JPS63216957A - 耐高温酸化性に優れるステンレス鋼 - Google Patents

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】 （Ｉ梁上の利用分野） 本発明は、メカニカルメッキ方法によりＡｌ又はＡｌ合
金のメッキ層をステンレス鋼表面に形成した後、拡散熱
処理を施した耐高温酸化性に優れるステンレス鋼に関す
るものである。

（従来の技術） ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上させる従来の技術と
しては、ステンレス鋼の主要元素であるＣｒの増加ある
いはＡＩ、Ｓｉの添加による合金自体の改良および溶融
Ａｌメッキあるいは力ロライジング法等の表面処理によ
る改良の２種類に大別できる。

しかして、ステンレス鋼の耐高温酸化性を向上させる方
法において前記のＣｒ、　ＡＬ、Ｓｉ等を鋼中へ添加す
る方法は、Ｃｒ、　Ａｌ．　Ｓｉ等を鋼中へ多量添加す
る必要があるため、フェライト系ステンレス鋼の場合は
材質の脆化、オーステナイトステンレス鋼の場合は熱間
加工性劣化等の製造上の問題があり製品は高価なものと
なる。

また、溶融Ａｌメッキ法はＡＩ又はＡｌ合金の溶湯を使
用するため、高価な溶湯設備を必要とし取扱いが厄介で
あり、かつメッキ層の厚みを制御することが困難なため
、例えば０．１１厚の薄帯に溶融Ａｌメッキを施すこと
は非常に難しい。

一方、力ロライジング法では、複雑形状部品にＡｌを拡
散浸透させるので優れているが、ステンレス鋼帯への連
続処理は困難である等の問題点がある。

ところで、自動車排ガス浄化装置、暖房用燃焼機器、熱
交換器等には、耐高温酸化性に優れるステンレス鋼が使
用されているのでさらに安価な耐高温酸化性に優れるス
テンレス鋼が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、従来技術の有する前記問題点を除去・改
善するため種々検討した結果、本発明者らが先に発明し
たメカニカルメッキ法により（特願昭６１−１０７７６
４号）、金属材料表面に純金属又は合金をメッキする方
法を提示したが、この方法でステンレス鋼の表面にＡｌ
又はＡｌ合金メッキしたものは高温の大気中でそのまま
使用しても地のステンレス鋼よりは耐酸化性に優れるが
、Ａｌ又はＡｌ合金メッキ後曲げや圧延等の加工が加わ
る場合には、Ａｌ又はＡｌ合金メッキの効果が減少する
。そこでＡＩ又はＡｌ合金をメカニカルメッキ法でステ
ンレス鋼表面にメッキした後、真空中又は非酸化性ガス
の雰囲気中で７００〜１２００℃の温度範囲で拡散熱処
理を施すことによりステンレス鋼表面にＡＩ又はＡｌ合
金の拡敢相（金属間化合物及び固溶体）を形成させると
、拡散熱処理を施していないものよりも耐高温酸化性に
優れ、かつ曲げや圧延等の加工を加えてもその耐高温酸
化性は劣化しないことを新規に知見して本発明を完成す
るに至ったもので、本発明の目的は耐高温酸化性に優れ
るステンレス鋼を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はワイヤ、リボン又はテープのいずれ
かよりなるＡｌ又はＡｌ合金を多数植えつけたブラシを
ステンレス鋼表面に接触せしめ、前記ブラシとステンレ
ス鋼とを相対運動させてステンレス鋼表面に前記ブラシ
を擦りつけ、ステンレス鋼表面を活性化して該ステンレ
ス鋼表面に機械的にＡｌ又はＡｌ合金のメッキ層を形成
した後。

真空中又は非酸化性ガスの雰囲気中で、７００〜１２０
０℃の温度範囲で拡散熱処理を施したことを特徴とする
耐高温酸化性に優れるステンレス鋼に関するものである
。本発明にいうＡｌとは純度が９９％以上のものをいい
、Ａｌ合金とは訂成分が９０％以上で残部がその他の金
属を含むものをいう、そして、本発明では拡散熱処理条
件としては、真空中又は非酸化性ガス（Ａｒ、　Ｈ２，
アンモニア分解ガス等）で７００〜１２００℃の温度範
囲で実施する。保持時間としては高温側では数分、低温
側では３０〜１２０分あれば十分である。

拡散熱処理温度が７００℃未満の場合、Ａｌの大部分は
Ｆｅ−Ａｌ金属間化合物として存在する。この化合物自
体は耐高温酸化性に優れるものの脆弱であるため、拡散
熱処理後の加工あるいは使用中にはく離する危険がある
。この化合物がはく離してしまうと、その耐高温酸化性
は地のステンレス鋼と同等になりＡｌ又はＡｌ合金メッ
キの効果が失われる。７００℃以上の拡散熱処理を施し
た場合には、Ｆｅ−Ａｌ金属間化合物が低温域の拡散熱
処理では一部表層に残留するものの金属間化合物と地の
ステンレス鋼との間にＡｌの濃化した固溶体が存在し、
これが耐高温酸化性を維持する。一方、１２００℃を超
える拡散熱処理を施すとＡｌが全てステンレス鋼中へ拡
散してしまい、耐高温酸化性に効く表面近傍のＡｌが少
なくなるばかりでなく、ステンレス鋼自体を脆化させる
ことになる。

以上の理由により拡散熱処理の温度範囲は７００−１２
００℃が好ましく、このようにして得られたステンレス
鋼は高温大気中で表面にＡｌ□０．被膜を形成し、高温
酸化を著しく抑制する。

また本発明は、Ａｌ又はＡｌ合金をステンレス鋼表面に
メカニカルメッキ法により付着させるものであるから、
ステンレス鋼′Ｒ帯および箔への連続メッキが可能であ
り、かつ拡散熱処理により曲げや圧延等の加工を加えて
も優れた耐酸化性を示すステンレス鋼を提供できる。

次に本発明を実施例をもって更に具体的に説明する。

（実施例） 第１表に５Ｏ５４３０，３０４，３１０の板厚１．０ｍ
ｍの表面にメカニカルメッキ法により、　ＡｌおよびＡ
ｌ合金を５μ層メッキしたのち、真空中（＜１０’Ｔｏ
ｒｒ）で拡散熱処理を施したステンレス鋼とＡｌおよび
Ａｌ合金メッキを施さないステンレス鋼を大気中で９０
０℃、１０００℃および１２００℃の温度で５０ｈｒ加
熱の連続酸化試験を行い、酸化増量を測定した結果を示
す。

本実施例に使用したＡｌはＪＩＳＨ４０４０に定められ
る１０７０番、Ａｌ合金は同じ＜　５０５６番である。

第１表の結果から本発明鋼はＡＩおよびＡｌ合金メッキ
を施していない比較鋼に比べて著しく耐酸化性に優れる
ことが分かる。第２表に、板厚２．０Ｉの５ＬＩＳ４０
９Ｌの表面にメカニカルメッキ法により１０μｍのＡｌ
およびＡｌ合金メッキを施した後、Ａｒ雰囲気中で９０
０℃Ｘ２ｈｒの拡散熱処理を施したものと拡散熱処理を
施していないものとを１８０６密着曲げし、大気中で９
００℃Ｘ　２４ｈｒの酸化試験を行って曲げ表面を観察
した結果である。

拡散熱処理を施したものは異常酸化が認められず健全で
あった。

第２表 （備考）Ｑ異常酸化なし く局部的な酸化の進行が起きない状態をいう）×異常酸
化あり（同じく起きた状態をいう）（効果） 以上より、本発明によれば下記に列挙する効果が得られ
る。

（１）ＳＵＳ４３０，３０４，３１０等の大量生産され
ているステンレス鋼を素材とし、かつメカニカルメッキ
法を適用するため製造方法が容易でかつ製品は安価であ
る。

（２）曲げ、深絞り、圧延等の加工を施しても拡散熱処
理が施されているため、地のステンレスが露出せず耐酸
化性に優れる。

（３）極薄帯にも適用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワイヤ、リボン又はテープのいずれかよりなるＡｌ又は
   Ａｌ合金を多数植えつけたブラシをステンレス鋼表面に
   接触せしめ、前記ブラシとステンレス鋼とを相対運動さ
   せてステンレス鋼表面に前記ブラシを擦りつけ、ステン
   レス鋼表面を活性化して該ステンレス鋼表面に機械的に
   Ａｌ又はＡｌ合金のメッキ層を形成した後、真空中又は
   非酸化性ガスの雰囲気中で、７００〜１２００℃の温度
   範囲で拡散熱処理を施したことを特徴とする耐高温酸化
   性に優れるステンレス鋼。