JP2003301243A - Fe-Ni ALLOY SHEET SHOWING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE AND ELECTROCHEMICAL PROCESSABILITY - Google Patents

Fe-Ni ALLOY SHEET SHOWING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE AND ELECTROCHEMICAL PROCESSABILITY

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JP2003301243A
JP2003301243A JP2002109870A JP2002109870A JP2003301243A JP 2003301243 A JP2003301243 A JP 2003301243A JP 2002109870 A JP2002109870 A JP 2002109870A JP 2002109870 A JP2002109870 A JP 2002109870A JP 2003301243 A JP2003301243 A JP 2003301243A
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Japan
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peak
less
corrosion resistance
electrochemical
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Application number
JP2002109870A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Tachikawa
清 立川
Takehisa Seo
武久 瀬尾
Shuichi Nakamura
秀一 中村
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an Fe-Ni alloy sheet showing both corrosion resistance and electrochemical processability. <P>SOLUTION: The Fe-Ni alloy sheet comprises, by mass, 29-55% Ni, 0.001-0.1% Si, 0.001-0.5% Mn, ≤0.01% C, ≤0.01% O and the balance being Fe and unavoidable impurities. A photoelectron spectrometry of its outermost surface detects substantially ≤4% Si+Mn atoms and a metal peak accounting for 0.5-6% of the total area of an FeO peak, an Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>peak and the metal peak. Here, Ni may be partially replaced by ≤10 mass% Co, and the alloy sheet may comprise, by mass, ≤0.005% B, ≤0.01% N and at least one chosen from ≤0.1% Nb, ≤0.1% Zr and ≤0.1% Hf. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビやコ
ンピュータディスプレイの受像管に用いられるシャドウ
マスクあるいは各種電子部品のリード材料等に使用され
る耐食性および電気化学的処理特性に優れたFe−Ni
系合金薄板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to Fe-Ni which is excellent in corrosion resistance and electrochemical treatment characteristics used for a shadow mask used in a picture tube of a color television or a computer display or a lead material of various electronic parts.
The present invention relates to a thin alloy sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】Fe−Ni系合金は鋼塊をプレスや熱間
圧延を施し製造したフープ、あるいは連続鋳造により製
造したフープを冷間圧延、焼鈍を繰り返して所定の板厚
に仕上げて製造される。このようにして製造されるFe
−Ni系合金薄板において、例えば保管や、運搬途中に
発錆の不良がしばしば発生していた。このような耐食性
が求められるような問題に対して、例えば特開平6-7345
2号、特開平7-252600号、特開平7-252601号、特開平8-3
33654号にはシャドウマスク用合金薄板の表面に薄い酸
化物を形成させて耐銹性を向上させる提案がなされてい
る。
2. Description of the Related Art Fe-Ni alloys are produced by pressing a steel ingot or subjecting it to hot rolling, or by continuously casting a hoop produced by continuous casting to a predetermined sheet thickness by repeating cold rolling and annealing. It Fe produced in this way
In the Ni-based alloy thin plate, defective rust often occurred during storage or during transportation. For such a problem that requires corrosion resistance, for example, JP-A-6-7345
2, JP-A-7-252600, JP-A-7-252601, JP-A-8-3
No. 33654 proposes to improve rust resistance by forming a thin oxide on the surface of an alloy thin plate for a shadow mask.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した手法は、耐食
性という点からは優れた方法である。しかし、Fe−N
i系合金に対して行われる様々な電気化学的処理、たと
えば、エッチング、メッキ等において、上述した酸化膜
の存在はこれらの特性を劣化するものと考えられてい
た。そのため、通常は純水素かアンモニア分解ガス(A
Xガス、75Vol%水素、25Vol%窒素)を用い、還元
性の高い雰囲気の処理で酸化膜を形成しないように制御
している。すなわち、耐食性とFe−Niに求められる
基本的な特性を両立する材料は提案されていないのが現
状である。本発明は、上記課題に鑑み、耐食性と電気化
学的処理特性を両立させたFe−Ni系合金薄板を提供
することである。
The method described above is an excellent method from the viewpoint of corrosion resistance. However, Fe-N
It has been considered that the presence of the above-described oxide film deteriorates these characteristics in various electrochemical treatments performed on the i-based alloy, such as etching and plating. Therefore, it is usually pure hydrogen or ammonia decomposition gas (A
X gas, 75 Vol% hydrogen, 25 Vol% nitrogen) is used, and control is performed so that an oxide film is not formed by the treatment in a highly reducing atmosphere. That is, at present, no material has been proposed that has both the corrosion resistance and the basic characteristics required for Fe-Ni. In view of the above problems, the present invention is to provide an Fe-Ni alloy thin plate having both corrosion resistance and electrochemical treatment characteristics.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、エッチン
グ等の電気化学的処理の基本特性を保ったまま耐食性を
両立するためのFe-Ni系合金における表面状態の研究を
進め、最表面においてSi,Mn等の酸化よりもマトリック
スであるFeの酸化を優先させ、さらに特定範囲の金属
状態のFeを検出するような表面状態に調整することが
有効であることを知見した。即ち本発明は、質量%でN
i:29〜55%、Si:0.001〜0.1%、Mn:0.001〜0.5%、C:0.01%
以下、O:0.01%以下、残部はFe及び不可避的不純物でな
るFe−Ni系合金薄板において、最表面を光電子分光
分析装置で測定した時に、検出されるSi+Mnの原子%が実
質的に4%以下、結合エネルギーで700〜740eVに検出され
るFe 2p3/2のピークにおいて、直線型のバックグラン
ドを定め、検出されたピークをガウス/ローレンツ積関
数によるカーブフィッティングにより、前記検出された
ピークをFeOピーク、Fe2O3ピーク、メタルのピークに分
離し、分離後のメタルのピークが、FeOのピーク、Fe2O3
のピーク及びメタルのピークの総和に占める割合が面積
率0.5%以上6%以下であることを特徴とする耐食性および
電気化学的処理特性に優れたFe−Ni系合金薄板であ
る。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention proceeded with research on the surface state of a Fe-Ni-based alloy in order to achieve both corrosion resistance while maintaining the basic characteristics of electrochemical treatment such as etching. Found that it is effective to prioritize the oxidation of Fe, which is a matrix, over the oxidation of Si, Mn, etc., and to adjust the surface state to detect Fe in the metal state in a specific range. That is, in the present invention, N in mass%
i: 29-55%, Si: 0.001-0.1%, Mn: 0.001-0.5%, C: 0.01%
Hereinafter, O: 0.01% or less, the balance is Fe and Ni-based alloy thin plate consisting of inevitable impurities, when the outermost surface is measured by a photoelectron spectroscopy analyzer, the atomic% of Si + Mn detected is substantially In the peak of Fe 2p3 / 2, which is detected at 700 to 740 eV at a binding energy of 4% or less, a linear background is defined, and the detected peak is detected by curve fitting with a Gauss / Lorentz product function. Is separated into FeO peak, Fe 2 O 3 peak and metal peak, and the separated metal peak is FeO peak, Fe 2 O 3
Is a Fe-Ni alloy thin plate excellent in corrosion resistance and electrochemical treatment characteristics, characterized in that the area ratio is 0.5% or more and 6% or less in the total sum of the peaks and the metal peaks.

【0005】また、本発明においては、Niの一部を質量
%で10%以下のCoで置換することができる。また、本発明
のシャドウマスク用合金薄板において、熱間加工性を向
上させるためには、0.005%以下のBを含有させても良
く、これに加えて、強度を向上させるにはN:0.01%以下
を含有し、Nb:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Hf:0.1%以下の
一種または二種以上を含有させても良い。
Further, in the present invention, a part of Ni is used as a mass.
% Can replace 10% or less of Co. Further, in the shadow mask alloy thin plate of the present invention, in order to improve the hot workability, it may contain 0.005% or less of B, in addition, in order to improve the strength N: 0.01% One or more of the following may be included, Nb: 0.1% or less, Zr: 0.1% or less, and Hf: 0.1% or less.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴の一つは、Mn
等の酸化よりもマトリックスであるFeの酸化を優先さ
せたことにある。MnやSiは、精錬や加工性等のために添
加あるいは残留する半金属元素であり、マトリックスを
形成するFeやNiと比べて、酸素と結びつきやすい元
素である。本発明者の検討によれば、すべての焼鈍工程
を水素を主体とする強い還元性の雰囲気を適用すると、
詳細な原因は不明であるが、活性の高いMnやSiが優先的
に酸化されていき、これらの元素が濃化した表面状態を
形成することを知見した。これらの酸化物は安定であ
り、エッチング等の電気化学的処理における特性を劣化
する。一方、強還元雰囲気ではなく、たとえば不活性ガ
ス雰囲気を用い、特定温度で処理すると、MnやSiの酸化
膜の形成は抑えられ、代わりにマトリックスの酸化物に
支配された表面となる。Feの酸化物は、Mn等の酸化物
に比べて電気化学的に反応しやすく、エッチング等の各
種表面処理の適用やメッキ処理の材料として好ましいも
のとなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION One of the important features of the present invention is that Mn
This is because the oxidation of Fe, which is the matrix, is prioritized over the oxidation of Fe. Mn and Si are semi-metal elements that are added or remain for refining and workability, etc., and are elements that are more likely to combine with oxygen than Fe and Ni forming the matrix. According to the study by the present inventor, when a strong reducing atmosphere mainly containing hydrogen is applied to all annealing steps,
Although the detailed cause is unknown, it was found that highly active Mn and Si are preferentially oxidized to form a surface state in which these elements are concentrated. These oxides are stable and deteriorate the characteristics in electrochemical treatment such as etching. On the other hand, when an inert gas atmosphere, for example, is used instead of the strong reducing atmosphere and the treatment is performed at a specific temperature, the formation of an oxide film of Mn or Si is suppressed, and the surface is dominated by the oxide of the matrix instead. Oxides of Fe are more likely to react electrochemically than oxides of Mn and the like, and are preferable as materials for applying various surface treatments such as etching and plating treatments.

【0007】本発明では、Mn,Siの酸化層の形成を抑制
した形態を表す指標として、最表面を光電子分光分析装
置で測定した時に、検出されるMn+Siの原子%が実質的に
4%以下、特に安定なMn酸化物の量を低減することが望ま
しく、好ましくは、最表面を光電子分光分析装置で測定
した時に、検出されるMn原子%が実質的に1%以下とす
る。
In the present invention, the atomic% of Mn + Si detected when the outermost surface is measured by a photoelectron spectroscopic analyzer is an index indicating the form in which the formation of an oxide layer of Mn, Si is suppressed.
It is desirable to reduce the amount of stable Mn oxide by 4% or less, and preferably, the Mn atom% detected when the outermost surface is measured by a photoelectron spectrometer is substantially 1% or less.

【0008】また、本発明において、表面の酸化状態
は、Mn等よりもマトリックスが酸化していれば、それだ
けで良いというものではなく、特定の範囲の酸化状態と
することが重要である。すなわち、最表面において特定
範囲の金属状態のFeを検出するような表面状態に調整
することが、耐食性とエッチングやメッキ性といった電
気化学的特性を両立するために必要である。具体的に
は、最表面を光電子分光分析装置(ESCA)で測定し
た時に結合エネルギーで700〜740eVに検出されるFe 2p
3/2のピークにおいて、直線型のバックグランドを定
め、検出されたピークをガウス/ローレンツ積関数によ
るカーブフィッティングにより、前記検出されたピーク
をFeOピーク、Fe2O3ピーク、メタルのピークに分離し、
分離後のメタルのピークが、FeOのピーク、Fe2O3のピー
ク及びメタルのピークの総和に占める割合を面積率0.5%
以上6%以下に調整する。
Further, in the present invention, the oxidation state of the surface is not limited to that if the matrix is oxidized more than Mn or the like, and it is important to set the oxidation state within a specific range. That is, it is necessary to adjust the surface state to detect Fe in the metal state in a specific range on the outermost surface in order to achieve both corrosion resistance and electrochemical characteristics such as etching and plating properties. Specifically, Fe 2p detected at a binding energy of 700 to 740 eV when the outermost surface is measured by a photoelectron spectroscopy analyzer (ESCA)
At the peak of 3/2, a linear background is defined, and the detected peak is separated into the FeO peak, the Fe 2 O 3 peak and the metal peak by curve fitting with the Gauss / Lorentz product function. Then
The ratio of the metal peak after separation to the sum of the FeO peak, the Fe 2 O 3 peak and the metal peak is 0.5% in area ratio.
Adjust to 6% or less.

【0009】メタルピークが6%を超えるような場合
は、表面が活性化されすぎており、錆の発生の危険があ
る。また、メタルのピークの割合が0.5%を下回ると、酸
化層が厚い状態となり、電気化学的特性を劣化する。よ
り好ましくは、メタルのピークの割合は3〜5%であ
る。
If the metal peak exceeds 6%, the surface is overactivated and there is a risk of rusting. If the metal peak ratio is less than 0.5%, the oxide layer becomes thick and the electrochemical characteristics deteriorate. More preferably, the percentage of the metal peak is 3 to 5%.

【0010】なお、ESCAは試料にエックス線を照射し、
試料を構成する原子の特定電子軌道の電子が励起され、
飛び出してくる光電子の運動エネルギー別個数分布を測
定し、極表面の分析をする装置である。実際の測定で
は、まず供試材最表面の定性分析を行い、検出された元
素を確認する。次に各検出元素について、対応する結合
エネルギー範囲の測定を行う。たとえば、結合エネルギ
ーがCでは275〜285eV、Oでは520〜540eV、Feは700〜740
eV、Niは845〜885eV、Coは770〜810eV、Bは180〜200e
V、Nは400〜410eV、Sは155〜175eV、Siは95〜115eV、Mn
は43〜63eV,Alは65〜85eVで規定した結合エネルギーの
範囲の測定を行う。なお、測定結果は装置固有の相対感
度係数を用いてこれらの検出元素全てをもって100原子
%となるように各元素のピーク面積を積分して定量化し
た。
ESCA irradiates a sample with X-rays,
Electrons in specific electron orbits of the atoms that make up the sample are excited,
This is a device that measures the number distribution of kinetic energies of projected photoelectrons and analyzes the polar surface. In actual measurement, first, a qualitative analysis of the outermost surface of the test material is performed to confirm the detected elements. Next, for each detected element, the corresponding binding energy range is measured. For example, binding energy is 275-285 eV for C, 520-540 eV for O, and 700-740 for Fe.
eV, Ni 845-885eV, Co 770-810eV, B 180-200eV
V and N are 400 to 410 eV, S is 155 to 175 eV, Si is 95 to 115 eV, Mn
Is 43 to 63 eV, and Al is 65 to 85 eV. The measurement results were quantified by integrating the peak areas of the respective elements so that all the detected elements would be 100 atom% using the relative sensitivity coefficient peculiar to the apparatus.

【0011】また、メタルピークについての測定手法に
ついて、詳しく説明する。Fe 2p3/2のピークを測定す
るにあたっては化合物を形成した時の結合エネルギーの
シフト量を考慮して700から740eVの範囲で測定を行な
う。図1に本発明品と比較例のFe 2p3/2のピークを測定
した1例を示す。NIST(The U.S. National Institut
e of Standards and Technology)やアルバックファ
イ株式会社のハンドブック等のデータベースからこれら
のFe 2p3/2のピークを判断すると、706eV附近にメタル
のピーク、708eV近辺にFeOに対応するFe2+のピーク、71
1eV近辺にFe2O3に対応するFe3+のピークがといったよう
に複数のピークが複合している。
The method of measuring the metal peak will be described in detail. When measuring the peak of Fe 2p3 / 2, the shift amount of the binding energy when the compound is formed is taken into consideration in the range of 700 to 740 eV. FIG. 1 shows an example in which the peaks of Fe 2p3 / 2 of the product of the present invention and the comparative example were measured. NIST (The US National Institut
(e of Standards and Technology) and ULVAC-PHI Co., Ltd. handbooks and other databases, the Fe 2p3 / 2 peaks are determined.
There are multiple peaks such as the peak of Fe 3+ corresponding to Fe 2 O 3 near 1 eV.

【0012】このように、光電子分光分析法で最表面の
Feピークを測定した場合には表面から十数nmの深さまで
の平均のFeの結合状態を詳細に分析することができる。
また、このようなFeの状態に着目した時、700〜740eVに
検出されるFe 2pのピークにおいて、直線型のバックグ
ランドを定め、検出されたピークをガウス/ローレンツ
積関数でFe 2p3/2ピークをFeOピーク、Fe2O3ピーク、
メタルのピークに分離し、ピーク面積を求めることで、
それぞれの状態にあるFeの存在比率が分かる。また、ス
ペクトル分離に関してはガウス/ローレンツ積関数でピ
ークを近似して非線型の最小二乗法でカーブフィットさ
せることによってFeOのピーク、Fe2O3のピーク及びメタ
ルのピークを定めた。ここに述べたバックグラウンド除
去や、カーブフィッテングによるピーク分離はアルバッ
クファイ社製ESCA5300付属の解析ソフトにて行った。
As described above, in the photoelectron spectroscopy,
When the Fe peak is measured, the average Fe binding state from the surface to a depth of tens of nm can be analyzed in detail.
Also, when focusing on such Fe state, a linear background is set for the Fe 2p peak detected at 700 to 740 eV, and the detected peak is Fe 2p 3/2 peak by the Gauss / Lorentz product function. FeO peak, Fe 2 O 3 peak,
By separating into metal peaks and determining the peak area,
The abundance ratio of Fe in each state is known. Regarding the spectral separation, the peak of FeO, the peak of Fe 2 O 3 and the peak of the metal were determined by approximating the peak by the Gauss / Lorentz product function and curve fitting by the nonlinear least squares method. The background removal described here and the peak separation by curve fitting were performed with the analysis software attached to ESCA5300 manufactured by ULVAC-PHI.

【0013】このような手順で実際にピーク分離した状
況について本発明の一例を用いて図2に示す。706eV近
辺にメタルのピーク、708eV近辺にFeOに対応するFe2+の
ピーク、711eV近辺にFe2O3に対応するFe3+のピークが示
してある。ESCAの測定面積については誤差の少ない
高精度の情報を得るには信号量を多く取り込むと良く、
そのためには測定面積が大きいほどよい。そこで光電子
分光装置では10mm×2mm程度の広い範囲で測定面積を確
保して測定を行うのが適当である。
FIG. 2 shows an example of the present invention for a situation where peaks are actually separated by such a procedure. A metal peak is shown near 706 eV, a Fe 2+ peak corresponding to FeO is shown near 708 eV, and a Fe 3+ peak corresponding to Fe 2 O 3 is shown near 711 eV. Regarding the measurement area of ESCA, in order to obtain highly accurate information with little error, it is good to take in a large amount of signal,
Therefore, the larger the measurement area, the better. Therefore, in the photoelectron spectrometer, it is appropriate to secure the measurement area in a wide range of about 10 mm x 2 mm and perform the measurement.

【0014】本発明において、Fe-Ni系合金薄板におい
て、板が大きな歪を持つと反り等の形状不具合が発生す
る。歪の測定方法として結晶粒度径の大きさと歪の複合
評価のできるX線回折法による半価幅測定法を用いて評
価することができる。半価幅が大きいときは素材の結晶
粒は小さく、格子歪は大きいことを意味する。表面から
10μmを電解研磨した試料面をX線回折装置のCo Kα
1線で測定した時に(311)面の回折ピークの半価幅
が0.85より大きくなるとエッチング等の電気化学的処理
でムラが生じ、0.30になると表面の再結晶による粒径の
ばらつきが大きくなり、ムラを助長する。そのため、本
発明では半価幅を0.30以上0.85以下とすることが望まし
い。
In the present invention, in the Fe-Ni alloy thin plate, when the plate has a large strain, a shape defect such as warpage occurs. As the strain measuring method, the half-value width measuring method by X-ray diffractometry, which enables the combined evaluation of the grain size and the strain, can be used for the evaluation. When the half width is large, it means that the crystal grains of the material are small and the lattice strain is large. The sample surface, which was electropolished 10 μm from the surface, was Co Kα of an X-ray diffractometer
When the half-value width of the diffraction peak of the (311) plane is more than 0.85 when measured by 1-line, unevenness occurs due to electrochemical treatment such as etching, and when it becomes 0.30, the variation in grain size due to recrystallization of the surface becomes large, Promote unevenness. Therefore, in the present invention, the full width at half maximum is preferably 0.30 or more and 0.85 or less.

【0015】以下に本発明で規定した各化学組成を詳し
く説明する。Ni:NiはFeとの相互作用により熱膨張特性
の調整性に優れる合金組成として、Niの含有量を質量
%で29〜55%の範囲とした。たとえば、シャドウマ
スクには、もっとも低熱膨張となる36%程度が使用さ
れ、リードフレームとしては42%程度が使用される。
Si:Siの熱間加工性の改善、あるいは脱酸元素として用
いられる。質量%でSi:0.1%を超えると、厚い酸化膜
を形成しやすくなり、電気化学的特性を劣化する。その
ため、本発明では、0.1%以下と規定した。また、0.001%
未満にすることは実質困難なので、0.001%以上とした。
Each chemical composition specified in the present invention will be described in detail below. Ni: Ni is an alloy composition having excellent adjustability of thermal expansion characteristics due to interaction with Fe, and the Ni content is in the range of 29 to 55% by mass. For example, about 36%, which has the lowest thermal expansion, is used for the shadow mask, and about 42% is used for the lead frame.
Si: Used for improving the hot workability of Si or as a deoxidizing element. If the Si content exceeds 0.1% by mass, a thick oxide film is likely to be formed and the electrochemical characteristics are deteriorated. Therefore, in the present invention, it is specified to be 0.1% or less. Also, 0.001%
Since it is practically difficult to make it less than 0.001%, it was set to 0.001% or more.

【0016】Mn:Mnは熱間加工性を改善する効果がある
が、MnもSiと同様に酸化膜を形成しやすいという問題が
ある。そのため、本発明では、0.3質量%以下と規定し
た。また、0.001%未満にすることは実質困難なので、0.
001%以上とした。C:Cは炭化物を形成し、エッチング等
の電気化学的性質を劣化する。そのため、可能な限り低
減することが望ましく、本発明では、質量%で0.01%以下
と規定した。O:OはAl、Si、Mnなどの元素と結合
し酸化物系介在物となり、電気化学的性質を劣化するの
で、可能な限り低減することが望ましい。そのため、本
発明では質量%で0.01%以下とした。
Mn: Mn has an effect of improving hot workability, but Mn has a problem that an oxide film is easily formed like Si. Therefore, in the present invention, it is specified to be 0.3 mass% or less. Also, it is practically difficult to make it less than 0.001%, so 0.
001% or more. C: C forms carbides and deteriorates electrochemical properties such as etching. Therefore, it is desirable to reduce the content as much as possible, and in the present invention, it is defined as 0.01% or less by mass%. O: O combines with elements such as Al, Si, and Mn to become oxide-based inclusions and deteriorates electrochemical properties, so it is desirable to reduce as much as possible. Therefore, in the present invention, the mass% is set to 0.01% or less.

【0017】また、本発明において、さらなる低熱膨張
性を得ようとする場合Niの一部をCoに置換することが
有効である。Coは高価であり、本発明において好ましい
添加量としては、10%以下とした。また、本発明におい
て、熱間加工性を向上のためにBを添加しても良い。た
だし、添加量が多くなると酸化膜を形成しやすくなるた
め、添加する場合は、0.003質量%以下が好ましい。さ
らに、NとNb,Zr,Hfとの複合添加は、微細な窒化物を形
成して、高強度が得られるという効果がある。
Further, in the present invention, it is effective to replace a part of Ni with Co in order to obtain further low thermal expansion. Co is expensive, and the preferable addition amount in the present invention is 10% or less. Further, in the present invention, B may be added to improve hot workability. However, if the addition amount is large, an oxide film is likely to be formed. Therefore, when the addition amount is 0.003 mass% or less is preferable. Furthermore, the combined addition of N and Nb, Zr, Hf has the effect of forming fine nitrides and obtaining high strength.

【0018】Nを多量に添加すると、窒化物が粗大化し
て、電気化学的特性を劣化するため、0.01質量%以下と
することが望ましい。また、Nb,Zr,Hfは、過度に添加す
ると粗大な窒化物を形成するため、添加する場合は、質
量%で0.1%以下の一種または総和が0.1%以下になるよう
な二種以上を含有させるのが好ましい。このうちもっと
も高強度化を促進する元素はNbであり、Nb:0.1%以下の
添加が望ましい。
If a large amount of N is added, the nitride will be coarsened and the electrochemical characteristics will be deteriorated. Therefore, it is desirable that the amount be 0.01% by mass or less. In addition, Nb, Zr, Hf, since it forms a coarse nitride when added excessively, if added, contains one or less of 0.1% by mass% or two or more such that the total is 0.1% or less. Preferably. Of these, the element that promotes the highest strength is Nb, and it is desirable to add Nb: 0.1% or less.

【0019】なお、その他不可避的に含有する代表的元
素であるPやS,Alについては以下の組成とすることが望
ましい。Sは熱間加工性を劣化させる元素であるが、質
量%で0.002%以下であれば熱間加工工程時の歩留まりを
低減せずに製造できるため、0.002%以下が望ましい。P
は合金の凝固割れ感受性、溶接割れ感受性を高める元素
であるが、その含有量が質量%で0.015%以下であれば、
前記弊害による合金材製造歩留の低下は顕著でなくなる
ので0.015%以下に制限することが望ましい。Alは析出強
化の効果を持つが過剰の添加で非金属介在物を形成しや
すくなるために、0.05%以下に制限することが望まし
い。
It is desirable that P, S, and Al, which are other typical elements contained inevitably, have the following compositions. S is an element that deteriorates hot workability, but if it is 0.002% or less by mass%, it can be produced without reducing the yield in the hot working step, so 0.002% or less is desirable. P
Is an element that enhances solidification cracking susceptibility of alloys and welding cracking susceptibility, but if its content is 0.015% or less by mass%,
Since the decrease in the alloy material production yield due to the above-mentioned adverse effect becomes not significant, it is desirable to limit it to 0.015% or less. Al has the effect of precipitation strengthening, but it is desirable to limit it to 0.05% or less because excessive addition facilitates the formation of non-metallic inclusions.

【0020】[0020]

【実施例】(実施例1)真空誘導溶解炉により、表1に
記載の成分を有する鋼塊を作製した。その後、鍛造−熱
間圧延を施して厚さ3mmの板材とした。さらに、この
板材に冷間圧延とAXガスを用いた焼鈍を繰り返して厚
さ0.2mmの冷間圧延材を得た。
Example (Example 1) A steel ingot having the components shown in Table 1 was produced in a vacuum induction melting furnace. After that, forging and hot rolling were performed to obtain a plate material having a thickness of 3 mm. Further, this plate material was repeatedly subjected to cold rolling and annealing using AX gas to obtain a cold rolled material having a thickness of 0.2 mm.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】この冷間圧延材を、所定雰囲気中で650℃
×2minの熱処理を行い表面の酸化状態を制御した。各サ
ンプルから表面から10μmを電解研磨した試料面をX
線回折装置のCo Kα1線で測定した時に(311)面の
回折ピークの半価幅を測定した。X線回折による(31
1)面の半価幅は、0.58〜0.63であった。各サンプルの
最表面について光電子分光分析装置にて、SiおよびM
nの濃度を検出するとともに、結合エネルギーで700〜7
40eVに検出されるFe 2p3/2のピークを確認した。そし
て、上述した測定手法により、FeOのピーク、Fe2O3のピ
ーク及びメタルのピークとして、検出されたFe 2p3/2
ピークの分離を行ない、各面積率を求めた。その値を表
2に示す。また、錆発生テスト、電気化学的性質として
濡れ性、電気化学的特性の指標としてエッチング速度に
ついて調査した結果を表3に示す。ここで、用いた雰囲
気は、純窒素ガスとして、酸素0.02Vol%、水素0.5Vol%、
残部窒素のN2ガス、及びアンモニア分解ガスである水素
75Vol%、窒素25Vol%のAXガスである。
This cold rolled material was heated to 650 ° C. in a predetermined atmosphere.
A heat treatment of × 2 min was performed to control the surface oxidation state. X of the sample surface that was electropolished 10 μm from the surface of each sample
The full width at half maximum of the diffraction peak of the (311) plane was measured when measured with the Co Kα1 ray of a line diffractometer. By X-ray diffraction (31
1) The half width of the plane was 0.58 to 0.63. For the outermost surface of each sample, use Si and M with a photoelectron spectroscopy analyzer.
The concentration of n is detected and the binding energy is 700 to 7
The peak of Fe 2p3 / 2 detected at 40 eV was confirmed. Then, by the measurement method described above, Fe 2p3 / 2 detected as the peak of FeO, the peak of Fe 2 O 3 and the peak of the metal.
The peaks were separated and each area ratio was calculated. The values are shown in Table 2. Table 3 shows the results of the rust generation test, the wettability as an electrochemical property, and the etching rate as an index of the electrochemical property. Here, the atmosphere used, as pure nitrogen gas, oxygen 0.02Vol%, hydrogen 0.5Vol%,
Residual nitrogen N 2 gas and hydrogen, which is ammonia decomposition gas
It is AX gas with 75 Vol% and 25 Vol% nitrogen.

【0023】表3において、錆発生テストは大気中放置
試験で錆の発生頻度を評価した。実際の錆の計数には微
細な錆も検出できるように光学顕微鏡を用いて材料表面
を50倍に拡大し、全部で200mm2の視野を観察したとき
の、錆の個数を計数した。このときのデータから100mm2
当たりのデータに換算した数値を表3では示した。な
お、錆の発生を引き起こす条件としては比較的厳しい保
管状況を再現する目的で、大気中で湿度70〜80%、気温
が30〜40℃程度で変動する場所に放置した。表2には96
時間それぞれ放置したときに表面に発生した錆の数を計
数した結果を併せて示した。また、濡れ性についてはJI
S K6768に定められた方法で行った。また、エッチング
スピードについては、アルカリ脱脂後硝酸浸漬による表
面処理後、表面にレジストを塗布し、マスクパターンを
焼き付け現像後、45Be,60℃の塩化第二鉄をスプレー噴
霧したときのエッチング孔の深さを測定して求めた。
In Table 3, the rust generation test was an atmospheric storage test to evaluate the frequency of rust generation. In actual counting of rust, the surface of the material was magnified 50 times using an optical microscope so that fine rust could be detected, and the number of rust was counted when observing a visual field of 200 mm 2 in total. From the data at this time, 100 mm 2
Table 3 shows the numerical values converted into the per hit data. For the purpose of reproducing the storage conditions, which are relatively severe as conditions for causing rust, the samples were left in a place where the humidity fluctuates at 70 to 80% and the temperature fluctuates at about 30 to 40 ° C. 96 in Table 2
The results of counting the number of rusts generated on the surface when left for each time are also shown. Regarding wettability, JI
The method specified in S K6768 was performed. In addition, regarding the etching speed, after the surface treatment by nitric acid immersion after alkaline degreasing, applying resist on the surface, baking and developing the mask pattern, the depth of the etching hole when spraying ferric chloride at 45Be, 60 ° C was sprayed. It was measured and determined.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】表3に示すように、本来活性であるはずの
AXガスで処理した試料No.4よりも、本発明例は、エッ
チング速度が速い。このため、本発明によれば、活性表
面とすることで問題であった耐食性の劣化を伴うことな
く、エッチング等の電気化学的処理特性に優れた材料を
提供できることがわかる。なお、メタルピークが殆どな
い試料No.1は、表面が変質しすぎて、エッチング速度が
遅く好ましくないことがわかる。
As shown in Table 3, the etching rate of the sample of the present invention is higher than that of the sample No. 4 treated with AX gas which is supposed to be active. Therefore, according to the present invention, it can be seen that a material having excellent electrochemical treatment characteristics such as etching can be provided without deterioration of corrosion resistance, which is a problem due to the use of an active surface. In addition, it can be seen that Sample No. 1 having almost no metal peak has an unfavorably low etching rate because the surface is so altered.

【0027】(実施例2)実施例1と同様に、表4に記
載の成分を有する鋼塊を作製した。その後、鍛造−熱間
圧延を施して厚さ3mmの板材とした。さらに、この板
材に冷間圧延とAXガスを用いた焼鈍を繰り返して厚さ
0.15mmの冷間圧延材を得た。
(Example 2) In the same manner as in Example 1, steel ingots having the components shown in Table 4 were produced. After that, forging and hot rolling were performed to obtain a plate material having a thickness of 3 mm. Further, this plate material is repeatedly cold-rolled and annealed using AX gas to obtain a thickness.
A cold rolled material of 0.15 mm was obtained.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】この冷間圧延材を、所定雰囲気中で650℃
×2minの熱処理を行い表面の酸化状態を制御した。各サ
ンプルから表面から10μmを電解研磨した試料面をX
線回折装置のCo Kα1線で測定した時に(311)面の
回折ピークの半価幅を測定した。X線回折による(31
1)面の半価幅は、0.60から0.70の間の数値であった。
得られた試料について実施例1と同様に、SiおよびM
nの濃度、FeOのピーク、Fe2O3のピーク及びメタルのピ
ーク各面積率を求め、錆発生テスト、電気化学的性質と
して濡れ性、電気化学的特性の指標としてエッチング速
度について調査を行った。結果を表5及び表6に示す。
This cold rolled material was heated to 650 ° C. in a predetermined atmosphere.
A heat treatment of × 2 min was performed to control the surface oxidation state. X of the sample surface that was electropolished 10 μm from the surface of each sample
The full width at half maximum of the diffraction peak of the (311) plane was measured when measured with the Co Kα1 ray of a line diffractometer. By X-ray diffraction (31
1) The half width of the plane was a value between 0.60 and 0.70.
For the obtained sample, Si and M were prepared in the same manner as in Example 1.
Area ratios of n concentration, FeO peak, Fe 2 O 3 peak, and metal peak were obtained, and rust generation test, wettability as an electrochemical property, and etching rate as an index of electrochemical property were investigated. . The results are shown in Tables 5 and 6.

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】[0031]

【表6】 [Table 6]

【0032】表6に示すように、実施例1と同様に、42
%Ni-Fe系においても、本発明の範囲とすることで、耐食
性の劣化を伴うことなく、エッチング等の電気化学的処
理特性に優れた材料を提供できることがわかる。
As shown in Table 6, as in Example 1, 42
Even in the% Ni-Fe system, it can be seen that by setting the content within the range of the present invention, it is possible to provide a material excellent in electrochemical treatment characteristics such as etching without deterioration of corrosion resistance.

【0033】(実施例3)実施例1と同様に、表7に記
載の成分を有する鋼塊を作製した。その後、鍛造−熱間
圧延を施して厚さ3mmの板材とした。さらに、この板
材に冷間圧延とAXガスを用いた焼鈍を繰り返して厚さ
0.20mmの冷間圧延材を得た。
(Example 3) In the same manner as in Example 1, steel ingots having the components shown in Table 7 were prepared. After that, forging and hot rolling were performed to obtain a plate material having a thickness of 3 mm. Further, this plate material is repeatedly cold-rolled and annealed using AX gas to obtain a thickness.
A 0.20 mm cold rolled material was obtained.

【0034】[0034]

【表7】 [Table 7]

【0035】この冷間圧延材を、所定雰囲気中で650℃
×2minの熱処理を行い表面の酸化状態を制御した。各サ
ンプルから表面から10μmを電解研磨した試料面をX
線回折装置のCo Kα1線で測定した時に(311)面の
回折ピークの半価幅を測定した。X線回折による(31
1)面の半価幅は、0.57から0.63の間の数値であった。
得られた試料について実施例1、2と同様に、Siおよ
びMnの濃度、FeOのピーク、Fe2O3のピーク及びメタル
のピーク各面積率を求め、錆発生テスト、電気化学的性
質として濡れ性、電気化学的特性の指標としてエッチン
グ速度について調査を行った。結果を表8及び表9に示
す。なお、表7のNo.C〜Gを熱処理したものを表
8、9のNo.5〜9としてそれぞれ対応させている。
This cold rolled material was heated to 650 ° C. in a predetermined atmosphere.
A heat treatment of × 2 min was performed to control the surface oxidation state. X of the sample surface that was electropolished 10 μm from the surface of each sample
The full width at half maximum of the diffraction peak of the (311) plane was measured when measured with the Co Kα1 ray of a line diffractometer. By X-ray diffraction (31
1) The half width of the plane was a value between 0.57 and 0.63.
For each of the obtained samples, the area ratios of Si and Mn concentrations, FeO peaks, Fe 2 O 3 peaks and metal peaks were determined in the same manner as in Examples 1 and 2, and a rust generation test was performed and wetting was performed as an electrochemical property. The etching rate was investigated as an index of the characteristics and electrochemical characteristics. The results are shown in Tables 8 and 9. In addition, in Table 7, No. Nos. In Tables 8 and 9 were obtained by heat-treating C to G. It corresponds to each of 5 to 9.

【0036】[0036]

【表8】 [Table 8]

【0037】[0037]

【表9】 [Table 9]

【0038】表9に示すように、実施例1と同様に、他
のNi-Fe系においても、本発明の範囲とすることで、耐
食性の劣化を伴うことなく、エッチング等の電気化学的
処理特性に優れた材料を提供できることがわかる。
As shown in Table 9, in the same manner as in Example 1, other Ni-Fe-based materials are also within the scope of the present invention, and electrochemical treatment such as etching is performed without deterioration of corrosion resistance. It can be seen that a material with excellent characteristics can be provided.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によればFe−Ni系合金を特定
の表面状態とすることで、従来為し得なかった、耐食性
と電気化学的処理性の両立を達成することできる。した
がって、低熱熱膨張特性や軟磁気特性といった、有用な
特性をもつFe−Ni系合金の工業利用を更に促進する
上で重要な技術となる。
According to the present invention, it is possible to achieve both the corrosion resistance and the electrochemical processability, which could not be achieved in the past, by setting the Fe-Ni alloy to a specific surface state. Therefore, it is an important technique for further promoting the industrial use of Fe—Ni alloys having useful properties such as low thermal expansion properties and soft magnetic properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明材および比較材における表面状態のESCA
測定の一例を示す図である。
FIG. 1 ESCA of the surface state of the material of the present invention and the comparative material
It is a figure which shows an example of a measurement.

【図2】図1に示す測定から、ピーク分離を行った例で
ある。
FIG. 2 is an example of peak separation performed from the measurement shown in FIG.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%でNi:29〜55%、Si:0.001〜0.1%、
Mn:0.001〜0.5%、C:0.01%以下、O:0.01%以下、残部はFe
及び不可避的不純物でなるFe−Ni系合金薄板におい
て、最表面を光電子分光分析装置で測定した時に、検出
されるMn+Siの原子%が実質的に4%以下、結合エネルギー
で700〜740eVに検出されるFe 2p3/2のピークにおい
て、直線型のバックグランドを定め、検出されたピーク
をガウス/ローレンツ積関数によるカーブフィッティン
グにより、前記検出されたピークをFeOピーク、Fe2O3
ーク、メタルのピークに分離し、分離後のメタルのピー
クが、FeOのピーク、Fe2O3のピーク及びメタルのピーク
の総和に占める割合が面積率0.5%以上6%以下であること
を特徴とする耐食性および電気化学的処理特性に優れた
Fe−Ni系合金薄板。
1. Ni: 29 to 55%, Si: 0.001 to 0.1% in mass%,
Mn: 0.001-0.5%, C: 0.01% or less, O: 0.01% or less, balance is Fe
And in the Fe-Ni alloy thin plate consisting of inevitable impurities, when the outermost surface is measured by a photoelectron spectroscopy analyzer, the atomic% of Mn + Si detected is substantially 4% or less, and the binding energy is 700 to 740 eV. In the detected Fe 2p3 / 2 peak, a linear background is defined, and the detected peak is curve-fitted by the Gauss / Lorentz product function, and the detected peak is FeO peak, Fe 2 O 3 peak, metal. Corrosion resistance, which is characterized by the area ratio of 0.5% to 6% of the total of the FeO peak, the Fe 2 O 3 peak and the metal peak. And a Fe-Ni alloy thin plate having excellent electrochemical treatment characteristics.
【請求項2】 Niの一部を質量%で10%以下のCoで置換す
ることを特徴とする請求項1及び2に記載の耐食性およ
び電気化学的処理特性に優れたFe−Ni系合金薄板。
2. A Fe—Ni alloy thin plate excellent in corrosion resistance and electrochemical treatment properties according to claim 1, wherein a part of Ni is replaced by 10% by mass or less of Co. .
【請求項3】 B:0.005%以下を含有することを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載の耐食性および電気
化学的処理特性に優れたFe−Ni系合金薄板。
3. The Fe—Ni alloy thin plate excellent in corrosion resistance and electrochemical treatment characteristics according to claim 1, wherein B: 0.005% or less is contained.
【請求項4】 N:0.01%以下を含有し、Nb:0.1%以下、Z
r:0.1%以下、Hf:0.1%以下の一種または二種以上を含有
することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の
耐食性および電気化学的処理特性に優れたFe−Ni系
合金薄板。
4. N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, Z
The Fe-Ni system excellent in corrosion resistance and electrochemical treatment characteristics according to any one of claims 1 to 4, which contains one or more of r: 0.1% or less and Hf: 0.1% or less. Alloy sheet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013108763A (en) * 2011-11-17 2013-06-06 Ube Scientific Analysis Laboratory Inc Quantitative evaluation method of surface chemical state of conductive material

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