JP3101199B2 - 打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Ｆｅ−Ｎｉ系合金材料およびその製造方法 - Google Patents
打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Ｆｅ−Ｎｉ系合金材料およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、打ち抜き加工される製
品、とりわけテレビジョンやコンピュータのディスプレ
イにおけるブラウン管電子銃の電極、シャドウマスクお
よびリードフレーム、さらには精密機械の各部品などの
素材として有利に適合する、打ち抜き性に優れた高強度
低熱膨張性Fe−Ni系合金材料およびその製造方法に関す
る。
品、とりわけテレビジョンやコンピュータのディスプレ
イにおけるブラウン管電子銃の電極、シャドウマスクお
よびリードフレーム、さらには精密機械の各部品などの
素材として有利に適合する、打ち抜き性に優れた高強度
低熱膨張性Fe−Ni系合金材料およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ブラウン管の電子銃には、陰極
からの電子ビームを絞り、加速し、そして制御するため
の数多くの電極があり、その電極用材料には、低熱膨張
性のほかに、打ち抜き加工時のばり発生が少なく、高強
度であること、そしてガス放出が少ないことなどの性質
が、求められている。従来、上記電極用材料には、主に
ＳＵＳ３０４が使用されていたが、現在では低熱膨張性
を有するFe−42wt％Ni系合金が多く使用されるようにな
ってきた。
からの電子ビームを絞り、加速し、そして制御するため
の数多くの電極があり、その電極用材料には、低熱膨張
性のほかに、打ち抜き加工時のばり発生が少なく、高強
度であること、そしてガス放出が少ないことなどの性質
が、求められている。従来、上記電極用材料には、主に
ＳＵＳ３０４が使用されていたが、現在では低熱膨張性
を有するFe−42wt％Ni系合金が多く使用されるようにな
ってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近ではブラ
ウン管の高精密化が進み、ブラウン管の心臓部である電
子銃の信頼性をさらに向上させるために、上記のFe−42
wt％Ni系合金に対しても一段と厳しい要求がなされてい
る。特に、部品の形状精度または組立精度に対する要求
が厳しくなっている。すなわち、このFe−42wt％Ni系合
金は、打ち抜き等のプレス加工時に“ばり”が発生しや
すい材料である。このばりの発生した電極を用いると、
電子ビームの直進性を妨げられるおそれがあることか
ら、打ち抜き加工に伴うばりの発生は阻止する必要があ
る。
ウン管の高精密化が進み、ブラウン管の心臓部である電
子銃の信頼性をさらに向上させるために、上記のFe−42
wt％Ni系合金に対しても一段と厳しい要求がなされてい
る。特に、部品の形状精度または組立精度に対する要求
が厳しくなっている。すなわち、このFe−42wt％Ni系合
金は、打ち抜き等のプレス加工時に“ばり”が発生しや
すい材料である。このばりの発生した電極を用いると、
電子ビームの直進性を妨げられるおそれがあることか
ら、打ち抜き加工に伴うばりの発生は阻止する必要があ
る。
【０００４】ところで、このばりは、打ち抜き後の板を
電解研磨することによって除去することができるが、電
解液にて加工品表面が汚れるという欠点がある。すなわ
ち、この汚れは、高温還元性雰囲気中で焼鈍しても完全
に取り除くことが難しく、残存した汚れは、ブラウン管
使用中に部品表面からのかすとなるため、ブラウン管の
寿命低下をまねく。また、Fe−42wt％Ni系合金は、強度
が低いため、組立時に部品の変形が生じやすく、ブラウ
ン管の色ずれをまねいたり、色純度等の品質に悪影響を
及ぼすという問題があった。
電解研磨することによって除去することができるが、電
解液にて加工品表面が汚れるという欠点がある。すなわ
ち、この汚れは、高温還元性雰囲気中で焼鈍しても完全
に取り除くことが難しく、残存した汚れは、ブラウン管
使用中に部品表面からのかすとなるため、ブラウン管の
寿命低下をまねく。また、Fe−42wt％Ni系合金は、強度
が低いため、組立時に部品の変形が生じやすく、ブラウ
ン管の色ずれをまねいたり、色純度等の品質に悪影響を
及ぼすという問題があった。
【０００５】これらの問題を解消するには、上記Fe−Ni
系合金にNbを添加するとともに、熱間加工にてNb化合物
を微細に分散させることが有効である。しかしながら、
Nbを多量に添加したFe−Ni合金を鍛造または熱間圧延す
ると、熱間加工性に劣るため、割れが発生することがあ
る。そして、割れが発生すると、後工程にて疵取りまた
はスリットを行う必要があり、歩留りを著しく低下する
原因となる。
系合金にNbを添加するとともに、熱間加工にてNb化合物
を微細に分散させることが有効である。しかしながら、
Nbを多量に添加したFe−Ni合金を鍛造または熱間圧延す
ると、熱間加工性に劣るため、割れが発生することがあ
る。そして、割れが発生すると、後工程にて疵取りまた
はスリットを行う必要があり、歩留りを著しく低下する
原因となる。
【０００６】そこで、本発明の目的は、打ち抜き加工時
のばりの発生が少なく、かつその加工時に変形しない強
度を有する高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料を、熱間
加工において割れを発生することなしに、製造する方法
について提案するところにある。
のばりの発生が少なく、かつその加工時に変形しない強
度を有する高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料を、熱間
加工において割れを発生することなしに、製造する方法
について提案するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上掲の目的を実現するも
のとして、本発明では、 (1) Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下およびＮ：0.001 〜0.02wt％を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる打ち抜き性に優れ
た高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料を提案する。 (2) そして、上記の合金材料の成分組成の他に、さらに
Ti：3.0 wt％以下およびＢ：50ppm 以下を含むことを特
徴とする打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Fe−Ni系
合金材料を提案する。
のとして、本発明では、 (1) Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下およびＮ：0.001 〜0.02wt％を含み、
残部Feおよび不可避的不純物からなる打ち抜き性に優れ
た高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料を提案する。 (2) そして、上記の合金材料の成分組成の他に、さらに
Ti：3.0 wt％以下およびＢ：50ppm 以下を含むことを特
徴とする打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Fe−Ni系
合金材料を提案する。
【０００８】なお、本発明においては、合金材料中に
は、Nb (Ｃ，Ｎ) 化合物，もしくはTi，Ｂを含む場合に
は (Nb，Ti) (Ｃ，Ｎ，Ｂ) 化合物であるNb化合物を含
有すると共に、このNb化合物は、その大きさが最大粒径
で20μｍ以下のものである。
は、Nb (Ｃ，Ｎ) 化合物，もしくはTi，Ｂを含む場合に
は (Nb，Ti) (Ｃ，Ｎ，Ｂ) 化合物であるNb化合物を含
有すると共に、このNb化合物は、その大きさが最大粒径
で20μｍ以下のものである。
【０００９】次に、本発明の上記各合金材料は、 (1) Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、Ti：3.0 wt
％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250℃の温度域
にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加
工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800 〜
1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１
回の第２段階加工を施すこと、 (2) Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、Ti：3.0 wt
％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250℃の温度域
にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加
工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800 〜
1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１
回の第２段階加工を施し、その後熱間圧延を施すこと、 (3) または、上記スラブを、800 〜1250℃の温度域にて
合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加工を
施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800〜1350
℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１回の
第２段階加工を施し、その後熱間圧延し、少なくとも１
回の冷間圧延と、少なくとも１回の焼鈍を施す、いずれ
かの方法によって製造することができる。
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、Ti：3.0 wt
％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250℃の温度域
にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加
工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800 〜
1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１
回の第２段階加工を施すこと、 (2) Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.
0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜2.5 wt％、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、Ti：3.0 wt
％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250℃の温度域
にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加
工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800 〜
1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１
回の第２段階加工を施し、その後熱間圧延を施すこと、 (3) または、上記スラブを、800 〜1250℃の温度域にて
合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の第１段階加工を
施し、次いで1250℃を超える温度に加熱後、800〜1350
℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少なくとも１回の
第２段階加工を施し、その後熱間圧延し、少なくとも１
回の冷間圧延と、少なくとも１回の焼鈍を施す、いずれ
かの方法によって製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】まず、本発明のFe−Ni系合金材料
の成分組成の限定の理由を述べる。 Ｃ：0.003 〜0.03wt％ Ｃは、微細なNb化合物を形成し、固溶強化、析出強化お
よび加工硬化による材質の強化に寄与する成分である
が、0.03wt％をこえると、電気抵抗が増加して導電性が
阻害されるとともに、炭化物が多く析出して熱間加工
性、靱性および打ち抜き性を劣化する。さらに、Fe−Ni
系合金が本来有する低熱膨張性も劣化するため、0.03wt
％、好ましくは0.02wt％を上限とする。なお、高強度を
確保するには、好ましくは0.003 wt％以上、より好まし
くは0.005 wt％以上の含有量とする。
の成分組成の限定の理由を述べる。 Ｃ：0.003 〜0.03wt％ Ｃは、微細なNb化合物を形成し、固溶強化、析出強化お
よび加工硬化による材質の強化に寄与する成分である
が、0.03wt％をこえると、電気抵抗が増加して導電性が
阻害されるとともに、炭化物が多く析出して熱間加工
性、靱性および打ち抜き性を劣化する。さらに、Fe−Ni
系合金が本来有する低熱膨張性も劣化するため、0.03wt
％、好ましくは0.02wt％を上限とする。なお、高強度を
確保するには、好ましくは0.003 wt％以上、より好まし
くは0.005 wt％以上の含有量とする。
【００１１】Si：2.0 wt％以下 Siは、合金の精錬に際して脱酸剤として使用するが、2.
0 wt％をこえると熱間加工性が劣化するから、2.0 wt％
以下に限定する。なお、脱酸剤としては、0.01wt％以上
の含有が好ましい。
0 wt％をこえると熱間加工性が劣化するから、2.0 wt％
以下に限定する。なお、脱酸剤としては、0.01wt％以上
の含有が好ましい。
【００１２】Mn：3.0 wt％以下 Mnは、固溶強化成分であり、また合金の精錬に際して脱
酸剤として使用するが、3.0 wt％をこえると脱酸効果は
飽和し、経済的に不利となる上、熱間加工性が本質的に
低下するところから、3.0 wt％以下に限定する。なお、
脱酸剤としては、0.01wt％以上の含有が好ましい。
酸剤として使用するが、3.0 wt％をこえると脱酸効果は
飽和し、経済的に不利となる上、熱間加工性が本質的に
低下するところから、3.0 wt％以下に限定する。なお、
脱酸剤としては、0.01wt％以上の含有が好ましい。
【００１３】上記SiおよびMnは、Fe−Ni系合金が本来有
する熱膨張性を損なうことなく固溶強化し、さらに冷間
加工を施した際の加工硬化も大きく、材質の強化に大き
く貢献する成分である。そして、高強度を確保するため
には、両成分の合計で0.5 wt％以上で含有することが好
ましい。しかし、多すぎると、30〜450 ℃の温度域での
熱膨張係数が10×10-6／℃以下の条件を維持することが
困難になるため、両成分の合計量は5.0 wt％以下とす
る。なお、熱膨張係数を10×10-6／℃以下に維持する理
由は、このレベルが高精細ブラウン管の電子銃の電極、
シャドウマスクおよびリードフレーム、さらには精密機
械の各部品用低熱膨張素材に要求される最低の基準にな
るからである。
する熱膨張性を損なうことなく固溶強化し、さらに冷間
加工を施した際の加工硬化も大きく、材質の強化に大き
く貢献する成分である。そして、高強度を確保するため
には、両成分の合計で0.5 wt％以上で含有することが好
ましい。しかし、多すぎると、30〜450 ℃の温度域での
熱膨張係数が10×10-6／℃以下の条件を維持することが
困難になるため、両成分の合計量は5.0 wt％以下とす
る。なお、熱膨張係数を10×10-6／℃以下に維持する理
由は、このレベルが高精細ブラウン管の電子銃の電極、
シャドウマスクおよびリードフレーム、さらには精密機
械の各部品用低熱膨張素材に要求される最低の基準にな
るからである。
【００１４】Ni：30〜50wt％ Niは、30wt％未満だと、焼鈍状態でもマルテンサイトが
形成され、磁気特性、熱膨張性、強度、その他の物理的
特性が損なわれるため、30wt％以上は必要である。ま
た、50wt％をこえると、飽和磁束密度および電気抵抗が
減少する一方、熱膨張係数が増大し、さらに角型ヒステ
リシスが崩れる上経済性にも不利であるから、50wt％を
上限とする。
形成され、磁気特性、熱膨張性、強度、その他の物理的
特性が損なわれるため、30wt％以上は必要である。ま
た、50wt％をこえると、飽和磁束密度および電気抵抗が
減少する一方、熱膨張係数が増大し、さらに角型ヒステ
リシスが崩れる上経済性にも不利であるから、50wt％を
上限とする。
【００１５】Nb：0.005 〜2.5 wt％ Nbは、本発明の合金を特徴づける成分であり、微細に分
散して析出させたNb化合物は打ち抜き性の向上に寄与す
る。そして、高強度および低熱膨張性を付与するために
は、少なくとも0.005 wt％、好ましくは0.1 wt％以上、
より好ましくは0.4 wt％以上の含有が必要である。しか
し、2.5 wt％をこえると、熱間加工性、靱性および溶接
性を低下し、またNb化合物は大きくなって打ち抜き性が
阻害されるため、0.005 〜2.5 wt％に限定する。
散して析出させたNb化合物は打ち抜き性の向上に寄与す
る。そして、高強度および低熱膨張性を付与するために
は、少なくとも0.005 wt％、好ましくは0.1 wt％以上、
より好ましくは0.4 wt％以上の含有が必要である。しか
し、2.5 wt％をこえると、熱間加工性、靱性および溶接
性を低下し、またNb化合物は大きくなって打ち抜き性が
阻害されるため、0.005 〜2.5 wt％に限定する。
【００１６】Ｓ：0.03wt％以下 Ｓは、打ち抜き性の向上に有効な成分であるが、0.03wt
％をこえると、粒界に偏析して熱間加工性が損なわれる
ため、0.03wt％、好ましくは0.003 wt％以下とする。な
お、打ち抜き性の向上には、0.002 wt％以上の含有が好
ましい。
％をこえると、粒界に偏析して熱間加工性が損なわれる
ため、0.03wt％、好ましくは0.003 wt％以下とする。な
お、打ち抜き性の向上には、0.002 wt％以上の含有が好
ましい。
【００１７】Ｎ：0.001 〜0.02wt％ Ｎは、本発明においては必要不可欠な成分である。即
ち、微細なNb化合物を構成する必須の成分元素であり、
0.001 wt％以上の含有が必要である。ただし、多量に添
加すると、そのNb化合物の固溶温度は高くなり、Nb化合
物の分散化と微細化に悪影響を及ぼすため、Ｎは0.02wt
％、好ましくは0.005 wt％を上限とする。
ち、微細なNb化合物を構成する必須の成分元素であり、
0.001 wt％以上の含有が必要である。ただし、多量に添
加すると、そのNb化合物の固溶温度は高くなり、Nb化合
物の分散化と微細化に悪影響を及ぼすため、Ｎは0.02wt
％、好ましくは0.005 wt％を上限とする。
【００１８】Ti：3.0 wt％以下 Tiは、固溶強化と析出強化の効果があり、また、TiとNb
の複合化合物を微細かつ分散して析出することによって
打ち抜き性を向上する。ただし、3.0 wt％を超えた場合
は析出物が粗大になり、打ち抜き性の劣化を招く。好ま
しくは 1.0wt％以下とする。
の複合化合物を微細かつ分散して析出することによって
打ち抜き性を向上する。ただし、3.0 wt％を超えた場合
は析出物が粗大になり、打ち抜き性の劣化を招く。好ま
しくは 1.0wt％以下とする。
【００１９】Ｂ：50ppm 以下 Ｂの添加によって熱間加工性を向上し、Nbまたは (Nb.
Ti) の化合物 (Nb化合物) の析出を促進する。ただし、
50ppm を超えて添加すると熱間加工性は逆に低下するの
で、Ｂは50ppm 以下とする。
Ti) の化合物 (Nb化合物) の析出を促進する。ただし、
50ppm を超えて添加すると熱間加工性は逆に低下するの
で、Ｂは50ppm 以下とする。
【００２０】さらに本発明では、上記成分のほかに、C
r, Alを必要に応じて含有させることができるが、本発
明における基本特性は、上記の成分組成で得られること
は勿論である。
r, Alを必要に応じて含有させることができるが、本発
明における基本特性は、上記の成分組成で得られること
は勿論である。
【００２１】また、本発明にかかる合金材料は、上記成
分組成を有すると共に、材料中に分散含有する介在物と
して炭化物系介在物を含むことが必要である。このNb化
合物の大きさは、最大径で20μm までとする。もし、こ
のNb化合物の最大径が20μmをこえると、打ち抜き断面
が、図1 のＤ1,Ｄ2 に示すように、打ち抜き時のバリが
大きくなり、いわゆる打ち抜き性が著しく劣化する。な
お、本発明においてNb化合物 (介在物) の径は、400 倍
で観察したときの各粒子のタテ・ヨコの平均値とし、実
際には60視野を観察し、各視野の最大値のものを平均し
た値を採用した。
分組成を有すると共に、材料中に分散含有する介在物と
して炭化物系介在物を含むことが必要である。このNb化
合物の大きさは、最大径で20μm までとする。もし、こ
のNb化合物の最大径が20μmをこえると、打ち抜き断面
が、図1 のＤ1,Ｄ2 に示すように、打ち抜き時のバリが
大きくなり、いわゆる打ち抜き性が著しく劣化する。な
お、本発明においてNb化合物 (介在物) の径は、400 倍
で観察したときの各粒子のタテ・ヨコの平均値とし、実
際には60視野を観察し、各視野の最大値のものを平均し
た値を採用した。
【００２２】次に、上記の成分組成になる合金材料、と
りわけNb化合物、即ちNbを単独添加(Nb(C,N) 化合物)
もしくはTi，Ｂを複合添加((Nb,Ti)(C,N,B) 化合物) し
たFe−Ni系合金材料における優れた打ち抜き性を実現す
るには、かかるNb化合物を微細に分散して析出させるこ
とが必要である。そのためには、上記組成になるスラブ
に高温での２段階加工を施すことが有利である。しか
も、この高温２段階加工は、熱間加工時に割れを発生す
ることなしに行うことが肝要であり、本発明では、以下
に示す２段プレス処理にて、上記要請を充足した。
りわけNb化合物、即ちNbを単独添加(Nb(C,N) 化合物)
もしくはTi，Ｂを複合添加((Nb,Ti)(C,N,B) 化合物) し
たFe−Ni系合金材料における優れた打ち抜き性を実現す
るには、かかるNb化合物を微細に分散して析出させるこ
とが必要である。そのためには、上記組成になるスラブ
に高温での２段階加工を施すことが有利である。しか
も、この高温２段階加工は、熱間加工時に割れを発生す
ることなしに行うことが肝要であり、本発明では、以下
に示す２段プレス処理にて、上記要請を充足した。
【００２３】すなわち、上記組成のスラブに対して、80
0 〜1250℃の温度域にて少なくとも１回のプレス加工を
合計圧下率15〜40％で施す第１段プレス処理と、次いで
1250℃をこえる温度に加熱後、 800〜1350℃の温度域に
て少なくとも１回のプレス加工を合計圧下率30〜85％で
施す第２段プレス処理とを行うことによって、Nb化合物
の微細かつ分散した析出を達成する。
0 〜1250℃の温度域にて少なくとも１回のプレス加工を
合計圧下率15〜40％で施す第１段プレス処理と、次いで
1250℃をこえる温度に加熱後、 800〜1350℃の温度域に
て少なくとも１回のプレス加工を合計圧下率30〜85％で
施す第２段プレス処理とを行うことによって、Nb化合物
の微細かつ分散した析出を達成する。
【００２４】ここで、第１段プレス処理における温度域
を800 〜1250℃としたのは、800 ℃未満ではプレス時に
割れが発生し、一方、1250℃をこえると、プレス時に割
れが発生するためである。また、第１段プレス処理にお
ける合計圧下率を15〜40％としたのは、合計圧下率が15
％未満であると、表層のみが再結晶して厚み方向の再結
晶が不十分になり、一方40％をこえると、プレス時に割
れが発生するからである。
を800 〜1250℃としたのは、800 ℃未満ではプレス時に
割れが発生し、一方、1250℃をこえると、プレス時に割
れが発生するためである。また、第１段プレス処理にお
ける合計圧下率を15〜40％としたのは、合計圧下率が15
％未満であると、表層のみが再結晶して厚み方向の再結
晶が不十分になり、一方40％をこえると、プレス時に割
れが発生するからである。
【００２５】第２段プレス処理に先立つ加熱を1250℃を
こえる温度としたのは、1250℃以下ではNb化合物の微細
化および分散化の効果が乏しいためである。そして第２
段プレス処理における温度域を 800〜1350℃としたの
は、1350℃をこえるとプレス時に割れが発生し、一方80
0 ℃未満でもプレス時に割れが発生するからである。第
２段プレス温度は、第１段プレス温度より高いことが好
ましい。
こえる温度としたのは、1250℃以下ではNb化合物の微細
化および分散化の効果が乏しいためである。そして第２
段プレス処理における温度域を 800〜1350℃としたの
は、1350℃をこえるとプレス時に割れが発生し、一方80
0 ℃未満でもプレス時に割れが発生するからである。第
２段プレス温度は、第１段プレス温度より高いことが好
ましい。
【００２６】また、第２段プレス処理における合計圧下
率を30〜85％としたのは、合計圧下率が30％未満である
と、表層のみが再結晶して厚み方向の再結晶が不十分に
なってNb化合物を微細に分散して析出することが難し
く、一方85％をこえると、プレス時に割れが発生するか
らである。なお、合計圧下率の上限は、好ましくは70
％、より好ましくは65％とする。
率を30〜85％としたのは、合計圧下率が30％未満である
と、表層のみが再結晶して厚み方向の再結晶が不十分に
なってNb化合物を微細に分散して析出することが難し
く、一方85％をこえると、プレス時に割れが発生するか
らである。なお、合計圧下率の上限は、好ましくは70
％、より好ましくは65％とする。
【００２７】なお、本発明では、熱間圧延を行い、脱ス
ケール処理および表面の疵取り処理後に、少なくとも１
回以上の冷間圧延および少なくとも１回以上の焼鈍処理
を施すことにより薄板を製造してもよい。
ケール処理および表面の疵取り処理後に、少なくとも１
回以上の冷間圧延および少なくとも１回以上の焼鈍処理
を施すことにより薄板を製造してもよい。
【００２８】本発明で期待する基本特性は、上記の結
果、材料マトリックス中にNb(C,N) 化合物を微細に分散
して析出させることが必要である。なお、化合物はＣ系
が好ましく、かつその最大径は20μm 以下の大きさであ
ることが望ましい。
果、材料マトリックス中にNb(C,N) 化合物を微細に分散
して析出させることが必要である。なお、化合物はＣ系
が好ましく、かつその最大径は20μm 以下の大きさであ
ることが望ましい。
【００２９】
【実施例】表１に示す成分組成になる溶鋼を大気誘導炉
にて溶製し、この溶鋼を鋳造して得た鋼塊を、表１およ
び２に示す各条件にて熱間プレス加工を施してから、常
法に従う熱間圧延を行い、その後脱スケール処理および
表面の疵取り処理後に、１次冷間圧延（圧下率：50％以
上）および１次焼鈍処理（950 ℃×２分間）、次いで２
次冷間圧延（圧下率：50％以上）および２次焼鈍処理
（950 ℃×２分間）の一連の処理を施し、0.4 mm厚の薄
板を製造した。かくして得られた薄板の打ち抜き性を評
価した結果および熱間プレス加工における割れ発生の有
無について、表１および２に併記する。
にて溶製し、この溶鋼を鋳造して得た鋼塊を、表１およ
び２に示す各条件にて熱間プレス加工を施してから、常
法に従う熱間圧延を行い、その後脱スケール処理および
表面の疵取り処理後に、１次冷間圧延（圧下率：50％以
上）および１次焼鈍処理（950 ℃×２分間）、次いで２
次冷間圧延（圧下率：50％以上）および２次焼鈍処理
（950 ℃×２分間）の一連の処理を施し、0.4 mm厚の薄
板を製造した。かくして得られた薄板の打ち抜き性を評
価した結果および熱間プレス加工における割れ発生の有
無について、表１および２に併記する。
【００３０】この実施例において、Nb化合物の形態につ
いては、JIS G 0555にもとづくものであって、Ｂ系介在
物 (加工方向に集団をなして不連続的に粒状の介在物が
ならんだもの) 、およびＣ系介在物 (粘性変形をしない
で不規則に分散するもの) を示す。なお、打ち抜き性の
評価法は、２mmφのポンチを用いて、クリアランス50μ
ｍの下で打ち抜き加工を行い、その打ち抜き面における
破断面および切断面の比をもって評価した。具体的に
は、図１に示すように、破断面および切断面の比率がほ
ぼ同等のものをＡランクとし、以下破断面の比率が多く
なるに従って、ＡからＢ、ＢからＣ，そしてＣから
Ｄ1 ，Ｄ2 へと変化させて評価した。
いては、JIS G 0555にもとづくものであって、Ｂ系介在
物 (加工方向に集団をなして不連続的に粒状の介在物が
ならんだもの) 、およびＣ系介在物 (粘性変形をしない
で不規則に分散するもの) を示す。なお、打ち抜き性の
評価法は、２mmφのポンチを用いて、クリアランス50μ
ｍの下で打ち抜き加工を行い、その打ち抜き面における
破断面および切断面の比をもって評価した。具体的に
は、図１に示すように、破断面および切断面の比率がほ
ぼ同等のものをＡランクとし、以下破断面の比率が多く
なるに従って、ＡからＢ、ＢからＣ，そしてＣから
Ｄ1 ，Ｄ2 へと変化させて評価した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】表１に示すとおり、本発明適合例において
は、Nb化合物は20μm 以下であり、かつ分散しているた
め、良好な打ち抜き性を有し、かつ各適合例とも熱間プ
レス加工時に割れが生じていない。一方、表２に示すと
おり、比較例はいずれも、Nbの化合物が20μm 以上か、
分散していないかあるいは化学成分が外れているため、
打ち抜き性が悪く、さらには熱間プレス加工時に割れが
生じることによって製造停止を招いた。
は、Nb化合物は20μm 以下であり、かつ分散しているた
め、良好な打ち抜き性を有し、かつ各適合例とも熱間プ
レス加工時に割れが生じていない。一方、表２に示すと
おり、比較例はいずれも、Nbの化合物が20μm 以上か、
分散していないかあるいは化学成分が外れているため、
打ち抜き性が悪く、さらには熱間プレス加工時に割れが
生じることによって製造停止を招いた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
間加工時に割れを発生することなく高強度低熱膨張性Fe
−Ni系合金材料を有利に製造することができる。しか
も、打ち抜き性に優れるFe−Ni系合金材料を高い歩留り
で製造することができる。
間加工時に割れを発生することなく高強度低熱膨張性Fe
−Ni系合金材料を有利に製造することができる。しか
も、打ち抜き性に優れるFe−Ni系合金材料を高い歩留り
で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】打ち抜き性の評価基準を示す模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 最仁 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−26144（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−122945（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−339681（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−269645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 302 C22C 38/08
Claims (5)
- 【請求項１】Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜
2.5 wt％、Ｓ：0.03wt％以下およびＮ：0.001 〜0.02wt
％を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、か
つ最大粒径が20μｍ以下のNb (Ｃ，Ｎ) 化合物を分散含
有することを特徴とする打ち抜き性に優れた高強度低熱
膨張性Fe−Ni系合金材料。 - 【請求項２】Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜
2.5 wt％、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、
Ti：3.0 wt％以下およびＢ：50ppm 以下を含み、残部が
Feおよび不可避的不純物からなり、かつ最大粒径が20μ
ｍ以下の (Nb，Ti) (Ｃ，Ｎ，Ｂ) 化合物を分散含有す
ることを特徴とする打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張
性Fe−Ni系合金材料。 - 【請求項３】Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜
2.5 wt％、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、
Ti：3.0wt ％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250
℃の温度域にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の
第１段階加工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱
後、 800〜1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少
なくとも１回の第２段階加工を施すことを特徴とする打
ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料の
製造方法。 - 【請求項４】Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜
2.5 wt％、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、
Ti：3.0 wt％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250
℃の温度域にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の
第１段階加工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱
後、 800〜1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少
なくとも１回の第２段階加工を施し、その後熱間圧延を
施すことを特徴とする打ち抜き性に優れた高強度低熱膨
張性Fe−Ni系合金材料の製造方法。 - 【請求項５】Ｃ：0.003 〜0.03wt％、Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：30〜50wt％、Nb：0.005 〜
2.5 wt％、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.001 〜0.02wt％、
Ti：3.0wt ％以下およびＢ：50ppm 以下を含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、800 〜1250
℃の温度域にて合計圧下率15〜40％の少なくとも１回の
第１段階加工を施し、次いで1250℃を超える温度に加熱
後、 800〜1350℃の温度域にて合計圧下率30〜85％の少
なくとも１回の第２段階加工を施し、その後熱間圧延
し、次いで少なくとも１回の冷間圧延および少なくとも
１回の焼鈍を施すことを特徴とする打ち抜き性に優れた
高強度低熱膨張性Fe−Ni系合金材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08077777A JP3101199B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Ｆｅ−Ｎｉ系合金材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08077777A JP3101199B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Ｆｅ−Ｎｉ系合金材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263891A JPH09263891A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3101199B2 true JP3101199B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=13643399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08077777A Expired - Lifetime JP3101199B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 打ち抜き性に優れた高強度低熱膨張性Ｆｅ−Ｎｉ系合金材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101199B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001131715A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Nippon Mining & Metals Co Ltd | セミテンションマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金並びにそれを用いたセミテンションマスク及びカラーブラウン管 |
| EP1134300A3 (en) * | 2000-03-17 | 2002-05-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Fe-Ni alloy |
| EP4083249A4 (en) * | 2019-12-27 | 2023-11-29 | Nippon Steel Corporation | ALLOY |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP08077777A patent/JP3101199B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09263891A (ja) | 1997-10-07 |
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