(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０.０１〜０.１５質量％，Ｃｒ：１０.０〜２０.０質量％，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕの少なくとも１種を合計で０.３〜５.０質量％，および１.０質量％以下のＭｏ，０.０３質量％以下のＢ，０.２０質量％以下のＡｌの一種または二種以上を含有し，Ｓｉ：０.５８質量％以下，Ｎ：０.０１５質量％以下，残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるクロムステンレス鋼であって，その金属組織がフェライトとマルテンサイトからなる複相組織を有し，両縁の耳高さが３ｍｍ以下の平坦度を有するプレスプレート用鋼帯。
【請求項２】
前記プレスプレートが，多層プリント配線基板の熱圧成形時に使用するものである請求項１に記載のプレスプレート用鋼帯。
【請求項３】
Ｃ：０.０１〜０.１５質量％，Ｃｒ：１０.０〜２０.０質量％，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕの少なくとも１種を合計で０.３〜５.０質量％，および１.０質量％以下のＭｏ，０.０３質量％以下のＢ，０.２０質量％以下のＡｌの一種または二種以上を含有し，Ｓｉ：０.５８質量％以下，Ｎ：０.０１５質量％以下，残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるクロムステンレス鋼の冷延鋼帯を製造し，この鋼帯を連続焼鈍炉においてフェライト＋オーステナイトの二相域となる温度から１１００℃以下の温度に加熱し，この温度から８０℃までを３０℃／ｓｅｃ以上，１００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却しかつ当該冷却時に鋼帯に付加されるユニット張力（単位張力）を３〜５Ｎ／ｍｍ2として連続熱処理を施すことにより，実質的にフェライトとマルテンサイトの混合組織を有し，且つ熱処理後の平坦度が耳高さで３ｍｍ以下の複相ステンレス鋼帯を製造し，得られた複相ステンレス鋼帯からプレスプレートを切り出すプレスプレートの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，多層プリント配線基板等の積層物を熱圧成形するさいに介装されるプレスプレートに用いる鋼帯およびそのプレスプレートの製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，電子機器はますます小型化，多機能化，高信頼化，低コスト化が進みつつある。これらは，密度の高いＩＣ，ＬＳＩを有するプリント配線基板の高精度化の進歩に負うところが大きい。
【０００３】
多層プリント配線基板の製造には，銅張積層板（回路形成板）と多層化接着用プリプレグ（簡易硬化させた薄板状樹脂）とを重ね合わせ，その積層体をホットプレス機によって熱圧加工を施す工程を有している。そのさい，ホットプレス機では上下の熱板の間に積層物をセットし，所定の温度と圧力のもとで熱板同士の距離を縮めるという圧縮操作が行われるが，積層物と上熱板との間，積層物と下熱板の間，或いは積層物の層間に，仕切板や中間板として，金属製の薄板を介装することが行われる。この積層物と熱板との間或いは積層物の層間に介装する金属製薄板は鏡板と呼ばれることもあるが，本明細書では“プレスプレート”と言う。
【０００４】
このプレスプレートには多くの特性が要求されるが，代表的には，
▲１▼．転写されることで製品表面に影響を及ぼすと考えられるような表面欠陥がないこと，
▲２▼．板厚の寸法精度が高いこと，
▲３▼．表面の平坦度に優れること，
▲４▼．強度が高いこと，
▲５▼．耐摩耗性に優れること，
等が挙げられ，これらの特性の良否が配線基板の品質を大きく左右する。
【０００５】
従来，このプレスプレート用材料として，マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼であるＳＵＳ６３０の鋼板，オーステナイト系ステンレス鋼を冷間圧延して加工硬化で強度を高めたＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４の鋼板，またはマルテンサイト系ステンレス鋼ＳＵＳ４２０Ｊ２の鋼板などが一般的に使用されてきた。多層プリント配線基板や内装建材等の化粧合板の製作時に用いられるプレスプレートは，，一般に板厚：０．６〜３ｍｍ，幅：１２７０ｍｍ以下，長さ：３２００ｍｍ以下の大きさを有し，鋼帯の最終製造過程で研摩仕上（No.６，No.８，＃６００，鏡面などに研磨仕上）されたものが適用されている。また，表面に硬質クロムめっきを施した後，研磨される場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の各種のステンレス鋼からなる従来のプレスプレートはそれなりに特徴があるが，問題もある。例えばＳＵＳ６３０のマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼は，温度１０２０〜１０６０℃の固溶化熱処理状態での硬さはＨＶで約３４０を示し，時効処理を施すことで更に高い強度が得られる。しかし，時効処理が必要であるためプレスプレートとしての製造コスト上昇が避けられない。またＳＵＳ６３０は析出物形成元素としてＮｂを含有しているため，研磨加工を施した際に材料の表面にＮｂの炭・窒化物に起因すると考えられる表面欠陥（ピンホール）が発生する場合もある。プリント配線基板の熱圧加工時には，この表面欠陥が成形品に支障を来すなどの問題がある。
【０００７】
オーステナイト系ステンレス鋼は，固溶化熱処理状態では軟質である。このオーステナイト系ステンレス鋼をプレスプレート用素材として使用するためには，固溶化熱処理後に更に調質圧延または冷間圧延を行い，加工硬化によって強度を高める必要がある。しかし，高強度を得るためには冷間圧延率を大きくする必要があり，圧延負荷の大きさや形状性等の点で製造上の問題がある。例えばＳＵＳ３０１ステンレス鋼は加工硬化が大きく，冷間圧延率や圧延速度に応じて材料温度が変化し，それに伴い硬さが大きく変動する。その結果，圧延によって得られた材料が不安定になり易く，鋼帯の長手方向およびロット間での強度，製品形状などのばらつきがあり，プレスプレート用素材として要求される品質の安定性の点から製造上に問題がある。さらに，オーステナイト系ステンレス鋼は，高価なＮｉを多量に含有していることから，素材コストが高いという欠点もある。
【０００８】
マルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４２０Ｊ２は焼鈍状態では軟質であるため，プレスプレート用材料などのような高強度部材として使用する場合，一般的には焼入・焼戻し熱処理が施される。ところが，ＳＵＳ４２０Ｊ２は０.２６〜０.４０％ものＣを含み焼入れ後の靭性に乏しいため，これを鋼帯の状態で連続熱処理するには問題がある。すなわち，プレスプレート素材となる約１ｍ以上の広幅鋼帯を張力をかけた状態で曲げを伴って各種ロールやリール間を通板して巻取る連続焼鈍炉での熱処理では鋼帯が破断する可能性がある。このため，焼入・焼戻処理は切り板とした鋼板の状態でバッチ処理で行なわれる。この場合，最終製品での熱処理によるコスト増を招くばかりでなく，鋼板を１０００℃以上の高温に加熱・冷却する焼入れ処理を経た後にも良好な形状を確保することが難しい。また，場合によっては巨大炭化物の残存や不均一な炭化物の分布を生じ，これらに起因した表面欠陥が生じるなどの問題がある。
【０００９】
本発明は，このような従来のプレスプレートの問題点を解消することを課題としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，前記の課題は，Ｃ：０.０１〜０.１５質量％，Ｃｒ：１０.０〜２０.０質量％，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕの少なくとも１種を合計で０.３〜５.０質量％，および１.０質量％以下のＭｏ，０.０３質量％以下のＢ，０.２０質量％以下のＡｌの一種または二種以上を含有し，Ｓｉ：０.５８質量％以下，Ｎ：０.０１５質量％以下，残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるクロムステンレス鋼であって，その金属組織がフェライトとマルテンサイトからなる複相組織を有し，両縁の耳高さが３ｍｍ以下の平坦度を有する鋼帯をプレスプレートに使用することによって達成される。
【００１１】
このプレスプレートは，Ｃ：０.０１〜０.１５質量％，Ｃｒ：１０.０〜２０.０質量％，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕの少なくとも１種を合計で０.３〜５.０質量％，および１.０質量％以下のＭｏ，０.０３質量％以下のＢ，０.２０質量％以下のＡｌの一種または二種以上を含有し，Ｓｉ：０.５８質量％以下，Ｎ：０.０１５質量％以下，残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるクロムステンレス鋼の冷延鋼帯を製造し，この鋼帯を連続焼鈍炉においてフェライト＋オーステナイトの二相域となる温度から１１００℃以下の温度に加熱し，この温度から８０℃までを３０℃／ｓｅｃ以上，１００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却しかつ当該冷却時に鋼帯に付加されるユニット張力（単位張力）を３〜５Ｎ／ｍｍ2として連続熱処理を施すことにより，実質的にフェライトとマルテンサイトの混合組織を有し，且つ熱処理後の平坦度が耳高さで３ｍｍ以下の複相ステンレス鋼帯を製造し，得られた複相ステンレス鋼帯からプレスプレートを切り出すことにより製作できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は，金属組織がフエライトとマルテンサイトの複相組織を呈するクロムステンレス鋼をプレスプレートに使用する点に特徴がある。これまで，このような複相組織のクロムステンレス鋼をプレスプレートに使用されたことはない。この複相組織のクロムステンレス鋼からなるプレスプレートは，従来のステンレス鋼からなるプレスプレートよりも平坦度に優れ，耐摩耗性（硬さ），強度，耐食性，表面欠陥の点でも良好である。
【００１３】
本発明のプレスプレートは，多層プリント配線基板の熱圧成形時に好適に使用することができる。また，多層プリント配線基板以外にも，同様に熱圧成形される他の積層物例えば内装建材等の化粧板を製作するさいにも同様に使用することができる。
【００１４】
このプレスプレートの素材鋼板は，フエライトとマルテンサイトの複相組織を有する鋼帯として，連続熱処理炉を有する鋼帯製造ラインで製造することができる。すなわち，前記の成分組成を有する冷延鋼帯を製造し，この冷延鋼帯を特定の熱処理条件で連続熱処理炉に通板することによって該複相組織をもつ鋼帯を連続生産できる。
【００１５】
先ず，この複相組織をもつ鋼帯の製造法について説明すると，高温でフェライト＋オーステナイト組織を呈するように成分調整されたクロムステンレス鋼の冷延鋼帯を製造し，これを，Ａｃ1 点以上，好ましくは（Ａｃ1 点＋１００℃）以上の適正温度域に加熱保持したあと冷却する仕上げ熱処理を施すことにより製造される。Ａｃ1 点〜（Ａｃ1 ＋１００℃）の温度域では硬さ変動が実質的に生じないので，複相化処理の加熱温度を（Ａｃ1 ＋１００℃）以上に設定することが好ましい。しかし，過度に高い加熱温度では，却って硬さが低下する傾向がみられ，多量の熱源を必要とすることから製造コストが上昇する。そのため加熱温度の上限を１１００℃に設定することが好ましい。この加熱温度域はフエライトとオーステナイトの２相域となる範囲であり，この温度域から所定の条件で冷却するとオーステナイトがマルテンサイトに変態するので，フエライトとマルテンサイトの複合組織の鋼帯が得られる。
【００１６】
複相化熱処理時の冷却速度については，高温でのオーステナイトがマルテンサイトに変態するに十分な速度，実際には加熱温度からオーステナイトがマルテンサイトへの変態が完了するまでの温度である８０℃までを３０〜１００℃／ｓｅｃの範囲に設定し，オーステナイトがマルテンサイトに変態した後の冷却速度は任意に選定してよい。この変態時に形状変化が起きるが，単位張力（ユニット張力）が３〜５Ｎ／ｍｍ2 の張力下で鋼帯を熱処理炉に通板すれば，良好な形状を有する鋼帯が得られる。ユニット張力が３Ｎ／ｍｍ2 未満では鋼帯がロールの片側に偏って移動するいわゆる板寄りが発生して縁部の形状を劣化させたり，変態による形状変化によって鋼帯の両縁に耳高さが３ｍｍ以上となる耳の発生を見ることがある。他方，ユニット張力が５Ｎ／ｍｍ2 を越えると，材料が局部的に塑性変形を起こすことがありこの場合にも良好な形状を維持することができなくなる。
【００１７】
このような製造条件で良好な形状をもつフエライトとマルテンサイトの複相組織鋼帯が製造できるが，その複相組織を得るうえで，またプレスプレートに要求される機械的性質，形状特性，表面性状等を満足するうえで，鋼中の成分組成も適正にバランスさせることが必要である。以下に本発明で規定した合金成分とその含有量について説明する。
【００１８】
Ｃは強力なオーステナイト生成元素であると共に，マルテンサイト強化能が大きいことから，Ａｃ1 点以上の温度に加熱熱処理を行なった後のマルテンサイトの量を調整でき，鋼の強度制御と高強度化に有効に作用する。これらの作用は，０．０１質量％以上のＣ含有量で顕著になる。しかし，０．１５質量％を越える多量のＣが含まれると，熱間圧延中にマルテンサイトが過剰に生成し，熱間加工性を低下させる。またＣ含有量の増加に伴って，熱処理後に多量の炭化物が生成するようになり，耐食性や靭性が低下するので，Ｃ量の上限は０．１５質量％とする。
【００１９】
Ｃｒはプレスプレートの耐食性を維持する上で，少なくとも１０．０質量％以上含有させる必要がある。しかし，２０．０質量％を越える過剰のＣｒは，靭性を低下させる。また，マルテンサイト相を生成させて高強度を得るために必要なＣ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎ等のオーステナイト生成元素の添加量がＣｒ量に応じて多くなるので，コストの上昇を招く。このため，Ｃｒの上限は２０．０質量％とする。
【００２０】
Ｎｉ，Ｍｎおよび／またはＣｕは，何れもオーステナイト生成元素として作用するので，高温でフェライト＋オーステナイトの組織（熱処理後ではフェライト＋マルテンサイトの組織）を得るために必要な合金元素である。Ｎｉ，Ｍｎおよび／またはＣｕの含有量が増加するにしたがってマルテンサイト量が増加し，硬さ（強度）を上昇させることができる。このような作用は，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕの少なくとも１種を合計で０．３質量％以上含ませたとき顕著になる。しかし，過剰にこれらの元素が含まれると，高温でのオーステナイト量が多くなりすぎ，熱間加工性が劣化する。したがって，Ｎｉ，Ｍｎおよび／またはＣｕの含有量は合計で５.０質量％以下に規制する。
【００２１】
本発明が対象とする複相組織ステンレス鋼では，各合金成分の個々の含有量を以上のように規制すると共に，この範囲でフェライト＋マルテンサイトの複相組織が得られるように各合金成分を相互に調整する。なお，必要とする強度を低下させない限り，耐食性を一層向上させるにはＭｏを添加することが有益であり，この場合には１.０質量％以下のＭｏを含有させればよい。また，耐酸化性を向上させるために適量のＹやＲＥＭ（希土類金属）を添加することができる。そのさいＹは０.２質量％まで，ＲＥＭは０.１質量％までの添加でその効果を得ることができる。更に各種の特性向上を目的としてＢ，Ｖ，Ａｌ等の合金元素を添加することができる。とくに０.０３質量％以下のＢの含有により熱間加工性や靭性を改善することができ，またＡｌは０.２質量％までの添加により，Ａ2 系介在物を減少させることができるので，成形性が良好となる。
【００２２】
【実施例１】
表１に，供試材の化学成分値を示す。表中のＤＰ−１からＤＰ−６は，化学成分値が本発明で規定する範囲内にある本発明鋼，ａ〜ｄは比較鋼である。
【００１６】
表１のＤＰ−１からＤＰ−６の６鋼種について，電気炉で重量約７０トン溶解し，転炉・脱ガス等で化学成分を調整した後，寸法２００ｍｍ厚×１０５０ｍｍ幅×７０００ｍｍ長さの鋼片を製造し，熱間圧延機で板厚４．５ｍｍの熱延鋼帯とした。熱延鋼帯を焼鈍・酸洗し，冷間圧延機で所定板厚寸法の冷間圧延鋼帯とした。この冷間圧延鋼帯を長手方向に均等分割し，試料Ｐと試料Ｑに分け，熱処理条件を変えて連続焼鈍し，酸洗に供した。そのさいの熱処理条件（加熱温度，冷却速度，ユニット張力）を表２に示した。
【００２３】
得られた熱処理後の鋼帯の両縁の耳高を測定すると共に，表面性状と硬さを測定した。耳高さの測定は，幅１ｍ×長さ２ｍのサンプルを採取し，これをフラットな平面上に載せて，最高の耳高さの部分をｍｍで表示した。また表面性状は同じサンプルを両面＃６００研磨し，ピンホールの有無を調査した。それらの結果を表２に併記した。また，比較例ａ〜ｄは従来の通常工程で鋼帯を製造したものであり，これらの性質も表２に示した。
【００２４】
【表１】
0003761280.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003761280.tif 000003
【００２６】
表２の結果にみられるように，本発明例の製品材は，３５０ＨＶ以上の高強度を有し，両端の耳高さ３ｍｍ以下の形状を示す。更に研磨後の表面状態は，いずれもピンホールなどの製品に支障を来すような欠陥は認められない。これに対し製造条件が本発明範囲を外れる比較例の材料は耳高さが３ｍｍを越えており，また比較例No.ａのものは高い硬さを示すが研磨後表裏に小さなピンホール欠陥が多数認められた。また比較例No.ｂとｃは冷間圧延により強度を高めた材料であるが製品材の耳高さが高く，比較例No.ｄは耳高さは低いものの強度も低い。
【００２７】
図１は，前記の実施例に従って製造した鋼帯について，熱処理時の冷却速度とユニット張力が耳高さに及ぼす影響を図示したものである。図１に見られるように冷却速度が３０℃／ｍｉｎ以上１００℃／ｍｉｎ以下，ユニット張力が３〜５Ｎ／ｍｍ2 の範囲内で耳高さが３ｍｍ以下となることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，表面平坦度，耐食性，無欠陥表面，耐食性，強度，耐摩耗性等の諸特性が同時に優れるプレスプレートが提供され，例えばプリント配線基板などを製造する際の品質低下が防止されると共にその生産性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレスプレート用鋼板の製品形状におよぼすユニット張力および冷却速度の影響を示した図である。
【図１】
0003761280.tif 000004