CN107405655A - 奥氏体系不锈钢板、盖部件和奥氏体系不锈钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供清洗性、防眩性和亲水性优异的奥氏体系不锈钢板。在冷精轧和光亮退火后使用毛面辊进行平整而成的奥氏体系不锈钢板中,钢板表面上的与轧制方向垂直的方向的算术平均粗糙度Ra为0.2μm以上1.2μm以下。另外,钢板表面上的毛面图案的转印率为15%以上70%以下。此外,在钢板表面形成的深度为0.5μm以上、开口面积为10μm2以上的微坑的存在密度为每0.01mm2存在10.0个以下、且开口部面积率为1.0%以下。另外,在钢板表面形成的覆膜由SiO2主体的氧化物构成,该SiO2主体的氧化物至少含有Si、N、Al、Mn、Cr、Fe、Nb、Ti和O作为C以外的覆膜形成元素,并且Si含量为10原子%以上、N含量为10原子%以下。

Description

奥氏体系不锈钢板、盖部件和奥氏体系不锈钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及在冷精轧(仕上げ冷間圧延)和光亮退火后使用毛面辊进行平整(調質圧延)而得到的奥氏体系不锈钢板、盖部件(カバー部材)和奥氏体系不锈钢板的制造方法。
背景技术
在外装建材、内装建材和厨房用品等中,广泛使用以SUS304和SUS316为代表的奥氏体系不锈钢板、以SUS430为代表的奥氏体系不锈钢板。
并且,在这些用途中,为了使制品制造时或施工时所附着的各种污垢和日常使用时所附着的各种污垢或指纹等容易被除去而要求其清洗性,不仅如此,为了使污垢、指纹、处理缺陷等不容易显眼,防眩性也被视为是很重要的。
另外,在精密设备、电子设备部件等中,例如对于硬盘驱动器(HDD),通常要求高密度化和处理的高速化。
另外,对于在旋转部件、臂部件、盒部件和盖部件等HDD部件中所使用的材料,不仅要求其优异的耐腐蚀性,而且对于颗粒(附着物颗粒)和外部气体等的污垢也进行严格控制。
另外,在制造HDD部件时的清洗工序中,例如,在利用烃进行脱脂后,使用氟系清洗液、弱碱系清洗液和超纯水等实施超声波清洗等细致的清洗。
另外,在清洗工序中,根据需要实施蒸气清洗,最终实施2次以上的使用超纯水的漂洗(冲洗)工序,从而不仅除去颗粒、而且还除去离子性物质。
此外,在清洗工序中,在空气中存在的微细的污垢也会成为污染源,因而通常在由JIS B 9920规定的5级以上的清洁度的清洁环境下进行清洗。需要说明的是,由JIS B 9920规定的5级以上是指下述环境,即在每1m2空气中,0.1μm的颗粒数为100000个以下、0.2μm的颗粒数为23700个以下、0.3μm的颗粒数为10200个以下、0.5μm的颗粒数为3520个以下、1μm的颗粒数为832个以下、5μm的颗粒数为29个以下。
在经过这样的清洗工序而进行制造的HDD部件中,使用普通钢、铝合金和不锈钢等,出于主要提高耐腐蚀性和改善清洗性的目的,多在实施了无电解镀Ni的状态下进行使用。
此处,在HDD部件等中,不仅要求耐腐蚀性、清洗性,而且为了使指纹、微细的缺陷不容易显眼,还要求为具有防眩性的无光泽表面。
另外,在HDD中,如图1所示,在作为盖部件1的内侧的盖内面2安装有例如垫片、橡胶垫圈等密封部件3,为了在HDD的各部件组装后的状态下将HDD内部与HDD外部阻断进行密封。
密封部件3利用粘合剂安装在构成盖部件1的不锈钢上,因而为了维持稳定的密封性,粘合剂与不锈钢之间的浸润性是很重要的。即,对于构成HDD的盖部件1的不锈钢来说,要求其表面为亲水性的。
并且,作为HDD盒等精密设备的盖部件用的不锈钢板,已知有专利文献1中所记载的耐污染性优异的不锈钢减振钢板。
对于通常的不锈钢板来说,在进行退火酸洗时,由于退火而在表面附近的晶界附近生成的贫Cr层通过酸洗而被优先溶解去除(溶削),沿着晶界形成较小的沟槽(微槽)。在酸洗不充分的情况下,该微槽中残留油分而成为发生脱气的主要原因。另外,微槽中容易附着尘埃,也会成为清洗性降低的主要原因。
因此,在专利文献1中,为了防止微槽的产生,作为冷轧后的最终退火,实施光亮退火或无氧化退火。
另外,作为不容易附着空气中的微细的灰尘或尘埃的不锈钢板,如专利文献2中所记载,已知有如下所述的不锈钢板:通过将机械抛光、还原退火和使用水溶性润滑剂的平整进行组合,将平整板表面上的大于0.25mm2尺寸的针孔数目抑制在每10cm2为10个以下的不锈钢板。
此外,作为耐污性和耐腐蚀性优异的不锈钢板,如专利文献3中所示,已知有下述的不锈钢板:使用毛面辊在精轧后进行光亮退火而将其控制在规定的表面粗糙度,从而提高其耐污性和耐腐蚀性的不锈钢板。
另外,作为耐污染性、清洗性和防眩性优异的不锈钢板,如专利文献4所示,通过在最终退火后利用镜面辊进行第1次平整、利用毛面辊进行第2次平整而将钢板表面控制在规定的算术平均粗糙度,从而提高耐污染性、清洗性和防眩性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3956346号公报
专利文献2:日本特开2001-20045号公报
专利文献3:日本专利第3587180号公报
专利文献4:日本专利第4226131号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,据认为,在像上述专利文献1的不锈钢板那样仅应用光亮退火或无氧化退火作为最终退火而省略酸洗时,得不到针对微小颗粒等污垢的良好清洗性。
另外,对于专利文献2的不锈钢板,利用浸于中性洗剂中的布对暴露试验结束后的样品仅进行1次擦拭,通过该试验对清洗性进行评价,据认为,从该专利文献2的不锈钢板的表面性状来看,未得到针对微小的颗粒等污垢的良好清洗性。
此处,清洗性与防眩性通常为相反的特性,不锈钢板的防眩性越优异,钢板表面的凹凸越大,因而污垢越容易附着、同时附着的污垢越难以除去,清洗性差。
因此,在专利文献3的不锈钢板中,尽管能够提高防眩性,但对清洗性并未进行研究,据信得不到针对微小的颗粒等污垢的良好清洗性。
另外,在像专利文献4的不锈钢板那样仅规定表面粗糙度时,尽管防眩性能够提高,但据信得不到针对微小的颗粒等污垢的良好清洗性。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供清洗性、防眩性和亲水性优异的奥氏体系不锈钢板、盖部件和奥氏体系不锈钢板的制造方法。
解决课题的手段
权利要求1所述的奥氏体系不锈钢板是在冷精轧和光亮退火后使用毛面辊进行平整而成的奥氏体系不锈钢板,其中,钢板表面上的与轧制方向垂直的方向的算术平均粗糙度Ra为0.2μm以上1.2μm以下;钢板表面上的转印有毛面图案的部分的面积率也即转印率为15%以上70%以下;在钢板表面形成的深度为0.5μm以上且开口面积为10μm2以上的微坑在钢板表面的存在密度为每0.01mm2存在10.0个以下,并且钢板表面的开口部面积率为1.0%以下;在钢板表面形成的覆膜由SiO2主体的氧化物构成,该SiO2主体的氧化物至少含有Si、N、Al、Mn、Cr、Fe、Nb、Ti和O作为C以外的覆膜形成元素,并且Si的含量为10原子%以上、N的含量为10原子%以下。
权利要求2所述的奥氏体系不锈钢板为权利要求1所述的奥氏体系不锈钢板,其中,该奥氏体系不锈钢板含有C:0.15质量%以下、Si:0.1质量%以上4.0质量%以下、Mn:10.0质量%以下、Ni:1.0质量%以上28.0质量%以下、Cr:16.0质量%以上32.0质量%以下、以及N:0.2质量%以下,余部由Fe和不可避免的杂质形成。
权利要求3所述的盖部件为硬盘驱动器用的盖部件,其由权利要求1或2所述的奥氏体系不锈钢板形成。
权利要求4所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法是对于热轧制后的热轧钢板在至少冷精轧后进行光亮退火作为最终退火、使用毛面辊进行平整的奥氏体系不锈钢板的制造方法,其中,在冷精轧中,使冷轧率为30%以上,并且至少在最终轧制道次中使用算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下的工作辊以轧制速度为200mm/min以下进行轧制;使至光亮退火为止的总冷轧率为60%以上。
权利要求5所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法是权利要求4所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法,其中,在最终退火中,在氢比例为70体积%以上的氢-氮混合气体气氛下,在露点为-70℃以上-50℃以下、温度为950℃以上1100℃以下的条件下进行光亮退火。
权利要求6所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法为权利要求4或5所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法,其中,在平整中,使用辊直径为500mm以上且算术平均粗糙度Ra为1.0μm以上3.5μm以下的毛面辊,按照1道次的伸长率为0.5%以下进行1道次以上的轧制,使总伸长率为0.2%以上1.4%以下。
发明的效果
根据本发明,由于对钢板表面的微坑的存在密度和开口部面积率进行控制、对钢板表面的算术平均粗糙度Ra进行控制、对钢板表面的毛面图案的转印率进行控制,因而能够提高清洗性和防眩性;由于对钢板表面所形成的表面覆膜的组成进行控制,因而能够提高亲水性。
附图说明
图1是示出HDD的盖部件的立体图。
具体实施方式
以下对本发明的一个实施方式的构成进行详细说明。
该实施方式中的奥氏体系不锈钢板在冷精轧和光亮退火后使用毛面辊进行了平整,例如作为硬盘驱动器(HDD)用的盖部件等的材料是适宜的。
该奥氏体系不锈钢板被施以冷精轧以使其成为规定的表面性状,通过冷精轧后的光亮退火将表面覆膜组织调节成亲水性、同时对其进行平整以使其成为规定的表面性状,从而按照尽可能不降低清洗性的方式提高防眩性。
首先对奥氏体系不锈钢板的表面性状进行说明。
清洗性表示钢板表面所附着污垢的去除容易性,分布在钢板表面的微小的凹坑(ピット)对清洗性有较大的影响。
凹坑为钢板表面的微细的凹陷,主要是由于以下因素而产生的:热轧工序中的裂纹、晶界氧化部的间隙、晶界侵蚀部、夹杂物或碳化物等异相颗粒的间隙处产生的凹陷、这些颗粒的脱落痕、制造工序中的金属颗粒或其他颗粒的咬合所致的凹陷、氧化皮膜残存物的脱落痕、冷轧时轧制油的卷入所致的凹陷、冷轧条件的不匹配所致的微细的表面缺陷、以及冷加工时的夹杂物所致的加工裂纹等。
这样的凹坑之中,深度为0.5μm以上且开口面积为10μm2以上的微坑容易起到作为微细的污垢等异物的捕集点(トラップサイト)的作用,成为阻碍清洗性的一大要因。
因此,为了提高清洗性,控制钢板表面的微坑的分布是很重要的。
需要说明的是,通过利用毛面辊的平整被转印毛面图案而成的几十微米尺寸的弧坑(クレーター)状凹陷本身不属于该实施方式所规定的微坑,但在毛面图案被转印至利用毛面辊的平整前存在的微坑部分并直接残存在弧坑内部的凹坑、或在弧坑内部新开口的凹坑则属于该实施方式所规定的微坑。
并且,在钢板表面的微坑的存在密度为每0.01mm2高于10.0个的情况下、以及钢板表面的微坑的开口部面积率高于1.0%的情况下,微坑容易起到作为捕集点的作用,清洗性降低。
因此,对于奥氏体系不锈钢板来说,为了确保在由JIS B 9920规定的5级以上的清洁环境下进行的清洗工序中的良好清洗性,使钢板表面的微坑的存在密度为每0.01mm2存在10.0个以下、且使钢板表面的微坑的开口部面积率为1.0%以下。
需要说明的是,凹坑的深度是以凹坑外周的棱部的平均高度为基准的凹坑的最大深度。另外,在被转印毛面图案而成的弧坑内部存在凹坑的情况下,凹坑的深度也同样地是以凹坑外周的棱部的平均高度为基准的凹坑的最大深度。
凹坑的开口面积为在沿板厚方向俯视观察钢板表面的状态下由凹坑的边缘部包围的部分的投影面积。
这些凹坑的深度和开口面积的测定优选使用能够进行表面形状测定的激光显微镜或白光干涉显微镜来进行。
另外,对于由这样的测定手段得到的测定面积,优选在从钢板表面随机选择的2个以上的视野中合计为0.1mm2以上,例如,通过以1000倍的倍率利用20个视野以上进行测定,测定出凹坑的深度和开口面积,同时计算出微坑的存在密度和开口部面积率。
微坑的存在密度如下计算出:对各视野中所设定的测定区域内存在的微坑(包括开口部的一部分从测定区域的边界突出的微坑)的数目进行测定,将各测定区域中的测常数量的总和除以各测定区域的总面积,换算成每0.01mm2的个数,由此计算出微坑的存在密度。
另外,微坑的开口部面积率如下计算出:计算出各视野中所设定的测定区域内存在的各微坑的开口面积(对于开口部的一部分从测定区域的边界突出的微坑,仅包括位于测定区域内的部分的面积)的合计,将各测定区域中的合计开口面积的总和除以全部测定区域的总面积,由此计算出微坑的开口部面积率。
此处,毛面图案等无光泽表面作为盖部件等HDD部件的外观设计是适宜的,因而通过使用毛面辊进行平整,从而使表面光泽度降低来赋予防眩性。作为表面光泽度的基准,优选JIS Z 8741所规定的光泽度、即20°的值为400以下。
对于像这样使用毛面辊进行平整后的奥氏体系不锈钢板来说,若钢板表面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.2μm,则表面光泽度高,可能无法确保防眩性。另一方面,若钢板表面的凹凸增大、Ra超过1.2μm,则清洗性可能会降低。从而,为了确保充分的清洗性和防眩性,使钢板表面的Ra为0.2μm以上1.2μm以下。
需要说明的是,算术平均粗糙度(Ra)为JIS B 0601中所规定的测定值,即为与轧制方向垂直的方向的测定值。
关于在钢板表面通过平整而转印有毛面图案的部分的面积率、也即转印率,在沿板厚方向俯视观察钢板表面的状态下,该转印率为由被转印毛面图案而成的弧坑部的棱部包围的部分的投影面积在钢板表面的总面积中的比例。例如,利用光学显微镜等以400倍的倍率进行20个视野以上的观察,对被转印毛面图案而成的弧坑部分的面积率进行测定,由此能够计算出毛面图案的转印率。
此处,清洗性与防眩性通常为相反的特性,钢板表面的转印率越低,越能够提高清洗性,但表面光泽度会增高,从而防眩性会降低。另一方面,转印率越高,表面光泽度越降低而能够提高防眩性,但钢板表面的凹凸增大,从而清洗性会降低。
具体地说,若转印率低于15%,则能够提高清洗性,但防眩性降低,污垢、指纹、处理缺陷容易显眼。另一方面,若转印率高于70%,则能够提高防眩性,但在转印毛面图案而成的弧坑内部产生的微坑增加、或微坑的开口增大,因而成为清洗性显著降低的原因。
因此,为了确保清洗性和防眩性这两者,使钢板表面的转印率为15%以上70%以下。
为了对奥氏体系不锈钢板赋予亲水性,需要使表面覆膜为将二氧化硅(SiO2)作为主体的组成,光亮退火后的表面覆膜中的SiO2量越多,越能够提高亲水性。
另外,在钢板表面形成的表面覆膜即使为将SiO2作为主体的氧化覆膜,氧化覆膜中的硅(Si)含量和氮(N)含量对于提高亲水性也是很重要的。即,氧化覆膜例如在含有Si、氮、铝(Al)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)、铌(Nb)、钛(Ti)和氧(O)作为碳(C)以外的覆膜形成元素的情况下,氧化覆膜中的Si含量和N含量是很重要的。
具体地说,若氧化覆膜中的Si含量低于10原子%,则成为以Cr和Fe氧化物为主体的组成的氧化覆膜,得不到亲水性。因而,在钢板表面形成的氧化覆膜的Si含量为10原子%以上。另外,氧化覆膜中的Si含量更优选为15原子%以上。
另外,确认了若氧化覆膜中的N含量高于10原子%,则得不到亲水性。因而,在钢板表面形成的氧化覆膜的N含量为10原子%以下。
需要说明的是,表面覆膜组成的分析值为通过基于由X射线光电子分光法得到的各元素谱图的积分面积的半定量分析值而计算出的值。
接着对奥氏体系不锈钢板的成分组成进行说明。
上述奥氏体系不锈钢板含有0.15质量%以下的碳、0.1质量%以上4.0质量%以下的Si、10.0质量%以下的Mn、1.0质量%以上28.0质量%以下的镍(Ni)、16.0质量%以上32.0质量%以下的Cr、以及0.2质量%以下的N,余部由Fe和不可避免的杂质形成。
C是固溶强化元素,但C浓度高时,在晶界析出的Cr碳化物增加。在Cr碳化物的周边生成Cr浓度低的贫Cr层,容易以该部分为起点而生成微坑。另外,使用毛面辊进行平整时,会使微坑开口并产生新的微坑,成为清洗性变差的原因。并且,若C含量大于0.15%,则容易由于贫Cr层而使清洗性变差。因而,设C含量为0.15质量%以下。
Si是对光亮退火后的表面覆膜中的SiO2量带来影响的合金成分。即,为了如上所述对奥氏体系不锈钢板赋予亲水性,优选增加光亮退火后的表面覆膜中的SiO2量,但若作为原板的奥氏体系不锈钢板中的含Si量少,则表面覆膜中的Si比例降低、不容易形成以SiO2作为主体的氧化覆膜。因此,优选原板的钢中的Si含量多。具体地说,Si含量若低于0.1质量%,则可能无法充分确保亲水性。另一方面,若Si含量高于4.0质量%,则冷加工性可能会降低。因而,设Si含量为0.1质量%以上4.0质量%以下。
Mn为奥氏体生成元素、同时发挥出耐腐蚀性改善作用和加工性改善作用。并且,Mn含量若高于10质量%,则制造性可能显著变差。因而,设Mn含量为10.0质量%以下。
Ni为奥氏体生成元素、同时发挥出耐腐蚀性改善作用和加工性改善作用。并且,Ni为奥氏体系不锈钢的主要合金成分需要含有1.0质量%以上。另一方面,Ni为比较昂贵的元素,因而若大量含有Ni,则钢材成本会上升。因而,设Ni含量为1.0质量%以上28.0质量%以下。
Cr为对于改善耐腐蚀性有效的合金成分,Cr含量若为16.0质量%以上,则由Cr添加带来的耐腐蚀性的改善效果显著。另一方面,若Cr大量含有、其含量高于32.0质量%,则制造性可能会变差。因而,设Cr含量为16.0质量%以上32.0质量%以下。
N与C同样地为奥氏体生成元素、同时也是固溶强化元素。但是,若N大量含有、其含量超过0.2质量%,则0.2%屈服强度上升、钢材呈硬质化,可能使制造性显著变差。因而,设N含量为0.2质量%以下。
Nb使钢中的C和N以Nb(C,N)的形式固着而生成析出物,并抑制作为微坑产生原因之一的Cr碳化物的生成,因而Nb对于清洗性的提高为重要的合金成分。并且,通过使Nb的含量为0.01质量%以上,这样的效果显著。另一方面,若Nb过量含有、其含量高于0.8质量%,则制造性、加工性可能会变差。因而,设含有Nb时的Nb含量为0.01质量%以上0.8质量%以下。
Ti与Nb同样地使钢中的C和N以Ti(C,N)的形式固着而生成析出物,并抑制作为微坑产生原因之一的Cr碳化物的生成,因而Ti对于清洗性的提高为重要的合金成分。并且,通过使Ti的含量为0.01质量%以上,这样的效果显著。另一方面,若Ti过量含有、其含量高于0.5质量%,则制造性、加工性可能会变差。因而,设含有Ti时的Ti含量为0.01质量%以上0.5质量%以下。
另外,除了上述合金成分以外,还可以根据需要含有其他合金成分。例如,为了提高耐腐蚀性、加工性等,可以含有5.0质量%以下的钼(Mo)、3.0质量%以下的铁(Cu)、5.0质量%以下的Al、0.02质量%以下的硼(B)、0.5质量%以下的钛(Ti)、0.5质量%以下的锆(Zr)、0.05质量%以下的钇(Y)、1.0质量%以下的钨(W)、0.5质量%以下的银(Ag)、0.5质量%以下的锡(Sn)和1.0质量%以下的钴(Co)等中的至少一种。
此外,考虑到对于由上述合金成分带来的特性的不良影响,作为杂质含有的磷(P)含量优选被控制在0.05质量%以下、硫(S)含量优选被控制在0.01质量%以下。
需要说明的是,奥氏体系不锈钢板并不限于上述组成,例如也可以为与JIS G4305:2005、JIS G 4303:2005中规定的奥氏体系不锈钢成分相当的组成。
接着对上述奥氏体系不锈钢板的制造方法进行说明。
为了制造清洗性和防眩性优异的奥氏体系不锈钢板,依次进行退火、酸洗、冷精轧和光亮退火来制造微坑少、平滑且清洗性优异的奥氏体系不锈钢的原板,使用毛面辊在轻压下对该原板进行平整,从而在尽可能维持清洗性的同时赋予防眩性,这一点是很重要的。
首先,将利用现有的方法制造的热轧钢板作为起始材料,利用退火和酸洗工序等除去金属或皮膜等比较粗大的附着物。
接下来,通过冷精轧以充分的轧制率进行轧制,并且在冷精轧的最终阶段(最终道次)使用平滑性高的工作辊以低速度在高压条件下进行轧制,由此将因酸洗生成的凹陷(脱落痕)、因晶界侵蚀而产生的凹陷尽可能地平滑化。另外,通过同时使至光亮退火为止的总冷轧率足够大,可将源自热轧钢板的凹陷、退火和酸洗工序中的脱落痕等凹陷尽可能平滑化。
此外,通过在冷精轧后进行光亮退火作为最终退火,可防止因表面氧化而形成凹陷,同时不需要其后的酸洗,从而不会产生由酸洗所致的晶界侵蚀,可制造出清洗性优异的奥氏体系不锈钢的原板。
并且,对于像这样制造的奥氏体系不锈钢的原板,为了将微坑的存在密度和开口部面积率控制在上述值,在能够抑制微坑的开口和产生的规定条件下使用毛面辊进行平整,在维持清洗性的同时赋予防眩性。
需要说明的是,在制造奥氏体系不锈钢板时为下述的方法即可:将热轧钢板作为起始材料,至少在进行冷精轧之后进行光亮退火作为最终退火,使用毛面辊进行平整。作为具体的制造过程,例如可利用过程(i)进行制造,在过程(i)中,从热轧钢板开始,依退火、酸洗、冷精轧、最终退火(光亮退火)和平整的顺序进行处理。另外,作为其他过程,还可以为过程(ii),在过程(ii)中,从热轧钢板开始,依退火、酸洗、冷轧、退火、酸洗、冷精轧、最终退火(光亮退火)和平整的顺序进行处理。此外,还可以为过程(iii),在过程(iii)中,从热轧钢板开始,依退火、酸洗、第1冷轧、第1退火、第1酸洗、第2冷轧、第2退火、第2酸洗、冷精轧、最终退火(光亮退火)和平整的顺序进行处理。另外,还可以为过程(iv),在过程(iv)中,从热轧钢板开始,依退火、酸洗、冷轧、光亮退火、冷精轧、最终退火(光亮退火)和平整的顺序进行处理。
需要说明的是,在上述过程(i)或(iv)中,可以根据需要添加抛光工序、脱脂工序,可以采用在最后的平整之后在不会对表面性状带来影响的范围内使板通过脱脂、张力矫直(テンションレベラー)和纵切(スリット)等精整工序的构成。
对上述制造方法中的各工序的具体条件进行说明。
热轧钢板是不进行冷轧而直接热轧后的钢板。该热轧钢板是利用现有的方法进行熔融制造、铸造和热轧而成的,因而可根据需要实施热轧退火和酸洗。
退火和酸洗是对于除去附着在钢板表面的金属、氧化铁皮(スケール)等粗大异物有效的处理。
退火可以考虑材料的制造性、特性而选择适宜的条件。另外,退火可以在不会对钢板的表面性状带来影响的范围内采用分批式退火和连续式退火中的任一种方式,例如可以根据其材料进行选择。
酸洗将中性盐和硫酸、硝酸、氢氟酸及盐酸等酸组合来进行,可以进行电解酸洗。
冷精轧是在最后的退火之后在即将进行光亮退火之前进行的冷轧制,道次次数可以是1道次也可以是2道次以上。另外,例如可以依次使用通常的森吉米尔式轧机(sendzimir mill)和薄板专用轧机等两种以上的不同的轧制机。依次使用不同的轧制机时的冷精轧的冷轧率为2种以上的轧制机产生的总冷轧率。
这样的冷精轧是决定奥氏体系不锈钢板的表面性状的重要工序。即,利用冷精轧充分地拉伸(引き延ばす)因酸洗而产生的异物的脱落痕和由于晶界侵蚀而形成的凹陷,从而利用冷精轧使得微坑成为规定的存在密度和开口部面积率,这一点是很重要的。
另外,若精轧的冷轧率小于30%,则凹陷可能未被充分拉伸。因而,设冷精轧的冷轧率为30%以上。需要说明的是,冷轧率更优选为40%以上、进一步优选为50%以上。另一方面,冷精轧中的冷轧率的上限受到材料变形阻力和所使用的冷轧机的能力的影响,因而可适宜地选择,通常为90%以下。
另外,在冷精轧中,至少在最终轧制道次中使用辊表面的算术平均粗糙度Ra大于0.3μm的工作辊时,钢板表面的平滑化不充分,清洗性有可能降低。因而,在冷精轧中,至少在最终轧制道次中需要使用辊表面的算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下的工作辊。
此外,最终轧制道次中的轧制速度若高于200m/min,则可能由于轧制油被卷入到工作辊和钢板表面而导致微坑的开口和产生。因而,设冷精轧中的最终轧制道次的轧制速度为200m/min以下。
此处,在热轧时所产生的表面缺陷多数比较深,为了尽量减少微坑,提高至光亮退火工序之前的总冷轧率、将在作为起始材料的热轧钢板中所存在的表面缺陷充分地拉伸这一点是很重要的。另外,埋于钢板表面附近的异物也有可能由于冷轧前的热轧板的退火、酸洗等而发生脱落,为了拉伸该脱落痕,提高总冷轧率也是有效的。
总冷轧率(合计冷轧率)是在制造奥氏体系不锈钢板时至光亮退火为止的一系列工序中的各冷轧的合计轧制率。例如,在上述过程(i)中为冷精轧的轧制率,在上述过程(ii)中为冷轧和冷精轧的合计轧制率,在上述过程(iii)中为第1冷轧和第2冷轧和冷精轧的合计轧制率,在上述过程(iv)中为冷轧和冷精轧的合计轧制率。更具体地说,在设热轧钢板中的最初的冷轧道次前的板厚为h0(mm)、设最后的冷轧道次后的板厚为h1(mm)时,由((h0-h1)/h0)×100(%)表示总冷轧率。
并且,由研究结果可知,通过使至光亮退火为止的合计冷轧率也即总冷轧率为60%以上,能够使表面缺陷有效地消失。因而,设至光亮退火为止的总冷轧率为60%以上。需要说明的是,关于总冷轧率的上限,由于受材料变形阻力和所使用的冷轧机的能力的影响,因而可酌情选择,通常为98%以下。
为了维持通过这样的冷精轧所得到的表面性状(即微坑极少的表面性状),在最终退火中,防止表面氧化并能够使其省略其后的酸洗、抛光等除去氧化皮膜的工序这一点是很重要的。因此,作为最终退火,进行还原性气氛下的光亮退火。
光亮退火是在还原气氛中的退火,优选在用于BA精加工(JIS G 203:2009、编号4225)的光亮退火处理的条件下进行。
另外,为了利用光亮退火得到亲水性优异的氧化覆膜组织,需要在氢比例为70体积%以上的氢和氮的混合气体气氛中进行退火,形成SiO2主体的氧化覆膜。
并且,若退火时露点超过-50℃,则氧化覆膜成为Cr和Fe主体的氧化物、同时氧化覆膜变得过厚,容易发生由干涉色所致的着色(回火色)。另一方面,若露点低于-70℃,则Si容易被还原,因而不容易形成以SiO2为主体的氧化覆膜,同时Al容易在覆膜中聚集(濃化)。另外,退火时的温度低于950℃和高于1100℃时,Si不会在氧化覆膜中充分聚集,不容易形成以SiO2为主体的氧化覆膜。因而,光亮退火在氢比例为70体积%以上的氢-氮混合气体气氛中在露点为-70℃以上-50℃以下、温度为950℃以上1100℃以下的条件下进行。
在光亮退火后,通过使用毛面辊作为工作辊进行平整,毛面图案被转印至钢板表面,在维持清洗性的同时赋予防眩性。
在这样的平整中,为了抑制转印毛面图案而成的弧坑内部的微坑的开口和产生、能够在不使清洗性变差的情况下赋予防眩性,对毛面轧制条件进行控制这一点是很重要的。
并且,若毛面辊的直径小于500mm,则对转印毛面图案而成的弧坑部施加必要以上的应力,可能促进弧坑内部的微坑的开口和产生。
另外,关于毛面辊的表面粗糙度,若算术平均粗糙度Ra为1.0μm以上3.5μm以下的范围,则能够赋予防眩性、并且清洗性不容易降低。
关于平整的道次条件,若每1次道次的伸长率大于0.5%,则可能推进弧坑内部的微坑的开口和产生。另外,即使合计的伸长率相同,在利用被分成2道次以上的更多次道次进行平整时,能够抑制被转印毛面图案而成的弧坑内部的微坑的开口和产生,因而优选。
此外,平整中的合计的伸长率也即总伸长率若小于0.2%,则可能无法充分地赋予防眩性;若总伸长率大于1.4%,则清洗性可能会降低。
因而,在平整中,优选设毛面辊的直径为500mm以上、该毛面辊的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为1.0μm以上3.5μm以下、1道次的伸长率为0.5%以下、总伸长率为0.2%以上1.4%以下。
在这样的平整中,为了防锈等目的,可以使用混配有添加剂等的润滑剂。另外,为了除去工作辊表面的异物,可以使用清洗液并利用擦拭器等进行擦拭。
接着对上述一实施方式的作用和效果进行说明。
利用上述奥氏体系不锈钢板,由于在钢板表面上成为污垢的附着原因的微坑的存在密度为每0.01mm2存在10.0个以下、且钢板表面的开口部面积率为1.0%以下,因而不易产生颗粒等的捕集点,能够提高清洗性。
另外,由于钢板表面的算术平均粗糙度Ra为0.2μm以上1.2μm以下、并且钢板表面的毛面图案的转印率为15%以上70%以下,因而能够维持清洗性、同时还能够提高防眩性。
此外,由于在钢板表面形成的表面覆膜由SiO2主体的氧化物构成,该SiO2主体的氧化物的组成中含有Si、N、Al、Mn、Cr、Fe、Nb、Ti和O作为C以外的覆膜形成元素,并且Si含量为10原子%以上、Ni含量为10原子%以下,因而能够提高亲水性。
从而,由于如上所述对奥氏体系不锈钢板的表面性状和表面覆膜进行控制,因而能够提高清洗性、防眩性和亲水性。
另外,由于上述奥氏体系不锈钢板的清洗性、防眩性和亲水性优异,因而能够适合用作HDD用的盖部件。
根据上述奥氏体系不锈钢板的制造方法,由于冷精轧中的冷轧率为30%以上,并且在冷精轧中的至少最终轧制道次中使用算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下的工作辊以轧制速度为200mm/min以下进行轧制,因而能够抑制微坑的产生、能够使钢板表面平滑化而提高清洗性。
此外,由于使至光亮退火为止的总冷轧率为60%以上,因而能够使表面缺陷有效地消失从而抑制微坑的产生,能够提高清洗性。
在冷精轧后,通过在氢比例为70体积%以上的氢-氮混合气体气氛中在露点为-70℃以上-50℃以下、温度为950℃以上1100℃以下的条件下进行光亮退火,而在钢板表面形成以SiO2为主体的氧化覆膜作为表面覆膜,由此能够提高亲水性。
在光亮退火后,通过使用直径为500mm以上、算术平均粗糙度Ra为1.0μm以上3.5μm以下的毛面辊,按照1道次的伸长率为0.5%以下、总伸长率为0.2%以上1.4%以下来进行平整,由此能够在尽量不降低清洗性的情况下提高防眩性。
实施例
以下对本实施例以及比较例进行说明。
[实施例1]
首先,利用电炉、转炉和VOD工序对表1所示化学组成的不锈钢进行熔炼、连续铸造,从而得到了扁钢坯。
[表1]
接着,将连续铸造扁钢坯利用通常的方法进行热轧制,制成热轧钢板。并且,将热轧钢板作为起始材料,按照上述过程(ii)或过程(iii)的顺序进行各工序,同时在平整工序中使用毛面辊,形成板厚为0.3mm~1.5mm的平整材,作为各实施例以及各比较例的试验材。将这些本实施例以及比较例各自的制造条件列于表2。
需要说明的是,在表2中,钢种B和钢种E利用过程(ii)进行各工序,此外的钢种利用过程(iii)进行各工序。另外,本实施例的冷精轧中均使用Ra为0.3μm以下的工作辊,使最终轧制道次的轧制速度为200mm/min以下。此外,在本实施例中,均在氢为75质量%~100质量%、其余为氮气的气氛中进行光亮退火。
使用表2所示的各试验材,进行关于清洗性、防眩性和亲水性的各种测定。具体地说,进行了钢板表面的算术平均粗糙度的测定、转印率的测定、钢板表面的微坑的测定、表面光泽度的测定、表面覆膜的测定、浸润性的测定、和清洗性的评价。
需要说明的是,如表2所示,作为清洗性评价的对照材,对于在HDD部件多使用的无电解镀Ni材也同样地进行关于清洗性的测定。
在钢板表面的算术平均粗糙度的测定中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,使用丙酮进行超声波清洗后,利用依据JIS B 0601的方法进行算术平均粗糙度Ra的测定。需要说明的是,在该算术平均粗糙度的测定中,在与轧制方向垂直的方向进行3次,计算出平均值,进行评价。
在转印率的测定中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,使用丙酮进行超声波清洗后,利用光学显微镜对钢板表面进行观察,计算出转印毛面图案而成的弧坑部的面积率、即转印率。需要说明的是,在钢板表面的观察中,设观察倍率为400倍,设观察视野数为20视野,计算出全部测定值的平均值,进行评价。
在微坑的测定中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,使用丙酮进行超声波清洗后,利用激光显微镜对钢板表面进行观察,计算出深度为0.5μm以上、开口面积为10μm2以上的微坑的存在密度和开口部面积率。需要说明的是,在钢板表面的观察中,设观察倍率为1000倍,设视野数为10视野,设全部测定区域面积为0.1mm2
在表面光泽度的测定中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,使用丙酮进行超声波清洗后,利用依据JIS Z 8741的方法进行表面光泽度(20°)的测定。需要说明的是,在表面光泽度的测定中,在与轧制方向平行的方向以及与轧制方向垂直的方向分别进行3次测定,计算出平均值,将该平均值为400以下的情况评价为表面光泽度低、防眩性优异。
在表面覆膜的测定中,对于各样品,利用X射线光电子分光法由氧化覆膜最外表面的各元素的峰的积分强度求出Si元素比例。
在浸润性的测定中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,使用丙酮进行超声波清洗后,利用静滴法测定离子交换水0.1ml液滴的接触角,将接触角为50°以下的情况评价为浸润性优异。
在清洗性的评价中,对于从各试验材切出的50mm见方的样品,利用以下顺序实施清洗操作,得到表面清洁度测定用试样。需要说明的是,清洗操作的丙酮脱脂以后的工序和表面清洁度测定的全部工序是在由JIS B 9920规定的5级的清洁环境中实施的。
在样品的清洗操作中,首先使用丙酮利用超声波清洗进行脱脂。使用氟系清洗液对该脱脂后的样品进行超声波清洗、蒸气清洗、真空干燥。其后使用弱碱系洗剂进行超声波清洗,浸渍在超纯水中进行漂洗,以低速拉起后进行温风干燥,作为表面清洁度测定用试样。
表面清洁度的测定是使用LPC(液体颗粒计数器)装置如下进行的。
首先,将用于浸渍清洁度测定用试样的超纯水加入到烧杯中并安装于LPC装置中,对超纯水中存在的颗粒的个数和颗粒的尺寸分布进行测定。由该超纯水的测定数据计算出粒径为0.3μm以上的颗粒的个数,将该计算值作为试样浸渍前的颗粒数(空白测定值)。
接下来,将清洁度测定用试样浸渍到加入有超纯水的烧杯中,实施一定时间的超声波清洗,将附着于试样表面的颗粒提取到超纯水中。其后,利用LPC装置测定该超纯水中存在的颗粒个数和颗粒的尺寸分布,计算出粒径为0.3μm以上的颗粒的个数。
并且,将该计算值与空白测定值的差作为从清洁度测定用试样中提取出的颗粒数。需要说明的是,在测定颗粒个数和尺寸分布时,利用LPC装置对同一液体进行3次以上的测定,将其平均值作为测定值。另外,对于同种试样,使用3个样品以试验数n=3进行测定,将其平均值作为附着于清洁度测定用试样而残存的颗粒的数目。进一步地,由该颗粒数的值计算出钢板表面上的单位面积的颗粒附着数(表面附着颗粒数)。并且,将颗粒附着数为1000个/cm2以下的情况评价为清洗性良好。
将与这些清洗性、防眩性和亲水性相关的各种测定的结果列于表3。
[表3]
如表3所示,在本实施例中,微坑的存在密度均为每0.01mm2存在10.0个以下、且微坑的开口部面积率均为1.0%以下。另外,得到了与钢板表面的轧制方向垂直的方向的算术平均粗糙度为0.2μm~1.2μm、毛面图案的转印率为15%~70%的不锈钢板。
另外,在本实施例的不锈钢板中,表面清洁度测定用试样的颗粒附着数均为1000个/cm2以下,与作为清洗性评价的对照材的无电解镀Ni材相比也同样很低。
此外,在本实施例的不锈钢板中,表面光泽度均低于基准、防眩性良好,同时接触角均小于基准、亲水性良好。
因而,本实施例中均能够评价为下述的表面状态:其仍为无垢的不锈钢板表面,且具有适于作为例如HDD用盖部件的清洗性、防眩性和亲水性。
[实施例2]
在实施例1制作的一部分样品的表面进行垫片的注射成型,评价不锈钢与垫片的粘合剂密合性。
在进行垫片的注射成型时,首先在样品表面预先涂布改性烯烃系树脂粘合剂。
另外,使用苯乙烯系热塑性弹性体复合物,利用注射成型机以注射速度0.3毫米/秒、注射压力30MPa、循环周期30秒进行垫片的注射成型,粘接于样品表面。
并且,如下进行粘接性试验。
在粘接性试验中,在形成在样品上的垫片粘接面形成约1mm的贯穿剥离,将SUS制金属线穿过形成了该贯穿剥离的部分,施加垂直拉伸负荷,测定剥离长度扩大至约10mm时的负荷。
将该测定得到的剥离负荷为100kPa以上的情况评价为粘接性良好,将剥离负荷低于100kPa的情况评价为粘接性差。将进行了该粘接性的评价的样品及其结果列于表4。
[表4]
对于在实施例1中清洗性、防眩性和亲水性良好的本实施例A-1、B-1和C-1,粘接性均良好。
另一方面,对于在实施例1中亲水性低、浸润性差的比较例C-5、C-6和E-2,粘接性均较差。
根据以上内容,本发明的奥氏体系不锈钢板能够评价为下述的表面状态:其具有适于作为HDD用盖部件的清洗性、防眩性和亲水性。
工业实用性
本发明能够在制造精密设备和电子设备等部件、例如硬盘驱动器(HDD)用盖部件时加以利用。

Claims (6)

1.一种奥氏体系不锈钢板,其是在冷精轧和光亮退火后使用毛面辊进行平整而成的奥氏体系不锈钢板,其特征在于,
钢板表面上的与轧制方向垂直的方向的算术平均粗糙度Ra为0.2μm以上1.2μm以下,
钢板表面上的转印有毛面图案的部分的面积率也即转印率为15%以上70%以下,
在钢板表面形成的深度0.5μm以上且开口面积10μm2以上的微坑在钢板表面的存在密度为每0.01mm2存在10.0个以下,并且钢板表面的开口部面积率为1.0%以下,
在钢板表面形成的覆膜由SiO2主体的氧化物构成,该SiO2主体的氧化物至少含有Si、N、Al、Mn、Cr、Fe、Nb、Ti和O作为C以外的覆膜形成元素,并且Si的含量为10原子%以上、N的含量为10原子%以下。
2.如权利要求1所述的奥氏体系不锈钢板,其特征在于,该奥氏体系不锈钢板含有C:0.15质量%以下、Si:0.1质量%以上4.0质量%以下、Mn:10.0质量%以下、Ni:1.0质量%以上28.0质量%以下、Cr:16.0质量%以上32.0质量%以下、以及N:0.2质量%以下,余部由Fe和不可避免的杂质形成。
3.一种盖部件,其是硬盘驱动器用的盖部件,其特征在于,其由权利要求1或2所述的奥氏体系不锈钢板形成。
4.一种奥氏体系不锈钢板的制造方法,在该制造方法中,对于热轧制后的热轧钢板在至少冷精轧后进行光亮退火作为最终退火,使用毛面辊进行平整;该制造方法的特征在于,
在冷精轧中,使冷轧率为30%以上,并且至少在最终轧制道次中使用算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下的工作辊以轧制速度为200mm/min以下进行轧制,
使至光亮退火为止的总冷轧率为60%以上。
5.如权利要求4所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法,其特征在于,在最终退火中,在氢比例为70体积%以上的氢-氮混合气体气氛下,在露点为-70℃以上-50℃以下、温度为950℃以上1100℃以下的条件下进行光亮退火。
6.如权利要求4或5所述的奥氏体系不锈钢板的制造方法,其特征在于,在平整中,使用辊直径为500mm以上且算术平均粗糙度Ra为1.0μm以上3.5μm以下的毛面辊按照1道次的伸长率为0.5%以下进行1道次以上的轧制,使总伸长率为0.2%以上1.4%以下。
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