KR102075220B1 - Surface treatment technology of ferritic stainless steeless steels to improve the oxidation resistance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페라이트계 스테인리스 강판을 준비하는 단계; 상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계; 및 상기 크롬농화피막이 형성된 페라이트계 스테인리스 강판을 수세하는 단계를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법 에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 페라이트계 스테인리스 강판 표면에 효과적으로 크롬농화 피막을 형성함으로써 스테인리스강의 내산화성을 제고할 수 있다. 또한, 이러한 표면처리기술을 적용하여, 자동차 배기가스와 같은 고온 환경하에 있는 페라이트계 스테인리스강 부품의 산화반응을 억제하고 내산화성을 효과적으로 개선할 수 있다.The present invention comprises the steps of preparing a ferritic stainless steel sheet; Immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution including nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film; And it relates to a surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet comprising the step of washing the ferritic stainless steel sheet formed with the chromium thickened film. According to the present invention, the oxidation resistance of the stainless steel can be improved by effectively forming a chromium-enriched coating on the surface of the ferritic stainless steel sheet. In addition, by applying such a surface treatment technology, it is possible to suppress the oxidation reaction of ferritic stainless steel parts under high temperature environment such as automobile exhaust gas and to effectively improve oxidation resistance.

Description

내산화성을 향상시키는 페라이트계 스테인리스강 표면처리방법 {SURFACE TREATMENT TECHNOLOGY OF FERRITIC STAINLESS STEELESS STEELS TO IMPROVE THE OXIDATION RESISTANCE}Ferritic stainless steel surface treatment method to improve oxidation resistance {SURFACE TREATMENT TECHNOLOGY OF FERRITIC STAINLESS STEELESS STEELS TO IMPROVE THE OXIDATION RESISTANCE}

본 발명은 내산화성을 향상시키는 페라이트계 스테인리스강 표면처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ferritic stainless steel surface treatment method for improving oxidation resistance.

일반적으로 스테인리스강은 그 표면에 크롬이 농화된 두께 10nm이하의 얇은 산화 피막이 존재하여 고유의 내식성을 가지게 된다. 이러한 산화 피막은 스테인리스강이 대기상태나 물속에서 자연적으로 생성되어, 산소, 수분, 염분 등 외부환경의 산화물질로부터 금속을 보호하여 산화반응을 억제하게 된다.In general, stainless steel has a thin oxide film having a thickness of 10 nm or less with chromium concentrated on its surface, and thus has inherent corrosion resistance. The oxide film is naturally produced in stainless steel in the air or water, thereby protecting the metal from oxides of the external environment such as oxygen, moisture, and salt, thereby suppressing oxidation reactions.

이러한 산화 피막의 성분은 주로 크롬계 산화물이며, 철계 산화물과 혼재하여 표면에 존재하는데, 피막 중의 성분이 변할 경우 스테인리스강의 내식성이 개선되기도 하고 나빠지기도 한다. The components of the oxide film are mainly chromium oxides, and are mixed with iron oxides and present on the surface. When the components in the coatings change, the corrosion resistance of the stainless steel may be improved or worsened.

스테인리스강이 기계적으로 변형을 받아서 표면이 오염되거나 요철이 생기는 경우 또는, 용접공정에 의해 변색이 되거나 화학적으로 변화가 생기는 경우, 산화 피막의 부분적 파괴 또는 변질이 발생 되고, 이에 따라, 가공부와 용접부에 부식발생이 집중된다.When the stainless steel is mechanically deformed to contaminate the surface or cause irregularities, or when the stainless steel is discolored or chemically changed by the welding process, partial destruction or deterioration of the oxide film occurs. The occurrence of corrosion is concentrated.

또한, 400℃ 이상의 높은 온도에서 가열하면, 크롬 외에 철 성분도 산소와 반응하여 철계 산화물을 형성하게 되는데, 이러한 철계 산화물은 두껍고 내부 기공이 많아서 금속을 보호하는 성질이 없으며, 연속적인 크롬 산화물의 형성을 방해하게 되어 오히려 금속의 산화반응을 촉진하게 된다.In addition, when heated at a high temperature of 400 ℃ or more, the iron component in addition to chromium reacts with oxygen to form an iron oxide. The iron oxide is thick and has a lot of internal pores, so it does not have a property of protecting the metal, and forms a continuous chromium oxide. It will interfere, rather promoting the oxidation of the metal.

이와 같이, 종래의 스테인리스강은 얇은 보호 피막으로 자동차 배가스와 같은 고온 환경에서는 내산화성에 제한이 있어서 사용 중 산화문제가 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 환경별 취약성에 대한 개선하기 위해서는 고합금 스테인리스강이 적용되지만 가격이 비싸므로 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.As described above, the conventional stainless steel is a thin protective film, which is limited in oxidation resistance in a high temperature environment such as automobile exhaust gas so that oxidation problems continue to occur during use. In order to improve the environmental vulnerability, high alloyed stainless steel is applied, but the price is expensive and is used in a limited situation.

그러므로 저렴하고 작업성이 용이한 저온에서 질산용액내 표면처리기술을 적용하여 스테인리스강 부품의 내산화 저항성을 개선할 필요성이 대두 되고 있다.Therefore, there is a need to improve the oxidation resistance of stainless steel components by applying the surface treatment technology in nitric acid solution at low temperature which is easy and workability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저렴하고 작업성이 용이한 저온에서 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액으로 스테인리스 강을 표면처리하여 내산화 저항성을 개선할 수 있는 표면처리방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, surface treatment method that can improve the oxidation resistance by surface treatment of stainless steel with a mixed acid solution containing nitric acid and citric acid at a low temperature and easy to workability To provide.

본 발명의 일 측면에 따르면, 페라이트계 스테인리스 강판을 준비하는 단계; 상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계; 및 상기 크롬농화피막이 형성된 페라이트계 스테인리스 강판을 수세하는 단계를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법이 제공된다.According to an aspect of the invention, preparing a ferritic stainless steel sheet; Immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution including nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film; And it provides a surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet comprising the step of washing the ferritic stainless steel sheet formed with the chromium thickened film.

상기 크롬농화피막을 형성하는 단계가 혼산용액 내 질산의 농도를 10~20Vol%, 구연산의 농도를 5~10Vol%로 하며, 질산 용액의 온도를 40~60℃로 하여 수행될 수 있다.The forming of the chromium-enriched coating may be performed by setting the concentration of nitric acid in the mixed acid solution to 10 to 20 vol%, the concentration of citric acid to 5 to 10 vol%, and the temperature of the nitric acid solution to 40 to 60 ° C.

상기 크롬농화피막을 형성하는 단계가 20 내지 120초 동안 수행될 수 있다.Forming the chromium thickening film may be performed for 20 to 120 seconds.

상기 크롬농화피막의 두께가 5 내지 10nm 일 수 있다.The chromium thickening film may have a thickness of 5 to 10 nm.

상기 페라이트계 스테인리스 강판이 중량%로 Cr:15~25%, Si: 3.0% 이하, Mn: 15.0% 이하, Nb: 0.7% 이하, Ti: 0.5% 이하, Al: 5.0% 이하, C: 0.5% 이하, N: 2.0% 이하, Mo: 5.0% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Cr: 15-25%, Si: 3.0% or less, Mn: 15.0% or less, Nb: 0.7% or less, Ti: 0.5% or less, Al: 5.0% or less, C: 0.5% by weight of the ferritic stainless steel sheet Or less, N: 2.0% or less, Mo: 5.0% or less, residual Fe, and unavoidable impurities.

본 발명에 따르면, 페라이트계 스테인리스 강판 표면에 효과적으로 크롬농화 피막을 형성함으로써 스테인리스강의 내산화성을 제고할 수 있다.According to the present invention, the oxidation resistance of the stainless steel can be improved by effectively forming a chromium-enriched coating on the surface of the ferritic stainless steel sheet.

또한, 이러한 표면처리기술을 적용하여, 자동차 배기가스와 같은 고온 환경하에 있는 페라이트계 스테인리스강 부품의 산화반응을 억제하고 내산화성을 효과적으로 개선할 수 있다.In addition, by applying such a surface treatment technology, it is possible to suppress the oxidation reaction of ferritic stainless steel parts under high temperature environment such as automobile exhaust gas and to effectively improve oxidation resistance.

도 1은 비교예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 표면을 깊이 방향으로 오제 전자 현미경(auger electron microscope)을 이용하여 성분을 분석한 결과이다.
도 2는 실시예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 표면을 깊이 방향으로 오제 전자 현미경(auger electron microscope)을 이용하여 성분을 분석한 결과이다.
도 3은 비교예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 600℃의 대기 환경에서 24시간 노출시킨 후의 사진이다.
도 4는 실시예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 600℃의 대기 환경에서 24시간 노출시킨 후의 사진이다.
1 is a result of analyzing the components of the ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet of Comparative Example 1 using an Auger electron microscope in the depth direction.
2 is a result of analyzing the components of the ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet of Example 1 using an Auger electron microscope in the depth direction.
3 is a photograph after exposing the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet of Comparative Example 1 in an atmosphere of 600 ° C. for 24 hours.
4 is a photograph after exposing the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet of Example 1 in an atmosphere of 600 ° C. for 24 hours.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to various examples. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 내산화성을 향상시키는 페라이트계 스테인리스강 표면처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ferritic stainless steel surface treatment method for improving oxidation resistance.

본 발명의 일 측면에 따르면, 페라이트계 스테인리스 강판을 준비하는 단계; 상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계; 및 상기 크롬농화피막이 형성된 페라이트계 스테인리스 강판을 수세하는 단계를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법이 제공된다.According to an aspect of the invention, preparing a ferritic stainless steel sheet; Immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution including nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film; And it provides a surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet comprising the step of washing the ferritic stainless steel sheet formed with the chromium thickened film.

본 발명은 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리 방법을 제공하는 것이므로, 페라이트계 스테인리스강의 조성 성분에 특별하게 제한되지 않으며 다양한 조성성분을 갖는 페라이트계 스테인리스강을 이용 가능하나, 예를 들어, 그 일 예로, 상기 페라이트계 스테인리스강은 중량%로 Cr:15~25%, Si: 3.0% 이하, Mn: 15.0% 이하, Nb: 0.7% 이하, Ti: 0.5% 이하, Al: 5.0% 이하, C: 0.5% 이하, N: 2.0% 이하, Mo: 5.0% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어질 수 있다.Since the present invention provides a surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet, the ferritic stainless steel is not particularly limited, and a ferritic stainless steel having various compositional components can be used, for example, The ferritic stainless steel is Cr: 15-25%, Si: 3.0% or less, Mn: 15.0% or less, Nb: 0.7% or less, Ti: 0.5% or less, Al: 5.0% or less, C: 0.5% Or less, N: 2.0% or less, Mo: 5.0% or less, residual Fe, and inevitable impurities.

다만, 상기 페라이트계 스테인리스 강판에 있어서, Cr의 함량은 15~25%인 것이 바람직하다. 15중량% 미만인 경우, 소재의 내산성이 낮아져서 질산 및 구연산을 포함하는 혼산 내에서 용해되는 문제점이 있다. 또한, Cr의 함량이 25중량%를 초과할 경우 공기 중에서 충분한 부동태화가 기 진행되어 추가적인 질산 및 구연산을 이용한 표면처리가 필요 없어지는 문제점이 있다.However, in the ferritic stainless steel sheet, the content of Cr is preferably 15 to 25%. If less than 15% by weight, there is a problem that the acid resistance of the material is lowered and dissolved in the mixed acid containing nitric acid and citric acid. In addition, when the content of Cr exceeds 25% by weight, sufficient passivation proceeds in the air, and thus there is a problem that the surface treatment using additional nitric acid and citric acid is unnecessary.

본 발명은 상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 혼산용액내 질산의 농도는 10~20Vol%이고 구연산의 농도는 5~10Vol%인 것이 바람직하다. The present invention includes the step of immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution containing nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film. At this time, it is preferable that the concentration of nitric acid in the mixed acid solution is 10-20 vol% and the concentration of citric acid is 5-10 vol%.

본 발명에서는 스테인리스강의 표면에 크롬피막을 형성하기 위한 혼산용액에 구연산이 포함된다. 일반적으로 스테인리스강의 표면에 크롬피막을 형성시키기 위해 스테인리스강을 질산용액에 침지시키는 방법을 이용하고 있으나, 질산용액에 스테인리스강을 침지시키는 경우, 반응 중에 NOX가 발생되는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 질산 및 구연산을 혼합한 혼산용액을 사용함으로써, 크롬농화피막을 형성함과 동시에, 질산 용액을 단독으로 사용하는 경우에 비하여 NOX 발생량을 저감할 수 있으며, 나아가 폐기물 처리 비용을 줄일 수 있게 된다.In the present invention, citric acid is included in the mixed acid solution for forming a chromium film on the surface of stainless steel. Generally, a method of immersing stainless steel in nitric acid solution is used to form a chromium film on the surface of stainless steel. However, when immersing stainless steel in nitric acid solution, NO x is generated during the reaction. In the present invention, by using a mixed acid solution mixed with nitric acid and citric acid, while forming a chromium-enriched coating, it is possible to reduce the amount of NO X generated compared to the case of using a nitric acid solution alone, further reducing waste disposal costs It becomes possible.

이 때, 혼산용액 내의 질산 농도가 10 vol% 이상이고 구연산의 농도가 5vol%이상에서 스테인리스강의 크롬피막이 활발히 형성되며, 질산의 농도가 10Vol% 미만이거나, 구연산의 농도가 5Vol% 미만인 경우에는 크롬피막의 형성속도가 느려서 효율적인 표면처리작업이 곤란하다. 반면, 질산농도가 20 vol%를 초과하고 구연산의 농도가 10vol%를 초과하면, 크롬과 철이 혼재된 피막이 형성되어 피막의 보호성능이 감소되는 문제점이 있다.At this time, when the nitric acid concentration in the mixed acid solution is 10 vol% or more and the citric acid concentration is 5 vol% or more, the chromium film of stainless steel is actively formed. Due to the slow formation rate, the effective surface treatment is difficult. On the other hand, if the concentration of nitric acid exceeds 20 vol% and the concentration of citric acid exceeds 10vol%, there is a problem that the protective performance of the film is reduced by forming a film mixed with chromium and iron.

한편, 상기 질산용액의 온도는 40~60℃인 것이 바람직하다. 만일 질산용액의 온도가 40℃ 미만이면 충분한 크롬농화피막이 형성되기에는 너무 오랜 시간이 소모되므로 바람직하지 않으며, 반면 60℃를 초과하는 경우, 유해가스인 NOx가 다량 발생되어 바람직하지 않다.On the other hand, the nitric acid solution is preferably 40 ~ 60 ℃. If the temperature of the nitric acid solution is less than 40 ℃ is not preferable because it takes too long time to form a sufficient chromium thickened film, whereas if it exceeds 60 ℃, a large amount of harmful gases NOx is generated is not preferable.

또한, 상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산을 포함하는 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계는 20 내지 120초 동안 수행되는 것이 바람직하다. 20초 미만으로 처리하는 경우, 연속적인 크롬피막층의 형성이 어려울 수 있으며, 120초를 초과하여 처리하는 경우 크롬농화 정도의 증가 효과가 미미하므로 생산효율이 저하될 수 있다. 즉, 크롬계 산화물의 형성이 최적화를 위해서는 20 내지 120초 동안 수행되는 것이 바람직하다.In addition, the step of immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution containing nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film is preferably performed for 20 to 120 seconds. If the treatment is less than 20 seconds, it may be difficult to form a continuous chromium coating layer, and if the treatment is performed for more than 120 seconds, the effect of increasing the degree of chromium enrichment may be insignificant, thereby reducing production efficiency. That is, the formation of the chromium-based oxide is preferably performed for 20 to 120 seconds for optimization.

이에 따라 형성된 크롬농화피막의 두께는 5 내지 10nm 인 것이 바람직하다. 5nm 미만인 경우 고온에서 공기중의 산소의 침투를 차단하기에는 두께가 충분치 않을 수 있고, 10nm 초과인 경우 피막층이 두꺼워지면서 기지금속과의 열팽창 차이에 의한 산화피막의 안전성이 저하될 수 있다.Thus, the thickness of the chromium thickening film formed is preferably 5 to 10nm. When the thickness is less than 5 nm, the thickness may not be sufficient to block the penetration of oxygen in the air at a high temperature, and when the thickness is greater than 10 nm, the thickness of the coating layer may be thickened, thereby degrading the safety of the oxide film due to the difference in thermal expansion with the base metal.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

크롬함유량이 19중량%이고 두께가 1.0mm인 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 마련하였다. A ferritic stainless steel cold rolled steel sheet having a chromium content of 19 wt% and a thickness of 1.0 mm was prepared.

상기 스테인리스 냉연강판을 온도 50℃ 및 질산농도 15 vol%와 구연산 농도 7%의 혼산용액 분위기에서 60초 동안 침지하여 표면처리를 실시하여 크롬농화피막을 형성하였다. 그리고 비교군으로, 전술한 조성과 두께의 스테인리스 냉연강판을 준비하되, 상기 표면처리를 실시하지 않았다(비교예 1).The stainless steel cold rolled steel sheet was immersed for 60 seconds in a mixed acid solution atmosphere having a temperature of 50 ° C., a nitric acid concentration of 15 vol%, and a citric acid concentration of 7% for 60 seconds to form a chromium-enriched coating. In the comparative group, the stainless steel cold rolled steel sheet having the composition and thickness was prepared, but the surface treatment was not performed (Comparative Example 1).

이후, 본 발명의 방법에 따라 표면처리를 실시한 스테인리스 냉연강판과 표면처리를 행하지 않은 통상의 스테인리스 냉연강판에 대하여 600℃의 대기에서 24시간 노출하여 그 산화 정도를 평가하였다.Subsequently, the stainless steel cold rolled steel sheet subjected to the surface treatment according to the method of the present invention and the conventional stainless steel cold rolled steel sheet not subjected to the surface treatment were exposed for 24 hours in an atmosphere at 600 ° C. to evaluate the degree of oxidation thereof.

도 1은 비교예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 표면을 깊이 방향으로 오제 전자 현미경(auger electron microscope)을 이용하여 성분을 분석한 결과이고, 도 2는 실시예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판의 표면을 깊이 방향으로 오제 전자 현미경(auger electron microscope)을 이용하여 성분을 분석한 결과이다. 1 is a result of analyzing the components of the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet of Comparative Example 1 in the depth direction using an Auger electron microscope, Figure 2 is a surface of the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet of Example 1 Is the result of component analysis using an Auger electron microscope in the depth direction.

도 1 및 도 2 모두 그래프의 왼편에서 오른편으로 진행되면서 표면에서 깊이방향으로의 성분이 분석된 결과이다. 도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 표면처리된 페라이트계 스테인리스 냉연강판은 표면에 형성된 피막내의 Cr 함량이 표면처리를 행하지 않은 통상의 페라이트계 스테인리스 냉연강판 대비 높게 형성됨을 알 수 있다. 이에 따라, 표면처리기술을 페라이트계 스테인리스 냉연강판에 적용할 경우, 표면에 크롬농화피막이 잘 형성됨을 확인할 수 있다.1 and 2 are the results of analyzing the components in the depth direction from the surface while proceeding from the left side to the right side of the graph. As shown in Figures 1 and 2, it can be seen that the surface-treated ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet formed according to the method of the present invention has a higher Cr content in the film formed on the surface than the conventional ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet without surface treatment have. Accordingly, when the surface treatment technology is applied to the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet, it can be seen that the chromium thickening film is well formed on the surface.

도 3은 비교예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 600℃의 대기 환경에서 24시간 노출시킨 후의 사진이고, 도 4는 실시예 1의 페라이트계 스테인리스 냉연강판을 600℃의 대기 환경에서 24시간 노출시킨 후의 사진이다.FIG. 3 is a photograph after exposing the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet of Comparative Example 1 for 24 hours at 600 ° C. in air, and FIG. 4 is the ferrite stainless steel cold rolled steel sheet of Example 1 exposed at 600 ° C. for 24 hours. It is a photograph of the latter.

도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 표면처리된 페라이트계 스테인리스 냉연강판은 고온환경에서 그 내산화성이 표면처리를 행하지 않은 통상의 페라이트계 스테인리스 냉연강판 대비 내산화성이 우수함을 알 수 있다. 즉, 상기 표면처리기술을 페라이트계 스테인리스 냉연강판에 적용할 경우, 크롬농화피막의 형성으로 인한 스테인리스강판의 산화반응이 억제되어, 스테인리스강판의 내산화성이 향상될 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Figures 3 and 4, it is found that the ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet surface-treated according to the method of the present invention is superior in oxidation resistance compared to the conventional ferritic stainless steel cold-rolled steel sheet without the surface treatment in a high temperature environment. Can be. That is, when the surface treatment technology is applied to the ferritic stainless steel cold rolled steel sheet, the oxidation reaction of the stainless steel sheet due to the formation of the chromium thickened film is suppressed, it can be seen that the oxidation resistance of the stainless steel sheet can be improved.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.

Claims (5)

페라이트계 스테인리스 강판을 준비하는 단계;
상기 페라이트계 스테인리스 강판을 질산 및 구연산으로 이루어진 혼산용액에 침지하여 크롬농화피막을 형성하는 단계; 및
상기 크롬농화피막이 형성된 페라이트계 스테인리스 강판을 수세하는 단계를 포함하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법.
Preparing a ferritic stainless steel sheet;
Immersing the ferritic stainless steel sheet in a mixed acid solution composed of nitric acid and citric acid to form a chromium thickened film; And
Surface treatment method of the ferritic stainless steel sheet comprising the step of washing the ferritic stainless steel sheet formed with the chromium thickened film.
제1항에 있어서,
상기 크롬농화피막을 형성하는 단계가 혼산용액 내 질산의 농도를 10~20Vol%, 구연산의 농도를 5~10Vol%로 하며, 질산 용액의 온도를 40~60℃로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법.
The method of claim 1,
The forming of the chromium-enriched coating is carried out with the concentration of nitric acid in the mixed acid solution of 10-20 vol%, the concentration of citric acid of 5-10 vol%, and the temperature of the nitric acid solution of 40-60 ° C. Surface treatment method of stainless steel sheet.
제1항에 있어서,
상기 크롬농화피막을 형성하는 단계가 20 내지 120초 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법.
The method of claim 1,
Forming the chromium thickening film is a surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet, characterized in that performed for 20 to 120 seconds.
제1항에 있어서,
상기 크롬농화피막의 두께가 5 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법.
The method of claim 1,
Surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet, characterized in that the thickness of the chromium thickening film is 5 to 10nm.
제1항에 있어서,
상기 페라이트계 스테인리스 강판이 중량%로 Cr:15~25%, Si: 3.0% 이하(단, 0은 제외), Mn: 15.0% 이하(단, 0은 제외), Nb: 0.7% 이하(단, 0은 제외), Ti: 0.5% 이하(단, 0은 제외), Al: 5.0% 이하(단, 0은 제외), C: 0.5% 이하(단, 0은 제외), N: 2.0% 이하(단, 0은 제외), Mo: 5.0% 이하(단, 0은 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판의 표면처리방법.
The method of claim 1,
Cr: 15-25%, Si: 3.0% or less (except 0), Mn: 15.0% or less (except 0), Nb: 0.7% or less 0: excluding 0), Ti: 0.5% or less (excluding 0), Al: 5.0% or less (excluding 0), C: 0.5% or less (excluding 0), N: 2.0% or less ( However, 0 is excluded), Mo: 5.0% or less (excluding 0), the residual Fe and inevitable impurities, characterized in that the surface treatment method of a ferritic stainless steel sheet.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536514B1 (en) 2014-03-20 2015-07-14 배명직 Passivation treatment method for imporving corrosion of stainless steel produts
CN107059021A (en) * 2017-06-16 2017-08-18 汤健 A kind of special cleaning agent for stainless steel equipment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120072824A (en) * 2010-12-24 2012-07-04 주식회사 포스코 Bipolar plate for direct methanol fuel cell and method of manufacturing the same
EP2492372A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-29 Enthone, Inc. Aqueous solution and method for the formation of a passivation layer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536514B1 (en) 2014-03-20 2015-07-14 배명직 Passivation treatment method for imporving corrosion of stainless steel produts
CN107059021A (en) * 2017-06-16 2017-08-18 汤健 A kind of special cleaning agent for stainless steel equipment

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