JPH0762171B2

JPH0762171B2 - 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

Info

Publication number: JPH0762171B2
Application number: JP1194366A
Authority: JP
Inventors: 亘村田; 隆二中尾; 秀彦住友; 英麿竹内
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0361322A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は伸線加工により超極細線とし、あるいは冷間圧
延により箔とするためのオーステナイト系ステンレス鋼
の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

化学工業用フィルターあるいは繊維強化複合材料用原料
にオーステナイト系ステンレス鋼の超極細線が使用され
ている。その直径は50μｍφ以下であり、断面が真円形
で、かつ高耐食性のものが要求される。従来、断面が真
円形の超極細線は伸線加工によって製造されており、材
料には汎用のSUS304あるいはSUS316が使用されていた。

ところで、超極細線の製造に際しては、伸線加工が強度
の冷間加工であること、線が微小直径であることから基
本材質以外に非金属介在物が伸線加工性に大きく影響し
てくる。非金属介在物の多い、すなわち清浄度の悪い材
料では伸線途中で断線が生じ、所要の線径を得ることが
できないかあるいは製品歩留まりが低くなり製造上の大
きな問題点である。

また、近年、OA機器等各種電子機器用部品へのオーステ
ナイト系ステンレス箔の適用が急速に増加してきてい
る。これに伴い、材料の信頼性に対する要求は一段と厳
しくなってきている。

オーステナイト系ステンレス箔は冷間圧延によって製造
されるため、非金属介在物の存在は微小割れあるいは表
面疵等の欠陥を誘発すると共に、機械的性質あるいは疲
労特性の低下をも招くため大きな問題である。

従って、有害な非金属介在物を積極的に低減する方策が
試みられ、この結果、溶解原料を厳しく管理するととも
に超高真空化あるいはESR等による多数回のリメルトに
よる製法がとられている。

しかしながらこれらの方法では生産性が低く、製造コス
トも高い等の欠点がある。

最近、軽薄短小の趨勢の中で極細ステンレス線およびス
テンレス箔の需要がますます増大する中で伸線加工性な
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
鋼が強く要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、高歩留りで超極細線に伸線加工でき、また、
高歩留りで極薄箔に冷間圧延できる耐食性に優れたオー
ステナイト系ステンレス鋼を生産性良く製造することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明に係わる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法は、重量％にて C:0.005〜0.10％,Si:0.2〜1.0％， Mn:0.2〜2.5％,P≦0.045％,S≦0.020％， Ni:6〜20％,Cr:15〜25％,N:0.01〜0.10％， Al:0.0005〜0.005％,Ca:0.0001〜0.002％， Mg:0.0001〜0.001％,O≦0.0025％を含有し、さらに必要に応じてMo:0.5〜3.5％およびCu:
0.5〜3.5％の１種または２種を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼の
熱間圧延素材を、1000℃以上1300℃以下の温度で10分以
上加熱した後熱間圧延することにより、熱間圧延材にお
ける非金属介在物の組成を、重量％にて、SiO₂:20〜50
％,MnO:15〜60％,Al₂O₃:3〜15％,CaO:3〜25％,MgO:0.5
〜10％とすることを特徴とする。

本発明における成分限定理由は次の通りである。

C,N:伸線あるいは冷間圧延（以下冷間加工と言う）時の
延・靭性の点からはC,Nは共に低い方が好ましい。しか
しながら、C,Nを低めることはオーステナイト相が不安
定となり、凝固時にδ相を生成すること、さらに伸線加
工時にマルテンサイ相を生成し、いずれにおいてもマト
リックスの加工性を低下する。また、C,Nを低めること
は精練時間の延長をきたし、製造コストのアップにな
る。従って、Ｃは0.005〜0.10％とし、Ｎは0.01〜0.10
％とした。

Si:Siは、介在物を冷間加工にて延伸・分断する組成に
調整するためには0.2％以上必要であるが、1.0％を越え
て多量に含有すると、SiO₂系の硬質酸化物を形成し、冷
間加工性を低下する。よって、Si含有量は0.2〜1.0％と
した。

Mn:Mnは鋼中ＳとMnSを生成し、熱間加工性を改善する。
また、オーステナイト相を安定化し、冷間加工性を向上
する。これらの作用を有効ならしめるためには0.2％以
上が必要である。一方、必要量以上に含有量が高くなる
と固溶硬化により材料の靭性が低下する。よって、Mnの
上限は2.5％とした。

S,P:S,Pは熱間加工性、伸線加工性のいずれの面からも
低い程好ましいものであるが、通常の原料から不可避的
に混入してくるので、Ｓ含有量は0.020％以下とし、Ｐ
含有量は0.045％以下とした。

Ni:Niは鋼のオーステナイト域を拡大し常温にて安定し
たオーステナイト組織とするのに必須であり、併せて、
鋼の延・靭性を向上させるためには６％以上は必要であ
る。一方、20％を越えて含有すると冷間加工時の強度不
足を来たし、伸線加工における断線率および冷間圧延に
おける箔の破断率が増加するばかりでなく、高価になっ
てしまう。よって、Ni含有量は６〜20％とした。

Cr:Crは安定した耐食性を得るため、また冷間加工時の
加工発熱下での強度の確保のために15％以上が必要であ
る。一方、25％を越えるとδ相を形成し、熱間加工性を
低下させる。よって、Cr含有量は15〜25％とした。

Mo:Moは不可避的不純物として鋼中に0.4％以下含まれる
が、耐食性の確保と冷間加工時の加工発熱下での強度を
確保するため、0.5％以上を必要に応じて添付するが、
多量に含有することは熱間加工性の低下を来すとともに
高価になる。よって、Moは0.5〜3.5％とした。

Cu:Cuは不可避的不純物として鋼中に0.4％以下含まれる
が、耐食性の確保と延性を向上させるため、0.5％以上
必要に応じて添付するが、多量に含有すると熱間加工性
が低下する。よってCuは0.5〜3.5％とした。

Al,Mg,Ca:これらはいずれも単独で存在すると鋼中に硬
質の酸化物系介在物を形成し、鋼の清浄性を悪くし、冷
間加工性を大幅に低下するため、高清浄性を確保するた
めには低い程好ましい。しかしこれらは溶解原料あるい
は耐火物から単独で不可避的に混入する恐れがある。従
って、本発明においては、Alを0.0005〜0.005％,Mgを0.
0001〜0.001％,Caを0.0005〜0.002％の範囲で複合添加
することにより、高清浄下とともに、冷間加工時に介在
物が延伸・分断され易くする。

上記組成に調整されたオーステナイト系ステンレス鋼の
熱間圧延素材を1000℃以上1300℃以下の温度で10分以上
加熱した後、熱間圧延することにより、熱間圧延材にお
ける介在物の組成を重量％にてSiO₂:20〜50％,MnO:15〜
60％,Al₂O₃:3〜15％,CaO:3〜25％,MgO:0.5〜10％とす
る。介在物の組成がこの範囲をはずれると超極細線ある
いは箔への冷間加工時に介在物起因の断線あるいは破断
が生じるおそれがある。

熱間圧延素材は、超極細線用としてはビレット、箔用と
してはスラブであり、いずれも連続鋳造されたもの、あ
るいは分塊圧延されたもののいずれでも良い。熱間圧延
材は、超極細線用としては線材、箔用としては熱間圧延
鋼帯である。

本発明によって得られた線材あるいは熱間圧延鋼帯は、
マトリックスが延性および靭性に優れ、超極細線への伸
線加工あるいは箔への冷間圧延時に非金属介在物が延伸
し、かつ分断し易いので、断線あるいは破断が生じ難
い。

〔実施例〕

実施例１第１表に本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。

該ビレットをビレット加熱炉にて1100℃×60分加熱後、
線材圧延し、5.5mmφの線材とした。圧延された線材は
焼鈍および酸洗を行った後、一旦1.8mmφまで伸線した
後、光輝焼鈍を施し、さらに0.5mmφに伸線した。0.5mm
φに伸線された中間線を光輝焼鈍した後、極細線への伸
線加工に供した。

極細伸線は18〜20パス連続伸線になるように、平均減面
率８〜10％でダイススケジュールを設定し、線径20μｍ
φまで伸線して製造した。潤滑は市販の湿式潤滑油を用
いた。

伸線加工性は、重量55kgの0.5mmφ素線から線径20μｍ
φまで伸線し、最初の断線を生じた時に得られた20μｍ
φ線の重量で評価した。

第２表は5.5mmφ線材における、酸化物系非金属介在物2
0ヶの平均組成ならびに３μｍ以上の大きさを有する酸
化物系非金属介在物の単位面積当りの個数と伸線加工性
の関係を示したものである。

〔Ｏ〕量を制限し、非金属介在物組成を調整した本発明
例（No.1〜No.16）は、３μｍ以上の大きさの酸化物系
非金属介在物の個数が少なく、１断線当りに得られる20
μｍφの極細ステンレス線の伸線量が圧倒的に多いこと
がわかる。これに対して、比較例のNo.17およびNo.21鋼
は〔Ｏ〕量が高いために、また、No.18〜No.20は非金属
介在物組成が調整されていないがために、さらに、No.2
2〜24は〔Ｏ〕量が高くかつ非金属介在物が調整されて
いないために、いずれも３μｍ以上の介在物個数が多
く、１断線当りの伸線量は低い。

実施例２第３表に、箔圧延に供した本実施例のオーステナイト系
ステンレス鋼の化学成分を示した。

真空溶解法により溶製したスラブを1200℃×20分加熱
後、熱間圧延を行い、4mm厚のステンレス鋼帯とした。
該ステンレス鋼帯を素材として、50μｍ厚の箔圧延を行
い、得られたオーステナイト系ステンレス箔の表面欠陥
を調査した。

結果を第４表に示す。

本発明例No.25は、表面欠陥が全く認められないのに対
して、比較例No.26には肉眼判定可能な割れが0.1個/m²
発生している。割れ部にはAl₂O₃濃度の高い酸化物系非
金属介在物が認められた。

〔発明の効果〕以上説明したように、本発明により製造したオーステナ
イト系ステンレス鋼は、既存の技術で容易に、且つ安価
に製造できるため、オーステナイト系極細線においては
化学工業用各種フィルターを初め、複合材料用繊維原料
に適用でき、また、冷間加工性が極めて良好になるた
め、ステンレス箔用素材や複雑形状に加工される板材
等、広い分野に応用できるため、その産業上への貢献は
極めて大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内英麿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62−99436（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−124220（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−53704（ＪＰ，Ａ) 特開平１−92342（ＪＰ，Ａ) 特開平１−298115（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％にてC:0.005〜0.10％,Si:0.2〜1.0
％,Mn:0.2〜2.5％,P≦0.045％,S≦0.020％,Ni:6〜20％,
Cr:15〜25％,N:0.01〜0.05％,Al:0.0005〜0.005％,Ca:
0.0001〜0.002％,Mg:0.0001〜0.001％,O≦0.0025％を含
有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるオーステナ
イト系ステンレス鋼の熱間圧延素材を、1000℃以上1300
℃以下の温度で10分以上加熱した後熱間圧延することに
より、熱間圧延材における非金属介在物の組成を、重量
％にて、SiO₂:20〜50％,MnO:15〜60％,Al₂O₃:3〜15％,C
aO:3〜25％,MgO:0.5〜10％とすることを特徴とする伸線
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。
【請求項２】重量％にてC:0.005〜0.10％,Si:0.2〜1.0
％,Mn:0.2〜2.5％,P≦0.045％,S≦0.020％,Ni:6〜20％,
Cr:15〜25％,N:0.01〜0.10％,Al:0.0005〜0.005％,Ca:
0.0001〜0.002％,Mg:0.0001〜0.001％,O≦0.0025％を含
有し、さらにMo:0.5〜3.5％およびCu:0.5〜3.5％の１種
または２種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なるオーステナイト系ステンレス鋼の熱間圧延素材を、
1000℃以上1300℃以下の温度で10分以上加熱した後熱間
圧延することにより、熱間圧延材における非金属介在物
の組成を、重量％にて、SiO₂:20〜50％,MnO:15〜60％,A
l₂O₃:3〜15％,CaO:3〜25％,MgO:0.5〜10％とすることを
特徴とする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。