JPS5826431B2 - Aluminum plating method on the surface of ferrous materials - Google Patents
Aluminum plating method on the surface of ferrous materialsInfo
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- JPS5826431B2 JPS5826431B2 JP53008491A JP849178A JPS5826431B2 JP S5826431 B2 JPS5826431 B2 JP S5826431B2 JP 53008491 A JP53008491 A JP 53008491A JP 849178 A JP849178 A JP 849178A JP S5826431 B2 JPS5826431 B2 JP S5826431B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は鉄系材表面にアルミニウムメッキを施す方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for applying aluminum plating to the surface of an iron-based material.
自動車等のエンジンから排出される排気ガス中に含まれ
ている未燃焼有害成分を再燃焼によって除去するために
排気系に設けるサーマルリアクタは高温耐食性が要求さ
れるので、鉄系材表面に高温耐食性を付与する方法とし
て、鉄系材をアルミニウムまたはアルミニウム合金から
なる溶湯中に浸漬することによって、鉄系材の表面にア
ルミニウムを溶融メッキすることが知られている(たと
えば特公昭50−36421号公報参照)。The thermal reactor installed in the exhaust system to remove unburned harmful components contained in the exhaust gas emitted from automobile engines by re-combustion is required to have high-temperature corrosion resistance. As a method for imparting this, it is known to hot-dip plate aluminum on the surface of an iron-based material by immersing the iron-based material in a molten metal made of aluminum or aluminum alloy (for example, Japanese Patent Publication No. 50-36421) reference).
上記公知の方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合
金を溶融した溶湯を使用するものであるから、高価な溶
湯設備を必要とし、取扱いが厄介であり、しかもメッキ
層の厚みを制御することが困難であった。Since the above-mentioned known method uses molten aluminum or aluminum alloy, it requires expensive molten metal equipment, is difficult to handle, and is difficult to control the thickness of the plating layer. .
また、鉄系材表面に高温耐食性を付与する方法として、
排ガス処理装置の耐熱部材を構成する鉄系材表面に、水
性のセラミックバインタ、アルミニウム粉末、リン酸、
クロム酸を含有した懸濁液を被覆して加熱乾燥したのち
、組立後の前記排気ガス処理装置内に排ガスを通過させ
て、前記排ガス中の残存酸素とアルミニウムとの結合に
よりアルミナを主成分とする拡散層を形成するようにし
た排ガス処理装置用耐熱耐食部材の製造法(特開昭52
−108344号公報参照)が提案されているが、上記
提案の耐食部材は、その表面が多孔性のセラミックで被
覆されているのでアルミニウムはほとんど酸化され、従
ってアルミニウム自体の有する高温耐食性は失なわれて
いるものと考えられる。In addition, as a method of imparting high temperature corrosion resistance to the surface of iron-based materials,
Water-based ceramic binder, aluminum powder, phosphoric acid,
After coating with a suspension containing chromic acid and drying by heating, the exhaust gas is passed through the assembled exhaust gas treatment device, and the remaining oxygen in the exhaust gas combines with aluminum to convert alumina into a main component. Method for manufacturing heat-resistant and corrosion-resistant members for exhaust gas treatment equipment in which a diffusion layer is formed
However, since the surface of the corrosion-resistant member proposed above is coated with porous ceramic, most of the aluminum is oxidized, and therefore the high-temperature corrosion resistance of the aluminum itself is not lost. It is thought that the
この発明は、上記従来の方法の欠点を除去した鉄系材表
面へのアルミニウムメッキ方法を提供するものである。The present invention provides a method for plating aluminum on the surface of a ferrous material, which eliminates the drawbacks of the conventional methods described above.
すなわちこの発明は、ステンレス鋼表面に、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の粉末50〜90重重量型、
酢酸ビニル樹脂もしくはメタクリレート樹脂10〜50
重量φとを含有する塗液を塗布したのち乾燥してアルミ
ニウム含有の樹脂塗膜を形成し、次いでアルミニウムま
たはアルミニウム合金の融点以上に加熱することを特徴
とする鉄系材表面へのアルミニウムメッキ方法である。That is, this invention applies aluminum or aluminum alloy powder of 50 to 90% weight to the surface of stainless steel.
Vinyl acetate resin or methacrylate resin 10-50
A method for plating aluminum on the surface of a ferrous material, characterized by applying a coating liquid containing a weight of φ, drying it to form an aluminum-containing resin coating, and then heating it above the melting point of aluminum or aluminum alloy. It is.
この発明においてステンレス鋼表面に塗布する塗液は、
アルミニウムまたはアルミニウム合金(以下特に断わり
のない限りアルミニウム系金属という)の粉末と、溶剤
可溶性の合成樹脂と、該合成樹脂の溶剤とからなるもの
である。In this invention, the coating liquid applied to the stainless steel surface is
It consists of powder of aluminum or aluminum alloy (hereinafter referred to as aluminum-based metal unless otherwise specified), a solvent-soluble synthetic resin, and a solvent for the synthetic resin.
上記の合成樹脂は、分解燃焼温度が高く、燃焼速度が緩
慢なものが選ばれ、このような合成樹脂として酢酸ビニ
ル樹脂、メタクリレート樹脂が好適である。The above-mentioned synthetic resins are selected from those having a high decomposition combustion temperature and a slow combustion rate, and vinyl acetate resins and methacrylate resins are suitable as such synthetic resins.
これら合成樹脂の溶剤としては、アセトン、酢酸ブチル
、シンナーなどおよび水性エマルジョンに対する水があ
げられる。Solvents for these synthetic resins include acetone, butyl acetate, thinner, and water for aqueous emulsions.
塗液に配合されるアルミニウム系金属の粉末は、粒状で
あってその粒径は10〜500μのものが好ましい。The aluminum-based metal powder blended into the coating liquid is preferably granular and has a particle size of 10 to 500 microns.
粒径が10μ未満のものは加熱中に全体が酸化してしま
う恐れがあり、また粒径が500μを越えると塗液の保
存中にアルミニウムなどが沈降して好ましくない。If the particle size is less than 10 μm, there is a risk that the entire coating will be oxidized during heating, and if the particle size exceeds 500 μm, aluminum etc. will precipitate during storage of the coating solution, which is undesirable.
上記アルミニウム合金トしては、Al−Cr(Cr2〜
5%、融点800℃)、Al−8i(Si5〜10饅、
融点580℃)などでそのA1割合が90重量φ以上の
ものである。The above aluminum alloys include Al-Cr (Cr2~
5%, melting point 800°C), Al-8i (Si5-10,
(melting point: 580°C), and the A1 ratio is 90 weight φ or more.
塗液中に含有されるアルミニウム系金属と上記合成樹脂
との割合は、前者が50〜90重量多、後者が10〜5
0重量φである。The ratio of the aluminum-based metal and the synthetic resin contained in the coating liquid is 50-90% by weight for the former and 10-5% by weight for the latter.
0 weight φ.
前者の割合が50重量φ未満では均一なアルミニウム金
属系メッキ層を得ることが困難であり、これに反し90
重重量型越える場合は、結合剤としての合成樹脂量が少
なくなって塗液の塗布作業が困難となる。If the ratio of the former is less than 50 weight φ, it is difficult to obtain a uniform aluminum metal plating layer;
If the weight exceeds the heavy weight type, the amount of synthetic resin as a binder will be reduced, making it difficult to apply the coating liquid.
塗液中の溶剤量は、塗液をステンレス鋼面に塗布し削イ
ように塗液の粘度を調整するものであり、また塗液の粘
度は、塗液の塗布方法、たとえばスプレー法、刷毛塗り
法などに応じて適宜に設定される。The amount of solvent in the coating liquid is to adjust the viscosity of the coating liquid so that it can be applied and scraped onto the stainless steel surface. It is set appropriately depending on the coating method, etc.
ステンレス鋼面に塗布される塗液量は、ステンレス鋼面
に形成されるアルミニウム系メッキ層の所望する厚みに
応じて任意に決定される。The amount of coating liquid applied to the stainless steel surface is arbitrarily determined depending on the desired thickness of the aluminum-based plating layer to be formed on the stainless steel surface.
上記のように塗液を塗布したステンレス鋼は、塗液中の
溶剤が蒸発する程度の温度に加熱されて、ステンレス鋼
表面にアルミニウム系金属を含む樹脂塗膜が形成される
。The stainless steel coated with the coating liquid as described above is heated to a temperature that evaporates the solvent in the coating liquid, and a resin coating film containing an aluminum metal is formed on the surface of the stainless steel.
次いで表面に樹脂塗膜を形成したステンレス鋼を、アル
ミニウム系金属の融点以上の温度、好ましくは加熱雰囲
気温度が融点より約100℃以上高い温度でアルミニウ
ム系金属が完全に溶融するに至るまで加熱する。Next, the stainless steel with the resin coating formed on the surface is heated at a temperature higher than the melting point of the aluminum metal, preferably at a temperature in the heating atmosphere that is approximately 100°C or more higher than the melting point, until the aluminum metal is completely melted. .
この加熱によって塗膜中の樹脂は空気中の酸素と反応し
て分解、飛散されるが、この際、樹脂の燃焼速度が遅い
ためアルミニウム系金属が完全に溶融するに至るまでは
、周辺の酸素は樹脂の燃焼に消費されてその周辺は中性
または還元性の雰囲気となり、アルミニウムの酸化が防
止され、かつステンレス鋼中へのアルミニウムの拡散が
促進される。Due to this heating, the resin in the coating film reacts with oxygen in the air and is decomposed and scattered, but at this time, because the burning rate of the resin is slow, the surrounding oxygen is consumed in the combustion of the resin, creating a neutral or reducing atmosphere around it, which prevents oxidation of aluminum and promotes the diffusion of aluminum into stainless steel.
その結果、ステンレス鋼の表面にはアルミニウム拡散層
を介してアルミニウム系金属がメッキされるのである。As a result, the surface of the stainless steel is plated with aluminum metal through the aluminum diffusion layer.
このアルミニウム系メッキ層の厚みは、上記したように
塗液の塗布量によって定められる。The thickness of this aluminum-based plating layer is determined by the amount of coating liquid applied, as described above.
次にこの発明のアルミニウムメッキ方法による効果を列
記すると下記のとおりである。Next, the effects of the aluminum plating method of the present invention are listed below.
(1) メッキ層を形成するに際してアルミニウム系
金属の酸化が少なく、高温耐食性の優れたメッキ層が得
られる。(1) When forming a plating layer, there is little oxidation of the aluminum metal, and a plating layer with excellent high-temperature corrosion resistance can be obtained.
(2)メッキ層の厚さを任意に制御することができる。(2) The thickness of the plating layer can be controlled arbitrarily.
(3)複雑な形状のものに対しても均一なメッキ層が得
られる。(3) A uniform plating layer can be obtained even for objects with complicated shapes.
(4)アルミニウム系金属を溶融するための高価な溶湯
設備が不要であり、低コストで処理できる。(4) Expensive molten metal equipment for melting aluminum-based metals is not required, and processing can be performed at low cost.
実施例 1
アルミニウム粉末(粒径50μ)80重量部、酢酸ビニ
ル樹脂20重量部および溶剤としてのアセトンを混合撹
拌して塗液を調製した。Example 1 A coating liquid was prepared by mixing and stirring 80 parts by weight of aluminum powder (particle size: 50 μm), 20 parts by weight of vinyl acetate resin, and acetone as a solvent.
この塗液をステンレス鋼板の表面に塗布したのた常泥で
乾燥して溶剤を蒸発させてアルミニウム粉末を含んだ樹
脂塗膜(厚さ100μ)を形成した。This coating liquid was applied to the surface of a stainless steel plate and dried with ordinary mud to evaporate the solvent to form a resin coating film (thickness 100 μm) containing aluminum powder.
この樹脂塗膜を形成した試料を20℃から800℃に至
るまで2時間かかつて刃口熱し、その際の試料の重量変
化の結果を第1図の31第2図のグラフに示した。The sample on which this resin coating was formed was heated at the edge of the blade from 20°C to 800°C for 2 hours, and the results of the change in weight of the sample at that time are shown in the graphs in Figure 1 and Figure 2.
このグラフに示されるように試料の重量は250℃付近
から急激に減少するが、これは樹脂の分解が急激に進ん
でいることを示し、更に昇温すると樹脂の分解が完全に
進み600℃で重量は最小値を示すが、その後の刃口熱
によりアルミニウムが若干酸化されて重量が増訓するこ
とを示している。As shown in this graph, the weight of the sample decreases rapidly from around 250℃, which indicates that the decomposition of the resin is progressing rapidly.As the temperature increases further, the resin decomposes completely and reaches 600℃. Although the weight shows the minimum value, the aluminum is slightly oxidized due to the subsequent heat at the cutting edge, which indicates that the weight increases.
実施例 2
Si6%含有のアルミニウム合金粉末(粒径62μ)7
0重量部、メククリレート樹脂30重量部および溶剤と
してシンナーを混合撹拌して塗液を調製した。Example 2 Aluminum alloy powder containing 6% Si (particle size 62 μ) 7
A coating liquid was prepared by mixing and stirring 0 parts by weight of meccrylate resin, 30 parts by weight of meccrylate resin, and thinner as a solvent.
塗液をステンレス鋼板の表面に塗布したのち常温で乾燥
した溶剤を蒸発させてアルミニウム合金粉末を含んだ樹
脂塗膜(厚さ100μ)を形成した。After the coating liquid was applied to the surface of a stainless steel plate, the solvent was dried at room temperature and evaporated to form a resin coating film (thickness: 100 μm) containing aluminum alloy powder.
この試料を実施例1と同様の条件で加熱した際の試料の
重量変化の結果を第1図のbのグラフに示した。The results of the change in weight of the sample when this sample was heated under the same conditions as in Example 1 are shown in the graph of b in FIG.
このように加熱して得られたものは、ステンレス鋼板と
アルミニウム合金粉末とが金属的に反応し、表面には一
様なアルミニウム合金メッキ層が形成されるとともに、
その内部には5〜10μのアルミニウム拡散層が形成さ
れている。In the product obtained by heating in this way, the stainless steel plate and the aluminum alloy powder react metallically, and a uniform aluminum alloy plating layer is formed on the surface.
An aluminum diffusion layer with a thickness of 5 to 10 μm is formed inside it.
なお、試料の重量変化率は実施例1の酢酸ビニルの場合
とほぼ同じ変化特性を示す。Note that the weight change rate of the sample shows almost the same change characteristics as in the case of vinyl acetate in Example 1.
第1図はこの発明の実施例1,2における試料の加熱上
昇温度と試料の重量変化量を示すグラフ、第2図は加熱
上昇温度に対する試料の重量変化率を示すグラフである
。FIG. 1 is a graph showing the heating temperature increase of the sample and the amount of weight change of the sample in Examples 1 and 2 of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the weight change rate of the sample with respect to the heating temperature rise.
Claims (1)
ウム合金の粉末50〜90重量優と、酢酸ビニル樹脂も
しくはメタクリレート樹脂10〜sO重量φとを含有す
る塗液を塗布したのち乾燥ジチアルミニウム含有の樹脂
塗膜を形成し、次いでアルミニウムまたはアルミニウム
合金の融点以上に加熱することを特徴とする鉄系材表面
へのアルミニウムメッキ方法。 2 アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末が粒径
10〜500μである特許請求の範囲第1項記載の鉄系
材表面゛へのアルミニウムメッキ方法。 3 アルミニウム合金がAl−Cr系またはAl−8i
系である特許請求の範囲第1項ないし第2項のいずれか
に記載の鉄系材表面へのアルミニウムメッキ方法。[Scope of Claims] 1. After applying a coating liquid containing 50 to 90 weight of aluminum or aluminum alloy powder and 10 to sO weight φ of vinyl acetate resin or methacrylate resin to the surface of stainless steel, dry dithialuminum-containing coating is applied. 1. A method for plating aluminum on the surface of a ferrous material, the method comprising forming a resin coating film on the surface of the iron-based material, and then heating the material to a temperature above the melting point of the aluminum or aluminum alloy. 2. The method of aluminum plating on the surface of a ferrous material according to claim 1, wherein the aluminum or aluminum alloy powder has a particle size of 10 to 500 μm. 3 Aluminum alloy is Al-Cr type or Al-8i
A method of aluminum plating on a surface of an iron-based material according to any one of claims 1 to 2, which is a metal-based material.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53008491A JPS5826431B2 (en) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | Aluminum plating method on the surface of ferrous materials |
| US06/005,914 US4228203A (en) | 1978-01-27 | 1979-01-23 | Method of forming aluminum coating layer on ferrous base alloy workpiece |
| DE2903080A DE2903080C2 (en) | 1978-01-27 | 1979-01-26 | Method for forming an Al layer on a workpiece made of an iron alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53008491A JPS5826431B2 (en) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | Aluminum plating method on the surface of ferrous materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54101723A JPS54101723A (en) | 1979-08-10 |
| JPS5826431B2 true JPS5826431B2 (en) | 1983-06-02 |
Family
ID=11694577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53008491A Expired JPS5826431B2 (en) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | Aluminum plating method on the surface of ferrous materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826431B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542048A (en) * | 1983-07-07 | 1985-09-17 | Inland Steel Company | Powder metal and/or refractory coated ferrous metals |
| US7332024B2 (en) * | 2004-04-29 | 2008-02-19 | General Electric Company | Aluminizing composition and method for application within internal passages |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52133836A (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-09 | Nippon Steel Corp | Method of producing alitized steel member and steel plate |
-
1978
- 1978-01-27 JP JP53008491A patent/JPS5826431B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54101723A (en) | 1979-08-10 |
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