JPH02228468A - ステンレス鋼材の表面処理方法 - Google Patents
ステンレス鋼材の表面処理方法Info
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- JPH02228468A JPH02228468A JP4737689A JP4737689A JPH02228468A JP H02228468 A JPH02228468 A JP H02228468A JP 4737689 A JP4737689 A JP 4737689A JP 4737689 A JP4737689 A JP 4737689A JP H02228468 A JPH02228468 A JP H02228468A
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Landscapes
- 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」
本発明はステンレス鋼材ｌ材の表面処理方法に係り、特
に、ステンレス鋼材表面のクロム量を高めるようにした
表面処理方法に関するものである。
に、ステンレス鋼材表面のクロム量を高めるようにした
表面処理方法に関するものである。
Ｆ従来の技術Ｊ
一般？こ、ステンレス鋼材の製造プロセスにおいては、
固溶化熱処理の後、表面に形成あるいは付着した酸化ス
ケールを除去する酸洗い処理が行なわれるが、この酸洗
い処理後に、表面のクロム量が低下する現象を生じる。
固溶化熱処理の後、表面に形成あるいは付着した酸化ス
ケールを除去する酸洗い処理が行なわれるが、この酸洗
い処理後に、表面のクロム量が低下する現象を生じる。
つまり、固溶化熱処理時において、ステンレス鋼材表面
に比較的厚い酸化スケール層が生じ、酸化スケール層に
おけるクロム酸化物の生成量が多・くなることに基づい
て、Ｃｒ原子が母材表面直下の組織中から酸化スケール
ａ（こ移行することにより、酸化スケール層直下の組織
中のＣｒ１ｌが低下して、酸洗い処理時に酸化スケール
を除去すると、Ｃｒｌの少ない部分が表面に現れること
になる。
に比較的厚い酸化スケール層が生じ、酸化スケール層に
おけるクロム酸化物の生成量が多・くなることに基づい
て、Ｃｒ原子が母材表面直下の組織中から酸化スケール
ａ（こ移行することにより、酸化スケール層直下の組織
中のＣｒ１ｌが低下して、酸洗い処理時に酸化スケール
を除去すると、Ｃｒｌの少ない部分が表面に現れること
になる。
例えば１８−８ステンレス鋼の場合であると、クロム量
が１８％の均一な組織となる筈であるが、固溶化処理と
酸洗い処理とを行なうことによって、表面のクロム量が
８〜１４％程度に低下するものと考えられる。
が１８％の均一な組織となる筈であるが、固溶化処理と
酸洗い処理とを行なうことによって、表面のクロム量が
８〜１４％程度に低下するものと考えられる。
従来、ステンレス調材の表面ｌこおひるクロム量を回復
さける方法として、ステンレス鋼材を硝酸雰囲気に長期
間さらす処理を行なうことにより、表面への不働態化被
膜の形成を積極的に行なうことが一部で実施されている
。
さける方法として、ステンレス鋼材を硝酸雰囲気に長期
間さらす処理を行なうことにより、表面への不働態化被
膜の形成を積極的に行なうことが一部で実施されている
。
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、硝酸雰囲気による不働態化処理は、その
処理期間が長期間（例えば数箇月 ）に及ぶことがあり
、処理施設が高価なものとなって経済性が損なわれ易く
汎用性が低い。
処理期間が長期間（例えば数箇月 ）に及ぶことがあり
、処理施設が高価なものとなって経済性が損なわれ易く
汎用性が低い。
一方、ステンレス鋼材表面のクロム量が不十分なまま使
用すると、例えば水蒸気中では水蒸気酸化に対する抵抗
が弱くなったり、原子炉系では放射化物質の蓄積量が多
くなる等の悪い影響が生じる。
用すると、例えば水蒸気中では水蒸気酸化に対する抵抗
が弱くなったり、原子炉系では放射化物質の蓄積量が多
くなる等の悪い影響が生じる。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、ステンレ
ス鋼材表面のクロム量を高めて耐水蒸気酸化性、耐汚染
性を向上させることを目的とするしのである。
ス鋼材表面のクロム量を高めて耐水蒸気酸化性、耐汚染
性を向上させることを目的とするしのである。
「課題を解決するための手段」
上記目的を達成するため、本発明は、ステンレス鋼材表
面の酸化スケール層を除去した後、そのステンレス鋼材
表面にクロム粉末と塗装バインダー七の混合物を塗布し
てクロム塗膜層を形成し、該クロム塗膜層によりステン
レス鋼材表面を空気から遮断した状態で加熱して、クロ
ム塗膜層におけるクロム粉末のクロム原子をステンレス
鋼材表面に移行さ０“てステンレス鋼材表面のクロム量
を増加させることを特徴とするステンレス鋼材の表面処
理方法としている。
面の酸化スケール層を除去した後、そのステンレス鋼材
表面にクロム粉末と塗装バインダー七の混合物を塗布し
てクロム塗膜層を形成し、該クロム塗膜層によりステン
レス鋼材表面を空気から遮断した状態で加熱して、クロ
ム塗膜層におけるクロム粉末のクロム原子をステンレス
鋼材表面に移行さ０“てステンレス鋼材表面のクロム量
を増加させることを特徴とするステンレス鋼材の表面処
理方法としている。
「作用 」
クロム塗膜層を形成する府のステンレス鋼材表面とクロ
ム粒子の表面とには、空気と接触することによって、程
度の差はあるもののクロム酸化物層が生じている。
ム粒子の表面とには、空気と接触することによって、程
度の差はあるもののクロム酸化物層が生じている。
ステンレスａ材表面にクロム塗膜層を形成すると、ステ
ンレス鋼材表面が空気から遮断されて、クロム酸化物が
Ｃｒと酸素とに分解し易い状態が形成される。この状態
で加熱を行なうと、クロム量が多い部分からクロノ・量
が少ない部分へ、クロム原子が拡散して移行する現象、
つまり、クロム塗膜層のクロム粉末中における量的に多
いＣｒ原子が、量的に少なくなっているステンレス鋼材
表面組織中に移行することにより、ステンレス鋼材表面
近傍の組織中のクロム量が増加し、クロム富化層が形成
される。このクロム富化層に基づき、再度、空気に接触
すると、ステンレス鋼材表面に質の高い不働態化被膜が
形成される。
ンレス鋼材表面が空気から遮断されて、クロム酸化物が
Ｃｒと酸素とに分解し易い状態が形成される。この状態
で加熱を行なうと、クロム量が多い部分からクロノ・量
が少ない部分へ、クロム原子が拡散して移行する現象、
つまり、クロム塗膜層のクロム粉末中における量的に多
いＣｒ原子が、量的に少なくなっているステンレス鋼材
表面組織中に移行することにより、ステンレス鋼材表面
近傍の組織中のクロム量が増加し、クロム富化層が形成
される。このクロム富化層に基づき、再度、空気に接触
すると、ステンレス鋼材表面に質の高い不働態化被膜が
形成される。
「実施例Ｊ
第１図ない１．第４図は、本発明に係るステンレス鋼材
の表面処理方法における実施工程例を示すものである。
の表面処理方法における実施工程例を示すものである。
［酸化スケール層除去等の前処理］
ステンレス鋼材の製造プロセスにおいて、固溶化熱処理
後に、ステンレス鋼材を例えば沸酸で洗浄する酸洗い処
理や、ステンレス鋼材に氷粒を噴射するアイスブラスト
処理により、酸化スケール層の除去を行なう。
後に、ステンレス鋼材を例えば沸酸で洗浄する酸洗い処
理や、ステンレス鋼材に氷粒を噴射するアイスブラスト
処理により、酸化スケール層の除去を行なう。
第１図は、酸洗い処理が施されたステンレス鋼材の組織
モデルを示しており、符号ｌは母材、２はクロム欠乏層
、３はクロム酸化層である。
モデルを示しており、符号ｌは母材、２はクロム欠乏層
、３はクロム酸化層である。
ステンレス調材の表面を酸洗い処理した場合で説明する
と、酸化スケール層の除去と表面の活性化とが行なわれ
る結果、前述した１８−８ステンレス鋼を例にとると、
母材１の部分のクロム量は１８％であるが、クロム欠乏
層２の部分は、前述したように、酸化スケール層の形成
時にクロム原子が移行した分だけクロム量が少なくなり
、例えば８％〜１４％となっている可能性を存しており
、クロム酸化層３は、クロムと空気中の酸素との接触に
基づいて生じたＣ ｒ ２０ ｘ等の酸化物により構成
されるが、クロム欠乏層２からクロム原子が移行する現
象により、クロム欠乏層２よりはクロム量が若干多くな
っていると考えられる。
と、酸化スケール層の除去と表面の活性化とが行なわれ
る結果、前述した１８−８ステンレス鋼を例にとると、
母材１の部分のクロム量は１８％であるが、クロム欠乏
層２の部分は、前述したように、酸化スケール層の形成
時にクロム原子が移行した分だけクロム量が少なくなり
、例えば８％〜１４％となっている可能性を存しており
、クロム酸化層３は、クロムと空気中の酸素との接触に
基づいて生じたＣ ｒ ２０ ｘ等の酸化物により構成
されるが、クロム欠乏層２からクロム原子が移行する現
象により、クロム欠乏層２よりはクロム量が若干多くな
っていると考えられる。
Ｕクロム塗膜層の形成］
次いで、第２図に示す組織モデルを示すように、前記ス
テンレス鋼材の表面に、クロム粉末と塗装バインダー（
例えば有機溶剤、油脂など）とを混合してなるペースト
状の混合物を塗布することにより、クロム塗膜層４を形
成する。
テンレス鋼材の表面に、クロム粉末と塗装バインダー（
例えば有機溶剤、油脂など）とを混合してなるペースト
状の混合物を塗布することにより、クロム塗膜層４を形
成する。
この場合において、ステンレス鋼材表面には、り〔Ｊム
酸化層３が形成されており、また、クロム塗膜層４に含
まれるクロム粉末のクロム粒子の表面も、塗装バインダ
ーとの混合面に空気と接触することによって、程度の差
はあるもののクロム酸化物層が生じている。
酸化層３が形成されており、また、クロム塗膜層４に含
まれるクロム粉末のクロム粒子の表面も、塗装バインダ
ーとの混合面に空気と接触することによって、程度の差
はあるもののクロム酸化物層が生じている。
また、ステンレス鋼材表面にクロム塗膜層４を形成した
状態であると、ステンレス鋼材表面のクロム酸化層３が
空気から遮断されて、クロム酸化層３を構成しているク
ロム酸化物が空気（酸素）の無い雰囲気に保持され、Ｃ
ｒと酸素とに分解し易い状態が形成される。
状態であると、ステンレス鋼材表面のクロム酸化層３が
空気から遮断されて、クロム酸化層３を構成しているク
ロム酸化物が空気（酸素）の無い雰囲気に保持され、Ｃ
ｒと酸素とに分解し易い状態が形成される。
［［クロム塗膜層の加熱］
クロム塗膜層４によって、ステンレスＭ材表面を空気か
ら遮断した状態としたまま、ステンレス鋼材表面を例え
ば５００℃〜６００℃の温度で加熱する。なお、この加
熱工程では、後述するようにＣｒ原子を短時間で拡散移
行させる目的のため、前述の温度やステンレス鋼材の溶
融温度（絶対温度）のほぼ１／２程度の温度に設定され
る。
ら遮断した状態としたまま、ステンレス鋼材表面を例え
ば５００℃〜６００℃の温度で加熱する。なお、この加
熱工程では、後述するようにＣｒ原子を短時間で拡散移
行させる目的のため、前述の温度やステンレス鋼材の溶
融温度（絶対温度）のほぼ１／２程度の温度に設定され
る。
［Ｃｒ原子の拡散移行］
ステンレス調材表面を空気から遮断した状態で加熱を行
なうと、クロム量が多い部分からクロム量が少ない部分
へ、クロム原子が拡散して移行する現象が生じる。つま
り、クロム塗膜層４のクロム粉末（クロム粒子）は、ス
テンレス鋼材表面が例えばクロム１８％であるのに比較
して、クロム量が非常に多くなっていることに加え、空
気遮断状態とすることによって、Ｃｒ原子が移動し易い
状態に保持されているために、第３図に各矢印で示すよ
うに、量的に多いＣｒ原子が、量的に少なくなっている
部分に拡散移行する現象が生じ易くなり、クロム塗膜層
４におけるクロム粉末のＣｒ原子が、クロム酸化層３お
よびクロム欠乏層２に拡散して移行する。一方、母材Ｉ
の中においても、高温状態とされることにより、Ｃｒ原
子がクロム欠乏層２に拡散移行する現象が生じ、ステン
レス鋼材表面近傍の組織、クロム欠乏層２及びクロム酸
化層３の組織中のクロム量が増加し、当初のクロム欠乏
層２及びクロム酸化層３のクロム量が、例えば２０％程
度にまで高められて、第４図に示すように、クロム富化
状態のいわゆるクロム富化層２１３・３Ｂが形成される
。
なうと、クロム量が多い部分からクロム量が少ない部分
へ、クロム原子が拡散して移行する現象が生じる。つま
り、クロム塗膜層４のクロム粉末（クロム粒子）は、ス
テンレス鋼材表面が例えばクロム１８％であるのに比較
して、クロム量が非常に多くなっていることに加え、空
気遮断状態とすることによって、Ｃｒ原子が移動し易い
状態に保持されているために、第３図に各矢印で示すよ
うに、量的に多いＣｒ原子が、量的に少なくなっている
部分に拡散移行する現象が生じ易くなり、クロム塗膜層
４におけるクロム粉末のＣｒ原子が、クロム酸化層３お
よびクロム欠乏層２に拡散して移行する。一方、母材Ｉ
の中においても、高温状態とされることにより、Ｃｒ原
子がクロム欠乏層２に拡散移行する現象が生じ、ステン
レス鋼材表面近傍の組織、クロム欠乏層２及びクロム酸
化層３の組織中のクロム量が増加し、当初のクロム欠乏
層２及びクロム酸化層３のクロム量が、例えば２０％程
度にまで高められて、第４図に示すように、クロム富化
状態のいわゆるクロム富化層２１３・３Ｂが形成される
。
一方、クロム塗膜層４に含まれていた塗装ノ（インダー
は、例えば有機溶剤、油脂などであるために、加熱によ
って気化あるいは分解されて、ステンレス鋼材表面から
次第に消滅し、第４図に示すように、加熱工程の終期に
は、クロム粉末の一部が残留クロム粒子層５として残さ
れる。この残留クロム粒子層５は、適宜必要に応じて拭
い取ること等により除去される。
は、例えば有機溶剤、油脂などであるために、加熱によ
って気化あるいは分解されて、ステンレス鋼材表面から
次第に消滅し、第４図に示すように、加熱工程の終期に
は、クロム粉末の一部が残留クロム粒子層５として残さ
れる。この残留クロム粒子層５は、適宜必要に応じて拭
い取ること等により除去される。
「良質不働態化被膜の形成」
第４図に示すように、ステンレス調材表面に、両クロム
富化層２Ｂ・３Ｂが形成された状態で、その後ステンレ
ス鋼材表面か空気に接触すると、両クロム富化層２Ｂ・
３Ｂがクロム酸化物となり、ステンレス鋼材表面に質の
高い不働態化被膜が形成される。
富化層２Ｂ・３Ｂが形成された状態で、その後ステンレ
ス鋼材表面か空気に接触すると、両クロム富化層２Ｂ・
３Ｂがクロム酸化物となり、ステンレス鋼材表面に質の
高い不働態化被膜が形成される。
一方、ステンレス鋼材に塗布したクロム塗膜層４を加熱
する他の手段（方法）として、レーザを照射し、クロム
塗膜層４に含まれるクロム粉末を溶融状態にしてコーテ
ィングするとともに、・くインダーを気化させることに
より、ステンレス鋼材の表面にクロム富化層を強制的に
形成し、必要に応じて表面研磨を行なう等の処理を施す
ようにしてもよい。
する他の手段（方法）として、レーザを照射し、クロム
塗膜層４に含まれるクロム粉末を溶融状態にしてコーテ
ィングするとともに、・くインダーを気化させることに
より、ステンレス鋼材の表面にクロム富化層を強制的に
形成し、必要に応じて表面研磨を行なう等の処理を施す
ようにしてもよい。
「発明の効果Ｊ
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ステン
レス鋼材表面にクロム塗膜層を形成することにより、ス
テンレス調材表面を空気から遮断し、クロム酸化物がＣ
ｒと酸素とに分解（７易い状態として加熱を行なうもの
であるために、クロム粉末中のＣｒ原子がステンレス鋼
材表面組織中に拡散移行する現象の促進が行なわれ、ス
テンレス鋼材表面近傍の組織中のクロム量を増加させた
クロム富化層とし、ステンレス鋼材表面に質の高い不働
態化被膜を形成することができる。
レス鋼材表面にクロム塗膜層を形成することにより、ス
テンレス調材表面を空気から遮断し、クロム酸化物がＣ
ｒと酸素とに分解（７易い状態として加熱を行なうもの
であるために、クロム粉末中のＣｒ原子がステンレス鋼
材表面組織中に拡散移行する現象の促進が行なわれ、ス
テンレス鋼材表面近傍の組織中のクロム量を増加させた
クロム富化層とし、ステンレス鋼材表面に質の高い不働
態化被膜を形成することができる。
したがって、例えば配管材料として使用した場合に、ス
テンレス鋼材の水蒸気酸化を防止し、がつ、放射性物質
堆積による汚染を防止することができるという効果を奏
する。
テンレス鋼材の水蒸気酸化を防止し、がつ、放射性物質
堆積による汚染を防止することができるという効果を奏
する。
第１図ないし第４図は、本発明に係るステンレス鋼材の
表面処理方法における実施工程例を示す要部の組織モデ
ル図である。 ｌ・・・・・・母材、 ２・・・・・・クロム欠乏層、 ２Ｂ・・・・・・クロム富化層、 ３・・・・・・クロム酸化層、 ３Ｂ・・・・・クロム富化層、 ４・・・・・・クロム塗膜層、 ５・・・・・・残留クロム粒子層。
表面処理方法における実施工程例を示す要部の組織モデ
ル図である。 ｌ・・・・・・母材、 ２・・・・・・クロム欠乏層、 ２Ｂ・・・・・・クロム富化層、 ３・・・・・・クロム酸化層、 ３Ｂ・・・・・クロム富化層、 ４・・・・・・クロム塗膜層、 ５・・・・・・残留クロム粒子層。
Claims (1)
- ステンレス鋼材表面の酸化スケール層を除去した後、そ
のステンレス鋼材表面にクロム粉末と塗装バインダーと
の混合物を塗布してクロム塗膜層を形成し、該クロム塗
膜層によりステンレス鋼材表面を空気から遮断した状態
で加熱して、クロム塗膜層におけるクロム粉末のクロム
原子をステンレス鋼材表面に移行させてステンレス鋼材
表面のクロム量を増加させることを特徴とするステンレ
ス鋼材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4737689A JPH02228468A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4737689A JPH02228468A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼材の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228468A true JPH02228468A (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=12773379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4737689A Pending JPH02228468A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02228468A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038251A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | 鍛造用金型及びその製造方法 |
| WO2008023410A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Nkk Tubes | Austenite-base stainless steel pipe, for boiler, having excellent high-temperature steam oxidation resistance |
| JP2009179884A (ja) * | 2009-05-18 | 2009-08-13 | National Institute For Materials Science | フェライト系耐熱鋼 |
| JP2015006696A (ja) * | 2004-08-02 | 2015-01-15 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | 装置中の腐食した流体伝導部品を溶接によって交換する方法及びそれによって得られる部品 |
| US10118259B1 (en) | 2012-12-11 | 2018-11-06 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process |
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1989
- 1989-02-28 JP JP4737689A patent/JPH02228468A/ja active Pending
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