JPS61113754A - 光沢保持性耐熱溶融アルミニウムめつき鋼板 - Google Patents
光沢保持性耐熱溶融アルミニウムめつき鋼板Info
- Publication number
- JPS61113754A JPS61113754A JP59235099A JP23509984A JPS61113754A JP S61113754 A JPS61113754 A JP S61113754A JP 59235099 A JP59235099 A JP 59235099A JP 23509984 A JP23509984 A JP 23509984A JP S61113754 A JPS61113754 A JP S61113754A
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- JP
- Japan
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- aluminum
- steel sheet
- thickness
- layer
- aluminum nitride
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Coating With Molten Metal (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
本発明は光沢保持性#熱溶融アルミニウムめっき鋼板に
係り、特に自動車用排気系統部品、暖房用器具等、高温
で使用される場合の金属光沢保持性に優れた耐熱溶融ア
ルミニウムめっき鋼板に関するものである。
係り、特に自動車用排気系統部品、暖房用器具等、高温
で使用される場合の金属光沢保持性に優れた耐熱溶融ア
ルミニウムめっき鋼板に関するものである。
従来の技術
溶融アルミニウムめっき鋼板は#熱性が良好でステンレ
ス鋼板などの耐熱用鋼板にくらべ安価であるため近年用
途が拡大し、さらに耐熱性を向上させるための改良が試
みられている。
ス鋼板などの耐熱用鋼板にくらべ安価であるため近年用
途が拡大し、さらに耐熱性を向上させるための改良が試
みられている。
所が、溶融アルミニウムめっき鋼板は通常500℃以上
に加熱するとめっき層と素地鋼との間でアルミニウム、
鉄等が合金層を形成し時間と共に生長してゆく、この合
金層が鋼板表面に達すると溶融アルミニウム鋼板特有の
銀白色の金属光沢を失い、熱線反射性、耐酸化性、耐食
性等を劣化させる。
に加熱するとめっき層と素地鋼との間でアルミニウム、
鉄等が合金層を形成し時間と共に生長してゆく、この合
金層が鋼板表面に達すると溶融アルミニウム鋼板特有の
銀白色の金属光沢を失い、熱線反射性、耐酸化性、耐食
性等を劣化させる。
そこで、溶融アルミニウムめっき鋼板についてめっき層
の合金化を阻害するために、アルミニウム中にケイ素を
添加し、めっき層と素地鋼との間′にアルミニウム−鉄
−ケイ素合金層を形成させ、アルミニウム、鉄等の拡散
を阻害することによって、アルミニウム−鉄合金の生長
を妨げることが一般的におこなわれている。
の合金化を阻害するために、アルミニウム中にケイ素を
添加し、めっき層と素地鋼との間′にアルミニウム−鉄
−ケイ素合金層を形成させ、アルミニウム、鉄等の拡散
を阻害することによって、アルミニウム−鉄合金の生長
を妨げることが一般的におこなわれている。
所でこのような溶融アルミニウムめっき鋼板はめっき浴
中での加熱により、ケイ素を含むアルミニウムめっき層
と素地鋼との間に六方晶系のアルミニウム−鉄−ケイ素
合金が生成しており、これを加熱すると単斜晶系のアル
ミニウム−鉄−ケイ素合金やθ、η、β2.β1、α等
のアルミニウム−鉄合金が層状に生成し、素地鋼界面か
ら鉄含有率の高い合金層が表面に向って移行してゆく。
中での加熱により、ケイ素を含むアルミニウムめっき層
と素地鋼との間に六方晶系のアルミニウム−鉄−ケイ素
合金が生成しており、これを加熱すると単斜晶系のアル
ミニウム−鉄−ケイ素合金やθ、η、β2.β1、α等
のアルミニウム−鉄合金が層状に生成し、素地鋼界面か
ら鉄含有率の高い合金層が表面に向って移行してゆく。
アルミニウム−鉄合金はいずれも灰黒色で、合金層が鋼
板表面に達すると溶融アルミニウムめっき鋼板はアルミ
ニウム特有の銀白色の光沢を失い灰黒色に変色する。灰
黒色になったものは外観性を著しく損うと共に耐熱性も
劣るため、耐熱溶融アルミニウムめっき鋼板としては長
時間加熱しても高温まで光沢が保持される事が要求され
る。アルミニウムギルド鋼を素地鋼とした普通の溶融ア
ルミニウムめっき鋼板では450℃で1000時間以上
加熱すると光沢を失ってしまう、従って、これらの対策
として従来からたとえば特公昭5f1−34829号公
報、特公昭57−32714号公報には熱処理によりア
ルミニウム−鉄−ケイ素合金を六方晶系のもの1
から単斜晶系のものに変え加熱時の光沢保持性を
向上させる技術、あるいは、特公昭57−38348号
公報には素地鋼中に特定範囲内の窒素、炭素を含有させ
ることにより高温まで光沢を維持する技術等が開示され
ている。
板表面に達すると溶融アルミニウムめっき鋼板はアルミ
ニウム特有の銀白色の光沢を失い灰黒色に変色する。灰
黒色になったものは外観性を著しく損うと共に耐熱性も
劣るため、耐熱溶融アルミニウムめっき鋼板としては長
時間加熱しても高温まで光沢が保持される事が要求され
る。アルミニウムギルド鋼を素地鋼とした普通の溶融ア
ルミニウムめっき鋼板では450℃で1000時間以上
加熱すると光沢を失ってしまう、従って、これらの対策
として従来からたとえば特公昭5f1−34829号公
報、特公昭57−32714号公報には熱処理によりア
ルミニウム−鉄−ケイ素合金を六方晶系のもの1
から単斜晶系のものに変え加熱時の光沢保持性を
向上させる技術、あるいは、特公昭57−38348号
公報には素地鋼中に特定範囲内の窒素、炭素を含有させ
ることにより高温まで光沢を維持する技術等が開示され
ている。
一方、本発明者等も溶融アルミニウムめっき鋼板の加熱
時における拡散挙動について種々検討した結果、 19
84年3月発行の鉄と鋼、Vol 70、No、5の5
475頁で、素地鋼中に固溶窒素が存在すると、加熱に
より素地鋼とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層の界面に
窒化アルミニウム層が形成し、これが合金化を妨げるこ
とを提唱している。しかしながら、これらの技術はいず
れも加熱に伴うアルミニウム、鉄等の拡散を充分抑制す
ることが困難で光沢保持性を充分満足させない場合が多
くさらに改良が望まれていた。
時における拡散挙動について種々検討した結果、 19
84年3月発行の鉄と鋼、Vol 70、No、5の5
475頁で、素地鋼中に固溶窒素が存在すると、加熱に
より素地鋼とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層の界面に
窒化アルミニウム層が形成し、これが合金化を妨げるこ
とを提唱している。しかしながら、これらの技術はいず
れも加熱に伴うアルミニウム、鉄等の拡散を充分抑制す
ることが困難で光沢保持性を充分満足させない場合が多
くさらに改良が望まれていた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は溶融アルミニウムめっき鋼板において、高温で
使用される場合にも金属光沢保持性に優れた耐熱溶融ア
ルミニウムめっき鋼板を提供することを目的とする。
使用される場合にも金属光沢保持性に優れた耐熱溶融ア
ルミニウムめっき鋼板を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
1・1大発明者等はさらに研究を進めた結果、
窒化アルミニウム層の厚さが特定範囲内にある場合にの
み合金化の進行を阻害する効果が飛躍的に向上するとい
う全く新らたな知見を見出すに至った。
1・1大発明者等はさらに研究を進めた結果、
窒化アルミニウム層の厚さが特定範囲内にある場合にの
み合金化の進行を阻害する効果が飛躍的に向上するとい
う全く新らたな知見を見出すに至った。
本発明は上記の知見に基いてなされたものであって、そ
の要旨は素地鋼とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層との
界面に厚さ1200Å以上2400人未満の窒化アルミ
ニウム層を存在させたことを特徴とする光沢保持性耐熱
溶融アルミニウムめっき鋼板にある。以下に本発明の詳
細な説明する。
の要旨は素地鋼とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層との
界面に厚さ1200Å以上2400人未満の窒化アルミ
ニウム層を存在させたことを特徴とする光沢保持性耐熱
溶融アルミニウムめっき鋼板にある。以下に本発明の詳
細な説明する。
まず、本発明において素地鋼とは通常溶融アルミニウム
めっき鋼板に使用される鋼板を指し例えばJTS G
3141に記載されている5pcc材のうちアルミニウ
ムを添加しない冷間圧延鋼板などがこれに該当する。
めっき鋼板に使用される鋼板を指し例えばJTS G
3141に記載されている5pcc材のうちアルミニウ
ムを添加しない冷間圧延鋼板などがこれに該当する。
次に本発明における溶融アルミニウムめっきは一般的に
用いられるめっき手段を採用するものであって、ケイ素
1〜15%を含むアルミニウム浴を用いて浸漬溶融めっ
きを行なうものであり、この結果、アルミニウムめっき
層と素地鋼との界面に厚さほぼ1〜5牌程度のアルミニ
ウム−鉄−ケイ素合金層が発生する。
用いられるめっき手段を採用するものであって、ケイ素
1〜15%を含むアルミニウム浴を用いて浸漬溶融めっ
きを行なうものであり、この結果、アルミニウムめっき
層と素地鋼との界面に厚さほぼ1〜5牌程度のアルミニ
ウム−鉄−ケイ素合金層が発生する。
さらに、本発明における最大の骨子とする所は、素地鋼
とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層との界面に特定厚み
の窒化アルミニウム層を有するこ七にあるが、これを形
成せしめる手段としては、素地鋼中の固溶窒素量を制限
すること或いはまた溶融アルミニウムめっき後適当な温
度、時間で予備加熱をおこなうことなどがある。
とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層との界面に特定厚み
の窒化アルミニウム層を有するこ七にあるが、これを形
成せしめる手段としては、素地鋼中の固溶窒素量を制限
すること或いはまた溶融アルミニウムめっき後適当な温
度、時間で予備加熱をおこなうことなどがある。
この場合、素地鋼の適正固溶窒素含有量としては0.0
003〜0.010%程度が適当であり、また、予備熱
処理条件としては温度はほぼ250〜500℃程度、時
間はほぼ1〜50時間程度が適当である。
003〜0.010%程度が適当であり、また、予備熱
処理条件としては温度はほぼ250〜500℃程度、時
間はほぼ1〜50時間程度が適当である。
このようにして生成する窒化アルミニウム層の厚みは1
200Å以上2400λ未満でなければならないが、こ
れは次のような実験の結果定めたものである。
200Å以上2400λ未満でなければならないが、こ
れは次のような実験の結果定めたものである。
即ち、固溶窒素量がQ、0O05〜o、oio%の素地
鋼を3〜10%のケイ素を含むアルミニウム浴でめっき
して得た溶融アルミニウムめっき鋼板を、そのままある
いは250〜450℃、2〜30時間予備熱処理して、
素地鋼界面に各種属さの窒化アルミニウム層を形成させ
た試料について、窒化アルミニウム層の厚さと高温加熱
時の光沢保持性を調べた。
鋼を3〜10%のケイ素を含むアルミニウム浴でめっき
して得た溶融アルミニウムめっき鋼板を、そのままある
いは250〜450℃、2〜30時間予備熱処理して、
素地鋼界面に各種属さの窒化アルミニウム層を形成させ
た試料について、窒化アルミニウム層の厚さと高温加熱
時の光沢保持性を調べた。
作用
第1図は窒化アルミニウム層の厚さと1000時間の間
光沢を保持する最高温度との関係を示したものであって
、第1図から明らかなように窒化アルミニウム層の厚さ
が1200Å以上あればほぼ570℃程度までなら10
00時間加熱しても表面が銀白色の光沢を保持すること
が出来る。この保持温度は窒化アルミニウム層の厚さが
増しても当然ながら変化しないものであるが、その厚さ
を2400Å以上とするとかえって溶融アルミニウムめ
っき鋼板の加工性が悪くなり、実用に適さなくなるため
窒化アルミニウム層の厚さの上限を2400人未満とし
た。
光沢を保持する最高温度との関係を示したものであって
、第1図から明らかなように窒化アルミニウム層の厚さ
が1200Å以上あればほぼ570℃程度までなら10
00時間加熱しても表面が銀白色の光沢を保持すること
が出来る。この保持温度は窒化アルミニウム層の厚さが
増しても当然ながら変化しないものであるが、その厚さ
を2400Å以上とするとかえって溶融アルミニウムめ
っき鋼板の加工性が悪くなり、実用に適さなくなるため
窒化アルミニウム層の厚さの上限を2400人未満とし
た。
窒化アルミニウム層の厚さが1200Å以上2400人
未満であれば、窒化アルミニウム層に隣接する合金層が
アルミニウム−鉄−ケイ素合金の六方晶系であろうが単
斜晶系であろうが、またアルミニウム−鉄合金のθ相で
あろうが、充分な光沢保持性を得ることができる。
未満であれば、窒化アルミニウム層に隣接する合金層が
アルミニウム−鉄−ケイ素合金の六方晶系であろうが単
斜晶系であろうが、またアルミニウム−鉄合金のθ相で
あろうが、充分な光沢保持性を得ることができる。
なお、窒化アルミニウム層の厚さは、たとえば電子顕微
鏡を用いて次の様な手段で測定することができる。即ち
、片面を湿式研削して大部分の素地鋼を除去した試料を
電解ジェット研磨し、これを定電位電解エツチング後抽
出レプリカ法で窒化アルミニウム層を分離する。次に、
透過形電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散形X線分先
注、電子エネルギー損失法で元素分析を、電子線回折法
で結晶構造の同定をおこない、窒化アルミニウム層の部
分を確認した上で第2図に示した測厚法でその厚さを求
めることができる。
鏡を用いて次の様な手段で測定することができる。即ち
、片面を湿式研削して大部分の素地鋼を除去した試料を
電解ジェット研磨し、これを定電位電解エツチング後抽
出レプリカ法で窒化アルミニウム層を分離する。次に、
透過形電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散形X線分先
注、電子エネルギー損失法で元素分析を、電子線回折法
で結晶構造の同定をおこない、窒化アルミニウム層の部
分を確認した上で第2図に示した測厚法でその厚さを求
めることができる。
即ち、まず図示しない電子ビームを窒化アルミニウム層
1に垂直な方向に照射して電子線軸5に沿った測厚中央
部2の上下方向に真空油蒸気が分解して生じるコンタミ
ネーション3を長く生長させる。
1に垂直な方向に照射して電子線軸5に沿った測厚中央
部2の上下方向に真空油蒸気が分解して生じるコンタミ
ネーション3を長く生長させる。
次に、電子顕微鏡の試料台を傾は測厚中央部2を通り窒
イヒ7″5°′″゛層245度0角度を有す6
:)電子線軸6の方向の透過電子線像を撮影し2
木のコンタミネーション像4.4を得る。これら両コン
タミネーション像の底部中央間圧fitoの値を求め、
L = to/ cos 45°の式を用いることによ
り、測厚中央部2の部分の窒化アルミニウム層の厚さt
を知ることができる。
イヒ7″5°′″゛層245度0角度を有す6
:)電子線軸6の方向の透過電子線像を撮影し2
木のコンタミネーション像4.4を得る。これら両コン
タミネーション像の底部中央間圧fitoの値を求め、
L = to/ cos 45°の式を用いることによ
り、測厚中央部2の部分の窒化アルミニウム層の厚さt
を知ることができる。
以下実施例により本発明の効果(さらに具体的に示す。
実施例
板厚0.8mmの銅帯をゼンジミア方式の溶融めっきパ
イロットラインを通して、8%ケイ素を含むアルミニウ
ム浴で680℃5秒間の条件でめっきして供試料を調製
した。めっき刺着量は片面40〜45g/m″である。
イロットラインを通して、8%ケイ素を含むアルミニウ
ム浴で680℃5秒間の条件でめっきして供試料を調製
した。めっき刺着量は片面40〜45g/m″である。
素地鋼としては内部摩擦測定法で求めた固溶窒素量がo
、oooo〜0.020%の5PCG相を用いた。
、oooo〜0.020%の5PCG相を用いた。
試験番号1〜5は溶融アルミニウムめっきしたままの板
、試験番号6〜10は予備熱処理した板である。これら
の溶融アルミニウムめっき鋼板について、素地鋼界面の
窒化アルミニウム層の厚さと1000時間加熱した時の
光沢保持性を調べ第1表に示す結果を得た。
、試験番号6〜10は予備熱処理した板である。これら
の溶融アルミニウムめっき鋼板について、素地鋼界面の
窒化アルミニウム層の厚さと1000時間加熱した時の
光沢保持性を調べ第1表に示す結果を得た。
窒化アルミニウム層が厚いほど光沢を保持できる上限の
温度が上昇し、1200Å以上の厚さを有する試験番号
4.5.7〜10では少なくとも570°Cまでは光沢
を保持することができる。しかしながら、固溶窒素量を
ふやし予備熱処理温度時間を増大させて窒化アルミニウ
ム層の厚さが2400λ以上になると加工性が非常に低
下することがわかる。
温度が上昇し、1200Å以上の厚さを有する試験番号
4.5.7〜10では少なくとも570°Cまでは光沢
を保持することができる。しかしながら、固溶窒素量を
ふやし予備熱処理温度時間を増大させて窒化アルミニウ
ム層の厚さが2400λ以上になると加工性が非常に低
下することがわかる。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は高温使用時の
光沢保持性が優れ、従って、熱反射性、耐酸化性、耐食
性が大巾に向上した溶融アルミニウムめっき鋼板の提供
を可能としたものであり、産業上の効果は極めて顕著な
ものがある。
光沢保持性が優れ、従って、熱反射性、耐酸化性、耐食
性が大巾に向上した溶融アルミニウムめっき鋼板の提供
を可能としたものであり、産業上の効果は極めて顕著な
ものがある。
第1図は窒化アルミニウム層の厚さと光沢保持温度との
関係を示す図、第2図は温厚法の原理図である。 1・・・窒化アルミニウム層、2・争・温厚中央部、3
・・・コンタミネーション、4φ拳・コンタミネーショ
ン像、5・・φコンタミネーション生成時の電子線軸、
6争・−コンタミネーション像撮影時の電子線軸。
関係を示す図、第2図は温厚法の原理図である。 1・・・窒化アルミニウム層、2・争・温厚中央部、3
・・・コンタミネーション、4φ拳・コンタミネーショ
ン像、5・・φコンタミネーション生成時の電子線軸、
6争・−コンタミネーション像撮影時の電子線軸。
Claims (1)
- 素地鋼とアルミニウム−鉄−ケイ素合金層との界面に厚
さ1200Å以上2400Å未満の窒化アルミニウム層
を存在させたことを特徴とする光沢保持性耐熱溶融アル
ミニウムめっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235099A JPS61113754A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 光沢保持性耐熱溶融アルミニウムめつき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235099A JPS61113754A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 光沢保持性耐熱溶融アルミニウムめつき鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61113754A true JPS61113754A (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=16981040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235099A Pending JPS61113754A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 光沢保持性耐熱溶融アルミニウムめつき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61113754A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2775297A1 (fr) * | 1998-02-25 | 1999-08-27 | Lorraine Laminage | Tole dotee d'un revetement d'aluminium resistant a la fissuration |
| JP2013166977A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Nisshin Steel Co Ltd | 陽極酸化絶縁処理用溶融Al系めっき鋼板およびその製造法 |
| US20160186284A1 (en) * | 2013-08-14 | 2016-06-30 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Al-coated steel sheet having excellent total reflection characteristics and corrosion resistance, and method for manufacturing same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57169089A (en) * | 1981-04-11 | 1982-10-18 | Nisshin Steel Co Ltd | Aluminum clad steel plate for enamel |
| JPS58224159A (ja) * | 1982-06-19 | 1983-12-26 | Nisshin Steel Co Ltd | アルミめつき鋼板およびその製造法 |
| JPS59177355A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Nippon Steel Corp | 耐熱性アルミニウム表面処理鋼板 |
-
1984
- 1984-11-09 JP JP59235099A patent/JPS61113754A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| EP0939141A1 (fr) * | 1998-02-25 | 1999-09-01 | Sollac | TÔle dotée d'un revêtement d'aluminium résistant à la fissuration |
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