(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０１〜０．１％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、
Ｍｎ：０．２〜１．０％、
Ｃｒ：１８〜２５％、
Ｓｅ：０．０５〜０．３０％、
Ａｌ：０．００１〜０．０３０％を含有し、
かつ、Ｓ：０．０２％以下、Ｏ：０．０１５％以下に規制し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、冷間鍛造と切削により電子機器、精密機械等の部品に加工されることを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【請求項２】
請求項１に加えて、
Ｐｂ：０．０３〜０．３０％、
Ｂｉ：０．０１〜０．３０％、
Ｔｅ：０．００５〜０．１０％、
Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【請求項３】
請求項１、２に加えて、
Ｍｏ：０．１〜３．０％、
Ｎ：０．１％以下
を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【請求項４】
請求項１〜３に加えて、
Ｔｉ：０．０１〜１．００％、
Ｎｂ：０．０１〜１．００％、
Ｔａ：０．０１〜１．００％、
Ｖ：０．０１〜１．００％、
Ｚｒ：０．０１〜１．００％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【請求項５】
請求項１〜４に加えて、
Ｂ：０．００１〜０．０１０％、
Ｍｇ：０．００１〜０．０１０％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．０１０％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器部品、精密機器部品等に用いられる冷鍛用快削ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ、家電等に使用される電子機器部品、精密機器部品には、耐食性の良いステンレス鋼が多用され、主に切削により部品に加工されている。切削は、ステンレス鋼の長所の一つである優れた美観が得られやすい方法であるが、他方、ステンレス鋼は一般的に低合金鋼や銅合金等と比較して、被削性が悪い欠点がある。そこでＳ等の快削元素を添加した快削ステンレス鋼が切削用途では用いられ、これまでＳ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｂｉ等を単独あるいは複合して添加した超快削ステンレス鋼も実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えばコンピュータハードディスクのスピンドルモーターハブのように複雑な形状の切削部品は、１つ削り出すのに数倍の重量の素材が必要で、製造コストに占める素材コストの割合が高く無駄が多かった。他方、冷間鍛造は、素材を殆ど無駄にすることなく粗成形品まで加工することが可能で、特に上記部品のような真円度を必要とするケースには好適な加工方法の１つである。しかし、冷間鍛造ままでは、通常、電子機器部品、精密機器部品に要求される厳しい寸法公差を満足することができない。従って、冷間鍛造後、仕上げの切削加工が必要になるが、このような加工が容易にできるステンレス鋼はこれまでなかった。
【０００４】
また、電子機器部品、精密機器部品に加工された部品は、ステンレス鋼本来の耐食性や、時には硫化水素ガスの発生（アウトガス）が少ないことが求められている。発錆や腐食を生じると、美観を損ねるのみならず錆等の腐食生成物の脱落のため機器の性能に悪影響を及ぼすこともありうるし、鋼中硫化物から発生する硫化水素ガスは周辺の金属部品の腐食を促進し不具合を起こすことがある。しかし、これまで、電子機器部品、精密機器部品用に好適な性能を有し、冷鍛性および被削性が優れた材料はなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、高温多湿下に曝されることもある電子機器、精密機器に使用されても十分な耐食性を有しつつ、優れた部品成形性をも考慮した冷鍛用快削ステンレス鋼を提供する。その発明の要旨とするところは、
（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜１．０％、Ｃｒ：１８〜２５％、Ｓｅ：０．０５〜０．３０％、Ａｌ：０．００１〜０．０３０％を含有し、かつ、Ｓ：０．０２％以下、Ｏ：０．０１５％以下に規制し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、冷間鍛造と切削により電子機器、精密機械等の部品に加工されることを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【０００６】
（２）前記（１）に加えて、Ｐｂ：０．０３〜０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．３０％、Ｔｅ：０．００５〜０．１０％、Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
（３）前記（１）、（２）に加えて、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ｎ：０．１％以下を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
【０００７】
（４）前記（１）〜（３）に加えて、Ｔｉ：０．０１〜１．００％、Ｎｂ：０．０１〜１．００％、Ｔａ：０．０１〜１．００％、Ｖ：０．０１〜１．００％、Ｚｒ：０．０１〜１．００％、の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼。
（５）前記（１）〜（４）に加えて、Ｂ：０．００１〜０．０１０％、Ｍｇ：０．００１〜０．０１０％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０１０％、の１種または２種以上を含有することを特徴とする冷鍛用快削ステンレス鋼にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る化学成分組成の限定理由について説明する。
Ｃ：０．０１〜０．１％
Ｃは、強度を上げるに必要な元素である。しかし、０．０１％未満ではその効果が小さい上、製鋼コストが上昇し、また、０．１％を超えると耐食性と靱性を劣化させるので、その範囲を０．０１〜０．１％とした。
Ｓｉ：０．１〜１．０％
Ｓｉは、脱酸元素として有用な元素であるが、しかし、多いと焼きなまし硬さが上昇するので、その範囲を０．１〜１．０％とした。
【０００９】
Ｍｎ：０．２〜１．０％
Ｍｎは、Ｓｉと同様に脱酸元素であり、Ｓ，Ｓｅ等と結合して介在物を生成する。しかし、０．２％未満ではその効果が不十分で、また、多過すぎてもその効果は飽和に達し、その範囲を０．２〜１．０％とした。
Ｃｒ：１８〜２５％
Ｃｒは、耐食性を向上させる基本元素である。しかし、１８％未満では効果が少なく、多いと被削性を悪化させ、かつ脆化しやすくなるので、その範囲を１８〜２５％とした。
【００１０】
Ｓｅ：０．０５〜０．３０％
Ｓｅは、快削元素である。Ｓと同様にＭｎ等と結合して介在物を生成するが、Ｓほど冷鍛性への悪影響は大きくなく、アウトガスへの影響は全くない。そこで被削性改善のためにＳｅの添加を０．０５％以上とし、冷鍛性の悪化を抑える観点から上限を０．３０％とした。
Ａｌ：０．００１〜０．０３０％
Ａｌは、強力な脱酸元素として有効である。しかし、０．００１％未満ではその効果は少なく、多いと硬質酸化物が被削性を悪化させる。従って、その範囲を０．００１〜０．０３０％とした。
【００１１】
Ｓ：０．０２％以下
Ｓは、快削元素である。しかし、０．０２％を超えると、耐食性の劣化および硫化水素のアウトガスが明瞭に認められ、かつ冷鍛性も悪化するので、上限を０．０２％に規制した。
Ｏ：０．０１５％以下
Ｏは、鋼中に殆ど固溶せず、酸化物系介在物として存在する。硬質の介在物が過度に存在すると冷鍛性を悪化させることから、Ｏの上限は０．０１５％とした。
【００１２】
Ｐｂ：０．０３〜０．３０％
Ｐｂは、快削元素である。しかし、０．０３％未満ではその効果が得られず、多過ぎても快削性が飽和すると共に、熱間加工性が悪化することから、その範囲を０．０３〜０．３０％とした。
Ｂｉ：０．０１〜０．３０％
Ｂｉは、Ｐｂと同様に、快削元素である。しかし、０．０１％未満ではその効果が得られず、多過ぎても快削性が飽和すると共に、熱間加工性が悪化することから、その範囲を０．０１〜０．３０％とした。
【００１３】
Ｔｅ：０．００５〜０．１０％
Ｔｅは、Ｓと同様に、快削元素である。しかし、０．００５％未満ではその効果が得られず、多いと熱間加工性を悪化させるので、その範囲を０．００５〜０．１０％とした。
Ｃａ：０．００１〜０．０１０％
Ｃａは、酸化物生成元素であり、低融点酸化物は切削工具を保護する作用を持つため被削性を改善する。しかし、０．００１％未満ではその効果は少なく、０．０１０％を超える添加は困難である。従って、その範囲を０．００１〜０．０１０％とした。
【００１４】
Ｍｏ：０．１〜３．０％
Ｍｏは、耐食性を向上させる元素である。しかし、多いと脆化しやすく、しかも高価であるので、その上限を３．０％とした。
Ｎ：０．１％以下
Ｎも、耐食性上昇に役立つ元素である。しかし、多いと靱性を悪化させるので、その上限を０．１％とした。
【００１５】
Ｔｉ：０．０１〜１．００％
Ｔｉは、炭窒化物生成により耐食性を向上させる。しかし、多いとその効果が飽和することから、その範囲を０．０１〜１．００％とした。
Ｎｂ：０．０１〜１．００％
Ｎｂは、Ｔｉと同様に、炭窒化物生成により耐食性を向上させる。しかし、多いとその効果が飽和することから、その範囲を０．０１〜１．００％とした。
【００１６】
Ｔａ：０．０１〜１．００％
Ｔａは、Ｔｉと同様に、炭窒化物生成により耐食性を向上させる。しかし、多いとその効果が飽和することから、その範囲を０．０１〜１．００％とした。
Ｖ：０．０１〜１．００％
Ｖは、Ｔｉと同様に、炭窒化物生成により耐食性を向上させる。しかし、多いとその効果が飽和することから、その範囲を０．０１〜１．００％とした。
【００１７】
Ｚｒ：０．０１〜１．００％
Ｚｒは、Ｔｉと同様に、炭窒化物生成により耐食性を向上させる。しかし、多いとその効果が飽和することから、その範囲を０．０１〜１．００％とした。
Ｂ：０．００１〜０．０１０％
Ｂは、熱間加工性を向上させる元素である。しかし、多いと逆に熱間加工性が悪化することから、その範囲を０．００１〜０．０１０％とした。
【００１８】
Ｍｇ：０．００１〜０．０１０％
Ｍｇも熱間加工性改善に有効である。しかし、０．００１％未満ではその効果は少なく、多いと効果は飽和する。従って、その範囲を０．００１〜０．０１０％とした。
ＲＥＭ：０．００１〜０．０１０％
ＲＥＭは、熱間加工性の向上、耐食性の向上に効果がある元素であるが、０．００１％未満ではその効果は少なく、０．０１０％を超えて添加すると、それぞれ粗大な粗大な非金属介在物を生成して逆に熱間加工性および耐食性を劣化させるので、その範囲を０．００１〜０．０１０％とした。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明について実施例をもって具体的に説明する。
真空溶解炉で１００ｋｇ鋼塊を溶製し、表１に示す化学成分を有する鋼を所定の寸法の棒鋼に鍛伸後焼なまし処理を施し各試験に供した。その結果を表２に示す。その表２に示す冷鍛性については、φ１４ｍｍ×Ｌ２１ｍｍの丸棒試験片を長手方向に冷間圧縮し、割れが発生したときの圧縮率（限界据込率）で冷鍛性を評価した。また、被削性は、φ６０ｍｍ棒鋼を、超硬工具を用いて旋削し（周速２００ｍ／ｍｉｎ、切込１．０ｍｍ、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切削油なし）、１０ｍｉｎ旋削後の逃げ面摩耗量を測定した。また、耐食性は、φ１２ｍｍ×Ｌ２１ｍｍの棒状試験片について、９０％ＲＨで（２０←→７０）℃×２０サイクル中に放置し、試験片表面の発錆状態を観察した。さらに、耐アウトガス性については、φ１２ｍｍ×Ｌ２１ｍｍの棒状試験片を８０℃の飽和水蒸気下にＡｇ以下と共に２０ｈ封入し、硫化水素発生量の増加に伴い次第にＡｇ板が白色から褐色に変色する。これにより耐アウトガス性を評価した。
【００２０】
【表１】
0003761777.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003761777.tif 000003
【００２２】
表２に示すように、Ｎｏ．１〜１１は、本発明例であり、冷鍛性、被削性、耐食性および耐アウトガス性に優れた材料である。Ｎｏ．１２〜１８は、比較例であり、Ｎｏ．１２は、本発明範囲よりＳ量が高いため、冷鍛性がやや悪く、硫化水素アウトガスが認められるようになる。Ｎｏ．１３は、Ｏが規定外に高く、冷鍛性を損なっている。Ｎｏ．１４は、Ｍｎが低いため製鋼コストが大きくなる上、介在物中のＭｎ濃度が低くなり、被削性がやや劣る。Ｎｏ．１５は、Ｃｒ量が低く耐食性が悪い。Ｎｏ．１６は、ＳＵＳ４３０成分であり、本発明鋼より被削性が劣っている。Ｎｏ．１７は、ＳＵＳ４３０Ｆで、被削性は非常に優れているが、冷鍛性、耐食性、耐アウトガス性は悪い。Ｎｏ．１８は、ＳＵＳ４４４で、被削性が著しく劣る。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により良好な冷鍛、切削により製造コスト削減が可能な耐食性、耐アウトガス性に優れたステンレス鋼を提供することが出来る。