JP4037743B2 - 表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面光沢に優れたステンレス鋼の製造方法に関わるものであり、特に酸化性雰囲気焼鈍、ソルト処理、硝酸電解処理、中性塩電解処理の条件に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステンレス鋼は、化学工業や産業装置分野だけではなく、美しい金属光沢と耐食性を備えた素材として、家電製品、建築建材、各種装飾品、厨房器具、食品関連機器・容器、日用品などにも広く使用されている。ところで、ステンレス鋼は冷間圧延後に、燃焼性ガス雰囲気などの酸化性雰囲気で焼鈍(酸化焼鈍)すると表面に酸化スケールが生成するため、デスケール処理を行うのが一般的である。
【0003】
この際、光沢に優れたステンレス鋼を得ようとする場合のデスケール方法としては、NaOHとNaNO3などの混合溶融塩に浸漬処理する予備デスケールを実施した後に硝酸電解する方法、もしくは焼鈍後の鋼材を硫酸ナトリウムなどの水溶液中で電解処理する方法が一般的である。
【0004】
しかし、いずれの方法においてもデスケール後の光沢は、冷間圧延ままの表面と比較して大きく低下してしまうため、表面光沢に優れる鋼材を製造するには、酸洗などのデスケール処理よりもコストがかかり、しかも特別な設備が必要な無酸化焼鈍を実施しなくてはならないという問題がある。
【0005】
一方、酸化焼鈍と電解酸洗によるデスケール処理からなる工程であっても、高い光沢を得ることを目指した技術が開発されている。例えば、特許文献1には、複数枚の同一極電極を並べて設け、各電極毎に電流値を個別に設定し、槽内の電流分布を均一化し、電流が過度に集中し母材が溶削される部分を無くすことで、光沢を向上させる技術が開示されている。
【0006】
また、特許文献2には、アノード極を設置した槽とカソード極を設置した槽を分離独立させることで、デスケール反応の制御を容易にし表面の均一性を向上させる技術が開示されている。さらに、特許文献3には、鋼材の電位を1.5V(SCE基準)以下に保持してデスケールを行うことで、光沢の低下を防止する技術が開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−87900号公報
【特許文献2】
特開平9−316699号公報
【特許文献3】
特開平3−207899号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステンレス鋼の光沢低下は電解酸洗工程のみで起こるものではなく、焼鈍とソルト処理及び硝酸電解処理との関連性、あるいは焼鈍とソルト処理及び中性塩電解処理との関連性が重要である。特に、酸化焼鈍においては、スケール/金属界面をできるだけ平滑に保つことと、生成する酸化スケールの性状を後のデスケール工程で処理しやすいものに制御しておくことが必要である。そして、その後のデスケール処理においては、酸化スケールのみを除去し下地金属の溶解を極力抑えることが必要である。
【0009】
しかし、どのような焼鈍条件のもとで、平滑なスケール/金属界面が得られるのか、どのように焼鈍すれば生成する酸化スケールの性状を後のデスケール工程で処理しやすいものに制御することができるのか、さらに、その際に生成したスケールを、下地金属を溶解しないで除去できるデスケール条件とはどのようなものなのかということについて具体的な条件は知られていない。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、表面光沢に優れたステンレス鋼の製造方法に関する。
【0011】
本発明の主旨は、以下の通りである。
(1)ステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き溶融ソルト浴への浸漬処理と硝酸電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、ソルト浴の温度が390℃以上440℃以下、硝酸電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(2)前記(1)に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(3)前記(1)又は(2)に記載の製造方法において、ステンレス鋼が溶融ソルト浴に浸漬されている時間が15秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(4)前記(1)〜(3)に記載の製造方法において、硝酸電解処理時に鋼材がアノード電解を受けている時間の総計が6秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(5)前記(4)に記載の製造方法において、濃度が250g/L以上の硝酸を使用することを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(6)ステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、中性塩電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(7)前記(6)に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(8)質量%にて、
C:0.1%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:1.5%以下、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Cr:11%以上18%以下、
Ni:1%以下、
Cu:1%以下、
Mo:2%以下、
Al:0.2%以下、
Ti:0.05%以下、
Nb:0.05%以下
を含有し、残部はFeと不可避不純物とからなるステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き溶融ソルト浴への浸漬処理と硝酸電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、ソルト浴の温度が390℃以上440℃以下、硝酸電解ときの電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(9)前記(8)に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(10)前記(8)又は(9)に記載の製造方法において、鋼材が溶融ソルト浴に浸漬されている時間が15秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(11)前記(8)〜(10)に記載の製造方法において、硝酸電解処理時にステンレス鋼がアノード電解を受けている時間の総計が6秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(12)前記(11)に記載の製造方法において、濃度が250g/L以上の硝酸を使用することを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(13)質量%にて、
C:0.1%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:1.5%以下、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Cr:11%以上18%以下、
Ni:1%以下、
Cu:1%以下、
Mo:2%以下、
Al:0.2%以下、
Ti:0.05%以下、
Nb:0.05%以下
を含有し、残部はFeと不可避不純物とからなるステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、中性塩電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
(14)前記(13)に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明において規定した数値範囲の限定理由について説明する。
まず初めに、ステンレス鋼を冷間圧延し酸化性雰囲気中で焼鈍し、溶融ソルト処理と硝酸電解にてデスケールを実施する場合、および焼鈍後に中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施する場合のいずれにおいても、焼鈍デスケール後に冷間圧延板に比較して光沢が低下してしまう最大の要因は、焼鈍時の酸化挙動に端を発している。
【0013】
すなわち、光沢低下は、主に、▲1▼焼鈍によるスケール/金属界面の平滑さが失わること、および、▲2▼焼鈍で生じたスケールがデスケール処理で容易に除去できすスケール残りを防止するために下地金属を過度に溶削してしまうこと、に起因している。
【0014】
まず、酸化焼鈍において、スケールと金属の界面に生じるミクロン・オーダーからサブミクロン・オーダーの凹凸は、Si、Al、Ti、Nbなどが、ところどころで内部酸化的に金属素地方向に酸化層を形成するためである。Fe酸化物やCr酸化物のスケールが外部酸化的に、金属から外方向に向けて成長している際には、スケール/金属界面は焼鈍前のプロファイルを保っている。すなわち、冷間圧延で造り込まれた光沢が維持されている。このような平滑なスケール/金属素地界面を維持したまま焼鈍を完了するためには、ステンレス鋼の焼鈍温度を810℃以下にする必要がある。
【0015】
また、焼鈍で生じたスケールがデスケール処理で容易に除去できす下地金属を過度に溶削してしまうのは、スケール中のFe酸化物の濃度が過度に高くなってしまう場合である。焼鈍で生じたままの結晶質のFe酸化物は、ソルト処理および中性塩電解では除去し難く、下地金属を溶削することで鋼材表面から脱落させるしかなく、結果として鋼材の光沢が低下してしまう。酸化性雰囲気での焼鈍において、Fe酸化物濃度の過度の濃縮を押さえるには、焼鈍温度を810℃以下にする必要がある。
【0016】
以上の理由により、本発明では、酸化焼鈍においてもスケール/金属界面の平滑さを保ち、しかも、焼鈍で生じたスケールがデスケール処理で容易に除去可能で下地金属を過度に溶削してしまうことのない条件として、焼鈍温度を810℃以下に規定した。さらに、光輝焼鈍や無酸化焼鈍にせまる高い光沢を得るには、焼鈍温度を800℃以下とすることがより望ましい。
【0017】
焼鈍時間に関しては、短いほど好ましいが、焼鈍炉の加熱能力や鋼材の通板速度や板厚などで、極端に短くすることは不可能である。しかし、冷延板の光沢の維持観点からは、高温での長時間保定は特に好ましくない。可能であれば800℃以上の温度域での焼鈍時間を制御することが好ましい。具体的には、特に高い光沢を必要とする場合には、800℃以上の滞留時間を10秒以下にすることが望ましい。
【0018】
ところで、如何なる組成のステンレス鋼であっても、上述した焼鈍条件の熱処理を施すことで、一般的に必要とされている機械的特性を満足することが可能な訳ではない。さらに、本発明の焼鈍条件にて生成するスケールが、本発明による酸洗条件で容易にデスケールされ、下地金属の侵食が防止され高光沢化が達成されるにはステンレス鋼の鋼成分を特に規定する必要がある。
【0019】
Cは、それ自体で焼鈍スケール性状や酸洗デスケール性に影響することはないが、過度に含有すると鋼の靭性を低下させるため0.1%以下に限定した。
【0020】
Siは焼鈍過程で酸化スケールと金属素地界面に濃縮しSiO2からなる酸化物を形成する。この酸化物は層状に形成されるのではく、ところどころに島状に形成され、金属/スケール界面を凹凸にしてしまい光沢を低下させる。そこで、1.0%以下に限定した。
【0021】
Mnは、焼鈍過程でスケール中の外層部に酸化濃縮する傾向がある。このMn酸化物の層は、ソルト処理によるスケール改質反応を受け難く、その除去のためにソルト温度を高めたり酸洗で下地金属を溶解する必要が生じるため光沢低下につながる。中性塩を主成分とする水溶液電解にておいてもMn酸化物は除去し難く、下地を溶解し光沢を低下させるような大きな電流密度を必要とする。このような理由から、Mn酸化物の生成を抑制する目的で、本発明ではMnを1.5%以下に限定した。
【0022】
PとSは、それ自体で焼鈍スケール性状や酸洗デスケール性に影響することはないが、過度に含有すると鋼の耐食性や耐酸化性を低下させる。そこで、Pは0.1%以下、Sは0.05%以下に限定した。
【0023】
Crは、焼鈍時に酸化スケールに濃縮し酸洗デスケール性を低下させると共に、鋼の再結晶温度を上昇させ、本発明の焼鈍条件での回復再結晶が困難となる。そこで、上限を18%にした。また、Crの含有量が低いと耐食性が低下する。そこで、下限を11%とした。
【0024】
NiとCuは、焼鈍時に酸化が起こり難いため過度に含有するとスケール内およびスケール/金属界面の付近に金属粒として残存し、酸洗後の表面粗度を増加させる傾向がある。そこで、NiとCuは、それぞれ1%以下に限定した。
【0025】
Moは、焼鈍時にスケール厚さを厚くする作用があり、耐食性は向上するものの過度に添加すると、光沢が低下する。そこで、2.0%以下に限定した。
【0026】
Al、Ti、Nbは、焼鈍時に酸化スケールと金属素地界面に酸化物として濃縮する。この酸化物は層状に形成されるのではく、ところどころに島状に形成され、金属/スケール界面を凹凸にしてしまい光沢を低下させる。そこで、Alは0.2%以下、Tiは0.05%以下、Nbは0.05%以下に限定した。
【0027】
次に、溶融ソルト処理に関連した事項に関して説明する。ここで言う溶融ソルトとは、アルカリもしくはアルカリ土類金属の水酸化物を主成分として、これに酸化剤として硝酸塩や酸化ナトリウム、酸素、空気などを混合あるいは溶解したアルカリ溶融塩のことである。
【0028】
このような溶融塩にステンレス鋼の酸化スケールを浸漬すると、Cr、Si、Al、Mnなどの酸化物は酸化溶解され、硝酸電解にて除去可能な無定型もしくは微結晶状態のFe酸化物が残存することになる。しかし、ソルト浴の温度が高いとスケールのみならず下地金属も溶解され、粒界侵食や粒内に可視光を散乱するような微細な凹凸が形成される。下地金属の溶解を防止するには、ソルト浴の温度を440℃以下にする必要がある。
【0029】
しかし、温度が低すぎると、ソルト処理におけるスケール成分の溶解が不充分となる。ソルトに対する可溶性成分の溶解反応を充分に達成するには、ソルト浴の温度を390℃以上とする必要がある。そこで、本発明では、ソルト浴の温度を390℃以上440℃以下とした。さらに、光輝焼鈍や無酸化焼鈍にせまる高い光沢を得るには、ソルト浴の温度を390℃以上410℃以下とすることが望ましい。
【0030】
また、鋼材がソルト浴に浸漬されている時間は、短いほど光沢低下を防ぐことができる。極く軽微な下地溶解による凹凸も回避し高い光沢を維持する際には、浸漬時間を15秒以下にすることが望ましい。
【0031】
ところで、一般に、工業生産に使用されているソルト浴の温度は、450℃〜500℃の範囲であり、処理時間も30秒以上である。しかし、本発明では焼鈍温度を810℃以下に規制することで、スケール中のFe酸化物濃度を低く制御し、デスケールを極めて容易にしているため、上記ソルト温度で下地金属の溶解防止とデスケールを両立することが可能となっている。
【0032】
次に、硝酸電解に関する事項について説明する。硝酸電解では、ソルト処理により生じた無定型もしくは微結晶のFe酸化物を溶解除去することが目的である。電流密度が高いほどFe酸化物の除去が容易に行われる。しかし、過度に電流を高めると下地金属やCr炭化物などを溶解してしまい、金属表面に微細な凹凸が形成され光沢が低下する。下地金属や炭化物などを溶解することなく光沢を維持するためには、硝酸電解時の電流密度を45mA/cm2以下にする必要がある。さらに、高い光沢を必要とされるときは、電流密度を25mA/cm2以下に制御することが望ましい。
【0033】
ところで、電解処理において光沢が低下するのは、鋼材がアノード電解されているときである。したがって、特に高い光沢を必要とする際には、アノード電解時間の総計を6秒以下にすることが望ましい。なお、間接電解法においては、アノード電解時間とは、鋼材がアノード電解用の対極と向かいあっている時間の総計のことであり、鋼材が電解槽に浸漬されている時間ではない。
【0034】
硝酸濃度は高いほど光沢の維持に好適である。これは、電解槽内において電解がかかっていない部分で硝酸の作用によって鋼材が自己不働態化するためと、硝酸還元反応を活発にして、鋼材がカソード電解される際に表面で水素ガス発生が起こる活性溶解の状態まで電位が低下することを防止するためである。そこで、特に高い光沢を必要とする際には、硝酸濃度を250g/L以上とすることが望ましい。
【0035】
硝酸電解と同じく、焼鈍後に中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施する場合においても、できるだけ冷間圧延板の光沢を維持するためには、電解電流密度を45mA/cm2以下に制御する必要がある。なお、中性塩電解では電解時間が長くても光沢が低下することはない。そこで、本発明では中性塩電解に関しては、特に処理時間は限定しない。
【0036】
なお、ここで言う中性塩とは、硫酸ナトリウムや硝酸ナトリウムなどの単独の水溶液が中性のpHを示すものである。ここで中性とは、硝酸や硫酸などの酸液に比較して言う意味であり、概ね4から10程度の範囲を指すものである。そして、中性塩を主成分とする水溶液電解とは、これら中性塩の単独水溶液あるいは混合水溶液を電解液とした電解デスケール処理のことであり、補助成分として添加された物質により、pHが中性以外に調整されたものも含む。すなわち、本発明で言う中性塩を主成分とする水溶液電解とは、硫酸ナトリウム水溶液に硫酸を加えpHを1.0程度にした水溶液での電解処理も含む。同様にNaOHでpHをアルカリに調整したものも含む。
【0037】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0038】
(実施例1)
表1に示す化学組成が異なるステンレス鋼を真空溶解にて製造し、0.8mm厚さまで冷間圧延を施し、焼鈍、溶融ソルト処理、硝酸電解処理を行った。焼鈍は燃焼条件を模擬した4vol%O2+12vol%H2O+19vol%CO2+残部N2の雰囲気内で赤外線加熱方式により加熱した。焼鈍温度は805℃とし、800℃以上となる時間は5秒になるように調整した。
【0039】
溶融ソルト処理には30質量%NaNO3+2.5%KOH+2.5%NaCl+残部NaOHという混合塩を使用し、430℃で25秒間浸漬した後、水冷・乾燥した。硝酸電解は50℃に保持した140g/Lの硝酸中で行い、SUS430鋼を対極として、試験片に8秒間カソード電解を施した後、自然浸漬電位に4秒間保持し、その後直ちに8秒間アノード電解を実施した。カソードとアノード電解時の電流密度は、共に40mA/cm2とした。表面光沢は、酸洗デスケール後に、JIS Z 8741に基づいて、板の圧延方向のGS(45°)を計測することで評価した。
【0040】
【表1】
【0041】
表1の記号A〜Dは、Cr量を変化させた際の例である。Crを18%を超えて19.3%含有するD鋼でも、Crが低いA〜C鋼と同じく光沢度は790程度であり、高い状態である。しかし、顕微鏡にて金属組織を調査した結果、再結晶が完了していなかった。したがって、Cr濃度が高い鋼の際には、光沢には優れるが、工業材料として使用可能なステンレス鋼としての必要特性を満足できないことが分かった。以上のことから、光沢に加え材質も満足するには、Cr添加量を18%以下にする必要があると理解される。
【0042】
表1の番号EとFの鋼は、本発明の範囲を超えてSiあるいはMnを添加した例である。いずれも場合も、本発明の焼鈍酸洗処理ではデスケールを完了することができなかった。このことから、Siは1.0%以下、Mnは1.5%以下にすることが、本発明の焼鈍酸洗条件でデスケールを完遂し、しかも高い光沢を得るための必要要件であることが分かる。
【0043】
表1の番号GとHは、本発明の範囲を超えてNiあるいはCuを加えた鋼での例である。Si、Mnとは異なりデスケールを完了することはできたが、光沢度は680程度であり、NiとCuを共に本発明の範囲に規制した番号A〜Cに比較して光沢度は低い。このことから、Niは1%以下、Cuも1%以下に規制し、本発明の焼鈍酸洗条件を施すことで、高い光沢を得ることができることが分かる。
【0044】
表1の番号IとJは、Mo量の影響を調査した例である。1.02%の際には、先の番号A〜Cと同じ程度の高い光沢を得ることができるが、Moが2.61%の際には光沢が著しく低下してしまう。このことから、高い光沢を得るには、Moを2%以下にする必要があることが分かる。
【0045】
表1の番号K、L、Mは、本発明の範囲を超えて、Al、Ti、Nbのいずれかを加えた鋼での例である。番号E、Fとは異なりデスケールを完了することはできたが、光沢度は640程度であり、Al、Ti、Nbを共に本発明の範囲に規制した番号A〜Cに比較して光沢度は低い。このことから、Alは0.2%以下、Tiは0.05%以下、Nbは0.05%以下に規制し、本発明の焼鈍酸洗条件を施すことで、高い光沢を得ることができることが分かる。
【0046】
(実施例2)
表1に示すB鋼の冷間圧延板を表2に示す焼鈍温度、溶融ソルト処理、硝酸電解にて、焼鈍デスケール処理を行った。表面光沢は、JIS Z 8741に基づいて、板の圧延方向のGS(45°)を計測することで評価した。焼鈍は燃焼条件を模擬した4vol%O2+12vol%H2O+19vol%CO2+残部N2の雰囲気内で赤外線加熱方式により加熱した。
【0047】
溶融ソルト処理には30質量%NaNO3+2.5%KOH+2.5%NaCl+残部NaOHという混合塩を使用した。硝酸電解は50℃に保持した所定濃度の硝酸中で行い、SUS430を対極として、試験片にカソード電解を施した後、自然浸漬電位に4秒間保持し、その後直ちにアノード電解を実施した。カソードとアノード電解時の電流密度と、それぞれの電解時間は等しくした。すなわち、表2において、アノード電解が40mA/cm2で時間8秒という表記は、順番に、▲1▼カソード電解を40mA/cm2で8秒間、▲2▼自然浸漬を4秒間、▲3▼アノード電解を40mA/cm2で8秒間、を実施したことを示している。
【0048】
【表2】
【0049】
表2の番号1−1〜8は焼鈍温度と光沢度の関係を調べたものであり、図1に結果を整理した。図1から分かるように、焼鈍温度を810℃以下にすることにより高い光沢を得ることができる。さらに焼鈍温度を800℃以下にすることで一段と高い光沢を得ることができる。一般にSUS430鋼の焼鈍温度は、850℃〜900℃とされているが、このような範囲では高い光沢を得ることが不可能であることも、この図から理解される。
【0050】
表2の番号1−8のように、この鋼の通常の焼鈍温度である860℃で熱処理を行った場合、溶融ソルトが430℃、25秒、硝酸電解が40mA/cm2で時間が8秒という弱いソルト処理と軽酸洗では、スケール残りが生じている。すなわち、本発明は、単純に弱いデスケールを行い下地侵食を防止することで、高光沢化を達成しているものではなく、焼鈍条件とデスケール条件を共に最適化することで、デスケールと光沢維持という相反する目的を共に達成できる製造条件を具体的に提示しているものである。
【0051】
表2の番号1−9〜15は、焼鈍温度を805℃としたときに、焼鈍過程で800℃以上となる時間を変化させた場合である。図2に結果を整理したように、800℃以上となる時間を10秒以下にすることで、高い光沢を得ることができる。番号1−16〜22は、溶融ソルト処理条件に関する例であり、図3に結果を整理している。図3から分かるように、ソルト浴の温度が390℃以上440℃以下において高い光沢を得ることができる。
【0052】
また、本発明の範囲であっても、ソルト温度を410℃以下390℃以上に制御することで一段と高い光沢を得られることも分かる。なお、図3には一般的な焼鈍条件である番号1−8の結果も示している。このように本発明の範囲を超えた焼鈍条件では、仮にソルト条件と硝酸電解条件を満足してもスケール残りなどが生じ、高い光沢を得ることができないことが分かる。なお、番号1−16と17は、浴温度が低いためスケール残りが生じた。番号1−23〜28は、溶融ソルト浸漬時間の影響を調査したものである。図4に結果を整理したが、浸漬時間を15秒以下にすることで、高い光沢を得ることができることが分かる。
【0053】
【表3】
【0054】
表3の番号2−1〜7は、硝酸電解の電流密度を調査したものである。図5に結果を整理したが、電解電流密度を45mA/cm2以下にすることで高い光沢を得ることができることが分かる。また、本発明の電流密度の範囲であっても、電流密度を25mA/cm2以下にすることで、さらに高い光沢を得ることができることも分かる。また、図5には、ソルト条件のみが本発明の範囲を外れている番号2−8の結果も図示した。このように、焼鈍と硝酸電解のみを本発明の範囲に限定しても高い光沢を得ることは不可能である。
【0055】
表3の番号2−9〜14は、アノード電解時間の影響を調査したものである。図6に結果を整理したが、アノード電解時間が6秒以下になると光沢が向上することが分かる。番号2−15〜21は、硝酸濃度の影響を調査したものである。図7に整理したが、硝酸濃度を250g/L以上にすることにより高い光沢を得ることができることが理解される。
【0056】
(実施例3)
先の実施例2と同じく、表1のB鋼の冷間圧延板を表4に示す焼鈍温度と中性塩電解処理にて焼鈍デスケール処理を行った。表面光沢は、JIS Z 8741に基づいて、板の圧延方向のGS(45°)を計測することで評価した。焼鈍は燃焼条件を模擬した4vol%O2+12vol%H2O+19vol%CO2+残部N2の雰囲気内で赤外線加熱方式により加熱した。中性塩電解は、75g/L Na2SO4水溶液に硫酸を加えpHを2.0に制御したものを用いた。
【0057】
そして、SUS430を対極として、試験片にカソード電解を15秒施した後、自然浸漬電位に4秒間保持し、その後直ちにアノード電解を15秒実施した。カソードとアノード電解時の電流密度は等しくした。すなわち、表4において、アノード電解が40mA/cm2で電解という表記は、順番に、▲1▼カソード電解を40mA/cm2で15秒間、▲2▼自然浸漬を4秒間、▲3▼アノード電解を40mA/cm2で15秒間、を実施したことを示している。
【0058】
【表4】
【0059】
表4の番号3−1〜8は、焼鈍温度の影響を調べたものであり、図8に結果を整理した。中性塩電解法を用いる場合でも、焼鈍温度を810℃以下にすることにより高い光沢を得ることが可能である。さらに焼鈍温度を800℃以下にすることで一段と高い光沢を得ることができることも分かる。
【0060】
番号3−9〜15は、800℃以上の滞留時間の影響を調査したものであり、結果を図9に整理した。図9から分かるように、800℃以上の滞留時間を10秒以下にすることで高い光沢を得ることができる。次に、番号3−16〜22は、中性塩電解での電流密度の影響を調べたものであり、結果を図10に整理した。図10より、電流密度を45mA/cm2以下にすることにより高い光沢を得られることが分かる。図10には、焼鈍温度のみが本発明の範囲を外れている番号3−7の結果も図示した。このように、中性塩電解での電流密度のみを本発明の範囲に限定しても高い光沢を得ることは不可能である。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、特別な焼鈍炉やソルト処理装置、さらには電解処理装置を用いることなく既存製造装置を使用して、安価に無酸化焼鈍にせまる高光沢酸洗板を製造・提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼鈍温度(℃)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図2】800℃以上の滞在時間(秒)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図3】ソルト温度(℃)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図4】ソルト処理時間(秒)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図5】硝酸電解電流密度(mA/cm2)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図6】硝酸電解のアノード電解時間(秒)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図7】硝酸電解液の硝酸濃度(g/L)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図8】焼鈍温度(℃)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図9】 800℃以上の滞在時間(秒)と光沢度GS45°の関係を示す図。
【図10】中性塩電解電流密度(mA/cm2)と光沢度GS45°の関係を示す図。
Claims (14)
- ステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き溶融ソルト浴への浸漬処理と硝酸電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、ソルト浴の温度が390℃以上440℃以下、硝酸電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法において、ステンレス鋼が溶融ソルト浴に浸漬されている時間が15秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法において、硝酸電解処理時にステンレス鋼がアノード電解を受けている時間の総計が6秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項4に記載の製造方法において、濃度が250g/L以上の硝酸を使用することを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- ステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、中性塩電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項6に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 質量%にて、
C:0.1%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:1.5%以下、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Cr:11%以上18%以下、
Ni:1%以下、
Cu:1%以下、
Mo:2%以下、
Al:0.2%以下、
Ti:0.05%以下、
Nb:0.05%以下
を含有し、残部はFeと不可避不純物とからなるステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き溶融ソルト浴への浸漬処理と硝酸電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、ソルト浴の温度が390℃以上440℃以下、硝酸電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。 - 請求項8に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項8又は9に記載の製造方法において、鋼材が溶融ソルト浴に浸漬されている時間が15秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項8〜10のいずれかに記載の製造方法において、硝酸電解処理時にステンレス鋼がアノード電解を受けている時間の総計が6秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 請求項11に記載の製造方法において、濃度が250g/L以上の硝酸を使用することを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
- 質量%にて、
C:0.1%以下、
Si:1.0%以下、
Mn:1.5%以下、
P:0.1%以下、
S:0.05%以下、
Cr:11%以上18%以下、
Ni:1%以下、
Cu:1%以下、
Mo:2%以下、
Al:0.2%以下、
Ti:0.05%以下、
Nb:0.05%以下
を含有し、残部はFeと不可避不純物とからなるステンレス鋼を冷間圧延し、その後に酸化性雰囲気中で焼鈍し、引き続き中性塩を主成分とする水溶液電解にてデスケールを実施するにあたり、焼鈍温度が810℃以下、中性塩電解時の電流密度が45mA/cm2以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。 - 請求項13に記載の製造方法において、焼鈍時の温度が800℃以上の時間が10秒以下であることを特徴とする表面光沢に優れるステンレス鋼の製造方法。
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