾向にある。焼鈍雰囲気と耐食性の関係は
ほとんど変らないか、露点−20℃がやや劣る傾向にあ
る。いずれにしても、メッキをしない5US430に較
べCrおよびCr合金メッキをほどこして焼鈍したステ
ンレス薄板は耐食性か著しく向上している。
〈実施例3〉 実施例2で製造したカラーステンにス(直火炉酸化焼鈍
拐)を、酸洗デスケール→調質圧延し、耐食試験をおこ
なった。結果を表4に示す。
表4 メツキー酸化焼鈍−酸洗ステンレス鋼板の耐食性
この場合の耐食性も研磨の場合と同様に、酸洗でデスケ
ールされる酸化膜に01μmn以下で、酸洗後の表in
」もCr富化層が十分に残り耐食性に優れていることが
わかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はSO8430冷延板の表面IJ)ら厚さ中心へ
向けでのCr量の変化を示1−グラフ、第2図11cr
メソギステンレス薄板の焼鈍による熱拡散の状態を示す
グラフで(A)は焼鈍前、CB)は焼鈍後を示特許出願
人 代理人 弁理士 矢 葺 知 之 (ほか1名) 第1図 オ及厚最表面オ゛らの;xt(,4) 第2図 (A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  冷延後のステンレス薄板にCrメッキをほど
    こし、ついで酸化性雰囲気で再結晶温度以上1000℃
    以下の温度範囲において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. (2)  ?’6延後のステンレス薄板にCrを主成分
    としてこれにMo、 ■、W、Pの1種または2種以上
    を含有しP合金メッキをほどこし、酸化性雰囲気で再結
    晶温度以上1000℃以下の温度範囲において焼鈍をお
    こなうことを特徴と下るステンレス薄板の製造方法。
  3. (3)冷延後のステンレス薄板にCrメッキをほどこし
    、ついで酸化性雰囲気で再結晶温度以上1000℃Jユ
    下の温度範囲において焼鈍をおこない、さらに該薄板を
    酸洗または表面研磨して表面酸化膜を除去することを特
    徴とするステンレス薄板の製造方法。
  4. (4)冷延後のステンレス薄板にCrを主成分としてこ
    れにMo、V、W、P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、酸化性雰囲気で再結晶温度以上
    、1000℃以下の温度範囲において焼鈍をおこない、
    さらに該薄板を酸洗丑たは表面研磨して表面酸化膜を除
    去することを特徴とするステンレス薄板の製造方法。
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