(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだ、特に溶融状態のＳｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだに対する耐侵食性が優れたＦｅ基合金およびそのＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材を提供する。【解決手段】Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらに必要に応じて下記の（ａ）〜（ｃ）内の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する。（ａ）ＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％、（ｂ）ＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％、（ｃ）Ｙおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項２】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項３】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項４】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項５】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項６】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項７】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項８】
質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金。
【請求項９】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置部材。
【請求項１０】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用はんだ槽。
【請求項１１】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とするＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用噴射ノズル。
【請求項１２】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用プロペラ。
【請求項１３】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用シャフト。
【請求項１４】
請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ダクト。
【請求項１５】
請求項１〜８の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター保護管。
【請求項１６】
請求項１〜８の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター被覆管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶融鉛フリーはんだ、特に溶融状態のＳｎ−Ａｇ系はんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金およびそのＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に関する関心が高まり、例えば、ヨーロッパでは電子機器などへの有害物質の含有を規制することが決定されている。その規制物質の１つとして鉛が取り上げられている。鉛は電子部品の接合に用いられているはんだの主成分であることから、鉛を全く使用しないＳｎ−Ａｇ系の鉛フリーはんだ（鉛フリーはんだであるＳｎ−Ａｇ系はんだの組成としてＳｎ−３．５％Ａｇ、Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．１％Ｃｕなどが知られている）が開発され、従来の鉛はんだとの置き換えが進みつつある。したがって、現在では鉛フリーはんだと言えば前記Ｓｎ−Ａｇ系はんだを一般に示している。ところが、鉛フリーはんだである前記Ｓｎ−Ａｇ系はんだは、従来の鉛はんだに比べて反応性が高くかつ溶融温度が高く、そのために従来から使用されているＳＵＳ３０４（Ｃｒ：１８〜２０質量％、Ｎｉ：８〜１０．５質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）、ＳＵＳ３０９Ｓ（Ｃｒ：２２〜２４質量％、Ｎｉ：１２〜１５質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）、ＳＵＳ３１６（Ｃｒ：１６〜１８質量％、Ｎｉ：１０〜１４質量％、Ｍｏ：２〜３質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）などのステンレス鋼などのＦｅ基合金で作製したはんだ付け装置では溶融鉛フリーはんだに対する侵食に耐えられず、したがって、従来のステンレス鋼などのＦｅ基合金で作製したはんだ付け装置では損傷して短期間で使用寿命に至り、早期にはんだ付け装置の交換を余儀なくされることが明らかとなってきた。
【０００３】
ここで、溶融鉛フリーはんだである溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだによるステンレス鋼の侵食について説明する。一般に、ステンレス鋼の表面には不働態皮膜と呼ばれる酸化皮膜などの非反応性物質が形成されており、この酸化皮膜などの非反応性物質により溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだが直接金属面に接することを防ぎ、損傷を免れている。しかし、使用中に溶融金属の対流などにより摩耗を受けて表面皮膜が消滅すると、溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだとメタルが直接反応するようになり、損傷の原因となる。すなわち、融点の高いＦｅ、Ｎｉなどの金属がその融点より低い温度で低融点のＳｎと反応すると、低融点金属であるＳｎが高融点金属であるＦｅ、Ｎｉなどに固体内拡散し、Ｓｎと反応生成物を形成し、この反応生成物のＳｎ含有量が高まるに従い、融点が下がり、最終的には溶融金属中に溶融して損傷の原因となる。
【０００４】
そのため、鉛フリーはんだに対するはんだ付け装置の損傷を少しでもやわらげるために、はんだ付け装置を構成するステンレス鋼等のＦｅ基合金の表面をセラミックコーティングしたり、ステンレス鋼等のＦｅ基合金の表面に窒化層を設けるなどして装置の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を改善しようとしている（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４などを参照）。
【非特許文献１】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００３．９．１  第４９〜５２頁
【非特許文献２】ＮｉＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．１．５  第９１〜９８頁
【非特許文献３】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．２．２  第３７頁
【非特許文献４】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．２．１６  第３５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、セラミックコーティングまたは窒化処理などの表面処理を施すと、溶接などによる補修が容易にできなかったり、チューブ部材内面などの複雑形状の部材にはこうした処理が施せないなどの課題があり、そのために、コーティングまたは窒化処理などの表面処理せずに使用できる溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性の高い材料が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者等は、溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金を得るべく鋭意研究を行った。その結果、
（イ）Ｃｏ：１５〜４８％質量％（以下、％は質量％を示す）およびＣｒ：１３〜２８％を含み、さらにその他種々の添加元素を最適化して含んだＦｅ基合金は、Ｆｅ基合金であっても溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたものとなり、その成分組成は、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることが好ましい、
（ロ）前記（イ）記載のＦｅ基合金に、さらに必要に応じて下記の、
（ａ）ＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％、
（ｂ）ＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％、
（ｃ）Ｙおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％、
の（ａ）〜（ｃ）内の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ基合金は、溶融する鉛フリーはんだに対する耐侵食性にが一層優れるようになる、などの知見を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（２）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（３）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（４）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（５）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（６）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（７）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、
（８）質量％で、Ｃｏ：１５〜４８％、Ｃｒ：１３〜２８％、Ｓｉ：０．２〜３．５％、Ａｌ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．０２〜２％、Ｃ：０．０２〜０．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％を含有し、さらにＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％含有し、さらにＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％含有し、さらにＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金、に特徴を有するものである。
【０００７】
この発明の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金は、鉛フリーはんだ付け装置の部材として使用した場合、溶接部を含め、溶融する鉛フリーはんだに対する耐侵食性が格段に上昇することから、鉛フリーはんだ付け装置およびその部品、例えば、鉛フリーはんだ付け装置のはんだ槽、噴射ノズル、プロペラ、シャフト、ダクト、ヒーター保護管、ヒーター被覆管など鉛フリーはんだ付け装置の各種構成部品の寿命が格段に向上する、などの知見を得たのである。
したがって、この発明は、
（９）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材、
（１０）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用はんだ槽、
（１１）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用噴射ノズル、
（１２）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用プロペラ、
（１３）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用シャフト、
（１４）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用ダクト、
（１５）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター保護管、
（１６）前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の成分組成を有するＦｅ基合金からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター被覆管、に特徴を有するものである。
【０００８】
次に、この発明の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＦｅ基合金および鉛フリーはんだ付け装置部材の合金組成における各元素の限定理由について詳述する。
Ｃｏ：
Ｃｏは、Ｆｅ基合金に含有させることにより耐摩耗性を向上させると同時に、溶融Ｓｎに対しする熱力学的反応を抑制し、それによって溶融鉛フリーはんだによる損傷を抑制する効果があるので添加するが、Ｃｏの含有量が１５％未満では特にＳｎとのOLE_LINK3反応性抑制効果OLE_LINK3が十分でなく、一方、４８％を越えて含有しても、反応性抑制効果効果が飽和してしまうことから経済的に好ましくない。従って、この発明のＦｅ基合金およびＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材に含まれるＣｏは１５〜４８％に定めた。一層好ましくは、２０〜４５％である。
Ｃｒ：
Ｃｒは、表面に濃縮して薄くて緻密なＣｒ２Ｏ３を 主体とする不働態被膜を形成することにより、溶融する鉛フリーはんだである溶融するＳｎ−Ａｇ系はんだが直接はんだ付け装置部材と接して反応してしまうことを阻害する効果があるが、Ｃｒを１３％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、２８％を超えて含有すると、Ｃｒ−アルファ相の析出を促進することになり、その結果、加工が困難となる。従って、この発明のＦｅ 基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材に含まれるＣｒは１３〜２８％に定めた。一層好ましくは、１５〜２５％である。
Ｓｉ：
Ｓｉは酸素との親和性が高いために表面にＳｉＯ２を形成し、Ｃｒ２Ｏ３と 共に溶融する鉛フリーはんだであるＳｎ−Ａｇ合金が直接金属と接して反応してしまうことを阻害する効果があるが、Ｓｉを０．２％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、３．５％を越えて含有すると、合金の脆化が顕在化し、板などへの形状付与が困難となるので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量を０．２〜３．５％に定めた。一層好ましい範囲は０．５〜２．０％である。
Ａｌ：
Ａｌは酸素との親和性が高いために表面にＡｌ２Ｏ３を形成し、Ｃｒ２Ｏ３と共に溶融する鉛フリーはんだである溶融Ｓｎ−Ａｇ合金が直接金属と接して反応してしまうことを阻害する効果があるので含有させるが、Ａｌを０．０５％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、０．４％を越えて含有すると、逆に侵食を加速してしまい好ましくない。したがって、Ａｌの含有量を０．０５〜０．４％に定めた。一層好ましい範囲は０．０５〜０．２％である。
Ｍｎ：
Ｍｎは、母相の結晶構造であるオーステナイト構造を安定化させることにより、脆化を抑制し、その結果、形状付与を容易にする作用があるが、Ｍｎが０．０２％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、２．０％を超えて含有すると鉛フリーはんだとの濡れ性を高め、溶融鉛フリーハンダとの反応を促進することとなり、損傷を加速するので好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量を０．０２〜２．０％とした。一層好ましくは、０．１〜１．０％である。
【０００９】
Ｎ：
Nは、母相の結晶構造であるオーステナイト構造を安定化させることにより、脆化を抑制し、その結果、形状付与を容易にする作用があるが、Ｎが０．０１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、０．３％を超えて含有すると脆化して加工性を損なうこととなるので好ましくない。したがって、Nの含有量を０．０１〜０．３％とした。一層好ましくは、０．１〜０．３％である。
Ｃ：
Ｃは同時に含有するＣｒと共に硬化相であるクロム炭化物を形成し、これを微細に分散させることで溶融鉛フリーはんだに対する耐摩耗性を著しく向上させる作用があるが、Ｃは０．０２％未満を含有しても所望の効果が得られず、一方、０．５％を越えて含有すると、合金が脆化し、板などへの形状付与が困難となるので好まし くない。したがって、Ｃの含有量を０．０２〜０．５％に定めた。一層好ましい範囲は０．０４〜０．３％である。 
ＷおよびＭｏ：
ＷおよびＭｏは、共に耐摩耗性を向上させることにより、溶融鉛フリーはんだによる損傷を抑制する効果があるので必要に応じて添加されるが、ＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、ＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１０％を越えて含有すると加工性が劣化する。したがって、ＷおよびＭｏの含有量は、ＷおよびＭｏの内の１種または２種以上を合計で１〜１０％になるように定めた。好ましくは、３〜８％である。
ＮｂおよびＴａ：
ＮｂおよびＴａは、同時に含有するCと共にＮｂＣやＴａＣ等の炭化物を形成し、これを微細に分散させることで溶融鉛フリーはんだに対する耐摩耗性を著しく向上させる作用があるので必要に応じて添加されるが、ＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、ＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で３％を越えて含有すると加工性が劣化する。したがって、ＮｂおよびＴａの含有量は、ＮｂおよびＴａの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３％になるように定めた。好ましくは、０．２〜１％である。
Ｙおよび希土類元素：
これら成分は、微量に添加することにより、溶融鉛フリーはんだ中で形成されるＦｅ基合金の表面皮膜の密着性を向上させることにより鉛フリーはんだに対する 耐侵食性を向上させる効果があるところから、必要に応じて添加される。しかし、Ｙおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、０．３％を越 えて含有すると、逆に表面皮膜は剥離し易くなり、有害となるので好ましくない。したがって、Ｙおよび希土類元素の含有量はＹおよび希土類元素の内の１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３％に定めた。一層好ましい範囲は０．０５〜０．１２％である。
不可避不純物：
不可避不純物としてはＰやＳなどが挙げられるが、これら不純物は、高温加工などの合金製造時における割れや溶接部における高温割れの原因となる。したがって、できるだけ低減することが望ましい。また、Ｎｉは３％未満、Ｚｒ、Ｍｇ、ＣａおよびＴｉはそれぞれ０．０５％未満の含有であれば本発明のＦｅ基合金の特性を大きく損ねることが無いので、その範囲での含有は許容される。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のＦｅ基合金からなる鉛フリーはんだ付け装置部材は、鉛フリーはんだに対する耐侵食性が優れており、したがって、この部材で作製した鉛フリーはんだ付け装置は長期間損傷することなく使用することができ、電子・電気産業上優れた効果をもたらすものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
通常の高周波溶解炉を用いて溶解し鋳造して表１〜７に示される成分組成を有するＦｅ基合金からなる厚さ：４０ｍｍ、重さ：約５ｋｇを有するインゴットを作製した。このインゴットを１２３０℃で１０時間均質化熱処理を施し、１０００〜１２３０℃の範囲内に保持しながら、１回の熱間圧延で１ｍｍの厚さを減少させつつ最終的に厚さ：３ｍｍの薄板とし、ついで１２００℃で３０分間保持し水焼入れすることにより固溶化処理を施し、表面をバフ研磨することにより本発明鉛フリーはんだ付け装置部材（以下、本発明部材という）１〜８２および比較鉛フリーはんだ付け装置部材（以下、比較部材という）１〜１９からなる薄板を作製した。
【００１２】
さらに、ＳＵＳ３０４からなる厚さ：３ｍｍの従来鉛フリーはんだ付け装置部材（以下、従来部材という）を用意した。
【００１３】
さらに、鉛フリーはんだの基本組成として知られているＳｎ−３．０％Ａｇ−０．１％Ｎｉの組成の鉛フリーはんだを用意した。
【００１４】
前記本発明部材１〜８２、比較部材１〜１９および従来部材からなる薄板をそれぞれ縦：３０ｍｍ、横：２０ｍｍ、厚さ：３ｍｍの寸法に切断して試験片を作製し、これら試験片の表面を研磨し、最終的に耐水エメリー紙＃４００仕上げの表面研摩したのち、これらをアセトン中超音波振動状態に５分間保持し脱脂した。
さらに、Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．１％Ｎｉの組成の鉛フリーはんだを４３５℃に加熱しこの温度に保持することにより溶融鉛フリーはんだを作製した。この溶融鉛フリーはんだを撹拌翼により対流させ、この対流している溶融鉛フリーはんだに前記試験片を浸漬し、１０００時間保持した。１０００時間保持後、試験片を取出し、試験片の断面を光学顕微鏡により観察し、最大侵食深さを測定し、その結果を表８〜９に示し、溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を評価した。
【００１５】
【表１】
2007031809.tif 000002
【００１６】
【表２】
2007031809.tif 000003
【００１７】
【表３】
2007031809.tif 000004
【００１８】
【表４】
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【００１９】
【表５】
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【００２０】
【表６】
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【００２１】
【表７】
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【００２２】
【表８】
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【００２３】
【表９】
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【００２４】
表１〜９に示された結果から、本発明部材１〜８２の試験片の最大侵食深さは、従来部材であるＳＵＳ３０４ステンレス鋼の試験片の最大侵食深さに比べて小さくいところから、本発明部材１〜８２は、従来部材に比べて鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れていることが分かる。
【００２５】
しかし、この発明から外れた比較部材１〜１９の試験片は耐侵食性が劣っていたり、さらに板に加工する途中で割れが発生するものがあったりして好ましくない特性が有ることが分かる。