JPH01180945A

JPH01180945A - 冷間鍛造用ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH01180945A
Application number: JP350088A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Yahagi; 慎一郎矢萩; Akihiko Saito; 斉藤　章彦
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1988-01-11
Publication date: 1989-07-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、冷間鍛造用ステンレス鋼に係り、特にフェラ
イト系電磁ステンレス鋼の磁気特性、電気抵抗特性を改
善すると共に、冷間鍛造性を向上させたステンレス鋼に
関する。

（従来の技術）従来から、クロム−鉄系のステンレス鋼は、耐食性材料
としてよく知られており、またフェライトステンレスと
して主に１３ｃｒ系や＋８Ｃｒ系ステンレス等として、
耐食性が要求される磁性材料の分野に広く用いられてい
る。このステンレス鋼からなる耐食性軟磁性材料は、例
えば電磁バルブ、リレー、その他腐食環境向は電磁材料
として、また電気部品に組み込まれるシールド材、例え
ばカセットテープのシールド板、電源トランスのシール
ド材等に多量に用いられている。

ところて、この種のステンレス鋼の特性を改善するため
に、その合金組成の調整を行なう各種の技術が提案され
ており、例えば、その磁気特性の改善を目的として適量
のケイ素、アルミニウムを含有させたり、また快削性を
付与するために少量の鉛、カルシウム、テルル、セレン
等を含有させたり、更にはフェライト相の安定化を図っ
て磁気特性の改善を行なうために、チタン、ジルコニウ
ム、ニオブ、タンタル等を加える技術が明らかにされて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このようなステンレス鋼について、その
有効な耐食性を保持しつつ、冷間鍛造性を向上させる技
術については、本発明者らの知る限りにおいて、未だ何
等の提案はなされていない。

特に、目的とする製品を製造するために採用される成形
加工の１っである冷間鍛造性を向上させることは、ステ
ンレス鋼の最終製品を効率よく製造する上において要求
されることである。また、このような冷間鍛造性の向上
と共に、磁気特性や電気抵抗特性を改善することは、特
に電磁ステンレス鋼の用途において望まれることである
か、上述のように、そのような要求に応える技術は未だ
見い出されていないのが実情である。

（問題を解決するための手段）本発明は、かかる事情を背景に創案されたものであって
、その特徴とするところは、重量％で、００１５％以下
の炭素、０．１０％未満のケイ素、０．５％以下のマン
ガン、０．０３０％以下の燐、０．０３０％以下の硫黄
、４〜２０％のクロム、０．２〜７０％のアルミニウム
（但し、アルミニウム／ケイ素≧２．０）、３００ｐｐ
ｍ以下の窒素、およびｌ○Ｏｐｐｍ以下の酸素を含み、
かつ残部が実質的に鉄よりなるように、ステンレス鋼の
組成を調整したことにある。これによって耐食性を保持
し、また磁気特性や電気抵抗特性を改善しつつ、冷間鍛
造性を効果的に向上させることができる。

なお、かかる本発明に係る冷間鍛造用ステンレス鋼にあ
っては、更に、重量％で、それぞれ１゜０％以下の、ニ
オブ、チタン、ジルコニウム、およびバナジウムのうち
の少なくとも１種以上が含有されることが望ましく、そ
れらの元素の含有によって、冷間鍛造性が著しく向上さ
れる。

また、本発明に係る上記の冷間鍛造用ステンレス鋼にあ
っては、上記の追加含有成分（選択成分）と共に、ある
いは単独に、重量％で、２．０％以下の銅、３．０％以
下のニッケル、および５０％以下のモリブデンのうちの
少なくとも１種以上が更に含有されることが望ましく、
これら選択元素の含有によって、ステンレス鋼材料の耐
食性が向上される。

さらに、本発明に係る上記の冷間鍛造用ステンレス鋼は
、上記２種の追加含有成分と組合わせて、あるいは単独
において、重量％で、０．０３〜０３０％の鉛、０．０
０２〜０．２０％のビスマス、０．００２〜０．０２０
％のカルシウム、０．Ｏ１〜０−２０％のテルルおよび
０．０３〜０．３０％のセレンのうちの少なくとも１種
以上を更に含むことが望ましく、これら選択元素の含有
によって、ステンレス鋼材料の被削性が有利に向上させ
られる。

（構成の具体的説明）かかる本発明の冷間鍛造用ステンレス鋼における成分限
定理由は、以下の通りである。

まず、本発明に係る冷間鍛造用ステンレス鋼の主要合金
成分たるクロム（Ｃｒ）は、耐食性の付与に効果的な元
素であり、また電気抵抗の増加にも効果的な元素である
。しかしながら、重量％で２０％を超える多量のＣｒ添
加は、電気抵抗の増加が殆どみられないばかりか経済性
が悪化する。

一方、クロムの添加量が４％未満に少なくなると、有効
な耐食性を発揮させることが困難となる。従って、クロ
ムの添加量としては、４〜２０％の範囲内において選択
する。悪環境下で使用する場合は、クロムを１４％以上
にすると耐食性を向上させる効果があるので、好ましく
は１４〜２０％に調整することが望ましい。このように
、低クロム量にすることによって、磁気特性、特に飽和
磁束密度（Ｂ３゜）が向上される。

また、主要合金成分たるアルミニウム（Ａｎ）は、電気
抵抗の増加に効果的な元素であり、しかも磁気特性の向
上（保磁力（Ｈａ）の減少）にも効果があり、さらにフ
ェライト安定化に効果的な元素であるから、０．２％以
上の割合において含有させる。しかしながら、７％を超
える多量のアルミニウムの添加は冷間鍛造性の悪化を招
くために、その上限を７％とすることが望ましい。この
ような高アルミニウム含有量とすることにより、ステン
レス鋼の電気抵抗特性が効果的に改善されるのである。

さらに、ケイ素（Ｓｌ）は、上記クロムやアルミニウム
と同様に、電気抵抗の増加に効果的な元素であり、ステ
ンレス鋼中の８１％の増加にともない、その電気抵抗を
増加させる特徴を発揮する。

またケイ素は、保磁力（Ｈｃ）の減少にも効果的な元素
である。しかしながら０．１０％以上の多量のケイ素の
添加は冷間鍛造性の悪化を招くところから、その上限は
０．１０％未満とする。

なお、上記のアルミラム量およびケイ素量に関してその
含有量の比（ＡＪ２／Ｓｉ）が２０以上とすることによ
り、つまり次式Ａ−９／Ｓｉ≧２０を満足することによ
り、良好な冷間鍛造性を確保することができる。

炭素（Ｃ）は、磁気特性を悪化させ、また靭性に悪影響
を及はす元素であるとともに、多量のＣは冷間鍛造性の
悪化を招くことから、０．０１５％を上限とする。

さらに、燐（Ｐ）、窒素（Ｎ）、および硫黄（Ｓ）は、
冷間鍛造性の悪化を招き、また窒素および硫黄はいずれ
も磁気特性に悪影響を及ぼす元素でもあるところから、
それらは、それぞれ０．０３％（３００ｐｐｍ）を上限
としてその含有量が調整される。

このようにステンレス鋼中の炭素、窒素、硫黄の含有量
を低下させることにより、目的とするステンレス鋼の保
磁力を下げ、その磁気特性を向上させる。

マンガン（Ｍｎ）は、上記炭素などと同様に、ステンレ
ス鋼の製造過程において必然的に導入される元素である
が、その多量の存在は、ステンレス鋼の冷間鍛造性を損
なうものであるから、その上限は０．５％とする。

酸素（０）は、酸化物系介在物を形成して、ステンレス
鋼の冷間鍛造性を著しく劣化させるところから、その上
限を０．０１％（１００ｐｐｍ）とし、それ以下、好ま
しくは０．００５％（５００ｐｐｍ）以下となるように
調整することが望ましい。特に、このように低酸素含有
量とすることにより、保磁力（Ｈｃ）を下げ、その磁気
特性を向上させると同時に、冷間鍛造性を良好とし得る
のである。

上記の元素と共に、更に、選択元素として含有されるチ
タン（Ｔ１）は、磁気特性に対して好ましくないＣ，Ｎ
の悪影響を軽減させるために添加される。またＴｉは、
ＴｉＮ、ＴｉＣの形成を促進し、ステンレス鋼の冷間鍛
造性を向上させ、靭性を向上させる元素でもある。そこ
でＴ１の添加量は適量のＴｉＮ、ＴｉＣを形成すると考
えられる１、０％を上限とする。ニオブ（Ｎｂ）、ジル
コニウム（Ｚ、ｒ）およびバナジウム（Ｖ）についても
同様の理由により１０％を上限とする。

他の選択元素である銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎ１）およ
びモリブデン（Ｍｏ）は、それぞれステンレス鋼の耐食
性を効果的に向上させるものであるところから、Ｃｕに
あっては２０％以下、Ｎｌにあっては３０％以下、更に
Ｍｏにあっては５．０％以下の範囲において、選択的に
含有される。

本発明における更なる選択元素である鉛（ｐｂ）、ビス
マス（Ｂｉ）、カルシウム（Ｃａ）、テルル（Ｔｅ）、
セレン（Ｓｅ）は、それぞれ被削性を向上する元素であ
り、目的とするステンレス鋼に快削性を付与するために
添加される。これらの元素は冷間鍛造性や磁気特性を損
なわない範囲内において添加されるものであり、具体的
には、ｐｂにあっては０．０３〜０．３０％、Ｂ１にあ
っては０．００２〜０．２０％、Ｃａにあっては０．０
０２〜０．０２％、Ｔｅにあっては０．Ｏ１〜０．２％
、Ｓｅにあっては０．０３〜０．３０％の範囲において
、それぞれ選択的に添加される。

なお、本発明の冷間鍛造用ステンレス鋼において、上記
の添加元素以外の残余の成分は、実質的に鉄（Ｆｅ）で
あり、またそこには不可避的不純物も含まれることは言
うまでもない。

（実施例）以下、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具
体的に明らかにすることとする。

まず、第１表に示される成分・組成（残部はＦｅおよび
不可避的不純物からなる）のクロム−鉄系合金を溶製し
、次いで、それぞれの合金溶湯から所定のインゴットを
鋳造し、その後、常法に従って熱間加工して、目的とす
る各種の供試材を作製した。

得られた各種の供試材について、それぞれその電気抵抗
（ρ）、保磁力（Ｈｃ）、切削性、耐食性、冷間鍛造性
、および磁気特性（磁束密度−Ｂ２Ｏ）を評価した。な
お、切削性、耐食性および冷間鍛造性は、それぞれ第２
表に示されるテスト方法に従い、そして第２表の評価記
号に基づいて評価した。

第２表得られたテスト結果を第３表に示す。

第３表第３表の結果から明らかなように、本発明の供試材Ｎｏ
、’１〜１ｏのものにあっては、何れも低い保磁力（Ｈ
ｃ）を有するとともに、磁束密度（Ｓ　３Ｏ）が高く、
しかも冷間鍛造性に優れたステラレス鋼であることが理
解される。また、それら供試材の耐食性は充分なもので
あり、切削性や電気抵抗特性においても優れていること
が判る。

これに対して、比較例である供試材Ｎｏ、１１〜１６の
ものにあっては、保磁力（Ｈｃ）が比較的高く、冷間鍛
造性も充分でないので、ステンレス鋼として充分でない
ことが理解される。

なお、本発明の範囲は、上記実施例の記載によって何等
の制限を受けるものでなく、上記実施例の他にも、また
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良などを加え得るものである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によるステンレス鋼は、特
に優れた冷間鍛造性を有し、磁気特性や電気抵抗特性が
改善され、また有効な耐食性を有するものであるから、
冷間鍛造用材料として、特に腐食環境向けの電磁材料、
例えばリレー、電磁弁、プリンタのヨーク材、電磁開閉
器、電磁クラツチ等に有利に用いられるという効果があ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で、０．０１５％以下の炭素、０．１０％
未満のケイ素、０．５％以下のマンガン、０．０３０％
以下の燐、０．０３０％以下の硫黄、４〜２０％のクロ
ム、０．２〜７．０％のアルミニウム（但し、アルミニ
ウム／ケイ素≧２．０）、３００ｐｐｍ以下の窒素、お
よび１００ｐｐｍ以下の酸素を含み、かつ残部が実質的
に鉄よりなることを特徴とする冷間鍛造用ステンレス鋼
。
（２）重量％で、それぞれ１．０％以下の、ニオブ、チ
タン、ジルコニウム、およびバナジウムのうちの少なく
とも１種以上を更に含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の冷間鍛造用ステンレス鋼。
（３）重量％で、２．０％以下の銅、３．０％以下のニ
ッケル、および５．０％以下のモリブデンのうちの少な
くとも１種以上を更に含むことを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載の冷間鍛造用ステンレス鋼
。
（４）重量％で、０．０３〜０．３０％の鉛、０．００
２〜０．２０％のビスマス、０．００２〜０．０２０％
のカルシウム、０．０１〜０．２０％のテルルおよび０
．０３〜０．３０％のセレンのうちの少なくとも１種以
上を更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第３項のいずれかに記載の冷間鍛造用ステンレス鋼。