JPS6389620A - 金型用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
金型用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法Info
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- JPS6389620A JPS6389620A JP23584486A JP23584486A JPS6389620A JP S6389620 A JPS6389620 A JP S6389620A JP 23584486 A JP23584486 A JP 23584486A JP 23584486 A JP23584486 A JP 23584486A JP S6389620 A JPS6389620 A JP S6389620A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
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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。
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、プリント配線板（フェノール樹脂銅張積層板
、ガラスエポキシ樹脂銅張積層板等）や高圧メラミン化
粧板等の製造に用いるプレス金型（ホットプレート）用
オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法に関する。
、ガラスエポキシ樹脂銅張積層板等）や高圧メラミン化
粧板等の製造に用いるプレス金型（ホットプレート）用
オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法に関する。
（従来の技術〕
プリント配線板は、電子機器の生産高に歩調を合わせて
急激な伸び率で成長してきている。
急激な伸び率で成長してきている。
近年、電子機器の小型化、軽量化、高密度実装化、高性
能化指向に伴ない、プリント配線板に対して配線の高密
度化が要求され、４層以上の多層化の比率が急上昇して
いる。
能化指向に伴ない、プリント配線板に対して配線の高密
度化が要求され、４層以上の多層化の比率が急上昇して
いる。
プリント配線板は、絶縁基板と導電性材料で構成されて
おり、導電性材料には主に銅箔が使われている。絶縁基
板としては、紙基材フェノール樹脂ｖｉ層板、ガラス布
基材エポキシ樹脂積層板がますます多用される趨勢にあ
る。これらの樹脂と銅箔はｍ層板成形工程において、例
えば第３図に示すように１０枚程度の基板３を押し板（
中間板）４を介してｌＯ段程度積層し、その上下を金型
（ホットプレート）２で挟んでプレスｌによりホットプ
レスされる。プレス条件は圧力的１５０ｋ ｇ／ ｃｍ
’、温度約１８０℃である。この時使用される金型（ホ
ットプレート）２の材料は、通常４ ｍ ｍ −１５ｍ
ｍ厚の鋼板が使われるが高品位のプリント配線基板を
製造するためには、その、！！）膨張係数が樹脂の熱膨
張係数に近似していることが好ましく、これが大きく異
なるとホットプレス時にしわが発生し易く、製品の重大
な欠陥となり由々しき問題となる。
おり、導電性材料には主に銅箔が使われている。絶縁基
板としては、紙基材フェノール樹脂ｖｉ層板、ガラス布
基材エポキシ樹脂積層板がますます多用される趨勢にあ
る。これらの樹脂と銅箔はｍ層板成形工程において、例
えば第３図に示すように１０枚程度の基板３を押し板（
中間板）４を介してｌＯ段程度積層し、その上下を金型
（ホットプレート）２で挟んでプレスｌによりホットプ
レスされる。プレス条件は圧力的１５０ｋ ｇ／ ｃｍ
’、温度約１８０℃である。この時使用される金型（ホ
ットプレート）２の材料は、通常４ ｍ ｍ −１５ｍ
ｍ厚の鋼板が使われるが高品位のプリント配線基板を
製造するためには、その、！！）膨張係数が樹脂の熱膨
張係数に近似していることが好ましく、これが大きく異
なるとホットプレス時にしわが発生し易く、製品の重大
な欠陥となり由々しき問題となる。
一般に金属材料は相によって熱膨張係数等の物理常数が
ほぼ決定する。相は体心立方格子を持つフェライト系と
面心立方格子をもつオーステナイト系とに大分類できる
。ステンレス鋼でみると、０〜１００℃における熱膨張
係数は、 ■ ５ＵＳ４３０で代表されるフェライト系ステンレス
鋼で１０．４〜１０．８Ｘ１０−”／”Ｃ■ ５ＵＳ４
２０で代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼テ９．
９〜１１．７Ｘ １０−”／”０■ ５ＵＳ３０４で代
表されるオーステナイト系ステンレス鋼で１６．２〜１
７．３ Ｘ ｌ Ｏ″−Ｂ／”Ｑである。
ほぼ決定する。相は体心立方格子を持つフェライト系と
面心立方格子をもつオーステナイト系とに大分類できる
。ステンレス鋼でみると、０〜１００℃における熱膨張
係数は、 ■ ５ＵＳ４３０で代表されるフェライト系ステンレス
鋼で１０．４〜１０．８Ｘ１０−”／”Ｃ■ ５ＵＳ４
２０で代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼テ９．
９〜１１．７Ｘ １０−”／”０■ ５ＵＳ３０４で代
表されるオーステナイト系ステンレス鋼で１６．２〜１
７．３ Ｘ ｌ Ｏ″−Ｂ／”Ｑである。
ガラスエポキシ樹脂の熱膨張係数は約１６×１０−６／
’Ｏ（０〜２００℃）であり、フェノール樹脂ではさら
に太きく２２Ｘ１０−８７”Ｃ程度であるので、プリン
ト配線板製造用金型材料とじてオーステナイト系ステン
レス鋼が適正な材料と言えよう。
’Ｏ（０〜２００℃）であり、フェノール樹脂ではさら
に太きく２２Ｘ１０−８７”Ｃ程度であるので、プリン
ト配線板製造用金型材料とじてオーステナイト系ステン
レス鋼が適正な材料と言えよう。
しかし、この金型材料として従来もオーステナイト系ス
テンレス鋼の代表鋼である５ＵＳ３０４が若干使用され
ていたものの、大量に使用されなかった。その原因は焼
なまし材であったため、硬さが低く耐久性に欠けること
、および矯正工程がないための形状不良により切削工程
の工数がかかり高価となることが挙げられる。
テンレス鋼の代表鋼である５ＵＳ３０４が若干使用され
ていたものの、大量に使用されなかった。その原因は焼
なまし材であったため、硬さが低く耐久性に欠けること
、および矯正工程がないための形状不良により切削工程
の工数がかかり高価となることが挙げられる。
従って金型材料として、キズが付かない程度に硬質（例
えば硬度ＨＶ≧２５０）で、しかも素材そのものが平坦
であり、さらに加工時に反りが生じないオーステナイト
系ステンレス鋼板の製造方法の確立が強く望まれていた
のである。
えば硬度ＨＶ≧２５０）で、しかも素材そのものが平坦
であり、さらに加工時に反りが生じないオーステナイト
系ステンレス鋼板の製造方法の確立が強く望まれていた
のである。
本発明はこれらの点に注目し、その要求特性を満足すべ
く鋭意研究の結果、硬質で板の平坦度も良好で、かつ切
削加工時に反りが生じない、金型材料として適したオー
ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法の確立に成功し
完成されたもので、このような金型用鋼板を提供するこ
とを目的とする。
く鋭意研究の結果、硬質で板の平坦度も良好で、かつ切
削加工時に反りが生じない、金型材料として適したオー
ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法の確立に成功し
完成されたもので、このような金型用鋼板を提供するこ
とを目的とする。
オーステナイト系ステンレス鋼は相変態がないので熱処
理（焼入れ等）を利用した硬化は期待できない、そこで
、金型材料のような厚生板でも加工硬化を付与すること
ができる熱間加工に注目し鋭意検討を行ったところ、硬
さは熱間加工時の仕上げ加工温度と相関があり、またそ
の後の矯正に先立ち３５０℃〜５５０℃の温度範囲で熱
処理を施すことにより板の平坦度が著しく良好になり、
さらに切削加工時の反りの発生も著しく小さくなること
を見出した。
理（焼入れ等）を利用した硬化は期待できない、そこで
、金型材料のような厚生板でも加工硬化を付与すること
ができる熱間加工に注目し鋭意検討を行ったところ、硬
さは熱間加工時の仕上げ加工温度と相関があり、またそ
の後の矯正に先立ち３５０℃〜５５０℃の温度範囲で熱
処理を施すことにより板の平坦度が著しく良好になり、
さらに切削加工時の反りの発生も著しく小さくなること
を見出した。
本発明は、金型用オーステナイト系ステンレス鋼板の製
造方法であって、熱間加工によって金型用ステンレス鋼
板を製造するに当り、 ａ） 熱間加工を９００℃〜６００℃の温度範囲で終了
し、 ｂ） 次いで３５０℃〜５５０℃の温度範囲に１５分以
上保持する熱処理を行った後矯正することを特徴とする
。
造方法であって、熱間加工によって金型用ステンレス鋼
板を製造するに当り、 ａ） 熱間加工を９００℃〜６００℃の温度範囲で終了
し、 ｂ） 次いで３５０℃〜５５０℃の温度範囲に１５分以
上保持する熱処理を行った後矯正することを特徴とする
。
以下、本発明の限定理由について詳述する。
金型材料は板厚４．０ ｍ ｍ以上と厚いため、冷間加
工によって硬質化することは困難である。またオーステ
ナイト系ステンレス鋼では焼入れ等の熱処理によって硬
質化することも不可部であり、必然的に熱間加工によっ
て硬くする必要がある。
工によって硬質化することは困難である。またオーステ
ナイト系ステンレス鋼では焼入れ等の熱処理によって硬
質化することも不可部であり、必然的に熱間加工によっ
て硬くする必要がある。
圧延等の熱間加工によって硬くするためには仕上加工温
度が重要であり１本発明者らはその最適温度条件を見出
した。すなわちオーステナイト系ステンレス鋼を９００
℃〜６００℃の温度範囲で熱間加工を終了することであ
る。第１図（ａ）に熱間加工の仕上温度と硬度ＨＶとの
関係を示した。第１図（ａ）に示すように９００℃を超
える温度で仕上加工を行うと、金型材で要求される硬度
ＨＶが２５０以上にならないため温度の上限は９００℃
に限定する０次に６００℃未満の温度で仕上加工すると
材料の変形抵抗が大きくなるため加工設備への負荷が大
きくなるとともに、耳割れおよび形状不良を招くため下
限は６００℃に限定する。
度が重要であり１本発明者らはその最適温度条件を見出
した。すなわちオーステナイト系ステンレス鋼を９００
℃〜６００℃の温度範囲で熱間加工を終了することであ
る。第１図（ａ）に熱間加工の仕上温度と硬度ＨＶとの
関係を示した。第１図（ａ）に示すように９００℃を超
える温度で仕上加工を行うと、金型材で要求される硬度
ＨＶが２５０以上にならないため温度の上限は９００℃
に限定する０次に６００℃未満の温度で仕上加工すると
材料の変形抵抗が大きくなるため加工設備への負荷が大
きくなるとともに、耳割れおよび形状不良を招くため下
限は６００℃に限定する。
熱間加工の方法としては、圧延や鍛造等があるが特に加
工方法は限定しない、また圧延の方法にも厚板圧延やホ
ットストリップ圧延等あるが、板厚や歩留りなどを考慮
して使い分ける必要があるのでこれも特に限定しない。
工方法は限定しない、また圧延の方法にも厚板圧延やホ
ットストリップ圧延等あるが、板厚や歩留りなどを考慮
して使い分ける必要があるのでこれも特に限定しない。
しかし熱間加工のままでは形状が悪く、また内部歪が均
質なものを得ることは困難である。そこで３５０℃〜５
５０℃の温度域で１５分以上保持する熱処理を行った後
、矯正することが必要である。
質なものを得ることは困難である。そこで３５０℃〜５
５０℃の温度域で１５分以上保持する熱処理を行った後
、矯正することが必要である。
第１図（ｂ）に厚さ１１ｍｍＸ輻５０ ｍ ｍ Ｘ長さ
１００ｍｍの試片を種々の熱処理温度に３０分保持した
後、シェーパで切削したときの熱処理温度と反りの関係
を示した。また第２図に熱処理温度と硬度ＨＶとの関係
を示した。３５０℃未満では矯正が困難なことと、内部
歪の均質化が図りにくく、第１図（ｂ）に示すように後
工程の切削加工によって大きな反りを生じるため、下限
は３５０℃に限定する。また５５０℃を超えて熱処理を
行うと第２図に示すように回復のため硬度が低下し、さ
らに鋭敏化のため耐食性が劣化するので上限は５５０℃
に限定する。またこの温度域に保持する時間は、１５分
未満では素材の内部ひずみの均質化が不充分で平坦度が
改善されず、さらに切削加工時の反りが大きいため熱処
理時の保持時間は１５分以上に限定する。保持時間は１
５分以上であれば長時間でもさして悪影響は及ぼさない
ので、上限については特に限定しない。
１００ｍｍの試片を種々の熱処理温度に３０分保持した
後、シェーパで切削したときの熱処理温度と反りの関係
を示した。また第２図に熱処理温度と硬度ＨＶとの関係
を示した。３５０℃未満では矯正が困難なことと、内部
歪の均質化が図りにくく、第１図（ｂ）に示すように後
工程の切削加工によって大きな反りを生じるため、下限
は３５０℃に限定する。また５５０℃を超えて熱処理を
行うと第２図に示すように回復のため硬度が低下し、さ
らに鋭敏化のため耐食性が劣化するので上限は５５０℃
に限定する。またこの温度域に保持する時間は、１５分
未満では素材の内部ひずみの均質化が不充分で平坦度が
改善されず、さらに切削加工時の反りが大きいため熱処
理時の保持時間は１５分以上に限定する。保持時間は１
５分以上であれば長時間でもさして悪影響は及ぼさない
ので、上限については特に限定しない。
次に、矯正は均一切削をするためには不可避であるが、
矯正方法としては温間（５５０℃以下）、冷間を問わず
、レベラー、プレス、スキンパスまたはストレッチャー
等種々の方法があるがどんな方法でも平坦に矯正されれ
ばよいため、矯正方法についても特に限定しない。
矯正方法としては温間（５５０℃以下）、冷間を問わず
、レベラー、プレス、スキンパスまたはストレッチャー
等種々の方法があるがどんな方法でも平坦に矯正されれ
ばよいため、矯正方法についても特に限定しない。
研究結果に基づき現場工程によって金型用オーステナイ
ト系ステンレス鋼板を製造した。
ト系ステンレス鋼板を製造した。
鋼種はオーステナイト系ステンレス鋼として代表的な５
ＵＳ３０４とし、これの連続鋳造鋳片を用い、厚板圧延
によって製造した。仕上圧延温度は８４０℃であった。
ＵＳ３０４とし、これの連続鋳造鋳片を用い、厚板圧延
によって製造した。仕上圧延温度は８４０℃であった。
厚板圧延によって製造した１１．０ｍｍ厚の鋼板を４５
０℃で３０分保持する熱処理を行いハイテンションレベ
ラーによって矯正を行った。
０℃で３０分保持する熱処理を行いハイテンションレベ
ラーによって矯正を行った。
さらにプラズマカッティングを行い試験に供した。
比較材として同一材料を熱処理なしで矯正したものを作
製した。このようにして製造された鋼板は硬度が両者共
ＨＶ２７５〜２８５であり金型材として充分満足してい
る。
製した。このようにして製造された鋼板は硬度が両者共
ＨＶ２７５〜２８５であり金型材として充分満足してい
る。
平坦度は形状測定装置を使用し、定盤の上に試験材を置
き、横および縦方向の各位置における凹凸（変位）を測
定し、その最大値を長さに対して表示した。
き、横および縦方向の各位置における凹凸（変位）を測
定し、その最大値を長さに対して表示した。
切削加工前の平坦度の測定結果をそれぞれ第４図、第５
図に示す、第４図、第５図から分るように、本発明方法
で製造した鋼板（第４図）は平坦度が０．２ ｍｍ／
５４０ ｍｍ以下であり、熱処理なしの比較例（第５図
）に比べ非常に良好な平坦度を得ることができ、切削工
程なしの研磨工程のみで仕上げることができた。
図に示す、第４図、第５図から分るように、本発明方法
で製造した鋼板（第４図）は平坦度が０．２ ｍｍ／
５４０ ｍｍ以下であり、熱処理なしの比較例（第５図
）に比べ非常に良好な平坦度を得ることができ、切削工
程なしの研磨工程のみで仕上げることができた。
金型材の板厚は樹脂の種類、積層材の厚みなどによって
異なり、その都度所定の板厚に圧延製造することが望ま
しいが、素材歩留り等から切削加工によって所定寸法に
仕上げることもある。
異なり、その都度所定の板厚に圧延製造することが望ま
しいが、素材歩留り等から切削加工によって所定寸法に
仕上げることもある。
そこでこの１１．０ｍｍ厚の板を８．０ ｍ ｍ厚×５
００ｍｍＸ５００ｍｍに切削加工して仕上げた。
００ｍｍＸ５００ｍｍに切削加工して仕上げた。
本発明法によって製造した鋼板では加工後の平坦度が０
．０５ｍｍ７５００ｍ’ｍであった。一方、比較例（熱
処理なし）の加工後の平坦度は０．０９ｍｍ１５００ｍ
ｍと良好であったが、このように仕上げるための切削工
程での工数は実施例に比し、約３倍の工数がかかった。
．０５ｍｍ７５００ｍ’ｍであった。一方、比較例（熱
処理なし）の加工後の平坦度は０．０９ｍｍ１５００ｍ
ｍと良好であったが、このように仕上げるための切削工
程での工数は実施例に比し、約３倍の工数がかかった。
すなわち加工前素材の平坦度が悪いため、凸部のみ切削
され、面全体では不均一な切削となるため、切削時の不
均一な発熱等により反りが大きくなる。さらに熱処理が
施されていないので、内部ひずみも不均質であるため単
純な反りでなく捩れ等も起こす、そのため切込量を少な
く、また表裏面を交互に頻度多く切削する必要があった
ためである。
され、面全体では不均一な切削となるため、切削時の不
均一な発熱等により反りが大きくなる。さらに熱処理が
施されていないので、内部ひずみも不均質であるため単
純な反りでなく捩れ等も起こす、そのため切込量を少な
く、また表裏面を交互に頻度多く切削する必要があった
ためである。
このように本発明法によって製造されたオーステナイト
系ステンレス鋼の金型材は、硬質であるため耐久性に富
み、素材の平坦度および切削加工時の反りの発生が小さ
いため、切削工数が少なくて済み、より安価に高品質の
金型を製造することができる。
系ステンレス鋼の金型材は、硬質であるため耐久性に富
み、素材の平坦度および切削加工時の反りの発生が小さ
いため、切削工数が少なくて済み、より安価に高品質の
金型を製造することができる。
本発明法によって製造された金型材を用いてホットプレ
スを行うことにより、プリント配線板、特にガラス布基
材エポキシ樹脂績層板の品質が向上した。プリント配線
板は今後さらに多層化する（４〜２０層）傾向にあり、
この場合熱膨張によるずれが大きな問題となるが、本発
明による金型材は熱膨張係数が近似するので、この問題
がなくプリント配線板業界への貢献度は大である。
スを行うことにより、プリント配線板、特にガラス布基
材エポキシ樹脂績層板の品質が向上した。プリント配線
板は今後さらに多層化する（４〜２０層）傾向にあり、
この場合熱膨張によるずれが大きな問題となるが、本発
明による金型材は熱膨張係数が近似するので、この問題
がなくプリント配線板業界への貢献度は大である。
第１図（ａ）は５ＵＳ３０４の熱間仕上圧延温度と硬さ
の関係を示すグラフ、第１図（ｂ）は中間熱処理温度と
切削加工後の反りの関係を示すグラフ、第２図は５ＵＳ
３０４熱間仕上母板の熱処理温度による硬度変化を示す
グラフ、第３図はプリント配線基板プレスの概略を示す
説明図、第４図、第５図はそれぞれ１１．０ｍｍ厚鋼板
の実施例および比較例の平坦度の測定結果を示すグラフ
である。
の関係を示すグラフ、第１図（ｂ）は中間熱処理温度と
切削加工後の反りの関係を示すグラフ、第２図は５ＵＳ
３０４熱間仕上母板の熱処理温度による硬度変化を示す
グラフ、第３図はプリント配線基板プレスの概略を示す
説明図、第４図、第５図はそれぞれ１１．０ｍｍ厚鋼板
の実施例および比較例の平坦度の測定結果を示すグラフ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱間加工によって金型用ステンレス鋼板を製造する
に当り、熱間加工を９００℃〜 ６００℃で終了し、次いで３５０℃〜５５０℃の温度範
囲に１５分以上保持する熱処理を行った後矯正すること
を特徴とする金型用 オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方 法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23584486A JPS6389620A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 金型用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23584486A JPS6389620A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 金型用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389620A true JPS6389620A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16992102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23584486A Pending JPS6389620A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 金型用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389620A (ja) |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23584486A patent/JPS6389620A/ja active Pending
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