JP2997592B2 - 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

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

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JP2997592B2
JP2997592B2 JP3330543A JP33054391A JP2997592B2 JP 2997592 B2 JP2997592 B2 JP 2997592B2 JP 3330543 A JP3330543 A JP 3330543A JP 33054391 A JP33054391 A JP 33054391A JP 2997592 B2 JP2997592 B2 JP 2997592B2
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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)工程にするのが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。
【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】発明者らは、防眩性、耐
食性および白色度に及ぼすダル圧延材の製造プロセスの
影響を調査した結果、次の知見を得た。防眩性は適正粗
度のダル加工で付与できるものの、ダル加工のままでは
耐食性は低下すること、ダル圧延後通常の焼鈍(燃焼ガ
ス雰囲気)をしてアルカリ溶融塩中に浸漬して、そのの
ち(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や焼鈍時の酸化スケー
ルの生成とアルカリ溶融塩中の化学反応が不均一にな
り、色調にむらができることなど、防眩性、耐食性に優
れた低白色度のステンレス鋼板を得ることは極めて難し
い。
【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、表面粗度Raが0.5〜10μmであ
ることが必要であり、また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】さらに、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、ダル加工のままでは鋼板表面に加工時に形成された
倒れ込みや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】本発明のように光輝焼鈍したものはダル圧
延状態が維持されており、そのためステンレス鋼特有の
色調となっている。前記光輝焼鈍鋼板にさらに特定温度
範囲で加熱し酸化スケールを形成させた後、本発明に従
う液中での電解、酸洗を行うことにより、防眩性、白色
度、耐食性のいずれもが満たされることを見出した。
【0011】すなわち、本発明は、重量%で、C:0.
020%以下、Cr:17.0〜35.0%、Mo:
0.5〜4.0%、Cr+3Mo:26〜40%、S
i: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の冷延鋼板を光輝焼鈍したあと、40
0〜900℃に再加熱し、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を提供するも
のである。
【0012】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。
【0013】
【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。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】Crの耐食性向上効果を確保するために、
NbとTiの添加が有効であり、本発明においてはNb
とMoの添加量を以下のように限定した。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。0.1%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、Vの含有量は0.1〜0.5%に限定
した。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】以上の化学組成をもつステンレス鋼板に特
定表面粗度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。
【0026】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。
【0027】上記ステンレス鋼にまず光輝焼鈍を施す。
光輝焼鈍はダル加工面の金属光沢および延性を回復させ
るために行なうもので、アンモニア分解ガスあるいは純
水素雰囲気中で露点−40℃以下、950〜1050℃
で行なうのがよい。
【0028】本発明では、光輝焼鈍後に400〜900
℃で再加熱し、中性塩溶液中で電気溶解することによ
り、鋼板表面の酸化スケールとともにダル加工時に形成
された倒れ込みを除去する。なお、倒れ込みとはダル加
工時に生じたもので、凹部上にオーバーハング状に張り
出した部分をいう。
【0029】光輝焼鈍において確保したダル加工面の金
属光沢を再加熱・中性塩溶液中での電解工程においても
消失させないために、条件を設定した。再加熱温度が4
00℃未満であると酸化スケールの生成が少なく、その
ため溶解量が不十分であり、ダル加工時の倒れ込みを除
去できない。一方、900℃を超える温度で再加熱する
と酸化スケールが厚くなって、中性塩溶液中の電解によ
り除去できなくなる。したがって、光輝焼鈍後の再加熱
温度は400〜900℃に限定した。
【0030】次いで、中性塩溶液中で電解処理を行な
う。これはダル加工面の後処理の均一な仕上りをするた
めに行なう。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/dm 2 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のス
マットの除去と不動態化の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
洗および研磨により酸化スケールを除去した。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
Raが4〜20μm のダルロールで圧延した。
【0034】このようにダル加工された鋼板は、第2表
に示すようにして処理された。第2表のAにおいては露
点−45℃のアンモニア分解ガス雰囲気で1000℃の
熱処理(BA)を施し、室温まで冷却した後、300〜
1100℃まで100℃毎に加熱した9種類の鋼板を中
性塩溶液中で10mA/dm2×20秒の条件で電解した。そ
の後、60℃、濃度20%の混酸(硝酸:弗酸=2:
1)で酸洗した。第2表のBは上記の光輝焼鈍を施した
だけのものである。第2表のCはBA工程の代わりに1
000℃×60秒のLPG燃焼雰囲気で焼鈍後、400
℃のアルカリ溶融塩(NaOH + NaNO3)に浸漬し、濃度2
0%、80℃の硫酸、次いで20%の硝弗酸(硝酸:弗
酸=2:1、温度60℃)にそれぞれ60秒、60秒浸
漬した。得られた各鋼板について、光沢度、白色度、孔
食電位を測定した。その結果を第3表に示す。
【0035】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。
【0036】光沢度は、光沢計を用い、入射角20°の
条件により測定した。
【0037】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 +b21/2 により算出した。
【0038】
【表1】
【0039】
【0040】
【表2】
【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、大気中の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再加熱、さらに
は中性塩中の電解、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 (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 (56)参考文献 特開 平5−163557(JP,A) 特開 平5−163588(JP,A) 特開 平5−163587(JP,A) 特開 昭63−49305(JP,A) 特開 昭60−218498(JP,A) 特開 昭59−6398(JP,A) 特開 平6−49539(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/02,9/46 C23F 1/28 C22C 38/00 - 38/22 WPI/L(QUESTEL)

Claims (2)

    (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
    板を光輝焼鈍したあと、400〜900℃に再加熱し、
    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。
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