JPH062932B2 - フェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするための方法 - Google Patents
フェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするための方法Info
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- JPH062932B2 JPH062932B2 JP62084929A JP8492987A JPH062932B2 JP H062932 B2 JPH062932 B2 JP H062932B2 JP 62084929 A JP62084929 A JP 62084929A JP 8492987 A JP8492987 A JP 8492987A JP H062932 B2 JPH062932 B2 JP H062932B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フェライト・クロム合金鋼をベース金属（被
メッキ金属）とするフェライト・クロム合金鋼ストリッ
プの表面を溶融アルミニウムにより連続的に溶融メッキ
するために、ストリップの表面を、商業的に純粋な溶融
アルミニウムにより濡らすことを増強させるための方法
に関するものである。
メッキ金属）とするフェライト・クロム合金鋼ストリッ
プの表面を溶融アルミニウムにより連続的に溶融メッキ
するために、ストリップの表面を、商業的に純粋な溶融
アルミニウムにより濡らすことを増強させるための方法
に関するものである。
従来の技術 溶融アルミニウムを被覆された鋼は、塩に対して高い耐
食性を現し、また、自動車の排気系統及び燃焼設備に種
々の応用を有している。最近、自動車燃焼ガスは、温度
が増加され、一層腐食的となって来た。このために、高
温酸化抵抗及び塩腐食抵抗を、アルミニウム被覆された
クロム合金鋼により、低炭素鋼又は低炭素合金鋼を置き
換えることにより、増加させることが、必要となってい
る。高温酸化及び腐食抵抗のためには、アルミニウム被
覆層の少なくとも一部分が、使用の間に、Fe-Al合金層
を形成するように、熱によりベース金属の中に拡散され
ることができる。若しも、非被覆領域がアルミニウム被
覆層の中に存在するならば、ベース金属の穴あきとなる
加速された腐食が、若しも、Fe-Al合金がベース金属の
中に連続的に形成されていないならば、生ずる。
食性を現し、また、自動車の排気系統及び燃焼設備に種
々の応用を有している。最近、自動車燃焼ガスは、温度
が増加され、一層腐食的となって来た。このために、高
温酸化抵抗及び塩腐食抵抗を、アルミニウム被覆された
クロム合金鋼により、低炭素鋼又は低炭素合金鋼を置き
換えることにより、増加させることが、必要となってい
る。高温酸化及び腐食抵抗のためには、アルミニウム被
覆層の少なくとも一部分が、使用の間に、Fe-Al合金層
を形成するように、熱によりベース金属の中に拡散され
ることができる。若しも、非被覆領域がアルミニウム被
覆層の中に存在するならば、ベース金属の穴あきとなる
加速された腐食が、若しも、Fe-Al合金がベース金属の
中に連続的に形成されていないならば、生ずる。
金属被覆鋼ストリップを、油、ちり、鉄酸化物の無い、
被覆金属により容易に濡らさ れる清浄な表面を与え
る予備処理に服させることにより、ストリップをフラッ
クス無しに溶融被覆することは、公知となっている。炭
素鋼に対する予備的なインライン焼鈍処理の２形式が、
米国特許第2、197、622号及び3、320、085号に記載されてい
る。
被覆金属により容易に濡らさ れる清浄な表面を与え
る予備処理に服させることにより、ストリップをフラッ
クス無しに溶融被覆することは、公知となっている。炭
素鋼に対する予備的なインライン焼鈍処理の２形式が、
米国特許第2、197、622号及び3、320、085号に記載されてい
る。
溶融亜鉛被覆のための炭素鋼ストリップの処理のための
前者の過程は、ストリップを、雰囲気の制御無しに、87
0℃に加熱された酸化炉を通過させることを含んでい
る。加熱されたストリップは、炉から空中に、制御され
た表面酸化物を形成するために引き出される。ストリッ
プは、それから、水素及び窒素雰囲気を含んでいる還元
炉の中に導入されるが、その中における滞留時間は、ス
トリップを少なくとも732℃の温度に持ち来たし、表面
酸化物を還元するために十分である。次いで、ストリッ
プは、ほぼ溶融亜鉛被覆浴の温度に冷却され、保護の純
粋水素、又は水素−窒素を含んでいる筒口を経て被覆浴
の下部に導かれる。
前者の過程は、ストリップを、雰囲気の制御無しに、87
0℃に加熱された酸化炉を通過させることを含んでい
る。加熱されたストリップは、炉から空中に、制御され
た表面酸化物を形成するために引き出される。ストリッ
プは、それから、水素及び窒素雰囲気を含んでいる還元
炉の中に導入されるが、その中における滞留時間は、ス
トリップを少なくとも732℃の温度に持ち来たし、表面
酸化物を還元するために十分である。次いで、ストリッ
プは、ほぼ溶融亜鉛被覆浴の温度に冷却され、保護の純
粋水素、又は水素−窒素を含んでいる筒口を経て被覆浴
の下部に導かれる。
通常セラス(Selas)法と呼ばれている後者の、溶融金属
を被覆するための炭素鋼ストリップの処理過程は、スト
リップを少なくとも1204℃に加熱された炉を通過させる
ことを含んでいる。炉雰囲気は、自由酸素が無く、少な
くとも3%の過剰可燃物を含んでいる。ストリップは、炉
の中に、光輝清浄表面を維持しながら、少なくとも427
℃の温度に到達するのに十分な時間の間止どまる。スト
リップは、それから、水素−窒素雰囲気を有している還
元炉部分の中に導入され、そこで、ストリップは被覆金
属のほぼ溶融温度まで冷却され、保護の水素−窒素雰囲
気を含んでいる筒口を通って被覆浴の下部へ導かれる。
を被覆するための炭素鋼ストリップの処理過程は、スト
リップを少なくとも1204℃に加熱された炉を通過させる
ことを含んでいる。炉雰囲気は、自由酸素が無く、少な
くとも3%の過剰可燃物を含んでいる。ストリップは、炉
の中に、光輝清浄表面を維持しながら、少なくとも427
℃の温度に到達するのに十分な時間の間止どまる。スト
リップは、それから、水素−窒素雰囲気を有している還
元炉部分の中に導入され、そこで、ストリップは被覆金
属のほぼ溶融温度まで冷却され、保護の水素−窒素雰囲
気を含んでいる筒口を通って被覆浴の下部へ導かれる。
米国特許第3、925、579号は、被覆金属による濡れ性を増
強させるために、溶融アルミニウム被覆低合金鋼ストリ
ップのためのインライン予備処理を記載している。鋼
は、5%までのクロム、3%までのアルミニウム、2%までの
ケイ素、1%までのチタンの１種、又は、それ以上を含ん
でいる。ストリップは、表面酸化物層を形成するため
に、鉄に対して酸化性の待機の中において593℃以上の
温度に加熱され、更に、鉄酸化物を還元する条件の下に
おいて処理され、表面層は、合金要素の酸化物の均一な
分散を含んでいる純粋な鉄マトリックスに還元される。
強させるために、溶融アルミニウム被覆低合金鋼ストリ
ップのためのインライン予備処理を記載している。鋼
は、5%までのクロム、3%までのアルミニウム、2%までの
ケイ素、1%までのチタンの１種、又は、それ以上を含ん
でいる。ストリップは、表面酸化物層を形成するため
に、鉄に対して酸化性の待機の中において593℃以上の
温度に加熱され、更に、鉄酸化物を還元する条件の下に
おいて処理され、表面層は、合金要素の酸化物の均一な
分散を含んでいる純粋な鉄マトリックスに還元される。
溶融アルミニウム被覆は、亜鉛被覆のようには容易に、
清浄された鋼表面を濡らさないことは公知である。米国
特許第4、155、235号は、アルミニウム被覆浴の入口部分
から、水素ガスを隔離することの重要であることを開示
している。この特許は、清浄にされた鋼は、非被覆点を
防止するために、溶融アルミニウム被覆の直前に、窒素
雰囲気内において保護されなければならないことを教示
している。
清浄された鋼表面を濡らさないことは公知である。米国
特許第4、155、235号は、アルミニウム被覆浴の入口部分
から、水素ガスを隔離することの重要であることを開示
している。この特許は、清浄にされた鋼は、非被覆点を
防止するために、溶融アルミニウム被覆の直前に、窒素
雰囲気内において保護されなければならないことを教示
している。
フェライト・ステンレス鋼の上へのアルミニウム被覆の
非濡れと関連される問題も公知である。溶融アルミニウ
ム被覆は、フェライト・ステンレス鋼のベース金属への
接着性が劣っており、通常、アルミニウム被覆層の中に
は、非被覆、又は、裸の箇所を有している。劣った接着
性は、ストリップの曲げの間における割れ、又は、はが
れを意味するものである。接着性の問題を克服するため
には、ある者は、アルミニウム被覆されたステンレス鋼
を、被覆層をベース金属に定着することを提案してい
る。他の者は、被覆されたステンレス鋼を、アルミニウ
ム被覆を接合させるために、軽く再圧延をすることを提
案している。最後に、非被覆点に関心を有している者
は、一般的に連続的溶融被覆を避けている。むしろ、バ
ッチ式の溶融被覆又は噴射被覆過程が使用されている。
例えば、ステンレス鋼部品が、仕上げられた後、それが
アルミニウム被覆浴の中に長時間浸せきされ、非常に厚
い被覆層を形成するようにしている。
非濡れと関連される問題も公知である。溶融アルミニウ
ム被覆は、フェライト・ステンレス鋼のベース金属への
接着性が劣っており、通常、アルミニウム被覆層の中に
は、非被覆、又は、裸の箇所を有している。劣った接着
性は、ストリップの曲げの間における割れ、又は、はが
れを意味するものである。接着性の問題を克服するため
には、ある者は、アルミニウム被覆されたステンレス鋼
を、被覆層をベース金属に定着することを提案してい
る。他の者は、被覆されたステンレス鋼を、アルミニウ
ム被覆を接合させるために、軽く再圧延をすることを提
案している。最後に、非被覆点に関心を有している者
は、一般的に連続的溶融被覆を避けている。むしろ、バ
ッチ式の溶融被覆又は噴射被覆過程が使用されている。
例えば、ステンレス鋼部品が、仕上げられた後、それが
アルミニウム被覆浴の中に長時間浸せきされ、非常に厚
い被覆層を形成するようにしている。
誰も、溶融アルミニウム被覆を使用してフェライト・ク
ロム合金鋼の濡れを増強させるための解決は提案してい
ない。良好な表面濡れ無しには、アルミニウム被覆層は
均一では無く、非被覆領域無しでは無く、鋼のベース金
属に対して強い接着性を有していない。本発明者は、フ
ェライト・クロム合金鋼の溶融アルミニウム被覆と協同
される濡れの問題を克服する被覆方法を発見した。濡れ
は、若しも、清浄にされたフェライト・クロム合金鋼
が、鋼のアルミニウム被覆浴への進入の前に、実質的に
窒素の無い保護の水素雰囲気の中に維持されるならば、
劇的に改善される。
ロム合金鋼の濡れを増強させるための解決は提案してい
ない。良好な表面濡れ無しには、アルミニウム被覆層は
均一では無く、非被覆領域無しでは無く、鋼のベース金
属に対して強い接着性を有していない。本発明者は、フ
ェライト・クロム合金鋼の溶融アルミニウム被覆と協同
される濡れの問題を克服する被覆方法を発見した。濡れ
は、若しも、清浄にされたフェライト・クロム合金鋼
が、鋼のアルミニウム被覆浴への進入の前に、実質的に
窒素の無い保護の水素雰囲気の中に維持されるならば、
劇的に改善される。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、連続的に溶融アルミニウム被覆された、少な
くとも約６重量％のクロムを含有する鉄をベース金属と
するフェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニゥ
ムにより連続的に溶融メッキするための方法に関するも
のである。鋼の表面は、油、ちり、酸化物などを除去す
るために予備処理される。鋼は、それから、少なくとも
677℃に加熱され、次いで、少なくとも、約95容量％の
水素を含んでいる雰囲気内において保護され、鋼は、本
質的にアルミニウムから成り立っている被覆金属の溶融
点の近く、又は、そのやや上部の温度に維持される。水
素雰囲気は、フェライト・クロム鋼の濡れを増強し、ア
ルミニウム被覆層の中の非被覆、又は、ピンホールの欠
点を実質的に解消する。
くとも約６重量％のクロムを含有する鉄をベース金属と
するフェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニゥ
ムにより連続的に溶融メッキするための方法に関するも
のである。鋼の表面は、油、ちり、酸化物などを除去す
るために予備処理される。鋼は、それから、少なくとも
677℃に加熱され、次いで、少なくとも、約95容量％の
水素を含んでいる雰囲気内において保護され、鋼は、本
質的にアルミニウムから成り立っている被覆金属の溶融
点の近く、又は、そのやや上部の温度に維持される。水
素雰囲気は、フェライト・クロム鋼の濡れを増強し、ア
ルミニウム被覆層の中の非被覆、又は、ピンホールの欠
点を実質的に解消する。
被覆金属による増強された濡れを有しているフェライト
・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的
に溶融メッキする方法を得ることが、本発明の主な目的
である。
・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的
に溶融メッキする方法を得ることが、本発明の主な目的
である。
本発明の利点は、溶融被覆がアルミニウムである時に、
非被覆領域の解消及びフェライト・クロム合金鋼の主金
属に対して改善された接着性である。
非被覆領域の解消及びフェライト・クロム合金鋼の主金
属に対して改善された接着性である。
本発明の他の利点は、改善された高温酸化抵抗及び塩腐
食抵抗であり、これにより、自動車の排気系統の中に使
用されるアルミニウム被覆されたフェライト・クロム合
金鋼に対するベース金属の穴あき抵抗を増加させること
にある。
食抵抗であり、これにより、自動車の排気系統の中に使
用されるアルミニウム被覆されたフェライト・クロム合
金鋼に対するベース金属の穴あき抵抗を増加させること
にある。
本発明の上記の目的及び他の目的並びに特徴及び利点
は、以下の詳細な説明を考慮すると、明らかとなる。
は、以下の詳細な説明を考慮すると、明らかとなる。
実施例 まず、第１図を参照するが、参照数字10は、フェライト
・クロム合金鋼のコイルを示すものであるが、ストリッ
プ11が、コイル10から渡され、第一炉部分15の頂部に入
る前に、ロール12、13、14の回りを通る。炉15の第一部
分は、その中に導入された約5%の過剰可燃物を有してい
る直火型のものであって良い。炉の雰囲気温度は、1260
℃のオーダのものであって良い。ストリップ11の表面の
油などの汚物は、ほとんど瞬間的に燃焼され、除去され
る。
・クロム合金鋼のコイルを示すものであるが、ストリッ
プ11が、コイル10から渡され、第一炉部分15の頂部に入
る前に、ロール12、13、14の回りを通る。炉15の第一部
分は、その中に導入された約5%の過剰可燃物を有してい
る直火型のものであって良い。炉の雰囲気温度は、1260
℃のオーダのものであって良い。ストリップ11の表面の
油などの汚物は、ほとんど瞬間的に燃焼され、除去され
る。
数字16により現された炉の第二部分は、ふく射管形式の
ものであって良い。ストリップ11の温度は、更に、約67
7℃から954℃まで加熱され、ほぼ点18において、最高温
度に到達する。還元雰囲気が、後に説明される炉の部分
16並びに引き続く部分に供給される。雰囲気は、還元性
であり、好適には、ベース金属の中のクロムの酸化を最
小とするために炭素鋼に対するよりも、一層還元性とす
る。
ものであって良い。ストリップ11の温度は、更に、約67
7℃から954℃まで加熱され、ほぼ点18において、最高温
度に到達する。還元雰囲気が、後に説明される炉の部分
16並びに引き続く部分に供給される。雰囲気は、還元性
であり、好適には、ベース金属の中のクロムの酸化を最
小とするために炭素鋼に対するよりも、一層還元性とす
る。
炉の第三部分は、一般的に、数字20により現されている
が、これは冷却帯である。
が、これは冷却帯である。
一般的に数字22により現されている炉の最終部分は、最
終冷却帯である。ストリップ11は、炉部分22から、ター
ンオーバ・ローラ24の上を通り、筒口26を経て、溶融ア
ルミニウムを含んでいる被覆ポット28の中に入る。スト
リップは、被覆ポット28の中に非常に短時間（すなわ
ち、２〜５ｓ）止どまる。被覆金属の層を含んでいるス
トリップ11は、被覆ポット28から垂直に引き出される。
被覆層は、凝固し、被覆されたストリップは、旋回ロー
ラ32の回りを通され、貯蔵、又は、他の処理のためにコ
イル34に巻かれる。
終冷却帯である。ストリップ11は、炉部分22から、ター
ンオーバ・ローラ24の上を通り、筒口26を経て、溶融ア
ルミニウムを含んでいる被覆ポット28の中に入る。スト
リップは、被覆ポット28の中に非常に短時間（すなわ
ち、２〜５ｓ）止どまる。被覆金属の層を含んでいるス
トリップ11は、被覆ポット28から垂直に引き出される。
被覆層は、凝固し、被覆されたストリップは、旋回ロー
ラ32の回りを通され、貯蔵、又は、他の処理のためにコ
イル34に巻かれる。
次に第２図を参照するが、筒口26は、大気から、その下
方、又は、出口端部26aをアルミニウム被覆金属42の表
面44の下部に浸せきされることにより、保護される。回
転するように適当に取り付けられてポット・ローラ36及
び38並びに安定ローラ40がある。ストリップ11が被覆ポ
ット28から引き出される時にストリップ11の上に残る被
覆金属の重量は、噴射仕上げナイフ30のような被覆手段
により制御される。ストリップ11は、被覆ポット２８に
入る前に、炉部分20、22及び筒口26の中におけるアルミ
ニウム被覆金属の溶融点、又は、そのわずかに上部の温
度に冷却される。この温度は、約660℃のような低温か
ら、約732℃のような高温までであって良い。
方、又は、出口端部26aをアルミニウム被覆金属42の表
面44の下部に浸せきされることにより、保護される。回
転するように適当に取り付けられてポット・ローラ36及
び38並びに安定ローラ40がある。ストリップ11が被覆ポ
ット28から引き出される時にストリップ11の上に残る被
覆金属の重量は、噴射仕上げナイフ30のような被覆手段
により制御される。ストリップ11は、被覆ポット２８に
入る前に、炉部分20、22及び筒口26の中におけるアルミ
ニウム被覆金属の溶融点、又は、そのわずかに上部の温
度に冷却される。この温度は、約660℃のような低温か
ら、約732℃のような高温までであって良い。
ここまで説明された過程は、当業界において公知であ
り、空気仕上げを使用する２側被覆のためのものであ
る。当業者には理解されるように、ストリップ表面を清
浄にするための予備処理過程の変形は、直火型炉の代わ
りに、化学的湿潤清浄を使用することなどのような予備
処理過程も、また、使用されることができる。更に、当
業者には、非酸化性雰囲気を含んでいるシールされた囲
いを使用する１側溶融被覆、又は、仕上げが、本発明に
おいて使用されることのできることも、理解されるとこ
ろである。
り、空気仕上げを使用する２側被覆のためのものであ
る。当業者には理解されるように、ストリップ表面を清
浄にするための予備処理過程の変形は、直火型炉の代わ
りに、化学的湿潤清浄を使用することなどのような予備
処理過程も、また、使用されることができる。更に、当
業者には、非酸化性雰囲気を含んでいるシールされた囲
いを使用する１側溶融被覆、又は、仕上げが、本発明に
おいて使用されることのできることも、理解されるとこ
ろである。
第２図を参照し、本発明を詳細に説明する。少なくとも
約６重量％のクロムのフェライト合金を含んでいる鋼ス
トリップに対する溶融アルミニウム被覆金属の濡れを増
強させるために、鋼ストリップは、ちり、油膜、酸化物
などを除去するために、適当な予備処理を与えられる。
ストリップは、20容積％の水素及び80容積％の窒素を含
むような鉄に対する還元性雰囲気の中において更に加熱
され、その後、清浄にされたストリップを、被覆浴に入
る直前に、実質的に全部が水素である保護雰囲気を通
る。上述のようなインライン焼鈍が、ストリップを清浄
するために使用される時は、保護雰囲気が、包囲された
筒口26のような囲いの中に維持される。水素ガスが、入
口27を経て、必要に応じて導入されることができる。保
護雰囲気は、少なくとも約95容量％、好適には、少なく
とも97容量％以上、最も好適には、100容量％にできる
だけ近く含まなければならない。
約６重量％のクロムのフェライト合金を含んでいる鋼ス
トリップに対する溶融アルミニウム被覆金属の濡れを増
強させるために、鋼ストリップは、ちり、油膜、酸化物
などを除去するために、適当な予備処理を与えられる。
ストリップは、20容積％の水素及び80容積％の窒素を含
むような鉄に対する還元性雰囲気の中において更に加熱
され、その後、清浄にされたストリップを、被覆浴に入
る直前に、実質的に全部が水素である保護雰囲気を通
る。上述のようなインライン焼鈍が、ストリップを清浄
するために使用される時は、保護雰囲気が、包囲された
筒口26のような囲いの中に維持される。水素ガスが、入
口27を経て、必要に応じて導入されることができる。保
護雰囲気は、少なくとも約95容量％、好適には、少なく
とも97容量％以上、最も好適には、100容量％にできる
だけ近く含まなければならない。
また、保護雰囲気の酸素及び露点を制御すること並びに
被覆ポット28の中の溶融金属を高温に維持することが、
非常に重要である。鋼ストリップの表面の上の薄い酸化
物層は、反応性アルミニウム被覆金属により還元される
ことができる。クロムは、鉄よりも、はるかに容易に酸
化され、これにより、クロム合金鋼は、炭素鋼よりも、
過剰により厚い酸化物フィルムのために、濡れないよう
にする。従って、保護水素雰囲気は、４°より高くない
露点を有し、約200ppmよりも多くない酸素を含まなけれ
ばならない。
被覆ポット28の中の溶融金属を高温に維持することが、
非常に重要である。鋼ストリップの表面の上の薄い酸化
物層は、反応性アルミニウム被覆金属により還元される
ことができる。クロムは、鉄よりも、はるかに容易に酸
化され、これにより、クロム合金鋼は、炭素鋼よりも、
過剰により厚い酸化物フィルムのために、濡れないよう
にする。従って、保護水素雰囲気は、４°より高くない
露点を有し、約200ppmよりも多くない酸素を含まなけれ
ばならない。
実質的に純粋なアルミニウム被覆は、通常、炭素鋼を被
覆するために、約677℃から688℃に維持される。クロム
合金鋼の酸化に対する増加された傾向のため、被覆金属
を少なくともこの高い温度、好適には、693℃から716℃
の範囲に維持しなければならない。この増加された温度
は、被覆金属の反応性を増加させ、それをクロム酸化物
に対して一層還元性とする。温度は、過剰に厚い、もろ
いFe-Al合金層が形成されるので、約716℃を越えてはな
らない。
覆するために、約677℃から688℃に維持される。クロム
合金鋼の酸化に対する増加された傾向のため、被覆金属
を少なくともこの高い温度、好適には、693℃から716℃
の範囲に維持しなければならない。この増加された温度
は、被覆金属の反応性を増加させ、それをクロム酸化物
に対して一層還元性とする。温度は、過剰に厚い、もろ
いFe-Al合金層が形成されるので、約716℃を越えてはな
らない。
本発明は、触媒変換器に対する支持体として使用される
薄いフオイルを含む自動車の排気系統に使用される溶融
被覆されたアルミニウム被覆されたフェライト・ステン
レス鋼に特に有用なものである。この触媒変換器鋼は、
1985年６月４日に出願された米国特許第741、282号に記
載されている。実質的に純粋なアルミニウムの溶融メッ
キ被覆を有している、少なくとも約10重量％のクロムを
含有しているフェライト・ステンレス鋼は、優れた耐食
性を有している。アルミニウム被覆炭素鋼と相違して、
純粋なアルミニウムにより溶融メッキ被覆をされたフェ
ライト・ステンレス鋼は、被覆層がはがれたり、ひびが
入ったりすること無しに、苛酷に加工されることのでき
ることが発見された。約10.0〜14.5重量％のクロム、約
0.1〜1.0重量％のケイ素、約0.2〜0.5重量％のチタン、
残部鉄を含むAISIに規定されている種類409に対するARM
COの規格の種類409によるフェライト・ステンレス鋼
が、純粋なアルミニウムを溶融被覆（メッキ）されるこ
とのできることが発見された。更に、被覆されたストリ
ップは、少なくとも0.25mm厚さのストリップから、被覆
金属のはげること無しに、0.1mm以下の厚さに冷間で減
少されることができる。アルミニウム被覆層は、ベース
金属に優れた接着性を有しており、ピンホール、又は、
非被覆領域を含んでいないので、拡散熱処理されたフオ
イルは、高温度において優れた耐酸化性を有している。
例えば、フオイルは、1204℃までの「短時間の反れ」を
有して、約800℃〜900℃の作動温度を有している自動車
排気系統における触媒支持体として使用されていること
ができる。
薄いフオイルを含む自動車の排気系統に使用される溶融
被覆されたアルミニウム被覆されたフェライト・ステン
レス鋼に特に有用なものである。この触媒変換器鋼は、
1985年６月４日に出願された米国特許第741、282号に記
載されている。実質的に純粋なアルミニウムの溶融メッ
キ被覆を有している、少なくとも約10重量％のクロムを
含有しているフェライト・ステンレス鋼は、優れた耐食
性を有している。アルミニウム被覆炭素鋼と相違して、
純粋なアルミニウムにより溶融メッキ被覆をされたフェ
ライト・ステンレス鋼は、被覆層がはがれたり、ひびが
入ったりすること無しに、苛酷に加工されることのでき
ることが発見された。約10.0〜14.5重量％のクロム、約
0.1〜1.0重量％のケイ素、約0.2〜0.5重量％のチタン、
残部鉄を含むAISIに規定されている種類409に対するARM
COの規格の種類409によるフェライト・ステンレス鋼
が、純粋なアルミニウムを溶融被覆（メッキ）されるこ
とのできることが発見された。更に、被覆されたストリ
ップは、少なくとも0.25mm厚さのストリップから、被覆
金属のはげること無しに、0.1mm以下の厚さに冷間で減
少されることができる。アルミニウム被覆層は、ベース
金属に優れた接着性を有しており、ピンホール、又は、
非被覆領域を含んでいないので、拡散熱処理されたフオ
イルは、高温度において優れた耐酸化性を有している。
例えば、フオイルは、1204℃までの「短時間の反れ」を
有して、約800℃〜900℃の作動温度を有している自動車
排気系統における触媒支持体として使用されていること
ができる。
炭素鋼及び低合金鋼に加えて、実質的な量のニッケルを
含有しているクロム合金鋼も、月並みな過程を経て容易
にアルミニウムを溶融被覆される。ここに、ニッケルの
実質的な量とは、オーステナイト・ステンレス鋼のよう
に、約３重量％を超過する量を意味するものである。３
重量％、又は、それ以上のニッケルを含有するクロム合
金鋼は、明らかに、アルミニウムを容易に被覆される。
なぜならば、ニッケルは、アルミニウムと非常に緊密な
接合を形成するように見えてくるからである。従って、
これらの高ニッケル・クロム合金鋼は、本発明を使用す
ること無しにアルミニウムにより容易に溶融メッキをさ
れることができる。
含有しているクロム合金鋼も、月並みな過程を経て容易
にアルミニウムを溶融被覆される。ここに、ニッケルの
実質的な量とは、オーステナイト・ステンレス鋼のよう
に、約３重量％を超過する量を意味するものである。３
重量％、又は、それ以上のニッケルを含有するクロム合
金鋼は、明らかに、アルミニウムを容易に被覆される。
なぜならば、ニッケルは、アルミニウムと非常に緊密な
接合を形成するように見えてくるからである。従って、
これらの高ニッケル・クロム合金鋼は、本発明を使用す
ること無しにアルミニウムにより容易に溶融メッキをさ
れることができる。
大概の溶融アルミニウム被覆は、約10重量％のケイ素を
含んでいる。この被覆金属は、一般的に、工業的に型式
１と規定されている。この形式１のアルミニウム被覆金
属は、フェライト・クロム合金鋼に、水素保護雰囲気を
使用した時においてさえも、良好には濡らされないこと
が発見された。理論に結び付けられてはいないが、0.5
重量％を越えるケイ素は、フェライト・クロム合金の鋼
実体と反応するのに必要とされるアルミニウム被覆金属
の反応性を、減ずるものと信じられる。従って、被覆金
属の中のケイ素含有量は、約0.5重量％を超過してはな
らない。
含んでいる。この被覆金属は、一般的に、工業的に型式
１と規定されている。この形式１のアルミニウム被覆金
属は、フェライト・クロム合金鋼に、水素保護雰囲気を
使用した時においてさえも、良好には濡らされないこと
が発見された。理論に結び付けられてはいないが、0.5
重量％を越えるケイ素は、フェライト・クロム合金の鋼
実体と反応するのに必要とされるアルミニウム被覆金属
の反応性を、減ずるものと信じられる。従って、被覆金
属の中のケイ素含有量は、約0.5重量％を超過してはな
らない。
商業的に純粋な溶融アルミニウム被覆、さもなければ、
工業的に型式２として知られている被覆が、本発明に対
して推奨される。ここに、「純粋」アルミニウムとは、
ケイ素のような合金金属の実質的な量の追加が除外され
たアルミニウム被覆金属を意味するものである。被覆金
属は、残部の不純物、特に、鉄を含むことができる。被
覆浴は、典型的には、主として、浴を通過する鋼ストリ
ップから鉄の溶解によって生ずる約２重量％の鉄を含ん
でいる。
工業的に型式２として知られている被覆が、本発明に対
して推奨される。ここに、「純粋」アルミニウムとは、
ケイ素のような合金金属の実質的な量の追加が除外され
たアルミニウム被覆金属を意味するものである。被覆金
属は、残部の不純物、特に、鉄を含むことができる。被
覆浴は、典型的には、主として、浴を通過する鋼ストリ
ップから鉄の溶解によって生ずる約２重量％の鉄を含ん
でいる。
例 １ 月並みな保護雰囲気を使用する時に、非被覆領域を防止
することの不能を示すために、ARMCO規格７種類409のフ
エライト・ステンレス鋼の76mm幅のストリップが、実験
室のパイロット・ラインの上においてインライン予備処
理に与えられた。炉の直火部分は、約1175℃に加熱され
たが、観察されたストリップのピーク温度は、約899℃
であった。ストリップは、アルミニウム被覆浴の中に入
る直前における筒口内において、約696℃に冷却され
た。
することの不能を示すために、ARMCO規格７種類409のフ
エライト・ステンレス鋼の76mm幅のストリップが、実験
室のパイロット・ラインの上においてインライン予備処
理に与えられた。炉の直火部分は、約1175℃に加熱され
たが、観察されたストリップのピーク温度は、約899℃
であった。ストリップは、アルミニウム被覆浴の中に入
る直前における筒口内において、約696℃に冷却され
た。
鋼ストリップは、炉の筒口部分内において、約25容積％
の水素、残りの窒素を含み−26℃以下の露点及び40ppm
以下の酸素を有している保護雰囲気を使用して保護され
た。被覆ポットの中のアルミニウム被覆金属は、約696
℃に維持された。被覆されたままのストリップは、推定
約25％の未被覆領域を含んでおり、時として、75％の高
さであった。
の水素、残りの窒素を含み−26℃以下の露点及び40ppm
以下の酸素を有している保護雰囲気を使用して保護され
た。被覆ポットの中のアルミニウム被覆金属は、約696
℃に維持された。被覆されたままのストリップは、推定
約25％の未被覆領域を含んでおり、時として、75％の高
さであった。
例 ２ 本発明による保護雰囲気を使用した時の増強された濡れ
を示すために、ARMCO規格の種類409のフェライト・ステ
ンレス鋼の76mm幅のストリップが、同じパイロットライ
ンの上において被覆され、例１に上げられた温度と同様
の温度を有しているインライン焼鈍予備処理を与えられ
た。しかしながら、雰囲気は、約100容積％の水素、−2
6℃の露点、40ppm以下の酸素を含むように調節された。
被覆されたままのストリップの外観は、優れており、何
らの見える非被覆領域、又は、ピンホールは現れなかっ
た。
を示すために、ARMCO規格の種類409のフェライト・ステ
ンレス鋼の76mm幅のストリップが、同じパイロットライ
ンの上において被覆され、例１に上げられた温度と同様
の温度を有しているインライン焼鈍予備処理を与えられ
た。しかしながら、雰囲気は、約100容積％の水素、−2
6℃の露点、40ppm以下の酸素を含むように調節された。
被覆されたままのストリップの外観は、優れており、何
らの見える非被覆領域、又は、ピンホールは現れなかっ
た。
例 ３ ARMCO規格の種類409のフェライト・ステンレス鋼の76mm
幅のストリップが、パイロットラインの上において被覆
された。ストリップは、871℃のピーク金属温度に加熱
され、アルミニウム被覆浴に入る直前の筒口の中におい
て、693℃に冷却された。雰囲気は、−26℃の露点及び2
0ppmの酸素を含んでいた。ガスクロマトグラフが、筒口
の中に設置され、これにより、被覆されたままのストリ
ップの被覆特性が、保護雰囲気の中の水素の量が、変化
された時に、観察されることができるようにした。雰囲
気が、約92容量％の水素及び残りが窒素であった時に
は、被覆の品質は、受け入れることができ難いものであ
った。しかしながら、水素を約94容積％まで増加する
と、受け入れることのできる境界と考えられる被覆品質
のものが生成された。水素が、97容積％に増加された時
に、観測された被覆の品質は、優秀であるものと考えら
れ、被覆層は、実質的に何らの非被覆領域を有していな
かった。
幅のストリップが、パイロットラインの上において被覆
された。ストリップは、871℃のピーク金属温度に加熱
され、アルミニウム被覆浴に入る直前の筒口の中におい
て、693℃に冷却された。雰囲気は、−26℃の露点及び2
0ppmの酸素を含んでいた。ガスクロマトグラフが、筒口
の中に設置され、これにより、被覆されたままのストリ
ップの被覆特性が、保護雰囲気の中の水素の量が、変化
された時に、観察されることができるようにした。雰囲
気が、約92容量％の水素及び残りが窒素であった時に
は、被覆の品質は、受け入れることができ難いものであ
った。しかしながら、水素を約94容積％まで増加する
と、受け入れることのできる境界と考えられる被覆品質
のものが生成された。水素が、97容積％に増加された時
に、観測された被覆の品質は、優秀であるものと考えら
れ、被覆層は、実質的に何らの非被覆領域を有していな
かった。
試験が、生産寸法の溶融アルミニウム被覆ラインの上に
おいても行われた。表に示すような温度−雰囲気条件が
使用され、被覆品質が観察された。
おいても行われた。表に示すような温度−雰囲気条件が
使用され、被覆品質が観察された。
表の説明 実験例４は、本発明による保護雰囲気の外部である１０
０容積％の窒素の雰囲気が筒口10において使用された時
に、ストリップの５０％が非被覆であることを示してい
る。
０容積％の窒素の雰囲気が筒口10において使用された時
に、ストリップの５０％が非被覆であることを示してい
る。
実験例５の中に示されるように、ストリップの上の非被
覆領域は、１００容積％の水素が使用された時に消失し
た。なお、被覆度合の認定は、すべての実験において、
視覚により行われた。
覆領域は、１００容積％の水素が使用された時に消失し
た。なお、被覆度合の認定は、すべての実験において、
視覚により行われた。
実験例６及び７は、保護雰囲気が本発明による範囲内に
ある場合に、ストリップ温度と、溶融温度との間の関係
を示すものである。炉の中における実験例５の場合より
も、より高いピーク金属温度（８７１℃）は、ストリッ
プの上に形成されるクロム酸化物の厚さを増加させる。
比較的高い露点（より低い還元性）の存在においては、
被覆金属溶融温度（ポット温度）は、ストリップの上の
非被覆領域を防止するために約７０４℃に増加しなけれ
ばならなかった（実験例７を参照）。なお、実験例６に
おいて、１５％の非被覆が観測されたが、上記したよう
に、従来技術によっては、生産規模においては、この種
のストリップには、非被覆領域無しにはアルミニゥム被
覆層が形成されなかったのであるから、実験例６は、本
発明方法が生産ラインにおいて実験されても、所期の目
的を達成することの出来ることを、示すものである。こ
のように、炉温度及び（又は）保護雰囲気が不十分に還
元性である時には、アルミニウム被覆金属と良好な濡れ
性を確保し、従って、非被覆領域の生ずることを防止す
るために、ストリップからクロム酸化物フィルムを減少
させるために、被覆金属溶融温度は、増加されなければ
ならないかも知れない。
ある場合に、ストリップ温度と、溶融温度との間の関係
を示すものである。炉の中における実験例５の場合より
も、より高いピーク金属温度（８７１℃）は、ストリッ
プの上に形成されるクロム酸化物の厚さを増加させる。
比較的高い露点（より低い還元性）の存在においては、
被覆金属溶融温度（ポット温度）は、ストリップの上の
非被覆領域を防止するために約７０４℃に増加しなけれ
ばならなかった（実験例７を参照）。なお、実験例６に
おいて、１５％の非被覆が観測されたが、上記したよう
に、従来技術によっては、生産規模においては、この種
のストリップには、非被覆領域無しにはアルミニゥム被
覆層が形成されなかったのであるから、実験例６は、本
発明方法が生産ラインにおいて実験されても、所期の目
的を達成することの出来ることを、示すものである。こ
のように、炉温度及び（又は）保護雰囲気が不十分に還
元性である時には、アルミニウム被覆金属と良好な濡れ
性を確保し、従って、非被覆領域の生ずることを防止す
るために、ストリップからクロム酸化物フィルムを減少
させるために、被覆金属溶融温度は、増加されなければ
ならないかも知れない。
種々の変形が、本発明の要旨から離れること無しにささ
れることができる。例えば、種々の変形が、保護雰囲気
に、それが少なくとも約95容量％の水素を含有する限り
は、なされることができる。更に、変形が、ストリップ
の予備処理並びに１側被覆、又は、非酸化噴流仕上げを
使用してなされることができる。それ故、本発明の範囲
は、「特許請求の範囲」の記載から決定されるべきであ
る。
れることができる。例えば、種々の変形が、保護雰囲気
に、それが少なくとも約95容量％の水素を含有する限り
は、なされることができる。更に、変形が、ストリップ
の予備処理並びに１側被覆、又は、非酸化噴流仕上げを
使用してなされることができる。それ故、本発明の範囲
は、「特許請求の範囲」の記載から決定されるべきであ
る。
発明の効果 本発明は、上記のような構成であるので、フェライト・
クロム合金鋼が、アルミニウムを溶融被覆ないしはメッ
キされる時に、それへのアルミニウムの接着性を改善す
ることが可能とされるという優れた効果を発揮するもの
である。
クロム合金鋼が、アルミニウムを溶融被覆ないしはメッ
キされる時に、それへのアルミニウムの接着性を改善す
ることが可能とされるという優れた効果を発揮するもの
である。
第１図は、本発明と協同される月並みな溶融アルミニウ
ム被覆ラインを経て処理されつつある鉄を主金属とする
ストリップの略図、第２図は、第１図の被覆ラインの、
入口筒口及び被覆ポットを示す部分略図である。 １１…ストリップ、１５…炉の第一部分、１６…炉の第
二部分、20…炉の第三部分、22…炉の最終部分、26…筒
口、28…被覆ポット、30…噴射仕上げナイフ、42…被覆
金属。
ム被覆ラインを経て処理されつつある鉄を主金属とする
ストリップの略図、第２図は、第１図の被覆ラインの、
入口筒口及び被覆ポットを示す部分略図である。 １１…ストリップ、１５…炉の第一部分、１６…炉の第
二部分、20…炉の第三部分、22…炉の最終部分、26…筒
口、28…被覆ポット、30…噴射仕上げナイフ、42…被覆
金属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・シー・ダンバー アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、コパーネイル・ウェイ 8270 (72)発明者 アラン・エフ・ギブソン アメリカ合衆国、オハイオ州、ミドルタウ ン、マイケル・ロード 7280 (56)参考文献 特開 昭49−87534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−84928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−41754（ＪＰ，Ａ)
Claims (17)
- 【請求項１】フェライト・クロム合金鋼をベース金属と
するとフェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニ
ウムにより連続的に溶融メッキするための方法において フェライト・クロム合金鋼ストリップの表面を予備処理
として清浄にし 次いで 前記清浄にされたフェライト・クロム合金鋼ストリップ
を少なくとも677℃に加熱し 更に 前記清浄にされたフェライト・クロム合金鋼ストリップ
を少なくとも約95容量％の水素を含有し、約＋4.0℃よ
りも高くない露点を有し、200ppmよりも多くない酸素を
含有し、被覆金属の溶融点の近傍又はそれよりもわずか
に高い温度の保護雰囲気の中に維持し 最後に 前記清浄にされたフェライト・クロム合金鋼ストリップ
を、本質的にアルミニウムから成り立っている前記被覆
金属の溶融浴の中に浸漬し、前記フェライト・クロム合
金鋼ストリップの少なくとも一つの表面の上に被覆層を
沈殿させることから成り立っており 前記フェライト・クロム合金鋼のストリップのベース金
属が、少なくとも約６重量％のクロムと、約３重量％以
下のニッケルとを含んでおり 前記被覆層が、実質的に非被覆領域が無く、前記ベース
金属に良好な接着性を有していること を特徴とするフェライト・クロム合金鋼ストリップをア
ルミニウムにより連続的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項２】前記保護雰囲気が、実質的に100容量％の
水素である特許請求の範囲第１項記載のフェライト・ク
ロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶
融メッキするための方法。 - 【請求項３】前記保護雰囲気が、約100容量％の水素、
約−12℃よりも高くない露点、約40ppmよりも多くない
酸素を含んでいる特許請求の範囲第１項記載のフェライ
ト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続
的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項４】前記フェライト・クロム合金鋼ストリップ
のベース金属が、少なくとも約10重量％のクロムを含ん
でいる特許請求の範囲第１項記載のフェライト・クロム
合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融メ
ッキするための方法。 - 【請求項５】前記フェライト・クロム合金鋼ストリップ
が、10.5〜14.5重量％のクロムと、0.1〜1.0重量％のケ
イ素と、0.2〜0.5重量％のチタンとを含んでいる特許請
求の範囲第１項記載のフェライト・クロム合金鋼ストリ
ップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするため
の方法。 - 【請求項６】前記予備処理が、前記フェライト・クロム
合金鋼ストリップが、少なくとも約693℃に加熱されて
いるインライン焼鈍を含んでいるい特許請求の範囲第１
項記載のフェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミ
ニウムにより連続的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項７】前記被覆金属の重量が、噴流仕上げナイフ
により制御される特許請求の範囲第１項記載のフェライ
ト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続
的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項８】前記噴流仕上げナイフげが、前記被覆層に
対して非酸化性雰囲気を含んでいるシールされた囲いの
中に含まれている特許請求の範囲第７項記載のフェライ
ト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続
的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項９】前記保護雰囲気が、前記シールされた囲い
の中に維持されている特許請求の範囲第１項記載のフェ
ライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより
連続的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項１０】前記フェライト・クロム合金鋼をベース
金属とするフェライト・クロム合金鋼ストリップの表面
を予備処理として清浄にすることが、前記フェライト・
クロム合金鋼ストリップを直火型の第一炉部分の中にお
いて非酸化性雰囲気を使用して加熱することにより行わ
れ 前記清浄にされたフェライト・クロム合金鋼ストリップ
を約677℃に加熱することが、前記フェライト・クロム
合金鋼ストリップを還元性雰囲気を含んでいる第二炉部
分の中において更に加熱することにより行われ 前記清浄にされたフェライト・クロム合金鋼ストリップ
の温度を被覆金属の溶融点又はそれよりもわずかに高い
温度に維持することが、前記フェライト・クロム合金鋼
ストリップを前記被覆金属の溶融点又はそれよりもわず
かに高い温度に冷却した後、これを前記保護雰囲気を内
部に維持されると共に出口端部が被覆金属の表面の下部
に浸せきされている筒口を通過させることにより行われ
る特許請求の範囲第１項記載のフェライト・クロム合金
鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキ
するための方法。 - 【請求項１１】前記保護雰囲気が、実質的に100容量％
の水素である特許請求の範囲第10項記載のフェライト・
クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に
溶融メッキするための方法。 - 【請求項１２】前記保護雰囲気が、約100容量％の水素
を含み、約−12℃よりも高くない露点を有し、約40ppm
よりも多くない酸素を含んでいる特許請求の範囲第10項
記載のフェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニ
ウムにより連続的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項１３】前記フェライト・クロム合金鋼ストリッ
プが、少なくとも約10重量％のクロムを含んでいる特許
請求の範囲第10項記載のフェライト・クロム合金鋼スト
リップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするた
めの方法。 - 【請求項１４】前記フェライト・クロム合金鋼ストリッ
プが、10.5〜14.5重量％のクロムと、0.1〜1.0重量％の
ケイ素と、0.2〜0.5重量％のチタンとを含んでいる特許
請求の範囲第10項記載のフェライト・クロム合金鋼スト
リップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするた
めの方法。 - 【請求項１５】前記第二炉部分の中において、前記フェ
ライト・クロム合金鋼ストリップが、732℃〜843℃に加
熱される特許請求の範囲第10項記載のフェライト・クロ
ム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融
メッキするための方法。 - 【請求項１６】前記被覆層の重量が、噴流仕上げナイフ
により制御される特許請求の範囲第10項記載のフェライ
ト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続
的に溶融メッキするための方法。 - 【請求項１７】前記噴流仕上げナイフが、前記被覆層に
対して非酸化性雰囲気を含んでいるシールされた囲いの
中に含まれている特許請求の範囲第16項記載のフェライ
ト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続
的に溶融メッキするための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/865,238 US4675214A (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Hot dip aluminum coated chromium alloy steel |
| US865238 | 1992-04-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274060A JPS62274060A (ja) | 1987-11-28 |
| JPH062932B2 true JPH062932B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62084929A Expired - Fee Related JPH062932B2 (ja) | 1986-05-20 | 1987-04-08 | フェライト・クロム合金鋼ストリップをアルミニウムにより連続的に溶融メッキするための方法 |
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|---|---|
| US (1) | US4675214A (ja) |
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| JP (1) | JPH062932B2 (ja) |
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| FI (1) | FI83671C (ja) |
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