JPH0521975B2

JPH0521975B2 -

Info

Publication number: JPH0521975B2
Application number: JP60058993A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Motokura; Koji Murata; Takashi Yokoyama
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1985-03-23
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1993-03-26
Also published as: JPS61217552A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は電磁バルブ、電磁クラツチおよび内燃
機関の電子燃料噴射装置等に用いられる冷間鍛造
性、磁気特性、耐食性に優れた冷間鍛造用軟磁性
ステンレス鋼に関する。（従来技術）従来、軟磁性ステンレス鋼に要求される特性と
して、最大透磁率、磁束密度および保持力などの
磁気特性と、電気抵抗、耐食性、被削性等があ
り、特に優れた磁気特性を得るため1si−0.20Al
−13Cr−0.02C鋼等が開発され一部、実用に供せ
られている。近年、軟磁性ステンレス鋼の用途開
発が進み、電子燃料噴射装置のボデイやコアーな
どの複雑な形状を有する部品に適用されるように
なり、前記特性に加えてさらに冷間鍛造性の優れ
た鋼の開発が要求されていた。上記要求に対して、たとえば13Cr−1si−0.2Al
−0.2pb−0.01C鋼等のＣ量を0.01％程度まで低減
させた鋼が開発され、一部で使用されている。（解決しようとする問題点）しかし、これらの鋼についても引張り強さが、
44.5Kgｆ／mm²、絞りが74％、限界加工率が57％と
十分な冷間加工性を得るものでなく、前記の電子
燃料噴射装置のボデイやコアーなどの複雑な形状
を有する部品を冷間鍛造することは困難であり、
より優れた冷間鍛造性と耐食性を有する軟磁性ス
テンレス鋼の開発が望まれていた。（問題点を解決するための手段）本発明はかかる従来鋼の欠点に鑑みてなしたも
のであり、本発明者等は、13Cr鋼の磁気特性と
冷間鍛造性に及ぼす各種合金元素の影響について
調査した結果、磁気特性は、Si、Al、Ti添加と
低Ｃ＋Ｎ化によつて改善され、一方冷間鍛造性
は、Ti添加と低Ｃ＋Ｎ化によつて改善され、Si、
Al添加は冷間鍛造性を大巾に損なうことを見い
出した。他方、低Ｓ化によつても冷間鍛造性が改
善されることを見い出した。特に、TiはＣ＋Ｎ量が0.06％程度と通常の値の
場合には冷間鍛造性は殆ど改善されず、しかも磁
気特性の改善もわずかである。ところが、Ｃ＋Ｎ
量が0.04％以下と極低減においては0.1％程度の
Tiの添加によつて、磁気特性、冷間鍛造性とも
に大巾に向上する。Tiのこの作用は、相当量の
Ｃ＋Ｎ量を含む場合、すべてのＣ＋ＮをTiで固
定すると大きなTiC、TiNの析出物が形成されて
しまい、これによつて冷間鍛造性が低下してしま
うが、Ｃ＋Ｎ量が0.04％以下と非常に少ない場合
にはすべてのＣ＋ＮをTiで固定化すると無害で
小さなTiC、TiN析出物のみが形成され、もつぱ
らＣ＋Ｎの侵入型の固溶強化作用のみが消減し
て、冷間鍛造性、磁気特性が大巾に向上すると考
えられる。本発明はこれらの知見をもとに13Cr鋼におい
てＳ量を0.009％以下とし、Ｃ＋Ｎ量を0.04％以
下とするとともに0.4〜1.5％のSiと0.02〜0.40％の
Tiを含有させ、磁気特性を大巾に改善すると同
時に冷間鍛造性を改善したものがあり、本発明鋼
は4000〓以上の最大透磁率と、11500G以上の磁
束密度（B₁₀）と、1.20e以下の保持力と優れた磁
気特性を有し、かつ、冷間加工性についても引張
り強さが41.0Kg／mm²以下、絞りが77％以上、限界
加工率が62％以上と、優れた冷間鍛造性を有する
冷間鍛造用軟磁性ステンレス鋼であり、電磁バル
ブ、電磁クラツチ、内燃機関の電子燃料噴射装置
などに適した鋼である。すなわち、本発明鋼は重量比にしてC0.03％以
下、Si0.40〜1.50％、Mn0.50％以下、Cr9.0〜19.0
％、Ti0.02〜0.40％、N0.03％以下、S0.009％以
下を含有し、かつ、Ｃ＋N0.04％以下で、残部Fe
ならびに不純物元素からなるもので、第２発明鋼
は第１発明鋼にMo2.5％以下、Cu0.5％以下、
Ni0.5％以下のうち１種ないし２種以上を含有さ
せ、第１発明鋼の耐食性をさらに向上させたもの
で、第３発明鋼は第１発明鋼にPb0.10〜0.30％、
S0.010〜0.050％、Ca0.002〜0.02％、Te0.010〜
0.02％のうち１種ないし２種以上を含有させて、
第１発明鋼の切削性を改善したものである。以下に本発明鋼の成分限定理由について説明す
る。Ｃは、固溶強化作用によつて冷間鍛造性を害す
るとともに磁気特性にも悪影響を与える元素であ
り、本発明においてはできるだけ低下させること
が望ましくその上限を0.03％とした。なお、冷間
鍛造性、磁気特性をさらに向上させるためには好
ましくは0.15％以下にすることが望ましい。 Siは最大透磁率、磁束密度、保持力などの磁気
特性を改善し、しかも電気抵抗を増加させる元素
であり、軟磁性鋼としては重要な元素であり、少
なくとも0.40％以上含有させる必要がある。しかし、Siは固溶強化作用によつて冷間鍛造性
を害する元素でもありその上限を1.50％とした。
MnはSiと同様に製鋼時の脱酸に必要な元素であ
り、磁気特性を損うことのない範囲とし、その上
限を0.50％とした。 Crはステンレス鋼の耐食性を付与する基本的
な元素であり、少なくとも9.0％以上含有させる
必要がある。しかしながら、その含有量が増加すると磁束密
度など磁気特性を損うのでその上限を19.0％とし
た。なお、磁気特性をより向上させるためには好
ましくは14.0％以下にすることが望ましい。 Tiは最大透磁率、磁束密度、保持力などの磁
気特性を大巾に改善するとともにＣ＋Ｎ量が0.04
％以下と極低域においては、Ｃ＋Ｎを微細な炭窒
化物に固定化することによつて、引張り強さ、限
界加工率などの冷間鍛造性を大巾に改善する元素
であり、さらにTiは耐食性についても改善する
元素であり、本発明においては最も重要な元素で
ある。これらの効果を得るには少なくとも0.02％以上
含有させる必要があり、その下限を0.02％とし
た。なお、より優れた磁気特性、冷間鍛造性を得る
にはＣ＋Ｎ量の５倍を目標に添加すべきであり、
0.05％以上含有させることが望ましい。しかし、0.40％以上のTiを含有させてもその効
果が飽和するので、上限を0.40％とした。ＮはＣと同様に固溶強化作用によつて冷間鍛造
性を損う元素であり、本発明においてはできるだ
け低下させることが望ましくその上限を0.03％以
下とした。なお、冷間鍛造性をより向上させるには0.020
％以下にすることが望ましい。Ｃ＋Ｎはいずれも固溶強化作用によつて冷間鍛
造を損う元素である。本発明においては引張り強
さ41.0Kg／mm²以下、限界加工率62％以上と優れた
冷間鍛造性を得ることを目的とするものであり、
Ｃ＋Ｎ量をできるだけ低下させることが必要であ
り、上限を0.04％とした。また、Ｓは切削性を改善する元素であるが、反
面、冷間鍛造性および耐食性を低下させる元素で
もある。優れた冷間鍛造性を得るためには、
0.009％以下に低下することが好ましく、その上
限を0.009％とした。 Mo、Cu、Ｎは、本発明において耐食性を改善
する元素である。しかし、Moは2.5％、CuとNiはそれぞれ0.5％
を越えて含有させるといずれも磁気特性、冷間鍛
造性を損うのでその上限をMoは2.5％、Cu、Ni
は0.5％とした。 Pb、Ｓ、Ca、Teは被削性を改善する元素であ
る。優れた被削性を得るにはPbは0.10％以上、Ｓ
は0.010％、Caは0.002％、Teは0.01％以上含有さ
せる必要があり、その下限をPb0.10％、S0.010
％、Ca0.002％、Te0.01％とした。しかし、Pbを0.30％、Teを0.20％越えて含有
させると磁気特性、冷間鍛造性を害し、かつＳを
0.050％を越えて含有させると耐食性、冷間鍛造
性を損い、さらにCaは0.02％を越えて含有させる
と冷間鍛造性を損うので、その上限をPb0.30％
S0.050％、Ca0.02％、Te0.02％とした。（実施例）つぎに本発明鋼の特徴を従来鋼、比較鋼と比べ
て実施例でもつて明らかにする。第１表はこれらの供試鋼の化学成分を示すもの
である。

【表】

【表】第１表においてＡ〜Ｇ鋼は本発明鋼で、Ｈ〜Ｌ
鋼は比較鋼で、Ｍ、Ｎ鋼は従来鋼である。第２表は第１表の供試鋼について、900℃×
2Hr保持し、ついで冷却速度100℃／Hrという熱
処理を施したＡ〜Ｎ鋼の引張り強さ、絞り、限界
加工率、最大透磁率、磁束密度、保持力、耐食
性、電気抵抗を示したものである。引張り強さ、
絞りについては、JIS4号試験片を用いて測定した
ものであり、限界加工率については、日本塑性加
工加工学会冷間鍛造分科会基準、冷間据込み性試
験方法（暫定基準）にもとづいて、試験片として
直径14〓、高さ21mm、ノツチ付を用い、圧縮試験
を行い割れ発生率50％時の据込率を測定したもの
である。磁気特性については、直流型BHトレー
サーを用いて、試験片として外径24〓、内径
16φ、厚さ16mmのリングを作製し、最大透磁率、
磁束密度、保持力を測定したものである。また、耐食性については、3.5％、NaCl、30℃
水溶液中に1Hr浸漬させ、その発銹率を測定し発
銹率が５％以下のものを〇、発銹率が５〜25％の
ものを〓とした。電気抵抗についてはホイースト
ンブツジ法により試験片として1.2〓×500mm線を
用いて測定したものである。

【表】

【表】第２表より知られるように、従来鋼でるＭ鋼は
最大透磁率が4400（〓）、磁束密度が11800G保持
力が1.20eと磁気特性については優れているが、
必要量のTiを含有しないことによつて引張り強
さが44.5Kgｆ／mm²、絞りが74％、限界加工率が57
％と冷間鍛造性について劣るものであり、またＮ
鋼はSi量が0.35％と低く、かつ必要量のTiを含有
していないため最大透磁率、磁束密度、保持力な
どの磁気特性については大巾に劣るものであり、
かつ引張り強さが45.7Kgｆ／mm²と冷間鍛造性につ
いても劣るものである。また、比較鋼であるＨ鋼は必要以上のSiを含有
することによつて最大透磁率が3800（〓）、保持力
が1.30eと磁気特性が劣り、かつ引張り強さ、限
界加工率についても劣るものであり、Ｉ鋼は必要
量のSiを含有しないことによつて最大透磁率が
3300（〓）、保持力が1.50eと磁気特性が劣つてお
り、Ｊ鋼は必要量のTiを含有しないことによつ
て磁気特性、冷間鍛造性、耐食性のいずれについ
ても劣つており、Ｋ鋼はＣ＋Ｎが0.046％と高い
ことによつて最大透磁率が2800（〓）、限界加工率
が59.7（％）と磁気特性、冷間鍛造性が劣つてお
り、Ｌ鋼はMn含有量が0.82％と高いことにより
最大透磁率が3200（〓）、磁束密度が9500G、保持
力が2.10eと磁気特性が劣るものである。（本発明の効果）これらに対して本発明鋼であるＡ〜Ｇ鋼は、
Ｃ、Ｎ等の固溶強化作用によつて冷間鍛造性を劣
化させる元素の含有量を極力低下させるとともに
0.009％以下のＳ、0.02〜0.40％のTi、0.40％〜
1.50％のSi、0.50％以下のMn、9.0〜19.0％のCr
を含有させたことによつて引張り強さが40Kgｆ／
mm²以下、絞りが77（％）以上、限界加工率が62％
以上と優れた冷間鍛造性を有しており、磁気特性
についても最大透磁率が4600（〓）以上、磁束密
度11800G以上、かつ保持力が、1.20e以下と優れ
ており、さらに耐食性、電気抵抗についても優れ
ているものである。上述のように、本発明鋼はＣ、Ｎの含有量を極
力抵減させるとともに適量のTiを含有させ、さ
らにＳの含有量をも低減させ、かつSi、Mnの上
限を規制することによつて磁気特性を損うことな
く冷間鍛造性を改善したものであり、かつ適量の
CrとTiを含有させることによつて耐食性につい
ても優れており、本発明鋼は電磁バルブ、電磁ク
ラツチ、内燃機関の電子燃料噴射装置等に適した
冷間鍛造用軟磁性ステンレス鋼であり高い実用性
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は最大透磁率、磁束密度とSi、Ti量と
の関係を示した線図で、第２図は限界加工率と
Si、Ti量との関係を示した線図で、第３図は限
界加工率の向上とＣ＋Ｎ量との関係を示した線図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比にしてC0.03％以下、Si0.40〜1.50％、
Mn0.50％以下、Cr9.0〜19.0％、Ti0.02〜0.40％、
N0.03％以下、S0.009％以下を含有し、かつＣ＋
N0.04％以下で、残部Feならびに不純物元素から
なることを特徴とする冷間鍛造用軟磁性ステンレ
ス鋼。２重量比にしてC0.03％以下、Si0.40〜1.50％、
Mn0.50％以下、Cr9.0〜19.0％、Ti0.02〜0.40％、
N0.03％以下、S0.009％以下を含有し、かつＣ＋
N0.04％以下で、さらにMo2.5％以下、Cu0.5％以
下、Ni0.5％以下のうち１種ないし２種以上を含
有し、残部Feならびに不純物元素からなること
を特徴とする冷間鍛造用軟磁性ステンレス鋼。３重量比にしてC0.03％以下、Si0.40〜1.50％、
Mn0.50％以下、Cr9.0〜19.0％、Ti0.02〜0.40％、
N0.03％以下を含有し、かつＣ＋N0.04％以下で、
さらにPb0.10〜0.30％、S0.010〜0.050％、
Ca0.002〜0.02％、Te0.01〜0.20％以下のうち１
種ないし２種以上を含有し、残部Feならびに不
純物元素からなることを特徴とする冷間鍛造用軟
磁性ステンレス鋼。