JP2001226746A - マンガン合金鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理やメッキ処理等の表面処理を不要とす
ることができる耐蝕性を備えているとともに、耐磨耗性
や加工表面の面粗度に優れた特性を有する新規の鋼材を
提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．０５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：
０．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：６．０〜２５ｗｔ％、Ｐ：
０．０５ｗｔ％以下、Ｓ：０．３５ｗｔ％以下、Ｃｕ：
０〜３．０ｗｔ％、Ｎｉ：０〜５．０ｗｔ％、Ｃｒ：
５．０〜２０．０ｗｔ％、Ｍｏ：０〜３．０ｗｔ％、
Ｎ：０．０４〜０．３０ｗｔ％、Ａｌ：０．１０ｗｔ％
以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、
内部に、幅が３μｍ以下で、長さが４０μｍ以下の形状
のものが９０％以上を占める非金属介在物ＭｎＳが微細
分散されているマンガン合金鋼である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマンガン合金鋼に係
り、特に、機器内部の部品の素材として好適な合金鋼に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＯＡ関連機器、モータ、自動
車、建築機材等の部品構成材料として、メッキ処理、浸
炭窒化処理などを前提とした鋼材若しくは各種ステンレ
ス鋼材が使用されている。これらの鋼材は、用途によっ
て耐蝕性、耐磨耗性，及び高強度を実現するための表面
処理、又はそれらに関連する表面加工処理が施されてい
た。

【０００３】また、上記鋼材を用いた部品は切削により
目的形状に加工されることが多いが、その切削加工面は
粗面化することから、面粗度の要求に応じて、さらに研
削加工やバニシング加工等の表面加工が必要とされてお
り、熱処理や上記の浸炭・窒化などの表面処理を施した
場合にも歪みや面粗度の劣化が発生するため、これらを
矯正するためにも、再度、部品に対して表面加工をする
ことが必要であった。さらに、これらの表面処理、表面
加工処理を施す際には、取扱い時の疵防止に細心の注意
が必要とされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような部品の素
材となる鋼材、或いは、表面処理においては、ステンレ
ス鋼のように高価な材料には価格的に問題があり、メッ
キ処理には環境的に問題を生ずる可能性があり、浸炭焼
入れ、窒化処理等の熱処理には歪みが発生することによ
る形状精度の不良を生ずる可能性があるなどの問題点が
ある。さらに、軸材やネジ等の量産時に使用される自動
旋盤の加工領域においては低周速、低送り、高肉厚で切
削面の面粗度を一定水準以下に維持することが困難であ
る。例えば、ＳＵＳ３０３が被削材である場合、切削面
が初期的にはＲｙ３μｍ前後と良好であるが、被削材が
Ｎｉを８％と多く含有しているため、ガイドブッシュを
有するスイス型自動旋盤ではガイドブッシュのかじり現
象が常に問題となり、面粗度の劣化は避けられない。

【０００５】従来にあっても、上記のような問題点を解
決するいくつかの材料が提案されている。例えば、特開
昭５５−９４４６４号公報には、Ｃ：０．５ｗｔ％以
下、Ｓｉ：２．０ｗｔ％以下、Ｍｎ：７〜４０ｗｔ％、
Ｃａ：０．０００５〜０．０２００％を含有し、酸化物
組成を規定した、被削性の良好な低炭素高マンガン鋼が
提案されている。また、特開昭５５−７６０４２号公報
には、Ｃ：２．０％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：
７〜４０％、Ｃａ：０．０００５〜０．０２００％を含
有し、酸化物組成を規定した、被削性の良好な高炭素高
マンガン鋼が提案されている。

【０００６】しかしながら、これらの材料は、耐蝕性や
耐磨耗性などの点で十分でなく、また、切削性に関して
もＣａを添加させて介在物組成を制御することで被削性
を改善させることを目的とした技術であるため、浸炭・
窒化等の熱処理やメッキ処理などの表面処理を省略する
ことができないという問題点がある。

【０００７】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、熱処理やメッキ処理等の表面処理
を不要とすることができる耐蝕性を備えているととも
に、耐磨耗性や加工表面の面粗度に優れた特性を有する
新規の鋼材を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】通常、マンガン合金鋼に
おいては、鋼材中にＭｎＳの粒隗が析出する場合があ
る。このＭｎＳの粒隗が鋼材中に分散して存在している
と、切削抵抗を低減する効果がある。特に、切削性を大
きく改善するにはＭｎＳのアスペクト比（長さ／幅）を
小さくする必要がある。しかし、加工表面にＭｎＳが残
存していると、その部分から腐食が進行するため、アス
ペクト比が小さくても、ＭｎＳの粒隗の粒径が大きい
と、耐蝕性が低下したり、他部材に対する摩擦抵抗が大
きくなって耐磨耗性が悪化したりする。ここで、ＭｎＳ
の粒隗を小さくする方法としては鋼材中の酸素濃度或い
は酸化物量を制御する方法が知られているが、組成比率
や元素種の組み合わせによって必ずしも酸素量を制御す
ることが容易でない場合が多い。一般に組成範囲のマン
ガン合金鋼においては、ＭｎＳの粒隗の形成過程や鋼材
に対する圧延その他の塑性加工などに起因して、鋼材中
のＭｎＳの粒隗が細長形状になる場合が多い。したがっ
て、上記マンガン合金鋼の特性は、ＭｎＳの細長形状に
も影響されるものと考えることができる。本発明らは、
種々の検討及び実験を繰り返した結果、単なるＭｎＳの
粒径や数量ではなく、ＭｎＳの細長形状の形状分布に着
目し、本発明に至ったものである。

【０００９】第１の発明のマンガン合金鋼は、Ｃ：０．
０５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｍ
ｎ：６．０〜２５ｗｔ％、Ｐ：０．０５ｗｔ％以下、
Ｓ：０．３５ｗｔ％以下、Ｃｕ：０〜３．０ｗｔ％、Ｎ
ｉ：０〜５．０ｗｔ％、Ｃｒ：５．０〜２０．０ｗｔ
％、Ｍｏ：０〜３．０ｗｔ％、Ｎ：０．０４〜０．３０
ｗｔ％、Ａｌ：０．１０ｗｔ％以下を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避不純物からなり、内部に、幅が３μｍ以下
で、長さが４０μｍ以下の形状のものが９０％以上を占
める非金属介在物ＭｎＳが微細分散されていることを特
徴とする。

【００１０】本発明者らは、種々検討した結果、上記組
成範囲のマンガン合金鋼において、内部に分散形成され
る微細なＭｎＳの粒隗のうち、幅３μｍ以下、長さ４０
μｍ以下の範囲内のものが９０％以上を占める組織であ
れば、十分な耐蝕性及び耐磨耗性を有し、しかも、加工
表面の面粗度が良好であることを見出した。すなわち、
上記の組成範囲を有するマンガン合金鋼においては、内
部に存在するＭｎＳの粒隗の９０％以上について、幅
（長手方向と直交する方向の幅）と、長さ（長手方向の
長さ）とがそれぞれの所定寸法以下になる場合、十分な
切削性を確保した上で、耐蝕性、耐磨耗性の低下を抑制
し、しかも、加工表面の面粗度を良好にすることができ
ることを見出し、本発明を完成したものである。

【００１１】また、第２の発明は、上記と同じ組成範囲
のマンガン合金鋼において、平均幅が３μｍ以下で、平
均アスペクト比が４以上の細長形状の非金属介在物Ｍｎ
Ｓが微細分散されていることを特徴とする。

【００１２】上記組成の合金において、平均幅が３μｍ
以下で、平均アスペクト比（長さ／幅）が４以上の細長
形状のＭｎＳが微細分散されていることによって、加工
表面の面粗度がきわめて良好で、耐磨耗性も良好な鋼材
を提供できる。一般にＭｎＳの粒隗が小さく、アスペク
ト比が小さければ上述のように良好な特性が得られる
が、製造条件や組成によっては必ずしもＭｎＳの粒隗を
微細化することができない場合もある。しかし、本発明
者らは、ＭｎＳの粒隗が細長形状である場合、それらの
平均幅が所定寸法以下で、平均アスペクト比が所定数値
以上であれば、ＭｎＳの粒径（球形であるとした場合の
換算径）を必ずしも微細化しなくても、耐食性を確保し
た上で、加工表面の面粗度が著しく改善され、表面の摩
擦係数も低く、耐磨耗性の良好な鋼材が得られることを
見出したものである。

【００１３】上記各発明においては、上記細長形状のＭ
ｎＳは、面粗度や耐磨耗性が要求される表面に対してほ
ぼ平行な姿勢で微細分散されていることが、加工表面の
面粗度や耐磨耗性を向上させるという観点から見て好ま
しい。これは、特に、本発明の鋼材を用いた軸材、ネジ
材、その他の種々の部品を製造する上で重要である。

【００１４】なお、上記第１の発明と第２の発明は相互
に矛盾するものではなく、第１の発明の構成要件を満た
すと同時に、第２の発明の構成要件をも満たすものであ
ることが最も望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るマンガン合金
鋼の実施形態について詳細に説明する。最初に、本発明
の前提となるマンガン合金鋼の組成について説明する。

【００１６】Ｃ（炭素）：Ｃはオーステナイト組織を安
定化する元素であり、０．０５ｗｔ以上含有させる。し
かし、０．５０ｗｔ％を越えて含有させると、オーステ
ナイトの結晶粒界に炭化物が析出し、冷間加工性や耐蝕
性が低下する。したがって上限を０．５０ｗｔ％とし
た。加工後の硬さを調整するために好ましくは０．１０
〜０．３０ｗｔ％である。

【００１７】Ｓｉ（珪素）：Ｓｉは精錬工程での脱酸剤
として溶鋼中に添加されるが、過剰の添加は脱酸生成物
である非金属介在物を増加させ、鋼材の清浄性を劣化さ
せる。さらにＳｉはフェライト生成元素であるため、多
量に含有させるとオーステナイト組織が不安定になる。
したがって上限を０．５ｗｔ％とした。

【００１８】Ｍｎ（マンガン）：Ｍｎはオーステナイト
組織を安定化させる安価な元素であり、オーステナイト
組織を安定化するＮｉの含有量を減少させることができ
る。Ｎｉの代替としては、Ｍｎを６ｗｔ％以上含有させ
る。しかし、２５ｗｔ％を越えて含有させると熱間加工
性が著しく低下し、熱間圧延時に割れが発生する可能性
が増大するので好ましくない。従って上限を２５ｗｔ％
とした。これらの特性において、好ましくは６〜１５ｗ
ｔ％であり、さらに８〜１３ｗｔ％であることがより望
ましい。

【００１９】Ｐ（リン）：Ｐは有害元素であって意図的
に添加せず、できるだけ少ないほうがよい。Ｐは偏析を
起こしやすく、熱間加工性を悪化させるため、０．０５
ｗｔ％以下とした。

【００２０】Ｓ（硫黄）：Ｓは意図的に添加しなくても
よい。添加すれば切削性が改善される作用があるため、
被削性を求める場合には０．０５ｗｔ％以上の添加が望
ましい。しかし、０．３５ｗｔ％を越えて含有させる
と、熱間加工性や耐食性が劣化する。したがって、上限
を０．３５ｗｔ％とした。

【００２１】Ｃｕ（銅）：Ｃｕは添加しなくてもよい。
添加すれば冷間加工時にオーステナイト組織を安定化さ
せる作用がある。しかし、３ｗｔ％を越えて含有させる
と熱間加工性が著しく低下する。したがって３ｗｔ％以
下とした。

【００２２】Ｎｉ（ニッケル）：Ｎｉは所望添加元素で
あって、オーステナイト組織を安定にし、耐蝕性を改善
するのに有効な元素であるが、Ｎｉは高価であるため５
ｗｔ％を越えて含有させるとコストの上昇を招き好まし
くなく、また、環境への影響からも極力添加量を減少さ
せることが好ましい。したがって、オーステナイト組織
の安定性とコスト面に配慮してＮｉの含有量を５．０ｗ
ｔ％以下とした。

【００２３】Ｃｒ（クロム）：Ｃｒはフェライト生成元
素であるが、耐蝕性を付与するために必須な元素であ
る。耐蝕性を付与させるためには１０ｗｔ％以上を含有
させる必要があるが、耐候性を得る程度であれば５ｗｔ
％以上でよい。しかし、２０ｗｔ％を越えるとオーステ
ナイト組織の安定性が損なわれる。したがってＣｒ量を
５〜２０ｗｔ％とした。好ましくは１０〜２０ｗｔ％、
さらには１３〜１７ｗｔ％である。

【００２４】Ｍｏ（モリブデン）：Ｍｏは添加しなくて
もよい。添加すれば冷間加工時に加工誘起マルテンサイ
トの生成を抑制するため、冷間加工性の向上に有効で
す。しかし、Ｍｏはフェライト生成元素であるため、過
剰に添加するとオーステナイト組織が不安定になる。し
たがって３ｗｔ％以下とした。

【００２５】Ｎ（窒素）：Ｎは応力腐食割れを改善する
効果もあり、そのためには０．０４ｗｔ％以上含有させ
る必要がある。これにより、耐食性改善等を目的とした
Ｎｉ等の高価な元素の多量添加を回避することもでき
る。また、Ｎは窒化物を生成し、この窒化物により加工
硬化が得られ耐磨耗性が改善される。一方、Ｎが０．３
０ｗｔ％を越えるような鋼材を溶解することは困難であ
り、このような高Ｎ鋼は鋼隗中にブローホールによる欠
陥を発生する恐れがあり好ましくない。したがって０．
０４〜０．３０ｗｔ％とした。

【００２６】Ａｌ（アルミニウム）：Ａｌは強力な脱酸
剤であり、精錬工程時に溶鋼中に添加される。しかし添
加量が０．１０ｗｔ％を越えると非金属介在物である酸
化物が増大し、鋼の清浄性を劣化させる。したがって
０．１０ｗｔ％以下とした。

【００２７】ＭｎＳの形状寸法：ＭｎＳは鋼材中に分散
形成されるが、主に溶鋼中の酸素濃度によってその粒径
が変化する。例えば、一般に酸素濃度が低くなるとＭｎ
Ｓの粒径は小さくなり、そのアスペクト比も小さくな
る。ＭｎＳの粒隗の存在は切削抵抗を低下させ、切削性
を向上させるが、ＭｎＳの粒径が大きくなると加工表面
の面粗度が悪化するとともに耐磨耗性が低下する。ま
た、加工表面に大きなＭｎＳが存在すると、その部分か
ら腐食が進行するために耐食性が低下する。

【００２８】ＭｎＳの形状寸法は、具体的には幅（短軸
の長さ）が３μｍ以下で、長さ（長軸の長さ）が４０μ
ｍ以下のものが全体の９０％以上を占めていることが好
ましい。ＭｎＳの粒隗が上記寸法範囲内の形状寸法を備
えていれば加工性や耐食性を大きく悪化させることな
く、しかも、加工表面の面粗度を良好にし、摩擦係数が
低く、耐磨耗性の良好な鋼材を構成できる。また、上記
寸法範囲内の粒隗が９０％以上であれば、鋼材の均質性
が保たれ、加工性、耐食性、耐磨耗性に支障が生じな
い。

【００２９】また、ＭｎＳの形状寸法としては、平均の
幅が３μｍ以下で、平均のアスペクト比が４以上である
ことが好ましい。このような細長形状のＭｎＳが微細分
散していると、実質的な粒径（例えばＭｎＳの粒隗の体
積と同じ体積を有する球体の直径）がそれほど小さくな
くても、上記の諸特性に優れた鋼材を実現することが可
能である。

【００３０】これらのマンガン合金鋼は、鋼材一般とし
て利用でき、例えば板材、管材、棒材、線材などとして
用いることができる。それらの用途としては、軸材、ネ
ジ材などのような機能部品や、梁、フレーム、支持板な
どの構造部品が考えられる。これらの場合、各部品にお
いては、面粗度や耐磨耗性が要求される部品表面に対し
て、細長形状のＭｎＳがほぼ平行になるように構成する
ことが好ましい。

【００３１】次に、本発明の鋼材を用いて、軸部材及び
ネジ部材を製造する場合について、その成形加工法及び
熱処理方法について説明する。ここで、「軸部材」とし
ては、ＯＡ機器端末のシリアルプリンタに使用されるキ
ャリッジシャフト、活字輪選択型プリンタに使用されて
いる活字輪軸、モータシャフト等が例示され、また、
「ネジ部材」としては、セルフドリリングネジ、タッピ
ングネジ、建築用ボルト等が例示される。

【００３２】一般的に、これらの部材は素材からのスケ
ール除去工程を経て潤滑剤が塗布され、冷間圧延、引き
抜き及び鍛造（熱間、冷間）で中間製品に成形加工され
た後、そのままの状態、或いは、切削若しくは鍛造工程
による更なる成形加工を経て使用されるか、又は、軟化
若しくは硬化の熱処理（通常は軟化の熱処理）が行われ
る。本発明の鋼材についても、上記工程及び処理が実施
される。

【００３３】一般的なＯＡ機器に使用されているシャフ
ト及び自動車用シャフトの場合、従来は、最終的に浸炭
処理、窒化処理、又は、メッキ処理を行っていたが、こ
のような製品において本発明の鋼材を用いると、最終的
なこれらの表面処理を省略することができる。

【００３４】このように、本発明の鋼材においては、既
存設備がある場合、特に国内では上記表面処理が省略で
きることから、作業費、エネルギー費、物流費等が不要
となる。また、設備投資を新たに行う場合など、特に海
外においては、上記表面処理を省略することができるこ
とから、表面処理のための設備が不要で初期投資が低減
できる。

【００３５】しかも、近年、地球温暖化防止、化学物質
規制の世論が高まる中、省資源省エネルギーおよび環境
汚染の最小化を図るために、本発明が浸炭処理、窒化処
理、又はメッキ処理を省略することができることは、今
日、きわめて大きな意義を有する。

【００３６】

【実施例】必要な各元素を配合し、試験溶解した後に熱
間圧延を行うことにより、複数種類の直径を有する丸棒
及び線材に加工し、熱間圧延を施した後、空冷して、表
１に示す各組成を有する鋼材を作成した。線材は、それ
ぞれ冷間加工性、耐磨耗性、及び、切削肌評価試験用の
供試材とした。

【００３７】冷間加工性は溶体化条件及び伸線加工によ
って評価した。また、耐食性、切削性及び耐磨耗性は、
後述するものと同じ要領で試験をして評価した。さら
に、鋼材の縦断面を鏡面研摩し、光学顕微鏡で倍率４０
０倍で観察し、５箇所の視野において大きなＭｎＳ介在
物を６個ずつ、合計３０個について形状の測定を行い、
その平均値を求めた。上記各試験の結果を表１乃至表３
にまとめて示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１において、鋼材１〜８までが実施例で
あり、鋼材９〜１５までが比較例であり、組成分析値
と、ＭｎＳの平均形状（平均幅及び平均アスペクト比）
とを示し、切削性、耐食性、及び、加工表面の面粗度、
並びに総合評価についてまとめた。切削性の評価は、切
削表面の仕上り状態で判断した。すなわち、材料を旋削
加工後、仕上り表面に全くむしれ疵が認められなかった
ものを「○」、若干のむしれ疵は認められるが、手直し
によって実用上問題がないと判断されるものを「△」、
むしれ疵が著しく、実用に耐えないと判断されるものを
「×」として評価し、「×」以外を合格とした。

【００４０】表１に示すように、各実施例の鋼材１〜８
では、組成分析値が本発明のマンガン合金鋼の上記組成
範囲に該当しており、また、ＭｎＳの平均幅はいずれも
３μｍ以下の条件、平均アスペクト比はいずれも４以上
の条件を満たしている。そして、切削性、耐食性及び面
粗度はいずれも良好であり、いずれも総合的に実用に耐
え得る素材と判定された。一方、比較例においては、組
成分析値が上記組成範囲から外れているか、或いは、Ｍ
ｎＳ形状の平均幅又は平均アスペクト比が上記条件に該
当しない。そして、比較例は、切削性、耐食性、面粗度
のいずれか一つが不良であるか、或いは、圧延時に割れ
が発生したかのいずれかであり、総合的に見て実用的な
ものではなかった。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】また、表２及び表３には、実施例のうちの
鋼材５について引き抜きし、旋削試験、表面面粗度、及
び、穴ぐり性の試験を行った結果を示す。ここで、比較
対象として、旋削試験及び表面面粗度では現在使用され
ているＳＵＳ４１６及びＳＵＳ３０３を、穴あけ性では
量産時に最低必要な穴あけ性を有する標準的なＳ４５Ｃ
及びＳＵＳ３０４を用いた。切削条件は、工具（バイ
ト）としてマクロアロイＡＦ１（商標）を用い、回転数
を２６５０ｒｐｍ、周速度を５０ｍ／ｍｉｎとし、送り
量を２５μｍ／ＲＥとした。表３に示す穴あけ性の評価
のための加工条件は、工具として２．６ｍｍ径のドリル
を用い、ドリル回転数を５００ｒｐｍとし、自動送り量
を７０μｍ／ＲＥ、送り深さを１０ｍｍとした。また、
表３に示す溶体化処理Ａは１１００℃×水冷、同Ｂは１
１５０℃×水冷、同Ｃは１２００℃×水冷、同Ｄは引き
抜き後、１０５０℃×水冷の条件で行った。

【００４４】表２に示すように、鋼材５に由来する素材
は、通常の耐食性素材ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ３０３と比
べて切削性が遜色なく良好であり、しかも加工表面の面
粗度が大幅に小さいとともにそのばらつきがきわめて少
なく、特に優れた切削特性を有している。また、表３に
示すように、穴あけ加工においても、鋼材５に由来する
素材では、比較材Ｓ４５Ｃ、ＳＵＳ３０４と比べてほぼ
遜色がないか、或いは却って優れており、加工性におい
て全く問題がないことが判る。

【００４５】次に、供試材を旋盤にて旋削後、＃５００
のペーパーによって仕上げ研摩した試験片を気温４５
℃、湿度９０％の雰囲気中に３６０時間保持し、ＪＩＳ
鉄鋼材料の錆判定基準のレーティングで９以上を「○」
とし、この基準を満たさないものは「×」とした。具体
的には、鋼材５の６．５ｍｍ径の線材を表面研削した
後、ＳＵＳ４１６及びＳＵＳ３０３と比較した。この結
果を表４に示す。表４に示すように、実施例の鋼材は耐
食性が良好であり、比較材よりも優れていることがわか
る。

【００４６】

【表４】

【００４７】次に、鋼材５の線材を引き抜き加工したも
の、同一サイズのＳＵＭ２４Ｌ材に軟窒化処理したも
の、ＳＵＳ４１６、及びＳＵＳ３０３の各シャフトをプ
リンタに装着して、同一条件で過酷な繰り返し摺動試験
を行い、シャフトの磨耗量を測定した。結果を表５に示
す。過酷な摺動試験でも、現行品と同等若しくは優れた
耐磨耗性を有することが判明した。

【００４８】

【表５】

【００４９】次に、鋼材５について、ＭｎＳ介在物を光
学顕微鏡にて観察し、その幅（長手方向と直交する方向
の幅）及び長さ（長手方向の長さ）の分布を調べた。具
体的には、鋼材の表面、中心部及びそれらの中間深さの
部位について、それぞれ倍率４００倍で８視野ずつ、視
野中に観察される介在物を全数測定する方法で実施し
た。これらの結果を表６乃至表８に示す。これらの各表
に示すように、鋼材５においては、いずれの部分におい
ても、ＭｎＳ介在物のうち９０％以上が、幅３μｍ以下
で、且つ、長さ４０μｍ以下の細長形状を備えていた。
また、多くの介在物がアスペクト比（長さ／幅）５〜１
５の範囲内に集中していた。

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】

【００５２】

【表８】

【００５３】一方、ＳＵＭについても、上記と全く同様
の方法で介在物の形状寸法の分布を調べた。その結果を
表９乃至表１１に示す。各表に示すように、ＳＵＭにお
いては、特に幅において３μｍを越えるＭｎＳ介在物が
鋼材内部に多く分布しており、また、アスペクト比が上
記実施例よりも大幅にばらついていることが判る。

【００５４】

【表９】

【００５５】

【表１０】

【００５６】

【表１１】

【００５７】最後に、上記鋼材５のシャフト（面粗度
２．７μｍ）、ＳＵＳ３０３のシャフト（面粗度３．３
μｍ）、ＳＵＭのシャフト表面にＮｉメッキを施したも
の（面粗度１．７μｍ）、及びＳＵＭのシャフト表面に
窒化処理を施したもの（面粗度２．４μｍ）に、５０〜
５００ｇの荷重をかけた状態で、コピー用紙（コクヨ社
製、ＰＰＣ用紙）に対する摩擦係数をそれぞれ５回ずつ
測定した。その結果（平均幅）を表１２及び図１に示
す。このように、本実施例では、他の従来素材よりも格
段に摩擦係数が低い事がわかる。特に、実施例は、面粗
度が実施例よりも小さいＳＵＭの表面処理品よりもさら
に摩擦係数が低くなっている。したがって、これらの結
果は、素材の表面粗さではなく、素材の耐磨耗性自体に
よって摩擦係数が決定されていることを示していると考
えられる。この結果、本実施例では、用紙の搬送時や用
紙に対する印刷（印字）時において、接触する鋼材自体
の磨耗が少なくなるとともに紙粉の発生を抑制すること
ができるという利点を備えていることが理解できる。

【００５８】

【表１２】

【００５９】尚、本発明は、上述の例示にのみ限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、耐
食性や切削性が良好で、さらに耐磨耗性が高く、しかも
高精度で小さな面粗度を備えた加工表面を得ることがで
きるマンガン合金鋼を実現することができ、この材料を
用いることにより、ＯＡ関連機器、モータ、自動車、建
築等の部品構成材料のメッキ処理、浸炭・窒化処理など
の表面処理を省略して代替使用することが可能になる。
特に、従来のマンガン鋼とは異なり、多くの優れた特性
を同時に備え、そのときのニーズに合わせて任意に適用
できる汎用性に富んだ鋼材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼材と比較品の摩擦係数を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591274299 新報国製鉄株式会社 埼玉県川越市新宿町５丁目13番地１ (72)発明者 中村 孝幸 福岡県北九州市小倉区許斐町１番地 住友 金属工業株式会社小倉製鉄所内 (72)発明者 北澤 千弘 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 宮下 直久 長野県諏訪市上川１丁目1544番地 株式会 社大東製作所内 (72)発明者 村松 栄次郎 埼玉県川越市新宿町５丁目13番地１ 新報 国製鉄株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．０５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：
   ０．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：６．０〜２５ｗｔ％、Ｐ：
   ０．０５ｗｔ％以下、Ｓ：０．３５ｗｔ％以下、Ｃｕ：
   ０〜３．０ｗｔ％、Ｎｉ：０〜５．０ｗｔ％、Ｃｒ：
   ５．０〜２０．０ｗｔ％、Ｍｏ：０〜３．０ｗｔ％、
   Ｎ：０．０４〜０．３０ｗｔ％、Ａｌ：０．１０ｗｔ％
   以下を含有し、 残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、 内部に、幅が３μｍ以下で、長さが４０μｍ以下の形状
   のものが９０％以上を占める非金属介在物ＭｎＳが微細
   分散されていることを特徴とするマンガン合金鋼。
2. 【請求項２】 Ｃ：０．０５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：
   ０．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：６．０〜２５ｗｔ％、Ｐ：
   ０．０５ｗｔ％以下、Ｓ：０．３５ｗｔ％以下、Ｃｕ：
   ０〜３．０ｗｔ％、Ｎｉ：０〜５．０ｗｔ％、Ｃｒ：
   ５．０〜２０．０ｗｔ％、Ｍｏ：０〜３．０ｗｔ％、
   Ｎ：０．０４〜０．３０ｗｔ％、Ａｌ：０．１０ｗｔ％
   以下を含有し、 残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、 内部に、平均幅が３μｍ以下で、平均アスペクト比が４
   以上の細長形状の非金属介在物ＭｎＳが微細分散されて
   いることを特徴とするマンガン合金鋼。