技術分野
ステンレス鋼の表面加工方法
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
特許文献1等に記載されたエッチング処理を利用した表面粗化技術では、結晶粒界が優先的にエッチングされることによって凹凸構造が形成される。そのため、凹凸構造の幅や高さなどのサイズはステンレス鋼の結晶粒径サイズに依存する。したがって、一般的なステンレス鋼の結晶粒径は10〜200μmであることから、凹凸構造のサイズを約10μm以下に形成するのは困難である。また、エッチング量を少なくして凸部の高さを低くすることも可能であるが、高さの低下とともに表面積が低下する。エッチング処理を利用した表面粗化技術で高さ5μmの微細構造を形成した場合には表面積は平滑面に対して14倍程度が限度であり、これよりも表面積を大きくすることは困難であった。
特許文献2では、サンドブラスト加工とエッチング処理を組み合わせることにより複雑な凹凸構造を形成可能であるが、ベースとなる大きな凹凸構造は直径約100μmの研磨材を用いたサンドブラスト加工により形成されるため凹凸構造のサイズを10μm以下に形成するのは困難である。
そこで、本発明は、ステンレス鋼の表面に微細で且つ高表面積な凹凸構造(粗化面)を形成するステンレス鋼の表面加工方法を提供する。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明は課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、本発明のステンレス鋼の表面加工方法は、ステンレス鋼の表面に微細構造を形成するものであって、ステンレス鋼の表面内部の結晶粒を微細化する結晶粒微細化処理を施す第一の工程と、前記第一の工程の後に、エッチング処理液でステンレス鋼の表面を粗化エッチングする第二の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
本発明によれば、ステンレス鋼に微細で且つ高表面積な凹凸構造(粗化面)の形成が可能なステンレス鋼の表面加工方法を提供することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】表面微細構造形成プロセスの概略図である。
【図2】表面微細構造形成プロセスにおける基材の断面図である。
【図3】表面微細構造の表面と断面SEM像および表面積比の結果である。
【図4】結晶粒微細化処理後の断面結晶観察の結果である。
【図5】表面微細構造形成前後の不動態被膜評価の結果である。
【図6】表面微細構造形成前後の耐食性評価の結果である。
【図7】実施例2に係るシェルアンドチューブ型熱交換器の構造図である。
100 ステンレス鋼
101 微細結晶層
102 置換析出金属
R1 結晶粒微細化処理後の凹凸構造
R2 粗化エッチング処理後の凹凸構造
R3 置換析出金属除去処理後の凹凸構造
200 シェル
201 伝熱管
202 管板
203 微細構造体
204 空気
205 ノズル
206 水蒸気
207 ノズル
208 水室
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