(57)【要約】【課題】  Ｃｒ系ステンレス鋼線材または鋼線の耐食性と冷間加工性及び耐摩耗性を向上させることで、耐摩耗用部品のトータルコストを向上させる。【解決手段】  質量％で、Ｃ：０．０５〜０．３０％，Ｓｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．５％，Ｃｒ：１２〜１７．５％，Ｍｏ：０．０５〜３．０％，Ｎ：０．０１〜０．１５％と、更に、Ｎｂ：０．０５〜１．０％，Ｔｉ：０．０５〜１．０％，Ｖ：０．０５〜１．０％の１種以上を含有し、（Ａ）式によるＰＩ値が１４．０以上、（Ｂ）式によるＣＩ値が３〜２０の条件を満たすとともに、フェライト組織でなるマトリックス中に総量で１〜８％の炭窒化物（炭化物＋窒化物）を含有する。          ＰＩ値＝Ｃｒ＋３Ｍｏ−１７Ｃ−７Ｎ  ………（Ａ）          ＣＩ値＝（Ｖ＋Ｔｉ＋Ｎｂ）／Ｃ      ………（Ｂ）【選択図】  図１
2006183081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０５〜０．３０％，Ｓｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．５％，Ｃｒ：１２〜１７．５％，Ｍｏ：０．０５〜３．０％，Ｎ：０．００５〜０．１５％を含有し、更に、Ｎｂ：０．０５〜１．０％，Ｔｉ：０．０５〜１．０％，Ｖ：０．０５〜１．０％の１種以上を含有し、残部がＦｅおよび実質的に不可避的不純物で構成され、（Ａ）式で示されるＰＩ値が１４．０以上、（Ｂ）式で示されるＣＩ値が３〜１５の条件を満たすとともに、フェライト組織のマトリックス中に総量で１〜８％の炭窒化物（炭化物＋窒化物）を含有することを特徴とする耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材。
ＰＩ値＝Ｃｒ＋３Ｍｏ−１７Ｃー７Ｎ    −−−−−−−−−−−−−−  （Ａ）
ＣＩ値＝（Ｖ＋Ｔｉ＋Ｎｂ）／Ｃ        −−−−−−−−−−−−−−  （Ｂ）
【請求項２】
Ｖ，ＴｉおよびＮｂの３種を共に含んでその合計が０．３〜１．２％であることを特徴とする請求項１記載の耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材。
【請求項３】
さらに、質量％で、Ｂ：０．００１〜０．０１５％を含有することを特徴とする請求項１または２記載の耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材。
【請求項４】
さらに、質量％で、Ｎｉ：０．１〜２．０％，Ｃｕ：０．１〜２．０％，Ｓｎ：０．０５〜０．３％の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材。
【請求項５】
さらに、質量％で、Ａｌ：０．０１〜０．２％，Ｃａ：０．００１〜０．０２％，Ｍｇ：０．００１〜０．０２％，Ｚｒ：０．０００５〜０．０２％のうち、１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜４記載のいずれかの耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の化学組成及び金属組織を有することを特徴とする耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のステンレス鋼鋼線。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の化学組成及び金属組織を有し、表面硬度３００〜５００Ｈｖであることを特徴とする織機おさ用のリード材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性と耐食性に優れるＣｒ系ステンレス鋼線に係わり、例えばシャフト用、ミニチュアロープ用の他、例えば織機おさ用のリード材として好適し、特に冷間加工や切削加工のままで優れた耐摩耗性と耐食性を有する安価なステンレス鋼線材または鋼線と、該鋼線でなる織機おさ用のリード材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、耐摩耗性と耐食性が必要とされる機械部品等については、焼鈍されたＳＵＳ４２０Ｊ２やＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼を部品等に冷間成形や切削加工し、その後焼入れ強化されて使用されてきた（例えば特許文献１）。
【０００３】
さらに、マルテンサイト系ステンレス鋼において高い耐食性が必要な場合、Ｍｏ，Ｎ等の合金元素が添加されてきた。このように、近年、耐食性に優れ、且つ、良好な冷間加工性をも有するマルテンサイト系ステンレス鋼が開発されてきた（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、マルテンサイト系ステンレス鋼は、冷間加工後に焼入れ・焼戻しの熱処理が必要であるため、部品の一貫製造コストが高くなる。そのため、耐食性と耐摩耗性を必要とする部位には、耐食性に有利であるが耐摩耗性に劣るフェライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工のままで使用し、部品交換を頻繁に行うことで対応してきた。      
【０００５】
一方、ＳＵＳ３０４を中心とするステンレス鋼製ミニチュアロープにおいては、冷間加工性（強度）と耐食性に加え、摩耗性の向上も求められている。
【０００６】
このようなニーズの中、最近、オーステナイト系ステンレス鋼に炭化物を分散させた耐摩耗性鋼が提案されている（特許文献３）。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼では熱伝導率が悪く、摩擦熱が発生する部位では耐摩耗性が劣化する課題がある。
【０００７】
そのため、熱伝導率の高いＣｒ系ステンレス鋼にＮｂ，Ｔｉ系の炭化物を分散させた耐摩耗性鋼も提案されている（特許文献４，５）。
【０００８】
さらには、Ｃｒ系ステンレス鋼でフェライトとマルテンサイト組織にＮｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｗを分散させた耐摩耗性鋼も提案されている（特許文献６）。
【０００９】
また、Ｃ：０．０７〜０．３５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：１０〜１７％、Ｍｏ：０．５〜３．０％、Ｎ：０．０５〜０．２０％を含むマルテンサイト系ステンレス鋼による織機おさ用のリード材料も提案されている。（特許文献７）
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２７１１４２号公報
【特許文献２】特開平１０−３６９４５号公報
【特許文献３】特開２００３−１４７４９３号公報
【特許文献４】特開２００２−２３５１１３号公報
【特許文献５】特開２０００−１９２１９８号公報
【特許文献６】特開２００２ー２２０６４０号公報
【特許文献７】特開２００４−２２５０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、一般的にＣｒ系ステンレス鋼は低価格でしかもＮｉ系に比して熱膨張係数が大きいことから、熱摩耗を伴う用途では寿命を高める利点があるものの、従来例として示した前記各文献によるＣｒ系ステンレス鋼では冷間加工性，耐摩耗性および耐食性の全てにおいて満足することは困難である。例えば織機おさ用リード材を対象とする特許文献７によるステンレス鋼では、耐摩耗性を高める手段として炭化物を意識的に高めることとし、その為に実施例では０．１７〜０．２９％の多量のＣ量を含有することにしているものの、その場合の耐食性を示す孔食電位（ｖｓ  Ａｇ／ＡｇＣｌ）は、４０〜１５０ｍｖに留まる結果であることが示されている。
【００１２】
したがって、例えば紫外線をカットする為に酸化チタンを塗布した糸（ＵＶ処理糸）を用いる場合に、時として付与される油剤などと反応して、あるいは作業後にこれを長期間保管する場合のリード材料には、しばしば発銹など耐食性の点で十分とは言えず、十分な耐食性、かつ強度の摩耗に耐える耐摩耗性、更に優れた加工性とを備えるものとは言い難いものであり、更なる改良が望まれている。
【００１３】
そこで本発明は、その使用状態でもＪＩＳ  Ｇ  ０５７７の孔食電位で１５０ｍＶ超（ｖｓ  Ａｇ／ＡｇＣｌ，飽和ＫＣｌ）の特性を持つ耐食性と、高い耐摩耗特性、及び機械加工性に優れたＣｒ系ステンレス鋼線材または鋼線を提供し、これら特性とともに製造コストを下げたステンレス鋼線材（鋼線）を可能とし、その結果として各種部品自体での耐久性を高めるとともにトータルのコスト引下げを可能にすることを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するために種々検討した結果、Ｃｒ系ステンレス鋼をベースにＣ量を規制すると共にＭｏ，Ｎ等の合金元素を適量添加し、かつＶ，Ｔｉ，Ｎｂの３種の合計量とＣとの関係、及びＰＩ値との関係を解明し、かつ材料中のフェライト組織マトリックス中に一定量の硬質炭窒化物（炭化物＋窒化物）を微細分散させた金属組織にすることで、冷間加工のままで（焼き入れ処理不要で）耐摩耗性と耐食性に優れるＣｒ系ステンレス鋼線材または鋼線を安定して得られることを見出し、また該鋼線は例えばこれを所定の圧延加工によって帯材とすることでリード材料としては好適することが確認された。本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
【００１５】
すなわち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０５〜０．３０％，Ｓｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．５％，Ｃｒ：１２〜１７．５％，Ｍｏ：０．０５〜３．０％，Ｎ：０．００５〜０．１５％を含有し、更に、Ｎｂ：０．０５〜１．０％，Ｔｉ：０．０５〜１．０％，Ｖ：０．０５〜１．０％の１種以上を含有し、残部がＦｅおよび実質的に不可避的不純物で構成され、（Ａ）式で示されるＰＩ値が１４．０以上、（Ｂ）式で示されるＣＩ値が３〜１５の条件を満たすとともに、フェライト組織のマトリックス中に総量で１〜８％の炭窒化物（炭化物＋窒化物）を含有することを特徴とする耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材である。
ＰＩ値＝Ｃｒ＋３Ｍｏ−１７Ｃー７Ｎ    −−−−−−−−−−−−−−−  （Ａ）
ＣＩ値＝（Ｖ＋Ｔｉ＋Ｎｂ）／Ｃ        −−−−−−−−−−−−−−−  （Ｂ）
（２）Ｖ，ＴｉおよびＮｂの３種を共に含んでその合計が０．３〜１．２％であることを特徴とする前記１記載の耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材である。
（３）さらに、質量％で、Ｂ：０．００１〜０．０１５％を含有することを特徴とする前記１または２記載の耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材である。
（４）さらに、質量％で、Ｎｉ：０．１〜２．０％，Ｃｕ：０．１〜２．０％，Ｓｎ：０．０５〜０．３％の１種以上を含有することを特徴とする前記１〜３記載のいずれかの耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材である。
（５）さらに、質量％で、Ａｌ：０．０１〜０．２％，Ｃａ：０．００１〜０．０２％，Ｍｇ：０．００１〜０．０２％，Ｚｒ：０．０００５〜０．０２％のうち、１種以上を含有することを特徴とする前記１〜４記載のいずれかの耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材である。
（６）前記１乃至５のいずれかに記載の化学組成及び金属組織を有することを特徴とする耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のステンレス鋼鋼線である。
（７）前記１乃至５のいずれかに記載の化学組成及び金属組織を有し、表面硬度３００〜５００Ｈｖであることを特徴とする織機おさ用のリード材料である。
【００１６】
なお、本発明のＣｒ系ステンレス鋼とはＮｉを多く含有しない（≦２．０質量％）ｂｃｃの結晶構造を有するＣｒを主要元素とするステンレス鋼（フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼）を示す。
【００１７】
また「線材」とは、材料を溶解し熱間圧延等を施したＲＯＤを示し、「鋼線」とは前記線材に更に伸線や圧延加工等を施して所定の寸法・特性に仕上げたものを示す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による耐摩耗用のＣｒ系ステンレス鋼線材または鋼線は、製品へ冷間加工ままで焼入れ・焼戻し処理が不要であり、且つ、耐摩耗性と耐食性を付与でき、製品のコストパフォーマンスを飛躍的に向上する効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、先ず、本発明の請求項１記載の限定理由について説明する。
【００２０】
Ｃは、Ｍ23Ｃ6，Ｍ7Ｃ3，Ｍ3Ｃ等の炭化物（ＭはＣｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉ等を示す）を形成させて耐摩耗性を向上できる為、０．０５％以上添加する。しかしながら、特許文献７の実施例に示されるような多量に添加するとＣｒ炭化物発生の確率を高めることとなり、耐摩耗性には好ましいものの、耐食性を劣化させ、同時に冷間加工性も低下することとなる。そのため、本発明ではＶ，Ｔｉ，ＮｂでＣを固定するが、上限を０．３０％とする。さらに好ましくは０．０７〜０．１５％とする。
【００２１】
Ｓｉは、脱酸に必要であり、また、炭窒化物の析出を促進させて耐摩耗性を確保するため、０．０５％以上添加する。しかしながら、２．０％を超えて添加すると冷間加工性を劣化させる。そのため、上限を２．０％に限定する。好ましい範囲は、０．１％〜１．０％である。
【００２２】
Ｍｎは、脱酸に必要な元素であり、０．１％以上添加する。しかしながら、１．５％を超えて添加すると焼鈍により冷間加工性を確保することが困難となる。そのため、上限を１．５％に限定する。好ましい範囲は、０．２〜０．８％である。
【００２３】
Ｃｒは、耐食性を確保するため、また、炭窒化物を形成させて耐摩耗性を確保するために、１２％以上添加する。しかしながら、１７．５％を超えて添加すると粗大炭窒化物のため冷間加工性が劣化する。そのため、上限を１７．５％に限定する。好ましい範囲は、１３〜１７％である。
【００２４】
Ｍｏは、耐食性を確保すると同時に、Ｎと一緒に添加して炭窒化物を微細分散させて耐摩耗性を確保するため、０．０５％以上添加する。しかしながら、３．０％を超えて添加すると冷間加工性が劣化する。そのため、上限を３％に限定する。好ましい範囲は、０．５〜２．５％である。
【００２５】
Ｎは、Ｍ2Ｎ，ＭＮ等の窒化物（ＭはＣｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ等を示す）を形成させると共に、Ｍｏと一緒に添加して炭窒化物を微細分散させて耐摩耗性を向上させるために０．００５％以上添加する。しかしながら、０．１５％を超えて添加するとブローホールにより品質が著しく劣化する。そのため、上限を０．１５％に限定する。好ましい範囲は、０．０２〜０．１２％である。なお、窒化熱処理等で鋼材の表層から吸収されたＮ量も含むが、本発明におけるＮ量とは線材の表層から中心までの平均値である。
【００２６】
Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂは、炭窒化物を形成する上で有効であり、しかもこの炭窒化物の硬度もＨｖ：２２００〜３２００と極めて高いものである。
【００２７】
また通常のＣｒ系ステンレス鋼では、例えば（Ｃｒ，Ｆｅ）23Ｃ6などＣｒやＦｅとの炭化物が多量に形成されるが、こうした炭化物は容易に粗大化しやすく高温で長時間使用する場合には強度低下することが知られており、また、耐食性の劣化をも引き起こす。Ｖ，ＴｉやＮｂの添加は耐食性の劣化を引き起こすＣｒ炭窒化物の生成を抑制し、替わって微細分散した炭窒化物を得る上からも有効である。そのため、Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉの１種以上を０．０５％以上添加する。しかしながら、１．０％を超えて添加すると冷間加工性が劣化する。そのため、上限を１．０％に限定する。好ましい範囲は、０．１〜０．７％である。
【００２８】
（Ａ）式に示すＰＩ値は製品の耐食性に影響を及ぼし、特にＰＩ値が１４．０未満になると大気環境中でも発銹し、問題を引き起こすようになる。そのため、ＰＩ値を１４．０以上に限定する。好ましくは１５．０以上、さらに好ましくは１６．０以上にするものである。
【００２９】
また、前記Ｎｂ，Ｔｉ及びＶによる第三元素とＣとの関係を示す式（Ｂ）については、耐食性を劣化させるＣｒ炭窒化物生成の抑制に影響を及ぼす。Ｃ量の３倍以上のＮ，Ｔｉ，Ｖを添加すると耐食性の劣化抑制に有効である。そのため、ＣＩ値（Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｉｎｄｅｘ）を３以上に限定する。しかしながら、１５を超えると炭窒化物が粗大化して冷間加工性が劣化することから、上限を１５に限定する。より好ましくは５〜１０である。
【００３０】
金属組織は、耐摩耗性と冷間加工性を確保するためにフェライト組織のマトリックス中に前記炭窒化物（炭化物および窒化物）が分散している組織にする。なお、組織の判定は、透過型電子顕微鏡にて薄膜試料を観察し、転位密度が低いフェライト組織および炭窒化物（炭化物＋窒化物）に分解されているかで判定するが、目安として焼鈍後の硬さが２７０Ｈｖ以下であれば本発明で定義するフェライトと炭窒化物の組織と判定する。前記炭窒化物について、線材での分布状態の一例を図１の顕微鏡写真（１００倍）に示しており、鋼線及びリード材料では、若干微細化したり均一分散するなど変化する傾向にある。
【００３１】
好ましくは、線材状態では１０μｍ以下（より好ましくは５μｍ以下）、鋼線及びリード材料では５μｍ以下（より好ましくは２μｍ以下、更には０．５μｍ以下）の微細な粒子径とする。
【００３２】
炭窒化物の総量（質量％）は、耐摩耗性と冷間加工性を確保するために、１％以上に限定し、マトリックスをフェライト組織に制御する。しかしながら、８％を超えると冷間加工性および耐食性が劣化する。そのため、上限を８％に限定する。好ましい範囲は、２〜７％である。なお、炭窒化物とは、炭化物および窒化物のうち、１種以上の析出物のことを指す。また、炭窒化物の総量（質量％）の測定は、実施例で詳細に記述するが、非水溶液中での電解分離法にて実施する。
【００３３】
炭窒化物の総量を１％以上に制御する方法はＣ量（％）とＮ量（％）の下限値と焼鈍方法にて調整し、８％以下に制御する方法はＣ量（％）とＮ量（％）の上限値にて調整する。本発明の炭窒化物の総量に制御するには、焼鈍温度は６００〜９５０℃、焼鈍時間は３〜３００分程度の焼鈍を施し、場合によっては焼鈍後に徐冷（冷速；約５〜６０℃／ｈ程度）も行う。６００℃未満の焼鈍では炭窒化物の析出（炭窒化物の総量）が不十分となり、９５０℃以上の焼鈍では不経済となる。
【００３４】
次に、本発明の請求項２記載の化学組成（質量％）の限定理由について説明する。
【００３５】
Ｖ，ＴｉおよびＮｂの第三元素の単体で添加できる量は材料組成上あるいはコスト的な面などから自ずと限られることから、本発明では必用に応じて各元素を共に添加（複合添加）してその合計を０．３〜１．２％にすることで前記効果をより容易な方法で得ることにしている。
【００３６】
次に、本発明の請求項３記載の化学組成（質量％）の限定理由について説明する。
【００３７】
Ｂは、炭窒化物を均一微細分散させて耐摩耗性を向上させるため、必要に応じて、０．００１％添加する。しかしながら、０．０１５％を超えて添加すると粗大なボライドの生成により冷間加工性が劣化する。そのため、上限を０．０１５％に限定する。好ましい範囲は、０．００２〜０．００８％である。
【００３８】
次に、本発明の請求項４記載の化学組成（質量％）の限定理由について説明する。
【００３９】
Ｎｉは、耐食性を確保するために、必要に応じて、０．１％以上添加する。しかしながら、過度に添加すると焼鈍により冷間加工性を確保することが困難になる。そのため、２．０％以下に限定する。好ましい範囲は、０．１〜１．４％である。
【００４０】
Ｃｕ，Ｓｎは、耐食性を確保するために、必要に応じて、Ｃｕ：０．１％以上，Ｓｎ；０．０５％以上添加する。しかしながら、過度に添加すると焼鈍により冷間加工性を確保することが困難になる。そのため、それぞれ、Ｃｕ：２．０％以下，Ｓｎ；０．３％以下に限定する。好ましい範囲は、Ｃｕ：０．１〜０．５％，Ｓｎ；０．０５〜０．１５％である。
【００４１】
次に、本発明の請求項５記載の化学組成（質量％）の限定理由について説明する。
【００４２】
Ａｌ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｒは、必要に応じて、脱酸を強化することを目的に、それぞれ、Ａｌ；０．０１％〜０．２％，Ｃａ；０．００１％〜０．０２％，Ｍｇ；０．００１〜０．０２％，Ｚｒ；０．０００５〜０．０２％添加する。ここで、過剰に添加すると粗大な脱酸生成物により冷間加工性や耐食性が劣化するため、それぞれ、上限を設定する。
【００４３】
さらに請求項６の発明は、前記いずれかに記載の化学組成及び金属組織を有することを特徴とする耐食性と冷間加工性に優れる耐摩耗用のステンレス鋼鋼線である。
【００４４】
さらに請求項７の発明は、前記いずれかの鋼線を冷間圧延加工によって所定断面寸法を持つ帯材とし、前記加工によってその表面硬度３００〜５００Ｈｖの特性の織機おさ用のリード材料とする。その寸法としては、例えば厚さ０．１〜１．５ｍｍ，幅：１．５〜３．０ｍｍ程度とされ、より好ましくは伸線加工によって一旦硬質化した後、引き続き圧延加工することで広幅の圧延加工が容易になる。
【実施例】
【００４５】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００４６】
表１に実施例の鋼の化学組成を示す。
【００４７】
【表１】
2006183081.tif 000003
【００４８】
これら化学組成の鋼は、１００ｋｇの真空溶解炉にて溶解し、φ１８０ｍｍの鋳片に鋳造し、その鋳片をφ５．５ｍｍまで熱間の線材圧延を行い、１０００℃で熱延を終了し、室温まで冷却した。そして、その線材をバッチ炉にて８５０℃で２時間の焼鈍・徐冷を施して、フェライトと炭窒化物の組織にした。その後、酸洗を行い、冷間加工性を調べるために種々の径まで冷間伸線加工を施した。φ３ｍｍへ伸線加工した材料については、耐摩耗性，耐食性および炭窒化物の総量を調査した。結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
2006183081.tif 000004
【００５０】
冷間加工性は、φ５．５ｍｍの線材をφ２ｍｍまで伸線加工した。そして、８０％超の減面率まで伸線加工できれば、冷間加工性を○とし、断線・縦割れ等で伸線加工不可な場合を×として評価した。本発明例の冷間加工性は、いずれも○であった。
【００５１】
耐摩耗性は、伸線加工材の横断面を＃１０００で研磨し、その研磨面を回転する研磨ディスクに押しつけて摩擦を発生させて摩耗減量で評価した。研磨ディスクは、０．１μｍのＴｉＯ2粒子とポリエステル系樹脂を１：３の割合で均一に混合し、硬質化させて作製した。摩擦条件については、接触圧力は１５ｇ／ｃｍ2，摩擦速度は２ｍ／ｓ，摩擦距離５０ｋｍ，乾式で行い、試験前後の質量差を測定した。本発明例の摩耗減量は、５０μｇ／ｃｍ2・ｋｍ以下であった。
【００５２】
耐食性は、鋼線を１００ｍｍ長さに切断後、全面を＃５００研磨して、ＪＩＳ  Ｚ  ２７３１の塩水噴霧試験により１００時間の腐食試験を行った。そして、試験後に発銹状況を５段階に分けて評価した。Ａは無発銹，Ｂは点錆発銹，Ｃは僅かな流れ錆発銹，Ｄは酷い流れ錆発銹，Ｅは全面発銹として評価した。本発明例の耐食性は、Ａ又はＢであった。
【００５３】
炭窒化物の総量（質量％）は、表層を＃５００研磨した３ｇの伸線材を非水溶液中（３％のマレイン酸＋１％のテトラメチルアンモニウムクロイド＋残部メタノール）で電解（１００ｍＶ定電圧）して、マトリックスを溶解し、０．２μｍ穴径のフィルターでろ過して、炭窒化物を抽出した。そして、１時間経過後に質量測定により、炭窒化物の総質量％を算出した。なお、Ｘ線回折の同定より、析出物は実質的に炭化物と窒化物であることを確認した。本発明例の炭窒化物の総量はいずれも１〜８％の範囲内であった。
【００５４】
一方、比較例Ｎｏ．２６〜４８は、本発明例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２５に比べ耐摩耗性，耐食性又は冷間加工性のいずれかが劣っている。
【００５５】
次に、特性に及ぼす組織の影響を調べるために、前述した本発明鋼Ｂの化学組成を有するφ５．５ｍｍの線材について、バッチ炉にて７００〜９００℃で６０分間焼鈍・徐冷してフェライトと炭窒化物の組織とした。また、比較材として上記線材を１０５０℃で焼入れ処理後、２００℃〜５００℃で焼鈍（徐冷却）を施して、組織状態をマルテンサイト、又は、焼戻しマルテンサイトとした。これらの線材は上記と同じ手法で冷間伸線加工性，耐摩耗性，耐食性および炭窒化物の総量を調査し、結果を第３表に示した。
【００５６】
【表３】
2006183081.tif 000005
【００５７】
組織は、冷間伸線加工前の線材から薄膜試料を作製して透過型電子顕微鏡により組織観察し、転位密度が低いフェライト組織および炭窒化物が観察される場合をフェライトと炭窒化物の組織と定義し、ラスマルテンサイト組織のみの場合をマルテンサイト組織と定義し、ラスマルテンサイトおよびラス間に微細な炭窒化物が析出した状態を焼戻しマルテンサイト組織と定義した。本発明鋼の組織は、フェライトと炭窒化物の組織であり、良好な冷間加工性を示した。
【００５８】
一方、比較例Ｎｏ．５１，５２は、マトリックスの組織が焼戻しマルテンサイトおよびマルテンサイト組織であり、冷間加工性に劣っている。
【００５９】
次に、前記の鋼Ｂ（Ｎｏ．２），鋼Ｚ（Ｎｏ．２６，ＳＵＳ４３０）のφ１．６ｍｍに伸線した鋼線を温度７８０℃で焼鈍処理し、加工率５０％の冷間伸線加工を行い、さらに引続いて多段圧延機によって幅２．２ｍｍ、厚さ０．２８ｍｍの硬質帯材でなるリード材料とした。そして、この帯材の炭窒化物の分析と耐摩耗性、耐食性についても前記と同様の方法で行い、帯材の表面硬さについては、ＪＩＳ法により荷重１ｋｇでビッカース硬さを測定した。その結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
2006183081.tif 000006
【００６１】
比較例Ｎｏ．５４のＳＵＳ４３０の帯材に比べ、本発明例Ｎｏ．５３の帯材の耐摩耗性は大幅に優れていることがわかる。
【００６２】
以上の実施例から分かるように本発明鋼の優位性が明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上の各実施例から明らかなように、本発明により、焼入れ・焼戻し処理が不要で、冷間加工のままで耐摩耗性と耐食性を付与できる安価なＣｒ系ステンレス鋼線材または鋼線を提供することが可能であり、シャフト，ミニチュアロープ等の汎用耐摩耗材や織機用のリード材料などとして、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】炭窒化物の分布状態の一例を示す顕微鏡写真。
【図１】
2006183081.tif 000007