JPS624475B2 - - Google Patents

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JPS624475B2
JPS624475B2 JP58012648A JP1264883A JPS624475B2 JP S624475 B2 JPS624475 B2 JP S624475B2 JP 58012648 A JP58012648 A JP 58012648A JP 1264883 A JP1264883 A JP 1264883A JP S624475 B2 JPS624475 B2 JP S624475B2
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JP
Japan
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stainless steel
annealing
plating
plate
thin
Prior art date
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Expired
Application number
JP58012648A
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English (en)
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JPS59140392A (ja
Inventor
Hiromitsu Naito
Kazuhiko Yoshinari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP1264883A priority Critical patent/JPS59140392A/ja
Publication of JPS59140392A publication Critical patent/JPS59140392A/ja
Publication of JPS624475B2 publication Critical patent/JPS624475B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はステンレス薄板の表面処理に関するも
のである。 従来のステンレス薄板の製造はFeにCr、Niあ
るいは少量のMo、Al、Ti等の添加元素を加えて
製鋼し、鋼片→熱間圧延→熱延板焼鈍酸洗→光輝
焼鈍、または酸化焼鈍→酸洗・調質圧延または研
磨して成品としている。 ところでステンレス鋼の主要成分であるCr
は、Feに較べ酸素との親和力がはるかに強いた
め酸化し易く、熱間圧延、酸化焼鈍の過程でFe
と共にスケールを形成し、数回の酸化―デスケー
ルをくりかえすうちに板厚の中心成分に較べ表面
層のCr成分はかなり少なくなつている。いわゆ
る脱Cr層を形成している。 本発明者らが代表的フエライトステンレスであ
るSUS430の薄板を調べたところ、第1図に示す
ように板厚中心のCr量は17.1%であつたのに対し
最表面のCr量は8.6%しかなかつた。ステンレス
薄板の特徴はその耐食性・耐錆性にあり、それは
鋼中のCr量に大きく影響するが、かんじんの最
表面でCr量が欠乏しているのは大きな問題であ
る。しかも耐食性・耐錆性に影響するのは実に最
表面の数十Åから数μmの成分やCr2O3皮膜の緻
密さにある。 ステンレス薄板の製造工程で何回かのスケール
形成はさけられず、その限りにおいて表面の脱
Crはさけられない。そこで最終成品にCrをメツ
キすることにより表面の耐食性の向上が考えられ
るが、メツキだけではミクロ的にみると亀裂や点
欠陥があり必ずしも耐食性向上にはつながらな
い。 また、最近ステンレス薄板を屋根や外壁などい
わゆる外装材として使用される事が増えてきた。
この場合金属光沢として白く光るより塗装して使
用される場合が多い。ところでいかに高品質の塗
料を使用しようと有機物である以上老化を防ぐこ
とはできず、5年〜10年毎に塗り替えなければな
らない。せつかく高耐食性のステンレスを使用し
ても塗装を塗り替るのは無駄である。 また、従来のカラーステンレスは湿式化成処理
した後、封孔処理をおこなうが、メツキと同じで
完全に点欠陥を防ぐことはできなかつた。そこで
メンテナンスフリーの無機皮膜であれば永久的に
色調を保つことができる。いわゆるカラーステン
レスがこのような性質を有しているが、これまで
の湿式化成処理では処理時間が長いため帯状のス
テンレス薄板を連続的に化成処理するには無理で
あつたし、また設備をつくつても高価につくため
製造されなかつた。 本発明者らは種々の実験の結果、最終焼鈍の
前、すなわち冷延後のステンレス薄板にCrをメ
ツキして焼鈍―熱拡散することにより表面の脱
Cr層にCrを補い、むしろCrを富化することで高
耐食性の高品質ステンレス薄板にする方法を見い
出すとともに、上記焼鈍を酸化性雰囲気で行うこ
とにより、その雰囲気、焼鈍温度、焼鈍時間の調
節で黄金色から茶褐色、赤紫、青、青紫色、黒色
と選択することができ、これまでの湿式化成処理
よりはるかに安価にカラーステンレスを製造する
ことができることを見出したのである。 即ち、本発明の要旨とするところは次の通りで
ある。 (1) 冷延後のステンレス薄板にCrメツキをほど
こし、ついで酸化性雰囲気で再結晶温度以上
1000℃以下の温度範囲において焼鈍をおこなう
ことを特徴とするステンレス薄板の製造方法。 (2) 冷延後のステンレス薄板にCrを主成分とし
てこれにMo、V、W、Pの1種または2種以
上を含有した合金メツキをほどこし、酸化性雰
囲気で再結晶温度以上、1000℃以下の温度範囲
において焼鈍をおこなうことを特徴とするステ
ンレス薄板の製造方法。 (3) 第1項の方法に、薄板を酸洗または表面研磨
して表面酸化膜を除去することを付加した方
法。 (4) 第2項の方法に、薄板を酸洗または表面研磨
して表面酸化膜を除去することを付加した方
法。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明は冷延後のステンレス薄板にCrメツキ
を施して酸化性雰囲気で焼鈍するものであるが、
一般にCrは酸素との親和力が強くBA(光輝)焼
鈍が難しい。AXガス(H2:75%、N2:25%)で
も露点が−40℃程度に上ると酸化してテンパーカ
ラーが生じる。反面Cr2O3の緻密な皮膜は酸化膜
の成長を押えO2の存在する酸化雰囲気で焼鈍し
ても、連続焼鈍炉のような短時間加熱であれば酸
化膜を1000〜2000Åのきれいな青色にとどめるこ
とができる。 このような事情より、本発明は0.1μm以上、
好ましくは0.5μm程度迄のCrメツキをしたステ
ンレス薄板を酸化性雰囲気(酸素又は水蒸気を含
む雰囲気)で再結晶温度以上1000℃以下の温度範
囲で通常の連続焼鈍の条件で焼鈍する。この結果
を示したのが、第2図であるが、同図Aは焼鈍前
の板厚最表面から0.5〜0.6μm迄に100%のCrメ
ツキを施した状態を示し、同図Bでは850℃×2
分の焼鈍後の状態を示している。該図で明らかな
のように0.1〜0.2μmの酸化膜と、Crが拡散して
形成したCr―FeのCr富化合金層があり、酸化ス
ケールを酸洗または研磨でデスケールしても高
Cr高耐食性表面層を残すことができるのであ
る。 次に、本発明が対象とするステンレス薄板につ
いて考察する。 Crメツキするステンレス薄板のCr量がどの程
度必要であるか、鋼中のCr量を0〜9%まで変
えた試験材をつくり、Crメツキ厚さ0.3μmをほ
どこし、空気比1.2の直火炉(O2:約5%)で850
℃まで焼鈍し、酸化スケールを金属光沢がでるま
で研磨して、耐食試験をおこなつた。結果を表1
に示す。
【表】 Crメツキする鋼板中のCr量が2%以下に少な
くなると、メツキしたCrは鋼中に拡散してしま
つて、表面のCr濃度が薄くなり耐食性を保つこ
とができない。本実験の結果は鋼中のCr量4.3%
でほぼSUS430並、7%Cr以上になるとSUS430
以上の耐食性を示すことがわかつた。 一般にステンレスとは12%Cr以上といわれて
いるが、ステンレス薄板の最表面はCrが少なく
なつている。そこでステンレスとしての耐食性を
保つように最表面のCr成分を12%以上にするに
は本発明法のCrメツキ・焼鈍法を用いても、鋼
中のCr量が4〜5%以上は必要である。 以上本発明についてCrメツキについて説明し
たが、CrにMo、V、W、P等の元素を1種又は
2種以上、1〜10%の範囲で含有させた合金メツ
キは、実施例にも示すように耐食性により優れ、
カラーステンレスとしてもまつたく新しい製品を
提供できるのである。 なお、CrおよびCr合金をメツキする方法は、
別に限定する必要はない。すなわち、Crメツキ
においては6価Crだけでなく3価Crを使用した
メツキ法でもよく、また合金メツキにおいては通
常の直流電解だけでなくパルスメツキでもよい。 いずれにしろ本発明は、Cr量4%以上の薄鋼
板に0.1μm以上のCr又はCr合金のメツキを施し
て焼鈍し熱拡散により表面にCrを富化せしめた
ステンレス薄板の製造法を提供し得るものであ
る。 これまでも普通鋼にCrメツキまたは粉末金属
Crを塗布して熱拡散する、いわゆるクロマイジ
ングはよく知られているが、熱拡散の時間が長時
間であり、帯鋼のように広い面積にわたつておこ
なうことは例がなかつた。これまでのクロマイジ
ングは普通鋼や特殊鋼の小さな工具や部品の耐熱
性を高めるために高価についても特殊な用途に使
われてきたにすぎない。 本発明のステンレス薄板にCrまたはCr合金を
メツキし、焼鈍―熱拡散させる方法は従来のクロ
マイジングと違つてステンレス薄板の表面脱Cr
層にCrを補い、逆にCr富化するものであるため
極薄メツキ(0.1〜0.5μm程度)と通常の焼鈍時
間で十分である。 次に本発明法を用いてステンレス薄板を製造し
た実施例について述べる。 実施例 1 SUS409(11%Cr)の冷延板に0.5μmのCrメ
ツキをほどこし普通鋼の連続焼鈍炉(H2:1.5
%、N2:98.5%、露点−20℃)で850℃×2min加
熱した。得られた鋼板は黒灰色となり酸化膜厚み
は約2000Åであつた。 同一焼鈍条件でメツキしないSUS409の冷延板
を通板したときの表面酸化膜は青紫色で約1500Å
の厚みであつた。この両種の鋼板を合金光沢が出
るまで研磨して耐食試験をおこなつた結果を表2
に示す。
【表】 Crメツキ―焼鈍―研磨したものは、Crメツキ
をしないSUS409の研磨材、BA材に較べ耐食性が
はるかに優れていた。このCrメツキ―焼鈍材を
焼鈍前と焼鈍後で表面からオージエ分析すると第
2図の結果が得られた。第2図はCrメツキステ
ンレスの焼鈍による熱拡散の状態を示したもの
で、同図Aは焼鈍前、Bは850℃×2分の焼鈍後
の板厚最表面からの深さに応じたFe、Cr、Oの
各成分の量を示している。焼鈍前では最表面より
0.5μmまで100%Cr層であるが、焼鈍後ではBに
示すようにCrが内部へ拡散し、Crが表面に濃縮
していることがわかる。表面の酸化スケールを除
去した後もCr富化の表面を確保することがで
き、その結果点欠陥を完全に防ぎ、高耐食性を示
すものと思われる。 実施例 2 ステンレス薄板を屋根や外壁など外装に使用す
るため、焼鈍時のテンパーカラーを利用して安価
なカラーステンレスを製造した。カラーステンレ
スの耐食性を高めるためSUS430のステンレス薄
板の冷延板に表3のような高耐食性のCrおよび
各種Cr合金メツキを0.3〜0.5μmほどこし、焼鈍
雰囲気は普通鋼の連続焼鈍炉(H2:5%、N2:
95%、露点−40℃および−20℃)と直火酸化炉
(空気比1.20、O2:約5%)で850℃〜900℃まで
加熱して製造した。焼鈍後の色調と耐食性を表3
に示す。
【表】 焼鈍雰囲気のH2:5%、N2:95%は普通鋼で
還元雰囲気であるが、SUS430では露点−40℃で
も弱酸化性雰囲気であり、わずかにテンパーカラ
ーが生じる。CrおよびCr合金メツキも同じよう
に酸化する。雰囲気の露点が−20℃程度に上ると
酸化はかなりひどくなり、直火炉のO2を含む雰
囲気よりも酸化膜は厚くなる傾向にある。焼鈍雰
囲気と耐食性の関係はほとんど変らないか、露点
−20℃がやや劣る傾向にある。いずれにしても、
メツキをしないSUS430に較べCrおよびCr合金メ
ツキをほどこして焼鈍したステンレス薄板は耐食
性が著しく向上している。 実施例 3 実施例2で製造したカラーステンレス(直火炉
酸化焼鈍材)を、酸洗デスケール→調質圧延し、
耐食試験をおこなつた。結果を表4に示す。
【表】 この場合の耐食性も研磨の場合と同様に、酸洗
でデスケールされる酸化膜は0.1μm以下で、酸
洗後の表面もCr富化層が十分に残り耐食性に優
れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はSUS430冷延板の表面から厚さ中心へ
向けてのCr量の変化を示すグラフ、第2図はCr
メツキステンレス薄板の焼鈍による熱拡散の状態
を示すグラフでAは焼鈍前、Bは焼鈍後を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷間圧延後のステンレス鋼薄板に、厚さ0.1
    〜0.6μmのCrめつきを施し、ついで酸化性雰囲
    気下、再結晶温度以上1000℃以下の温度域で連続
    焼鈍するようにしたことを特徴とするステンレス
    薄板の製造法。 2 冷間圧延後のステンレス鋼薄板に、厚さ0.1
    〜0.6μmの、Crを主成分としてこれにMo、V、
    W、Pの1種または2種以上を含有する合金めつ
    きを施し、ついで酸化性雰囲気下、再結晶温度以
    上1000℃以下の温度域で連続焼鈍するようにした
    ことを特徴とするステンレス薄板の製造法。
JP1264883A 1983-01-31 1983-01-31 ステンレス薄板の製造法 Granted JPS59140392A (ja)

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JP1264883A JPS59140392A (ja) 1983-01-31 1983-01-31 ステンレス薄板の製造法

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JPS59140392A JPS59140392A (ja) 1984-08-11
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