JPH03197688A

JPH03197688A - セラミックコーティングステンレス鋼材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH03197688A
Application number: JP33695789A
Authority: JP
Inventors: Misako Tochihara; 美佐子栃原; Yuji Sone; 雄二曽根; Keiichi Yoshioka; 吉岡　啓一
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-29

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、ドライプロセスによりセラミックスをコーテ
ィングしたステンレス鋼材に関し、特にステンレス鋼材
に特定の前処理を行って、耐食性、加工性、耐摩耗性の
優れたセラミックコーティング鋼材およびその製造方法
に関する。

〈従来の技術とその問題点〉近年、建材用として意匠性の面から素材のカラー化が進
み、またデザインの多様化、高級化に伴って、化学発色
ステンレス鋼の使用量が増加してきた。

しかし、化学発色ステンレス鋼の膜厚は０．１〜０．３
μｍでアルミ陽極酸化皮膜の２０μｍに比べ、薄く、又
、その皮膜構造が大変ポーラスであるということから摩
耗により傷付きやすい。　また指紋がつくととれにくい
という問題があった。

そこで近年では、ドライプロセスによりステンレス鋼基
板上にセラミックスをコーティングした素材が開発され
た。

この方法によればステンレス表面の素地を生かした光沢
度の高いステンレス鋼が得られ、反応物質の選択により
金をはじめブロンズ、ブルー、ピンク、ゴールド、グレ
ーなどの多色な皮膜を得ることができる。　また化学発
色ステンレス鋼で問題となっていた耐指紋性はセラミッ
クスをコーティングしであるため解決した。

しかし、この方法による、例えばステンレス基板上にＴ
ｉＮをコーチイブした素材は膜がポーラスで耐食性に劣
るといった欠点があり、外装用どしての厳しい環境には
耐えられない。

外装用としての環境に耐えられるようにイオンブレーテ
ィングの前処理として硝酸電解を行う方法（特開昭６３
−６２８６０号公報）が開発されたが、厳しい大気中の
腐食性物質（Ｓ０２ガス、ＮＯ□イオン）存在下で使用
するには耐食性が不充分であった。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明は、耐食性に優れた処理層を、ステンレス鋼とセ
ラミックスとの間に生成させることを特徴とする耐摩耗
性、加工性に優れたドライプロセスによるセラミックス
コーティングステンレス鋼材およびその製造方法を提供
することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉本発明者等は、ドライプロセスによりセラミックスをコ
ーティングする際、不働態皮膜を除去するとともに、さ
らにステンレス鋼基板上に、耐食性に優れた処理層を生
成することにより耐食性、加工性、耐摩耗性を向上させ
ることを知見し本発明に至った。

すなわち、本発明は、ステンレス鋼材と、該表面に形成
される０、０１μｍ〜１μｍのクロムめっき層と、該クロメート層上に形成される０、３〜５μｍのセラミ
ックス層とを有することを特徴とするセラミックコーテ
ィングステンレス鋼材を士是イ共する。

また、本発明は、ステンレス鋼材を、クロム酸を主体と
するクロムめつき処理液を用いてクロムめっき処理し、
その後、該ステンレス鋼材を乾燥し、ドライプロセスに
よりセラミックコーティング処理することを特徴とする
セラミックコーティングステンレス鋼材の製造方法を提
供する。

本発明者等は、耐食性、加工性、耐摩耗性に優れたセラ
ミックスコーティングステンレス鋼材を得るために種々
研究した結果、ドライプロセスによりセラミックスをコ
ーチイブする際、ステンレス鋼材に直接コーティングを
行った場合は耐食性が劣るその理由として、走査電子顕
微鏡でみるとセラミックスがポーラスに形成されている
ことがわかり、このために耐食性試験（５％ＮａＣβ水
溶液を用いた塩水噴露試験等）を行った場合、セラミッ
クスの薄い部分から発銹がおこり耐食性が劣ることがわ
かった。

そこで、セラミックスをコーティングする前処理として
ステンレス鋼とセラミックスとの間に、耐食性に優れる
処理層を形成する必要がある。　この処理層を形成する
方法を研究した結果、セラミックコーティングステンレ
ス鋼の耐食性が著しく向上し、かつ加工性、耐摩耗性に
優れる前処理法を見い出した。

以下に本発明の構成を詳細に説明する。

はじめに、第１図に断面図で示す本発明のステンレス鋼
材について説明する。

本発明は、基板１のステンレス鋼材と、該表面に形成さ
れるクロムめっき層２と、該クロムめっき層上にセラミ
ック層３とを有するセラミックコーティングステンレス
鋼材である。

（１）ステンレス鋼材としてはオーステナイト系ステン
レス鋼材、フェライト系ステンレス鋼材のどちらも適用
でき、表面仕上げは２Ｂ、（酸洗肌仕上げ）、２Ｂ％　
ＢＡ（光輝焼鈍仕上げ）その他いずれのステンレス鋼材
でも通用できる。

用いる鋼材の形状は特に限定されるものではなく、板材
、ブロック材、異形材等のいずれでもよい。

（２）このステンレス鋼材の片面あるいは両面にセラミ
ックスコーティング層が形成されるのであるが、ステン
レス鋼材表面とセラミックコーティング層との中間に、
第１層を形成するクロムめっき層を有することが本発明
の１つの特徴である。

このクロムめっき層は、従来公知のクロムめっき層であ
ればいかなるものでもよく、従来公知の方法で形成する
ことができる。

クロムめっき層の膜厚は０，０１μｍ〜１μｍが必要で
ある。　クロメート層の膜厚が０．０１μｍ未満でうす
ければクロムめっき層が不均一となり、１μｍを超えて
厚くすると、密着性が悪くなりセラミック層の剥離の原
因となる。

（３）第二層を形成するセラミックス層は、ＴｉＮ％Ｔ
ｉｃ、Ｓｔ、Ｎ４．ＳｉＣ，ＣｒＮ等のセラミックスコ
ーティング層であり、好ましくは膜厚は０．３μｍ〜５
μｍとする必要がある。　セラミックス層の膜厚が０．
３μｍ未満で薄ければ耐食性が低下し、５μｍを超えて
厚ければ剥離を生じる場合もあり生産性を低下させる。

次に、本発明のステンレス鋼材の製造方法の好適な例に
ついて説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。

（１）ステンレス鋼材をクロムめっき処理液中でクロム
めっき処理し、さらにドライプロセスによりセラミック
コーティングする。

第１段のクロムめっき処理の電解液は、無水クロム酸が
うすすぎても効果がなく濃すぎても皮膜特性の向上がな
く廃液処理の問題等が生じるため１００ｇ／立〜５００
　ｇ／ｆ１．が好ましい。　無水クロム酸と共に、硫酸
を無水クロム酸の１／８０〜１／１３０混合する。　そ
の他に、添加剤として水酸化ナトリウム、ぶつ化アンモ
ニウム、けいふっ酸、けいふっ化ナトリウムのいずれか
１種を添加してもよい。　以上に示した水溶液中で陰極
電解処理を行うのが好ましい。　電流密度はＩＯＡ〜４
０　Ａ　／　ｄ　ｍ　２とするのが望ましい。　電流密
度、１０Ａ／ｄｍ２未満では、処理効果が少く、４０Ａ
／ｄｍ２超では生成される皮膜表面にクラブクが生じる
。

第１段のクロムめつき処理後、乾燥し、第２段としてド
ライプロセスによりセラミックスをコーティングする。

　　ドライプロセスとしてはイオンブレーティング法、
スパッタリング法、化学蒸着等のいずれの方法でも適用
できる。

〈実施例〉以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。

（実施例）ＳｔＪＳ　　３０４光輝焼鈍材、サンプルサイズ７０Ｘ
７２ｍｍ、板厚０．３ｍｍのステンレス鋼板を用い実験
室的にクロムめっき処理を行った後、ドライヤーで乾燥
し、イオンブレーティング法によりＴｉＮをコーティン
グした。

ＴｔＮの形成条件は表１に示す。

クロメート処理条件およびＴｉＮ膜厚、耐食性テスト、
加工性テスト、耐摩耗性等の評価結果を表２にまとめる
。

（比較例）比較として、実施例と同様に行った。　ただしクロムめ
っき処理条件の範囲をはずして表２に示す範囲とした（
比較例１．２）。

べつに、比較として、ステンレス鋼材上に前処理を行わ
ずに直接セラミックコーティングを行ったもの（比較例
３．４）を作成し、同様に評価し、表２に結果を示した
。

塩水噴露試験および９０°曲げ試験および耐摩耗性試験
を行い、試験方法および結果の評価は、下記のとおりと
した。

（１）塩水噴露試験　（５０℃、５！ｋＮａｃｆｔ）評
価基準　　　評価さびが全面に発生したもの　　　Ｘさびが一部に発生したもの　　　△ さびが全く発生しないもの　　　０ｆ２）９０°曲げ試験評価基準　　　　評価外表面に全く変化が起こらないもの　　○曲げ部分が白
っぽく変色したもの　　　△曲げ部分に亀裂が生じたも
の　　　　　×（３）耐摩耗性試験スガ摺動式摩耗試験５００ｇ−ｆにて１０００回研磨し、摩耗前後の色差（ΔＥ）を測色計ミノルタＣＲ−１００で測定する。

評価基準色差（ΔＥ）≧８８〉色差（ΔＥ）〉２色差（ΔＥ）≦２表従来法のステンレス鋼上にドライプロセスによりセラミ
ックスを直接コーティングする方法では、耐食性試験時
、セラミック層のポーラスな部分から腐食液が浸入し、
ステンレス鋼表面部分で隙間腐食が進行することで、セ
ラミックステンレス鋼自身の耐食性を低下させたと考え
られる。　これに比べ本発明法では、セラミックスコー
ティングを行う前処理としてステンレス鋼上にクロムめ
っき層を生成することでステンレス鋼表面の耐食性を向
上できる。　この結果、塩水噴露の結果かられかるよう
にセラミックコーティングステンレス鋼の耐食性が向上
した。　また、９０°曲げ試験の結果かられかるように
加工性が向上した。　さらに耐摩耗性も向上した。

〈発明の効果〉本発明のセラミックコーティングステンレス鋼材は、セ
ラミックコーティングの前処理としてクロムめっき層を
形成することにより、耐食性、加工性、耐摩耗性が向上
する。　本発明のセラミックコーティングステンレス鋼
は、外装用建築材としても幅広い環境下で使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセラミックスコーティングステンレ
ス鋼材の１例を示す断面図である。符号の説明１・・・基板、２・・・クロムめっき層、３・・・セラミック層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステンレス鋼材と、該表面に形成される０．０１μｍ〜１μｍのクロムめっ
き層と、該クロメート層上に形成される０．３〜５ μｍのセラミックス層とを有することを特徴とするセラ
ミックコーティングステンレス鋼材。
（２）ステンレス鋼材を、クロム酸を主体とするクロム
めっき処理液を用いてクロムめっき処理し、その後、該
ステンレス鋼材を乾燥し、ドライプロセスによりセラミ
ックコーティング処理することを特徴とするセラミック
コーティングステンレス鋼材の製造方法。