(57)【要約】  一般的なステンレス鋼を用いさらに非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に優れた、ステンレス鋼板を提供する。  ステンレス鋼板１０は、たとえば板状のステンレス鋼１２を含む。ステンレス鋼１２の一方主面には、ステンレス鋼１２の基地表面に露出する結晶粒界に沿って、たとえば断面３角形状の凹部１２ａが形成される。凹部１２ａの表面を含むステンレス鋼１２の一方主面には、表面皮膜１４が形成される。表面皮膜１４は、ＦｅおよびＣｒを主体とする酸化物および／または水酸化物からなり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の表面皮膜である。また、この表面皮膜１４は、原子％としてＣｒを１０％以上含有し残分が実質的にＦｅであり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の酸化皮膜および／または水酸化皮膜を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼、および
前記ステンレス鋼の表面に形成され、ＦｅおよびＣｒを主体とする酸化物および／または水酸化物からなり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の表面皮膜を有する、ステンレス鋼板。
【請求項２】
前記表面皮膜は、原子％としてＣｒを１０％以上含有し残分が実質的にＦｅであり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の酸化皮膜および／または水酸化皮膜を有する、請求項１に記載のステンレス鋼板。
【請求項３】
前記ステンレス鋼の基地表面に露出する結晶粒界に沿って凹部が形成され、前記凹部の表面を含む前記ステンレス鋼の表面に前記表面皮膜が形成されることによって、前記凹部に対応して前記表面皮膜の表面側に開口幅が０．２μｍ以上で２．０μｍ以下且つ深さが０．２μｍ以上で２．０μｍ以下の溝が形成されている、請求項１または請求項２に記載のステンレス鋼板。
【請求項４】
前記溝は、深さ方向において底に近づくに従って幅が減少するように形成されている、請求項３に記載のステンレス鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステンレス鋼板に関し、特に、プレス成形時において耐型かじり性（耐焼き付き性）およびプレス成形性に優れた、たとえば板状のステンレス冷延薄鋼板やロール状のステンレス冷延薄鋼帯などのステンレス鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼は、熱伝導率が低く、プレス成形時にプレス金型と焼き付きを生じやすく、金型の損耗によりコストアップを招く。これを防止するためには、プレス油中の極圧添加剤を塩素系や硫黄系にする対策やプレス油の粘性を上げる対策が取られている。【０００３】
特許文献１（特開平１０−６０６６３号公報）には、ステンレス鋼薄板などの金属薄板に関して、少なくとも一方主面に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ系皮膜を形成することにより、金属薄板のプレス成形性などを改善する技術が開示されている。この技術は、ステンレス鋼薄板のプレス成形性などが劣化する原因が、Ｃｒ等の合金元素が多量に含むために、表面に強固な酸化皮膜を有しているためであると考えて、その劣化の対策に少なくとも一方主面にＦｅ−Ｎｉ−Ｏ系皮膜を形成している。また、この技術は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｏ系皮膜を形成することにより、皮膜表面に吸着した潤滑油成分が強固になるためというように、単に摺動性がよくなることによりプレス成形性が改善すると説明されている。
特許文献２（特開２００４−６０００９号公報）には、プレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法に関して、摩擦係数μが０．２１以下である表面皮膜を有することにより、フェライト系ステンレス鋼のプレス成形性を向上させる技術が開示されている。この技術の実施例では、表面皮膜として固体潤滑皮膜（アクリル系、エポキシ系、ウレタン系など）を塗布している。
特許文献３（特許第４５１９４８２号公報）には、耐焼き付き性に優れた自動車排気系部品用フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法に関して、フェライト系ステンレス鋼の表面に厚さが５０〜５００ｎｍのＣｒ−Ｍｎ系酸化物からなる酸化皮膜を有し、かつ表面粗度を制御することにより、優れた耐焼き付き性を達成しようとしている。ここで、酸化皮膜の形成は、酸素雰囲気下での熱処理で行われる。
特許文献４（特許第４５１９４８３号公報）には、耐焼き付き性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法に関して、フェライト系ステンレス鋼の表面に厚さが５０〜５００ｎｍのＣｒ−Ｍｎ系酸化物からなる酸化皮膜を有し、かつ表面粗度を制御することにより、優れた耐焼き付き性を達成しようとしている。ここでも、酸化皮膜の形成は、酸素雰囲気下での熱処理で行われるが、特許文献３における条件とは異なる条件範囲で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−６０６６３号公報
【特許文献２】特開２００４−６０００９号公報
【特許文献３】特許第４５１９４８２号公報
【特許文献４】特許第４５１９４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のプレス油による対策のうち前者の対策では、ダイオキシンなどの環境面や耐食性低下などの問題がある。また、上述のプレス油による対策のうち後者の対策では、プレス成形後の脱脂工程で多大なコストアップを招くという問題がある。【０００６】
特許文献１に開示されている技術では、金属薄板の耐型かじり性およびプレス成形性を改善するためには、高粘性の潤滑油（プレス油）成分を用いなければならない。
また、特許文献２に開示されている技術では、耐型かじり性およびプレス成形性を改善するためには、固体潤滑皮膜を形成しなければならない場合がある。
さらに、特許文献３に開示されている技術および特許文献４に開示されている技術では、いずれも、Ｃｒ−Ｍｎ系酸化物を形成するために、ＣｒおよびＭｎを含有する特殊なステンレス鋼が必要である。【０００７】
したがって、上述の課題がなく、汎用性の有る一般的なステンレス鋼を用いることができ、非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いても、型かじり性に優れ、また、用いたプレス油がプレス面で切れることなくその効果が十分発揮できるたとえば板状のステンレス冷延薄鋼板やロール状のステンレス冷延薄鋼帯などのステンレス鋼板が求められていた。【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ステンレス表面にＣｒ（水）酸化物の表面皮膜を形成することにより、一般的なステンレス鋼を用いてもしかも非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に優れた、ステンレス鋼板を提供することである。
この発明のさらなる目的は、ステンレス基地表面が露出する結晶粒界に沿って凹部を形成させその表面にＣｒ（水）酸化物の表面皮膜を形成することにより、一般的なステンレス鋼を用いてもしかも非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に一層優れた、ステンレス鋼板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ステンレス鋼のプレス成形時の耐型かじり性およびプレス成形性について、ＦｅおよびＣｒを主体とする酸化物および／または水酸化物からなる所定の厚さの表面皮膜をステンレス鋼の表面に形成することが有効なことを見出した。
また、本発明者らは、ステンレス鋼のプレス成形時の耐型かじり性およびプレス成形性について、上述の表面皮膜が原子％として１０％以上のＣｒを含有することがさらに有効なことも見出した。
さらに、本発明者らは、ステンレス鋼の基地表面に露出する結晶粒界に沿って凹部を形成し、その凹部の表面を含むステンレス鋼の表面に上述の表面皮膜を形成することにより、ステンレス鋼の凹部に対応する表面皮膜の溝がプレス成形時にプレス油の供給源として働き、プレス油の効果を格段に有効に発揮し、ステンレス鋼のプレス成形時の耐型かじり性およびプレス成形性が著しく向上することも見出した。
この発明にかかるステンレス鋼板は、ステンレス鋼と、ステンレス鋼の表面に形成され、ＦｅおよびＣｒを主体とする酸化物および／または水酸化物からなり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の表面皮膜とを有する、ステンレス鋼板である。
この発明にかかるステンレス鋼板では、表面皮膜は、原子％としてＣｒを１０％以上含有し残分が実質的にＦｅであり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の酸化皮膜および／または水酸化皮膜を有することが好ましい。
また、この発明にかかるステンレス鋼板では、ステンレス鋼の基地表面に露出する結晶粒界に沿って凹部が形成され、凹部の表面を含むステンレス鋼の表面に表面皮膜が形成されることによって、凹部に対応して表面皮膜の表面側に開口幅が０．２μｍ以上で２．０μｍ以下且つ深さが０．２μｍ以上で２．０μｍ以下の溝が形成されていることが好ましい。この場合、溝は、深さ方向において底に近づくに従って幅が減少するように形成されていることが好ましい。ステンレス鋼の平均の結晶粒径は、１００μｍを超えるとプレス後のステンレス表面肌が梨地状になりやすく美観を損なうと同時に、結晶粒界に沿った溝におけるプレス油の保持量が全体として減少し潤滑効果が減少する。したがって、ステンレス鋼の平均の結晶粒径は１００μｍ以下が好ましい。【００１０】
この発明にかかるステンレス鋼板において、ステンレス鋼の表面に形成される表面皮膜の厚さなどを限定した理由について説明する。
表面皮膜の厚さが０．１μｍ未満の場合、プレス成形時に焼き付きやすくなり、型かじりしやすくなる。
一方、表面皮膜の厚さが３．０μｍを超える場合、プレス成形時に表面皮膜が割れやすくなり、すなわちプレス成形性が悪くなり、プレス成形品の耐食性が低下しやすくなるとともに、経済的に高価になる。
それに対して、この発明におけるようにＦｅおよびＣｒを主体とする表面皮膜の厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の場合、耐型かじり性およびプレス成形性が良好になる。
なお、表面皮膜となる酸化物および水酸化物は、どちらであっても表面皮膜による効果が変わらないので、それらの比率については限定しない。
また、この発明にかかるステンレス鋼板において、表面皮膜に含有するＣｒが１０原子％以上の場合、表面皮膜に含有するＣｒが１０原子％未満の場合と比べて、ステンレス鋼板の材料が一般的な金型の材料と著しく異なるようになるので、耐型かじり性およびプレス成形性が向上し、さらに、表面皮膜中の塩素イオンの浸透性が抑えられ、耐食性も向上する。
さらに、この発明にかかるステンレス鋼板において、ステンレス鋼の基地表面に露出する結晶粒界に沿って形成された凹部に対応して表面皮膜に形成された溝の開口幅が０．２μｍ未満またはその溝の深さが０．２μｍ未満の場合、その開口幅が０．２μｍ以上でその深さが０．２μｍ以上の場合と比べて、プレス油の必要な保持量を満たしにくく、プレス成形性が向上しない。
一方、この発明にかかるステンレス鋼板において、溝の開口幅が２．０μｍを超える場合、その開口幅が２．０μｍ以下の場合と比べて、プレス油の油溜りとしての効果は減少し、プレス成形性が向上しない。
また、この発明にかかるステンレス鋼板において、溝の深さが２．０μｍを超える場合、その深さが２．０μｍ以下の場合と比べて、プレス成形品の表面が梨地状になり、さらには極端な場合に割れが発生しやすくなる。
それに対して、この発明にかかるステンレス鋼板において、溝の開口幅が０．２μｍ以上で２．０μｍ以下且つ溝の深さが０．２μｍ以上で２．０μｍ以下の場合、プレス油の必要な保持量を満たしやすく、プレス油の油溜りとしての効果を発揮し、プレス成形品の表面が梨地状になりにくく、耐型かじり性およびプレス成形性が向上する。
また、この発明にかかるステンレス鋼板において、溝は、深さ方向において底に近づくに従って幅が減少するように形成される場合、たとえば溝の断面形状が逆３角形状または逆台形状に形成される場合、プレス油を節約することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ステンレス表面にＣｒ（水）酸化物の表面皮膜を形成することにより、一般的なステンレス鋼を用いてもしかも非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に優れた、ステンレス鋼板が得られる。
さらに、この発明によれば、ステンレス基地表面が露出する結晶粒界に沿って凹部を形成させその表面にＣｒ（水）酸化物の表面皮膜を形成することにより、一般的なステンレス鋼を用いてもしかも非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に一層優れた、ステンレス鋼板が得られる。
この発明によれば、型かじりが生じにくくまたプレス成形性に優れたステンレス冷延薄鋼板やステンレス冷延薄鋼帯などのステンレス鋼板が得られるので、プレス型等の寿命向上や生産性を向上させ、金属加工業界に大いに寄与する。【００１２】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明にかかるステンレス鋼板の一例を示す要部断面図解図である。
【図２】この発明にかかるステンレス鋼板の他の例を示す要部断面図解図である。
【図３】（Ａ）は、実施例１−１においてステンレス鋼の表面に表面皮膜を形成した状態の断面における透過型電子顕微鏡（日本電子ＪＥＭ−２２００ＦＳ）による明視野像を示す図であり、（Ｂ）は、その元素分析結果を示すグラフである。
【図４】実施例２−１においてステンレス鋼の表面に形成した表面皮膜の表面における原子間力顕微鏡（キーエンスＶＮ−８０１０）による拡大写真を示す図である。
【図５】実施例２−１においてステンレス鋼の表面に表面皮膜を形成した状態の断面における透過型電子顕微鏡（日本電子ＪＥＭ−２２００ＦＳ）による明視野像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明にかかるステンレス鋼板の一例を示す要部断面図解図である。図１に示すステンレス鋼板１０は、たとえば板状のステンレス鋼１２を含む。ステンレス鋼１２としては、たとえば、オ−ステナイト系、フライト系等の鋼種に影響されず、また、２Ｄ、２Ｂ、ＢＡ、ハ−ド材、鏡面材のいずれでもよく、鋼種および表面仕上げについては特に限定されない。なお、ステンレス鋼としてオ−ステナイト系のステンレス鋼を用いる場合、酸化皮膜または水酸化皮膜などの表面皮膜の形成方法によって酸化皮膜または水酸化皮膜などの表面皮膜中にＮｉが混入しても何ら影響がなく、特にその量については限定しない。
また、高耐食性ステンレス鋼として、フェライト系ステンレスにあっては高ＣｒのＭｏ添加ステンレス、オーステナイト系ステンレス鋼にあっては高Ｃｒ、高Ｎｉ、ＭｏやＮ添加などの高耐食性ステンレス鋼が開発されているが、表面皮膜中にＭｏが混入しても何ら影響がなく、特にその量については限定しない。しかし、ステンレス鋼の素材としてはＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ含有量が高くなるとその加工性が低下し、プレス成形性も低下するので、Ｃｒは３５％以下、Ｎｉは４０％以下、Ｍｏは１０％以下の組成のステンレス鋼を用いるのが好ましい。
【００１５】
ステンレス鋼１２の一方主面には、ステンレス鋼１２の基地表面に露出する結晶粒界に沿って、たとえば断面逆３角形状ないしは断面略Ｖ字形状の凹部１２ａが形成される。この凹部１２ａは、たとえばエッチングなどによって形成される。凹部１２ａは、平面視したとき、接続点と線分とからなる平面視略網目状の間隙であって、その線分の幅、深さ及び長さは、まちまちであり、途中で途切れていることもある。
【００１６】
凹部１２ａの表面を含むステンレス鋼１２の一方主面には、表面皮膜１４が形成される。表面皮膜１４は、ＦｅおよびＣｒを主体とする酸化物および／または水酸化物からなり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の表面皮膜である。また、この表面皮膜１４は、原子％としてＣｒを１０％以上含有し残分が実質的にＦｅであり、厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下の酸化皮膜および／または水酸化皮膜を有する。このような表面皮膜１４をステンレス鋼１２の一方主面に形成するためには、ステンレス鋼１２の他方主面を保護シートで覆った状態で、ステンレス鋼１２の一方主面に、たとえば硫酸若しくは燐酸を含む酸性のまたは水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムを含むアルカリ性の表面皮膜形成用水溶液中において電解によって形成される。この場合、表面皮膜１４を形成するための電解としては、ステンレス鋼１２に表面皮膜形成用水溶液中において陽極電解および陰極電解を交互に繰り返して行って酸化物からなる酸化皮膜および水酸化物からなる水酸化皮膜を有する表面皮膜を形成する交番電解法、陽極電解のみを行って酸化物からなる酸化皮膜を有する表面皮膜を形成する陽極電解法、陰極電解のみを行って水酸化物からなる水酸化皮膜を有する表面皮膜を形成する陰極電解法が用いられる。あるいは、表面皮膜１４は、クロム酸水溶液中にステンレス鋼１２を浸漬することによって形成される。表面皮膜１４は、耐型かじり性付加皮膜であり、また、潤滑油供給皮膜であり、ステンレス鋼のプレス成形時の耐型かじり性を付与するとともに、プレス成形性を付与するように形成されている。
【００１７】
このように表面皮膜１４を形成することによって、凹部１２ａに対応して表面皮膜１４の表面側には、たとえば断面逆３角形状の溝１４ａが形成される。溝１４ａは、開口幅が０．２μｍ以上で２．０μｍ以下且つ深さが０．２μｍ以上で２．０μｍ以下に形成される。なお、このような凹部１２ａ、表面皮膜１４および溝１４ａは、上述の表面皮膜形成用水溶液中においてステンレス鋼１２の一方主面に交番電解法、陽極電解法または陰極電解法による電解を行うことによって、または、上述の表面皮膜形成用水溶液中にステンレス鋼１２を浸漬することによっても形成することができる。溝１４ａは、平面視したとき、接続点と線分とからなる平面視略網目状の間隙であって、その線分の幅、深さ及び長さは、まちまちであり、途中で途切れていることもある。
【００１８】
図１に示すステンレス鋼板１０において、ステンレス鋼１２の一方主面に形成される表面皮膜１４の厚さなどを限定した理由について説明する。
表面皮膜１４の厚さが０．１μｍ未満の場合、プレス成形時に焼き付きやすくなり、型かじりしやすくなる。
一方、表面皮膜１４の厚さが３．０μｍを超える場合、プレス成形時に表面皮膜が割れやすくなり、すなわちプレス成形性が悪くなり、プレス成形品の耐食性が低下しやすくなるとともに、経済的に高価になる。
それに対して、図１に示すステンレス鋼板１０では、ＦｅおよびＣｒを主体とする表面皮膜１４の厚さが０．１μｍ以上で３．０μｍ以下であるので、耐型かじり性およびプレス成形性が良好になる。
なお、表面皮膜１４となる酸化物および水酸化物は、どちらであっても表面皮膜１４による効果が変わらないので、それらの比率については限定しない。
【００１９】
また、図１に示すステンレス鋼板１０では、表面皮膜１４に含有するＣｒが１０原子％以上であるため、表面皮膜１４に含有するＣｒが１０原子％未満の場合と比べて、ステンレス鋼板１０の材料が一般的な金型の材料と著しく異なるようになるので、耐型かじり性およびプレス成形性が向上し、さらに、表面皮膜１４中の塩素イオンの浸透性が抑えられ、耐食性も向上する。
【００２０】
さらに、図１に示すステンレス鋼板１０において、溝１４ａの開口幅が０．２μｍ未満または溝１４ａの深さが０．２μｍ未満の場合、その開口幅が０．２μｍ以上でその深さが０．２μｍ以上の場合と比べて、プレス油の必要な保持量を満たしにくく、プレス成形性があまり向上しない。
一方、図１に示すステンレス鋼板１０において、溝１４ａの開口幅が２．０μｍを超える場合、その開口幅が２．０μｍ以下の場合と比べて、プレス油の油溜りとしての効果は減少し、プレス成形性が向上しない。
また、図１に示すステンレス鋼板１０において、溝１４ａの深さが２．０μｍを超える場合、その深さが２．０μｍ以下の場合と比べて、プレス成形品の表面が梨地状になり、さらには極端な場合に割れが発生しやすくなる。
それに対して、図１に示すステンレス鋼板１０では、溝１４ａの開口幅が０．２μｍ以上で２．０μｍ以下且つ溝１４ａの深さが０．２μｍ以上で２．０μｍ以下であるため、プレス油の必要な保持量を満たしやすく、プレス油の油溜りとしての効果を発揮し、プレス成形品の表面が梨地状になりにくく、耐型かじり性およびプレス成形性が向上する。
【００２１】
また、図１に示すステンレス鋼板１０では、溝１４ａは、深さ方向において底に近づくに従って幅が減少するように断面逆３角形状に形成されているので、そのように形成しない場合に比べて、プレス油を節約することができる。
【００２２】
したがって、図１に示すステンレス鋼板１０によれば、汎用性の有る一般的なステンレス鋼を用いることができ、非塩素系などの極圧添加剤や低粘性のプレス油を用いてもプレス成形時において耐型かじり性およびプレス成形性に著しく優れる。
【００２３】
図２は、この発明にかかるステンレス鋼板の他の例を示す要部断面図解図である。図２に示すステンレス鋼板１０では、図１に示すステンレス鋼板１０と比べて、ステンレス鋼１２に形成される凹部１２ａおよび表面皮膜１４に形成される溝１４ａが、それぞれ、断面逆台形状に形成されている。すなわち、凹部１２ａおよび溝１４ａは、それぞれ、底に近づくに従ってその幅が狭くなる、テーパー状に形成されている。
図２に示すステンレス鋼板１０でも、図１に示すステンレス鋼板１０と同様の構成を有するので、図１に示すステンレス鋼板１０が奏する効果と同様の効果を奏する。
【００２４】
（実験例１）
実験例１では、厚さ０．２ｍｍの板状のＳＵＳ３０４の１／２Ｈ材、ＢＡ材および＃８００仕上げ材をサンプル（ステンレス鋼）として用いた。
【００２５】
まず、実施例１−１〜１−７および比較例１−２、１−４、１−５として、それらのサンプルの一方主面に、表１に示す表面皮膜形成条件（薬液、皮膜形成条件種別および電解条件）でクロム(水)酸化物からなる種々の膜厚の表面皮膜を形成した。
【００２６】
【表１】
2015147301.tif 000003
【００２７】
表１において、「薬液」は、表面皮膜を形成するための表面皮膜形成用水溶液に用いられる薬液を示す。
また、表１において、「皮膜形成条件種別」は、表面皮膜を形成するために用いられる電解の種類を示す。
さらに、表１の「電解条件」の「極性」において、「直流」は、陽極電解を行うが陰極電解を行わないことを意味し、「反転」は、陽極電解と陰極電解とを交互に繰り返して行うことを意味する。また、表１において、「陽極時間」は、１回の陽極電解の時間を示し、「陽極電流」は、陽極電解によってステンレス鋼に流す電流密度を示し、「陰極時間」は、１回の陰極電解の時間を示し、「陰極電流」は、陰極電解によってステンレス鋼に流す電流密度を示す。さらに、表１において、「反応時間」は、電解処理の全時間を示す。
【００２８】
一方、比較例１−１、１−３では、サンプルの一方主面に表面皮膜を形成していない。
【００２９】
図３（Ａ）は、実施例１−１においてステンレス鋼の表面に表面皮膜を形成した状態の断面における透過型電子顕微鏡（日本電子ＪＥＭ−２２００ＦＳ）による明視野像を示す図であり、図３（Ｂ）は、その元素分析結果を示すグラフである。すなわち、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、実験例１の一例として収束イオンビ−ム加工した断面の透過電子顕微鏡写真および表面皮膜のエネルギー分散型分光法による定量分析結果を示す。この場合、表面皮膜の成分分析において、オ−ジェ分光分析による定量分析を用いた。
実験例１で形成したいずれの表面皮膜も、原子％でＣｒは約３５％、Ｎｉは約８％、残部の主成分は金属成分としてＦｅ、非金属成分として酸素から構成されている。
【００３０】
また、形成した表面皮膜の厚さを、高周波グロ−放電発光表面分析装置（堀場製作所ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）によりスパッタリングし測定した。
さらに、実施例１−１〜１−７および比較例１−１〜１−５に対して、耐型かじり性試験評価方法として、円筒スウィフト深絞り試験を行った。この場合、パンチ径を４０ｍｍにし、パンチ進行速度を６０ｍｍ／ｍｉｎにし、しわ押さえ力を１２ｋＮにし、ブランク径を７２ｍｍ、７８ｍｍまたは８４ｍｍに変更して試験を行った。また、焼き付きの差異を検出しやすいように、実施例１−１〜１−７および比較例１−１〜１−５の表面に低粘性のプレス油（粘度２５センチストークス）を塗布して試験を行い、型かじりの有無などを調べた。
それらの結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2015147301.tif 000004
【００３２】
表２において、型かじり性については、円筒スウィフト深絞り試験の結果、型かじりがなかったものを「○」で示し、型かじりがあったものを「×」で示した。
また、表２において、プレス成形性については、円筒スウィフト深絞り試験の結果、完全に絞り抜けができしかも割れが発生しなかったものを「◎」で示し、完全に絞り抜けができたがパンチコーナー部に割れが発生したものを「○」で示し、絞り抜けの途中で割れが発生して絞り抜けができなかったものを「×」で示した。
【００３３】
低粘性のプレス油を用いているために限界絞り比は小さく、比較例１−１〜１−５においては、ステンレス鋼板とプレス金型との焼き付けによりパンチコーナー部において型かじりが発生した。
それに対して、この発明の実施例１−１〜１−７では、いずれも、一切型かじりが観察されず、しかも、プレス成形性および絞り性も良好であった。
【００３４】
（実験例２）
実験例２では、厚さ０．３ｍｍの板状のＳＵＳ４４３Ｊ１およびＳＵＳ３０４のＢＡ材および＃８００仕上げ材をサンプル（ステンレス鋼）として用いた。
【００３５】
まず、それらのサンプルの一方主面において、５％ＨＣｌ水溶液中、室温〜６０℃、１〜３０分の条件で、結晶粒界のエッチングを行って、結晶粒界に沿って凹部を形成した。この場合、凹部の開口幅や深さを変化して、凹部を形成した。
【００３６】
その後、実施例２−１〜２−１６および比較例２−２〜２−４、２−６〜２−８として、実験例１の実施例１−１の条件と同じ条件において陽極時間（反応時間）を変動して、凹部の表面を含むサンプルの一方主面に表面皮膜を形成した。それによって、凹部に対応して表面皮膜の表面側に溝を形成した。
【００３７】
一方、比較例２−１、２−５では、サンプルの一方主面に表面皮膜を形成していない。そのため、比較例２−１、２−５では、凹部を溝とした。
【００３８】
図４は、実施例２−１においてステンレス鋼の表面に形成した表面皮膜の表面における原子間力顕微鏡（キーエンスＶＮ−８０１０）による拡大写真を示す図である。また、図５は、実施例２−１においてステンレス鋼の表面に表面皮膜を形成した状態の断面における透過型電子顕微鏡（日本電子ＪＥＭ−２２００ＦＳ）による明視野像を示す図である。すなわち、図４および図５は、実験例２の一例について原子間力顕微鏡（キーエンスＶＮ−８０１０）による表面観結果および収束イオンビ−ム加工した断面の透過電子顕微鏡写真をそれぞれ示す。
実験例２で形成した表面皮膜中の元素の定量分析の結果について、ＳＵＳ４４３Ｊ１では、Ｃｒは約４５％、残部は実質的にＦｅであり、また、ＳＵＳ３０４では、実験例１の結果と同じであった。
【００３９】
また、形成した表面皮膜の厚さを、高周波グロ−放電発光表面分析装置（堀場製作所ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）によりスパッタリングし測定した。
さらに、形成した溝の開口幅および深さは、それぞれ、原子間力顕微鏡（キ−エンスＶＮ−８０１０）によって１０箇所の測定箇所で測定し、それらの平均値とした。
さらに、実施例２−１〜２−１６および比較例２−１〜２−８に対して、プレス成形性試験として、円筒スウィフト深絞り試験を行って、限界絞り比を求めた。この場合、パンチ径を４０ｍｍにし、パンチ進行速度を６０ｍｍ／ｍｉｎにし、しわ押さえ力を１２〜２０ｋＮの範囲で変更し、またブランク径を７２〜１００ｍｍの範囲で変更して試験を行った。また、実施例２−１〜２−１６および比較例２−１〜２−８の表面に低粘性のプレス油（粘度２５セントストークス）を塗布して試験を行った。
さらに、その試験中に型かじりが生じたか否かを観察した。
それらの結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
2015147301.tif 000005
【００４１】
表３の結果から明らかなように、皮膜厚さが０．１μm未満の比較例２−１、２−３、２−５、２−７では型かじりが生じ、また限界絞り比も小さい。また、皮膜厚さが３μｍを超え、溝の開口幅および溝深さが２μｍを超える比較例２−２、２−４、２−６、２−８では型かじりは生じないものの限界絞り比が小さくなる。
それに対して、この発明の実施例２−１〜２−１６では、ステンレス鋼の鋼種および表面仕上げに関係なく、型かじりが生じず、限界絞り比の値も大きいことが明らかである。
【００４２】
（実験例３）
実験例３では、板厚が０．２ｍｍで、幅が３００ｍｍであるロール状のＳＵＳ３０４の１／２ハ−ド材（鋼帯）をサンプル（ステンレス鋼）として用いた。
【００４３】
まず、実施例３−１として、サンプルの一方主面に、表４に示す表面皮膜形成条件（薬液、皮膜形成条件種別および電解条件）でクロム(水)酸化物からなる種々の膜厚の表面皮膜を形成した。この場合、実験例２において塩酸でエッチングした場合に得られた凹部と同様な凹部がステンレス鋼の表面において結晶粒界に沿って形成されるとともに、凹部の表面を含むステンレス鋼の表面に酸化皮膜が形成された。この酸化皮膜には、その表面側に凹部に対応して溝が形成されている。実験例３で形成したいずれの表面皮膜も、原子％でＣｒは約３５％、Ｎｉは約８％、残部の主成分は金属成分としてＦｅ、非金属成分として酸素から構成されている。
【００４４】
【表４】
2015147301.tif 000006
【００４５】
また、比較例３−１としては、１／２ハ−ド材のままのものを用いた。
【００４６】
実施例３−１および比較例３−１に対して、実験例２と同様な円筒スウィフト深絞り試験を行って、限界絞り比を求めるとともに、型かじりの有無を確認した。
それらの結果を表５に示す。
【００４７】
【表５】
2015147301.tif 000007
【００４８】
表５の結果より、比較例３−１では、１／２ハ−ド材が硬いため、プレス成形性が低い。
それに対して、この発明の実施例３−１では、限界絞り比が高く、また、型かじりは認められなかった。
【００４９】
（実験例４）
実験例４では、厚さ０．３ｍｍの板状のＳＵＳ４４７Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｌおよび２３Ｃｒ−３５Ｎｉ−７．５Ｍｏ−０．１５Ｎの高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼の２Ｂ材を＃４００バフで研磨仕上げしたものをサンプルとして用いた。
まず、それらのサンプルの一方主面において、３０％王水水溶液中、室温〜６０℃、１〜３０分の条件で、結晶粒界のエッチングを行って、結晶粒界に沿ってその開口幅と深さを変化させ凹部を形成した。
その後、Ｈ2ＳＯ4５００ｇ／Ｌ水溶液中で電解条件として電流密度０．０４Ａ／ｄｍ2で１０〜６０分の陽極電解を行い、一方の主面に表面皮膜を形成した。それによって、凹部に対応して表面皮膜の表面側に溝を形成した。表面皮膜中の元素の表面分析、表面皮膜厚さの測定方法は、実験例１および２のそれと同一である。表面皮膜において、ＳＵＳ４４７Ｊ１ではＣｒが約５５％、Ｍｏが約３％、残部が実質的にＦｅであり、またＳＵＳ３１６ＬではＣｒが約３０％、Ｎｉが約１０％、Ｍｏが約３％であった。また、２３Ｃｒ−３５Ｎｉ−７．５Ｍｏ−０．１５Ｎステンレス鋼では、Ｃｒが約３５％、Ｎｉは約１５％、Ｍｏは約５％であった。
皮膜厚さおよび溝形状の測定値を表６の比較例４−１〜４−５および実施例４−１〜４−６に示す。これらの比較例および実施例に対して、プレス成形性試験として、円筒スウィフト深絞り試験を行って限界絞り比を求めた。この場合、パンチ径を４０ｍｍにし、パンチ進行速度を６０ｍｍ／ｍｉｎにし、しわ押さえ力を１２ｋＮ〜２０ｋＮの範囲で変更し、ブランク径を６０〜８４ｍｍの範囲で変更した。また、潤滑油として、表面に低粘性のプレス油（粘度５０センチストークス）を塗布して試験を行った。さらに、その試験中に型かじりが生じたか否かを観察した。それらの結果を表６に示す。
【００５０】
【表６】
2015147301.tif 000008
【００５１】
表６の結果から明らかなように、高ＣｒのＭｏ添加の高耐食性ステンレス鋼においても、皮膜厚さが０．１μｍ未満の比較例４−１、４−３、４−５ではプレス時に型かじりが生じるとともに限界絞り比も小さい。また、皮膜厚さが３μｍを超える比較例４−２、４−４では型かじりは発生しないものの、限界絞り比が低くなりプレス成形性が低下する。
それに対して、この発明の実施例４−１〜４−６では、ステンレス鋼の鋼種に関係なく、型かじりが生じず、比較例に対し限界絞り比の値が大きいことが明らかである。
【００５２】
（実験例５）
実験例５では、「実験例２と同じ材料」である、厚さ０．３ｍｍの板状のＳＵＳ４４３Ｊ１のＢＡ材をサンプル（ステンレス鋼）として用いた。
【００５３】
まず、実施例５−１〜５−９および比較例５−１〜５−３として、実験例１の表１に示す実施例１−３の条件と同じ条件において反応時間を変動して、サンプルの一方主面に表面皮膜を形成した。また、実施例５−３、５−５、５−８については、表面皮膜形成前に５％ＨＣｌ水溶液中、室温、１〜３０分の条件で結晶粒界のエッチングを行って、結晶粒界に沿って凹部を形成した。
【００５４】
一方、比較例５−１では、サンプルの一方主面に表面皮膜を形成していない。
【００５５】
実験例５で形成した表面皮膜中の元素の定量分析の結果について、ＳＵＳ４４３Ｊ１では、Ｃｒは約４５％、残部は実質的にＦｅであった。
【００５６】
また、形成した表面皮膜の厚さを、高周波グロ−放電発光表面分析装置（堀場製作所ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）によりスパッタリングし測定した。さらに、溝の開口幅及び深さは、実験例２と同様に原子間力顕微鏡（キーエンスＶＮ−８０１０）にて測定した。
さらに、実施例５−１〜５−９および比較例５−１〜５−３に対して、プレス成形性試験として、円筒スウィフト深絞り試験を行って、限界絞り比を求めた。この場合、パンチ径を４０ｍｍにし、パンチ進行速度を６０ｍｍ／ｍｉｎにし、しわ押さえ力を１２〜２０ｋＮの範囲で変更し、またブランク径を７２〜１００ｍｍの範囲で変更して試験を行った。また、実施例５−１〜５−９および比較例５−１〜５−３の表面に低粘性のプレス油（粘度２５セントストークス）を塗布して試験を行った。
さらに、その試験中に型かじりが生じたか否かを観察した。
それらの結果を表７に示す。
【００５７】
【表７】
2015147301.tif 000009
【００５８】
表７の結果から明らかなように、皮膜厚さが０．１μm未満の比較例５−１、５−２では型かじりが生じ、また限界絞り比も小さい。また、皮膜厚さが３μｍを超える比較例５−３では型かじりは生じないものの限界絞り比が小さくなる。
それに対して、この発明の実施例５−１〜５−９では、型かじりが生じず、限界絞り比の値も大きいことが明らかである。
【００５９】
実施例５−２と５−３、実施例５−４と５−５、実施例５−７と５−８とを対比し、表面皮膜の表面側に形成した溝の限界絞り比、型かじりへの影響を比較する。開口幅及び深さがそれぞれ０．２〜２μｍの範囲で溝が形成されている実施例５−３、５−５、５−８では限界絞り比が２．４以上であり、溝がほとんど形成されていない実施例５−２、５−４、５−７の値に比べ高い。
【００６０】
したがって、表面皮膜の表面側に形成した溝は、限界絞り比を高め、プレス成形性を向上させている。
【００６１】
なお、図１および図２に示すステンレス鋼板１０では、ステンレス鋼１２に凹部１２ａが形成され、さらに、表面皮膜１４に溝１４ａが形成されているが、この発明では、それらの凹部や溝は形成されなくてもよい。
【００６２】
また、図１および図２に示すステンレス鋼板１０では、ステンレス鋼１２の一方主面のみに凹部１２ａおよび表面皮膜１４が形成されているが、この発明では、表面皮膜はステンレス鋼の一方主面および他方主面の両面に形成されてもよい。この場合、凹部についても、ステンレス鋼の一方主面および他方主面の両面に形成されてもよい。
【００６３】
さらに、図１および図２に示すステンレス鋼板１０では、凹部１２ａおよび溝１４ａが断面逆３角形状または断面逆台形状に形成されているが、この発明では、凹部や溝は他の形状に形成されてもよい。この場合、溝は、深さ方向において底に近づくに従って幅が減少するように形成される場合、プレス油を節約することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
この発明にかかるステンレス鋼板は、金型でプレス成形されるプレス製品などに利用される。また、この発明によれば、型かじりが生じにくくまたプレス成形性に優れたステンレス冷延薄鋼板やステンレス冷延薄鋼帯などのステンレス鋼板が得られるので、プレス型等の寿命向上や生産性を向上させ、金属加工業界に大いに寄与する。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ステンレス鋼板
１２  ステンレス鋼
１２ａ  凹部
１４  表面皮膜
１４ａ  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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