(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００３〜０．０５％、Ｃｒ：１０．５〜１８．０％、Ｎ：０．００３〜０．０４％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下を含有し、更に、Ｎｂ：０．１〜０．８％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％の１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物で構成されるステンレス鋼線材に冷間伸線加工および熱処理を施して、最大表面粗度Ｒｍａxが１０μｍ以下、平均表面粗度が１．０μｍ以下、引張強度ＴＳが５００〜１０００Ｎ／ｍｍ2としたことを特徴とする耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線。
【請求項２】
さらに、質量％で、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｖ：０．０３〜１．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１０％のいずれかを含有することを特徴とする請求項１に記載の耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステンレス鋼線をコンベアの金網用材料として用いたことを特徴とするコンベア用金網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線およびそれを用いたコンベア用金網に関する。
具体的には、従来のオーステナイト系ステンレス鋼と同じ汎用製造プロセスで製造可能なコンベア用金網に用いることができるコンベア金網用フェライト系ステンレス鋼線およびそれを用いたコンベア用金網に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、本発明が対象とする金網を有するコンベアを例示する図である。
金網を有するコンベアは、食品加工における洗浄・乾燥・揚げ・蒸し工程、製紙業における紙すき・乾燥工程、薬品などの分級・洗浄・乾燥工程など様々な分野に用いられている。
図１に示すように、例えばフライドポテトやスナック菓子などの搬送物３が、金網２の上に載せられてコンベア１で搬送される途中で乾燥などの種々の処理が行われ、スプロケット４の回転に連動して金網２が移動することにより搬送される。
【０００３】
図２は、本発明が対象とする金網を例示する図である。
図２に示すように、金網は鋼線を例えば螺旋状に曲げ加工した縦糸５と、その縦糸５を連結する横糸６から構成されており、コンベアが作動する度に曲げ加工や加熱・冷却が繰り返されるため、熱変形が少なく、塩素イオンを含む温水に長時間さらされても応力腐食割れが発生しにくいことが必要である。
【０００４】
また、コンベアが作動する際に、摺動部が切削されて金網の切り屑が発生する場合があるが、この切り屑を検知して除去するためには着磁性が要求される。
これまで、コンベア用金網の材料としては、SUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼線材を伸線，ストランド焼鈍，冷間加工等により製造されてきた。
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼の製品は、高価なNiが多量に添加されているため、安価な製造プロセスにもかかわらず、製品価格が高いという欠点があった。
【０００５】
また、オーステナイト系ステンレス鋼は熱膨張率が大きく熱変形し易いため、金網の寿命が短いうえ、金網の隙間に搬送物が挟まるなどトラブルの原因をなるうえ、磁性がないため、コンベアの作動時に発生する金網の切り屑が搬送物に混入した場合に磁気センサーにより混入をチェックできない等、磁性がないためことにより不便さが生じていた。
【０００６】
そこで、コンベアに用いる材料については、従来から種々の提案がなされており、例えば、下記特許文献１や特許文献２には、フェライト相とオーステナイト相からなる２相系ステンレス鋼を用いることが提案されている。
しかし、２相系ステンレス鋼はSUS304に比べてNi含有量が少ないものの高価であることには変わりがなく、着磁力が弱いうえ、硬いので金網に加工する製網性に問題があるうえ、熱膨張率が大きく熱変形し易いという問題点も解決されていなかった。
【０００７】
また、下記特許文献３には、ふるい金網にフェライト系ステンレス鋼線を用いることにより、目開き精度が向上し、耐疲労特性、耐応力腐食割れ性を改善し、高磁性であって破損金網は確実に除去することができるふるい金網が提案されている。
しかしながら、特許文献３に記載されたフェライト系ステンレス鋼線はCr含有量が１９〜２１％と高いため、しわ庇，焼き付き庇等の表面庇が発生するという問題点があった。
【特許文献１】特開平１０−１３０７８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０９１９号公報
【特許文献３】特開２００３−２００１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線およびそれを用いたコンベア用金網を提供し、さらに汎用製造プロセスでコンベア用金網に用いる鋼線を造ることで、オーステナイト系ステンレス鋼が使用されてきた従来製品の製造コストを大幅に下げることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために種々検討した結果、コンベア用金網に最適な化学成分・表面粗度・機械特性からなるフェライト系ステンレス鋼線およびそれを用いたコンベア金網を見出したものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）質量％で、Ｃ：０．００３〜０．０５％、Ｃｒ：１０．５〜１８．０％、Ｎ：０．００３〜０．０４％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下を含有し、更に、Ｎｂ：０．１〜０．８％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％の１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物で構成されるステンレス鋼線材に冷間伸線加工および熱処理を施して、最大表面粗度Ｒｍａxが１０μｍ以下、平均表面粗度が１．０μｍ以下、引張強度ＴＳが５００〜１０００Ｎ／ｍｍ2としたことを特徴とする耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線。
（２）さらに、質量％で、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｖ：０．０３〜１．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１０％のいずれかを含有することを特徴とする（１）に記載の耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線。
（３）（１）又は（２）に記載のステンレス鋼線をコンベアの金網用材料として用いたことを特徴とするコンベア用金網。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有するコンベア金網用ステンレス鋼線およびそれを用いたコンベア用金網を提供することができるうえ、汎用製造プロセスでコンベア用金網に用いる鋼線を造ることで、オーステナイト系ステンレス鋼が使用されてきた従来製品の製造コストを大幅に下げることができるなど産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、先ず、本発明の請求項1に記載の限定理由について説明する。以下の説明にお
ける化学成分は全て質量％を示す。
請求項１のコンベア金網用ステンレス鋼線は、質量％で、Ｃ：０．００３〜０．０５％、Ｃｒ：１０．５〜１８．０％、Ｎ：０．００３〜０．０４％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．００５％以下を含有し、更に、Ｎｂ：０．１〜０．８％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％の１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物で構成されるステンレス鋼線材に冷間伸線加工および熱処理を施して、最大表面粗度Ｒｍａxが１０μｍ以下、平均表面粗度が１．０μｍ以下、引張強度ＴＳが５００〜１０００Ｎ／ｍｍ2としたことを特徴とする。
【００１３】
C，Nは、鋼の強度を確保するために、0.003％以上添加する。−方、Nbと結合してNb炭化物を形成するが、Cは0.05%、Nは0.04％を超えて添加すると、Cr炭窒化物が生成して、耐食性，冷間加工性，靭性が劣化する。そのため、上限をC：0.05％、N:0.04％とする。好ましい範囲は、C，Nとも0.005〜0.03％以下である。
Crは、基本的に耐食性を確保するため10.5％以上添加するが、18.0％を超えて添加すると線材圧延中に再結晶し難くなり、しわ庇が発生し易くなるばかりか圧延口一ルと焼き付きが生じ、線材表面庇が多発する。そのため、上限を18.0％に限定する。好ましい範囲は12.0％〜17.0％である。
Siは、脱酸のため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および靭性が劣化する.そのため、上限を1.0％に限定する。好ましい範囲は、0.1〜0.4％である。
Mnは、脱酸のため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耐食性および冷間加工性が劣化する.そのため、上限を2.0％に限定する。好ましい範囲は、0.1〜1.8％である。
Pは、冷間加工性および靭性を劣化させるため、0.04％以下に限定する。好ましくは、0.025％以下である。
Sは、冷間加工性および靭性または耐食性をも劣化させるため、0.005％以下に限定する。好ましくは、0.003％以下である。
【００１４】
Nbは、炭窒化物を形成してCを固定することで、Cr炭窒化物の生成を抑制し、耐食性，靭性を向上させる（特に溶接部の耐食性と靭性を向上する）。そのため、0.1％以上添加する.しかしながら、0.8％を超えて添加すると、粗大炭窒化物が形成されるため逆に冷間加工性および靭性が劣化する.そのため、上限を0.8％に限定する。好ましい範囲は、0.2％〜0.6％，（Nb＋Ti）／（C＋N）≧10である。
【００１５】
Tiは、Nbと同様に炭窒化物を形成してCを固定することでCr炭窒化物の生成を抑制し、耐食性，靭性を向上させる.また、微細なTi炭窒化物により微細なフェライト粒を得て、靭性を確保する。そのため、0.01％以上添加する。しかしながら、0.5％を超えて添加すると、粗大炭窒化物や酸化物が形成されるため逆に冷間加工性，靭性のみならず表面庇をも劣化するため、上限を0.5％に限定する。好ましい範囲は、0.01〜0.2％である。
ここで、Nbは粗大酸化物を形成し難いため、好ましくはTiよりもNb単独添加の方が表面庇の観点から好ましい。
【００１６】
以上の化学成分で構成されるフェライト系ステンレス鋼線は、SUS304などのオーステナイト系ステンレス鋼線に比べて耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少ないうえ、着磁性を有するので、コンベア金網の摺動により発生する切り屑を検知して除去することができる。
即ち、本発明のコンベア金網用ステンレス鋼線は、従来のオーステナイト系ステンレス鋼線（SUS304）に近い耐食性を有する高純フェライト系ステンレス鋼線をコンベア用金網に用いるものであり、従来のフェライト系ステンレス鋼線のC,N,不純物を低減し、Cu,Nbを微量添加することにより母材部および溶接部の耐食性が優れているとともに、ニッケル系ステンレス鋼線で問題となる応力腐食割れの発生を防止することにより、Cｌ-イオンを含む温水等を使用するコンベア用金網に使用することができるうえ、熱膨張率もSUS304より小さいため加熱・冷却を繰り返しても熱変形が小さく金網寿命が長くなるうえ、ニッケル系ステンレス鋼線とは異なり着磁性があるため金網の切り屑などの金属破片等を磁石により選別・除去できるため、食品機械等で異物混入回避が必須のコンベア金網に最適である。
【００１７】
このステンレス鋼線材に冷間伸線加工を行うロールの表面性状や圧延条件を調整することにより最大表面粗度Ｒmaxが10μm以下、平均表面粗度Ｒaが1.0μm以下とし、その後の熱処理条件を制御することにより引張強度TSが500〜1000N/mm2のコンベア金網用ステンレス鋼線とする。
最大表面粗度Ｒmaxを10μm以下、平均表面粗度Ｒaが1.0μm以下とするのは、Ｒmaxが10μm、Ｒaが1.0μmを超えると、鋼線を曲げ加工して縦糸を形成し横糸と連結する製網工程において鋼線同士の摩擦力が大き過ぎて製網作業に支障が生じるからである。
また、引張強度TSを500〜1000N/mm2とするのは、500N/mm2未満では、金網としての強度が不足して変形し易くなる一方で、1000N/mm2を超えると硬過ぎて製網性が悪くなるからである。
なお本発明におけるコンベア金網とは、搬送物を載せて搬送する金網であって、縦糸と横糸を連結した、ひし形金網・織金網・溶接金網などをいい、縦糸・横糸は１本の鋼線でも複数本の鋼線からなる撚り線でもよい。
【００１８】
次に、本発明の請求項２に記載の限定理由について説明する。
請求項２のコンベア金網用ステンレス鋼線は、さらに、質量％で、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｖ：０．０３〜１．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１０％のいずれかを含有することを特徴とする。
【００２０】
Cuは、Cr量の添加を規制しつつ耐食性を向上させるのに有効であり、必要に応じてCu：1.0％以下を添加する。しかしながら、それ以上添加すると冷間加工性が劣化する。好ましくは、Cu：0.05〜0.8％である。
【００２２】
Ni，Moは、Cr量の添加を規制しつつ耐食性を向上させるのに有効であり、必要に応じてNi：1.0％以下,Mo：3.0％以下を添加する。しかしながら、それ以上添加すると冷間加工性が劣化する。好ましくは、Ni:0.05〜0.8％，Mo：0.1〜2.5％である。
Alは、脱酸を行うと共に、微細な窒化物（AlN）により微細フェライト粒を得て靭性を確保するために添加するが、0.1％を超えて添加すると逆に靭性が劣化する。そのため上限を0.1％に限定する.好ましい範囲は、0.002％〜0.06％である。
【００２３】
Vは、微細な炭窒化物により微細フェライト粒を得て靭性を確保するために0.03％以上添加するが、1.0％を超えて添加すると粗大なV系炭窒化物が生成し、逆に靭性が劣化する.そのため、上限を1.0％に限定する。好ましくは、0.03〜0.80％の範囲である。
Bは、粒界のP偏析を抑制し、冷間加工性を更に向上させるため、必用に応じて0.0003％以上添加する.しかしながら、0.010％を超えて添加すると粗大ボライドにより逆に冷間加工性および靭性が劣化する。そのため、上限を0.010％に限定する。好ましい範囲は、0.001〜0.008％である。
なお、本発明においては0は規定しないが、靭性を確保するため、0.010％以下、好ましくは、0.008％以下とする。
【００２４】
本発明の請求項３に記載の限定理由について説明する。
請求項３のコンベア用金網は、請求項１又は２に記載のステンレス鋼線をコンベアの金網用材料として用いたことを特徴とする。
本発明のフェライト系ステンレス鋼線を用いたコンベア金網は、従来のニッケル系ステンレス鋼線で問題となる応力腐食割れの発生を防止することにより、Cｌ-イオンを含む温水等を使用することができるコンベア用金網を提供することができるうえ、熱膨張率もSUS304より小さいため熱変形が少なく、加熱・冷却を繰り返しても熱変形が小さく金網寿命が長くなるうえ、ニッケル系ステンレス鋼線とは異なり着磁性があるため金網の切り屑などの金属破片等を磁石により選別・除去できるため、食品機械等で異物混入回避を確実に行うことができる。
【実施例】
【００２５】
以下に本発明の実施例について説明する.
表１、表２に実施例の鋼線の化学組成および特性を示す。
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った。
酸洗後、φ3.85mmまで冷間伸線した。  その鋼線について、最大表面粗度Rmax(μm)、平均表面粗度Ｒa(μm)、引張強度Ts(N/mm2)を測定した。その結果を表１および表２に示す。
最大表面粗度Rmax(μm)および平均表面粗度Ｒa(μm)は、鋼線表面を軸方向とは平行に接触式表面粗度計で測定した。
その鋼線から図1に示す金網を製作（部分的に鋼線同士をスポット溶接により接合）し、耐食性、応力腐食割れ性、熱変形特性および着磁性を調査した。
耐食性は、塩水噴霧試験（35℃、5％塩化ナトリウム水溶液、1000時間実施）により評価した。
応力腐食割れ性は、JISG0576「ステンレス鋼の42％塩化マグネシウム腐食試験方法」に準拠し、金網の一部（100mm角）を折り曲げし、沸騰42％塩化マグネシウム水溶液に浸漬し、200時間経過後の割れ発生有無を調べた。
熱変形特性は金網（300mm角）を鋼製の枠内に固定し、電気炉内で室温から300℃までの加熱・冷却を10回繰り返し、変形の度合いを観察した。その結果についても表1および表２に合わせて示す。
本発明のフェライト系ステンレス鋼線を使って製造されたコンベア金網は、溶接部を含む耐食性、耐応力腐食割れ性に優れ熱変形が少なく着磁性を有することが確認された。
一方、比較例は、耐食性、耐応力腐食割れ性、熱変形、着磁性のいずれかの点で劣っていた。
以上の実施例から本発明例の優位性が確認された。
【００２６】
【表１】
0004672544.tif 000002
【表２】
0004672544.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が対象とする金網を有するコンベアを例示する図である。
【図２】本発明が対象とする金網を例示する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  コンベア
２  金網
３  搬送物
４  スプロケット
５  縦糸
６  横糸
【図１】
0004672544.tif 000004
【図２】
0004672544.tif 000005