JP2582919B2 - オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法 - Google Patents

オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法

Info

Publication number
JP2582919B2
JP2582919B2 JP2075424A JP7542490A JP2582919B2 JP 2582919 B2 JP2582919 B2 JP 2582919B2 JP 2075424 A JP2075424 A JP 2075424A JP 7542490 A JP7542490 A JP 7542490A JP 2582919 B2 JP2582919 B2 JP 2582919B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stainless steel
wire
ultrafine
annealing
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2075424A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03277714A (ja
Inventor
亘 村田
隆二 中尾
純 荒木
秀彦 住友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2075424A priority Critical patent/JP2582919B2/ja
Publication of JPH03277714A publication Critical patent/JPH03277714A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2582919B2 publication Critical patent/JP2582919B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は高精密フィルターあるいは高性能印刷用メッ
シュ等の産業分野に使用されるステンレス極細線の製造
方法に関するものである。
[従来の技術] 線径60μmφ以下のステンレス極細線は複合材料用原
料、工業用フィルターあるいはIC印刷用メッシュとして
化学工業を初め、航空産業や電子機器産業分野等で多量
に使用されている。
この用途に使用されるステンレス極細線は良好な伸線
加工性と耐食性を有し、併せて断面形状が真円であるこ
とが要求されている。従来はSUS316あるいはSUS304線材
を素材として、伸線加工と焼鈍を繰り返して所要線径に
した後、最終の製品熱処理を施して目的のステンレス極
細線を製造していた。
ここで、最終の製品熱処理はメッシュの織り加工性を
付与するために軟質化し、延性の改善を図るものであ
る。一般的に、引張り強さは70〜80kgf/mm2、伸びは25
%程度である ところが、近年、ステンレス極細線の有用性が認めら
れ、適用分野の飛躍的拡大が期待されている。しかしな
がら、これら産業分野で求められる製品性能は高い線径
精度、あるいは適用環境が一段と過酷化していること等
から、高強度で延性に富み、優れた耐銹性を有すること
が必要である。従来のステンレス極細線は低強度で耐銹
性が劣っており、前記の要求特性を満足することができ
ない。
これを解決するためにはステンレス極細線の延性を低
下させることなく、高強度(目標引張強さ100kgf/mm2
上)にし、かつ高耐銹性を確保する必要がある。しか
し、一般的に、強度を高くすると極細伸線性が劣化し、
安定してステンレス極細線を伸線加工することが困難に
なるため、素線を軟質化する必要がある。
ステンレス極細線の高強度化には最終製品焼鈍温度を
低くする方法が有効であるが、熱処理温度が低いと延性
の回復が充分ではなく、メッシュの加工時に断線や織り
加工不良等の問題が生じる。また炭化物の固溶が不十分
となり、炭化物が残留し耐銹性が劣化する。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、極細線用素材では伸線加工性の優れた特性
にし、最終製品では高強度、高延性および耐銹性に優れ
た特性を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段および作用] 本発明者らは、極細伸線加工性を低下することなく高
強度化を実現するためには鋼基質は比較的軟質組成に調
整し、十分に延性を持たせておき、ステンレス極細線に
伸線加工後の最終製品焼鈍において、極細線であること
を利用して、最終製品焼鈍処理と同時に適正な表面窒化
処理を行うことにより、高強度化と高耐銹性化を同時に
達成することに成功したものである。
本発明は上述の知見に基づいてなされたものであり、
その要旨は、 1.オーステナイト系ステンレス鋼線材を伸線加工してス
テンレス極細線を製造する工程において、素線のC+N
を0.04〜0.15重量%に調整し、最終伸線加工後のステン
レス極細線を 窒素濃度:30〜80vol.% 酸素濃度:0.003vol.%以下 残部が実質的に水素ガスであり 露点:−40℃以下 に制御された混合ガス中で900℃以上、1100℃以下の温
度で最終製品焼鈍を行い、焼鈍後のスレンレス極細線の
C+N量を0.05〜0.20%にすることを特徴とする製造方
法である。
本発明における成分限定理由は次の通りである。
まず、素線の極細伸線性の向上について述べる。オー
ステナイト系ステンレス鋼は冷間加工により、加工硬化
を生じる。極細伸線は高減面率の冷間加工であるため、
極細伸線性を確保するには軟質で高延性が必須である。
しかし、鋼組成を極細伸線性に有利な合金設計にする
と、最終製品熱処理において十分な強度を得ることが困
難になり、熱処理温度を低く設定する必要が生じる。と
ころが熱処理温度を低くすると、十分な再結晶組織が得
られないため成品の延性は低下する。このため、織り加
工性は劣化する。
本発明者らは、種々の成分について実験を重ねた結
果、鋼組成を軟質化し、かつ熱処理後の製品の高強度化
を図る手段としては固溶硬化の利用が有効であることを
見出した。この手段として、CおよびNに着目して、素
線成分を検討した。
この結果、オーステナイト系ステンレス鋼中にCおよ
びNを添加すると強度が高くなるが、延性が低下し、極
細伸線性は低下する。従って、極細伸線性を考慮すると
CおよびNは低いことが望ましい。
しかし、CおよびNが低くすぎると、初期の鋼質は軟
質化し、延性も高くなるが、オーステナイト相が不安定
になり、伸線加工の進展にともなう加工誘起マルテンサ
イト相の生成が顕著になる。このため、加工硬化の増大
による延性の低下によって、極細伸線加工性はかえって
劣化する。また、最終製品焼鈍後のステンレス極細線の
強度を満足させることもできない。
以上のことから、極細伸線においては加工硬化による
延性の低下が比較的少なく、良好な極細伸線性を有し、
最終製品焼鈍後のステンレス極細線の高強度化を実現す
るために、素線のC+N量の下限は0.04%とした。
なお、CおよびNが低すぎると凝固時にδフェライト
相が生成し、熱間加工性が低下するため、線材圧延にお
いて表面疵が発生し、極細伸線加工性は劣化する。
一方、素線のC+N量が高くなると、固溶硬化によ
り、素線の強度が高く、延性が低下するため極細伸線性
は低下する。さらに、強度が高いと極細伸線時のダイス
摩耗が激しく、ダイス費用の増大および頻繁なダイス交
換による生産性の低下と品質の不安定性を来す。このた
め、C+N量の上限は0.15%とした。
よって、上記作用を有効ならしめ、ステンレス極細線
として良好な極細伸線性を得るための素線のC+N量は
0.04〜0.15%とした。
本発明は、前述のように鋼組成を調整し、ステンレス
極細線に伸線加工した後、高強度化ならびに高耐銹性を
得るために、最終製品焼鈍処理工程にて、炉内雰囲気、
露点ならびに温度を厳しく調整し、得られるものであ
る。
次に、これらの作用及び手段について述べる。
本発明者らは重量%で、C:0.07%,N:0.0535%,Ni:10.
87%,Cr:18.85%,Mo:0.95%を主組成とするステンレス
極細線を製造し、耐銹性におよぼす最終製品焼鈍の影響
を種々の因子について研究した。
第1図および第2図は、この研究結果を整理して示し
たものである。研究結果から本発明における焼鈍条件の
限定理由は以下の通りである。
炉内雰囲気:本発明の狙いは、炉内雰囲気の調整によっ
てステンレス極細線に窒化を生じせしめることによって
高強度化を図るとともに、熱処理によって形成されるス
テンレス極細線表面の被膜を耐銹性に有効な組成に制御
することにある。
従って、窒化作用を有効にならしめるためには窒化ガ
スが必要であり、一方、耐銹性に有効な被膜組成に制御
するには還元性ガスが必要である。よって、これらの作
用を同時に、かつ有効にならしめるため、使用する雰囲
気は水素と窒素の混合ガスに限定した。
窒化作用による高強度化のためには窒素の混合比を高
くすることが好ましく、極細伸線性が良好は鋼組成にお
いて、目標とする高強度化を実現するための雰囲気ガス
中の窒素量は30vol.%以上で十分である。しかし、窒素
の比率が高くなると窒化物の形成によるステンレス極細
線製品の延性低下とともに、耐銹性が劣化する。
耐銹性を向上させるためには熱処理後のステンレス極
細線表面の被膜組成をCr2O3を主成分とすることが重要
である。このためには混合ガス中に還元作用を有する水
素を適量混合させることが有効である。第1図に見られ
るように、水素量が20vol.%(窒素量80vol.%)以上で
耐銹性は顕著に向上する。よって、混合ガス中の窒素濃
度は強度および耐銹性の両特性を満足する範囲として、
30〜80(水素濃度70〜20%)vol.%とし、残部を水素と
した。
露点:露点は熱処理時に形成される被膜組成に影響す
る。露点が高いとFe系酸化物を主体として厚い酸化被膜
が形成する。上述したように高位に安定した耐銹性を得
るためにはCr2O3被膜を安定して生じせしめることが必
須であり、このために露点を−40℃以下とした。
酸素濃度:炉内の微量酸素濃度も熱処理時に形成される
ステンレス極細線表面の被膜組成に影響をおよぼすため
厳しい管理が必要である。すなわち、酸素濃度が高くな
ると被膜組成はFe系酸化物がリッチになるとともに被膜
自体が厚くなり耐銹性は劣化する。Cr2O3を主体とした
被膜を安定して形成せしめるためには炉内の酸素濃度は
0.003vol.%以下とする必要がある。
熱処理温度:該熱処理は伸線加工によって強化されたス
テンレス極細線の延性を回復し、最終製品加工性を付与
するための焼鈍処理であり、機械的性質としては伸び率
25%以上、降伏比60%以下が必要である。従って、本発
明においては上記機械的性質を延性の目標値としてい
る。
熱処理温度が高い程、伸線加工応力が除去されて延性
は上昇する。金属組織が完全に再結晶組織となり、上記
延性を回復するための熱処理温度は900℃以上が必要で
ある。しかし、熱処理温度が1100℃を超えると強度が極
端に低下する。よって、目標とする高強度化を実現する
ための熱処理温度範囲は900〜1100℃とした。
[実施例] 本発明における、目標品質は次に示す通りとして、以
下実施例を示す。
・極細伸線性:10kgfの伸線加工で1断線以下 ・引張り強さ>100kgf/mm2 ・降伏比<0.60 ・伸び>25% ・耐銹性:耐銹性ランクC以内 第1表に実施例に供したオーステナイト系ステンレス
鋼の化学成分を示した。
これらの鋼を真空溶解ならびに電子ビーム溶解法にて
溶製し、線材圧延用ビレットを製造した。該ビレットを
鋼片加熱炉にて加熱後線材圧延し5.5mmφ線材とした。
圧延された線材は焼鈍および酸洗を行った後伸線加工お
よび光輝焼鈍を繰り返し、線径30μmのステンレス極細
線とした。
伸線加工されたステンレス極細線は雰囲気調整された
光輝焼鈍炉にて線速100m/min.で連続焼鈍した。ステン
レス極細線の炉内における焼鈍時間は1.5秒である。
第2表は第1表に示したステンレス極細線の極細伸線
性および機械的特性を示したものである。
極細伸線性は、素線のC+N量が0.04〜0.15%の範囲
のものは良好であるが、一方C+N量0.04%未満(No.
7)およびC+N量0.15%超(No.9,No.10)ではいづれ
も断線が多い。
最終製品焼鈍条件は次に示す通りである。
・ステンレス極細線径:40μmφ ・焼鈍温度:1050℃ ・雰囲気:20%H2+80%N2 ・O2濃度:0.0005vol.% ・通線速度:100m/min. 最終焼鈍後のC+N量が高くなると、且つN量の比率
が高いほど強度は高くなり、延性は低下する。しかしな
がら、No.1〜6の本発明鋼は目標機械的特性を充分に満
足している。
これに対してNo.7鋼およびNo.8鋼はC+Nが低いため
強度が不足であり、一方、No.9鋼およびNo.10鋼はC+
Nが高すぎるため延性が低い。
第3図に焼鈍温度と引張り特性の関係を示す。
従来鋼(SUS316)は100kg/mm2以上の引張強さを得る
ためには950℃以下の温度で処理する必要がる。しかし
この場合には充分な再結晶組織を安定して得ることは困
難であり、延性も低い。これに対して、本発明鋼(No.
5)は950℃以上から1100℃以下の広い範囲で高強度で延
性が高く、且つ降伏比も低い。一方、比較鋼(No.9)は
Nが高く且つC+Nも高いため高強度ではあるが延性が
低い。
第4図は第2表に示した製品焼鈍後のC+N量と機械
的特性の関係を図示したものである。
最終製品焼鈍により、C+N(実質的にはN)は70〜
100ppm程度高くなっている。
最終製品焼鈍後のC+N量で0.05〜0.2%で目標強度
特性は得られる。
第3表に耐銹性の試験結果を示した。ここで、耐銹性
の試験法及び条件は以下の通りである。
・試験方法:ステンレス極細線を試験片長さが1mになる
ように試験装置内にセットし、下記試験条件で噴霧試験
を行った。試験後、実体顕微鏡にてステンレス極細線の
全表面の発銹状況を観察した。
・溶液:5%NoCl+0.2%H2O2 ・試験温度:35℃ ・試験時間:24hours この結果、熱処理雰囲気中の露点、H2濃度、O2濃度を
適正な範囲に調整された本発明例のNo.11〜17鋼は良好
な耐銹性を示していることが判る。これに対してNo.18
鋼は高露点であり、No.19鋼はH2濃度が低いため、又No.
20および21鋼は酸素濃度が高いため、いずれも耐銹性は
悪い。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明により製造した耐銹性お
よび加工性に優れ、高強度で低降伏比を有するオーステ
ナイト系ステンレス極細線は既存技術で容易に、且つ安
価にできるため、化学工業、食品・医療機器産業等の高
性能フィルターを初めとし、超精密IC印刷用メッシュあ
るいは高級複合繊維原料に適用でき、次代産業の急速な
広がりを約束するものであり、その産業上への貢献は極
めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は焼鈍雰囲気中の酸素濃度と耐銹性ランクの関係
を示した図、第2図は焼鈍雰囲気の露点と耐銹性ランク
の関係を示した図、第3図は最終製品焼鈍温度とステン
レス極細線の機械的特性の関係を示した図、第4図は最
終製品焼鈍後のステンレス極細線の鋼組成の内、C+N
量と機械的特性の関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住友 秀彦 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社光製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭62−290859(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オーステナイト系ステンレス鋼線材を伸線
    加工してステンレス極細線を製造する工程において、素
    線のC+Nを0.04〜0.15重量%に調整し、最終伸線加工
    後のステンレス極細線を 窒素濃度:30〜80vol.% 酸素濃度:0.003vol.%以下 残部が実質的に水素ガスであり 露点:−40℃以下 に制御された混合ガス中で900℃以上、1100℃以下の温
    度で最終製品焼鈍を行い、焼鈍後のステンレス極細線の
    C+N量を0.05〜0.20%にすることを特徴とするオース
    テナイト系ステンレス極細線の製造方法。
JP2075424A 1990-03-27 1990-03-27 オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法 Expired - Lifetime JP2582919B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2075424A JP2582919B2 (ja) 1990-03-27 1990-03-27 オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2075424A JP2582919B2 (ja) 1990-03-27 1990-03-27 オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03277714A JPH03277714A (ja) 1991-12-09
JP2582919B2 true JP2582919B2 (ja) 1997-02-19

Family

ID=13575808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2075424A Expired - Lifetime JP2582919B2 (ja) 1990-03-27 1990-03-27 オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2582919B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4325521B2 (ja) * 2004-09-28 2009-09-02 住友金属工業株式会社 ガスケット用ステンレス鋼板とその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62290859A (ja) * 1986-06-07 1987-12-17 Kawasaki Steel Corp 高窒素オ−ステナイト系又はオ−ステナイト・フエライト2相系ステンレス綱線材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03277714A (ja) 1991-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110541119B (zh) 一种低膨胀铁镍合金及其制造方法
JP5407178B2 (ja) 冷間加工性に優れた冷間鍛造用鋼線材およびその製造方法
JPH0762171B2 (ja) 伸線性ならびに冷間圧延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
CN103352175A (zh) 一种控氮奥氏体不锈钢及其制造方法
JP2020504236A (ja) 低温での破壊開始及び伝播抵抗性に優れた高強度鋼材、及びその製造方法
JP2015014031A (ja) ボルト用鋼およびボルト、並びにそれらの製造方法
JPH07188834A (ja) 高延性を有する高強度鋼板およびその製造方法
JPWO2019151048A1 (ja) 高炭素熱延鋼板およびその製造方法
WO2019131099A1 (ja) 熱延鋼板およびその製造方法
JP2582919B2 (ja) オーステナイト系ステンレス極細線の製造方法
CN111015019A (zh) 00Cr20Mo16焊丝及其生产工艺
WO2022153790A1 (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼材及びその製造方法
JP2001131697A (ja) 鋼線材、鋼線及びそれらの製造方法
JP2004011002A (ja) 伸線加工用の素線及び線
JPH08283867A (ja) 伸線用過共析鋼線材の製造方法
JP2016132821A (ja) 低温靭性に優れた高強度ステンレス厚鋼板およびその製造方法
JP3221943B2 (ja) 伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法
CN111705273A (zh) 一种高强弹簧箔带材及其制备方法
JPS63317626A (ja) 超高強度極細線の製造方法
JP2020012176A (ja) 鋼材およびその製造方法
JP3362315B2 (ja) オーステナイト系ステンレス鋼極細線の製造方法および同極細線
JP2730090B2 (ja) 高降伏比マルテンサイト系ステンレス鋼
CN116024503B (zh) 一种具有高强度的节镍型双相不锈钢丝及其制备方法
JPH05271771A (ja) 伸線性に優れたステンレス鋼線材の製造方法
JP2012201929A (ja) 耐食性、強度、及び延性に優れるステンレス鋼線材と鋼線、並びに、それらの製造方法。