JPH10265936A - 耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板及びその製造方法 - Google Patents
耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板及びその製造方法Info
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- JPH10265936A JPH10265936A JP7383697A JP7383697A JPH10265936A JP H10265936 A JPH10265936 A JP H10265936A JP 7383697 A JP7383697 A JP 7383697A JP 7383697 A JP7383697 A JP 7383697A JP H10265936 A JPH10265936 A JP H10265936A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れた黒色ステンレス鋼を酸化処理
で得る。 【解決手段】 この黒色ステンレス鋼は、１６％以上の
Ｃｒ及び０．０４〜０．４０％のＡｌを含むステンレス
鋼を素地とし、該ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形成
されており、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃
度が１１％以上、酸化皮膜内層に酸化物として存在する
Ａｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の３．５倍以
上である。ステンレス鋼板を露点＋１０℃以上の雰囲気
中で９００℃以上の温度に加熱することにより製造され
る。 【効果】 Ｃｒ貧化域においても１１％以上のＣｒ濃度
が確保されているため、耐食性の低下が抑えられる。
で得る。 【解決手段】 この黒色ステンレス鋼は、１６％以上の
Ｃｒ及び０．０４〜０．４０％のＡｌを含むステンレス
鋼を素地とし、該ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形成
されており、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃
度が１１％以上、酸化皮膜内層に酸化物として存在する
Ａｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の３．５倍以
上である。ステンレス鋼板を露点＋１０℃以上の雰囲気
中で９００℃以上の温度に加熱することにより製造され
る。 【効果】 Ｃｒ貧化域においても１１％以上のＣｒ濃度
が確保されているため、耐食性の低下が抑えられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屋根材，外装材等の建
材や家電製品の部材，排ガス部材等として好適な耐食性
に優れた黒色ステンレス鋼板及びその製造方法に関す
る。
材や家電製品の部材，排ガス部材等として好適な耐食性
に優れた黒色ステンレス鋼板及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼板は、耐食性，加工性，意
匠性等に優れていることから、内装材，外装材，浴槽エ
プロン，厨房機器等の部材として広範な用途で使用され
ている。ステンレス鋼板の使用形態には、無垢のままで
使用する場合や、着色処理，めっき等の表面処理を施し
て使用する場合がある。無垢のままで使用するステンレ
ス鋼板には２Ｂ仕上げ，ヘアライン仕上げ，エンボス等
の仕上げが採用されているが、これらの仕上げは基本的
にはステンレス鋼無垢材がもつ光沢のある銀白色の地肌
を活用している。しかし、意匠に対する好みが多様化し
ている最近では、各種処理によって着色されたステンレ
ス鋼板のニーズが高くなっている。
匠性等に優れていることから、内装材，外装材，浴槽エ
プロン，厨房機器等の部材として広範な用途で使用され
ている。ステンレス鋼板の使用形態には、無垢のままで
使用する場合や、着色処理，めっき等の表面処理を施し
て使用する場合がある。無垢のままで使用するステンレ
ス鋼板には２Ｂ仕上げ，ヘアライン仕上げ，エンボス等
の仕上げが採用されているが、これらの仕上げは基本的
にはステンレス鋼無垢材がもつ光沢のある銀白色の地肌
を活用している。しかし、意匠に対する好みが多様化し
ている最近では、各種処理によって着色されたステンレ
ス鋼板のニーズが高くなっている。
【０００３】ステンレス鋼板の着色には、化学発色処理
法，酸化処理法，塗装処理法，化成処理法等が採用され
ている。化学発色処理法や塗装処理法等では、一旦原板
を製造した後で表面処理を施すため製造コストが高く、
生産能率も悪い。更に化学発色処理法では、高濃度のク
ロム酸や硫酸等の薬品を使用するため、廃棄物処理にか
かる負担が大きくなる。これに対し、酸化処理法は、加
熱によってステンレス鋼の表面に酸化皮膜を生成させて
着色する方法である。そのため、ステンレス鋼の通常の
製造工程の一つである焼鈍工程を利用して着色皮膜を形
成することができ、工程数を増やす必要がなく、化学発
色処理法のように廃棄物の発生やその処理という問題が
ない。したがって、酸化処理法は、製造コスト及び環境
保全の面から優れた着色処理方法であるといえる。
法，酸化処理法，塗装処理法，化成処理法等が採用され
ている。化学発色処理法や塗装処理法等では、一旦原板
を製造した後で表面処理を施すため製造コストが高く、
生産能率も悪い。更に化学発色処理法では、高濃度のク
ロム酸や硫酸等の薬品を使用するため、廃棄物処理にか
かる負担が大きくなる。これに対し、酸化処理法は、加
熱によってステンレス鋼の表面に酸化皮膜を生成させて
着色する方法である。そのため、ステンレス鋼の通常の
製造工程の一つである焼鈍工程を利用して着色皮膜を形
成することができ、工程数を増やす必要がなく、化学発
色処理法のように廃棄物の発生やその処理という問題が
ない。したがって、酸化処理法は、製造コスト及び環境
保全の面から優れた着色処理方法であるといえる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】酸化処理で形成した皮
膜は、一般に色調の調整が難しく、多孔質で耐食性に劣
る。そこで、特開昭６１−３７９７４号公報では、大気
中加熱で酸化皮膜を形成させたステンレス鋼を硝酸浸漬
することにより酸化皮膜を改質している。酸化皮膜を硝
酸浸漬するとＣｒ分が表面に富化され、結果として耐食
性が向上するとされている。しかし、要求レベルが高く
なっている傾向に対応できる程度に耐食性を改善できて
いない現状である。本発明は、このような問題を解消す
べく案出されたものであり、酸化皮膜内層のＡｌ濃度を
調整すると共に酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ
濃度を調整することにより、耐食性に優れた黒色系の色
調を呈するステンレス鋼板を得ることを目的とする。
膜は、一般に色調の調整が難しく、多孔質で耐食性に劣
る。そこで、特開昭６１−３７９７４号公報では、大気
中加熱で酸化皮膜を形成させたステンレス鋼を硝酸浸漬
することにより酸化皮膜を改質している。酸化皮膜を硝
酸浸漬するとＣｒ分が表面に富化され、結果として耐食
性が向上するとされている。しかし、要求レベルが高く
なっている傾向に対応できる程度に耐食性を改善できて
いない現状である。本発明は、このような問題を解消す
べく案出されたものであり、酸化皮膜内層のＡｌ濃度を
調整すると共に酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ
濃度を調整することにより、耐食性に優れた黒色系の色
調を呈するステンレス鋼板を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の黒色ステンレス
鋼板は、その目的を達成するため、１６重量％以上のＣ
ｒ及び０．０４〜０．４０重量％のＡｌを含むステンレ
ス鋼を素地とし、該ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形
成されており、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ
濃度が１１重量％以上、酸化皮膜内層に酸化物として存
在するＡｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の３．
５倍以上であることを特徴とする。この黒色ステンレス
鋼板は、１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜０．４０
重量％のＡｌを含むステンレス鋼板を露点＋１０℃以上
の雰囲気中で９００℃以上の温度に加熱し、酸化物とし
て存在するＡｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の
３．５倍以上である酸化皮膜を形成させることにより製
造される。
鋼板は、その目的を達成するため、１６重量％以上のＣ
ｒ及び０．０４〜０．４０重量％のＡｌを含むステンレ
ス鋼を素地とし、該ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形
成されており、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ
濃度が１１重量％以上、酸化皮膜内層に酸化物として存
在するＡｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の３．
５倍以上であることを特徴とする。この黒色ステンレス
鋼板は、１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜０．４０
重量％のＡｌを含むステンレス鋼板を露点＋１０℃以上
の雰囲気中で９００℃以上の温度に加熱し、酸化物とし
て存在するＡｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の
３．５倍以上である酸化皮膜を形成させることにより製
造される。
【０００６】
【作用】ステンレス鋼を高温に加熱すると、Ｃｒを始め
とする合金成分が酸素と結合し、Ｃｒの酸化物を主な組
成とする酸化皮膜が生成する。そして、素地鋼から成分
元素が表面側に拡散していくこと及び雰囲気中から酸
素，水蒸気等が酸化皮膜を介して素地鋼に向けて拡散す
ることにより、酸化皮膜が成長する。ステンレス鋼は、
この酸化皮膜の成長に伴って表面が着色される。着色さ
れたステンレス鋼の表面は、酸化皮膜が薄いと、酸化皮
膜の表面で反射された光と酸化皮膜／素地の界面で反射
された光が干渉し、ブルー，ゴールド等の色調を呈す
る。本発明では、黒色系の色調を目標としているので、
光の干渉作用で発色するレベルよりも酸化皮膜を厚くし
ている。定量的には、ＪＩＳ Ｚ８７２２に準じてＤ−
０法で色調を測定した場合に明度指数Ｌ* が５５以下
で、クロマネチックス指数ａ* ，ｂ* がそれぞれ−５≦
ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範囲にある黒色を目標とし
ている。このような色調を得るためには、９００℃以上
の高温酸化雰囲気で加熱することが必要である。加熱時
間を長く設定するほど黒みがかった色調が得られる。し
かし、生産能率を考慮すると、９００℃以上の温度域で
２０〜１８０秒加熱することにより、要求を満足する色
調の酸化皮膜が形成される。
とする合金成分が酸素と結合し、Ｃｒの酸化物を主な組
成とする酸化皮膜が生成する。そして、素地鋼から成分
元素が表面側に拡散していくこと及び雰囲気中から酸
素，水蒸気等が酸化皮膜を介して素地鋼に向けて拡散す
ることにより、酸化皮膜が成長する。ステンレス鋼は、
この酸化皮膜の成長に伴って表面が着色される。着色さ
れたステンレス鋼の表面は、酸化皮膜が薄いと、酸化皮
膜の表面で反射された光と酸化皮膜／素地の界面で反射
された光が干渉し、ブルー，ゴールド等の色調を呈す
る。本発明では、黒色系の色調を目標としているので、
光の干渉作用で発色するレベルよりも酸化皮膜を厚くし
ている。定量的には、ＪＩＳ Ｚ８７２２に準じてＤ−
０法で色調を測定した場合に明度指数Ｌ* が５５以下
で、クロマネチックス指数ａ* ，ｂ* がそれぞれ−５≦
ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範囲にある黒色を目標とし
ている。このような色調を得るためには、９００℃以上
の高温酸化雰囲気で加熱することが必要である。加熱時
間を長く設定するほど黒みがかった色調が得られる。し
かし、生産能率を考慮すると、９００℃以上の温度域で
２０〜１８０秒加熱することにより、要求を満足する色
調の酸化皮膜が形成される。
【０００７】ところで、酸化皮膜の主組成であるＣｒの
酸化物が成長する過程では、ステンレス鋼素地から表面
へのＣｒの拡散よりも表面におけるＣｒの酸化反応の方
が速い速度で進行する。そのため、酸化皮膜直下にある
素地部分のＣｒ濃度は、バルク部分のＣｒ濃度に比較し
て著しく低下する現象が生じる。この現象は、Ｃｒの貧
化現象と称されている。本発明者等は、酸化処理された
着色ステンレス鋼板について表面性状が耐食性に及ぼす
影響を調査した。その結果、酸化皮膜直下のＣｒ貧化の
度合いと耐食性との間に密接な相関関係があり、Ｃｒの
貧化が大きい材料ほど耐食性が低いことが明らかになっ
た。Ｃｒの貧化が耐食性を劣化させる原因は、次のよう
に推察される。酸化処理で形成される酸化皮膜は、通常
の２Ｄ仕上げ等の無垢のステンレス鋼板表面に形成され
ている酸化皮膜，いわゆる不動態皮膜に比較すると緻密
さが非常に低いものと考えられる。そのため、酸化処理
で形成された酸化皮膜は不動態皮膜に比べて保護能に劣
り、得られる着色ステンレス鋼の耐食性が低くなる。
酸化物が成長する過程では、ステンレス鋼素地から表面
へのＣｒの拡散よりも表面におけるＣｒの酸化反応の方
が速い速度で進行する。そのため、酸化皮膜直下にある
素地部分のＣｒ濃度は、バルク部分のＣｒ濃度に比較し
て著しく低下する現象が生じる。この現象は、Ｃｒの貧
化現象と称されている。本発明者等は、酸化処理された
着色ステンレス鋼板について表面性状が耐食性に及ぼす
影響を調査した。その結果、酸化皮膜直下のＣｒ貧化の
度合いと耐食性との間に密接な相関関係があり、Ｃｒの
貧化が大きい材料ほど耐食性が低いことが明らかになっ
た。Ｃｒの貧化が耐食性を劣化させる原因は、次のよう
に推察される。酸化処理で形成される酸化皮膜は、通常
の２Ｄ仕上げ等の無垢のステンレス鋼板表面に形成され
ている酸化皮膜，いわゆる不動態皮膜に比較すると緻密
さが非常に低いものと考えられる。そのため、酸化処理
で形成された酸化皮膜は不動態皮膜に比べて保護能に劣
り、得られる着色ステンレス鋼の耐食性が低くなる。
【０００８】欠陥部のある酸化皮膜が形成された着色ス
テンレス鋼板が塩素イオン等の腐食性イオンを含む環境
に曝されると、酸化皮膜の欠陥部を介して酸化皮膜／素
地界面の素地部分においてＦｅ等の元素が溶出し、腐食
が開始される。腐食の開始及び進行は、着色ステンレス
鋼板の酸化皮膜直下の部分におけるＣｒの貧化が大きい
ほど促進される。そこで、本発明者等は、酸化皮膜直下
のＣｒの貧化が少ない黒色ステンレス鋼を得るために、
種々の酸化処理条件を検討した。その結果、素地成分と
して１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜０．４０重量
％のＡｌを含むステンレス鋼を素材として用い、露点＋
１０℃以上の雰囲気で加熱酸化処理するとき、目標とす
る色調を呈し、Ｃｒ貧化の度合いが軽減される結果とし
て耐食性が改善された黒色ステンレス鋼板が製造される
ことを見い出した。以下に、本発明で使用するステンレ
ス鋼板に含まれる合金成分，含有量，酸化処理条件等を
説明する。
テンレス鋼板が塩素イオン等の腐食性イオンを含む環境
に曝されると、酸化皮膜の欠陥部を介して酸化皮膜／素
地界面の素地部分においてＦｅ等の元素が溶出し、腐食
が開始される。腐食の開始及び進行は、着色ステンレス
鋼板の酸化皮膜直下の部分におけるＣｒの貧化が大きい
ほど促進される。そこで、本発明者等は、酸化皮膜直下
のＣｒの貧化が少ない黒色ステンレス鋼を得るために、
種々の酸化処理条件を検討した。その結果、素地成分と
して１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜０．４０重量
％のＡｌを含むステンレス鋼を素材として用い、露点＋
１０℃以上の雰囲気で加熱酸化処理するとき、目標とす
る色調を呈し、Ｃｒ貧化の度合いが軽減される結果とし
て耐食性が改善された黒色ステンレス鋼板が製造される
ことを見い出した。以下に、本発明で使用するステンレ
ス鋼板に含まれる合金成分，含有量，酸化処理条件等を
説明する。
【０００９】先ず、着色ステンレス鋼板の耐食性と酸化
皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃度との関連を調査
した結果、Ｃｒ貧化域におけるＣｒ濃度が１１重量％未
満になると耐食性が著しく低下することが判った。した
がって、良好な耐食性を確保する上で、Ｃｒ貧化域にお
けるＣｒ濃度を１１重量％以上にすることが必要であ
る。Ｃｒ貧化域におけるＣｒ濃度は、素地のＡｌ含有
量，Ｃｒ含有量や酸化処理条件に影響される。Ｃｒ貧化
域において１１重量％以上のＣｒ濃度を確保するために
は、素材成分として１６重量％以上のＣｒ含有量が必要
である。Ｃｒ含有量が１６重量％に満たない素材では、
酸化処理条件を変更してもＣｒ貧化域におけるＣｒの濃
度を１１重量％以上に保つことができなくなる。
皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃度との関連を調査
した結果、Ｃｒ貧化域におけるＣｒ濃度が１１重量％未
満になると耐食性が著しく低下することが判った。した
がって、良好な耐食性を確保する上で、Ｃｒ貧化域にお
けるＣｒ濃度を１１重量％以上にすることが必要であ
る。Ｃｒ貧化域におけるＣｒ濃度は、素地のＡｌ含有
量，Ｃｒ含有量や酸化処理条件に影響される。Ｃｒ貧化
域において１１重量％以上のＣｒ濃度を確保するために
は、素材成分として１６重量％以上のＣｒ含有量が必要
である。Ｃｒ含有量が１６重量％に満たない素材では、
酸化処理条件を変更してもＣｒ貧化域におけるＣｒの濃
度を１１重量％以上に保つことができなくなる。
【００１０】酸化処理でステンレス鋼板表面に形成され
る酸化皮膜は主としてＣｒの酸化物であるが、素材成分
に約１重量％程度までの濃度でＡｌが含まれていると、
酸化皮膜の内層にＡｌの酸化物が生成する。Ａｌの酸化
物の生成量は素材のＡｌ濃度に応じて高くなるが、０．
４重量％を超えるＡｌが含まれるとステンレス鋼板に表
面疵が発生し、表面性状が損なわれ易くなる。また、Ａ
ｌは、耐食性の改善にも有効な元素であり、その作用・
効果は０．０４重量％以上で顕著になる。本発明者等の
研究によるとき、Ａｌの酸化物が生成した内層がある
と、Ｃｒの貧化が抑制され、更にＡｌの酸化物が一定量
以上濃化していると１１重量％を下回るＣｒの貧化が防
止されることが判った。また、酸化皮膜の内層に酸化物
として含まれるＡｌの濃度が鋼成分としてのＡｌ濃度の
３．５倍以上になると、Ｃｒの貧化が効率よく抑制され
る。なお、酸化皮膜内層とは、酸化皮膜のうち、酸化皮
膜と素地との界面近くにある酸化皮膜の部分をいう。
る酸化皮膜は主としてＣｒの酸化物であるが、素材成分
に約１重量％程度までの濃度でＡｌが含まれていると、
酸化皮膜の内層にＡｌの酸化物が生成する。Ａｌの酸化
物の生成量は素材のＡｌ濃度に応じて高くなるが、０．
４重量％を超えるＡｌが含まれるとステンレス鋼板に表
面疵が発生し、表面性状が損なわれ易くなる。また、Ａ
ｌは、耐食性の改善にも有効な元素であり、その作用・
効果は０．０４重量％以上で顕著になる。本発明者等の
研究によるとき、Ａｌの酸化物が生成した内層がある
と、Ｃｒの貧化が抑制され、更にＡｌの酸化物が一定量
以上濃化していると１１重量％を下回るＣｒの貧化が防
止されることが判った。また、酸化皮膜の内層に酸化物
として含まれるＡｌの濃度が鋼成分としてのＡｌ濃度の
３．５倍以上になると、Ｃｒの貧化が効率よく抑制され
る。なお、酸化皮膜内層とは、酸化皮膜のうち、酸化皮
膜と素地との界面近くにある酸化皮膜の部分をいう。
【００１１】Ａｌの酸化物の濃化がＣｒの貧化を抑制す
る作用は、次のように推察される。Ａｌを添加していな
い材料では、Ｃｒのみが酸化されるためＣｒの貧化が大
きくなる。他方、Ａｌを合金成分として含むステンレス
鋼では、Ａｌの酸化物が酸化皮膜の内層に形成され、そ
の分だけＣｒの貧化が抑制される。また、酸化皮膜の内
層にＡｌの酸化物が形成されることにより酸化皮膜が緻
密になり、腐食イオンの侵入に対する保護的効果が発揮
され、耐食性も向上する。このように、本発明において
は、ステンレス鋼に合金成分としてＡｌを添加し、酸化
皮膜の内層にＡｌの酸化物を形成させ、酸化皮膜直下に
おいてＣｒ濃度が１１重量％を下回るようなＣｒの貧化
を抑制している。これにより、耐食性に優れた黒色ステ
ンレス鋼板が得られる。
る作用は、次のように推察される。Ａｌを添加していな
い材料では、Ｃｒのみが酸化されるためＣｒの貧化が大
きくなる。他方、Ａｌを合金成分として含むステンレス
鋼では、Ａｌの酸化物が酸化皮膜の内層に形成され、そ
の分だけＣｒの貧化が抑制される。また、酸化皮膜の内
層にＡｌの酸化物が形成されることにより酸化皮膜が緻
密になり、腐食イオンの侵入に対する保護的効果が発揮
され、耐食性も向上する。このように、本発明において
は、ステンレス鋼に合金成分としてＡｌを添加し、酸化
皮膜の内層にＡｌの酸化物を形成させ、酸化皮膜直下に
おいてＣｒ濃度が１１重量％を下回るようなＣｒの貧化
を抑制している。これにより、耐食性に優れた黒色ステ
ンレス鋼板が得られる。
【００１２】酸化皮膜の組成制御及び酸化皮膜直下のＣ
ｒの貧化抑制は、通常の大気雰囲気よりも露点が高い雰
囲気で酸化処理することにより可能となる。露点が高い
雰囲気，すなわち水蒸気分圧が高い雰囲気で酸化処理す
ると、Ａｌが優先的に酸化され、酸化皮膜内層に酸化物
としての濃縮が促進される。他方、Ｃｒの酸化が抑えら
れ、酸化皮膜直下のＣｒ濃度が１１重量％以上に保持さ
れる。酸化処理時の雰囲気は、露点＋１０℃以上に調節
する必要がある。露点が＋１０℃未満の雰囲気では酸化
性が低く、酸化皮膜内層におけるＡｌの酸化物としての
濃化が少なくなり、それに伴って酸化皮膜直下における
Ｃｒの貧化が促進される。また、酸化処理温度は、酸化
皮膜を適正に成長させ、目標とする黒色系の色調を得る
ために９００℃以上の温度に設定される。酸化処理温度
が９００℃を下回ると、酸化皮膜の成長が遅く、黒色系
の色調を得るために長時間の加熱が必要になることか
ら、生産能率が低下する。
ｒの貧化抑制は、通常の大気雰囲気よりも露点が高い雰
囲気で酸化処理することにより可能となる。露点が高い
雰囲気，すなわち水蒸気分圧が高い雰囲気で酸化処理す
ると、Ａｌが優先的に酸化され、酸化皮膜内層に酸化物
としての濃縮が促進される。他方、Ｃｒの酸化が抑えら
れ、酸化皮膜直下のＣｒ濃度が１１重量％以上に保持さ
れる。酸化処理時の雰囲気は、露点＋１０℃以上に調節
する必要がある。露点が＋１０℃未満の雰囲気では酸化
性が低く、酸化皮膜内層におけるＡｌの酸化物としての
濃化が少なくなり、それに伴って酸化皮膜直下における
Ｃｒの貧化が促進される。また、酸化処理温度は、酸化
皮膜を適正に成長させ、目標とする黒色系の色調を得る
ために９００℃以上の温度に設定される。酸化処理温度
が９００℃を下回ると、酸化皮膜の成長が遅く、黒色系
の色調を得るために長時間の加熱が必要になることか
ら、生産能率が低下する。
【００１３】本発明で使用するステンレス鋼板には、Ｃ
ｒ及びＡｌの外にＭｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｖ等
の１種又は２種以上を含むことができる。これらの元素
を添加することにより、素材の耐食性や酸化皮膜の保護
能を向上させることができると共に、黒色ステンレス鋼
の耐食性を更に改善することができる。なお、本発明で
使用するステンレス鋼板は、鋼種に制約を受けるもので
はなく、フェライト系，オーステナイト系，二相系，析
出硬化系等の各種ステンレス鋼板が使用可能である。
ｒ及びＡｌの外にＭｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｖ等
の１種又は２種以上を含むことができる。これらの元素
を添加することにより、素材の耐食性や酸化皮膜の保護
能を向上させることができると共に、黒色ステンレス鋼
の耐食性を更に改善することができる。なお、本発明で
使用するステンレス鋼板は、鋼種に制約を受けるもので
はなく、フェライト系，オーステナイト系，二相系，析
出硬化系等の各種ステンレス鋼板が使用可能である。
【００１４】
【実施例】表１に示した組成をもつステンレス鋼を溶製
し、鍛造，熱延，冷延を経て板厚０．３ｍｍの冷延鋼板
を製造した。なお、鋼種Ａは、耐食性に及ぼすＡｌ含有
量の影響を調査するため、素地のＡｌ含有量が本発明で
規定した範囲を下回る材料である。
し、鍛造，熱延，冷延を経て板厚０．３ｍｍの冷延鋼板
を製造した。なお、鋼種Ａは、耐食性に及ぼすＡｌ含有
量の影響を調査するため、素地のＡｌ含有量が本発明で
規定した範囲を下回る材料である。
【００１５】
【００１６】各ステンレス冷延鋼板を５％Ｏ2 −９５％
Ｎ2 雰囲気及び大気雰囲気中で酸化処理した。このと
き、雰囲気の露点を０〜＋４０℃の範囲で種々変化させ
た。また、酸化処理時の到達温度を１０００℃に設定
し、９００〜１０００℃の温度域における加熱時間を鋼
種Ａ，Ｂでは１００秒，鋼種Ｃでは９０秒とすることに
より、目標とする黒色系の酸化皮膜がステンレス鋼板表
面に形成された。酸化処理された各ステンレス鋼板につ
いて、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃度，酸
化皮膜内層における酸化物としてのＡｌの濃化を調査し
た。Ｃｒの貧化及びＡｌの濃化は、グロー放電発光分析
法により表面分析し、各元素の深さ方向に関するプロフ
ァイルから求めた。
Ｎ2 雰囲気及び大気雰囲気中で酸化処理した。このと
き、雰囲気の露点を０〜＋４０℃の範囲で種々変化させ
た。また、酸化処理時の到達温度を１０００℃に設定
し、９００〜１０００℃の温度域における加熱時間を鋼
種Ａ，Ｂでは１００秒，鋼種Ｃでは９０秒とすることに
より、目標とする黒色系の酸化皮膜がステンレス鋼板表
面に形成された。酸化処理された各ステンレス鋼板につ
いて、酸化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃度，酸
化皮膜内層における酸化物としてのＡｌの濃化を調査し
た。Ｃｒの貧化及びＡｌの濃化は、グロー放電発光分析
法により表面分析し、各元素の深さ方向に関するプロフ
ァイルから求めた。
【００１７】また、次の（１）〜（３）ステップを１サ
イクルとする塩乾湿複合サイクル試験を１０サイクル行
い、試験後の発銹率で耐食性を評価した。 （１）５％ＮａＣｌ水溶液の噴霧１５分 （２）６０℃，３０％ＲＨでの乾燥状態保持６０分 （３）５０℃，９０％ＲＨでの湿潤状態保持１８０分 調査結果を示す表２にみられるように、露点＋１０℃以
上の雰囲気で酸化処理したものでは、酸化皮膜直下にお
けるＣｒ貧化域のＣｒ濃度が１１重量％以上になってい
た。この条件下で酸化皮膜内層におけるＡｌ量が素地の
Ａｌ量の３．５倍以上になっているステンレス鋼板は、
Ｌ* ≦５５以下，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範
囲にある黒色度を呈する色調が得られ、優れた耐食性を
呈していた。これに対し、Ｃｒ貧化域のＣｒ濃度が１１
重量％を下回るようになった或いは酸化皮膜内層におけ
るＡｌ量が素地のＡｌ量の３．５倍に達しないもので
は、鋼種Ａ〜Ｃの何れにおいても耐食性が劣っていた。
イクルとする塩乾湿複合サイクル試験を１０サイクル行
い、試験後の発銹率で耐食性を評価した。 （１）５％ＮａＣｌ水溶液の噴霧１５分 （２）６０℃，３０％ＲＨでの乾燥状態保持６０分 （３）５０℃，９０％ＲＨでの湿潤状態保持１８０分 調査結果を示す表２にみられるように、露点＋１０℃以
上の雰囲気で酸化処理したものでは、酸化皮膜直下にお
けるＣｒ貧化域のＣｒ濃度が１１重量％以上になってい
た。この条件下で酸化皮膜内層におけるＡｌ量が素地の
Ａｌ量の３．５倍以上になっているステンレス鋼板は、
Ｌ* ≦５５以下，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範
囲にある黒色度を呈する色調が得られ、優れた耐食性を
呈していた。これに対し、Ｃｒ貧化域のＣｒ濃度が１１
重量％を下回るようになった或いは酸化皮膜内層におけ
るＡｌ量が素地のＡｌ量の３．５倍に達しないもので
は、鋼種Ａ〜Ｃの何れにおいても耐食性が劣っていた。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の黒色ス
テンレス鋼板は、１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜
０．４０重量％のＡｌを含むステンレス鋼を素地とし、
素地表面に形成された酸化皮膜直下におけるＣｒ貧化域
のＣｒ濃度を１１重量％以上とし、酸化皮膜内層のＡｌ
の酸化物として存在するＡｌの濃度を素地のＡｌ濃度に
比較して３．５倍以上にしている。これにより、屋根
材，外装材等の建築部材や家電製品部材，排ガス部材等
として広範な用途で使用される耐食性に優れた黒色ステ
ンレス鋼板が得られる。
テンレス鋼板は、１６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜
０．４０重量％のＡｌを含むステンレス鋼を素地とし、
素地表面に形成された酸化皮膜直下におけるＣｒ貧化域
のＣｒ濃度を１１重量％以上とし、酸化皮膜内層のＡｌ
の酸化物として存在するＡｌの濃度を素地のＡｌ濃度に
比較して３．５倍以上にしている。これにより、屋根
材，外装材等の建築部材や家電製品部材，排ガス部材等
として広範な用途で使用される耐食性に優れた黒色ステ
ンレス鋼板が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白山 和 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 １６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜
０．４０重量％のＡｌを含むステンレス鋼を素地とし、
該ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形成されており、酸
化皮膜直下のＣｒ貧化域におけるＣｒ濃度が１１重量％
以上、酸化皮膜内層に酸化物として存在するＡｌの濃度
が素地ステンレス鋼のＡｌ濃度の３．５倍以上であるこ
とを特徴とする耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板。 - 【請求項２】 １６重量％以上のＣｒ及び０．０４〜
０．４０重量％のＡｌを含むステンレス鋼板を露点＋１
０℃以上の雰囲気中で９００℃以上の温度に加熱し、酸
化物として存在するＡｌの濃度が素地ステンレス鋼のＡ
ｌ濃度の３．５倍以上である酸化皮膜を形成させること
を特徴とする耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板の製造
方法。
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|---|---|---|---|
| JP07383697A JP3770995B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07383697A JP3770995B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265936A true JPH10265936A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3770995B2 JP3770995B2 (ja) | 2006-04-26 |
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| JP07383697A Expired - Fee Related JP3770995B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 耐食性に優れた黒色ステンレス鋼板 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3770995B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019178392A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 日鉄日新製鋼株式会社 | 黒色ステンレス鋼板およびその製造方法 |
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| JP6307188B1 (ja) | 2017-02-23 | 2018-04-04 | 日新製鋼株式会社 | 黒色フェライト系ステンレス鋼板 |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP07383697A patent/JP3770995B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2019178392A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 日鉄日新製鋼株式会社 | 黒色ステンレス鋼板およびその製造方法 |
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