JPS6274063A - 鉄鋼表面処理方法 - Google Patents
鉄鋼表面処理方法Info
- Publication number
- JPS6274063A JPS6274063A JP21284685A JP21284685A JPS6274063A JP S6274063 A JPS6274063 A JP S6274063A JP 21284685 A JP21284685 A JP 21284685A JP 21284685 A JP21284685 A JP 21284685A JP S6274063 A JPS6274063 A JP S6274063A
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- Japan
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- steel
- coated
- oxidizing gas
- parts
- surface treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic 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。
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）
この発明は鉄鋼部品の耐蝕性、耐酸化性、耐摩耗性表面
を得るための表面処理方法に係る。
を得るための表面処理方法に係る。
（従来１術と解決しようとする問題点）ボイラーや化学
プラントの機器材料は高温耐酸化性や耐蝕性が必要であ
り、さらにボイラーなどでは炭塵等に対する耐摩耗性が
要求され、また原子カプラントの放射性を帯びた廃棄物
用の容器や輸送用パイプ等には特に耐蝕性や応力ｇ食割
れ乙こ対する耐性が高いものが要求され、ステンレス鋼
やインコネル等が使用されているが必ずしも充分な効果
を挙げていないのが現状である。
プラントの機器材料は高温耐酸化性や耐蝕性が必要であ
り、さらにボイラーなどでは炭塵等に対する耐摩耗性が
要求され、また原子カプラントの放射性を帯びた廃棄物
用の容器や輸送用パイプ等には特に耐蝕性や応力ｇ食割
れ乙こ対する耐性が高いものが要求され、ステンレス鋼
やインコネル等が使用されているが必ずしも充分な効果
を挙げていないのが現状である。
ところでアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔ’ｉ）やク
ローム（Ｃｒ）は大気中または水中で緻密な酸化物被膜
を形成することにより耐蝕性が優れ、鉄鋼に合金させれ
ば高温耐酸化性を向−トさせるなど優れた特性を有して
いることから、鉄鋼にこれらの金属を被覆してその耐蝕
性、耐酸化性等を改善することが以前から研究されて来
ている。
ローム（Ｃｒ）は大気中または水中で緻密な酸化物被膜
を形成することにより耐蝕性が優れ、鉄鋼に合金させれ
ば高温耐酸化性を向−トさせるなど優れた特性を有して
いることから、鉄鋼にこれらの金属を被覆してその耐蝕
性、耐酸化性等を改善することが以前から研究されて来
ている。
鉄鋼へＡｌ、ＴｉまたはＣｒを被覆する方法は種々研究
実施されてきており、例えばＡｌの溶融めっき法は比較
的作業が簡単で経済的であるが、Ａｌの融点が高い（６
６０℃）ため、めっき直前の鉄鋼面の酸化が激しく、所
謂フラソクシングのごとき酸化防止のための前処理が必
要であり、ＴｉおよびＣｒは更に融点が高いので溶融め
っき法は不適当であり、通例拡散浸透または電気めっき
法が行われている。
実施されてきており、例えばＡｌの溶融めっき法は比較
的作業が簡単で経済的であるが、Ａｌの融点が高い（６
６０℃）ため、めっき直前の鉄鋼面の酸化が激しく、所
謂フラソクシングのごとき酸化防止のための前処理が必
要であり、ＴｉおよびＣｒは更に融点が高いので溶融め
っき法は不適当であり、通例拡散浸透または電気めっき
法が行われている。
次にＡｌめっき鋼について述べればＡｌめっき層は最上
部がＡ１層で、鉄鋼とＡ“１層との中間にＦｅ−Ａｌ合
金層がある。合金層は非常に硬く、例えばＦｅｚＡｌｓ
はＨｖ約１０００で脆い。
部がＡ１層で、鉄鋼とＡ“１層との中間にＦｅ−Ａｌ合
金層がある。合金層は非常に硬く、例えばＦｅｚＡｌｓ
はＨｖ約１０００で脆い。
Ａｌめっき鋼は大気中における耐蝕性が優れており、例
えば４年間の大気暴露試験でＺｎめっき鋼の１／１０の
腐食減量であり、また水溶液中でもすぐれた耐蝕性を示
すことが知られている。
えば４年間の大気暴露試験でＺｎめっき鋼の１／１０の
腐食減量であり、また水溶液中でもすぐれた耐蝕性を示
すことが知られている。
Ａｌめっきが鉄鋼の耐酸化性を向上させるのは緻密なＡ
Ｉ ｚ Ｏ、とＦｅ−Ａｌ合金層、ｔとしてＦｅＡＬ
ｚ、Ｆｅ２Ａｌ５によるのであり、長時間高温に曝され
ると表面のＡｌ は鋼中に次第に拡散し、耐蝕性、耐酸
化性が低下するようになる。
Ｉ ｚ Ｏ、とＦｅ−Ａｌ合金層、ｔとしてＦｅＡＬ
ｚ、Ｆｅ２Ａｌ５によるのであり、長時間高温に曝され
ると表面のＡｌ は鋼中に次第に拡散し、耐蝕性、耐酸
化性が低下するようになる。
したがって予めＡｌ被覆層の表面を耐酸化性、耐蝕性に
富む緻密なＡｌ酸化物としておけば、たとえ音温度の使
用によってＡｌが拡散しても表面の耐蝕性、耐酸化性は
失われず、高温使用にも耐えることができる。
富む緻密なＡｌ酸化物としておけば、たとえ音温度の使
用によってＡｌが拡散しても表面の耐蝕性、耐酸化性は
失われず、高温使用にも耐えることができる。
同様にＴｉ、、ＣｒについてもＴｉめっき層、Ｃｒめっ
き層を設け、その表面をセラミック化して緻密な酸化Ｔ
ｉ、酸化Ｃｒとしておけば高温使用で耐酸化性、耐蝕性
に優れた耐摩耗性表面とすることができると考えられる
。
き層を設け、その表面をセラミック化して緻密な酸化Ｔ
ｉ、酸化Ｃｒとしておけば高温使用で耐酸化性、耐蝕性
に優れた耐摩耗性表面とすることができると考えられる
。
−この発明は上記の考に基づいて、耐蝕性、耐酸化性に
優れ、耐摩耗性にも富む被覆層を形成する表面処理方法
を促供することを目的とする。
優れ、耐摩耗性にも富む被覆層を形成する表面処理方法
を促供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明は鉄鋼部品を表面処理して耐蝕性、耐酸化性お
よび耐摩耗性を向上させる表面処理方法において、 鉄
鋼部品にＡｌ 、Ｔｉ、Ｃｒの一つまたはこれらの合金
を被覆したのち、酸化性ガス中で加熱して表面に緻密な
セラミックス層を形成することを特徴とする鉄鋼の表面
処理方法に係る。
よび耐摩耗性を向上させる表面処理方法において、 鉄
鋼部品にＡｌ 、Ｔｉ、Ｃｒの一つまたはこれらの合金
を被覆したのち、酸化性ガス中で加熱して表面に緻密な
セラミックス層を形成することを特徴とする鉄鋼の表面
処理方法に係る。
本発明において鉄鋼部品にＡ１被覆を施すには通例の方
法例えば溶融めっき法や力ロライジング法その他電気め
っき法などによればよい。
法例えば溶融めっき法や力ロライジング法その他電気め
っき法などによればよい。
またＴｉ、、Ｃｒを被覆するには通常の方法、例えば拡
散浸透めっき法や電気めっき法、或いはイオンブレーテ
ィングに代表される物理的蒸着法などによればよ（、ま
たこれらの合金を被覆することは例えば上記の物理的蒸
着法によって行うことができる。
散浸透めっき法や電気めっき法、或いはイオンブレーテ
ィングに代表される物理的蒸着法などによればよ（、ま
たこれらの合金を被覆することは例えば上記の物理的蒸
着法によって行うことができる。
次に、表面にＡｌ 、Ｔｉ、Ｃｒまたはこれらの合金を
被覆した鉄鋼部品を酸化性雰囲気中で加熱する。酸化性
ガスとしては酸素ガス、水蒸気等が使用されるが、空気
のように窒素を含むものは窒化物が形成されるので好ま
しくない。
被覆した鉄鋼部品を酸化性雰囲気中で加熱する。酸化性
ガスとしては酸素ガス、水蒸気等が使用されるが、空気
のように窒素を含むものは窒化物が形成されるので好ま
しくない。
加熱温度は表面に緻密な酸化物を作るためには４００℃
以上、９００℃以下とするのがよい。
以上、９００℃以下とするのがよい。
Ａｌについてはおよそ１０００℃で酸化させる方法が試
みられたことが報告されているが、酸化物粒が大きく、
材質が脆くなって好ましくない。
みられたことが報告されているが、酸化物粒が大きく、
材質が脆くなって好ましくない。
酸化にあたっては雰囲気圧力を上げて酸素の浸透を促進
して酸化を進めることもできる。
して酸化を進めることもできる。
本発明で被覆金属層の表面を酸化して酸化物としたもの
は必要に応じて熱処理を施す。例えば使用温度がＡ１の
融点より高いような部品の場合にはＡ１の融点よりも高
い温度に加熱保持してＡ１層を拡散消滅させておけば使
用中に残存Ａｔが溶融して表面凹凸を生ずるとかセラミ
ックス層の剥離を引き起こすなどのおそれがなくなる。
は必要に応じて熱処理を施す。例えば使用温度がＡ１の
融点より高いような部品の場合にはＡ１の融点よりも高
い温度に加熱保持してＡ１層を拡散消滅させておけば使
用中に残存Ａｔが溶融して表面凹凸を生ずるとかセラミ
ックス層の剥離を引き起こすなどのおそれがなくなる。
（実施例）
次に実施例及び各種試験結果について述べる。
母材ニステンレス鋼板、ＪＩＳ ５ＵＳ３０４．５ ｍ
ｍ厚Ａｌ めっき法：溶融めっき法 めっき条（′し浴温度 ７２０℃ 母材温度 ７００℃ 冷却条件 大気中放冷 第１図（ａｌは上記のようにＡｌめっきした鋼板断面の
顕微鏡組織を示す写真（２００倍）で、表面がＡ１層で
、Ａ１層と母材の間にはＡｌ−Ｆｅ合金層が形成されて
いるのが認められる。
ｍ厚Ａｌ めっき法：溶融めっき法 めっき条（′し浴温度 ７２０℃ 母材温度 ７００℃ 冷却条件 大気中放冷 第１図（ａｌは上記のようにＡｌめっきした鋼板断面の
顕微鏡組織を示す写真（２００倍）で、表面がＡ１層で
、Ａ１層と母材の間にはＡｌ−Ｆｅ合金層が形成されて
いるのが認められる。
このようにして表面にＡｌめっきを施した母材を酸化雰
囲気（Ｃ０，８０％十ｏｚ２０％）中で１００°Ｃ／ｈ
の加熱速度で７００℃に加熱、０．５時間保持して表面
Ａ１を酸化してＡｔ２０３ とした。
囲気（Ｃ０，８０％十ｏｚ２０％）中で１００°Ｃ／ｈ
の加熱速度で７００℃に加熱、０．５時間保持して表面
Ａ１を酸化してＡｔ２０３ とした。
第１図（ｂ）はその断面の顕微鏡組織写真（２００倍）
を示す写真であり、表面のＡｌが酸化されてＡｌＺＯ３
セラミックスになっていることが第３図の硬さ測定結果
からも認められ、表面硬度が高く、耐摩耗性が大きいこ
とが判る。
を示す写真であり、表面のＡｌが酸化されてＡｌＺＯ３
セラミックスになっていることが第３図の硬さ測定結果
からも認められ、表面硬度が高く、耐摩耗性が大きいこ
とが判る。
上記と同様に処理した試験片について耐蝕性試験を行っ
た結果を無処理品（ＪＩＳ−３ＵＳ３０４）の試験結果
と対比して示したのが第３図である。試験は（Ｈｚ ＋
Ｈｚ Ｓ ） 混合ガス中に放置したのち試験片断
面を研磨して顕微鏡で検査し、腐食を測定して腐食速度
を算出した。第３図からＡｌめっきを施し酸化処理して
セラミックス化したものは無処理品に比較して著しく優
れた耐食性を示すことが判る。
た結果を無処理品（ＪＩＳ−３ＵＳ３０４）の試験結果
と対比して示したのが第３図である。試験は（Ｈｚ ＋
Ｈｚ Ｓ ） 混合ガス中に放置したのち試験片断
面を研磨して顕微鏡で検査し、腐食を測定して腐食速度
を算出した。第３図からＡｌめっきを施し酸化処理して
セラミックス化したものは無処理品に比較して著しく優
れた耐食性を示すことが判る。
次に、同様処理を施した試験片について高温酸化腐食試
験を行った結果を無処理品（ＪＩＳ−３ＵＳ ３０４）
の成績と対比して示したのが第４図であり、５０％Ｖ２
０．・５０％Ｎ ａ ｚ Ｓ Ｏａ雰囲気中で試験片を
９００℃に１００時間加熱したのち、腐食減量を測定し
た。第４図からＡｌめっきを施し酸化処理してセラミッ
クス化したものは腐食減量が無処理品に比して著しく少
なく、優れた耐高温酸化腐食性を示すことが判る。
験を行った結果を無処理品（ＪＩＳ−３ＵＳ ３０４）
の成績と対比して示したのが第４図であり、５０％Ｖ２
０．・５０％Ｎ ａ ｚ Ｓ Ｏａ雰囲気中で試験片を
９００℃に１００時間加熱したのち、腐食減量を測定し
た。第４図からＡｌめっきを施し酸化処理してセラミッ
クス化したものは腐食減量が無処理品に比して著しく少
なく、優れた耐高温酸化腐食性を示すことが判る。
ＴｉまたはＣｒめっき層はＡ１同様酸化性雰囲気中で酸
化されてＴ ｉ Ｏ□またはＣｒ、０３セラミ・ノクス
となり、Ａ１□０３セラミックスと同様な性質を有する
ことは明らかである。
化されてＴ ｉ Ｏ□またはＣｒ、０３セラミ・ノクス
となり、Ａ１□０３セラミックスと同様な性質を有する
ことは明らかである。
（効果）
以上説明したように本発明の方法は鉄鋼部品にＡｌ 、
Ｔｉ、Ｃｒあるいはその合金をめっきしておいて、酸化
雰囲気中で４００ないし９００℃の温度で加熱してセラ
ミックス化するので緻密な酸化物層が形成され、耐食性
、耐酸化性が向上すると共に耐摩耗性に優れた表面層が
形成される。また高温使用によってめっき金属層が拡散
して濃度が薄（なっても耐蝕性、耐酸化性が低下するこ
とがないから高温で長期間使用することができ、その実
用上の効果はきわめて大きい。
Ｔｉ、Ｃｒあるいはその合金をめっきしておいて、酸化
雰囲気中で４００ないし９００℃の温度で加熱してセラ
ミックス化するので緻密な酸化物層が形成され、耐食性
、耐酸化性が向上すると共に耐摩耗性に優れた表面層が
形成される。また高温使用によってめっき金属層が拡散
して濃度が薄（なっても耐蝕性、耐酸化性が低下するこ
とがないから高温で長期間使用することができ、その実
用上の効果はきわめて大きい。
第１図（ａ）はＡ１めっきを施した表面層断面の顕微鏡
組織を示す写真く２００倍）、第１図（ｂｌは同じ＜Ａ
ｌめっきして酸化処理を施した表面層断面の同様な写真
（２００倍）、第２図は同じく第１図（ｂ１表面層断面
の硬度測定結果を示すグラフ、第３図は硫化水素による
腐食試゛験結果を示すグラフ、第４図は５０％ｖｚｏｓ
−５０％Ｎａ ｚ Ｓ Ｏａ雰囲気中の高温酸化腐食試
験結果を示すグラフである。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 ′°眉 ・″ 図（υ’、ｊ Ｘ ）’ ｉり０
第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和６１年 ６月λグ日
組織を示す写真く２００倍）、第１図（ｂｌは同じ＜Ａ
ｌめっきして酸化処理を施した表面層断面の同様な写真
（２００倍）、第２図は同じく第１図（ｂ１表面層断面
の硬度測定結果を示すグラフ、第３図は硫化水素による
腐食試゛験結果を示すグラフ、第４図は５０％ｖｚｏｓ
−５０％Ｎａ ｚ Ｓ Ｏａ雰囲気中の高温酸化腐食試
験結果を示すグラフである。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 ′°眉 ・″ 図（υ’、ｊ Ｘ ）’ ｉり０
第２図 第３図 第４図 手続補正書 昭和６１年 ６月λグ日
Claims (5)
- （１）鉄鋼部品を表面処理して耐蝕性、耐酸化性および
耐摩耗性を向上させる表面処理方法において、鉄鋼部品
にＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒの一つまたはこれらの合金を被覆し
たのち、酸化性ガス中で加熱して表面に緻密なセラミッ
クス層を形成することを特徴とする鉄鋼の表面処理方法
。 - （２）鉄鋼部品にＡｌを被覆したのち、酸化性ガス中で
加熱する特許請求の範囲第１項記載の鉄鋼表面処理方法
。 - （３）鉄鋼部品の表面にＴｉを被覆したのち、酸化性ガ
ス中で加熱する特許請求の範囲第１項記載の鉄鋼の表面
処理方法。 - （４）鉄鋼部品の表面にＣｒを被覆したのち、酸化性ガ
ス中で加熱する特許請求の範囲第１項記載の鉄鋼の表面
処理方法。 - （５）鉄鋼部品の表面にＡｌ、ＴｉまたはＣｒの合金を
被覆したのち酸化性ガス中で加熱する特許請求の範囲第
１項記載の鉄鋼の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21284685A JPS6274063A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 鉄鋼表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21284685A JPS6274063A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 鉄鋼表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274063A true JPS6274063A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16629299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21284685A Pending JPS6274063A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 鉄鋼表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6274063A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02125859A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-05-14 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐高温塩化物腐食性に優れるステンレス鋼 |
| JPH02173254A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-04 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐高温塩化物腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
| US6503347B1 (en) * | 1996-04-30 | 2003-01-07 | Surface Engineered Products Corporation | Surface alloyed high temperature alloys |
| JP2007056282A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Toyota Auto Body Co Ltd | クロムめっき製品の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961033A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-06-13 | ||
| JPS50152971A (ja) * | 1974-05-31 | 1975-12-09 | ||
| JPS5366836A (en) * | 1976-11-26 | 1978-06-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Preparation of heat radiation blank |
| JPS5433240A (en) * | 1977-08-18 | 1979-03-10 | Aikoh Co | Aluminummdiffused and penetrated steel material |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21284685A patent/JPS6274063A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4961033A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-06-13 | ||
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| JPH02173254A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-04 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐高温塩化物腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
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| JP2007056282A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Toyota Auto Body Co Ltd | クロムめっき製品の製造方法 |
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