JP2588336B2 - 防眩性と耐食性を兼ね備えた外装用ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は屋根などの外装材に用い
られる防眩性と耐食性を兼ね備えたステンレス鋼板に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼板を屋根などの外装材に用
いる場合、耐食性に加えて、防眩性及びステンレス鋼特
有の色調が要求される。防眩性は鋼板表面に大きな凹凸
をつけて光の反射率を低減することが有効である。鋼板
表面の凹凸は表面に凹凸の加工を行ったダルロールを用
いた圧延により、ロール表面を鋼板へ転写させることに
よりつけられる。

【０００３】防眩性を付与したステンレス鋼としては特
開昭６１−２２７１９３号や特開平１−１６２７７９号
に示されているダル仕上げステンレス鋼があるが、これ
らはいずれも化学発色処理を行う着色ステンレス鋼板で
あり、無彩色から白色のステンレス鋼に関する本発明と
は根本的に異なる。

【０００４】ステンレス鋼板が屋根用に使われた例とし
てはパリのショッピングセンターの屋根に特殊なダル−
サテン仕上げのオーステナイトステンレス鋼板が使用さ
れた例がNickel, Volume 6, Number 3, 1991, P.8 に記
載されている。

【０００５】ステンレス鋼板の表面の色調（白色度）は
焼鈍工程を焼鈍・酸洗（ＡＰ）工程にするのか、光輝焼
鈍（ＢＡ）工程にするのかで決まることが知られてい
る。ＡＰ工程では白く仕上がり、白色度は高くなる傾向
がある。一方、ＢＡ工程では、ＡＰ工程のように、酸洗
（Ｐ）工程がないためＡＰ工程に比べて、白色度が低く
なり、金属特有の色調をもつ。このＢＡ鋼板は屋根用等
の外装材に仕上げられるが、耐食性がＡＰ工程材に比べ
て劣るという欠点がある。また、ＡＰ工程ではＢＡ工程
に近い色調の鋼板を得ることは極めて難しいのが現状で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダル圧延後、ＢＡ工程
を経た鋼板は白っぽさが低減しているため、金属光沢を
保ちながら、防眩性にも優れるという特徴を持つ。しか
し、この工程を経た鋼板の耐食性はダル圧延後ＡＰ工程
を経た鋼板に比較して劣るという問題がある。本発明
は、前記問題点を解決した、防眩性と耐食性を兼ね備え
た低白色度のステンレス鋼板の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【発明を解決するための手段】防眩性はダル加工で付与
できるものの、耐食性は低下すること、ダル圧延後焼鈍
して（硝酸＋弗酸）の混酸で酸洗した鋼板は耐食性は確
保されるが、白色度が高すぎることなど現状では、防眩
性、耐食性、低白色度のステンレス鋼板を得ることはで
きなかった。

【０００８】防眩性は結晶粒単位の表面粗さでは付与す
ることができず、結晶粒が数個〜数十個の単位で表面に
凹凸ができることが必要であり、またこのような表面の
凹凸は長期の大気暴露下における耐食性及び色調にも影
響することがわかった。そのためには、焼鈍前に、ダル
ロールで１パス以上の圧延を行なって適正な表面粗度に
調整することが必要である。

【０００９】ダル加工と耐食性の関係を明確にするため
に、ダル圧延後の鋼板表面を詳細に調査した結果、鋼板
表面にはダルロール表面の凸部と接し、面圧の高い状態
で圧延された強加工部分や倒れ込みが存在し、これら表
面の加工組織が耐食性に影響していることがわかった。

【００１０】一方、ダル圧延後、焼鈍して（硝酸＋弗
酸）の混酸で酸洗した鋼板には倒れ込みは少なくなって
いるが、結晶粒界の溶解が著しく、それが原因となって
白色度が高くなっている。特に、９００℃より高い温度
で焼鈍した鋼板の酸化スケールはアルカリ溶融塩へ浸漬
しなければ除去できない。アルカリ溶融塩への浸漬は酸
洗後の白色度を高くする。

【００１１】屋根などの外装材に用いられるステンレス
鋼は、種々の汚染物質や塩分を含む雨水と接し、湿潤乾
燥が繰り返される環境に曝される。そのため、施工初期
の状態を長期間にわたって保持するために、汎用ステン
レス鋼より優れた耐食性が要求される。

【００１２】湿潤と乾燥が繰り返される大気中の環境下
で、高い防眩性と低い白色度を保持するステンレス鋼板
を耐食性、防眩性および色調の点から種々検討した結
果、重量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｃｒ：１７．０
〜３５．０％、Ｍｏ：０．５〜４．０％、Ｃｒ＋３Ｍ
ｏ：２６〜４０％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：
０．０５〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．２％、残
部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなり、鋼板の表
面粗さ（Ｒａ）が０．５〜１０．０μｍの冷延鋼板を６
００〜９００℃に加熱したのち２℃／ｓｅｃ以上の冷却
速度で冷却し、中性塩溶液中で１〜２０Ａ／ｄｍ² の条
件で電解を行ない、その後硝酸と弗酸の混酸または硝酸
に浸漬することにより防眩性と耐食性を兼ね備えた外装
用ステンレス鋼板を製造することができる。

【００１３】さらに、Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：
０．１〜０．５％、Ｖ：０．０５〜０．５％の一種以上
の元素を含有するステンレス鋼板を用いると、耐食性、
防眩性および色調に優れた屋根等の外装用ステンレス鋼
板を製造するのに有利であることがわかった。

【００１４】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。まず、
本発明で用いるステンレス鋼の成分および表面性状の限
定理由について述べる。

【００１５】Ｃ：０．０２％より多いと製造中の熱処理
でＣｒ炭化物を形成し、そのため、耐食性が低下する。
したがって、Ｃ量は０．０２％以下に限定した。

【００１６】Ｃｒ：耐食性を付与するための必須成分で
あるが、１７％より少ないと、長期の大気中の曝露で発
銹する。一方、３５％を超えると、延性及び靱性が著し
く低下して、薄板への製造性を著しく阻害する。したが
って、Ｃｒの含有量を１７〜３５％に限定した。

【００１７】Ｍｏ：耐孔食性向上に効果があるが、０．
５％より少ないと大気中暴露における孔食発生傾向が高
くなり。一方、４．０％を超えると熱間加工性が著しく
低下する。したがって、Ｍｏの含有量を０．５〜４．０
％に限定した。

【００１８】ＣｒとＭｏの含有量は、重量％で（Ｃｒ＋
３Ｍｏ）で表される指標が２６〜４０であることが好ま
しい。

【００１９】Ｃｒの耐食性向上効果を確保するために、
Ｎｂ、ＴｉおよびＶの添加が有効であり、本発明におい
てはＮｂ、ＴｉおよびＶの添加量を以下のように限定し
た。

【００２０】Ｎｂ：Ｃと結合して炭化物を作り、粒界へ
のＣｒ炭化物の析出を抑制し、耐食性向上に有効な元素
である。０．１％より少ないとＣｒ炭化物の生成を抑制
する効果が小さく、０．５％より大きいと靱性を低下さ
せる。したがって、Ｎｂの含有量は０．１〜０．５％に
限定した。

【００２１】Ｔｉ：Ｃと結合して炭化物を作り、粒界へ
のＣｒ炭化物の析出を抑制し、耐食性向上に有効な元素
である。０．１％より少ないとＣｒ炭化物の生成を抑制
する効果が小さく、０．５％より多いと靱性を低下させ
る。したがって、Ｔｉの含有量は０．１〜０．５％に限
定した。

【００２２】Ｖ：Ｃと結合して炭化物を作り、粒界への
Ｃｒ炭化物の析出を抑制し、耐食性向上に有効な元素で
ある。０．０５％より少ないとＣｒ炭化物の生成を抑制
する効果が小さく、０．５％より多いと靱性を低下させ
る。したがって、Ｖの含有量は０．０５〜０．５％に限
定した。

【００２３】Ｓｉ：脱酸剤として添加するが、０．０５
％未満では効果が小さく、１．０％を超えると機械的性
質に悪影響を及ぼす。したがって、Ｓｉの添加量は０．
０５〜１．０％に限定した。

【００２４】Ｍｎ：０．５％を超えると耐食性が低下す
る。一方、０．０５％未満とすると経済性が損なわれ
る。そこで、Ｍｎの添加量を０．０５〜０．５％に限定
した。

【００２５】Ａｌ：脱酸剤として添加するが、０．００
５％未満では効果が小さく、０．２％を超えると機械的
性質に悪影響を及ぼす。したがって、Ａｌの添加量を
０．００５〜０．２％に限定した。

【００２６】以上の化学組成をもつステンレス鋼板にダ
ル加工することが耐食性と防眩性を付与するのに必要で
ある。ダル加工による表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍよ
り小さい場合には、太陽光線の入射角度が６０°より小
さいと眩しさを感じてしまう。一方、表面粗さが１０．
０μｍを超えると大気暴露中に大気に浮遊する汚染物質
がたまり、耐食性が極端に低下する。したがって、表面
粗さは０．５〜１０．０μｍに限定した。

【００２７】以上説明した成分および表面性状を有する
ステンレス鋼について、本発明では下記の処理を施すこ
とにより、防眩性および耐食性を兼ね備えた外装用ステ
ンレス鋼を製造する。

【００２８】上記ステンレス鋼にまず加熱冷却処理を施
す。加熱温度が９００℃を超えると鋼板の白色度は高
く、白っぽい板となり、また酸化スケールの生成が不均
一になりやすいことに加えて、高温のアルカリ溶融塩と
著しく反応するため、酸洗むらになりやすい。加熱温度
が６００℃未満の場合には、ダル加工部の軟化が不十分
であり、またダル加工で生成した倒れ込みなどの表面欠
陥を酸洗除去できず、硬質で、耐食性が低い材料とな
る。そのため加熱温度を６００〜９００℃に限定した。

【００２９】加熱後の冷却において、冷却速度が２℃／
ｓｅｃより遅い場合、靱性が低下するため、冷却速度を
２℃／ｓｅｃ以上に限定した。冷却停止温度は低い方が
よく、好ましくは４５０℃以下がよい。

【００３０】次いで、中性塩中で電解処理を行なう。中
性塩としては、硫酸ソーダなどを好適に用いることがで
きる。電解条件について述べると、中性塩溶液中の電解
電流値が１Ａ／ｄｍ² 未満の場合、脱スケールに時間を
要するし、一方、２０Ａ／ｄｍ² を超えると経済性が低
下する。したがって、電解電流値を１〜２０Ａ／ｄｍ ²
に限定した。電解時間は、１０〜１２０ｓｅｃとするの
がよい。

【００３１】上記の中性塩中での電解処理だけでは耐食
性が不十分である。そこで、ステンレス鋼板の表面を不
動態化するために酸に浸漬する。用いる酸は、硝酸と弗
酸の混酸または硝酸が好ましい。混酸は温度４０〜８０
℃、濃度５〜２５％、硝酸は温度３０〜７０℃、濃度８
〜２０％とするのがよい。なお浸漬時間は適宜選択すれ
ばよい。

【００３２】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００３３】（実施例）第１表に示す化学組成の鋼を溶
解し、熱間圧延により、４ｍｍの板厚の鋼板とした。１
０００℃×１０ｍｉｎの急冷の熱処理を施したのち、酸
化スケールを酸洗除去した。これら鋼板を０．８ｍｍま
で冷間圧延して、最終パスは表面粗さが４〜２０μm の
ダルロールで圧延した。ダル加工された鋼板を第２表に
示す工程で処理した。なお、焼鈍条件は４００〜１００
０℃、在炉１２０ｓとし、アルカリ溶融塩浸漬では４０
０℃の（ＮａＯＨ＋ＮａＮＯ₃ ）の溶融塩を用い、３０
秒浸漬し、中性塩電解では、７０℃の２０％Ｎａ₂ ＳＯ
₄ 溶液を用い、２０秒電解した。最終製品の白色度、光
沢度、孔食電位、衝撃値を測定した結果を第３表に示
す。

【００３４】第３表から明らかなように、本発明による
鋼板は耐食性、防眩性に優れ、色調はダル加工後光輝焼
鈍した鋼板とほぼ同等であることがわかる。

【００３５】光沢度は、光沢計を用い、入射角２０°の
条件により測定した。

【００３６】白色度は、測色色差計を用いてＬ、ａ、ｂ
を測定し、 ハンター式 W(Lab)=100-[(100-L)²+a²+b²]^1/2 により算出した。

【００３７】衝撃値は、サブサイズの２ｍｍＶノッチシ
ャルピー試験片を用い室温で試験した値で評価した。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【発明の効果】本発明はステンレス鋼の化学組成をある
特定範囲に限定して、大気中暴露における長期にわたる
耐食性を確保し、防眩性付与のためのダル加工による耐
食性の低下を、光輝焼鈍とそれに続く冷却・さらには中
性塩溶液中の電解、酸法条件を工夫することにより回避
して、耐食性、防眩性に優れた低白色度のステンレス鋼
板を得ることができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｆ 1/06 Ｃ２５Ｆ 1/06 Ｂ (72)発明者 石 川 正 明 神戸市中央区脇浜海岸通２番88号 川崎 製鉄株式会社阪神製造所内 (72)発明者 肥 野 真 行 神戸市中央区脇浜海岸通２番88号 川崎 製鉄株式会社阪神製造所内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｃｒ：
   １７．０〜３５．０％、Ｍｏ：０．５〜４．０％、Ｃｒ
   ＋３Ｍｏ：２６〜４０％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、
   Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ａｌ：０．００５〜０．２
   ％、残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなり、鋼
   板の表面粗さ（Ｒａ）が０．５〜１０．０μｍの冷延鋼
   板を６００〜９００℃に加熱したのち２℃／ｓｅｃ以上
   の冷却速度で冷却し、中性塩溶液中で１〜２０Ａ／ｄｍ
   ² の条件で電解を行ない、その後硝酸と弗酸の混酸また
   は硝酸に浸漬することを特徴とする防眩性と耐食性を兼
   ね備えた外装用ステンレス鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】Ｎｂ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．１〜
   ０．５％、Ｖ：０．０５〜０．５％の一種以上の元素を
   含有する請求項１に記載の防眩性と耐食性を兼ね備えた
   外装用ステンレス鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】冷却工程において冷却停止温度は４５０℃
   以下である請求項１または請求項２に記載の防眩性と耐
   食性を兼ね備えた外装用ステンレス鋼板の製造方法。