JP4968987B2 - 被削性ならびに中温強度に優れたブラウン管サポートフレーム用ステンレス鋼 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコンやテレビのブラウン管のサポートフレームに使用される、被削性に優れ、５００℃程度の中温域で強度に優れるステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴ化の進展により、パソコン等に使用されるブラウン管の需要が堅調に伸びている。ブラウン管を保持するサポートフレームには、画像を乱さないために、線膨張係数が小さく、５００℃程度における強度に優れた材料が必要となる。
後者の５００℃における強度は、フレームにパネルを装着した後に実施される焼鈍において、パネルに付与した張力が緩和するのを防止するために必要とされている。またフレームの製造工程では、フレーム前面の切削工程もあるため、被削性が合わせて重要となる。
【０００３】
現在、サポートフレームに使用される主なステンレス鋼は、マルテンサイト系のＳＵＳ４１０Ｓである。ＳＵＳ４１０Ｓが採用される理由は、▲１▼強度と加工性のバランスが良い、▲２▼炭素鋼に比べて、線膨張係数が低く、中温域での強度が比較的高い、▲３▼ステンレス鋼の中では被削性に優れる、という点があげられる。
しかし、ＳＵＳ４１０Ｓが十分に満足のいく特性を有している訳ではない。特に、被削性と中温域の強度に関しては改善ニーズが大きい。
【０００４】
被削性を改善したフレーム用材料として、特開平０４−３２９８５３号公報に、Ｓを０．０４〜０．１５％添加したフェライト系のステンレス鋼が開示されている。この公知例は、いわゆる硫黄快削鋼の範疇に属する被削性改善鋼である。
硫黄快削鋼をブラウン管のフレームに用いると、製造工程中に鋼中から放出されるアウトガスがブラウン管の性能に悪影響をもたらすため、一般には好まれない。よって、Ｓ添加によらない被削性の改善が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来材料の抱えるそれぞれの問題を克服して、被削性に優れると同時に中温域での強度の向上を行った、ブラウン管サポートフレーム用のステンレス鋼を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を有利に解決するものであり、その要旨とするところは、
（１） 質量％で、Ｃ≦０．１０％、Ｃｒ：１０〜１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金にＳｎを０．０５〜０．３％添加したことを特徴とする、被削性ならびに中温強度に優れたブラウン管サポートフレーム用のフェライト系ステンレス鋼、
（２） 質量％で、Ｃ≦０．１０％、Ｃｒ：１０〜１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金にＳｎを０．０５〜０．３％添加したことを特徴とする、被削性ならびに中温強度に優れたブラウン管サポートフレーム用のマルテンサイト系ステンレス鋼である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼ＳＵＳ４１０Ｓやこれの炭素量を減じたフェライト系ステンレス鋼ＳＵＳ４１０Ｌを前提として、サポートフレームとしての被削性と中温域での強度に優れる鋼成分を種々検討し、本発明を完成するに至った。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
Ｃは、常温の強度を得るために添加する。また、Ｃは５００℃付近の中温度域での強化にも必要である。サポートフレームの素材は、一般に焼きなまし焼鈍して使用し、その金属組織はフェライト＋炭化物から構成される。よって、Ｃ量を変化することにより炭化物量を変えることができ、その結果、常温や中温における強度を適宜調整することができる。このような目的のために、Ｃは０．１０％以下の範囲で選択すればよい。しかし０．１０％を超えて添加すると、自硬性のため焼入れ組織が生じやすく、強度が高くなり過ぎたり、また溶接部の靱性が低下するので、上限を０．１０％とする。
【０００９】
Ｃｒは、マルテンサイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ４１０Ｓ）や、そのＣを減じたフェライト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ４１０Ｌ）相当のステンレス鋼が得られるように、１０から１５％の範囲内で添加する。
【００１０】
Ｓｎは、本発明において被削性の改善と中温域の強化に寄与する添加元素である。被削性の改善に関しては、Ｓｎの添加により切り屑と切削工具との焼き付きが軽減して、切削に伴う工具寿命が向上する。この理由は、Ｓｎがフェライトの結晶粒界に偏析して、切り屑の除去が容易になるためと考えている。また中温域での強化に関しては、フェライト中に固溶したＳｎがいわゆる固溶強化により強化に寄与すると考えられる。これらの効果を発現するために、Ｓｎは０．０５％以上添加する。しかし過度に添加すると、靱性や耐酸化性の低下が認められるので、上限を０．３％とする。
【００１１】
なお、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓなどの成分は、本発明においては不純物成分であるが、通常ステンレス鋼に含有する量が含まれていても、本発明の特性に影響を及ぼすことはない。
【００１２】
以上のような成分からなる鋼を常法により鋳造もしくは分塊し、熱間圧延を施して、１〜１０ｍｍの厚さとする。もしくは薄スラブ鋳造やストリップ鋳造などを用いても良い。さらに所望の硬さ（強度）に調整するため、適宜熱間圧延後に熱延板焼鈍を施したり、熱間圧延の仕上温度を高めにして自己焼鈍を施す。
【００１３】
【実施例】
表１に成分（ｍａｓｓ％）を示す鋼を用いて、熱間圧延後焼鈍・酸洗し（Ｎｏ．１仕上げ）、５ｍｍ厚の鋼板を製造した。被削性試験は、１０枚の超硬切削刃からなる工具を用いて回転旋削を連続して行った。被削材は１７インチブラウン管用サポートフレームで、被削材１個あたりの切削長さは約３００ｍｍで、切削深さは１ｍｍである。
無潤滑のドライ切削と油潤滑の両方の切削について、焼き付きで工具寿命に到達するまでの工具１個あたりの連続旋削可能数を比較した。中温の強度は、ＪＩＳ Ｇ ０５６７に基づき５００℃の引張り試験を行って評価した。また、ＪＩＳ４号衝撃試験片（５ｍｍサブサイズ）を用いて、２０℃でシャルピー衝撃試験を行い、衝撃値を求めた。それらの結果を表２〜４に示す。
【００１４】
表２ならびに表３に示すように、Ｓｎが添加された鋼は、比較鋼１（ＳＵＳ４１０Ｓ相当）と比較して、優れた被削性と５００℃における強度を有することが分かる。一方、過剰にＳｎを添加した場合は、表４の比較鋼２に示すように、衝撃値が低下してサポートフレームの加工中に加工割れが発生しやすくなるので、好ましくない。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
【表３】

【００１８】
【表４】

【００１９】
【発明の効果】
本発明によって、被削性に優れ、５００℃程度の中温域で強度に優れる、パソコンやテレビのブラウン管のサポートフレームに好適なステンレス鋼を提供することができるようになったので、その工業的価値は大きい。

Claims (2)

1. 質量％で、Ｃ≦０．１０％、Ｃｒ：１０〜１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金にＳｎを０．０５〜０．３％添加したことを特徴とする、被削性ならびに中温強度に優れたブラウン管サポートフレーム用のフェライト系ステンレス鋼。
2. 質量％で、Ｃ≦０．１０％、Ｃｒ：１０〜１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金にＳｎを０．０５〜０．３％添加したことを特徴とする、被削性ならびに中温強度に優れたブラウン管サポートフレーム用のマルテンサイト系ステンレス鋼。