WO2005071125A1 - 表面色調に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

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Junichi Hamada
Izumi Muto
Masanori Hiro
Junichi Kozuka
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Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation
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    • C23G1/28—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with molten salts
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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite

Definitions

  • the present invention relates to an austenitic stainless steel sheet excellent in surface color tone and a method for producing the same.
  • Austenitic stainless steel sheets are used in a wide range of fields such as home appliances, kitchen equipment, and electronic equipment because of their excellent corrosion resistance and workability.
  • 2 Surface finish called B finish is hot-rolled steel strip ⁇ annealing (or annealing omitted) ⁇ mechanical descaling.
  • Pickling ⁇ tempering It is generally manufactured in a process called rolling.
  • the 2B finish material of austenitic stainless steel sheet has no surface gloss, but has a whitish color tone, and is a surface finish that requires uniform color tone.
  • the uniformity means that there is no residual gloss unevenness on the surface.
  • the color tone is a surface that is not whitish or bluish but has a moderately whitish hue.
  • An object of the present invention is to solve the problem of poor color tone, which is a problem of the known technology, and to provide an austenitic stainless steel sheet excellent in surface color tone in an annealing and pickling process.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • An austenitic stainless steel sheet excellent in surface color characterized in that the depth of the surface dent is 0.5 ⁇ 1 or more and 2 ⁇ 1 or less and the width of the depression is 1 ⁇ m or more and 4 ⁇ or less.
  • Figure 1 is a diagram showing the relationship between the depth of the surface dent, the width of the surface dent, and the glossiness.
  • Figure 2 shows the relationship between the annealing conditions and the color (b * value) of the product plate surface.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the melting conditions and the glossiness and descaling conditions.
  • the surface color of a stainless steel sheet has a significant effect on its surface properties.
  • the cold rolled sheet was annealed and pickled. There are grain boundary erosion grooves that occur. Due to these, light is diffusely reflected, and the color tone is determined. Oil pits and falling defects generated during cold rolling are dissolved and removed when the cold rolled sheet is annealed and pickled, so there is little effect on product color tone. We have found that the effect of newly formed surface dents during washing is large.
  • the surface depression is a microscopic depression formed by dissolving the Cr-deficient layer and the internal oxide mainly composed of Si generated during annealing during pickling. This is mainly at the grain boundaries, but if it is caused by internal oxides, it is also a dent that occurs inside the grains. Then, as shown in Fig. 1, the table generated during annealing and pickling It has been found that when the depth and width of the surface dent are in a specific range, an appropriate color tone is obtained.
  • Fig. 1 is a diagram showing the gloss with respect to the depth and width of the surface dent of the surface of the SUS304 / 2B product (note that in Fig. 1, the numbers represent the gloss (GS45 °)).
  • the surface dent depth and width are the values measured by laser microscopy on the surface after annealing and pickling, and three randomly selected pit-shaped dents were measured and averaged. Value.
  • the surface dent has a V-shaped or U-shaped form in the depth direction from the outermost surface, but the depth from the outermost surface and the width of the outermost surface are determined.
  • the glossiness is the average value of the glossiness measured in the 45 ° direction at three points in the direction perpendicular to the rolling direction according to JISZ8741. If the gloss is more than 350, the gloss is too good and the whitish color required for the surface of SUS304 / 2B or 2D is not obtained.
  • the lower limit of the surface dent depth and the surface width were set to 0.5 ⁇ and 1 ⁇ m, respectively. It is more preferable to set the lower limits to ⁇ and 2 ⁇ , respectively, because even if white streaks are present, they become inconspicuous and a uniform and whitish color tone is stabilized. Also, if the depth and width of the surface dent are excessively large, polishing and dirt removal will deteriorate, so the upper limit is set to 2 ⁇ 2 for the surface dent depth and 4 ⁇ for the surface dent width.
  • Fig. 2 shows the relationship between the b * after pickling and the holding time in the temperature range of 1000 ° C to 1200 ° C when the temperature was raised when annealing the cold-rolled sheet.
  • annealing temperature of the cold rolled sheet was set in this range.
  • a temperature of at least 1000 ° C is required, and heating at over 1200 ° C is impossible due to the heat resistance of the annealing equipment.
  • b * is a value measured by a color difference meter according to JI SZ8729, and when it is 1.5 or more, yellowness can be recognized by the naked eye.
  • the holding time in the temperature range of 1000 ° C or more and 1200 ° C or less is 40 seconds or less, b * becomes less than 1.5, and the surface does not become yellowish.
  • the holding time is longer than 1000 ° C and lower than 1200 ° C, the spinel oxide mainly composed of Mn will be concentrated on the outermost surface. It has been found that the internal oxidation of steels proceeds excessively. Since these oxides have poor descaleability, it is considered that a very small amount of scale remains on the product plate surface. If the holding time in the temperature range of 1000 ° C or more and 1200 ° C or less is excessively short, material defects occur, so the time was set to 10 seconds or more and 40 seconds or less.
  • the stainless steel sheet is annealed in an oxidizing atmosphere, and then subjected to scale reforming treatment with molten aluminum salt mainly composed of sodium nitrate at about 400 to 430 ° C, followed by nitric hydrofluoric acid or nitric acid electrolysis. Descaled by processing.
  • molten aluminum salt mainly composed of sodium nitrate at about 400 to 430 ° C
  • nitric hydrofluoric acid or nitric acid electrolysis Descaled by processing.
  • Fig. 3 shows the relationship between the temperature of the molten alkaline salt, the contact time of the steel sheet with the gloss and the descaling condition.
  • the test material was SUS304, annealing conditions: holding time at 1000 ° C or more.
  • nitric-hydrofluoric acid HF / HN0 3 15/50 g / 1, 55 ° CX 30s ec dipping a).
  • descaling can be performed when the temperature of the molten alkali salt is 350 ° C or higher, but when the temperature is lower than 440 ° C, the glossiness after pickling exceeds 350, and a whitish color cannot be obtained. This is probably because the internal oxide layer in the grains could not be completely dissolved and the surface dents did not develop sufficiently after pickling.
  • the temperature of the molten alkali salt is 440 ° C.
  • the glossiness after pickling becomes 350 or less, and thus a desired color tone can be obtained.
  • the temperature of the molten alkali salt is higher than 495 ° C, the desired color can be obtained with a gloss value of 350 or less, but the scale remains. If the temperature exceeds 495 ° C, the reaction with the steel sheet proceeds excessively, and the pickled plate may become uneven. This is presumably because the reaction with the molten alkali salt proceeded excessively, the oxidation mainly of iron progressed remarkably, and it could not be removed by the subsequent pickling treatment. Therefore, the temperature of the molten alkali salt was set at 440 ° C or more and 495 ° C or less. Furthermore, the immersion time only needs to be 2 seconds or more. If the immersion time is excessively long, the production efficiency is remarkably reduced, and the surface gloss unevenness occurs. Therefore, the immersion time is set to 2 seconds or more and 30 seconds or less.
  • the holding time in the temperature range of 1000 ° C or more and 1200 ° C or less is set in the range of 10 to 40 seconds, and at the same time, the annealed steel sheet is treated with molten alkali salt.
  • a treatment temperature of 440 ° C or more and 495 ° C or less for 2 seconds or more and 30 seconds or less spinel-based oxides mainly composed of Mn are suppressed and internal oxidation is performed. And an austenitic stainless steel sheet with less pickling unevenness and excellent color tone can be obtained.
  • the manufacturing method in the other steps may be appropriately designed. Further, the ultimate temperature in the annealing and pickling of the cold rolled sheet may be set according to the purpose, and the annealing atmosphere, the type of the acid solution, the pickling method, the water washing method and the like may be appropriately selected. Further, the temper rolling may be omitted (2D finish) according to the purpose, and a shape correcting step such as a leveler may be added after the annealing and pickling treatment. Industrial applicability
  • an austenitic stainless steel sheet excellent in surface color tone can be efficiently provided without requiring special new equipment.

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Abstract

本発明は、表面色調に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板を提供するもので、表面の凹み深さが0.5μｍ以上２μｍ以下、凹み幅が１μｍ以上４μｍ以下であることを特徴とする表面色調に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板。その製造方法は、冷延鋼板を酸化性雰囲気で焼鈍する際に1000℃以上1200℃以下に保持される時間が10秒以上40秒以下とし、焼鈍した鋼板を溶融アルカリ塩処理する際に、温度が440℃以上495℃以下である溶融アルカリ塩に２秒以上30秒以下浸漬させる。

Description

明 細 書 表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレス鋼板およびその製造 方法 技術分野
本発明は、 表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレス鋼板お よびその製造方法に関するものである。 背景技術
オーステナイ ト系ステンレス鋼板は、 耐食性、 加工性に優れてい るため家電製品、 厨房機器、 電子機器など幅広い分野で使用されて いる。 2 B仕上げと呼ばれる表面仕上げは、 熱延鋼帯→焼鈍 （ある いは焼鈍省略） →メカニカルデスケール . 酸洗→冷延→ (中間焼鈍 • 酸洗→冷延） →焼鈍 . 酸洗→調質圧延という工程で製造されるの が一般的である。 オーステナイ ト系ステンレス鋼板の 2 B仕上げ材 は、 表面光沢は無いが、 白っぽい色調であり、 色調均一性が求めら れる表面仕上げである。 こ こで均一性とは、 表面の光沢ムラゃスケ ール残りが無いことである。 また、 色調とは色彩が適度に白っぽく 、 黄色みや青みを帯びた色合いでは無い表面のことである。
オーステナイ ト系ステンレス鋼板の表面性状に関する従来の知見 は、 光沢度を高くする技術は多いものの、 表面色調に関する技術は 少ない。 近年、 種々の分野でステンレス鋼板の 2 Bも しくは 2 D ( 最後の調質圧延を省略） 製品板がそのまま利用されることが多くな つたこと と、 見栄えに対するユーザーの感性が変化したため、 表面 色調が厳格になり、 上記の黄色みや青みを帯びた色合いでは無い表 面が要求されている。 これに対して、 従来技術による製造では、 黄 色みを帯びた色調不良が生じる場合があった。 従来技術では、 特開 平 6— 182402号公報には表面の凹みの面積率を小さくすることによ り高光沢ステンレス鋼板を得る技術が開示されている。 これは、 光 沢度が 700程度以上の非常に高い光沢を有するステンレス鋼板に適 用される技術であり 、 本発明で課題と している表面光沢および色調 の場合には 2次元的な凹みの面積率の制御だけでは均質な表面は製 造できなかった。 また、 特開 2001— 300605号公報、 特開 2001— 3006 06号公報のよ うに白筋 （圧延方向に筋状に存在する模様で、 オイル ピッ トやヒートス ト リークなどが原因とされている。 ） が目立たな い色調均一性に優れたステンレス鋼板を高生産性の冷間タンデムミ ルにおいて製造するものが開示されている。 これらは、 実施例に示 されている様に光沢度が 100程度と著しく低い鋼板を高効率に製造 する際に適用されるものであり、 一般にステンレス鋼板を製造する 際に使用されるゼンジミアミルで 2 Dや 2 B仕上げ材を製造する場 合には十分な技術ではなかった。 発明の開示
本発明の目的は、 既知技術の問題点である色調不良を解決し、 焼 鈍 · 酸洗工程において表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレ ス鋼板を提供するこ とにある。 本発明の要旨は次のとおりである。
( 1 ) 表面の凹み深さが 0. 5 μ Π1以上 2 μ Π1以下、 凹み幅が 1 μ m以上 4 μ πι以下であるこ とを特徴とする表面色調に優れたオース テナイ ト系ステンレス鋼板。
( 2 ) 冷延鋼板を酸化性雰囲気で焼鈍する際に 1000°C以上 1200°C 以下の温度領域において保持される時間が 10秒以上 40秒以下である ことを特徴とする表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレス鋼 板の製造方法。 ( 3 ) 焼鈍した鋼板を溶融アルカ リ塩処理する際に、 温度が 440 °C以上 495°C以下である溶融アル力 リ塩に 2秒以上 30秒以下浸漬さ せることを特徴とする表面色調に優れたオーステ'ナイ ト系ステンレ ス鋼板の製造方法。 図面の簡単な説明
図 1 は、 表面の凹みの深さおよび表面の凹みの幅と光沢度の関係 を示す図である。
図 2は、 焼鈍条件と 製品板表面の色彩 （ b *値） の関係を示す図 である。
図 3は、 溶融アル力 リ処理条件と光沢度およびデスケール状況の 関係を示す図である。 発明を実施するための最良の実施形態
以下に本発明について詳細に説明する。
ステンレス鋼板の表面色調は、 表面性状が大きな影響を与える。 鋼板表面には、 冷延日きに生成したオイルピッ ト、 冷延素材に存在す る粒界侵食溝および凹 ώが倒れ込んで生じた欠陥の他に冷延板を焼 鈍 · 酸洗した際に生じる粒界侵食溝が存在する。 これらによ り光が 乱反射し、 色調が決定される。 冷延時に生じるオイルピッ トや倒れ 込み欠陥は、 冷延板を焼鈍 · 酸洗した際に溶解されて除去されるた め、 製品色調への影響は少なく、 色調に対しては主に焼鈍 · 酸洗時 に新たに生じる表面 凹みの影響が大きいことを見出した。 この表 面の凹みは、 焼鈍時に生成した Cr欠乏層や S iを主体と した内部酸化 物が酸洗時に溶解して生じるミク ロ的な凹みである。 これは、 主に 結晶粒界に生じるが、 内部酸化物に起因する場合は、 粒内にも生じ る凹みである。 そして、 図 1 に示す様に、 焼鈍 · 酸洗時に生じる表 面凹みの深さ と幅が特定の範囲にある場合に適度な色調になること を見出した。 図 1 は、 SUS304/ 2 B製品の表面の表面凹み深さ と幅 に対する光沢度を示す図である （なお、 図 1において数字は光沢度 (GS45° ) を表す。 ） 。
こ こで、 表面凹み深さ と幅は、 焼鈍 · 酸洗後の表面をレーザー顕 微鏡で測定した値であり、 任意に選択したピッ ト状の凹み部を 3箇 所測定し、 平均した値である。 表面凹みは最表面から深さ方向に V 字もしく は U字状の形態であるが、 最表面からの深さおよび最表面 の幅を浪 ij定したものである。 光沢度は、 JISZ8741に従い 45° 方向の 光沢度を圧延方向と直角方向で 3箇所測定し、 平均した値である。 光沢度が 350超の場合、 光沢が良すぎ、 SUS304/ 2 Bもしくは 2 D の表面に求められる白っぽい色調が得られていない。 よって、 表面 の凹み深さおよび表面の幅は、 それぞれ下限を 0.5μ πΐおよび 1 μ mとした。 また、 それぞれ下限を Ι μ πιおよび 2 μ πιとすると、 白 筋がもし存在しても目立たなくなり、 均一で白っぽい色調が安定化 するのでよ り好ましい。 また、 表面の凹み深さ と幅が過度に大きい と研磨†生や汚れ除去性が悪くなることから、 上限を表面の凹み深さ は 2 μ πΐ、 表面の凹み幅は 4 μ πΐと した。
先述した様に、 オーステナィ ト系ステンレス鋼板の 2 Βおよび 2 D肌には、 黄色みを帯びた表面は適さない。 本発明では、 焼鈍 · 酸 洗後の表面の黄色みと焼鈍 · 酸洗条件を詳細に検討した。 図 2に冷 延板を焼鈍する際に、 昇温して 1000°C以上 1200°C以下の温度領域に おける保持時間と酸洗後の b *の関係を示す （なお、 図 2において 供試材は SUS304、 加熱条件 ： 加熱到達温度 1100° ( 、 溶融アルカ リ塩 処理条件 ： 450°C Xl0sec、 酸洗条件 ： 硝弗酸 HFZHN03 = 15Z50 g / 1， 55°C X30sec浸漬、 である。 ） 。 冷延板の焼鈍温度をこの範囲 に設定した理由は、 オーステナイ ト系ステンレス鋼板を再結晶させ るには、 1000°C以上の温度が必要であり、 また、 焼鈍設備の耐熱性 よ り、 1200°C超の加熱は無理なので、 この温度範囲と した。 ここで 、 b *は J I SZ8729に従い色差計で測定した値で、 これが 1. 5以上に なると肉眼で黄色っぽさを認識できる。
これよ り、 1000°C以上 1200°C以下の温度領域における保定時間が 40秒以下の場合に b *が 1. 5未満となり、 黄色っぽい表面肌にはな らない。 黄色みと焼鈍条件の関係は明確では無いが、 1000°C以上 12 00°C以下において保持される時間が長いと Mnを主体とするスピネル 系酸化物が最表面に濃化すること、 S iの内部酸化が過度に進行する ことを知見しており、 これらの酸化物はデスケール性が悪いために 、 製品板表面に極めて微量なスケール残りが生じると考えられる。 1000°C以上 1200°C以下の温度領域における保持時間が過度に短いと 材質上の不具合が生じるため、 10秒以上 40秒以下と した。
ステンレス鋼板は酸化性雰囲気で焼鈍した後、 400〜430°C程度の 硝酸ナト リ ゥムを主組成とする溶融アル力リ塩でスケール改質処理 が成され、 硝弗酸もしく は硝酸電解処理によりデスケール処理され る。 本発明では、 溶融アルカ リ塩に鋼板を浸漬する際の浴温度およ び浸漬時間が色調に大きく影響することを見出した。 図 3に溶融ァ ルカ リ塩の温度、 鋼板が接触する時間と光沢度およびデスケール状 況の関係を示す （なお、 図 3において、 供試材は SUS304、 焼鈍条件 ： 1000°C以上の保持時間 30sec、 到達温度 1100°C、 酸洗条件 ： 硝弗 酸 HF/ HN03 = 15/ 50 g / 1 ， 55°C X 30s ec浸漬、 である。 ） 。 これ よ り、 溶融アルカ リ塩の温度が 350°C以上で、 デスケールは出来る が、 440°C未満では、 酸洗後の光沢度が 350超となり、 白っぽい色調 が得られない。 これは、 粒内の内部酸化層が完全に溶解出来なかつ たため、 酸洗後に表面凹みが十分発達しなかったためと考えられる そして、 溶融アルカリ塩の温度が 440°C以上で、 酸洗後の光沢度 が 350以下となり、 従って望ましい色調が得られる。 溶融アルカ リ 塩の温度が 495°C超の場合は、 光沢度は 350以下で望ましい色調が得 られるが、 スケール残りが生じる。 また、 495°C超では、 鋼板との 反応が過度に進行するため酸洗板にムラが生じる場合もある。 これ は、 溶融アルカ リ塩との反応が過度に進行し、 鉄を主体とする酸化 が著しく進行し、 後の酸洗処理で除去出来なかったと考えられる。 よって、 溶融アルカ リ塩の温度は、 440°C以上 495°C以下とした。 更 に、 浸漬時間は、 2秒以上であれば良く、 過度に浸漬時間を長くす る と、 生産効率が著しく低下する他、 表面の光沢ムラが生じるため 、 2秒以上 30秒以下と した。
本発明において、 冷延した板を焼鈍する際に 1000°C以上 1200°C以 下の温度領域における保持時間を 10〜40秒の範囲にして処理すると 同時に、 焼鈍した鋼板を溶融アルカ リ塩処理する際に処理温度が 44 0°C以上 495°C以下で 2秒以上 30秒以下浸漬させて処理することによ り、 Mnを主体とするス ピネル系酸化物を抑制し、 且つ、 内部酸化を 抑制すると共に、 酸洗ムラの少ないさらに色調の優れたオーステナ ィ ト系ステンレス鋼板を得ることができる。 実施例
オーステナイ ト系ステンレス鋼 SUS304を溶製、 铸造、 熱間圧延、 熱延板焼鈍、 酸洗、 冷延した後、 表 1 の条件で焼鈍 · 酸洗処理を行 い、 調質圧延を行い製品と した。 このよ うにして得られた製品板の 表面色調およびデスケール状況を評価し表 1 に併せて示した。
表 1から明らかなように、 本発明で規定する製法は、 比較製法に 比べて表面色調に優れていることがわかる。 表 1
Figure imgf000009_0001
*は本発明外の条件
なお、 他工程における製法については適宜設計すれば良い。 また 、 冷延板の焼鈍 · 酸洗における到達温度は、 目的に応じて設定すれ ば良く、 焼鈍雰囲気、 酸液の種類、 酸洗方法、 水洗方法などは適宜 選択すれば良い。 更に、 調質圧延は目的に応じて省略 （ 2 D仕上） しても構わず、 焼鈍 · 酸洗処理後にレべラーなどの形状矯正工程を 付与しても構わない。 産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなよ うに、 本発明によれば表面色調に優れ たオーステナイ ト系ステンレス鋼板を特別な新規設備を必要とせず 、 効率的に提供することができる。

Claims

1 . 表面の凹み深さが 0· 5 μ m以上 2 μ m以下、 凹み幅が Ι μ πι 以上 4 μ ΐη以下であることを特徴とする表面色調に優れたオーステ ナイ ト系ステンレス鋼板。
2 . 冷延鋼板を酸化性雰囲気で焼鈍する際に 1000°C以上 1200°C以 青
下の温度領域において保持される時間が 10秒以上 40秒以下であるこ とを特徴とする表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレス鋼板 の
の製造方法。
3 . 焼鈍した鋼板を溶融アルカ リ塩処理する際に、 温度が 440°C 以上 495°C以下である溶融アル力リ塩に 2囲秒以上 30秒以下浸漬させ ることを特徴とする表面色調に優れたオーステナイ ト系ステンレス 鋼板の製造方法。
PCT/JP2005/001296 2004-01-27 2005-01-25 表面色調に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 WO2005071125A1 (ja)

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