(57)【要約】【課題】  冷間圧延後の熱処理時にディスクブレーキロータ用として所定の硬さを安定して得られる鋼板を製造し、ディスク加工時の負荷を軽減させる、ディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】  Ｃ＋Ｎ：０.０４〜０.１９％、Ｓｉ：０.５％以下、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｒ：１０〜１４.５％を含有し、あるいはさらにＣｕ：１.０％以下、Ｎｉ：１.５％以下のうち１種または２種を含有するステンレス鋼素材を、熱間圧延（略して熱延）したのち焼鈍し次いで酸洗し、さらに冷間圧延（略して冷延）し、得られた冷延鋼帯を冷延材用焼鈍酸洗設備にて、オーステナイト域に加熱後冷却してマルテンサイト組織としたのち酸洗する。【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：０.０４〜０.１９％、Ｓｉ：０.５％以下、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｒ：１０〜１４.５％を含有し、あるいはさらにＣｕ：１.０％以下、Ｎｉ：１.５％以下のうち１種または２種を含有するステンレス鋼素材を、熱間圧延したのち焼鈍し次いで酸洗し、さらに冷間圧延し、得られた冷延鋼帯を冷延材用焼鈍酸洗設備にて、オーステナイト域に加熱後冷却して組織をマルテンサイト組織にしたのち酸洗することを特徴とするディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法に関し、特に高速走行可能な自転車（マウンテンバイク等）あるいは原動機付自転車等の制動に使用されるディスクブレーキロータの製造負荷を軽減できる、ディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車のディスクブレーキ材には耐摩耗性、耐錆性が要求される。耐摩耗性は、一般に硬さが高いほど大きくなるが、ブレーキのパッドとの関係からＨＲＣで３５±５の硬さが求められている。これらの要求を満足させるために、ディスクブレーキロータ用素材としては、ＳＵＳ４２０Ｊ２等のマルテンサイト系ステンレス鋼板が用いられてきた。しかし、このステンレス鋼板では焼入れ後の焼戻し時に低Ｃｒ域が発生し、耐錆性が劣るという問題があった。
【０００３】
一方、特許文献１に示されるような低Ｃ高Ｍｎのマルテンサイト系ステンレス鋼板では、焼入れのみで所定の硬さが得られ、焼戻しが不要となる。通常、この材料を用いてディスクブレーキロータを製造する場合、鋼板メーカはディスクメーカに焼鈍材を提供し、ディスクメーカが、焼鈍材を焼入れし、その後打抜き加工、次いで研磨することにより製品化していた。
【特許文献１】特公昭６０−２３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような方法でディスクブレーキロータを製造する場合、所定の硬さを得るために焼入れ処理が必要であるが、この焼入れ処理に関して以下のような問題点があった。
1)  ディスクメーカが熱処理設備を保有する必要がある。
2)  通常シート加工（あるいはさらに丸抜き）後に焼入れされるため、生産性が低く工程負荷が高い。
3)  一定の硬さを得るためには、焼入れ時の温度管理を厳密に実施する必要があり、このための負荷が高い。
4)  焼入れ後の研磨時に、焼入れにより生じたスケールを研削する負荷が高い。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、冷間圧延後の熱処理時にディスクブレーキロータ用として所定の硬さを安定して得られる鋼板を製造し、ディスク加工時の負荷を軽減させる、ディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、質量％で、Ｃ＋Ｎ：０.０４〜０.１９％、Ｓｉ：０.５％以下、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｒ：１０〜１４.５％を含有し、あるいはさらにＣｕ：１.０％以下、Ｎｉ：１.５％以下のうち１種または２種を含有するステンレス鋼素材を、熱間圧延（略して熱延）したのち焼鈍し次いで酸洗し、さらに冷間圧延（略して冷延）し、得られた冷延鋼帯を冷延材用焼鈍酸洗設備にて、オーステナイト域に加熱後冷却して組織をマルテンサイト組織にしたのち酸洗することを特徴とするディスクブレーキロータ用ステンレス鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自転車用ディスクブレーキロータの素材として必要な硬さレベルを満足する鋼帯を供給できるので、ディスクブレーキロータ製造時の焼入れ工程を省略することができ、その生産性向上に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で用いるマルテンサイト系ステンレス鋼素材の組成を上記のように限定した理由を以下に説明する。なお、成分含有量の単位は質量％とし、％と略記する。
【０００９】
Ｃ＋Ｎ：０.０４〜０.１９％
ＣおよびＮは、硬さを高め耐摩耗性を向上させるに有効な元素であるが、（Ｃ＋Ｎ）量が０.０４％未満では焼入れ硬さがＨＲＣ３０を下回り、一方、（Ｃ＋Ｎ）量が０.１９％超では焼入れ硬さがＨＲＣ４０を上回り、ディスクブレーキロータ用として適正な硬さが得られなくなる。よって、ＣおよびＮは合計で０.０４〜０.１９％とした。
【００１０】
Ｓｉ：０.５％以下
Ｓｉは、高温においてフェライトを生成させる元素であり、０.５％を超えるＳｉの添加は焼入れ硬さを低下させるのみならず靭性に悪影響を及ぼすので、０.５％以下とした。
【００１１】
Ｍｎ：０.５〜２.５％
Ｍｎは、高温においてδ-フェライトの生成を防止し、焼入れ温度範囲を広げて焼入れ性を安定させるのに有効な元素である。しかし、Ｍｎが０.５％未満ではその防止効果に乏しく、９００〜１０５０℃の温度範囲でδ-フェライトが生成するため、ＨＲＣ３５±５の焼入れ硬さが得られなくなる。また、Ｍｎが２.５％を超えると高温での耐酸化性が低下し、鋼板製造工程でのスケール生成量が多く、酸洗時の板面に肌荒れを生じ、鋼板の寸法精度を著しく低下させる。よって、Ｍｎは０.５〜２.５％とした。
【００１２】
Ｃｒ：１０〜１４.５％
Ｃｒは、耐食性確保のために１０％以上が不可欠である。しかし、Ｃｒが１４.５％を超えるとＭｎ、Ｎｉ、Ｃｕのそれぞれ上限量を添加しても８５０〜１０５０℃の焼入れ温度範囲においてδ-フェライトが生成するようになり、ＨＲＣ３５±５の焼入れ硬さが得られなくなる。よって、Ｃｒは１０〜１４.５％とした。
【００１３】
本発明では、上記成分元素の他、必要に応じて、Ｃｕ、Ｎｉのうち１種または２種を添加することができる。
【００１４】
Ｃｕ：１.０％以下
Ｃｕは、Ｍｎと同様の効果をもつので、本発明では必要に応じて添加することができるが、１．０％を超えると熱間加工性を害し、鋼板の製造歩留りを低下させるので、１．０％以下とするのが好ましい。
【００１５】
Ｎｉ：１.５％以下
Ｎｉは、Ｍｎと同様の効果をもつので、本発明では必要に応じて添加することができるが、高価な元素であるため、鋼板製造コストの上昇を抑える観点から、１.５％以下とするのが好ましい。
【００１６】
次に、本発明で用いる製造プロセスについて説明する。図１は、ステンレス鋼素材から最終製品であるディスクブレーキロータを得るまでの全工程を、従来と本発明とで比較して示すフロー図である。図１において、シート加工より上流側の工程が鋼板製造方法に係るものであり、『』内が本発明に係る鋼板製造プロセスに相当する。シート加工以降はディスクメーカにより実施される。
【００１７】
図１に示すように、従来では、冷延板（冷延まま鋼帯）の焼鈍でフェライト組織を得ていたために、工程Ａとして示すように、ディスクメーカが焼入れ処理を行っていた。これに対し、本発明では、上記限定範囲の組成をもつ冷延板の熱処理工程においてマルテンサイト組織を得るようにしたから、シート加工用素材としての鋼帯の硬さをディスクブレーキロータ用として必要な範囲に収めることができ、その結果、工程Ｂとして示すように、ディスクメーカでの焼入れ処理を省略できるようになるので、上述の問題点は一挙に解決する。
【００１８】
本発明では、熱間圧延から冷間圧延にかけての工程ならびに冷延板の酸洗工程の操業条件は特に限定されず、公知の条件で行えばよい。冷延板の熱処理工程では、マルテンサイト組織を得るためにオーステナイト域に加熱後冷却する。この加熱温度は、低すぎるとマルテンサイト組織が得られず、高すぎるとフェライト組織が生成するので、９００〜１１００℃の範囲とするのが好ましい。また、この加熱温度での保持時間は、短かすぎるとオーステナイト化せず、長すぎるとフェライト組織となる可能性があるため、２〜９０ｓの範囲とするのが好ましい。冷却速度は、厚さ４ｍｍの鋼板を空冷したときの冷却速度以上とすればよい。
【００１９】
冷延板熱処理で得られるマルテンサイト組織の硬さを変更するには、（Ｃ＋Ｎ）の含有量を調整する方法が有効である。
【００２０】
なお、本発明におけるマルテンサイト組織には、体積率（vol.%）で５％以内の残留オーステナイトが含まれていても構わない。
【００２１】
冷延後の熱処理および酸洗には、経済性の観点から、冷延材用焼鈍酸洗設備を用いるものとする。ここでいう冷延材用焼鈍酸洗設備とは、ステンレス冷延品用連続焼鈍酸洗設備を指す。
【００２２】
なお、一般に自転車用ディスクブレーキロータの素材には、良好な形状が要求される。このため、上記の方法で製造したステンレス鋼帯にスキンパス圧延あるいはテンションレベラをかけて形状をよりフラットに矯正することが好ましい。
【００２３】
冷延板熱処理後の鋼板の組織およびロックウェル硬さは、通常の酸洗あるいはさらに形状矯正を行った後に試料を採取して行う。
【実施例】
【００２４】
発明例（本発明の実施例）として、表１に示す成分元素を含み残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成のステンレス鋼スラブを厚さ５ｍｍに熱間圧延後、８００℃×２４ｈの条件で焼鈍し、次いで酸洗した。該酸洗後の鋼板を厚さ２ｍｍに冷間圧延し、得られた冷延板を冷延材用焼鈍酸洗設備にて、１０００℃に加熱し６０ｓ保持後冷却（空冷）する条件で熱処理し、次いで酸洗してスケールを除去した。さらにスキンパス圧延を行い形状を矯正した。
【００２５】
また、比較例（従来技術の実施例）として、発明例において冷延板熱処理の加熱温度を１０００℃に代えて８００℃（焼鈍）とした以外は発明例と同一のプロセスを実行した。
【００２６】
発明例と比較例について、冷延板熱処理後およびスキンパス圧延後の鋼板の組織およびロックウェル硬さを調査した。さらにこれらの鋼板を素材として、発明例では図１の工程Ｂ、比較例では図１の工程Ａにより自転車用ディスクブレーキロータの製造を試行し、製造上の問題の有無をチェックするとともに、研磨の所要時間と砥石原単位を調べた。なお、比較例では焼入れ後の硬さも調べた。
【００２７】
これらの鋼１における調査結果を表２に示す。なお、研磨の所要時間と砥石原単位は比較例を１とした相対比で示した。表２に示すように、発明例では特に製造上の問題もなくディスクブレーキロータを製造することができ、焼入れ工程を省略することができた。また、焼入れ起因のスケールもないため、研磨の所要時間および砥石原単位を大幅に削減することができた。
【００２８】
なお、鋼２の発明例では、熱処理後、スキンパス圧延後の硬さは、ともにＨＲＣ＝３７で、かつ組織もマルテンサイトとなっていた。
【００２９】
【表１】
2005220400.tif 000003
【００３０】
【表２】
2005220400.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、自転車用ディスクブレーキロータに適用できる。なお、通常自転車用ディスクブレーキロータは軽量化のため厚さ２ｍｍ前後のものが使用されているが、本発明は、冷延材用焼鈍酸洗設備で製造可能な厚さの範囲内では、自転車以外の二輪車、バギー車、スノーモービル等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ステンレス鋼素材から最終製品であるディスクブレーキロータを得るまでの全工程を、従来と本発明とで比較して示すフロー図である。
【図１】
2005220400.tif 000005