JP5606126B2 - Ferritic stainless steel sheet with excellent detergency and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の部材や、薄膜シリコン太陽電池基板をはじめとする半導体層形成基板などの、精密機器部材に適したステンレス鋼板であって、洗浄液や蒸気を用いた洗浄によって表面付着物を除去しやすく、表面疵が少なく平滑化された表面性状を有し、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention is a stainless steel plate suitable for precision equipment members such as hard disk drive (HDD) members, semiconductor layer forming substrates such as thin film silicon solar cell substrates, and the like by cleaning with cleaning liquid or steam. The present invention relates to a ferritic stainless steel sheet that is easy to remove deposits, has a smooth surface property with little surface flaws, and is excellent in cleanability, and a method for producing the same.
近年、ＨＤＤは高速化や高密度化が要求され、内装部品に使用される材料としては、耐食性以外に、微細な表面疵やパーティクルおよびアウトガスなどの汚れについても厳格に管理された材料が求められている。そのため、ＨＤＤ部材は、製造工程が厳格に管理されている。 In recent years, HDDs are required to have high speed and high density, and as materials used for interior parts, in addition to corrosion resistance, materials that are strictly controlled against fine surface defects, dirt such as particles and outgas are required. ing. Therefore, the manufacturing process of the HDD member is strictly managed.
ＨＤＤ部材には、普通鋼、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼などが用いられており、特に、ステンレス鋼は不動態皮膜の生成により無垢材のままで耐食性に優れているため有用であるが、これらの材料の表面には無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキが施されているものが多い。無電解Ｎｉメッキは、耐食性を向上させる目的以外に洗浄性を向上させる目的で施されている。 For HDD members, plain steel, aluminum (Al), stainless steel, etc. are used. In particular, stainless steel is useful because it is a solid material and has excellent corrosion resistance due to the formation of a passive film. In many cases, the surface of the material is electroless nickel (Ni) plated. The electroless Ni plating is applied for the purpose of improving the cleaning property in addition to the purpose of improving the corrosion resistance.
しかしながら、無電解Ｎｉメッキは、通常の電解メッキと異なり均質な膜厚でメッキできるものの、生産性が悪く工程負荷が大きくなってしまうとともに、原材料費が増加してしまうので、工業的にはデメリットも大きい。 However, although electroless Ni plating can be plated with a uniform film thickness, unlike ordinary electrolytic plating, it has poor productivity and increases the process load and increases raw material costs. Is also big.
太陽電池について従来は、バッチ式の製造ラインによりガラス基板上にアモルファスシリコンを蒸着させていたが、近年は、連続式ラインによる大量生産方式によりステンレス鋼板に成膜する方法も採用されてきている。このように基板に蒸着されるアモルファスシリコン層は、例えば２μｍ以下の薄い層であり、さらに、均一かつ連続的に形成する必要がある。 Conventionally, amorphous silicon has been vapor-deposited on a glass substrate by a batch type production line, but in recent years, a method of forming a film on a stainless steel plate by a mass production method by a continuous type line has also been adopted. As described above, the amorphous silicon layer deposited on the substrate is a thin layer of, for example, 2 μm or less and needs to be formed uniformly and continuously.
したがって、太陽電池の基板としてステンレス鋼板を使用する場合、ステンレス鋼板を表面疵が少なく平滑な表面に仕上げる必要がある。 Therefore, when using a stainless steel plate as a substrate of a solar cell, it is necessary to finish the stainless steel plate to a smooth surface with less surface flaws.
太陽電池については、エネルギ変換効率を向上させるため、基板の表面に凹凸を付与し、入射光を正反射させるだけで、外部に放出させずに散乱多重反射させる方法についても検討されており、電解エッチング、機械研磨、Ｎｉメッキなどで微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法もある。 For solar cells, in order to improve energy conversion efficiency, a method has been studied in which unevenness is imparted to the surface of the substrate, and the incident light is specularly reflected and scattered and reflected without being emitted to the outside. There is also a method in which a surface layer having fine irregularities is formed on a substrate by etching, mechanical polishing, Ni plating or the like.
しかしながら、微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法によると、基板表面が汚れやすくなるという問題点があり、その汚れにより、太陽電池回路が短絡し、太陽電池としての機能が損なわれるおそれがある。 However, according to the method of forming a surface layer having fine irregularities on the substrate, there is a problem that the substrate surface is easily contaminated, and the contamination may cause a short circuit of the solar cell circuit and impair the function as a solar cell. There is.
太陽電池の基板としてステンレス鋼板を用いるため、太陽電池としてのエネルギ変換効率は維持しつつ、基板表面の汚れが落ちやすい洗浄性の優れたステンレス鋼板が望まれている。 Since a stainless steel plate is used as the substrate of the solar cell, a stainless steel plate having excellent cleaning properties that easily removes dirt on the substrate surface while maintaining the energy conversion efficiency of the solar cell is desired.
このように、例えばＨＤＤ部材および太陽電池基板などの電子部品や精密機器部材としては、表面疵の発生が発生しにくく、洗浄性が良好なステンレス鋼板が非常に有用である。 As described above, for example, as an electronic component such as an HDD member and a solar cell substrate or a precision instrument member, a stainless steel plate that is less likely to cause surface flaws and has good cleaning properties is very useful.
ステンレス鋼板が用いられたＨＤＤや精密機械の内装材としては、内装光輝焼鈍（ＢＡ）仕上げのステンレス鋼板と、外層ダル仕上げのステンレス鋼板との間に樹脂層を積層して形成された樹脂複合型ステンレス制振鋼板が紹介されている（特許文献１参照。）。 Resin composite type formed by laminating a resin layer between an interior bright annealing (BA) finish stainless steel plate and an outer layer dull finish stainless steel plate as an interior material for HDD and precision machinery using stainless steel plate Stainless steel damping steel plates have been introduced (see Patent Document 1).
また、微小な塵や埃が付着しにくく、洗浄性に優れたステンレス鋼板としては、調質圧延材の表面において、調質圧延後の鋼板表面の小さな凹みであるピンホールの大きさおよび数と表面粗さとを規定し、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下であり、かつ、圧延方向に直角方向の中心線粗さＲａが０．１５μｍであるステンレス鋼板素材が紹介されている（特許文献２参照。）。 In addition, as a stainless steel plate that is difficult to attach minute dust and dust and has excellent cleanability, the size and number of pinholes that are small dents on the surface of the temper rolled material on the surface of the temper rolled material defines a surface roughness, pinholes more than 0.25 mm 2 is 10 or less per 10 cm 2, and a stainless steel material is introduced centerline roughness Ra of the right direction is 0.15μm in the rolling direction (See Patent Document 2).
また、電子部品や精密機器では、表面疵自体が不良とされ、表面疵を減らすことは製品化のための重要な対策の一つである。 In addition, in electronic parts and precision equipment, surface defects are regarded as defective, and reducing surface defects is one of the important measures for commercialization.
ステンレス鋼板の表面疵が発生する原因については、製鋼工程での不可避的な非金属介在物に起因する場合、熱間圧延工程での割れや異物の噛み込みに起因する場合、冷間圧延工程での割れや異物の噛み込み起因する場合、および、粒界酸化部の残存に起因する場合などのように様々な原因が考えられる。電子部品などにおいては、製鋼工程における非金属介在物を起点として加工割れが発生し、表面疵となって問題になるケースがあるので、製品について高清浄化が求められている。例えば、板厚０．５ｍｍ以下の極薄板で製品形状が複雑なものでは、非金属介在物の影響が大きく、特に硬質の非金属介在物が存在すると、この非金属介在物を起点として、製品の加工割れが顕著になり表面疵が発生しやすくなる。 The cause of surface flaws on the stainless steel sheet is due to inevitable non-metallic inclusions in the steel making process, in the case of being caused by cracks in the hot rolling process and biting of foreign matter, in the cold rolling process. Various causes are conceivable, such as a case where it is caused by cracking of a metal or a foreign matter and a case where it is caused by a residual grain boundary oxidation part. In electronic parts and the like, there are cases where processing cracks are generated starting from non-metallic inclusions in the steel making process and become surface flaws, and thus there is a demand for high cleanliness of products. For example, if the product shape is very thin with a plate thickness of 0.5 mm or less, the influence of non-metallic inclusions is significant. Especially when there are hard non-metallic inclusions, the product starts from this non-metallic inclusion. The processing cracks become noticeable and surface flaws are likely to occur.
そこで、非金属介在物に起因する表面疵の発生を抑制する方法としては、精錬の際に特定の脱酸剤を用いた特定のスラグ組成にて精錬する方法（特許文献３参照。）、連続鋳造の際のタンディッシュのフラックス組成を特定のものにする方法（特許文献４参照。）、および、溶鋼成分を規定する方法（特許文献５参照。）などのように精錬方法を制御することによって、精錬反応にて生成する非金属介在物の形態を制御して、加工の際の非金属介在物を起点とする表面疵や割れの発生を抑制する方法が紹介されている。 Therefore, as a method for suppressing the generation of surface defects caused by non-metallic inclusions, a method of refining with a specific slag composition using a specific deoxidizer during refining (see Patent Document 3), continuous. By controlling the refining method, such as a method of making the flux composition of the tundish at the time of casting specific (see Patent Document 4), a method of defining molten steel components (see Patent Document 5), etc. In addition, a method has been introduced in which the form of nonmetallic inclusions generated by a refining reaction is controlled to suppress the occurrence of surface flaws and cracks starting from nonmetallic inclusions during processing.
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、ステンレス鋼板を積層させたのは、ＨＤＤのケースカバーについてのみであり、他の部材に適用できるとは考えにくい。また、ケースカバーとして、塵埃やアウトガスの発生しにくいこと等が目的とされているものにすぎず、ステンレス鋼板の表面仕上げについては、ＢＡ仕上げとしか記載されておらず、ＢＡ仕上げにおいても表面に付着する汚れが多い方法や鋼種もある。また、この特許文献１では、汚れが付着する原因を、焼鈍時に形成される粒界酸化物や、クロム（Ｃｒ）欠乏層が酸洗によって除去される際にステンレス鋼板表面の粒界に沿って生成される微細な溝であるミクログローブであるとしている。したがって、汚れの付着防止という観点から、ミクログローブの深さを０．１μｍ以下としているものの、ステンレス鋼板の洗浄性は考慮されておらず、ミクログローブの面積率や分布状況などの発生状況によって、洗浄性が悪化する問題が考えられる。 However, in the configuration of Patent Document 1 described above, the stainless steel plates are laminated only on the case cover of the HDD, and it is unlikely that it can be applied to other members. In addition, the case cover is only intended to prevent dust and outgas from being generated, and the surface finish of the stainless steel sheet is only described as BA finish. There are also methods and steel types that have a lot of adhesion. Moreover, in this patent document 1, the cause of dirt adheres along the grain boundary on the surface of the stainless steel plate when the grain boundary oxide formed during annealing or the chromium (Cr) deficient layer is removed by pickling. It is said that it is a micro glove which is a fine groove to be generated. Therefore, from the viewpoint of preventing the adhesion of dirt, although the depth of the microglove is 0.1 μm or less, the washability of the stainless steel plate is not taken into consideration, depending on the occurrence situation such as the area ratio and distribution status of the microglove, There may be a problem that the cleaning properties deteriorate.
特許文献２では、ピンホールに汚れが付着しやすいという観点からピンホールの大きさや数を規定しており、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下とされているものの、対象としている疵の大きさが大きすぎるため、例えば電子部品などのように表面疵などが厳格に管理されたものの材料としては汚れが付着しやすく適用しにくい問題が考えられる。
In
特許文献３ないし特許文献５では、精錬反応にて生成する非金属介在物を好ましい形態に制御し、非金属介在物に起因する表面疵や割れの発生を抑制しているものにすぎず、例えば、熱間圧延工程や冷間圧延工程での表面疵の発生、製造工程中の異物の噛み込み、粒界酸化部の残存などのような、他の要因による表面疵の発生を抑制できないため、パーティクルなどの汚れを完全に低減するまでにはいたらないという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the ferritic stainless steel plate which can suppress generation | occurrence | production of surface flaws, and was excellent in the washability, and its manufacturing method.
請求項１に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているものである。 The ferritic stainless steel sheet having excellent detergency according to claim 1 is 0.05 mass% or less of C, 0.1 to 2.0 mass% of Si, 0.1 to 1.5 mass% of Mn. 10 to 32% by mass of Cr, 0.03% by mass or less of Al, the balance being Fe and inevitable impurities, the Si / Al mass ratio being 20 or more, and dispersed non-metallic inclusions The product is MgO: 10 mass% or less, Al 2 O 3 : 40 mass% or less, Cr 2 O 3 : 10 mass% or less, and the balance is Mn (O, S) and SiO 2 , Micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are distributed in a ratio of 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less and an opening area ratio of 1.0% or less It is.
請求項２に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬し、精錬した溶鋼を鋳造し、鋳造した鋼板を熱間圧延し、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に鋼板表面を２０μｍ以上研磨し、熱間圧延した鋼板を冷間圧延し、冷間圧延したステンレス鋼板を光輝焼鈍にて仕上焼鈍し、仕上焼鈍をしたステンレス鋼板を、潤滑剤を用いることなく算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて伸び率０．１〜２．０％に調質圧延し、熱間圧延以降から調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上であり、熱間圧延以降における仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上となるように圧延し、かつ、最終パスにて算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するものである。
The method for producing a ferritic stainless steel sheet having excellent detergency according to
請求項１に記載された発明によれば、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているため、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。 According to the invention described in claim 1, the mass ratio of Si / Al is 20 or more, and the dispersed non-metallic inclusions are MgO of 10 mass% or less and Al 2 O 3 of 40 mass% or less. Cr 2 O 3 is 10% by mass or less, the balance is Mn (O, S) and SiO 2 , and micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are formed on the steel plate surface. Since the distribution is 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less and the opening area ratio is 1.0% or less, the generation of surface flaws can be suppressed and the cleaning property can be improved.
請求項２に記載された発明によれば、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、後工程である圧延の際に非金属介在物が粘性変形しやすいので、マイクロピットおよび表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。 According to the second aspect of the present invention, the molten stainless steel is charged into the refining vessel lined with the dolomite refractory, and when the refining is finished, the mass ratio of CaO / SiO 2 of the slag is 1.4-2. 4 and the slag is refined so that the Al 2 O 3 concentration is 8% by mass or less, so that non-metallic inclusions tend to be viscously deformed during the subsequent rolling process. Generation of soot can be suppressed, and a ferritic stainless steel sheet excellent in cleanability can be produced.
また、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 Also , cold rolling performed after hot rolling to temper rolling after finish annealing has a total rolling ratio of 70% or more by cold rolling, so that micropits with a depth of 0.5 μm or more can be reduced. At the same time, non-metallic inclusions can be extended, and a ferritic stainless steel plate excellent in cleanability can be easily manufactured.
また、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨するため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 In addition , since the surface of the steel sheet is polished by 20 μm or more during the period from hot rolling to cold rolling before finish annealing, micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more can be reduced. It is possible to easily produce a ferritic stainless steel sheet having excellent detergency.
また、仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するため、仕上焼鈍前に行う冷間圧延にて、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 Further , the cold rolling performed before the finish annealing has a rolling rate of 30% or more. In the final pass of this cold rolling, a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less is used and a rolling speed of 100 m / Because it is rolled at a speed of min or less, the ferritic stainless steel is excellent in cleanability because it is difficult to generate micropits with a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more in cold rolling performed before finish annealing. Steel sheets can be easily manufactured.
また、仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うため、粒界やメタル／介在物界面が酸化しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 In addition , since bright annealing is performed in finish annealing, it is difficult to oxidize grain boundaries and metal / inclusion interfaces, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
また、調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延するため、調質圧延の際に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 In addition , temper rolling is performed using a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less without using a lubricant, so that the elongation is 0.1 to 2.0%. During rolling, micro-pits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are hardly generated, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of an embodiment of the present invention will be described in detail.
洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下の炭素（Ｃ）、０．１〜２．０質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．１〜１．５質量％のマンガン（Ｍｎ）、１０〜３２質量％のクロム（Ｃｒ）、０．０３質量％以下のアルミニウム（Ａｌ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であるフェライト系ステンレス鋼が板状に形成されたものである。 A ferritic stainless steel sheet having excellent detergency has a carbon (C) content of 0.05% by mass or less, a silicon (Si) content of 0.1 to 2.0% by mass, a manganese content of 0.1 to 1.5% by mass ( Mn), 10 to 32% by mass of chromium (Cr), 0.03% by mass or less of aluminum (Al), the balance being iron (Fe) and inevitable impurities, and the mass ratio of Si / Al being 20 The above ferritic stainless steel is formed into a plate shape.
また、この洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、非金属介在物として、１０質量％以下のＭｇＯ、４０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、１０質量％以下のＣｒ２Ｏ３が分散しており、残部すなわち非金属介在物の主成分がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２である。 In addition, this ferritic stainless steel sheet having excellent detergency has 10% by mass or less of MgO, 40% by mass or less of Al 2 O 3 , and 10% by mass or less of Cr 2 O 3 as non-metallic inclusions. The remaining, that is, the main components of the nonmetallic inclusions are Mn (O, S) and SiO 2 .
さらに、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、鋼板表面に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上の微細な窪みであるマイクロピットを有しており、マイクロピットは、鋼板表面において、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率が１．０％以下で分布している。 Furthermore, the ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties has micropits on the surface of the steel plate that are fine depressions having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more. On the surface, it is 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less and the area ratio of the openings is 1.0% or less.
マイクロピットは、介在物や炭化物などの異質粒子の隙間や脱落跡、製造工程中での金属粒子やその他の微細な粒子の噛み込みによる窪み、酸化スケール残存物の脱落跡、冷間圧延の際の圧延油の巻き込みによるピット、および冷間圧延条件のミスマッチによる微細な表面疵、および、冷間加工の際の介在物に起因した加工割れなどによって形成される。 Micropits include gaps and dropping traces of extraneous particles such as inclusions and carbides, depressions due to biting of metal particles and other fine particles during the manufacturing process, falling traces of oxide scale residue, and cold rolling. Pits due to the rolling oil rolling, fine surface defects due to mismatch of cold rolling conditions, and processing cracks caused by inclusions during the cold working.
後述する方法にてフェライト系ステンレス鋼について洗浄性の評価を行い、洗浄性に影響する因子について検討を重ねた結果、鋼板表面に存在する微細な窪みであるマイクロピットが、パーティクルなどの汚れのトラップサイトとして作用していることを見出した。 As a result of evaluating the cleaning performance of ferritic stainless steel by the method described later and investigating factors that affect the cleaning performance, micropits, which are fine pits existing on the surface of the steel plate, trap particles and other contaminants. I found it working as a site.
具体的には、マイクロピットは、深さが０．５μｍ以上になるとパーティクルなどの微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなり、洗浄性が悪化する原因となる。したがって、洗浄性を向上するためには、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布状態を制御することが重要である。 Specifically, when the depth of the micropit is 0.5 μm or more, it becomes easy to act as a trap site for fine dirt such as particles, which causes a deterioration in cleaning properties. Therefore, in order to improve detergency, it is important to control the distribution state of micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more on the steel sheet surface.
そして、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの個数が１０．０個／０．０１ｍｍ２より多いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。また、鋼板表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの開口部面積率が１．０％より高いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の鋼板表面では、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの存在密度を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下とし、かつ、これらマイクロピットの開口部面積率を１．０％以下とした。 Then, the steel sheet surface, the open area at 0.5μm or depth is the number of 10 [mu] m 2 or more micro pits more than 10.0 pieces /0.01Mm 2, micro pits acts as a trap site for fine dirt It becomes easy to do. Further, when the opening area ratio of the opening area is 10 [mu] m 2 or more at 0.5μm or depth of the micro pits in the surface of the steel sheet is higher than 1.0%, the micro-pit is likely to act as a trap site for fine dirt . Therefore, on the surface of the ferritic stainless steel plate, the density of micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more is set to 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less. The opening area ratio was set to 1.0% or less.
なお、マイクロピットの深さや面積の測定には、レーザや白色干渉法などを有する顕微鏡が用いられる。さらに、例えば倍率１０００倍で視野数１０視野以上の観察視野条件にて観察を行って、マイクロピットの存在密度や開口部面積率を算出すると好ましく、観察視野数は多いほど好ましい。 Note that a microscope having a laser, a white interference method, or the like is used for measuring the depth and area of the micropits. Further, for example, it is preferable to perform observation under observation field conditions with a magnification of 1000 times and a field number of 10 or more to calculate the existence density of the micropits and the opening area ratio, and the larger the number of observation fields, the better.
フェライト系ステンレス鋼板における鋼板表面のマイクロピットを減少させるには、製造工程において、非金属介在物に起因する表面疵、熱延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、冷間圧延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、および粒界酸化物に起因する表面疵を少なくすることが重要である。具体的には、合金成分および分散する非金属介在物を制御すること、冷間圧延での圧延率を大きくし表面疵を引き延ばして深さを浅くすること、仕上圧延での圧延ロールの表面粗さを平滑にして圧延し、仕上焼鈍を還元性雰囲気にて行い粒界酸化の発生を抑制させること、および調質圧延において表面粗さの平滑なロールにて圧延油の噛み込みによる表面疵の影響を減少させることが効果的である。 In order to reduce micropits on the surface of ferritic stainless steel sheets, surface defects caused by non-metallic inclusions, surface defects caused by cracking during hot rolling and biting of foreign matter, cold rolling in the manufacturing process It is important to reduce surface defects caused by cracks and foreign matter biting, and surface defects caused by grain boundary oxides. Specifically, it controls the alloy components and dispersed non-metallic inclusions, increases the rolling rate in cold rolling and stretches surface defects to reduce the depth, and surface roughness of the rolling roll in finish rolling. Rolling with smoothness and finishing annealing in a reducing atmosphere to suppress the occurrence of grain boundary oxidation, and in temper rolling, surface rolling due to biting of rolling oil with a roll with smooth surface roughness It is effective to reduce the influence.
ここで、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の合金成分について説明する。 Here, the alloy component of the ferritic stainless steel sheet having excellent cleaning properties will be described.
Ｃは、固溶強化元素であるが、Ｃ濃度が高いと結晶粒界に析出するＣｒ炭化物が増加し、マイクロピットを発生させる原因となる。したがって、Ｃの含有量の上限を０．０５質量％とした。 C is a solid solution strengthening element, but if the C concentration is high, Cr carbides precipitated at the grain boundaries increase and cause micropits. Therefore, the upper limit of the C content is set to 0.05% by mass.
Ｓｉは、溶鋼の脱酸に使用される合金成分であり、非金属介在物の形態に大きな影響を及ぼす。Ｓｉの含有量が０．１質量％より少ないと脱酸不足となり、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えて、マイクロピットの起点となる非金属介在物が生成されやすくなる。しかし、２．０質量％を超える多量のＳｉを含有していると、鋼材が硬質化して、冷間加工で薄板を製造する際に所定の板厚まで圧延するために多くのパス回数が必要になり、生産性が著しく低下してしまう。したがって、Ｓｉの含有量は、０．１質量％以上、２．０質量％以下とした。 Si is an alloy component used for deoxidation of molten steel, and greatly affects the form of nonmetallic inclusions. When the Si content is less than 0.1% by mass, deoxidation is insufficient, and the Cr 2 O 3 concentration in the non-metallic inclusions exceeds 10% by mass, and non-metallic inclusions that are the starting points of micropits are generated. It becomes easy. However, if a large amount of Si exceeding 2.0 mass% is contained, the steel material becomes hard, and many passes are required to roll to a predetermined plate thickness when manufacturing a thin plate by cold working. As a result, productivity is significantly reduced. Therefore, the Si content is set to 0.1% by mass or more and 2.0% by mass or less.
Ｍｎは、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２が主成分となる組成へ制御するために重要な合金成分である。Ｍｎ含有量が０．１質量％より少ないと、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２の組成に調整することが困難になる。このようなＭｎによる作用は、Ｍｎの含有量が１．５質量％にて飽和し、それ以上にＭｎの含有量を増加しても材料コストが増加してしまう原因になる。したがって、Ｍｎの含有量は、０．１質量％以上、１．５質量％以下とした。 Mn is an important alloying element in order to control the non-metallic inclusions Mn (O, S) to the composition -SiO 2 is a main component. If the Mn content is less than 0.1% by mass, it is difficult to adjust the nonmetallic inclusions to the composition of Mn (O, S) —SiO 2 . Such an action of Mn saturates when the Mn content is 1.5% by mass, and even if the Mn content is increased further, the material cost increases. Therefore, the Mn content is set to 0.1% by mass or more and 1.5% by mass or less.
Ｃｒは、耐食性の改善に必要な合金成分であり、Ｃｒの含有量が１０質量％以上になるとＣｒ添加による耐食性の改善効果が顕著になる。しかし、３２質量％を超える過剰量のＣｒを含有していると、鋼材が硬質化し、加工性が悪化してしまう。したがって、Ｃｒの含有量は、１０質量％以上、３２質量％以下とした。 Cr is an alloy component necessary for improving the corrosion resistance. When the Cr content is 10% by mass or more, the effect of improving the corrosion resistance by adding Cr becomes remarkable. However, if an excessive amount of Cr exceeding 32% by mass is contained, the steel material becomes hard and the workability deteriorates. Therefore, the Cr content is 10% by mass or more and 32% by mass or less.
Ａｌは、非金属介在物の組成に大きな影響を与える合金成分である。Ａｌの含有量が０．０３質量％を超えると、マイクロピットの起点となるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすくなり、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ａｌの含有量は、０．０３質量％以下とした。 Al is an alloy component that greatly affects the composition of nonmetallic inclusions. If the Al content exceeds 0.03% by mass, MgO—Al 2 O 3 -based spinel type non-metallic inclusions that are the starting points of micropits are likely to be generated, and micropits are likely to be generated. Therefore, the Al content is set to 0.03% by mass or less.
ＳｉおよびＡｌは、マイクロピットの起点となる非金属介在物の組成に影響し、Ｓｉ／Ａｌの質量比を調整することで、非金属介在物の組成を制御できる。Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であると、熱間加工の際に粘性変形し、冷間加工の際に微細分散するＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２系の非金属介在物が生成される。一方、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より小さいと、マイクロピットの起点となる有害な非金属介在物が生成され、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ｓｉ／Ａｌの質量比は２０以上とした。 Si and Al affect the composition of nonmetallic inclusions that are the starting point of micropits, and the composition of nonmetallic inclusions can be controlled by adjusting the mass ratio of Si / Al. When the mass ratio of Si / Al is 20 or more, Mn (O, S) -SiO 2 -based nonmetallic inclusions that are viscously deformed during hot working and finely dispersed during cold working are generated. The On the other hand, if the mass ratio of Si / Al is smaller than 20, harmful non-metallic inclusions that become the starting point of micropits are generated, and micropits are likely to be generated. Therefore, the mass ratio of Si / Al was set to 20 or more.
なお、上述した合金成分以外に、必要に応じて他の合金成分を含有させてもよい。例えば、耐食性および加工性などを改善する目的で、０．２質量％以上５質量％以下のモリブデン（Ｍｏ）、０．１質量％以上３．０質量％以下の銅（Ｃｕ）、および０．１質量％以上０．８質量％以下のニオブ（Ｎｂ）のうちの少なくとも一種を添加してもよい。 In addition to the alloy components described above, other alloy components may be included as necessary. For example, for the purpose of improving corrosion resistance and workability, 0.2% by mass to 5% by mass of molybdenum (Mo), 0.1% by mass to 3.0% by mass of copper (Cu), and 0. At least one of niobium (Nb) of 1% by mass to 0.8% by mass may be added.
次に、非金属介在物について説明する。 Next, nonmetallic inclusions will be described.
非金属介在物の隙間や脱落跡はマイクロピットの要因になるため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させるには、非金属介在物をどのような形態に制御するかが重要である。 Since gaps and dropping traces of non-metallic inclusions cause micro pits, any form of non-metallic inclusions can be used to reduce micro pits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more. It is important to control it.
冷延鋼板表面のマイクロピットには、その起点となる部分に非金属介在物が存在する場合が認められ、一部のものでは、非金属介在物に由来する加工割れが発生しているものも認められた。 In the micropits on the surface of the cold-rolled steel sheet, there are cases where nonmetallic inclusions are present at the starting point, and in some cases, work cracks originating from nonmetallic inclusions have occurred. Admitted.
フェライト系ステンレス鋼板に分散している非金属介在物は、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、およびＭｎ（Ｏ，Ｓ）−Ｃｒ２Ｏ３系などがある。 Non-metallic inclusions dispersed in the ferritic stainless steel sheet are MgO—Al 2 O 3 series, Mn (O, S) —SiO 2 —Al 2 O 3 series, and Mn (O, S) —Cr 2 O. There are 3 systems.
ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系およびＣｒ２Ｏ３系の非金属介在物は、冷間圧延工程での変形能が小さいため、メタル／介在物界面にボイドや空隙が発生しやすく、マイクロピットの起点になりやすい。 Since non-metallic inclusions of MgO-Al 2 O 3 and Cr 2 O 3 have low deformability in the cold rolling process, voids and voids are likely to occur at the metal / inclusion interface, and the starting point of micropits It is easy to become.
そこで、ＭｇＯを１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３を１０質量％以下に調整して、残部としてＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２を主成分とする非金属介在物が生成されると、冷間圧延における非金属介在物の変形能が大きく、そのため、メタル／介在物界面に空隙が発生しにくく、非金属介在物が伸展されて無害化し、マイクロピットや加工割れの基点になりにくい。 Therefore, MgO is adjusted to 10 mass% or less, Al 2 O 3 is adjusted to 40 mass% or less, and Cr 2 O 3 is adjusted to 10 mass% or less, and the balance is mainly composed of Mn (O, S) and SiO 2. When metal inclusions are generated, the deformability of non-metallic inclusions in cold rolling is large, so that voids are unlikely to occur at the metal / inclusion interface, and the non-metallic inclusions are stretched and rendered harmless. It is difficult to become the base point of processing cracks.
ＭｇＯは、耐火物やスラグに含まれており、不可避的に非金属介在物中に含まれることが多い。ＭｇＯ濃度が１０質量％を超えると、非金属介在物が熱間加工中に粘性変形しなくなり、マイクロピットや加工割れの起点になりやすい。このような欠陥は、ＭｇＯ濃度を１０質量％以下にすることにより抑制される。したがって、ＭｇＯの濃度は、１０質量％以下とした。 MgO is contained in refractories and slag and is inevitably contained in non-metallic inclusions. When the MgO concentration exceeds 10% by mass, the non-metallic inclusions are not viscously deformed during hot working, and tend to be the starting point of micropits or work cracks. Such defects are suppressed by setting the MgO concentration to 10% by mass or less. Therefore, the MgO concentration is set to 10% by mass or less.
Ａｌ２Ｏ３は、種々の添加原料に含まれているＡｌから形成されると考えられているが、Ａｌ２Ｏ３も非金属介在物中の濃度により非金属介在物の変形能に大きな影響を及ぼす。Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％を超えると、マイクロピットの起点になりやすい有害な非金属介在物が生成される。一方、Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％以下であると、非金属介在物は熱間圧延で粘性変形し、冷間圧延で微細分散するため、Ａｌ２Ｏ３がマイクロピットや加工割れを発生させることはない。したがって、Ａｌ２Ｏ３の濃度は、４０質量％以下とした。 Al 2 O 3 is considered to be formed from Al contained in various additive raw materials, but Al 2 O 3 also has a great influence on the deformability of nonmetallic inclusions due to the concentration in the nonmetallic inclusions. Effect. When the Al 2 O 3 concentration exceeds 40% by mass, harmful non-metallic inclusions that tend to be the starting point of micropits are generated. On the other hand, when the Al 2 O 3 concentration is 40% by mass or less, non-metallic inclusions are viscously deformed by hot rolling and finely dispersed by cold rolling, so that Al 2 O 3 generates micropits and cracks. I will not let you. Therefore, the concentration of Al 2 O 3 is set to 40% by mass or less.
Ｃｒ２Ｏ３は、１０質量％を超える濃度であると非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすく、１０質量％以下の濃度の場合、マイクロピットの起点になりにくく無害な非金属介在物である。したがって、Ｃｒ２Ｏ３の濃度は、１０質量％以下とした。 When the concentration of Cr 2 O 3 exceeds 10% by mass, non-metallic inclusions are likely to be the starting point of micropits, and when the concentration is 10% by mass or less, non-metallic inclusions are less likely to be the starting point of micropits. It is. Therefore, the Cr 2 O 3 concentration is set to 10% by mass or less.
なお、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）は、ＭｎＯ単体、ＭｎＳ単体、および、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物のいずれかを意味し、また、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物は、介在物中のＯとＳとの比率が一定のものではなく、酸化物と硫化物とを複合している介在物を意味する。 Note that Mn (O, S) means any of MnO simple substance, MnS simple substance, and inclusions in which MnO and MnS are combined, and inclusions in which MnO and MnS are combined are included in the inclusions. The ratio of O and S is not constant, and means an inclusion in which an oxide and a sulfide are combined.
次に、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the ferritic stainless steel plate excellent in the said washing | cleaning property is demonstrated.
フェライト系ステンレス鋼板は、精錬、鋳造、熱間圧延後に、焼鈍、冷間圧延、研磨などの冷延工程を経て、最終的に、仕上焼鈍および調質圧延が順次行われて製造される。 A ferritic stainless steel sheet is manufactured through a refining process, a casting process, a hot rolling process, a cold rolling process such as an annealing process, a cold rolling process, and a polishing process, and finally a final annealing process and a temper rolling process.
精錬では、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器に、ステンレス溶鋼を装入して上述のような合金成分を目標に精錬する。この精錬では、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４であり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬される。 In refining, molten stainless steel is charged into a refining vessel lined with dolomite refractories, and the above-described alloy components are refined to the target. In this refining, when the refining is completed, the refining is performed so that the CaO / SiO 2 mass ratio of the slag is 1.4 to 2.4, and the Al 2 O 3 concentration of the slag is 8% by mass or less. Is done.
精錬が終了した際のスラグの組成は、非金属介在物の組成に大きな影響を及ぼす。すなわち、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％以下の場合、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えることがあり、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。また、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％を超える場合、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物が生成されやすくなり、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物は、圧延における変形能が良好でないためマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。一方、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が２．４を超えるようなスラグ組成では、代表的な硬質非金属介在物であるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすく、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。したがって、精錬が終了した際のスラグの組成は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比を１．４以上２．４以下とし、Ａｌ２Ｏ３濃度を８質量％以下とした。 The composition of the slag when the refining is finished has a great influence on the composition of the nonmetallic inclusions. That is, when the CaO / SiO 2 mass ratio in the slag is lower than 1.4 and the concentration of Al 2 O 3 in the slag is 8% by mass or less, the Cr 2 O 3 concentration in the nonmetallic inclusions is 10 mass. %, Non-metallic inclusions tend to become the starting point of micropits. Further, when the mass ratio of CaO / SiO 2 in the slag is lower than 1.4 and the concentration of Al 2 O 3 in the slag exceeds 8 mass%, the non-Mn (O, S) -Al 2 O 3 system Metal inclusions are likely to be generated, and Mn (O, S) -Al 2 O 3 -based non-metallic inclusions tend to be the starting point of micropits due to poor deformation in rolling. On the other hand, in the slag composition in which the mass ratio of CaO / SiO 2 exceeds 2.4, a spinel type non-metallic inclusion of MgO—Al 2 O 3 which is a typical hard non-metallic inclusion is easily generated, Non-metallic inclusions tend to become the starting point of micropits. Therefore, the composition of the slag upon completion of refining was such that the mass ratio of CaO / SiO 2 was 1.4 or more and 2.4 or less, and the Al 2 O 3 concentration was 8 mass% or less.
また、ＭｇＯ含有量が５０質量％以上８５質量％以下であり、残部の主成分がＣｒ２Ｏ３であるマグクロ（マグネシア・クロマイト）系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．９を超えると耐火物の溶損が大きくなり、スラグ中のＭｇＯ濃度が上昇するため、非金属介在物におけるＭｇＯ濃度が高くなる。その結果、マイクロピットの発生を招く非金属介在物が生成される可能性が高い。 Further, when a MgO content is 50% by mass or more and 85% by mass or less and the remaining main component is Cr 2 O 3 , a magcro (magnesia chromite) refractory is used as a ladle refractory for a refining vessel, When the mass ratio of CaO / SiO 2 in the slag exceeds 1.9, the refractory melts and the MgO concentration in the slag increases, so the MgO concentration in the nonmetallic inclusions increases. As a result, there is a high possibility that nonmetallic inclusions that cause micropits are generated.
一方、ＭｇＯ含有量が４０質量％以上６３質量％以下であり、残部の主成分がＣａＯであるドロマイト系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が上昇しても耐火物が溶損しにくいため、非金属介在物の組成に及ぼす悪影響が小さく、マイクロピットの起点になりにくい非金属介在物に制御しやすいとともに、製造コストを廉価に抑えることができる。したがって、精錬においては、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器を用いる。 On the other hand, when a dolomite-based refractory having an MgO content of 40 mass% or more and 63 mass% or less and the remainder being CaO is used as a ladle refractory for a smelting vessel, the mass of CaO / SiO 2 in the slag Since the refractory does not easily melt even if the ratio increases, the adverse effect on the composition of non-metallic inclusions is small, and it is easy to control non-metallic inclusions that are unlikely to start micropits, and the manufacturing cost is kept low. Can do. Therefore, in refining, a refining vessel lined with dolomite refractories is used.
なお、精錬の際に用いる脱酸剤は、最終成分やスラグ組成が上記範囲を満たすものであれば、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）を含む単体や合金などの少なくとも一種を適宜用いることができる。また、合金成分としてＡｌの上限を規定しているため、フェロシリコン、メタルシリコン、およびＳｉ−Ｍｎ合金などのＡｌ含有量が低いＳｉ合金系の脱酸剤を用いた方がＡｌ含有量を規定範囲内に制御しやすいので好ましい。 In addition, as long as the final component and slag composition satisfy | fill the said range, the deoxidizer used in the case of refining, for example, the simple substance or alloy containing Si, Al, Ti, Ca, Mg, and rare earth elements (REM) At least one of these can be used as appropriate. In addition, since the upper limit of Al is specified as an alloy component, the Al content is specified by using a Si alloy-based deoxidizer with a low Al content such as ferrosilicon, metal silicon, and Si-Mn alloy. It is preferable because it can be easily controlled within the range.
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延では、各冷間圧延における総圧延率を７０％以上となるように圧延する。 In cold rolling performed before the temper rolling after annealing the finish from subsequent hot rolling, you rolling on the total rolling reduction in the cold-rolling so that 70% or more.
ここで、熱間圧延以降の熱延材に施される工程の具体例を下記（１）ないし（６）に例示する。なお、下記（１）ないし（６）の製造工程における括弧書きの工程は任意の工程であり、通板しなくてもよい。 Here, the specific example of the process given to the hot-rolled material after hot rolling is illustrated in the following (1) to (6). In addition, the process of the bracketing in the manufacturing process of the following (1) thru | or (6) is an arbitrary process, and does not need to pass through.
（１）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（２）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（３）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨１→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨２→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（４）熱延材→冷間圧延→研磨→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（５）熱延材→（焼鈍）→酸洗→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（６）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→脱脂→焼鈍（光輝焼鈍）→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
(1) Hot rolled material → (annealing) → (pickling) → polishing → pickling → finish cold rolling → (degreasing) → finish annealing (bright annealing) → (temper rolling)
(2) Hot rolled material → (annealing) → (pickling) → polishing → cold rolling → annealing → pickling → finish cold rolling → (degreasing) → finish annealing (bright annealing) → (temper rolling)
(3) Hot rolled material → (Annealing) → (Pickling) → Polishing 1 → Cold rolling 1 → Annealing 1 → Pickling 1 →
(4) Hot rolled material → Cold rolling → Polishing → Annealing → Pickling → Finish cold rolling → Finish annealing (bright annealing) → (temper rolling)
(5) Hot rolled material → (Annealing) → Pickling → Cold rolling 1 → Annealing 1 → Pickling 1 → Polishing → Cold rolling 2 →
(6) Hot rolled material → (Annealing) → (Pickling) → Polishing → Cold rolling → Degreasing → Annealing (Bright annealing) → Finish cold rolling → Finish annealing (Bright annealing) → (Temperature rolling)
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延の総圧延率とは、例えば、上記（１）の製造工程では仕上冷間圧延の圧延率であり、上記（２）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（３）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（４）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（５）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（６）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率である。
The total rolling rate of cold rolling performed after hot rolling to temper rolling after finish annealing is, for example, the rolling rate of finish cold rolling in the manufacturing process of (1) above, In the manufacturing process, it is the total rolling ratio of cold rolling and finish cold rolling, and in the manufacturing process of (3) above, it is the total rolling ratio of cold rolling 1,
また、総圧延率は、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延において、最初の圧延パス前の板厚をｈ０（ｍｍ）とし、最後の圧延パス後の板厚をｈ１（ｍｍ）とすると、（（ｈ０−ｈ１）／ｈ０）×１００（％）にて示される。 The total rolling rate is the thickness after the last rolling pass, with the plate thickness before the first rolling pass in the cold rolling performed from hot rolling to temper rolling after finish annealing. Is represented by ((h0−h1) / h0) × 100 (%) where h1 (mm).
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、マイクロピットの原因となる表面疵などを冷間圧延で引き延ばして深さを浅くするとともに、非金属介在物を伸展させて無害化できる。 In cold rolling, from hot rolling to temper rolling after finish annealing, the surface flaws that cause micropits are stretched by cold rolling to reduce the depth and extend nonmetallic inclusions. Can be detoxified.
マイクロピットは、汚れをトラップする場所となるため、冷間圧延によりマイクロピットの深さを浅くすると、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットが減少して、付着汚れを抑制できる。また、非金属介在物が伸展させると、非金属介在物に起因するマイクロピットが発生しにくく、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させて、付着汚れを抑制できる。 Since the micro pit is a place for trapping dirt, when the depth of the micro pit is reduced by cold rolling, the number of micro pits having a depth of 0.5 μm or more is reduced, and adhesion dirt can be suppressed. In addition, when non-metallic inclusions are extended, micropits caused by non-metallic inclusions are less likely to occur, and micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are reduced, thereby preventing adhesion dirt. Can be suppressed.
そして、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％より低いと、鋼板表面のマイクロピットの深さが十分に浅くならず、また、非金属介在物を十分に伸展できないので、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが多く発生してしまう。したがって、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、熱間圧延以降にて、仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延における総圧延率を７０％以上とする。 And the cold rolling performed after hot rolling to the temper rolling after finish annealing, if the total rolling rate by each cold rolling is lower than 70%, if the depth of micropits on the steel sheet surface is sufficiently shallow In addition, since non-metallic inclusions cannot be sufficiently extended, many micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are generated. Therefore, when producing a good ferritic stainless steel sheet in the cleaning property at hot rolling after the total rolling reduction in cold rolling performed before the temper rolling after the final annealing shall be the 70%.
マイクロピットは、様々なものが原因となって発生するが、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットは、深く形成されることが多く、圧延工程で引き延ばされても除去できず、深さが０．５μｍ以上の深さのマイクロピットとして残存してしまう場合がある。 Micropits are caused by various factors, but micropits caused by the inclusion of coarse foreign matter and micropits due to the remaining oxide scale are often formed deeply and are pulled in the rolling process. Even if it is extended, it cannot be removed, and it may remain as micropits having a depth of 0.5 μm or more.
そこで、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、少なくとも１回研磨を行い、ステンレス鋼板表面を２０μｍ以上研磨する。 Therefore, until performing the hot rolling after the final annealing prior to cold rolling, subjected to polishing at least once, you polished than 20μm stainless steel surface.
このように研磨することにより、マイクロピットだけでなく、製鋼工程での大型介在物に起因する疵や、圧延工程での割れ起因の疵も削り取ることができる。 By polishing in this way, not only micropits but also wrinkles caused by large inclusions in the steel making process and cracks caused by cracks in the rolling process can be removed.
仕上冷間圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延では、圧延率が３０％以上となるように圧延する。また、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度を１００ｍ／ｍｉｎ以下にして圧延する。 In cold rolling performed before such final annealing as above cold rolling specification, it rolled to a rolling ratio of 30% or more. Further, in the final pass of the cold rolling, using a rolling roll arithmetic roughness Ra of 0.5μm or less, it rolled by the rolling speed below 100 m / min.
仕上焼鈍前の冷間圧延は、フェライト系ステンレス鋼板における表面状態に影響し、洗浄性を向上させるためには重要な工程である。そこで、各冷間圧延による総圧延率を管理するだけでなく、仕上焼鈍前の冷間圧延を特定の冷間圧延条件にて行い、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすと、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布を制御しやすい。 Cold rolling before finish annealing affects the surface condition of the ferritic stainless steel sheet, and is an important process for improving the cleanability. Therefore, in addition to managing the total rolling rate of each cold rolling, cold rolling before finish annealing is performed under specific cold rolling conditions and stretched so that no traces of micropits remain. It is easy to control the distribution of micropits having an opening area of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more.
そして、仕上焼鈍前の冷間圧延は、圧延率が３０％より低いと、深さ０．５ｍｍ以上であり、かつ、開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが残存しやすく、このようなマイクロピットの分布を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下に制御しにくい。また、マイクロピットは冷間圧延の際の圧延油の噛み込みによっても発生し、圧延速度が１００ｍ／ｍｉｎより速くなると、圧延油の噛み込みが顕著になる。したがって、仕上焼鈍前の冷間圧延の圧延率を３０％以上とし、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度の上限を１００ｍ／ｍｉｎとする。 Then, cold rolling before finish annealing, the rolling reduction is less than 30% and a depth 0.5mm or more, and, the opening area tends to remain in 10 [mu] m 2 or more micro pits, such micropit Is less than 10.0 pieces / 0.01 mm 2 , and it is difficult to control the opening area ratio to 1.0% or less. Micropits are also generated by the rolling oil biting during cold rolling, and the rolling oil biting becomes significant when the rolling speed is higher than 100 m / min. Therefore, the rolling rate of the cold rolling before finish annealing is set to 30% or more, and in the final pass of this cold rolling, the upper limit of the rolling speed is set to 100 m / min using a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less. It shall be the min.
また、マイクロピットの状態や分布を制御するためには、仕上焼鈍にて、鋼板表面、粒界、および、メタル／介在物界面を酸化させないことや、酸洗による非金属介在物の脱落跡を減らすことが重要である。したがって、仕上焼鈍としては、光輝焼鈍（ＢＡ）にて、水素および窒素ガス雰囲気による焼鈍を行い、酸洗は行わない。 In addition, in order to control the state and distribution of micropits, finish annealing does not oxidize the steel sheet surface, grain boundaries, and metal / inclusion interfaces, and removes non-metallic inclusions by pickling. It is important to reduce. Therefore, the final annealing at bright annealing (BA), carried out annealing with hydrogen and nitrogen gas atmosphere, pickling have a place.
調質圧延は、鋼板表面を最終的に決定付ける工程であり、この調質圧延にてマイクロピットが発生する場合もある。すなわち、調質圧延において、鋼板表面に光沢を付与することや、錆びを防ぐことなどを目的として添加剤などを配合した例えば、圧延油、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を使用する場合があるが、この潤滑剤の油膜がロールと鋼板表面との間に入り込むことで、調質圧延の際にオイルピットなどのマイクロピットが発生してしまう。 The temper rolling is a process for finally determining the surface of the steel sheet, and micro pits may be generated by the temper rolling. That is, in temper rolling, for example, when using lubricants such as rolling oil, lubricating oil, and rust preventive agent, etc., for the purpose of imparting gloss to the steel sheet surface or preventing rusting, etc. However, when the oil film of this lubricant enters between the roll and the steel sheet surface, micropits such as oil pits are generated during temper rolling.
したがって、調質圧延では、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を用いることなく圧延する。なお、ロールと鋼板表面との間に油膜が入り込むことを防止できればよいので、例えば、ロール異物除去のために洗浄液などを用いてロールを洗浄する作業や、洗浄液などを用いてワイパなどによる拭き取る作業のように、洗浄液を用いてロールと鋼板表面との間に油膜や異物が入り込むことを防止してもよい。 Therefore, in the temper rolling, it rolled without using a lubricant, such as lubricating oils and rust inhibitors. In addition, since it is only necessary to prevent the oil film from entering between the roll and the steel sheet surface, for example, the work of cleaning the roll with a cleaning liquid or the like for removing foreign substances from the roll, or the work of wiping with a wiper using a cleaning liquid or the like As described above, an oil film or a foreign substance may be prevented from entering between the roll and the steel sheet surface using a cleaning liquid.
また、調質圧延における圧延ロールの算術粗さＲａや調質圧延における鋼板の伸び率もマイクロピットの発生に影響するので、特定の調質圧延条件にて引き延ばすことが好ましい。 In addition, the arithmetic roughness Ra of the rolling roll in the temper rolling and the elongation of the steel plate in the temper rolling also affect the generation of micropits.
具体的には、調質圧延では、調質圧延による伸び率が０．１％より低いと深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの残存数が多くなり、調質圧延による伸び率が２．０％より高いと異物などの噛み込みなどを助長してしまう。したがって、調質圧延によるフェライト系ステンレス鋼板の伸び率は、０．１％以上２．０％以下とし、この調質圧延では、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いる。 Specifically, in temper rolling, if the elongation by temper rolling is lower than 0.1%, the number of remaining micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more increases, and the tempering is performed. If the elongation percentage due to rolling is higher than 2.0%, it will encourage the biting of foreign matters. Thus, elongation of the ferritic stainless steel sheet according to temper rolling is not more than 2.0% 0.1% or more, in this temper rolling, the arithmetic roughness Ra Ru using the following rolling rolls 0.5 [mu] m.
そして、このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板によれば、含有するＳｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているので、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しにくい。したがって、フェライト系ステンレス鋼板のマイクロピットや表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。 And, according to such a ferritic stainless steel sheet having excellent detergency, the mass ratio of Si / Al contained is 20 or more, and the dispersed non-metallic inclusions are MgO 10 mass% or less, Al 2 O 3 is 40% by mass or less, Cr 2 O 3 is 10% by mass or less, and the balance is Mn (O, S) and SiO 2. The micropits having a size of 10 μm 2 or more are 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less and the aperture area ratio is 1.0% or less. It is hard to act as. Therefore, the generation of micropits and surface flaws in the ferritic stainless steel sheet can be suppressed, and the cleanability can be improved.
このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、ドロマイト系耐火物をライニング（内張り）した精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、硬質非金属介在物が生成されにくく、後工程における冷間圧延にて非金属介在物が粘性変形しやすい。したがって、非金属介在物がマイクロピットや加工割れの原因になりにくく、マイクロピットの発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。 When producing such ferritic stainless steel sheet with excellent cleaning properties, molten stainless steel is charged into a smelting vessel lined with dolomite refractory and the slag CaO / SiO is added when the refining is completed. By refining so that the mass ratio of 2 is 1.4 to 2.4 and the Al 2 O 3 concentration of the slag is 8% by mass or less, hard nonmetallic inclusions are hardly generated, Non-metallic inclusions are susceptible to viscous deformation during cold rolling. Therefore, non-metallic inclusions are unlikely to cause micro pits and work cracks, and the generation of micro pits can be suppressed, and a ferritic stainless steel sheet having excellent cleaning properties can be manufactured.
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、圧延にともなってマイクロピットの深さが浅くなり、圧延後の鋼板表面において深さが０．５μｍ以上であるマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展できるので、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 Since cold rolling performed after hot rolling to temper rolling after finish annealing has a total rolling rate of 70% or more by cold rolling, the depth of micropits becomes shallower with rolling, and after rolling Since the number of micropits having a depth of 0.5 μm or more can be reduced on the surface of the steel plate, and nonmetallic inclusions can be extended, a ferritic stainless steel plate having excellent detergency can be easily produced.
例えば仕上圧延などのような熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延までの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨することにより、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットなどのように、比較的深く形成されて、圧延工程で引き延ばされても除去できないマイクロピットを削り取ることがきる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 For example, by polishing the steel plate surface by 20 μm or more between hot rolling such as finish rolling and cold rolling before finish annealing, micropits or oxide scales caused by the inclusion of coarse foreign matter Micropits that are formed relatively deep and cannot be removed even if they are stretched in the rolling process, such as remaining micropits, can be scraped off. Therefore, micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more can be reduced, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
また、例えば仕上圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延を行うことにより、この冷間圧延にて、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすことができるとともに、圧延油を噛み込みにくい。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 Further, for example, cold rolling performed before finish annealing such as finish rolling has a rolling rate of 30% or more. In the final pass of this cold rolling, a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less is used. By rolling at a rolling speed of 100 m / min or less, the cold rolling can be extended so that traces of micropits do not remain, and rolling oil is not easily caught. Therefore, micro-pits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are hardly generated, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うことにより、粒界やメタル／介在物界面を酸化しにくいとともに、酸洗が不要で酸洗による非金属介在物の脱落跡の発生を防止できる。したがって、仕上焼鈍にてマイクロピットの原因要素が発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 By performing bright annealing in finish annealing, it is difficult to oxidize grain boundaries and metal / inclusion interfaces, and it is possible to prevent the occurrence of traces of non-metallic inclusions dropping due to pickling without the need for pickling. Therefore, a cause element of micropits is hardly generated by finish annealing, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延することにより、調質圧延にてマイクロピットの残存を防止できるとともに、異物の噛み込みによるマイクロピットの発生を防止できる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。 In temper rolling, temper rolling is performed by using a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less without using a lubricant so that the elongation is 0.1 to 2.0%. In addition to preventing the remaining micropits, the generation of micropits due to the inclusion of foreign matter can be prevented. Therefore, micro-pits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are hardly generated, and a ferritic stainless steel plate having excellent cleaning properties can be easily manufactured.
ここで、通常、ステンレス鋼のＢＡ材の表面指標の一つとして光沢度が挙げられている。図１は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット個数（個／ｍｍ２）との関係を示し、図２は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット面積率（％）との関係を示す。表面光沢度は、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に基づいてＧＳ２０°（Ｌ、Ｃ方向平均値）を測定した。 Here, the glossiness is usually cited as one of the surface indicators of the stainless steel BA material. FIG. 1 shows the relationship between the surface gloss of the stainless steel BA material and the number of micropits (pieces / mm 2 ), and FIG. 2 shows the surface gloss of the stainless steel BA material and the micropit area ratio (%). Shows the relationship. As for the surface glossiness, GS20 ° (L, C direction average value) was measured based on JIS Z 8741.
これら図１および図２に示すように、表面光沢度とマイクロピット個数との間、および、表面光沢度とマイクロピット面積率との間には相関がなく、ステンレス鋼表面のマイクロピットを減少させて洗浄性を向上させるには、光沢度を向上させればよいというものではない。 As shown in FIGS. 1 and 2, there is no correlation between the surface glossiness and the number of micropits, and between the surface glossiness and the micropit area ratio, and the micropits on the stainless steel surface are reduced. In order to improve the cleaning performance, it is not necessary to improve the glossiness.
ここで、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）部材や太陽電池基板などの精密機器部材にフェライト系ステンレス鋼板を用いる場合は、通常の材料特性以外に、表面にどれだけパーティクルなどの汚れが付着しているか、または、どのくらい汚れが洗浄により落ちやすいかといった、表面清浄度や洗浄性などの特有の指標が問題となる。 Here, for example, when using a ferritic stainless steel plate for precision equipment members such as HDD (hard disk drive) members and solar cell substrates, in addition to normal material properties, how much dirt such as particles are attached to the surface, Or, a specific index such as surface cleanliness and detergency such as how much dirt is easily removed by cleaning becomes a problem.
したがって、上述のように洗浄性の優れたフェライト系ステンレス鋼板は、耐久性も良好であり、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に非常に有用である。なお、上述の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に用いることに適しているものの、このような用途には限定されない。 Therefore, as described above, the ferritic stainless steel plate having excellent detergency has good durability and is very useful for precision equipment members such as HDD members and solar cell substrates. In addition, although the ferritic stainless steel plate excellent in the washing | cleaning property mentioned above is suitable for using for precision apparatus members, such as a HDD member and a solar cell board | substrate, it is not limited to such a use.
表面清浄度の評価方法は、リキッドパーティクルカウンタ（ＬＰＣ）装置を用いた方法が採用されている。すなわち、評価用サンプルを超純水に入ったビーカに浸漬し、超音波洗浄によりサンプルに付着したパーティクルを超純水に抽出させた後、ＬＰＣ装置にてパーティクル数をカウントする。そして、抽出後の測定値と、測定前の超純水のブランク測定値との差がサンプルから抽出されたパーティクル数となり、ビーカ内の超純水量とサンプルの表面積の計測値とにより、サンプルの単位面積あたりのパーティクル数が算出される。なお、ＬＰＣ装置でのパーティクル数の測定は同一抽出液から３回以上測定した平均値を採用する。また、抽出作業は同種のサンプルにて２サンプル以上行い、その平均値を同種のサンプルの表面清浄度とした。 As a method for evaluating the surface cleanliness, a method using a liquid particle counter (LPC) apparatus is employed. That is, the evaluation sample is immersed in a beaker in ultrapure water, and particles adhering to the sample are extracted into ultrapure water by ultrasonic cleaning, and then the number of particles is counted by an LPC device. And the difference between the measured value after extraction and the blank measured value of ultrapure water before measurement is the number of particles extracted from the sample, and the amount of ultrapure water in the beaker and the measured surface area of the sample The number of particles per unit area is calculated. For the measurement of the number of particles in the LPC apparatus, an average value measured three times or more from the same extract is adopted. Further, two or more samples were extracted from the same type of sample, and the average value was defined as the surface cleanliness of the same type of sample.
例えば、実際にＨＤＤ部材に用いられている無電解Ｎｉメッキが施された部品の表面清浄度を測定すると、０．３μｍ以上の粒子数にてカウントして、１×１０３個／ｃｍ２であった。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の無垢材の表面清浄度の目標値を１×１０３個／ｃｍとした。 For example, when the surface cleanliness of a part subjected to electroless Ni plating that is actually used for an HDD member is measured, it is counted at a particle number of 0.3 μm or more, and is 1 × 10 3 / cm 2 . there were. Therefore, the target value of the surface cleanliness of the solid material of the ferritic stainless steel plate was set to 1 × 10 3 pieces / cm.
なお、表面清浄度の評価は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源となるので、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規格されるクラス５以上のクリーン環境で行われる。 The evaluation of the surface cleanliness is performed in a clean environment of class 5 or higher standardized by JIS B 9920 because fine dirt existing in the air is a contamination source.
ＨＤＤ部材の製造の際には、例えば、脱脂工程にて油汚れや粗大な汚れを除去し、次いで、仕上洗浄にてパーティクル除去を行う方法が作用されている。 In manufacturing the HDD member, for example, a method of removing oil stains and coarse stains in a degreasing process and then removing particles by finish cleaning is used.
脱脂工程では、例えば、炭化水素系、アセトン、およびイソプロピルアルコールなどの脱脂作用が強力な洗浄液を用いることが好ましい。また、洗浄方法は、どぶ付けやウエスなどによるラヴィング、超音波洗浄および蒸気洗浄などを組み合わせて行うことが好ましく、油汚れと粗大な汚れを除去できるような洗浄方法が採用される。 In the degreasing step, for example, it is preferable to use a cleaning liquid having a strong degreasing action such as hydrocarbon, acetone, and isopropyl alcohol. In addition, the cleaning method is preferably performed in combination with rubbing, waste cleaning, etc., ultrasonic cleaning and steam cleaning, and a cleaning method capable of removing oil stains and coarse stains is employed.
仕上洗浄は、フッ素系洗浄液、弱アルカリ系洗浄液および超純水などが洗浄液として用いられる。洗浄方法は、超音波洗浄や蒸気洗浄などが採用され、パーティクルの除去が行われる。また、洗浄後には、超純水を用いたすすぎ（リンシング）工程が複数回行われ、パーティクルの除去だけでなく、イオン性物質の除去も行われる。また、洗浄後の乾燥工程では、リンシングの超純水の残存によるウォーターマークを防止するため、低速引上げ、エアブローによる撥水、回転による撥水および温風乾燥などの組み合わせにより乾燥される。 In the finish cleaning, a fluorine-based cleaning solution, a weak alkaline cleaning solution, ultrapure water, or the like is used as the cleaning solution. As the cleaning method, ultrasonic cleaning, steam cleaning, or the like is adopted, and particles are removed. In addition, after the cleaning, a rinsing process using ultrapure water is performed a plurality of times, and not only particles are removed but also ionic substances are removed. Further, in the drying process after washing, in order to prevent a watermark due to the remaining ultrapure water of rinsing, drying is performed by a combination of low speed pulling, water repellency by air blow, water repellency by rotation, and hot air drying.
なお、洗浄工程は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源になるため、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規定されたクラス５以上のクリーン環境で行われる。 The cleaning process is performed in a clean environment of class 5 or higher defined in JIS B 9920 because fine dirt present in the air also becomes a contamination source.
発明者らは、このように洗浄前後の表面性清浄度からの洗浄性の評価を種々行い、マイクロピットによる洗浄性への影響を確認した。 The inventors thus performed various evaluations of the cleanability based on the surface cleanliness before and after cleaning, and confirmed the influence on the cleanability by the micropits.
表１に示す合金成分の各ステンレス鋼（８０トン／チャージ）を電気炉、転炉およびVacuum Oxygen Decarburization（ＶＯＤ）工程を経て溶製し、連続鋳造して、各ステンレス鋼のスラブを形成した。 Each stainless steel (80 tons / charge) of the alloy components shown in Table 1 was melted through an electric furnace, a converter and a vacuum oxygen decarburization (VOD) process, and continuously cast to form a slab of each stainless steel.
鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、各元素の含有量が規定した上記範囲内にある合金成分を有する本実施例である。 The stainless steels of steel types a to d are the present examples having alloy components in the above-mentioned ranges in which the content of each element is defined.
鋼種ｅ〜ｈのステンレス鋼は、Ａｌの含有量が０．０３質量％より多く、また、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より低い比較例である。 Stainless steels of steel types eh are comparative examples in which the Al content is more than 0.03% by mass and the Si / Al mass ratio is lower than 20.
この表１に示す各ステンレス鋼を表２に示す条件にて精錬した。 Each stainless steel shown in Table 1 was refined under the conditions shown in Table 2.
表１と同様に、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、規定した上記の条件で精錬するとともに、規定した上記範囲内に介在物を制御した本実施例である。 Similarly to Table 1, the stainless steels of steel types a to d are the present examples in which the inclusions are controlled within the specified range while being refined under the specified conditions.
鋼種ｅおよびｆのステンレス鋼は、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼と同様にドロマイト系耐火物を用いたものの、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。 Although the stainless steels of steel types e and f use dolomite refractories in the same manner as the stainless steels of steel types a to d, comparative examples outside the above ranges defined by the slag composition at the end of refining and the composition of nonmetallic inclusions It is.
鋼種ｇのステンレス鋼は、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。 Stainless steel of steel type g is a comparative example outside the above range defined by the slag composition at the end of refining and the composition of non-metallic inclusions, using a magcro refractory.
鋼種ｈのステンレス鋼は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が規定した上記範囲内の１．４であるものの、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。 Although the stainless steel of the steel type h is 1.4 within the above-mentioned range in which the mass ratio of CaO / SiO 2 is defined, the slag composition at the end of refining and the composition of non-metallic inclusions are made of magcro-based refractories. It is a comparative example outside the specified range.
この表２に示す各ステンレス鋼のスラブを従来の方法にて熱間圧延し、熱延板を形成した。 Each stainless steel slab shown in Table 2 was hot-rolled by a conventional method to form a hot-rolled sheet.
次いで、表３に示す冷間圧延、焼鈍および調質圧延の組み合わせにて、板厚０．１〜１．５ｍｍの冷延板を形成した。なお、熱間圧延後の製造工程は、上記（２）または（３）の工程を採用した。 Subsequently, a cold-rolled sheet having a thickness of 0.1 to 1.5 mm was formed by a combination of cold rolling, annealing and temper rolling shown in Table 3. In addition, the process of said (2) or (3) was employ | adopted for the manufacturing process after hot rolling.
そして、各冷延板から、非金属介在物調査用サンプル、洗浄性評価用サンプルおよびマイクロピット測定用サンプルを切り出して評価した。なお、参考として、いずれのサンプルについても光沢度を測定しており、いずれも光沢度は９００〜１１００の範囲であった。 And from each cold-rolled board, the sample for nonmetallic inclusion investigation, the sample for cleaning property evaluation, and the sample for micropit measurement were cut out and evaluated. For reference, the glossiness of each sample was measured, and the glossiness was in the range of 900 to 1100.
非金属介在物調査においては、各冷延焼鈍板から切り出されたサンプルの表面を製品のＢＡ仕上げのままで、断面は圧延方向、板厚方向に平衡断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライザを用いて非金属介在物を定量分析した。また、板表面については、マイクロピット内部の非金属介在物の有無も確認した。評価は、１０点以上行い、そのサンプルでの平均組成は表２に示し、表３には主な介在物形態について示す。 In the investigation of non-metallic inclusions, the surface of the sample cut out from each cold-rolled annealed plate remains in the BA finish of the product, the cross-section is polished in the rolling direction and the plate thickness direction, and the equilibrium cross-section is polished and an X-ray microanalyzer is used. The non-metallic inclusions were quantitatively analyzed. Moreover, the presence or absence of nonmetallic inclusions inside the micropits was also confirmed on the plate surface. The evaluation is performed at 10 points or more, the average composition of the sample is shown in Table 2, and Table 3 shows the main inclusion forms.
洗浄性の評価においては、各冷延板から５０ｍｍ角のサンプルを切り出し、洗浄後にＬＰＣ装置にて鋼板表面に付着するパーティクル数の測定し、単位面積あたりの０．３μｍ以上の付着粒子数から評価した。評価は、同種のサンプルを３個以上行い、その平均値にて評価した。また、目標値の目安として、通常のＨＤＤ部材に用いられる無電解Ｎｉメッキ部品も併せて評価した。 In the evaluation of detergency, a 50 mm square sample was cut out from each cold-rolled plate, the number of particles adhering to the steel plate surface was measured with an LPC device after washing, and the evaluation was made from the number of adhering particles of 0.3 μm or more per unit area. did. The evaluation was performed using three or more samples of the same kind and the average value thereof was evaluated. Further, as an aim of the target value, electroless Ni-plated parts used for ordinary HDD members were also evaluated.
なお、洗浄では、アセトン超音波洗浄により脱脂を行い、次いで、フッ素系洗浄液による超音波洗浄、蒸気洗浄、真空乾燥を行った。 In cleaning, degreasing was performed by acetone ultrasonic cleaning, and then ultrasonic cleaning with a fluorine-based cleaning liquid, steam cleaning, and vacuum drying were performed.
次に、弱アルカリ系洗剤による超音波洗浄を行い、最後に超純水によるリンシング、低速引上げ、温風乾燥を行った。 Next, ultrasonic cleaning with a weak alkaline detergent was performed, and finally rinsing with ultrapure water, low speed pulling, and hot air drying were performed.
マイクロピットの評価においては、切り出したサンプルにアセトン超音波洗浄を施し、表面に付着した汚れを除去したものを、マイクロピット測定用サンプルとした。 In the evaluation of micropits, a sample obtained by subjecting the cut-out sample to ultrasonic cleaning with acetone and removing dirt adhering to the surface was used as a sample for micropit measurement.
マイクロピットの評価は、レーザ顕微鏡を用い、倍率１０００倍にて、ランダムに選んだ視野を１０視野以上測定し、深さ０．５μｍ以上で開口面積１０μｍ２以上であるマイクロピットの存在密度および開口部面積率を求めた。 Micropits are evaluated by measuring 10 or more randomly selected fields at a magnification of 1000 times using a laser microscope, the density of micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more, and openings The area ratio was determined.
サンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、規定した上記条件にて冷間圧延、焼鈍および調質圧延を行った本実施例である。 Samples a1, b1, c1, and d1 are the present examples in which cold rolling, annealing, and temper rolling were performed under the specified conditions.
これらサンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下であった。また、表面付着粒子数が従来からＨＤＤ部材に使用されている無電解Ｎｉメッキ品と同程度となり、洗浄性に優れていることが分かる。 These samples a1, b1, c1, and d1 have a micropit distribution with a depth of 0.5 μm or more on the sample surface and an opening area of 10 μm 2 or more of 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less. The area ratio was 1.0% or less. Moreover, it turns out that the surface adhering particle number becomes comparable to the electroless Ni plating goods conventionally used for the HDD member, and it is excellent in the washability.
サンプルａ２，ａ３、サンプルｂ２〜ｂ４、サンプルｃ２〜ｃ４、サンプルｄ２，ｄ３は、本実施例と同様に表２における鋼種ａ〜ｃのステンレス鋼を用いたものの、冷間圧延、焼鈍および調質圧延において、規定した上記条件とは異なる工程が含まれた比較例である。 Samples a2 and a3, samples b2 to b4, samples c2 to c4, and samples d2 and d3 were made of stainless steels of steel types a to c in Table 2 in the same manner as in this example, but were cold-rolled, annealed and tempered. In rolling, this is a comparative example including a process different from the above-mentioned conditions.
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が同様であったが、冷間圧延、焼鈍および調質圧延の処理が異なったため、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。 In these comparative examples, the form of the non-metallic inclusions was the same as that of the above example, but the cold rolling, annealing and temper rolling processes were different, so the depth on the sample surface was 0.5 μm or more. The distribution of micropits having an opening area of 10 μm 2 or more was higher than 10.0 pieces / 0.01 mm 2 and higher than the opening area ratio of 1.0%. And it turns out that the number of surface adhering particles is remarkably larger than the electroless Ni-plated product, and the cleaning property is not excellent.
また、サンプルｅ１，ｅ２、サンプルｆ１，ｆ２、サンプルｇ１，ｇ２、サンプルｈ１，ｈ２は、本実施例とは異なり表２における鋼種ｅ〜ｈを用い、また、焼鈍および調質圧延において規定した条件とは異なる工程が含まれた比較例である。 Also, the samples e1, e2, samples f1, f2, samples g1, g2, and samples h1, h2 use the steel types eh in Table 2 unlike the present example, and the conditions specified in annealing and temper rolling. It is a comparative example including different processes.
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が異なり、好ましくない形態であった。また、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布は、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。 In these comparative examples, the form of the non-metallic inclusions was different from that of the above-described Example, which was an undesirable form. The distribution of micropits having a depth of 0.5 μm or more on the sample surface and an opening area of 10 μm 2 or more is more than 10.0 / 0.01 mm 2 and higher than the opening area ratio of 1.0%. It was. And it turns out that the number of surface adhering particles is remarkably larger than the electroless Ni-plated product, and the cleaning property is not excellent.
本発明は、例えば、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に利用することができる。 The present invention can be used for precision device members such as HDD members and solar cell substrates.
Claims (2)
分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、
鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布している
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。 C: 0.05% by mass or less, Si: 0.1 to 2.0% by mass, Mn: 0.1 to 1.5% by mass, Cr: 10 to 32% by mass, Al: 0.03% by mass or less Containing, the balance consists of Fe and inevitable impurities, the mass ratio of Si / Al is 20 or more,
Non-metallic inclusions dispersed are MgO: 10% by mass or less, Al 2 O 3 : 40% by mass or less, Cr 2 O 3 : 10% by mass or less, and the balance is Mn (O, S) and SiO 2. And
On the surface of the steel sheet, micropits having a depth of 0.5 μm or more and an opening area of 10 μm 2 or more are distributed at 10.0 pieces / 0.01 mm 2 or less and an opening area ratio of 1.0% or less. Ferritic stainless steel sheet with excellent cleanability, characterized by
ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬し、
精錬した溶鋼を鋳造し、
鋳造した鋼板を熱間圧延し、
熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に鋼板表面を２０μｍ以上研磨し、
熱間圧延した鋼板を冷間圧延し、
冷間圧延したステンレス鋼板を光輝焼鈍にて仕上焼鈍し、
仕上焼鈍をしたステンレス鋼板を、潤滑剤を用いることなく算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて伸び率０．１〜２．０％に調質圧延し、
熱間圧延以降から調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上であり、
熱間圧延以降における仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上となるように圧延し、かつ、最終パスにて算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延する
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 C: 0.05% by mass or less, Si: 0.1 to 2.0% by mass, Mn: 0.1 to 1.5% by mass, Cr: 10 to 32% by mass, Al: 0.03% by mass or less And the balance is Fe and inevitable impurities, the Si / Al mass ratio is 20 or more, and the dispersed non-metallic inclusions are MgO: 10 mass% or less, Al 2 O 3 : 40 mass% Hereinafter, Cr 2 O 3 : 10% by mass or less, the balance being Mn (O, S) and SiO 2 , a method for producing a ferritic stainless steel sheet having excellent detergency,
When molten stainless steel is charged into a smelting vessel lined with dolomite-based refractory and the smelting is finished, the mass ratio of CaO / SiO 2 in the slag becomes 1.4 to 2.4, and Al 2 O in the slag 3 Refined so that the concentration is 8% by mass or less ,
Casting refined molten steel,
Hot-rolled cast steel sheet,
Polishing the steel plate surface by 20 μm or more between hot rolling and cold rolling before finish annealing.
Cold-rolled hot-rolled steel sheet,
Cold-rolled stainless steel sheet is finish-annealed by bright annealing,
The stainless steel sheet subjected to finish annealing is temper-rolled to an elongation of 0.1 to 2.0% using a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less without using a lubricant,
Cold rolling performed after hot rolling to temper rolling is such that the total rolling rate by each cold rolling is 70% or more,
The cold rolling performed after finish annealing after hot rolling is performed using a rolling roll having an arithmetic roughness Ra of 0.5 μm or less in the final pass, and rolling at a rolling rate of 30% or more. The manufacturing method of the ferritic stainless steel plate excellent in the washability characterized by rolling at a speed | rate of 100 m / min or less .
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