JPH1192874A - 高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線 - Google Patents
高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線Info
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- JPH1192874A JPH1192874A JP9253883A JP25388397A JPH1192874A JP H1192874 A JPH1192874 A JP H1192874A JP 9253883 A JP9253883 A JP 9253883A JP 25388397 A JP25388397 A JP 25388397A JP H1192874 A JPH1192874 A JP H1192874A
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Abstract
においても非磁性で、かつまた極細線への加工が可能で
ある高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.03%以下、Si:
0.5%以下、Mn:5.0〜7.0%、S:0.00
5%以下、Ni:9.0〜11.0%、Cr:19.0
〜23.0%、Mo:1.0〜3.0%、N:0.35
〜0.50%を含み、場合によってはさらにB:0.0
080%以下を含み、場合によってはさらにAl:0.
010%以下、Ti:0.010%以下、Mg:0.0
10%以下、Ca:0.008%以下、O:0.005
%以下に規制し、残部実質的にFeからなる高強度・高
耐食非磁性ステンレス鋼線。
Description
・高耐食特性を必要とする例えば精密電子部品ばね用材
料、プリント基板印刷メッシュ用材料などのほか、生体
中で十分な耐食性を有し、極細線加工が必要な生体イン
プラント用材料にも十分に使用することができる高強度
・高耐食非磁性ステンレス鋼線に関するものである。
材料としは、JIS C 5101(旧称:リン青銅1
種)、C 5191(旧称:リン青銅2種)、C 52
10(旧称:ばね用リン青銅)、C 5212(旧称:
リン青銅3種)などが使用されているが、この種のリン
青銅は、強度特性に劣ると共にばね加工性にも劣る(ば
ね加工時の歩留りが低い)という欠点がある。
しては、JIS G 4309のSUS304,SUS
316L(いずれも、オーステナイト系ステンレス鋼
線)等が使用されているが、熱処理した線材を用いるた
め、強度が低く、目ずれやたるみなどを生じやすく使用
時の耐久性に劣るという欠点がある。
開昭60−108054号公報では、オーステナイト系
ステンレス鋼線(SUS316)を開示しているが、通
常の場合、オーステナイト系ステンレス鋼線は加工に伴
って加工誘起マルテンサイトを生じて磁性を発生するこ
ととなるため、MRI(磁気共鳴診断装置)の誤作動を
引き起こす可能性があると共に、長期間生体内部に埋め
込む観点からさらに耐食性にすぐれた特性を持つことが
求められてきた。
るSUS316Lよりもさらに耐食性に優れる同じくオ
ーステナイト系ステンレス鋼として、SUS317系の
ものがあるが、このステンレス鋼は冷間加工性に劣ると
いう問題点があった。
ス鋼や、高Crフェライト系ステンレス鋼では、磁性が
あるため、MRI(磁気共鳴診断装置)の誤作動を引き
起こす可能性があるため、この種の用途には使用できな
いという問題点があった。
かつ十分な耐食性を有し、強加工後においても非磁性で
あり、極細線への加工が可能である材料の開発が求めら
れているという課題があった。
800MPa以上であり、50%冷間加工後の引張強さ
が1500MPa以上であり、固溶化熱処理後の耐食性
は生理食塩水中での孔食電位が1.0V以上であって、
さらには、冷間加工後の透磁率がμ=1.01以下であ
る特性の材料が求められているという課題があった。
がみてなされたものであって、高強度でかつ十分な耐食
性を有し、強加工後においても非磁性であり、極細線へ
の加工が可能であって、上記具体的な諸特性をも満足し
うる高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線を提供するこ
とを目的としている。
高耐食非磁性ステンレス鋼線は、請求項1に記載してい
るように、重量%で、C:0.03%以下、Si:0.
5%以下、Mn:5.0〜7.0%、S:0.005%
以下、Ni:9.0〜11.0%、Cr:19.0〜2
3.0%、Mo:1.0〜3.0%、N:0.35〜
0.50%、残部実質的にFeからなる化学成分組成を
有するものであることを特徴としている。
磁性ステンレス鋼線の実施態様においては、請求項2に
記載しているように、B:0.0080%以下を含むも
のであり、同じく、実施態様においては、請求項3に記
載しているように、Al:0.010%以下、Ti:
0.010%以下、Mg:0.010%以下、Ca:
0.008%以下、O:0.005%以下に規制したも
のである。
磁性ステンレス鋼線の実施態様においては、請求項4に
記載しているように、線径が20μm以下であるものと
することができ、この場合に、請求項5に記載している
ように、線径が20μm以下でかつ透磁率がμ=1.0
1以下であるものとした生体インプラント用高強度・高
耐食非磁性ステンレス鋼線とすることができる。
磁性ステンレス鋼線の成分組成(重量%)の限定理由に
ついて説明する。
であるが、Cの多量添加は、これがCrと結合して炭化
物を生成することにより耐食性を劣化させるため、その
上限を0.03%、望ましくは0.025%とした。
素であるが、このSiの多量添加は、加工性を劣化させ
ることとなるため、その上限を0.5%、望ましくは
0.4%とした。
素の固溶量を著しく増加させる元素である。そして、冷
間加工後においても非磁性が維持されるようにするため
には、5.0%以上、望ましくは5.5%以上とするこ
とが必要である。しかし、多量の添加は熱間加工性を害
するので、7.0%以下、望ましくは6.5%以下とし
た。
望ましく、その上限を0.005%、好ましくは0.0
04%とした。
ト相の安定に寄与する成分である。また、変形抵抗を低
下させ、冷間加工性を向上させる成分であるので、9.
0%以上、望ましくは9.5%以上とするが、多量に添
加するとコストの上昇を招くのため、11.0%以下、
望ましくは10.5%以下とした。
らびに、耐食性の向上に寄与する元素であると共に、フ
ェライト生成元素でもある。そして、このCr量が少な
いと生体中での耐食性が十分でないことから、19.0
%以上、望ましくは19.5%以上とするが、多すぎる
とフェライト+オーステナイトの二相組織となり、非磁
性でなくなるため、23.0%以下、望ましくは22.
5%以下とした。
らびに耐食性の向上に寄与する元素であると共に、フェ
ライト生成元素でもある。そして、このMo量が少ない
と生体中での耐食性が十分でないことから、1.0%以
上、望ましくは1.5%以上とするが、多すぎると熱間
加工性を劣化させるため、3.0%以下、望ましくは
2.5%以下とした。
多量の添加とすることにより、強度の上昇、オーステナ
イト相の安定ならびに耐食性の向上に寄与する元素であ
るので、0.35%以上、望ましくは0.40%以上と
するが、多量に含有すると、固溶化熱処理を施しても窒
化物が完全に固溶せず、加工性や靭延性を劣化させるこ
ととなるため、0.50%以下、望ましくは0.45%
以下とした。
で、場合によっては添加することもできるが、多すぎる
と硼窒化物であるBNが生成して逆に熱間加工性を低下
させることとなるので、添加するとしても0.0080
%以下、望ましくは0.0060%以下とする。
であるが、酸化物を生成することにより鋼中に硬質の介
在物として存在することによって極細線、とくに線径2
0μm以下の極細線への伸線加工性を劣化させることと
なるため少ない方が望ましく、0.010%以下、好ま
しくは0.008%以下に規制するのが良い。
物として存在することによって極細線、とくに線径20
μm以下の極細線への伸線加工性を劣化させることとな
るため少ない方が望ましく、0.010%以下、好まし
くは0.008%以下に規制するのが良い。
物として存在することによって極細線、とくに線径20
μm以下の極細線への伸線加工性を劣化させることとな
るため少ない方が望ましく、0.010%以下、好まし
くは0.005%以下に規制するのが良い。
のある元素であるが、このCaは、酸化物を生成するこ
とにより鋼中に硬質の介在物として存在することによっ
て極細線、とくに線径20μm以下の極細線への伸線加
工性を劣化させることとなるため少ない方が望ましく、
0.008%以下、好ましくは0.006%以下に規制
するのが良い。
線、とくに線径20μm以下の極細線への伸線加工性を
劣化させることとなるため少ない方が望ましく、0.0
05%以下、好ましくは0.0035%以下に規制する
のが良い。
製したのち、造塊し、さらに、熱間圧延および冷間線引
を行うことによって、直径4.6mmの線素材に加工
し、次いで、1100℃で固溶化熱処理を施したあと、
固溶化熱処理材の引張特性を線材引張試験により測定し
たところ、表2に示す結果であった。
定すると共に、線径20μmまでの極細線加工の可否を
調べたところ、同じく表2に示す結果であった。
mまで伸線を行った。
はオーステナイト系ステンレス鋼(SUS 316L)
の低介在物材であり、比較鋼2は市販のオーステナイト
系ステンレス鋼(SUS 316L)である。
(JIS C5191W)の固溶化熱処理材の引張特性
を調べたところ、表3に示す結果であった。
6では、いずれも、固溶化熱処理後の引張強さが800
MPa以上あり、従来のオーステナイト系ステンレス鋼
および表3に示したリン青銅に比べて固溶化熱処理材の
引張強さはかなり高い値をもつことが認められた。
び比較鋼1では、最大介在物径が小さく、線径20μm
までの極細線加工が可能であった。
ならびにリン青銅について、それぞれ、減面率37.2
%、48.4%、57.4%、68.1%の冷間加工を
加え、各減面率における線材の引張特性および透磁率を
調べたところ、表4〜表6に示す結果であった。
50%冷間加工後の引張強さはいずれも1500MPa
以上あり、また、約70%の冷間加工を加えたときでも
透磁率はμ=1.01以下(μ−1で0.01以下)で
あって非磁性を保っていることが認められた。
68.1%の冷間加工材(線材径0.5mm)につい
て、機械的特性とばね加工性(ばね加工時の歩留り)を
調べたところ、表7に示す結果であった。
ばね加工を行った場合にはすべてが自由長の規格値を満
足しており、従来のリン青銅を素材としてばね加工を行
った場合に比べてばね加工性にかなり優れていることが
認められた。
位と2週間浸漬後のNi溶出量を測定したところ、表8
に示す結果であった。
はいずれも0.9%生理食塩水中での孔食電位は1.0
V VS Ag/AgCl以上であると共にNi溶出量
が少ないものであり、生体中で十分な耐食性を有するも
のであることが認められた。
ンレス鋼線は、請求項1に記載しているように、重量%
で、C:0.03%以下、Si:0.5%以下、Mn:
5.0〜7.0%、S:0.005%以下、Ni:9.
0〜11.0%、Cr:19.0〜23.0%、Mo:
1.0〜3.0%、N:0.35〜0.50%、残部実
質的にFeからなる化学成分組成を有するものであるか
ら、固溶化熱処理後の引張強さが800MPa以上の高
強度であると共に、生理食塩水中での孔食電位が1.0
V以上の優れた耐食性を有し、冷間加工後の透磁率がμ
=1.01以下の非磁性を有しており、磁性を嫌う精密
電子部品ばね用材料や、プリント基板印刷用メッシュ材
料として好適な高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線を
提供することが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされる。
B:0.0080%以下を含むものとすることによっ
て、熱間加工性をより一層改善した高強度・高耐食非磁
性ステンレス鋼線を提供することが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。
Al:0.010%以下、Ti:0.010%以下、M
g:0.010%以下、Ca:0.008%以下、O:
0.005%以下に規制したものとすることによって、
線径20μm以下の極細線への加工が可能であり、生体
中で十分な耐食性を有しかつまた極細線加工が必要であ
る生体インプラント用材料として好適な高強度・高耐食
非磁性ステンレス鋼線を提供することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
に、線径が20μm以下であるものとすることによっ
て、生体インプラント用材料として使用されうる高強度
・高耐食非磁性ステンレス鋼線を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
に、線径が20μm以下でかつ透磁率がμ=1.01以
下であるものとすることによって、MRI(磁気共鳴診
断装置)のごとく磁性を嫌う用途において使用可能な生
体インプラント用高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線
を提供することが可能であるという著しく優れた効果が
もたらされる。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.03%以下、Si:
0.5%以下、Mn:5.0〜7.0%、S:0.00
5%以下、Ni:9.0〜11.0%、Cr:19.0
〜23.0%、Mo:1.0〜3.0%、N:0.35
〜0.50%、残部実質的にFeからなることを特徴と
する高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線。 - 【請求項2】 前記ステンレス鋼線はさらにB:0.0
080%以下を含むことを特徴とする請求項1に記載の
高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線。 - 【請求項3】 前記ステンレス鋼線はAl:0.010
%以下、Ti:0.010%以下、Mg:0.010%
以下、Ca:0.008%以下、O:0.005%以下
に規制したことを特徴とする請求項1または2に記載の
高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線。 - 【請求項4】 線径が20μm以下であることを特徴と
する請求項3に記載の高強度・高耐食非磁性ステンレス
鋼線。 - 【請求項5】 線径が20μm以下でかつ透磁率がμ=
1.01以下であることを特徴とする請求項3に記載の
生体インプラント用高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼
線。
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---|---|---|---|
JP25388397A JP3747590B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 高強度・高耐食非磁性ステンレス鋼線 |
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