(57)【要約】【課題】直噴インジュクターや電動パワーステアリングトルクセンサー等に代表される優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ＋Ｎ：０．０５％以下、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０１〜０．１％、かつ、Ｓ／（Ｃ＋Ｎ）：１．９以上、Ｃｒ：４．０〜１７．０％、Ａｌ：３．０％以下、Ｏ：０．０１％以下、かつ、Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）：０．３〜０．６、Ａｌ＋Ｓｉ：０．２〜３．２％、ＴｉまたはＺｒの１種または２種の添加で（Ｔｉ＋０．４９Ｚｒ）／Ｓ：２〜６を含有し、残部Ｆｅからなることを特徴とする優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ＋Ｎ：０．０５％以下、
Ｓｉ：３．０％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０１〜０．１％、かつ、Ｓ／（Ｃ＋Ｎ）：１．９以上、
Ｃｒ：４．０〜１７．０％、
Ａｌ：３．０％以下、
Ｏ：０．０１％以下、
かつ、Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）：０．３〜０．６、
Ａｌ＋Ｓｉ：０．２〜３．２％、
ＴｉまたはＺｒの１種または２種の添加で（Ｔｉ＋０．４９Ｚｒ）／Ｓ：２〜６を含有し、残部Ｆｅからなることを特徴とする優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼。
【請求項２】
請求項１に加えて、必要に応じて、Ｍｏ：２．０％以下、Ｐｂ：０．１５％以下の内の１種以上を選択的に含有させたことを特徴とする優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴インジェクターや電動パワーステアリングトルクセンサー等に代表される電磁ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直噴インジェクターや電動パワーステアリングトルクセンサー等に代表される電磁ステンレス鋼には優れた磁気特性、被削性および耐食性が要求され、場合に応じて冷間鍛造性が要求されている。一方、近年の電磁ステンレス鋼においては、環境問題から特にＰｂフリー化に向けた被削性改善の研究が盛んで、例えば特開平１１−２７９７１７号公報（特許文献１）に開示されているように、Ｍｎ含有量を規制し、Ｓｉ／Ａｌ：４以下とすることでＴｉＳを形成させ、被削性（ドリル穿孔性）を向上させる方法が提案されている。また、特開２００１−１４００３４号公報（特許文献２）に開示されているように、（Ｔｉ，Ｚｒ）４  Ｃ２  （Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）２  で表される化合物（炭硫化物）が合金組成中に少なくとも分散形成することにより被削性（ドリル穿孔性）を向上させる方法が提案されている。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平１１−２７９７１７号公報）
（２）特許文献２（特開２００１−１４００３４号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１の方法では、Ｔｉを添加してＴｉＳを生成させた場合、ドリル穿孔性が向上するものの、条件によっては同時に鋼中に不可避的に含まれるＣ，ＮによってＴｉＮやＴｉＣが鋼中に生じ、工具寿命を著しく低下させる問題があった。また、特許文献２の方法では、Ｔｉ，Ｚｒの炭硫化物を生成させた鋼はドリル穿孔性は良好なものの、Ｔｉ，Ｚｒの炭硫化物は硬く工具寿命が悪く、しかも電磁ステンレス鋼においては不可避不純物Ｎ量が規定されておらず、条件によってはＴｉＮを生じ、さらに工具寿命を低下させるという問題があった。
【０００５】
一方、インジェクター等の小型精密部品においては、部品の寸法精度を向上させるため、特に切削による工具の摩耗損失をできるだけ最小にすることが求められている。Ｔｉ，Ｚｒ系の硫化物を利用する場合、鋼中不純物のＣ，Ｎの存在に起因して生じるＴｉＣ，ＴｉＮにより、工具が短時間に摩耗されて、生産性阻害あるいは工具費用を増大する問題があった。また、これまでＴｉ，Ｚｒの炭硫化物で解決しようと図っているが、不可避不純物であるＣ，Ｎ量によって、工具寿命が著しく悪くなるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するべく発明者らは鋭意開発を進めた結果、不可避的なＣとＮの配分をＮ／（Ｃ＋Ｎ）：０．３〜０．６として制御した上で、Ｃ＋Ｎ量に見合うＳを適正に添加し、同時にＴｉあるいはＺｒの少なくとも何れかを含む元素を適正に含有させることで、Ｔｉ，Ｚｒの炭窒素硫化物あるいは窒素硫化物を生成させ、工具寿命を低下させるＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＣＳの生成を抑制することによって、工具寿命を著しく改善できる電磁ステンレス鋼を見出した。
【０００７】
その発明の要旨とするところは、
（１）質量％で、Ｃ＋Ｎ：０．０５％以下、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０１〜０．１％、かつ、Ｓ／（Ｃ＋Ｎ）：１．９以上、Ｃｒ：４．０〜１７．０％、Ａｌ：３．０％以下、Ｏ：０．０１％以下、かつ、Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）：０．３〜０．６、Ａｌ＋Ｓｉ：０．２〜３．２％、ＴｉまたはＺｒの１種または２種の添加で（Ｔｉ＋０．４９Ｚｒ）／Ｓ：２〜６を含有し、残部Ｆｅからなることを特徴とする優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼。
（２）前記（１）に加えて、必要に応じて、Ｍｏ：２．０％以下、Ｐｂ：０．１５％以下の内の１種以上を選択的に含有させたことを特徴とする優れた工具寿命特性を有する電磁ステンレス鋼である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る成分組成の限定理由について述べる。
Ｃ＋Ｎ：０．０５％以下
Ｃ，Ｎは、不可避的な不純物で合計量が０．０５％を超えると所望の磁気特性が得られないことから、合計含有量の上限を０．０５％とした。
Ｓｉ：３．０％以下
Ｓｉは、磁気特性を改善するための元素である。しかし、３．０％を超える添加は、靱性の低下によって製造性を悪化させるため、その上限を３．０％とした。
【０００９】
Ｍｎ：０．５％以下
Ｍｎは、脱酸剤として有効な元素である。しかし、０．５％を超える添加は耐食性を劣化させるＭｎＳの生成と、Ｔｉ，Ｚｒの炭窒硫化物を生成させるため、その上限を０．５％とした。
Ｐ：０．０３５％以下
Ｐは、不可避的不純物として含有する。しかも０．０３５％を超えると所望の磁気特性が得られなくなることから、その上限を０．０３５％とした。
【００１０】
Ｓ：０．０１〜０．１％、かつＳ／（Ｃ＋Ｎ）：１．９以上
Ｓは、被削性と工具寿命を改善させるＴｉ，Ｚｒの炭窒硫化物、窒素硫化物あるいは硫化物を生成させるために添加する。しかし、０．０１％未満では効果がなく、０．１％を超える添加は所望の磁気特性が得られなくなるので、その範囲を０．０１〜０．１％とした。同時にＳはＣ＋Ｎの１．９倍以上添加しないとＴｉＣ、ＴｉＮが析出し易くなって工具寿命を著しく悪化させるので、Ｓ／（Ｃ＋Ｎ）を１．９以上とする。
【００１１】
Ｃｒ：４．０〜１７．０％
Ｃｒは、耐食性を向上させるために効果的な元素である。しかし、４．０％未満ではその効果が十分でなく、１７．０％を超える添加は、コスト的または製造性を悪化させることから、その範囲を４．０〜１７．０％とした。
Ａｌ：３．０％以下
Ａｌは、磁気特性を改善させるために添加する。しかし、３．０％を超える添加は靱性の低下によって製造性を悪化させることから、その上限を３．０％とした。
【００１２】
Ｏ：０．０１％以下
Ｏは、不可避的不純物として含有する。０．０１％を超えると介在物を形成し、磁気特性や耐食性を劣化させるため、その上限を０．０１％とした。
Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）：０．３〜０．６
Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）が０．３未満ではＴｉＣ、ＴｉＣＳが生成し易くなり、工具寿命を劣化させる。また、０．６を超えるとＴｉＮが生成し易くなって工具寿命を劣化させることから、その範囲を０．３〜０．６とした。
【００１３】
ＴｉまたはＺｒの１種または２種の添加でＴｉ＋０．４９Ｚｒが２×Ｓ％〜６×Ｓ％
ＴｉまたはＺｒは、Ｔｉ，Ｚｒの硫化物、炭窒硫化物あるいは窒素硫化物を生成させるために添加する。しかし、２×Ｓ％未満ではその効果がなく、また、６×Ｓ％を超えると磁気特性を劣化させるため、その範囲を２×Ｓ％〜６×Ｓ％とした。
Ａｌ＋Ｓｉ：０．２〜３．２％
Ａｌ＋Ｓｉは磁気特性を改善させ、所望の磁気特性を得るために必要である。しかし、０．２％未満では効果がなく、また、３．２％を超えると靱性の低下によって製造性を悪化させるために、その範囲を０．２〜３．２％とした。
【００１４】
Ｍｏ：２．０％以下
Ｍｏは、耐食性をより改善させる場合に必要に応じて添加する。しかし、２．０％を超える添加は製造性の悪化を招くことから、その上限を２．０％とした。
Ｐｂ：０．１５％以下
Ｐｂは、被削性をより改善させる場合に有用な元素である。従来の一般的な含有量の半分でも十分な被削性が得られるので、その上限を０．１５％とした。
【００１５】
図１は、Ｎ％／（Ｃ％＋Ｎ％）と逃げ面摩耗量との関係を示す図である。この図に示すように、Ｎ％／（Ｃ％＋Ｎ％）が０．３未満、また、０．６を超える場合には逃げ面摩耗量／ｍｍ量が著しく増加することが判る。図２は、Ｓ％／（Ｃ％＋Ｎ％）と逃げ面摩耗量との関係を示す図である。この図に示すように、Ｓ％／（Ｃ％＋Ｎ％）が１．９％未満では逃げ面摩耗量／ｍｍ量が著しく増加することが判る。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１に示す各化学成分組成の鋼を１００ｋｇ真空誘導溶解炉を用いて溶製し、８００〜１０００℃でφ２０およびφ６０に鍛伸し供試材とした。このφ２０鍛伸材の磁気特性およびφ６０鍛伸材の工具寿命試験を行なった。その結果を表１に示す。磁気特性評価については、φ２０鍛伸材を８７０℃で焼鈍し外径１０ｍｍ／内径６ｍｍ／厚さ５ｍｍのリング試験片を製作し、真空９００℃で磁気特性をＨｃメーターにて保磁力Ｈｃを測定した。多くの用途では、Ｈｃ≦１．０Ａ／ｃｍが求められることから、１．０Ａ／ｃｍを超える特性をもつ材料をＮＧとした。また、工具寿命試験については、φ６０鍛伸材を８７０℃で焼鈍し、形状ＳＮＧ４３１、材質ＳＴ２０Ｅ、刃先０．４Ｒの切削工具にて、乾式、切り込み１．０ｍｍ、送り０．２ｍｍ／回、切削速度１００ｍ／ｍｉｎにて１０ｍｉｎ切削し、逃げ面摩耗量（ｍｍ）を測定した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜２１は本発明例であり、Ｎｏ．２２〜３０は比較例である。比較例Ｎｏ．２２はＣ＋Ｎ量が高いために、保磁力Ｈｃが大きく磁気特性に劣る。比較例Ｎｏ．２３〜２６はＮ／（Ｃ＋Ｎ）が０．３〜０．６から外れているために、逃げ面摩耗量が高く切削性に劣る。比較例Ｎｏ．２７および比較例Ｎｏ．２８はＳ／（Ｃ＋Ｎ）が１．９より低いために、比較例Ｎｏ．２３〜２６と同様に逃げ面摩耗量が高く切削性に劣る。比較例Ｎｏ．２９は（Ｔｉ＋０．４９Ｚｒ）／Ｓの値が低いために、保磁力Ｈｃが大きく磁気特性に劣る。比較例Ｎｏ．３０は（Ｔｉ＋０．４９Ｚｒ）／Ｓの値が高いために、保磁力Ｈｃが大きく磁気特性に劣る。これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜２１のいずれも保磁力Ｈｃが小さく、磁気特性に優れ、かつ逃げ面摩耗量、すなわち工具寿命特性が優れていることが判る。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるＰｂフリー型あるいは省Ｐｂ型のＴｉ，Ｚｒ添加電磁ステンレス鋼部品の製造において、工具摩耗が軽減され、電磁ステンレス鋼を使用する部品メーカーの切削工具寿命が延長され、生産性向上あるいは製造コスト低減を図ることが可能となる極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎ％／（Ｃ％＋Ｎ％）と逃げ面摩耗量との関係を示す図である。
【図２】Ｓ％／（Ｃ％＋Ｎ％）と逃げ面摩耗量との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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