JPS6141760A - 耐熱・耐食性被覆鋼材およびその形成方法 - Google Patents

耐熱・耐食性被覆鋼材およびその形成方法

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JPS6141760A
JPS6141760A JP16089884A JP16089884A JPS6141760A JP S6141760 A JPS6141760 A JP S6141760A JP 16089884 A JP16089884 A JP 16089884A JP 16089884 A JP16089884 A JP 16089884A JP S6141760 A JPS6141760 A JP S6141760A
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に板、g成員は枠材等の表面に、耐熱性
と耐食性とを同時に発揮する目的をもって形成した耐熱
・耐食性被覆鋼材およびその形成方法の改善に関するも
のである。
〔従来技術〕
従来、この種の耐熱・耐食性鋼材としては、例えば鉄鋼
材の表面に電鍍法によりZローNi又はZローT1合金
等からなる鍍金膜を被着するか、或いは溶融法によ#)
Aj又はAj −Zn合金等からなる鍍金膜を被着する
かして実用に供されていた。
しかしながら前者にあっては、耐食性についてはある程
度満足するが、耐熱性に関しては未だ不充分であシ、且
つそのt鍍処理に際しての浴組成分の調整維持に管理上
の極めて煩わしさを招く問題を有し、又後者忙おいては
、耐食性に関して未だ不充分とし、一方溶融鍍金時の作
業を著しく複雑とするばかりでなく、概して膜厚の均一
性に乏ぼしく、且つピンホールの発生がさけられず、更
にこれら高温での処理によって中間に脆い金属間化合物
層を生成するため、後加工に際して鍍金膜での亀裂、剥
離等を生ぜしめる等の問題を有することとなシ、いずれ
も耐熱性と耐食性とを同時に満足できない状態にあり、
その改善が望まれる現状にある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来の前記問題を、鉄鋼材の表面にNiとCr
の一部鉄鋼素地への拡散に伴う特KFe−Ni −Cr
合金の被覆層を形成せしめて極力表面状態を、ステンレ
ス鋼の有する組織構造に近似せしめ、簡易な被覆形成方
法に関連して効果的に解決゛して耐熱性と耐食性とを同
時に満足することのできる耐熱・耐食性被覆鋼材および
その形成方法を提案することを目的とするものである。
〔問題を解決するだめの手段〕
本発明は鉄鋼材の表面に、NiとCrの一部鉄鋼素地へ
の拡散に伴うFe−Ni−Cr合金の被覆層を形成した
耐熱・耐食性被覆鋼材を要旨とするものであプ、更にそ
の形成方法として、予め脱脂、脱錆等の前処理を行った
鉄鋼材の表面に、′rt鍍法によるNiとCrの複合鍍
金処理を施し、シ25−る後に硼砂又は硼酸或いはこれ
ら混合物による溶融塩浴中く浸漬して温度750℃乃至
950℃で1時間乃至4時間の加熱処理を行わしめ、9
5に表面に附着した溶融塩を除去することによって、表
面[NiとCrの一部鉄鋼素地への拡散に伴うFe −
Ni−Cr合金の被覆層を形成せしめた被覆形成方法を
要旨とするものでおり、以下本発明を図面について説明
すれば次の通シである。
第1図は本発明め被覆形成方法によって構成された耐熱
・耐食性被覆鋼材として鋼板材に施した拡大断面図であ
って、(1)は予め脱脂、脱錆等の前処理を施した表面
(1つに、いずれも電鍍法による好ましくは2μ乃至6
μのNi鍍金膜と4μ乃至15μのCr鍍金膜とからな
る複合鍍金処理を施し、しかる後VC硼砂又は硼酸或い
はこれら混合物による溶融塩浴中に浸漬して温度750
 ’C乃至950’C11時間乃至4時間に亘って加熱
処理を行わしめ、更に表面に附着した溶融塩を除去する
こと釦より、この加熱処理による(溶融塩浴中)K含ま
れる硼素の触媒作用によって表面(1)にNiとCrの
一部鉄鋼素地への拡散に伴うFe −Ni −Cr合金
の被覆層(2)を形成せしめた鉄鋼材である。PiJ前
記Nil金膜とCrfi金膜については、いずれを上層
、又は下層としても良いことは勿論のことである。
一方これらそれぞれの前金膜の範囲については、Niは
粒界への拡散によるものであって、フェライト粒子中へ
の拡散が行われ雌く、従ってCrに比べて前記のように
薄い範囲忙とどめておくことが望まれるものであり、文
通も効果的な耐熱・耐食性を発揮する被′F!i層(2
)でのNiとOrの成分組成としてNi SチとCr1
8%の割合にあることが望まれるため、これら比率と合
金とする速度とに関連して前記Crの範囲を定めたもの
である。更に加熱処理における温度並びに時間について
は、750℃以下にあっては合金とするための速度がお
そく、又溶融塩の粘性を大として該処理後の鉄鋼材に多
借の溶融塩が附着してその剥離除去を困難とするばかり
でなく極めて不経済とするものであり、反面950℃以
上では鉄鋼材の結晶粒子が成長して該鉄鋼材の機械的性
質を劣化させることとなるもので、又1時間以下にあっ
ては合金化が充分に行われず、反面4時間以上では飽和
状態となってそれ以上の合金の進行に左程寄与しない理
由によるものである。
〔作用〕 本発明は、前記被覆層(2)を形成した被覆鋼材および
その形成方法をもって要旨とするため、該被覆層によっ
て高温状態においてもステンレス鋼の有する組織構造に
近似した、しかも酸化されない不働態化された表面状態
をもって構成することができ、従って優れた耐熱性と耐
食性とを同時に発揮することとなり、更に鉄鋼材(1)
素地への一部拡散によづて構成されているため、その後
の加工性に富んだ特性を得ることができるのである。
〔実施例〕    。
実施例1 ・鉄鋼材・・・材質5PCC1厚さ1.0%、幅(3)
%、畏さ100%の鋼板を常法により脱脂、脱錆の前処
理を行う。
・Ni電裳処理・・’* F、Qニッケル300%、塩
化ニッケル45%、硼酸40%の組成からなる鍍金浴を
使用し、前駆鋼板を陰極とし、一 方ニッケル板を陽極として温度ω℃、 陰極電流密度4A、/am”で7分間通電して膜厚5μ
のNi鍍金膜を得た。
、Cr電鍍処理・・・無水クロム酸250%、硫酸2.
5%の組成からなる宥金浴を使用し、前記 鋼板を陰極とし、一方鉛板を陽極とし て、温度ω℃、陰極電流密度30A/dm”で47分間
通電して膜厚14μのCrfii金膜を得た。
・加熱処理・・・前記複合鍍金処理を施した銅板を硼砂
40重t%硼酸印重t%からなる混合した溶融塩浴中で
温度900℃、3時間に亘って浸漬せしめ、取り出した
後、 更に鋼板に附着した溶融塩を温水で除 去せしめた結果、表面にNiとCrの一部鉄鋼素地への
拡散に伴う平均して約 4μのFe −Ni−Cr合金の被覆NIf得た。
第2図は上記実施例1によシ得られた被覆材の断面の2
00倍の金属組織顕微鐘写真で、第4図はIE2図の一
部4−G壷→知る1000倍のX線写真である。
第2図及び第4図よりNiとCrの一部が鉄鋼材表面へ
拡散していることが分る。
実施例2 ・鉄鋼材・・・実施例1に同じ ・Cr電鍍処理・・・実施例1に同じ、但しr分間通電
して膜厚12μのCri金膜を得た。
・中間前処理・・・10チの塩酸水溶液に5秒間浸漬し
、その後水洗を行う。
・ストライクNi電鍍処理・・・塩化ニッケル240%
、硼酸30%、塩酸80 !i/ lの組成からなる鍍
金浴を使用し、鋼板を陰極とし、ニ ッケル板を陽極として温度■℃、陰極 電流密度6 A / dm”で1分間通電して、その後
直ちに次のNiM金処理を行った。
・Ni電鍍処理・・・実施例1に同じ、但し5分間通電
して膜厚4μのNitII金膜を得た。
・加熱処理・・・前記複合鍍金処理を施した鋼板を硼砂
加重量%、硼酸70重量%からなる混合した溶融塩浴中
で温度850℃で2.5時間浸漬せしめ、取シ出した後
、更に 鋼板に附着した溶融塩を温水で除去し た結果、表面にNiとOrの一部鉄鋼素地への拡散に伴
う平均して約5μの Fe −Ni−Cr合金の被覆層を得た。
第3図は上記実施例2によシ得られた被覆材の断面の第
2図と同様な写真で、この図においてもNiとCrの拡
散状態が分る。
尚本発明品(実施例1及び2)と従来品との耐熱・耐食
性試験による比較特性結果については、下記の表−1並
びに表−2に記載する通りである。
・耐熱性試験結果(大気中において温度700℃で連続
加熱を行い、それぞれの時 間経過後に大気中に放冷して大 気温度まで降温した状態での酸 化の度合による試料全体の重量 の増加を測定した。) 表−1単位■ 但し従来品としては、本発明品と同じ大きさの鋼板によ
る試料であって、kl単体の溶融鍍金によるもの ・耐食性試験結果(’JISZ −2371による塩水
噴霧試験法の規定によシ測定した。) 表−2 但し従来品としては、本発明品と同じ大きさの鋼板によ
る試料であって、前記同様kl単体の溶融鍍金によるも
のである。
問表中rは11未満、Rは1〜以上の赤錆斑点をそれぞ
れ示し、Wは白色腐食生成物を意味するものである。又
これら発生物に付された数字は発生個数を表わすもので
ある。
〔発明の効果〕
前記したよう釦本発明による耐熱・耐食性被覆鋼材およ
び被覆形成方法は、前記鉄鋼材(1)の表面(1つに、
NiとOrの一部鉄鋼累地への拡散に伴って形成したF
e −Ni −Cr合金の被覆層(2)によって、ステ
ンレス鋼の有する組織構造に近似する、しかも酸化され
ない不働態化された表面状態の構造にととなり、更に表
面(1うでの鉄鋼素地側への一部NiとCrの拡散した
構造により、その後の加工性の劣化をみることなく、一
方比較的簡易な被覆形成方法と関連して形成することが
できる等、多くの効果を有する極めて有用な耐熱・耐食
性被覆鋼材およびその被覆形成方法のものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る耐熱・耐食性被覆鋼材
として鋼板材に施した拡大断面図、第2図及び第3図は
夫々実施例1と実施例2による試料の倍率200倍の顕
微釧断面写真、第4図は倍率1ooo倍のX線マイクロ
アナライザーによる断面構造であってmx点での各成分
の分析結果(Fe 61.72%、Ni 30.94 
%、Cr 7.33 % )を示す顕微鏡写真である。 (1)・・・鉄鋼材、(1す・・−表面、(2)・・・
被覆層特許出願人 臼井国際産業株式会社 代 理 人  押  1) 良  う配、4第11!1
71 糖4図 自発手続補正書 1、事件の表示 昭和59年 特 許 願  第16089g  号2、
発明の名称 耐熱・耐食性被覆鋼材およびその形成方法特許請求の範
囲の欄、発明の詳細な説明の欄補   正   書 特願昭59−160898 1、 0許請求の範囲を下肥の通り補正する。 リ 鉄鋼材(1)の表面(1うに、NiとCrの一部鉄
鋼素地への拡散に伴うFe−Ni−Cr合金の被覆層(
2)を形成したことを特徴とする耐熱・耐食性被覆鋼材
。 2ン予め脱脂、脱錆等の前処理を行った鉄鋼材(1)の
表面(1’)K、重鍍法罠よるNiとCrとの複層鍍金
処理を施し、しかる後に硼砂又は硼酸或いはこれら混合
物によるB融塩浴中に浸漬して温度750℃乃至950
℃で1時間乃至4時間の加熱処理を行わしめ、ylK表
面に附着した溶融塩を除去することによって、前記表面
(1′)にNiとCrの一部鉄f$1素地への拡散に伴
5Fe−Ni−Cr合金の被8IN(2)を形成せしめ
たことを特徴とする耐熱−耐食性被覆鋼材の形成方法。 3)前記67!!鍍金処理を、Niを上層とし、Crを
下層となして施してなることを特徴とする特許請求の範
囲WJ2項記載の耐熱・耐食性被り鋼材の形成方法。 4)前記複層鍍金処理を、C「を上層とし、Niを下層
となして飾してなることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載の耐熱・耐食性′$σ鍔材の形成方法。 2、 明細書下記個所の「摺合」を全て「復位」と補正
する。 百    行      頁    行特許出願人  
白井国際産業株式会社 代  理 人   押   6   良   7!  
゛手続補正書 昭和60年4月12日 特許庁長官志賀 学 殿  11 1、事件の表示 昭和59年  特 許 願  第160898号2、発
明の名称 耐熱・耐食性被覆鋼材およびその形成方法4、代理人 8、補正の内容   別紙のとふ・り 補   正   書 特願昭59−160898 1、 明#I書第12頁第9行乃至第16行を下記の通
シ補正する。 「第1図は本発明の一実施例に係る耐熱・耐食性被覆鋼
材として鋼板材に施し念拡大断面図、g2図及び第3図
は夫々実施例1と実施例2による試料の倍率200倍の
顕微鏡断面の金属組織の写真、第4図は上記実施例1に
よる試料の倍41000倍のX線マイクロアナライザー
による顕微鏡断面の全114組織の写真である。」2 
明細9第8区第13行「分る。」の次に「尚、第4図の
X点における各成分を分析した結果、Fe  61.7
2X、 Ni  30.94XSCr 7.33%であ
った。」を追加する。 3、第4区別紙の通り補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)鉄鋼材(1)の表面(1)に、NiとCrの一部鉄
    鋼素地への拡散に伴うFe−Ni−Cr合金の被覆層(
    2)を形成したことを特徴とする耐熱・耐食性被覆鋼材
    。 2)予め脱脂、脱錆等の前処理を行った鉄鋼材(1)の
    表面(1′)に、電鍍法によるNiとCrとの複合鍍金
    処理を施し、しかる後に硼砂又は硼酸或いはこれら混合
    物による溶融塩浴中に浸漬して温度750℃乃至950
    ℃で1時間乃至4時間の加熱処理を行わしめ、更に表面
    に附着した溶融塩を除去することによって、前記表面(
    1′)にNiとCrの一部鉄鋼素地への拡散に伴うFe
    −Ni−Cr合金の被覆層(2)を形成せしめたことを
    特徴とする耐熱・耐食性被覆鋼材の形成方法。 3)前記複合鍍金処理を、Niを上層とし、Crを下層
    となして施してなることを特徴とする特許請求の範囲第
    2項記載の耐熱・耐食性被覆鋼材の形成方法。 4)前記複合鍍金処理を、Crを上層とし、Niを下層
    となして施してなることを特徴とする特許請求の範囲第
    2項記載の耐熱・耐食性被覆鋼材の形成方法。
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