JPH07116727A - 高炭素鋼およびステンレス鋼の冷間圧延法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステンレス鋼および高炭素鋼の薄板製品の冷
間圧延に際して冷間圧延油の酸性度（ｐＨ）を７．０以
上に制御することにより冷間圧延中における水素脆化に
起因する表面微細割れの発生を防止し、表面光沢度に優
れたステンレス鋼および高炭素鋼の薄板製品の製造法を
提供する。 【構成】 ステンレス鋼および高炭素鋼のタンデムミ
ル、ゼンジミアーミル等による冷間圧延時発生する表面
微細割れの発生に起因する表面光沢度の劣化を冷間圧延
油の酸性度（ｐＨ）を７．０の中性からアルカリ性に制
御することにより冷間圧延によって新たに導入される新
生金属面における腐食反応の結果発生する水素とその冷
間圧延表面への侵入による水素脆化に起因する表面微細
割れの発生を防止して高光沢度の薄板製品を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炭素鋼およびステンレ
ス鋼を冷間圧延する際に発生する表面微細割れを防止し
た高炭素鋼およびステンレス鋼の冷間圧延法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】自動車用鋼板や家電用鋼板
などに使用される極低炭素鋼の冷延鋼板、構造用鋼や工
具鋼として使用される低炭素低合金鋼や高炭素低合金
鋼、海水用品や自動車用排気管や台所器具など多くの用
途に使用されるステンレス鋼などの各種薄鋼板は、厚さ
２．５〜４．５ｍｍの熱間圧延した酸洗コイルをゼンジ
ミアーミル、タンデムミルあるいはクラスターミルなど
で冷間圧延を施して製造される。この場合薄鋼板の圧延
表面と圧延ロールとの接触面の摩擦や摩耗の低下を企て
焼き付けを防止するために、「第３版 鉄鋼便覧 第II
I 巻（１）圧延基礎・鋼板 丸善株式会社 昭和５５年
５月１５日発行 ５６０〜５９１頁」で紹介されるよう
に鉱油、油脂、合成エステルの基油に油性剤や極圧剤な
どの各種を添加した潤滑機能の高い圧延油が使用され
る。

【０００３】中でも、圧延速度が数１００ｍ／ｍｉｎ〜
１０００ｍ／ｍｉｎに達するような高速タンデムミル圧
延法では、潤滑性の高い牛脂系（油脂）の冷間圧延油が
使用される。かかる冷間圧延油を使用すると、潤滑機能
を呈し摩擦面の冷却効果や鋼板の防錆効果も大きく本来
の目的が達成されるが、ＳＵＳ４３０鋼の如きステンレ
ス鋼の表面を観察すると、圧延方向の直角方向に幅５μ
ｍ程度で長さ５０〜１００μｍの微細割れが多数観察さ
れる。かかる表面微細割れの発生に伴い表面光沢が低下
し、鏡面が特に要求されるステンレス鋼では商品価値を
著しく損なう問題があった。こうした表面微細割れの問
題は、ステンレス鋼のみではなく、高炭素鋼にも起こっ
ていた。このように高炭素鋼およびステンレス鋼を冷間
圧延表面に発生する微細割れは、別名オイルピットとも
呼ばれ、回避できない問題として認識されている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】こうした問題から本発明
者らは高炭素鋼およびステンレス鋼を冷間圧延する際に
発生する表面微細割れを防止する事を目的に、その原因
について冷間圧延油の組成、冷間圧延速度、冷間圧延圧
下率などの冷間圧延諸条件から追求した結果、従来から
使用されている冷間圧延油の酸性度を中性さらにはアル
カリ性に変える事によって表面に微細割れのない高炭素
鋼およびステンレス鋼の冷間圧延が行える事を知見し
た。本発明はこの知見を基に構成したもので、その要旨
は高炭素鋼およびステンレス鋼に、鉱油、油脂、合成エ
ステルあるいはこれらの２種以上を混合した基油に潤滑
防錆剤を添加してかつｐＨを７以上にした防錆潤滑油を
塗布し、冷間圧延する高炭素鋼およびステンレス鋼の冷
間圧延法である。

【０００５】以下、本発明について詳細に説明する。ス
ピンドル油やマシン油の如き熱分解し易い鉱油、パーム
油や牛脂の如き粘度が低い油脂、脂肪酸エステルやペン
タエリスリトールの部分エステルの如き鋼の腐食を防止
し良好な潤滑性をもつ合成エステルあるいはこれらの２
種以上を混合したものを基油として使用する。これら単
独の基油を２種以上混合する場合の油組成については特
に限定するものではなく、例えば油脂が９０％、合成エ
ステルが５％からなる基油あるいは鉱油が８０％、油脂
が５％、合成エステルが５％からなる基油で、残りが防
錆潤滑剤である。

【０００６】その防錆潤滑剤には圧延潤滑性が優れ鋼を
防錆する高級脂肪酸や高級アルコールなどの油性剤、ア
ルキルホスフェートあるいはジアルキルホスフェートな
どの極圧剤、粘度向上剤、酸化防止剤、防錆剤、石油ス
ルフォン酸塩やエステル系ノニオンの如き乳化剤（ｐＨ
調整剤も含めて）が使用され、これらは単独または２種
以上を混合して添加される。

【０００７】更に本発明においては、このような各剤を
混合して調合された冷間圧延油のｐＨを、図１で示すよ
うに、７以上の中性さらにはアルカリ性にする必要があ
る。すなわち、図１はＳＵＳ４３０鋼のフェライトステ
ンレス鋼（〇印）とＳＫ−５鋼の高炭素鋼（●印）を圧
下率７５％で厚さ０．８ｍｍに冷間圧延した時の鋼板表
面上の表面割れ状況をプロットしたもので、従来から使
用されているｐＨ：６以下の酸性域の冷間圧延油を塗布
した場合に較べ、本発明のようにｐＨ：７以上にした防
錆潤滑油を塗布する事によって鋼の表面に微細割れが著
しく減少する。

【０００８】この効果を奏する作用については定かでは
ないが、本発明者らは、次のように推測している。高炭
素鋼およびステンレス鋼を圧下率５０％以上の冷間圧延
を行うと、初期表面積の１００〜３００％の新生金属表
面が形成される。この新生金属表面に露出した金属元素
は、直ちに防錆潤滑油中の酸素あるいは水分と反応し
て、不働態皮膜を形成する。不働態皮膜は酸化反応によ
って進行するものであり、反応時に電子を放出する。放
出された電子は、ｐＨ：６以下の防錆潤滑油では水素イ
オンと結合し、水素原子を発生する。このようにして発
生した水素原子が鋼中に侵入し拡散して鋼を脆化させる
ため、冷間圧延によって硬化したステンレス鋼あるいは
高炭素鋼が延性を失い、表面微細割れを発生する。

【０００９】その反対に、本発明のようにｐＨ：７以上
の防錆潤滑油中では、水素イオンが殆ど存在しないた
め、水素原子の発生が起こらず、水素脆化に起因する冷
間圧延時の表面微細割れが全く無くなる。本発明のよう
にｐＨ：７以上の防錆潤滑油は、鉱油や油脂などの基油
に添加する潤滑防錆剤の組成やその配合量を調整した
り、あるいはさらにアルカノールアミン脂肪酸や亜リン
酸液ＫＯＨ液などのｐＨ調整剤を少量添加して作られ
る。次に本発明の実施例について説明する。

【００１０】

【実施例】

実施例１ ＳＵＳ４３０鋼の厚さ３．３ｍｍの熱間圧延、酸洗コイ
ルを種々のｐＨの潤滑油を用いてタンデムミルにより厚
さ０．６ｍｍの薄板コイルに冷間圧延した場合における
２００倍の光学顕微鏡で観察した表面微細割れの発生の
程度と表面光沢度の測定結果を表１に示す。牛脂系と鉱
物油系のいずれの防錆潤滑油においてもそのｐＨが７以
上の本発明の冷間防錆潤滑油を使用した場合表面微細割
れの発生は観察されず表面光沢度の高い冷間圧延表面を
製造することができた。これに対しｐＨ６以下の冷間防
錆潤滑油を使用した比較法では、表面微細割れが多く発
生し、光沢度の低い結果となった。

【００１１】

【表１】

【００１２】実施例２ ０．８％Ｃを含有するＳＫ−５鋼の厚さ３．３ｍｍの熱
間圧延、酸洗コイルを種々のｐＨの潤滑油を用いてタン
デムミルにより厚さ０．８ｍｍの薄板コイルに冷間圧延
した場合における２００倍の光学顕微鏡で観察した表面
微細割れの発生の程度と表面光沢度の測定結果を表２に
示す。牛脂系と鉱物油系のいずれの防錆潤滑油において
もそのｐＨが７．０以上の本発明の冷間防錆潤滑油を使
用した場合表面微細割れの発生は観察されず表面光沢度
の高い冷間圧延表面を製造することができた。その反対
にｐＨ６以下の冷間防錆油を使用した比較法では、ＳＵ
Ｓ４３０鋼を使用した時と同様に、表面微細割れが多く
発生し、光沢度が低い事が判る。

【００１３】

【表２】

【００１４】

【発明の効果】ステンレス鋼および高炭素鋼の薄板製品
の冷間圧延に際して、潤滑油のｐＨを７．０以上に制御
することにより、冷間圧延中に発生する水素脆性割れに
起因する表面割れの発生を完全に防止する本発明法は、
ステンレス鋼および高炭素鋼の薄板製品の表面品質を顕
著に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＵＳ４３０鋼および高炭素鋼のＳＫ−５鋼の
厚さ３．２ｍｍ板を７５％の圧延率で厚さ０．８ｍｍの
薄板に冷間圧延した場合における被冷間圧延材の表面微
細割れ密度の冷間圧延油のｐＨ依存性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炭素鋼およびステンレス鋼に、鉱油、
   油脂、合成エステルあるいはこれらを混合した基油に潤
   滑防錆剤を添加してかつｐＨを７以上にした防錆潤滑油
   を塗布し、冷間圧延する事を特徴とする高炭素鋼および
   ステンレス鋼の冷間圧延法。