JPH07180000A - フロッピーディスクシャッター用オーステナイト系 ステンレス鋼薄板およびその製造方法 - Google Patents

フロッピーディスクシャッター用オーステナイト系 ステンレス鋼薄板およびその製造方法

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JPH07180000A
JPH07180000A JP32505093A JP32505093A JPH07180000A JP H07180000 A JPH07180000 A JP H07180000A JP 32505093 A JP32505093 A JP 32505093A JP 32505093 A JP32505093 A JP 32505093A JP H07180000 A JPH07180000 A JP H07180000A
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JP
Japan
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stainless steel
composition
austenitic stainless
floppy disk
disk shutter
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Withdrawn
Application number
JP32505093A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Misao
均 三佐尾
Tadashi Inoue
正 井上
Katsuhisa Yamauchi
克久 山内
Satoo Kobayashi
聡雄 小林
Hiroshi Tachibana
浩史 橘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレス加工のしやすいオーステナイト系ステ
ンレス鋼薄板を得る。 【構成】 重量%で、C:0.01〜0.2%,Si:
0.1〜2.0%,Mn:0.1〜10.0%,Ni:
1.0〜11.0%,Cr:13.0〜20.0%,C
u:0.08〜0.9%,N:0.01〜0.3%,s
olAl:0.0005〜0.0025%,O:0.0
020〜0.0100%,S:0.003〜0.010
%を含有し、鋼中に不可避的不純物として残存する非金
属介在物の組成が、Al2O3-MnO-SiO2系三元状態図中の特
定の領域の組成であり、Md30(℃)が-20 〜-60 ℃であ
り、最終溶体化処理時の結晶粒径が7 〜40μm で、冷間
仕上圧延後のマルテンサイト量が10% 以下で、硬度とS
含有量が特定の関係のにあることを特徴とするフロッピ
ーディスクシャッター用オーステナイト系ステンレス鋼
薄板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フロッピーディスク
シャッターに用いられるオーステナイト系ステンレス鋼
薄板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来フロッピーディスクシャッター材と
しては、SUS304が使用されているが、シャッター
製造メーカーでは次のような問題を抱えている。 (1)通常のSUS304は加工硬化度が高く強度が高
いため、プレス加工や剪断加工時に工具の摩耗が激し
い。 (2)通常のSUS304は強度のわりに延性が高く、
剪断加工後のバリが大きい。 (3)通常のSUS304はプレス加工前または後もし
くは剪断加工前後でマルテンサイト変態が著しいため、
工具を損傷しやすい上に、カス上がりも多い。
【0003】上記のような問題を解消するための技術と
して、特開平1−219146号公報に開示された技術
がある。この技術に基づく打抜き加工性に優れた高強度
ステンレス鋼は、溶体化処理状態または5%以下の冷間
加工を加えた状態でマルテンサイト中にフェライトを2
0〜80%含ませたものである。
【0004】また、特開昭56−77364号公報に開
示された技術に基づくステンレス鋼においては、SUS
301を中心とした成分の規制により、成形加工性を確
保しようとしている。さらには、特開平1−30991
9号公報に開示された技術に基づくステンレス鋼は、非
金属介在物の寸法を小さくし、板厚100μm以下の極
薄板材の疲労強度を確保しようとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のステンレス鋼においては、次のような問
題点があった。 (1)特開平1−219146号公報に開示されたもの フロッピーディスクシャッターとして使用すると、フェ
ライトとマルテンサイトという強磁性の組織であるの
で、非常に磁化しやすく誤動作の原因となりやすい。
【0006】(2)特開昭56−77364号公報に開
示されたもの 成形加工性を確保しようとしているが、剪断加工性に関
しては何ら考慮されていない。また、Hv380〜60
0程度の高強度材であるため、金型等の損傷が著しい。
【0007】(3)特開平1−309919号公報に開
示されたもの 極薄板材の疲労強度を確保しようとしているが、非金属
介在物の寸法が小さいため、介在物が剪断加工時に破断
の起点になり難く、良好な剪断加工性を得ることはでき
ない。また、引張強さが140kgf/mm2 以上の高
強度材であるため、工具寿命の低下が著しい。
【0008】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、剪断加工がし
やすいので、工具寿命が伸びるとともにバリの発生も少
ないフロッピーディスクシャッター用オーステナイト系
ステンレス鋼薄板およびその製造方法を提供することを
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係るフロッピ
ーディスクシャッター用オーステナイト系ステンレス鋼
薄板は、重量%で、C:0.01〜0.2%,Si:
0.1〜2%,Mn:0.1〜10%,Ni:4〜11
%,Cr:13〜20%,Cu:0.08〜0.9%,
N:0.01〜0.3%,solAl:0.0005〜
0.0025%,O:0.0020〜0.0100%,
S:0.003〜0.010%を含有し、鋼中に不可避
的不純物として残存する非金属介在物の組成が、添付し
た図1のAl 2O3-MnO-SiO2系三元状態図中の下記表2の組
成を示す点1〜9を結んだ九角形で囲まれた領域の組成
であり、数2で定義されるMd30(℃)が-20 〜-60 ℃で
あり、最終溶体化処理時の結晶粒径が7 〜40μm で、冷
間仕上圧延後のマルテンサイト量が10% 以下で、硬度と
S含有量が添付した図2中の点1〜6を結んだ六角形で
囲まれた領域にあるものである。
【0010】
【表2】
【0011】
【数2】
【0012】また、この発明に係るフロッピーディスク
シャッター用オーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造
方法は、上記フロッピーディスクシャッター用オーステ
ナイト系ステンレス鋼薄板と同じ成分組成の鋼材の冷間
仕上圧延前の溶体化処理を、H2 80vol.%以上で残り
がN2 からなる雰囲気中で光輝焼鈍することで行い、そ
の後1パス当り5〜20%圧延率で合計5〜35%の圧
延率の冷間仕上圧延を行うものである。
【0013】
【作用】本発明に係るフロッピーディスクシャッター用
オーステナイト系ステンレス鋼薄板において、成分を限
定した理由は次のとおりである。Cはオーステナイト生
成元素であり、δ−フェライトや加工誘起マルテンサイ
トの生成を抑制するためには、0.01%以上必要であ
る。しかし、Cは加工誘起マルテンサイトを強化させる
元素であり、過度に添加すると材料の硬化が著しく、ま
たCr炭化物が多量に析出されやすくなり、耐食性も劣
化するので0.2%を上限とした。
【0014】Siは脱酸のために0.1%以上必要であ
るが、過剰に添加するとδ−フェライトが析出して、熱
間加工性が劣化するので2%を上限とした。Mnはオー
ステナイト生成元素であり、溶体化処理によりオーステ
ナイト単相とするため、また脱酸のために0.1%以上
必要である。しかし、10%を超えても顕著な効果はな
いため、上限を10%とした。
【0015】Niは強力なオーステナイト生成元素であ
り、4%未満では焼鈍後にオーステナイト単相となら
ず、11%を超えるとオーステナイト安定化の効果は飽
和し、また高価でもあるので、上限を11%とした。C
rはステンレス鋼としての耐食性の点から13%以上必
要であり、20%を超えるとフェライト量が増加し、熱
間加工性が劣化するため、その範囲を13〜20%とし
た。
【0016】Cuは不働態皮膜の構造を強化し、耐食性
を付与する元素である。本鋼の成分や材質の下では0.
08%以上で耐蝕性を向上させるが、0.9%を超えて
添加してもその効果は飽和するため、0.9%を上限と
した。Nはオーステナイト生成元素であるため、0.0
1%以上必要であるが、多量の添加は鋳造時にブローホ
ールの原因となるため、0.3%以下とした。なお、仕
上冷延前の溶体化処理で窒化物が生成しない範囲で、吸
窒は許容できる。
【0017】Sは線状非金属介在物の量や大きさを増大
させ、剪断加工時の破断の起点を増加させる。さらに、
材料自体の延靱性をも低下させ、材料の打ち抜き加工性
を向上させる元素である。Sの必要量は硬さ(Hv)に
応じて添付した図2の斜線部のように変化するが、前述
の効果を得るためには、0.003%以上必要である。
また過度にSを添加すると、耐食性や曲げ加工性が劣化
するため、0.010%を上限とした。
【0018】solAlは非金属介在物の数および組成
を決める重要な元素であり、0.0025%を超えると
鋼中の酸素は0.0020%未満となり、介在物数は低
下するものの、介在物組成がAl2 3 系のものとなり
表面欠陥が発生する。一方、solAlを0.0005
%未満とすると、溶鋼中の酸素量は0.0100%を超
え介在物数が増大するとともに、介在物組成が高融点の
MnO−SiO2 の2元系やCr2 3 となり、熱間で
の延伸性が低下する。したがって、solAlを0.0
05〜0.0025%の範囲とした。
【0019】また、上記の理由から、Oを0.0020
〜0.0100%とした 剪断加工性を確保するには、鋼板の化学組成を限定する
ことに加えて、介在物の組成を制御する必要がある。介
在物は破壊の起点となり、剪断加工性を決める重要な因
子となるが、その形状によってその作用が大きく異な
る。本発明者らが、鋭意検討を重ねた結果、圧延方向に
伸展した介在物が存在した場合に、剪断加工性が向上す
ることを見出した。
【0020】介在物は破壊の起点となることは既に述べ
たとおりであるが、鋼板を表面から見た場合に、介在物
が存在する面積が大きければ大きいほど、剪断加工時に
剪断しようとしている箇所に介在物が存在する確率が増
大する。たとえばポンチとダイスによる破断を想定した
場合、介在物が破断部に存在すると、ポンチが材料に食
い込んだ直後に微小亀裂が発生する。こうした微小亀裂
はその後の破断過程での亀裂進展を容易にさせ、結果的
に剪断加工を容易にさせる。このためには、圧延方向に
長く伸展した介在物の存在が有利である。
【0021】さらに検討を進めた結果、図1に示すよう
な領域の組成の介在物であれば伸展した介在物を得るこ
とが可能であることを発見した。これは、図1に示した
領域が低融点介在物を生成させる組成範囲であり、熱間
圧延過程において、介在物が金属マトリックスとともに
圧延方向に伸展するためである。
【0022】さらにまた、図1に示すような領域の組成
の介在物にするためには、、solAlを0.0005
〜0.0025%、Oを0.0020〜0.0100%
としすることが、本発明の組成の鋼に対して必須であ
り、出鋼後の取鍋精錬において、CaOが50%以下の
MgO−CaO系耐火物よりなる取鍋を使用し、溶滓の
成分がwt%で、[CaO]/[SiO2 ]が1.5〜
3.0で、Al2 3 が3%以下、MgOが15%以
下、CaOが40〜80%のCaO−SiO2 −Al2
3 系のものを使用することが望ましい。
【0023】硬さについては、材料を軟質化することに
より工具寿命が向上するが、HV250未満であると剪
断加工後のバリが大きくなり、HV350を超えると剪
断加工時の工具寿命が短くなり、またプレス加工後の曲
げ加工で割れが生じるため、添付した図2に示すよう
に、硬度はHVで250〜350とした。
【0024】またこの硬さを得るに際して、素材のオー
ステナイト安定度や圧延条件を調整し、冷間仕上圧延後
のマルテンサイト量を10%以下にすることが重要であ
る。これは冷間仕上圧延後のマルテンサイトは強磁性で
あるため、10%を超えるとフロッピーディスクの誤動
作や剪断加工時のカス上がりの原因となるためである。
そして、このためには、数3で定義されるMd30(℃)
が−20℃以下であることが必要である。
【0025】
【数3】
【0026】しかし、あまりにMd30値を下げても、冷
間仕上圧延後のマルテンサイト量を低減させる効果は飽
和するとともに、オーステナイト安定化元素であるN
i、Mn、Nを多く添加せざるをえなくなり、コスト高
になるので下限を−60℃とした。
【0027】さらに、このように規定したMd30の範囲
近傍では、Md30の低下にともなって強度・延性バラン
スが低下することが分かった。強度・延性バランスの低
下は、剪断加工の場合に同一変形量当りのプレス荷重の
低下につながり、剪断加工性の向上にとって好都合であ
る。
【0028】結晶粒径については、炭化物の析出を抑制
して耐食性を確保するため、7μm以上必要であるが、
40μmを超えると製造コストが高くなるだけでなく、
剪断加工後のダレが大きくなり、またプレス加工後の曲
げ加工で割れが生じるため、結晶粒径の範囲は7〜40
μmとした。
【0029】次に、本発明にかかるフロッピーディスク
シャッター用オーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造
方法において、製造条件を規定した理由を説明する。最
終の溶体化処理を(焼鈍+酸洗)ではなくて光輝焼鈍と
したのは、(焼鈍+酸洗)の処理では表面の粒界侵食が
圧延後も残り、表面が白く見え外観が悪くなるからであ
る。また、光輝焼鈍を80%以上のH2 雰囲気(残りN
2 )中で行うようにしたのは、吸窒を抑制することによ
り美麗な表面を得るためである。
【0030】さらに、冷間仕上圧延後のマルテンサイト
量を10%以下にし、硬さをHV250〜350とする
ため、仕上圧延率を5〜35%とした。また、1パス当
りの圧延率を5〜20%としたのは、5%未満であると
所定の硬度を得るためのパス回数が多くなるので能率が
悪くなり、20%を超えると圧下荷重が過大になるから
である。
【0031】
【実施例】本発明のフロッピーディスクシャッター用オ
ーステナイト系ステンレス鋼薄板およびその製造方法を
実施例に基づき説明する。表3に示す本発明に規定する
成分組成のA〜Jの発明鋼と、本発明に規定する成分組
成から外れているK〜Pの比較鋼を溶製して、それぞれ
のスラブを得た。
【0032】
【表3】
【0033】このスラブを加熱して熱間圧延し、3mm
厚さの中間素材を得、これを素材として中間冷延を行っ
た後、1050℃の中間焼鈍(ただし、材料No.18
は950℃、材料No.19は1150℃)で溶体化処
理(材料No.17はH2 60%の雰囲気、No.20
は大気焼鈍+酸洗、その他はH2 85vol.%の雰囲気の
光輝焼鈍)を行い、その後5〜35%の冷延率で仕上冷
間圧延を行って0.15mm厚さの冷延板を得た。
【0034】このようにして得た冷延板を試験材とし
て、硬さ試験、引張試験、打ち抜き性試験(打ち抜き後
の破断面比率を測定、金型材質はSKD−11,打ち抜
き速度125ストローク/分、打ち抜き径38mmφ、
クリアランス10%、油潤滑無)、バリ高さ測定、90
度W曲げ試験(0.2mmR)および加速型塩水噴霧試
験(10%NaClで1000時間)を行った。表4に
試験結果を示す。
【0035】
【表4】
【0036】表4から明らかなように、本発明鋼(材料
No.1〜10)は比較鋼(材料No.11〜20)に
比して、打ち抜き性、曲げ加工性および耐食性に優れて
いることが分かる。
【0037】
【発明の効果】本発明により、工具寿命が向上するとと
もに、バリの少ない品質の安定したフロッピーディスク
シャッター材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Al2 3 −MnO−SiO2 系三元状態図で
あり、本発明鋼を溶製するときに鋼中に不可避的不純物
として残存する非金属介在物の組成の範囲を示すもので
ある。
【図2】本発明鋼において規定するS含有量と硬度の範
囲とを示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 23/033 102 7177−5D (72)発明者 小林 聡雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 橘 浩史 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.01〜0.2%,S
    i:0.1〜2%,Mn:0.1〜10%,Ni:4〜
    11%,Cr:13〜20%,Cu:0.08〜0.9
    %,N:0.01〜0.3%,solAl:0.000
    5〜0.0025%,O:0.0020〜0.0100
    %,S:0.003〜0.010%を含有し、鋼中に不
    可避的不純物として残存する非金属介在物の組成が、添
    付した図1のAl2O3-MnO-SiO2系三元状態図中の下記表1
    の組成を示す点1〜9を結んだ九角形で囲まれた領域の
    組成であり、数1で定義されるMd30(℃)が-20 〜-60
    ℃であり、最終溶体化処理時の結晶粒径が7 〜40μm
    で、冷間仕上圧延後のマルテンサイト量が10% 以下で、
    硬度とS含有量が添付した図2中の点1〜6を結んだ六
    角形で囲まれた領域にあることを特徴とするフロッピー
    ディスクシャッター用オーステナイト系ステンレス鋼薄
    板。 【数1】 【表1】
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の成分組成の鋼材の冷間
    仕上圧延前の溶体化処理を、H280vol.%以上で残り
    がN2 からなる雰囲気中で光輝焼鈍することで行い、そ
    の後1パス当り5〜20%圧延率で合計5〜35%の圧
    延率の冷間仕上圧延を行うことを特徴とするフロッピー
    ディスクシャッター用オーステナイト系ステンレス鋼薄
    板の製造方法。
JP32505093A 1993-12-22 1993-12-22 フロッピーディスクシャッター用オーステナイト系 ステンレス鋼薄板およびその製造方法 Withdrawn JPH07180000A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156125A2 (en) * 2000-05-16 2001-11-21 Nisshin Steel Co., Ltd. Austenitic stainless steel excellent in fine blankability
EP1221494A1 (en) * 2001-01-09 2002-07-10 Nisshin Steel Co., Ltd. An austenitic stainless steel less crack-sensitive during forming and a manufacturing method thereof
JP2020143357A (ja) * 2019-03-08 2020-09-10 日鉄ステンレス株式会社 高強度非磁性ステンレス鋼板およびそれを用いた携帯電子機器

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