JPH02236272A - 高耐食性ａ１系２層めっき鋼材の製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐食性と耐熱性を備えたＡｌ系めっき鋼材に関
し、詳細には素材ままの状態は勿論のこと、加工後にお
いても優れた耐食性を発揮し続けることのできるＡｌ系
２Ｆｌめっき鋼材を製造する方法に関するものである。

［従来の技術］ Ａ１めっき鋼材は、耐熱性．耐食性．熱反射性．審美性
などの特性が優れた表面処理鋼材であり、生産コストも
比較的安価であるところから自動車のマフラー．焼却炉
部材，家電製品，建材等に汎用されている。即ちＡ１め
っき鋼材は、Ａ１が持っている諸特性を鋼の表面保護に
活用したものであり、その製造には一般に溶融めっき法
が採用されている。

これに対し従来のＡ１めっき鋼材を凌駕する耐食性を求
める声が強くなり、Ａｌ以外の金属めっきを施すことも
検討されているが、Ａｌ系めっきの有する芙麗な外観は
捨て難く、またステンレス鋼に代替することはＡｌめっ
き工程を省略できるにしても尚経済上の問題を伴なう。

そこでＡｌ系めっきを施すことを前提として素地鋼材を
ステンレス鋼より安価な高耐食性低Ｃｒ鋼に置き換える
ことも検討されている。しかし普通鋼に比べればやはり
高価であり、また普通鋼の汎用性に鑑みるならば、普通
鋼であっても上記要望に答え得る様なＡｌ系めっき技術
を開発することがどうしても必要となる。

一方従来の溶融Ａｌ系めっきでは、７００℃程度の高熱
溶融Ａｌ洛中に素地鋼材を浸漬するという方法が行なわ
れているので、鋼材とＡｌめっき層の間に硬くて脆いＦ
ｅ−Ａｌ系金属化合物が形成される。その為Ａｌ系めっ
き鋼材を加工したときに上記金属間化合物層が加工に追
従できず、割れや剥離を生じ、それによってＡｌ系めっ
き層自体の剥離を招いて耐食性を喪失するという問題が
ある。

この様なところから、比較的低温で行なわれる蒸着めっ
き法を利用してＡｌ系めっきを施す技術が検討されるに
至り、また例えば特開昭６２−１０９９６７号公報に見
られる如＜Ａｌめっき層の下地としてＣｒめっき層を形
成してなるＡｌ／Ｃｒ２層めっき鋼材も提案されている
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記公報に記載された技術は、該２層めっきの総厚を０
．５〜２０μｍとし、且つ下層のＣｒめっき厚比率を総
厚の５０％以下と定めるものである。これらの規定条件
自体は一応の根拠をもって定められたものであり、それ
なりの意味を有しているが、本発明者らがＡ　１　／　
Ｃ　ｒ　２層めっき鋼材について種々研究したところに
よれば、Ｃｒめっき層自体は非常に硬いものであり、加
工に際してめっき割れを起こし易いことが分かった。こ
の様な割れが生じると割れ部分から素地鋼材の腐食が進
行したり、高熱条件下で使用しているうちに割れを通し
て素地鋼材とＡｌめっき層の間で相互拡散を起こし、前
記と同様のＦｅ−Ａｌ金属間化合物が形成され、めっき
剥離に発展する。即ち加工後の耐食性が悪いだけでなく
、加工後の耐熱性においても問題のあることが分かった
。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであフて
、加工性を損なうことなしに高耐食性、高耐熱性及び美
観の優れたＡｌ系めっき鋼材を安価に製造することので
きる方法を提供しようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 上記課題を解決することのできた本発明の方法は、鋼材
の表面に下層としてＣｒ或はＣｒ合金の蒸着めっき層を
０．１μｍ以上の厚さに形成し、上層にＡ１或はＡｌ合
金の蒸着めっき層を０．１μｍ以上の厚さに形成し、２
００〜５００℃で熱処理を施す点に要旨が存在するもの
である。

［作用］ 本発明における素地鋼材は棒、板、管等その形状を特定
するものではないが、以下板材を代表例として説明して
いくものとする。

本発明者らは上記公報に記載されているＡｔ／Ｃｒ２層
めっき鋼板における欠点、即ちＣｒ層が硬過ぎて加工性
に難があり、それによって加工後に耐食性が急激に低下
するという欠点を解消することを目的として研究を行な
った。

それによれば２層めっきを形成した後で２００〜５００
℃に加熱した場合には、加工後においても優れた耐食性
および耐熱性を示すことが分かった。この理由は熱処理
を受けることによって下層と上層の間で相互拡散を生じ
、ここに形成された拡散層が優れた加工性を示して加工
時の割れ発生が防止されると共に、該拡散層自身が耐食
性の向上にも大きく寄与するからであると考えられる。

上記加熱温度が２００℃未満であると、第１図に示す如
＜Ａ１層とＣｒ層の相互拡散が不十分であり、従って耐
食性及び耐熱性の向上は余り期待で鮒ない。一方５００
℃を超えるとＡｌ層とＣｒ層の間だけでなく、Ｆｅ層に
も拡散が生じ、Ｆｅ−Ａｌ系金属間加工物が生じて加工
時の割れ原因となり、結果的に耐食性および耐熱性の劣
化を招く。即ちＡｌとＦｅを隔離しているＣｒがその作
用を発揮し切れなくなるのである。この様なところから
熱処理温度範囲は２００〜５００℃と定めた。

加熱時間については特に限定されないが、加熱温度を考
慮して低温側のときは長く、また高温側のときは短く設
定することが推奨され、一般的には５分以上の熱処理が
望まれる。

尚加熱雰囲気についてはＡ１およびＣｒ共に酸化を受け
易い活性金属であることを考慮し、非酸化性霊囲気下に
熱処理することが望まれる。

下層のＣｒおよび上層のＡｌは夫々純金属でなければな
らないという訳ではなく、希望に合わせて合金化するこ
とも本発明に含まれる。例えばＣｒ層の耐熱性を更に向
上させる目的でＮｉやＣｏ等の鉄族金属と合金化したり
、またＡ１層の耐食性を一層向上する目的でＣｒ．Ｔｉ
，Ｎｉ，Ｃｏ等を合金化するのはその一例である。

尚この様な合金めっき層を形成する場合や熱処理温度の
制限等といった難点から電気めっき法や溶融めっき法の
採用は好まれず、蒸着めクき法を採用しなければならな
い。

下層および上層の厚みについては次の様に定めた。即ち
下層が０．１μｍ未満であるとＣｒ層形成の効果が現わ
れず、耐食性および耐熱性共に不十分である。またＦｅ
とＡｌの相互拡散をＣｒ層によって防止するということ
ができなくなる。また上層の厚みが０．１μｍ未満であ
ると、Ａｌによる耐食性寄与効果が不十分で本発明の目
的が達成できない。従って下層および上層ともに０．１
　μｍ以上と定めたが、上限について経済性の限度を超
えない限り、格別の問題は無い。

本発明の構成は上記の通りであるが、上記構成とは逆に
下層をＡｌ，上層をＣｒにすると、上記熱処理によって
下層のＡｌと基材鋼板のＦｅとの間で相互拡散・合金化
が起こり、前述の如くめっき層の剥離を生じる。

［実施例］ 蒸着めっき法によってサンプル鋼板表面に下層並びに上
層を形成し、第１表に示す温度で熱処理（３０℃）を行
なった。これらのサンプル鋼板について耐食性および耐
熱性を調査したところ、第１表に示す様な結果が得られ
た。

第１表に見られる如く、本発明の条件を満足する実施例
では耐食性および耐熱性ともに優れた結果を与えている
が、これらを満足しない比較例は夫々次に述べる様な不
都合を露呈した。

比較例７．８は下層または上層のいずれか一方のめっき
層が薄い為に耐食性と耐熱性の両方を満足することがで
きなくなっている。

比較例９．１０は熱処理温度が低過ぎるか或は厚過ぎる
為に耐食性と耐熱性の両方が悪い。

比較例１１．１２は従来品に相当し、耐食性も耐熱性も
悪い結果を示している。

口発明の効果］ 本発明は上記の様に構成されているので、普通鋼であっ
ても優れた加工性及び加工後の耐食性並びに耐熱性を示
すＡｌ系２層めっき鋼材を製造し得る方法が提供される
こととなった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明における好適な熱処理条件範囲を示すグ
ラフである。 第１ ｍ熱温度 （ｔＥ） エリクセン試験後の塩水噴霧試験 における

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼材の表面に下層としてＣｒ或はＣｒ合金の蒸着めっき
   層を０．１μｍ以上の厚さに形成し、上層にＡｌ或はＡ
   ｌ合金の蒸着めっき層を０．１μｍ以上の厚さに形成し
   、２００〜５００℃で熱処理を施すことを特徴とする高
   耐食性Ａｌ系２層めっき鋼材の製造法。