JP2001286905A

JP2001286905A - ステンレス鋼箔

Info

Publication number: JP2001286905A
Application number: JP2000109026A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Yamaguchi; 勝雄山口
Original assignee: Toyo Seihaku Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Neomaterial Ltd
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-16

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さ３０〜５０μｍであり、平坦度が高くか
つ高硬度であるオーステナイト系ステンレス鋼箔を提供
する。【解決手段】多段圧延機により厚さ３０〜５０μ
ｍ、幅３１０〜５５０ｍｍに圧延されたステンレス鋼箔
であって、このステンレス鋼箔を圧延方向の両端部を所
定の幅ほど除去して圧延方向の長さが３００〜５００ｍ
ｍに切断して得た箔片を定盤上に静置したときに、定盤
面から箔片の両端部を除去した端部近傍までの高さが
１．５ｍｍ以下であるステンレス鋼箔。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種のスイッチ用
バネ材等として使用されるオ―ステナイト系ステンレス
鋼箔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯用電子機器等
においては、各種のタクトスイッチが使用されている。
近年、これら機器の長寿命化指向により、タクトスイッ
チに用いられるバネ材（以下、ドーム接片という）も長
寿命化が要求されている。従来から、このドーム接片
は、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０１、３
０４等）の素材を冷間圧延した金属箔が使用されてい
る。この理由は、オーステナイト系ステンレス鋼である
ＳＵＳ３０１、３０４は、冷間圧延による加工変態によ
りオーステナイト相がマルテンサイト相に変態して硬化
するために、高い強度と硬度を有する良質なバネ材とし
て利用できるからである。

【０００３】従来から、オーステナイト系ステンレス鋼
を圧延してバネ材とする技術については種々提案されて
いる。例えば、特開平６−２７９９５２号公報には、自
動車のシートベルト用バネとして加工性に優れた高強度
ステンレスバネ鋼の提供を目的として、溶体化熱処理後
に圧下率２０〜７０％の冷間圧延を行ってオーステナイ
ト相とマルテンサイト相の２相からなり、ビッカース硬
さ（Ｈｖ）を４００〜５８０に調整した高強度バネ用ス
テンレス鋼が開示されている。さらに、同公報では、時
効熱処理を実施することによりビッカース硬さ（Ｈｖ）
を６００以上に調整した高強度バネ用ステンレス鋼が開
示されている。特開平７−２１６４５０号公報には、高
硬度でかつ高強度のバネ性に優れたオーステナイト系ス
テンレス鋼の製造方法の提供を目的として、オーステナ
イト系ステンレス鋼素材を、圧下率２０％以上の冷間圧
延により硬化させながら所望の板厚とした後、６５０〜
９００℃の熱処理により軟化させながら所望の硬さに調
整する方法が開示されている。同公報には、この発明に
よりＳＵＳ３０１においては、ビッカース硬さが４９０
〜５５０に調整されることが開示されている。特開平９
−１９２７１２号公報には、目標とする板厚、硬度を有
するオーステナイト系ステンレス鋼板を圧延により製造
する方法の提供を目的として、圧延するオーステナイト
系ステンレス鋼の圧延温度と圧下率と硬度との相関関係
を求めておき、その相関関係に基づいて最終パスで目的
の板厚と硬度になるように圧延パス回数、目標の各圧延
温度、圧下率及び各パス後の硬度とを決定して圧延する
方法が開示されている。そして同公報には、母材板厚
０．６ｍｍから目標板厚０．３ｍｍに圧延するために複
数の冷間圧延パスを行って、ビッカース硬さＨｖが４０
１〜５０６の鋼板が得られたことが開示されている。

【０００４】特開平８−１６５５１９号公報には、片面
エッチング後の反りの小さいバネ用オーステナイト系ス
テンレス鋼箔の製造方法の提供を目的として、冷間圧延
した０．０４〜０．３０ｍｍ板厚のオーステナイト系ス
テンレス鋼板を窒素濃度１０Ｖｏｌ％以下の非酸化性ガ
ス雰囲気中で光輝焼鈍し、続いで圧下率３５％以上の調
質圧延を行う製造方法が開示されている。そして同公報
には、引張強さが１３０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上のオーステ
ナイト系ステンレス鋼箔が得られたことが開示されてい
る。特開平７−３００６５４号公報には、高靭性ステン
レス鋼帯を得ることを目的として、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｎ等の成分含有量を所定の範囲にした２．０
ｍｍ厚の鋼帯を冷間圧延した後、時効処理を施すことに
より引張強度１８００Ｎ／ｍｍ^２以上の高靭性ステンレ
ス鋼帯が得られることが開示されている。

【０００５】近年、前記のようにＯＡ機器等の小型化要
求は一層強くなり、これらの機器に使用されるドーム接
片等は、一般にその厚さが３０〜５０μｍの極薄のステ
ンレス鋼箔が使用されている。また、ドーム接片として
の耐久性と押しボタンスイッチとしての接触感の良さも
要求されている。この耐久性についてはバネ材の引張強
さと厚みの精度、接触感についてはバネ材の硬さが影響
する。厚さ３０〜５０μｍのドーム接片の耐久性を向上
させるためには、少なくとも引張強さは１６００Ｎ／ｍ
ｍ^２以上、接触感を向上させるためにはビッカース硬さ
Ｈｖは５３０以上が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
ては、冷間圧延したステンレス鋼箔の厚さが５０μｍ以
下であり、高い平坦度を有し、かつそのビッカース硬さ
及び引張強さを向上させたステンレス鋼箔については開
示されていない。本発明の目的は、オーステナイト系ス
テンレス鋼箔の素材コイルから、冷間圧延により厚さ３
０〜５０μｍで平坦度が高く、かつ高硬度、高い引張強
さを有するドーム接片等に用いられるステンレス鋼箔を
提供することにある。特に、近年においては生産性向上
のために圧延幅が４００ｍｍ以上、かつその平坦度が高
い幅広のステンレス鋼箔を製造するニーズが強くなって
おり、本発明はこのニーズに答えようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、多段圧延機に
より厚さ３０〜５０μｍ、幅３１０〜５５０ｍｍに圧延
されたステンレス鋼箔であって、このステンレス鋼箔を
圧延方向の両端部を所定の幅ほど除去して圧延方向の長
さが３００〜５００ｍｍに切断して得た箔片を定盤上に
静置したときに、この定盤面から箔片の両端部を所定の
幅ほど除去した端部近傍までの高さＢが１．５ｍｍ以
下、望ましくは、定盤面から箔片の中央部近傍までの高
さＡが０．５ｍｍ以下、同じく定盤面から両端部を所定
の幅ほど除去した箔片の端部近傍までの高さＢが１．５
ｍｍ以下のステンレス鋼箔であり、さらにビッカース硬
さが５３０以上、引張り強さが１６００Ｎ／ｍｍ^２のス
テンレス鋼箔である。

【０００８】本発明者は、ドーム接片等として利用され
る厚さ３０〜５０μｍのオーステナイト系ステンレス鋼
箔において、多段圧延機を使用した冷間圧延により、平
坦度が所定の値以上になるように圧延すると、この鋼箔
の硬さおよび引張強さも向上するステンレス鋼箔を得る
ことができることを見出した。上記の平坦度について
は、最終の仕上げ圧延工程において、多段圧延機により
厚さ３０〜５０μｍ、幅３１０〜５５０ｍｍに圧延され
たステンレス鋼箔を圧延方向の両端部を所定の幅ほど除
去し、圧延方向の長さが３００〜５００ｍｍに切断して
得た箔片（縦横３００〜５００ｍｍ）を３次元測定器の
定盤上に静置したときの平坦度を測定した。すなわち、
この定盤面から両端部を所定の幅ほど除去した箔片の端
部近傍までの垂直高さＢが１．５ｍｍ以下、望ましくは
定盤面から箔片の中央部近傍までの垂直高さＡが０．５
ｍｍ以下、同じく定盤面から両端部を所定の幅ほど除去
した箔片の端部近傍までの垂直高さＢが１．５ｍｍ以下
の平坦度を有していると、ドーム接片用素材等としてプ
レス打ち抜き、あるいはエッチング処理を行っても、反
り量は目標範囲内になることを見出したのである。な
お、本発明においては、冷間圧延するオーステナイト系
ステンレス鋼箔の素材コイルは、その厚さが６０〜１０
０μｍのものを使用し、多段圧延機によりこの素材コ
イルを複数の圧延パスを経て厚さ３０〜５０μｍに圧延
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のステンレス鋼箔
を圧延して得るための可逆式２０段圧延機の概要を示
す。図１に示す圧延機において、圧延材であるステンレ
ス鋼箔１の巻取り、巻戻しを行うために一対のテンショ
ンリール２を設けている。これら左右のテンションリー
ル２間には、ワークロール３、第１中間ロール４ａ、第
２中間ロール４ｂ、バックアップロール５が設けられて
いる。また図示していないが、中間ロール４ａ、４ｂの
近辺には圧延油を噴射するノズルが設置されている。

【００１０】ワークロール３とテンションリール２の間
には、ステンレス鋼箔１を挟んで上下一対のスクイジン
グローラ６が設置されている。このスクイジングローラ
６は、圧延したステンレス鋼箔１の表面に付着している
圧延油を一定の膜厚にするためのローラであり、図示し
ないシリンダ装置により上下スクイジングローラ６の間
隙が調整できるようになっている。スクイジングローラ
６の下流側には、合成ゴム等のローラから構成された上
下一対のワイパー装置８が設置されている。ワイパー装
置８の下流側にはデフレクタロール９を設置し、圧延作
業時にステンレス鋼箔１の巻戻し、巻取りが正常に行わ
れるようにステンレス鋼箔１に所定の張力を与えるよう
にしている。上記の多段圧延機を用いて複数の圧延パス
を行って所定の厚さのステンレス鋼箔を得るためには、
圧延パスごとに適切な圧下率を設定し圧延方向を逆にし
て圧延する。

【００１１】続いて、本発明のステンレス鋼箔を得るた
めの圧延方法について説明する。表１は、図１に示す２
０段圧延機を使用して、材質がＳＵＳ３０１からなる厚
さ３００μｍの鋼帯を３工程の圧延を経て厚さ３２μｍ
のステンレス鋼箔に圧延するときの工程の一例を示す。
圧延及び圧延の工程には、そのいずれかの圧延パス
が終了後あるいは全圧延パスが終了した後に軟化焼鈍の
工程が含まれている。この軟化焼鈍はステンレス鋼箔の
材質を軟らかくして、圧延加工性を増加させるために行
う熱処理である。

【００１２】

【表１】

【００１３】本発明のステンレス鋼箔を得るためには、
表１に示す圧延工程の圧延方法が重要である。表１に
示す圧延の工程には、計６回の圧延パスが設定されて
いる。この圧延工程の各圧延パスの仕様（厚さ６０μ
ｍの素材箔コイルから厚さ３２μｍに圧延するときの各
パスの目標圧延厚さ、各パスの圧下率、全圧下率、圧延
温度）の一例を表２に示す。表２に示すように、各圧延
パスの圧下率は２０％以下になるようにする。このよう
に各パスの圧下率を２０％以下と低く設定することによ
り、圧延したステンレス鋼箔内の残留応力を小さくする
ことができ、かつ圧延した鋼箔の平坦度も向上する。ま
た、各圧延パスにおいては、圧延するステンレス鋼箔の
温度を常温〜６０℃、望ましくは常温〜５０℃の範囲に
してオーステナイト系ステンレス鋼のオーステナイト相
をマルテンサイト相に変態させて硬度をより向上させる
ようにする。圧延するステンレス鋼箔の温度は、圧延油
の適切な温度管理により常温〜６０℃の範囲にすること
ができる。この理由は、放熱効果が良い６０〜１００μ
ｍの素材コイルから３０〜５０μｍの極薄のステンレス
鋼箔を圧延すること、及び各圧延パスの圧下率を２０％
以下と極力小さくして圧延熱の発生を少なくしているた
めに、圧延油の温度管理を正確に行えば、ステンレス鋼
箔の圧延温度を常温〜６０℃に制御できるからである。
なお、表２では圧延の工程で厚さ６０μｍのステンレ
ス鋼箔（素材コイル）を３２μｍの厚さに圧延するため
の圧延パスについて示したが、厚さ６０μを超えて１０
０μｍ以下の素材コイルから厚さ３０〜５０μｍの範囲
に圧延する場合には、表２に示す圧延工程の圧延総パ
ス数を６または若干増減し、かつ各圧延パスの圧下率を
２０％以下に設定して圧延するようにする。

【００１４】

【表２】

【００１５】

【実施例】（実施例１）図１に示す２０段圧延機を用い
て、素材コイルの厚さが６５μｍと１００μｍのステン
レス鋼箔について、各圧延パスの圧下率を変えて各々３
２μｍ、５０μｍに圧延したときに、この鋼箔にテンシ
ョンアニーリングを行わない状態で、圧延したステンレ
ス鋼箔の平坦度、硬度、引張強さについて測定した。平
坦度については、まず最終の仕上圧延パスで５５０ｍｍ
幅に圧延したステンレス鋼箔の圧延方向Ｌの両端部を各
２５ｍｍほどスリットして除去し、圧延方向の長さが５
００ｍｍになるように切断したステンレス鋼箔片（縦横
５００×５００ｍｍ）を作製した。続いて、図２（ａ）
に示す三次元測定器の平坦な定盤１０上にこのステンレ
ス鋼箔片１ａを静置（張力をかけない状態）し、定盤１
０面からステンレス鋼箔片１ａまでの垂直高さの分布を
レーザ式測定器で測定した。この測定結果を等高線分布
図として表示した一例を図５に示す。そして上記測定し
た高さの分布値から、図２（ａ）（ｂ）に示すようにス
テンレス鋼箔片１ａの中央部近傍の高さ分布の最大値
Ａ、スリットした両端部近傍の高さ分布の最大値Ｂを求
めた。この測定結果を表３に示す。なお、圧延したステ
ンレス鋼箔の圧延方向Ｌの両端部を所定の幅ほどスリッ
トして除去する理由は、多段圧延機の各ロールの構造上
から圧延材の圧延方向Ｌの両端部近辺は平坦度が低くな
るからである。従って、この両端部をスリットして除去
する幅は、最終の圧延パスで得られる圧延材の幅を考慮
して適切な値（除去する片側（一端部）の幅は、圧延幅
の５％程度）にすればよい。なお、上記のステンレス鋼
箔片１ａの中央部近傍とは、図５に示す等高線図におい
て、圧延方向Ｌの端部から幅Ｈ１を除いた中央部分Ｈ２
を示す。この端部Ｈ１の幅は２５〜７５ｍｍ程度でよ
い。

【００１６】表３から明らかなように、各テスト番号と
もにビッカース硬さは５３０以上、引張強さは１８００
Ｎ／ｍｍ^２以上のステンレス鋼箔が得られたが、各圧延
パスにおいてその圧下率が２０％を超えたテスト番号３
及び６では、平坦度を示す中央部近傍の高さＡが０．５
ｍｍ、端部近傍の高さＢが１．５ｍｍを超えていた。こ
のように平坦度が低下する理由は、テスト番号３及び６
では、圧下率が２０％を超えた圧延パスを設定していた
ために、この圧延パスを終了したステンレス鋼箔には残
留応力が生じた状態になり、この後の圧延パスを経ても
この残留応力は解消されない。そして、この状態でステ
ンレス鋼箔片１ａを切断して定盤上に静置すると、この
残留応力が顕在化して、この鋼箔１ａに若干の高低差が
生じて平坦度が低下するものと考えられる。従って、最
終の仕上げ圧延工程において、各圧延パスの圧下率を
２０％以下に設定して圧延し、この圧延の終了後に、テ
ンションアニーリング処理を行へば、平坦度が高く、ビ
ッカース硬さが５３０以上、引張強さが１６００Ｎ／ｍ
ｍ^２以上のステンレス鋼箔を得ることができる。なお、
この測定時の圧延条件は次の通りである。圧延材：ＳＵＳ３０１圧延機：ワークロール径パス毎に３０ｍｍと５０ｍｍを使い分けたワークロール長さ７５０ｍｍ圧延速度１２０ｍ／秒、圧延荷重１１０トン

【００１７】

【表３】

【００１８】本発明で得たステンレス鋼箔をドーム接片
として使用する場合には、プレス打ち抜きにより微小な
所定の形状にする必要がある。しかし、圧延したステン
レス鋼箔の平坦度が低いか、ステンレス鋼箔に圧延加工
による残留応力があると、プレス打ち抜きを行った後に
反り量が所定の値以上になり不良品となる。この不具合
を防止するために、従来から最終の仕上圧延を行った
後、残留応力を除去するためのテンションアニーリング
処理が行われる。本発明においては、上記のように、最
終の仕上げ圧延工程で圧延したステンレス鋼箔の平坦度
を示す数値、すなわち、前記のように所定の大きさに切
断したステンレス鋼箔片を定盤上に静置したときに、定
盤面からこの箔片の圧延方向の端部近傍までの垂直高さ
Ｂを１．５ｍｍ以下、望ましくは、中央部近傍までの垂
直高さＡを０．５ｍｍ以下、同じくこの定盤面から圧延
方向の端部近傍までの垂直高さＢを１．５ｍｍ以下にす
れば、圧延工程の圧延パスの間に軟化焼鈍を行わなく
ても平坦度が高く、プレス打ち抜き、あるいはエッチン
グ処理後に反りの発生量が少ないステンレス鋼箔を得る
ことができる。

【００１９】（実施例２）表３に示す厚さ３２μｍに圧
延したテスト番号２（平坦度Ａ：０．２μｍ、Ｂ：０．
８μｍ）と、厚さ５０μｍに圧延したテスト番号６（平
坦度Ａ：０．６μｍ、Ｂ：１．６）のステンレス鋼箔に
ついて、残留応力を除去するためのテンションアニーリ
ングは行わないで、長さ１５ｍｍ、幅１０ｍｍのエッチ
ング処理用試験片を作成してエッチング処理を行った。
この試験片は、圧延の幅方向の位置に対応した試験片を
作成した。そして、図４に示す方法によりエッチング処
理後の反り量Ｓを測定した。この反り量Ｓの測定方法
は、試験片１ｃの一端を固定し固定部から直線距離で１
０ｍｍ離れた箇所の反り量を測定した。なお、この測定
でエッチング処理後の反り量Ｓの目標値は１０ｍｍ当た
り±５０μｍ以内とした。図３はこの測定結果を示す
（反り量Ｓは絶対値で示している）もので、試験片１Ｃ
の圧延幅方向位置と反り量Ｓとの関係を表わしている。
図３から明らかなように、最終の仕上圧延が終了したと
きの平坦度を示す中央部近傍の高さＡが０．５ｍｍ以
下、端部近傍の高さＢが１．５ｍｍ以下であれば、エッ
チング処理による反り量は目標の±５０μｍ以内にする
ことができた。なお、最終の仕上圧延が終了したときに
は、多段圧延機の形状制御を最適に行っても、圧延した
ステンレス鋼箔の圧延方向に対する端部の高さＢはどう
しても中央部Ａより高くなる。しかし、本発明において
は、圧延幅が３１０ｍｍ以上、特に４００ｍｍ〜５５０
ｍｍの幅広の圧延を行った場合でも、この端部の高さＢ
を１．５ｍｍ以下に圧延し、この圧延が終了した後に残
留応力を除去するためのテンションアニーリング処理を
行えば、さらに反りが少ない厚さ３０〜５０μｍ以下の
ステンレス鋼箔を得ることができる。

【００２０】以上の本発明の実施例では、ステンレス鋼
箔の材質としてＳＵＳ３０１について説明したが、本発
明はオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ３１６等にも適用できる。また、本発明のス
テンレス鋼箔について、２０段圧延機を用いて圧延する
実施例について説明したが、２０段圧延機の他に１２段
圧延機等の多段圧延機を用いて圧延することもできる。
さらに、本発明のステンレス鋼箔は、ドーム接片の他
に、ハードディスク装置用のサスペンションバネ、ジン
バルバネ、プリンタ用インクジェットのヘッド材にも適
用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明した本発明は、次の効果を有
している。１）幅広で厚さ３０〜５０μｍであり、平坦度が高く、
かつビッカース硬さが５３０以上、引張強さが１６００
Ｎ／ｍｍ^２以上を有するステンレス鋼箔を提供すること
ができる。従って、本発明のステンレス鋼箔をドーム接
片に使用すれば、ドーム接片の長寿命化、すなわち耐久
性の向上、かつ押しボタンスイッチとしての接触感の良
さの改善にも貢献することができる。２）最終の圧延工程後にテンションアニーリング処理を
行うことにより幅が３００ｍｍ以上、特に４００ｍｍ以
上の幅広で厚さ３０〜５０μｍ、平坦度が高くかつ高硬
度、高い引張強さを有するステンレス鋼箔製バネ材を得
ることができる。このため、バネ材としてのエッチング
処理、プレス加工等の生産効率を著しく向上することが
でき、製造コストの低減の他に、品質向上に貢献するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための圧延機の概要を示す
説明図である。

【図２】圧延したステンレス鋼箔片の平坦度の測定方
法の概要を示す説明図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）
はステンレス鋼箔片の中央部近傍の高さＡを示す断面図
である。

【図３】ステンレス鋼箔の試験片にエッチング処理を
行ったとき、この試験片の圧延の幅方向の位置と反り量
との関係を測定した結果を示す図である。

【図４】反り量を測定する方法を示す説明図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図５】圧延したステンレス鋼箔片をレーザ測定器に
より平坦度を測定したときの等高線分布図の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１：ステンレス鋼箔１ａ：ステンレス鋼箔片：ワークロール１０：定盤Ａ：ステンレス鋼箔の中央部近傍の高さＢ：ステンレス鋼箔の端部をスリットして除去した後
のその端部近傍の高さＬ：圧延方向Ｓ：反り量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多段圧延機により厚さ３０〜５０μ
ｍ、幅３１０〜５５０ｍｍに圧延されたステンレス鋼箔
であって、前記ステンレス鋼箔を圧延方向の両端部を所
定の幅ほど除去して圧延方向の長さが３００〜５００ｍ
ｍに切断して得た箔片を定盤上に静置したときに、前記
定盤面から前記箔片の両端部を除去した端部近傍までの
高さが１．５ｍｍ以下であることを特徴とするステンレ
ス鋼箔。
【請求項２】箔片を定盤上に静置したときに、前記
定盤面から前記箔片の中央部近傍までの高さＡが０．５
ｍｍ以下、同じく前記定盤面から前記箔片の両端部を除
去した端部近傍までの高さＢが１．５ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼箔。
【請求項３】ビッカース硬さが５３０以上、引張り
強さが１６００Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載のステンレス鋼箔。