ЛИСТ ФЕРРИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, КРЫШКА И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТА ФЕРРИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET, COVER AND METHOD OF MANUFACTURING FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к листу ферритной нержавеющей стали, который дрессирован с использованием валка с матовой поверхностью после финишной холодной прокатки и светлого отжига, крышке и способу производства листа ферритной нержавеющей стали.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Листы аустенитной нержавеющей стали, типичными представителями которой являются стали марок SUS304 и SUS316, и листы ферритной нержавеющей стали, типичным представителем которой является сталь марки SUS430, использовались главным образом для наружных строительных материалов, внутренних строительных материалов, кухонной утвари и т.д.
[0003] При таких применениях требуется не только легкость очистки (в дальнейшем упоминаемая как очищаемость) от различных загрязнений, прилипающих к поверхности во время готовки продуктов и строительства, а также различных загрязнений, отпечатков пальцев и т.д., которые образуются во время ежедневного использования, но и антибликовые свойства для того, чтобы сделать загрязнения, отпечатки пальцев, мелкие царапины и т.д. незаметными.
[0004] В дополнение, в элементах точных приборов, электронном оборудовании и т.п., например накопителях на жестких дисках (HDD), обычно требуется уплотнение и ускорение обработки.
[0005] В дополнение, материалы, используемые для деталей HDD, таких как вращающийся элемент, консольный элемент, корпусной элемент и крышка, строго контролируются не только на предмет превосходной коррозионной стойкости, но и на загрязнения, такие как частицы (посторонние частицы) и высвобождаемый газ.
[0006] В процессе очистки при производстве деталей HDD осуществляется тщательная очистка, например ультразвуковая очистка, с использованием чистящей жидкости на основе фтора, слабощелочной чистящей жидкости и сверхчистой воды и т.п. после обезжиривания углеводородом.
[0007] В этом процессе очистки также по мере необходимости осуществляется паровая очистка и, наконец, осуществляется процесс ополаскивания несколько раз с использованием сверхчистой воды для того, чтобы удалить не только частицы, но и ионные вещества.
2
[0008] Кроме того, в этом процессе очистки очистку обычно осуществляют в окружающей среде с чистотой класса 5 или выше в соответствии с японским промышленным стандартом JIS B 9920, потому что присутствующая в воздухе тонкодисперсная пыль также является источником загрязнения. Следует отметить, что класс 5 или выше в соответствии с JIS B 9920 означает окружающую среду, в которой количество частиц с размером 0,1 мкм составляет 100000 или менее, количество частиц с размером 0,2 мкм составляет 23700 или менее, количество частиц с размером 0,3 мкм составляет 10200 или менее, количество частиц с размером 0,5 мкм составляет 3520 или менее, количество частиц с размером 1 мкм составляет 832 или менее, и количество частиц с размером 5 мкм составляет 29 или менее на один м воздуха.
[0009] Для деталей HDD, производимых с помощью такого процесса очистки, используются обычная сталь, алюминиевый сплав, нержавеющая сталь и т.д., и в основном они используются с полученным методом химического восстановления Ni-ым покрытием, наносимым главным образом с целью повышения коррозионной стойкости и улучшения очищаемости.
[0010] При этом детали HDD и т.д. обязаны иметь не только коррозионную стойкость и очищаемость, но и матовую поверхность с антибликовыми свойствами для того, чтобы сделать отпечатки пальцев и мелкие царапины незаметными.
[0011] В дополнение, как показано на Фиг. 1, HDD снабжают герметизирующим элементом 3, таким как прокладка или резиновое уплотнение для внутренней поверхности 2 крышки, которая является внутренней стороной крышки 1, и внутреннее пространство HDD полностью герметизируется от внешнего окружения HDD собранными деталями HDD.
[0012] Герметизирующий элемент 3 крепится к нержавеющей стали, составляющей крышку 1, с помощью клейкого вещества, и поэтому важна смачиваемость клейкого вещества и нержавеющей стали для поддержания стабильных герметизирующих свойств. Таким образом, требуется, чтобы нержавеющая сталь, составляющая крышку 1 HDD, обладала гидрофильностью на своей поверхности.
[0013] Далее, в качестве листа нержавеющей стали для крышки точных приборов, например, корпуса HDD, известен гасящий колебания лист нержавеющей стали с превосходной стойкостью к загрязнению, описанный в патентном документе 1.
[0014] Когда лист обычной нержавеющей стали отжигают и травят, обедненный хромом (Cr) слой, образующийся вокруг границы зерна около поверхности при отжиге, предпочтительно счищается травлением, образуя небольшие бороздки (микроканавки) вдоль границы зерна. Когда травление является недостаточным, эти микроканавки становятся фактором, способствующим образованию остатков масла и образованию газа. В дополнение к этому, микроканавки становятся снижающим очищаемость фактором, потому что в них легко застревает пыль.
[0015] Поэтому в патентном документе 1 для того, чтобы предотвратить образование микроканавок, в качестве окончательного отжига после холодной прокатки осуществляют светлый отжиг или неокисляющий отжиг.
2
2
[0016] Далее, в качестве листа нержавеющей стали, в котором не может легко застревать содержащаяся в воздухе тонкодисперсная пыль, известен лист нержавеющей стали с 10 или менее проколами размером выше 0,25 мм на 10 см на поверхности дрессированного листа, получаемый путем комбинирования механической полировки, восстановительного отжига и дрессировки с использованием водорастворимой смазки, как описано в патентном документе 2.
[0017] Кроме того, в качестве листа нержавеющей стали с превосходной устойчивостью к образованию пятен и коррозионной стойкостью известен лист нержавеющей стали с повышенной устойчивостью к образованию пятен и коррозионной стойкостью, получаемый путем доведения поверхности стального листа до заданной шероховатости поверхности с помощью светлого отжига после окончательной прокатки с использованием валка с матовой поверхностью, как описано в патентном документе 3.
[0018] В качестве листа нержавеющей стали с превосходной устойчивостью к загрязнению, очищаемостью и антибликовыми свойствами, поверхность стального листа доводят до заданной среднеарифметической шероховатости с помощью первой дрессировки с использованием зеркального валка после окончательного отжига и второй дрессировки с использованием валка с матовой поверхностью, чтобы повысить устойчивость к загрязнению, очищаемость и антибликовые свойства, как описано в патентном документе 4.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[0019] ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Патентный документ 1: публикация патента Японии № 3956346
Патентный документ 2: публикация заявки на патент Японии № 2001-20045
Патентный документ 3: публикация патента Японии № 3587180
Патентный документ 4: публикация патента Японии № 4226131
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0020] Однако считается, что хорошая очищаемость от пятен, таких как мелкие частицы, не получается путем применения только светлого отжига или неокисляющего отжига в качестве окончательного отжига и исключения травления, как у листа нержавеющей стали в описанном выше патентном документе 1.
[0021] В дополнение, очищаемость листа нержавеющей стали в патентном документе 2 оценивается с помощью испытания, в котором образец после завершения испытания на воздействие только один раз протирают тканью, смоченной нейтральным моющим средством, и считается, что хорошая очищаемость от пятен, таких как мелкие частицы, не получена в поверхностной текстуре листа нержавеющей стали в патентном документе 2.
[0022] При этом очищаемость и антибликовые свойства являются в общем несовместимыми, и по мере того как лист нержавеющей стали имеет более превосходные антибликовые свойства, неровность его поверхности становится больше. Соответственно, легко прилипают загрязнения, и, кроме того, прилипшие загрязнения становятся трудноудаляемыми, и очищаемость ухудшается.
[0023] Следовательно, в листе нержавеющей стали в патентном документе 3 антибликовые свойства могут быть увеличены, но очищаемость не исследована, и считается, что хорошая очищаемость от таких загрязнений, как мелкие частицы, не получена.
[0024] В дополнение считается, что при обеспечении только шероховатости поверхности антибликовые свойства могут повыситься, но хорошая очищаемость от загрязнений, таких как мелкие частицы, не получается, как в листе нержавеющей стали в патентном документе 4.
[0025] Настоящее изобретение было создано с учетом таких моментов, и его задача заключается в том, чтобы предложить лист ферритной нержавеющей стали с превосходной очищаемостью, антибликовыми свойствами и гидрофильностью, крышку и способ производства листа ферритной нержавеющей стали.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
2
2
2
[0026] Лист ферритной нержавеющей стали по п. 1 формулы изобретения является листом ферритной нержавеющей стали, который дрессирован с использованием валка с матовой поверхностью после финишной холодной прокатки и светлого отжига, причем среднеарифметическая шероховатость Ra в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, на поверхности стального листа составляет 0,2 мкм или более и 1,2 мкм или менее, коэффициент переноса, являющийся долей площади той части, на которой матовый рисунок перенесен на поверхность стального листа, составляет 15% или более и 70% или менее, на поверхности стального листа образуются микроуглубления с глубиной 0,5 мкм или более и площадью сечения их открытых зон 10 мкм или более, имеющие плотность на поверхности стального листа 10,0 или менее на 0,01 мм, причем доля площади сечения открытых зон микроуглублений составляет 1,0% или менее от поверхности стального листа, и пленка, сформированная на поверхности стального листа, образована из оксида, содержащего SiO в качестве основной составляющей, причем этот оксид содержит по меньшей мере Si, N, Al, Mn, Cr, Fe, Nb, Ti и O в качестве пленкообразующих элементов кроме C, при этом содержание Si составляет 10 ат.% или более, а содержание N составляет 10 ат.% или менее.
[0027] Лист ферритной нержавеющей стали по п. 2 формулы изобретения является листом ферритной нержавеющей стали по п. 1, который содержит C: 0,15 мас.% или менее, Si: 0,1 мас.% или более и 2,0 мас.% или менее, Cr: 10,0 мас.% или более и 32,0 мас.% или менее, и по меньшей мере один из Nb: 0,01 мас.% или более и 0,8 мас.% или менее и Ti: 0,01 мас.% или более и 0,5 мас.% или менее, и в котором остаток включает Fe и неизбежные примеси.
[0028] Лист ферритной нержавеющей стали по п. 3 формулы изобретения является листом ферритной нержавеющей стали по п. 2, который содержит по меньшей мере один из Mo: 0,2 мас.% или более и 5,0 мас.% или менее и Cu: 0,1 мас.% или более и 3,0 мас.% или менее.
[0029] Лист ферритной нержавеющей стали по п. 4 формулы изобретения является листом ферритной нержавеющей стали по п. 1, который содержит C: 0,15 мас.% или менее, Si: 0,1 мас.% или более и 2,0 мас.% или менее, Mn: 2,0 мас.% или менее, P: 0,04 мас.% или менее, S: 0,03 мас.% или менее, Ni: 0,6 мас.% или менее, Cr: 11,0 мас.% или более и 32,0 мас.% или менее, Mo: 0 мас.% или более и 3,0 мас.% или менее, Cu: 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее, Nb: 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее, Ti: 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее, Al: 0 мас.% или более и 0,12 мас.% или менее, N: 0,025 мас.% или менее, и B: 0 мас.% или более и 0,01 мас.% или менее, и в котором остаток включает Fe и неизбежные примеси.
[0030] Крышка по п. 5 формулы изобретения является крышкой накопителей на жестких дисках, которая выполнена из листа ферритной нержавеющей стали по любому из пп. 1-4.
[0031] Способ производства листа ферритной нержавеющей стали по п. 6 формулы изобретения является способом производства листа ферритной нержавеющей стали, в котором горячекатаный стальной лист после горячей прокатки подвергают по меньшей мере финишной холодной прокатке, с последующим светлым отжигом в качестве окончательного отжига, и дрессировке с использованием валка с матовой поверхностью, причем при финишной холодной прокатке прокатку осуществляют с обжатием 30% или более, а по меньшей мере в последнем проходе прокатки – с обжатием 15% или более и скоростью прокатки 200 мм/мин или менее с использованием рабочего валка со среднеарифметической шероховатостью Ra 0,3 мкм или менее, и полное обжатие при холодной прокатке перед светлым отжигом составляет 70% или более.
[0032] Способ производства листа ферритной нержавеющей стали по п. 7 формулы изобретения является способом производства листа ферритной нержавеющей стали по п. 6, в котором при окончательном отжиге осуществляют светлый отжиг в смешанной газовой атмосфере водорода-азота с долей водорода 70 об.% или более при условии, что точка росы составляет -70°С или выше и -50°C или ниже, а температура составляет 800°C или выше и 1100°C или ниже.
[0033] Способ производства листа ферритной нержавеющей стали по п. 8 формулы изобретения является способом производства листа ферритной нержавеющей стали по п. 6 или 7, в котором при дрессировке прокатку осуществляют в один проход или более с использованием валка с матовой поверхностью с диаметром бочки валка 500 мм или более и среднеарифметической шероховатостью Ra 1,0 мкм или более и 3,5 мкм или менее, при коэффициенте удлинения в одном проходе 0,5% или менее, и суммарный коэффициент удлинения составляет 0,2% или более и 1,4% или менее.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0034] Поскольку в соответствии с настоящим изобретением контролируют плотность и долю площади сечения открытых зон микроуглублений на поверхности стального листа, контролируют среднеарифметическую шероховатость Ra поверхности стального листа и контролируют коэффициент переноса матового рисунка на поверхность стального листа, очищаемость и антибликовые свойства могут быть повышены, а поскольку контролируют состав поверхностной пленки, формируемой на поверхности стального листа, может быть повышена гидрофильность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0035] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, показывающий крышку HDD.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0036] Далее будет подробно описано строение в одном варианте осуществления настоящего изобретения.
[0037] Лист ферритной нержавеющей стали в этом варианте осуществления является листом, дрессированным с использованием валка с матовой поверхностью после финишной холодной прокатки и светлого отжига, и является подходящим в качестве материала для крышки и т.д., например, накопителей на жестких дисках (HDD).
[0038] Этот лист ферритной нержавеющей стали подвергают финишной холодной прокатке для того, чтобы получить заданную текстуру поверхности. Структуру поверхностной пленки делают гидрофильной с помощью светлого отжига после финишной холодной прокатки, и, кроме того, осуществляют дрессировку для получения заданной текстуры поверхности. Таким образом, очищаемость не уменьшается в максимально возможной степени, а антибликовые свойства повышаются.
[0039] Сначала будет описана текстура поверхности листа ферритной нержавеющей стали.
[0040] Очищаемость, показывающая легкость удаления загрязнений, прилипших к поверхности стального листа, в значительной степени зависит от микроскопических углублений, распределенных по поверхности стального листа.
[0041] Эти углубления (ямки) являются мелкими пустотами на поверхности стального листа и появляются главным образом из-за разломов в процессе горячей прокатки, зазоров на границах зерен окислившихся частей, корродирующих частей границ зерен, пустот, образующихся в пространстве между различными видами зерен, такими как включения и карбиды, следов выпадения этих зерен, пустот вследствие вдавливания металлических зерен и других зерен в производственном процессе, следов выпадения оставшейся оксидной окалины, пустот вследствие захвата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для смазки поверхности валков во время холодной прокатки, мельчайших поверхностных царапин из-за рассогласований условий холодной прокатки, а также деформационных разломов из-за включений во время холодного формования, и т.п.
2
[0042] Среди таких углублений микроуглубления с глубиной 0,5 мкм или более и площадью сечения их открытых зон, составляющей 10 мкм или более, легко действуют как ловушки для посторонних веществ, таких как мелкие загрязнения, и являются основным фактором, снижающим очищаемость.
[0043] Следовательно, важно управлять распределением микроуглублений на поверхности стального листа для того, чтобы повысить очищаемость.
[0044] Следует отметить, что сами пустоты в форме раковины с размером в несколько десятков мкм, которым передается матовый рисунок путем дрессировки валком с матовой поверхностью, не соответствуют микроуглублениям, предписанным в этом варианте осуществления, и матовый рисунок передается той части микроуглубления, которая существовала перед дрессировкой валком с матовой поверхностью, а соответствуют ему углубление, которое остается во внутренней части раковины, и углубление, которое вновь открывается во внутренней части раковины.
2
[0045] Далее, когда плотность микроуглублений на поверхности стального листа составляет более чем 10,0 на 0,01 мм, и когда доля площади сечения открытых зон микроуглублений на поверхности стального листа составляет более чем 1,0%, микроуглубления легко действуют как ловушки, и очищаемость уменьшается.
2
[0046] Следовательно, для того, чтобы лист ферритной нержавеющей стали мог обеспечить хорошую очищаемость в процессе очистки, выполняемой в среде с чистотой класса 5 или выше в соответствии со стандартом JIS B 9920, плотность микроуглублений на поверхности стального листа должна составлять 10,0 или менее на 0,01 мм, а доля площади сечения открытых зон микроуглублений на поверхности стального листа должна составлять 1,0% или менее.
[0047] Следует отметить, что глубина углублений (ямок) определяется как самая большая глубина ямок, определяемая на основе средней высоты части рисунка на периметре ямок. В дополнение, аналогичным образом глубина ямок, которые существуют во внутренней части раковины, которой передается матовый рисунок, также является самой большой глубиной ямок, определяемой на основе средней высоты части рисунка на периметре ямок.
[0048] Площадь сечения открытой зоны углубления представляет собой спроецированную на плоскость площадь части, окруженной границей углубления, при поверхности стального листа, рассматриваемой в направлении по толщине листа с плоскости.
[0049] Эти глубина и площадь сечения открытой зоны углубления предпочтительно измеряются с использованием лазерного микроскопа и ахроматического микроинтерферометра, который может измерять форму поверхности.
2
[0050] В дополнение, область измерения с помощью такого средства измерения предпочтительно составляет в общей сложности 0,1 мм или более в нескольких полях зрения, случайным образом выбираемых на поверхности стального листа, и глубину и площадь сечения открытой зоны углублений измеряют, например, путем измерения в 20 полях зрения или более с 1000-кратным увеличением, и далее вычисляют плотность и долю площади сечения открытых зон микроуглублений.
2
[0051] Измеряют количество микроуглублений, существующих в области измерения, задаваемой в каждом поле зрения (включая микроуглубления, в которых часть их отверстий выступает из границы области измерения), и общую сумму измеренных количеств в каждой области измерения делят на суммарную площадь всех областей измерения, вычисляя плотность микроуглублений как число микроуглублений на 0,01 мм.
[0052] В дополнение, вычисляют сумму площади сечений открытой зоны каждого микроуглубления, существующего в области измерения, задаваемой в каждом поле зрения (включая, в том случае, когда часть отверстия микроуглубления выступает из границы области измерения, только площадь той части, которая попадает в область измерения), и общую сумму всех площадей сечений открытых зон в каждой области измерения делят на общую сумму площадей каждой области измерения, вычисляя долю площади сечения открытых зон микроуглублений.
[0053] При этом матовая поверхность, такая как матовый рисунок, является подходящей в качестве дизайна для таких элементов HDD, как крышка, и поэтому поверхностную глянцевитость уменьшают путем дрессировки с использованием валка с матовой поверхностью, чтобы обеспечить антибликовые свойства. Предпочтительно, чтобы поверхностная глянцевитость соответствовала стандарту JIS Z 8741, то есть ее значение при 20° составляло 400 или менее.
[0054] Как описано выше, когда среднеарифметическая шероховатость (Ra) поверхности стального листа составляет менее 0,2 мкм, лист ферритной нержавеющей стали после дрессировки с использованием валка с матовой поверхностью имеет высокую поверхностную глянцевитость, и имеется вероятность того, что антибликовые свойства не могут быть гарантированы. С другой стороны, когда шероховатость поверхности стального листа становится больше и значение Ra становится выше 1,2 мкм, есть вероятность того, что очищаемость будет уменьшена. Следовательно, для того чтобы гарантировать достаточные очищаемость и антибликовые свойства, значение Ra поверхности стального листа должно составлять 0,2 мкм или более и 1,2 мкм или менее.
[0055] Среднеарифметическая шероховатость (Ra) является измеряемым значением, предписанным стандартом JIS B 0601, то есть значением, измеряемым в направлении, перпендикулярном направлению прокатки.
[0056] Коэффициент переноса, являющийся долей площади той части, которой передан матовый рисунок путем дрессировки на поверхности стального листа, является долей спроецированной площади части, окруженной частью рисунка участка раковины, которой передан матовый рисунок, в общей площади поверхности стального листа, если рассматривать ее в направлении по толщине из плоскости. Например, 20 полей зрения или более наблюдают с 400-кратным увеличением в оптический микроскоп и т.п., и коэффициент переноса матового рисунка может быть вычислен путем измерения доли площади участка раковины, которой передан матовый рисунок.
[0057] При этом очищаемость и антибликовые свойства являются в целом несовместимыми, и при уменьшении коэффициента переноса на поверхности стального листа очищаемость может повыситься; однако при этом поверхностная глянцевитость становится более высокой, и антибликовые свойства уменьшаются. С другой стороны, при увеличении коэффициента переноса поверхностная глянцевитость становится меньше, и антибликовые свойства могут повыситься; однако при этом шероховатость поверхности стального листа становится больше, и очищаемость уменьшается.
[0058] Более конкретно, когда коэффициент переноса составляет менее 15%, очищаемость может повыситься; однако при этом антибликовые свойства уменьшаются, и пятна, отпечатки пальцев и царапины становятся видимыми. С другой стороны, когда коэффициент переноса составляет более 70%, антибликовые свойства могут повыситься; однако при этом образование микроуглублений во внутренней части раковины, которой передается матовый рисунок, увеличивается, и отверстие микроуглубления становится больше, что вызывает значительное снижение очищаемости.
[0059] Следовательно, для того, чтобы гарантировать одновременно очищаемость и антибликовые свойства, коэффициент переноса на поверхности стального листа должен составлять 15% или более и 70% или менее.
2
2
[0060] Для того чтобы обеспечить гидрофильность листа ферритной нержавеющей стали, необходимо, чтобы поверхностная пленка имела состав, содержащий оксид кремния (SiO) в качестве основной составляющей, и по мере увеличения количества SiO в поверхностной пленке после светлого отжига гидрофильность может повышаться.
2
[0061] В дополнение к этому, даже когда поверхностная пленка, сформированная на поверхности стального листа, является окисленной пленкой, содержащей SiO в качестве основной составляющей, содержание кремния (Si) и содержание азота (N) в окисленной пленке важны для повышения гидрофильности. Таким образом, когда окисленная пленка содержит, например, Si, азот, алюминий (Al), марганец (Mn), хром (Cr), железо (Fe), ниобий (Nb), титан (Ti) и кислород (O) в качестве пленкообразующих элементов кроме углерода (C), содержание Si и содержание N в окисленной пленке являются важными.
[0062] Более конкретно, когда содержание Si в окисленной пленке составляет менее 10 ат.%, получается окисленная пленка с составом, содержащим оксиды Cr и Fe в качестве основных составляющих, и гидрофильность не может быть получена. Следовательно, содержание Si в окисленной пленке, сформированной на поверхности стального листа, должно составлять 10 ат.% или более. В дополнение к этому, содержание Si в окисленной пленке более предпочтительно составляет 15 ат.% или более.
[0063] В дополнение к этому, было подтверждено, что когда содержание N в окисленной пленке составляет более 10 ат.%, гидрофильность не может быть получена. Следовательно, содержание N в окисленной пленке, сформированной на поверхности стального листа, должно составлять 10 ат.% или менее.
[0064] Следует отметить, что аналитическое значение состава поверхностной пленки представляет собой значение, вычисленное из значения полуколичественного анализа, основанного на интегральной площади спектра каждого элемента, полученного с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.
[0065] Далее будет описан компонентный состав листа ферритной нержавеющей стали.
[0066] Вышеупомянутый лист ферритной нержавеющей стали содержит 0,15 мас.% или менее C, 0,1 мас.% или более и 2,0 мас.% или менее Si, 10,0 мас.% или более и 32,0 мас.% или менее Cr, и по меньшей мере один из 0,01 мас.% или более и 0,8 мас.% или менее Nb и 0,01 мас.% или более и 0,5 мас.% или менее Ti, а остаток включает Fe и неизбежные примеси.
[0067] В дополнение, лист ферритной нержавеющей стали может иметь состав, содержащий по меньшей мере одно из 0,2 мас.% или более и 5,0 мас.% или менее молибдена (Mo) и 0,1 мас.% или более и 3,0 мас.% или менее меди (Cu) при необходимости.
[0068] Углерод (C) является упрочняющим твердый раствор элементом, и когда концентрация C высока, увеличивается выделение карбидов Cr на границе зерна. Вокруг карбидов Cr образуется обедненный хромом слой с более низкой концентрацией Cr, и, начиная с этой части, легко возникают микроуглубления. В дополнение, микроуглубления открываются и вновь образуются во время дрессировки с использованием валка с матовой поверхностью, что вызывает ухудшение очищаемости. Далее, когда содержание C составляет более 0,15 мас.%, очищаемость легко ухудшается из-за обедненного хромом слоя. Следовательно, содержание С составляет 0,15 мас.% или менее.
2
2
2
[0069] Si является компонентом сплава, который влияет на количество SiO в поверхностной пленке после светлого отжига. То есть, для того чтобы обеспечить гидрофильность листа ферритной нержавеющей стали, как описано выше, предпочтительно увеличить количество SiO в поверхностной пленке после светлого отжига, но когда содержание Si в листе ферритной нержавеющей стали, исходном листе, невелико, доля Si в поверхностной пленке становится ниже, и окисленная пленка, содержащая SiO в качестве основной составляющей, формируется с трудом. Следовательно, более высокое содержание Si в исходном стальном листе является более предпочтительным. Более конкретно, когда содержание Si составляет менее 0,1 мас.%, есть вероятность того, что гидрофильность не сможет быть гарантирована в достаточной степени. С другой стороны, когда содержание Si составляет более 2,0 мас.%, есть вероятность того, что холодная обрабатываемость будет уменьшена. Следовательно, содержание Si составляет 0,1 мас.% или более и 2,0 мас.% или менее.
[0070] Cr является компонентом сплава, эффективным для улучшения коррозионной стойкости, и когда содержание Cr составляет 10,0 мас.% или более, эффект улучшения коррозионной стойкости за счет добавления Cr становится значительным. С другой стороны, когда Cr содержится в большом количестве, выше 32,0 мас.%, есть вероятность того, что будет ухудшена технологичность. Следовательно, содержание Cr составляет 10,0 мас.% или более и 32,0 мас.% или менее.
[0071] Nb связывается с C и N в стали в виде Nb(C,N), образуя выделения, и подавляет образование карбидов Cr, что является одной из причин образования микроуглублений, и поэтому является важным для повышения очищаемости компонентом сплава. Далее, такой эффект становится заметным при добавлении Nb в количестве 0,01 мас.% или более. С другой стороны, когда Nb содержится в чрезмерном количестве, более 0,8 мас.%, есть вероятность того, что технологичность и обрабатываемость будут ухудшены. Следовательно, если Nb содержится, то содержание Nb составляет 0,01 мас.% или более и 0,8 мас.% или менее.
[0072] Аналогично Nb, Ti связывается с C и N в стали в виде Ti(C,N), образуя выделения, и подавляет образование карбидов Cr, что является одной из причин образования микроуглублений, и поэтому является важным для повышения очищаемости компонентом сплава. Далее, такой эффект становится заметным при добавлении Ti в количестве 0,01 мас.% или более. С другой стороны, когда Ti содержится в чрезмерном количестве, более 0,5 мас.%, есть вероятность того, что технологичность и обрабатываемость будут ухудшены. Следовательно, если Ti содержится, то содержание Ti составляет 0,01 мас.% или более и 0,5 мас.% или менее.
[0073] Mo и Cu добавляются по мере необходимости с целью улучшения коррозионной стойкости. Когда содержится Mo, эффект повышения коррозионной стойкости проявляется при добавлении 0,2 мас.% или более; однако, когда Mo содержится в чрезмерном количестве, более 5,0 мас.%, есть вероятность того, что уменьшится вязкость разрушения. В дополнение к этому, когда содержится Cu, эффект повышения коррозионной стойкости проявляется при добавлении 0,1 мас.% или более; однако, когда Cu содержится в чрезмерном количестве, более 3,0 мас.%, есть вероятность того, что уменьшится вязкость разрушения. Следовательно, если Mo содержится, то содержание Mo составляет 0,2 мас.% или более и 5,0 мас.% или менее, а если содержится Cu, то содержание Cu составляет 0,1 мас.% или более и 3,0 мас.% или менее.
[0074] В дополнение к вышеупомянутым компонентам сплава, другие компоненты сплава также могут быть добавлены по мере необходимости. Например, можно добавлять по меньшей мере один из 2,0 мас.% или более марганца (Mn), 0,01 мас.% или более и 0,5 мас.% или менее циркония (Zr), 0,05 мас.% или менее иттрия (Y), 1,0 мас.% или менее вольфрама (W), 0,5 мас.% или менее олова (Sn) и 1,0 мас.% или менее кобальта (Co) и т.п. для того, чтобы повысить коррозионную стойкость, обрабатываемость и т.п.
[0075] Кроме того, с учетом плохого влияния на характеристики вышеупомянутых компонентов сплава, содержание фосфора (P) в качестве примеси предпочтительно поддерживается на уровне 0,05 мас.% или менее, а содержание серы (S) предпочтительно поддерживается на уровне 0,01 мас.% или менее.
[0076] Следует отметить, что лист ферритной нержавеющей стали не ограничен вышеупомянутыми составами и может иметь составы, соответствующие типам ферритной нержавеющей стали, предписываемым, например, стандартами JIS G 4305: 2005 и JIS G 4303: 2005. В дополнение к этим составам листа ферритной нержавеющей стали, ферритная нержавеющая сталь может содержать 0,15 мас.% или менее C, 0,1 мас.% или более и 2 мас.% или менее Si, 2,0 мас.% или менее Mn, 0,04 мас.% или менее P, 0,03 мас.% или менее S, 0,6 мас.% или менее Ni, 11,0 мас.% или более и 32,0 мас.% или менее Cr, 0 мас.% или более и 3,0 мас.% или менее Mo (включая отсутствие его добавки), 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее Cu (включая отсутствие ее добавки), 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее Nb (включая отсутствие его добавки), 0 мас.% или более и 1,0 мас.% или менее Ti (включая отсутствие его добавки), 0 мас.% или более и 0,12 мас.% или менее Al (включая отсутствие его добавки), 0,025 мас.% или менее N (включая отсутствие его добавки), и 0 мас.% или более и 0,01 мас.% или менее бора (B (включая отсутствие его добавки)), а остаток в листе ферритной нержавеющей стали может включать Fe и неизбежные примеси.
[0077] Далее будет описан способ производства вышеупомянутого листа ферритной нержавеющей стали.
[0078] Для того чтобы получить лист ферритной нержавеющей стали с превосходной очищаемостью и антибликовыми свойствами, важно, чтобы были последовательно осуществлены отжиг, травление, финишная холодная прокатка и светлый отжиг, чтобы произвести исходный лист ферритной нержавеющей стали с небольшим числом микроуглублений, гладкостью и превосходной очищаемостью, и чтобы этот исходный лист дрессировался с использованием валка с матовой поверхностью под легким давлением для обеспечения антибликовых свойств, при максимально возможном сохранении очищаемости.
[0079] Сначала, используя произведенный обычным способом горячекатаный стальной лист в качестве исходного материала, удаляют относительно грубые посторонние вещества, такие как металл и окалина, с помощью процессов отжига и травления и т.п.
[0080] Затем осуществляют прокатку с достаточным обжатием при финишной холодной прокатке, и на последней стадии (при последнем проходе) финишной холодной прокатки осуществляют прокатку с использованием рабочего валка с высокой гладкостью при низкой скорости в условиях высокого давления для сглаживания образовавшихся при травлении пустот (следов выпадения) и пустот в результате коррозии по границам зерна в максимально возможной степени. Одновременно в максимально возможной степени сглаживаются пустоты, происходящие из горячекатаного стального листа, и такие пустоты, как следы выпадения в процессах отжига и травления, путем значительного увеличения полного обжатия при холодной прокатке перед светлым отжигом.
[0081] Кроме того, предотвращается формирование пустот из-за окисления поверхности путем выполнения светлого отжига в качестве окончательного отжига после финишной холодной прокатки, и кроме того, последующее травление не требуется, что позволяет избежать коррозии по границам зерен при травлении, и получается исходный лист ферритной нержавеющей стали с превосходной очищаемостью.
[0082] Далее, для того чтобы придать произведенному таким образом исходному листу ферритной нержавеющей стали вышеописанные плотность и доля площади сечения открытых зон микроуглублений, осуществляют дрессировку с использованием валка с матовой поверхностью при таких заданных условиях, что открытие и возникновение микроуглублений могут быть подавлены для обеспечения как антибликовых свойств, так и очищаемости.
[0083] Следует отметить, что при производстве листа ферритной нержавеющей стали способом, в котором в качестве исходного материала используется горячекатаный стальной лист, осуществляют светлый отжиг в качестве окончательного отжига по меньшей мере после финишной холодной прокатки с последующей дрессировкой, необходимо лишь использовать валок с матовой поверхностью. В качестве конкретной производственной процедуры, например, лист ферритной нержавеющей стали может быть произведен из горячекатаного стального листа с помощью процедуры (i), в которой обработка выполняют в следующем порядке: отжиг, травление, финишная холодная прокатка, окончательный отжиг (светлый отжиг) и дрессировка. В дополнение к этому, в качестве другой процедуры может использоваться процедура (ii), в которой обработку горячекатаного стального листа выполняют в следующем порядке: отжиг, травление, холодная прокатка, отжиг, травление, финишная холодная прокатка, окончательный отжиг (светлый отжиг) и дрессировка. Кроме того, может использоваться процедура (iii), в которой обработку горячекатаного стального листа выполняют в следующем порядке: отжиг, травление, первая холодная прокатка, первый отжиг, первое травление, вторая холодная прокатка, второй отжиг, второе травление, финишная холодная прокатка, окончательный отжиг (светлый отжиг) и дрессировка. В дополнение к этому, может использоваться процедура (iv), в которой обработку горячекатаного стального листа выполняют в следующем порядке: отжиг, травление, холодная прокатка, светлый отжиг, финишная холодная прокатка, окончательный отжиг (светлый отжиг) и дрессировка.
[0084] Следует отметить, что в вышеописанных процедурах (i)-(iv) могут быть добавлены процесс шлифовки и процесс обезжиривания по мере необходимости, и к листу после конечной дрессировки могут быть применены завершающие процессы, такие как обезжиривание, выравнивание напряжений и продольная резка, без воздействия на текстуру поверхности.
[0085] Далее будут описаны конкретные условия в каждом процессе в вышеописанном способе производства.
[0086] Горячекатаный стальной лист представляет собой стальной лист, который подвергнут только горячей прокатке без холодной прокатки. Этот горячекатаный стальной лист является таким, в котором нержавеющая сталь была выплавлена, разлита и подвергнута горячей прокатке обычным способом, после чего этот лист был подвергнут горячей прокатке, отжигу и травлению по мере необходимости.
[0087] Отжиг и травление представляют собой виды обработки, эффективные для удаления грубых посторонних включений, таких как металл и окалина, приставших к поверхности стального листа.
[0088] Условия отжига могут быть подходящим образом выбраны с учетом технологичности и характеристик сырья. В дополнение, любой способ отжига, периодический отжиг и непрерывный отжиг, может использоваться без влияния на текстуру поверхности стального листа, и может быть выбран, например, в зависимости от используемого сырья.
[0089] Травление осуществляют путем комбинирования нейтральных солей и кислот, таких как серная кислота, азотная кислота, фтористоводородная кислота и соляная кислота, а также может быть выполнено электролитическое травление.
[0090] Финишная холодная прокатка является холодной прокаткой, осуществляемой непосредственно перед светлым отжигом после окончательного отжига, и число проходов может составлять один или несколько раз. В дополнение к этому, могут последовательно использоваться несколько видов прокатных станов, таких как обычный прокатный стан Сендзимира и тонколистовой стан. Обжатие при финишной холодной прокатке при последовательном использовании различных прокатных станов является полным (суммарным) обжатием при холодной прокатке в нескольких прокатных станах.
[0091] Такая финишная холодная прокатка является важным процессом для определения текстуры поверхности листа ферритной нержавеющей стали. То есть для того, чтобы микроуглубления имели заданные плотность и долю площади сечения их открытых зон при финишной холодной прокатке, важно полностью затянуть образовавшиеся при травлении следы выпадения посторонних веществ и пустоты из-за коррозии по границам зерен при финишной холодной прокатке.
[0092] Далее, когда обжатие при финишной холодной прокатке составляет менее 30%, есть вероятность того, что пустоты не будут полностью затянуты. Следовательно, обжатие при финишной холодной прокатке должно составлять 30% или более. Следует отметить, что обжатие при финишной холодной прокатке предпочтительно составляет 40% или более, а еще предпочтительнее 50% или более. В дополнение к этому, на обжатие при финишной холодной прокатке влияют сопротивление материала деформации и возможности используемого прокатного стана, и поэтому верхний предел обжатия может быть выбран подходящим образом и обычно составляет 90% или менее.
[0093] В дополнение к этому, при финишной холодной прокатке, когда рабочий валок со среднеарифметической шероховатостью Ra его поверхности более 0,3 мкм используется по меньшей мере в последнем проходе прокатки и когда обжатие в последнем проходе прокатки составляет менее чем 15%, есть вероятность того, что сглаживание поверхности стального листа будет недостаточным и уменьшится очищаемость. Следовательно, необходимо использовать рабочий валок со среднеарифметической шероховатостью Ra его поверхности 0,3 мкм или менее по меньшей мере в последнем проходе финишной холодной прокатки, и кроме того, необходимо, чтобы обжатие в этом последнем проходе прокатки составляло 15% или более.
[0094] Кроме того, когда скорость прокатки в последнем проходе прокатки составляет более 200 м/мин, есть вероятность того, что будут происходить открытие и появление микроуглублений за счет захвата СОЖ рабочим валком и поверхностью стального листа. Следовательно, скорость прокатки в последнем проходе финишной холодной прокатки составляет 200 м/мин или менее.
[0095] Многие дефекты поверхности, образовавшиеся во время горячей прокатки, являются относительно глубокими. Для того чтобы как можно больше уменьшить микроуглубления, важно увеличить полное обжатие при холодной прокатке перед процессом светлого отжига и полностью затянуть дефекты поверхности, существующие в горячекатаном стальном листе, т.е. исходном материале. Существует также вероятность того, что посторонние включения, внедренные в поверхность стального листа, будут выпадать при отжиге, при травлении горячекатаного листа и т.п. перед холодной прокаткой, и для того чтобы затянуть следы такого выпадения, эффективным будет увеличить полное обжатие при холодной прокатке.
[0096] Полное обжатие при холодной прокатке является суммарным обжатием холодной прокатки в ряде процессов перед светлым отжигом при производстве листа ферритной нержавеющей стали. Например, в вышеописанной процедуре (i) оно означает обжатие финишной холодной прокатки, в вышеописанной процедуре (ii) оно означает суммарное обжатие холодной прокатки и финишной холодной прокатки, в вышеописанной процедуре (iii) оно означает суммарное обжатие холодной прокатки 1, холодной прокатки 2 и финишной холодной прокатки, а в вышеописанной процедуре (iv) оно означает суммарное обжатие холодной прокатки и финишной холодной прокатки. Более конкретно, когда толщина листа перед первым проходом холодной прокатки горячекатаного стального листа равна h0 (мм), а толщина листа после последнего прохода холодной прокатки равна h1 (мм), полное обжатие при холодной прокатке составляет ((h0 - h1)/h0)*100 (%).
[0097] Далее, в результате исследований было найдено, что, когда полное обжатие при холодной прокатке, которое является суммарным обжатием при холодной прокатке перед светлым отжигом, составляет 70% или более, дефекты поверхности могут быть эффективно удалены. Следовательно, полное обжатие при холодной прокатке перед светлым отжигом составляет 70% или более. Следует отметить, что на полное обжатие при холодной прокатке влияют сопротивление материала деформации и возможности используемого прокатного стана, и поэтому верхний предел полного обжатия может быть выбран подходящим образом и обычно составляет 98% или менее.
[0098] Для сохранения текстуры поверхности, полученной с помощью такой финишной холодной прокатки, то есть текстуры поверхности с очень небольшим числом микроуглублений, важно, чтобы было предотвращено поверхностное окисление при завершающем отжиге, и кроме того, могут быть исключены последующие процессы для удаления окалины, такие как травление и шлифование. Поэтому светлый отжиг осуществляют в качестве завершающего отжига в восстановительной атмосфере.
[0099] Светлый отжиг является отжигом в восстановительной атмосфере, и его предпочтительно осуществляют при технологических условиях светлого отжига, относящихся к BA отделке (см. стандарт JIS G 203: 2009, No. 4225).
2
[0100] В дополнение, для того чтобы при светлом отжиге получить структуру окисленной пленки с превосходной гидрофильностью, необходимо сформировать окисленную пленку, содержащую SiO в качестве основной составляющей, путем отжига в смешанной газовой атмосфере водорода и азота с долей водорода 70 об.% или более.
2
2
[0101] Далее, когда точка росы превышает -50°C во время отжига, окисленная пленка становится оксидом, содержащим Cr и Fe в качестве основных составляющих, и кроме того, окисленная пленка становится слишком толстой, что легко вызывает окрашивание из-за интерференции (цвета побежалости). С другой стороны, когда точка росы опускается ниже -70°C, Si легко восстанавливается, и поэтому содержащая SiO в качестве основной составляющей окисленная пленка формируется с трудом, и кроме того, Al легко концентрируется в этой пленке. В дополнение к этому, когда температура во время отжига составляет менее 800°C и более 1100°C, Si в недостаточной степени концентрируется в окисленной пленке, и содержащая SiO в качестве основной составляющей окисленная пленка формируется с трудом. Поэтому светлый отжиг осуществляют в смешанной газовой атмосфере водорода-азота с долей водорода 70 об.% или более при условии, что точка росы составляет -70°С или выше и -50°C или ниже, а температура составляет 800°C или выше и 1100°C или ниже.
[0102] Матовый рисунок переносится на поверхность стального листа путем дрессировки с использованием валка с матовой поверхностью в качестве рабочего валка после светлого отжига для обеспечения антибликовых свойств с сохранением очищаемости.
[0103] При такой дрессировке, чтобы подавить открытие и появление микроуглублений во внутренней части раковины, которой передается матовый рисунок, и обеспечить антибликовые свойства без ухудшения очищаемости, важно управлять условиями дрессировки.
[0104] Далее, когда диаметр валка с матовой поверхностью составляет менее 500 мм, есть вероятность того, что к той части раковины, которой передается матовый рисунок, напряжение будет применено более чем необходимо для того, чтобы развить открытие и появление микроуглублений во внутренней части раковины.
[0105] В дополнение к этому, когда среднеарифметическая шероховатость Ra валка с матовой поверхностью составляет 1,0 мкм или более и 3,5 мкм или менее, антибликовые свойства могут быть обеспечены, а очищаемость почти не уменьшается.
[0106] Что касается условий в проходах дрессировки, то когда коэффициент удлинения на проход составляет более 0,5%, есть вероятность того, что будут происходить открытие и появление микроуглублений во внутренней части раковины. В дополнение к этому, даже когда суммарный коэффициент удлинения является идентичным, многопроходная дрессировка с множеством проходов является предпочтительной, потому что могут быть подавлены открытие и появление микроуглублений во внутренней части раковины, которой передается матовый рисунок.
[0107] Кроме того, когда суммарный коэффициент удлинения, который является суммарным коэффициентом удлинения при дрессировке, составляет менее 0,2%, есть вероятность того, что антибликовые свойства не смогут быть обеспечены в достаточной степени, а когда суммарный коэффициент удлинения составляет более 1,4%, есть вероятность того, что уменьшится очищаемость.
[0108] Следовательно, при дрессировке предпочтительно, чтобы диаметр валка с матовой поверхностью составлял 500 мм или более, среднеарифметическая шероховатость Ra поверхности этого валка с матовой поверхностью составляла 1,0 мкм или более и 3,5 мкм или менее, коэффициент удлинения за один проход составлял 0,5% или менее, а суммарный коэффициент удлинения составлял 0,2% или более и 1,4% или менее.
[0109] При такой дрессировке может использоваться смазка, смешанная, например, с присадками с целью предотвращения ржавчины. В дополнение к этому, поверхность рабочего валка может протираться, например, скребком с использованием чистящего раствора для удаления посторонних веществ.
[0110] Далее будут описаны работа и эффект вышеупомянутого варианта осуществления.
2
[0111] В соответствии с вышеописанным листом ферритной нержавеющей стали плотность микроуглублений, которые являются причиной образования пятен на поверхности стального листа, составляет 10,0 или менее на 0,01 мм, а доля площади сечения открытых зон микроуглублений на поверхности стального листа составляет 1,0% или менее, и поэтому участки захвата, например, частиц образуются с трудом, и очищаемость может быть повышена.
[0112] В дополнение, среднеарифметическая шероховатость Ra поверхности стального листа составляет 0,2 мкм или более и 1,2 мкм или менее, и кроме того коэффициент переноса матового рисунка на поверхность стального листа составляет 15% или более и 70% или менее, и поэтому очищаемость может быть сохранена, а антибликовые свойства могут быть повышены.
2
[0113] Кроме того, поверхностная пленка, сформированная на поверхности стального листа, образована из оксида, содержащего SiO в качестве основной составляющей, который имеет состав, содержащий Si, N, Al, Mn, Cr, Fe, Nb, Ti и O в качестве пленкообразующих элементов кроме C, причем содержание Si составляет 10 ат.% или более, а содержание Ni составляет 10 ат.% или менее, и поэтому гидрофильность может быть повышена.
[0114] Следовательно, текстуру поверхности и поверхностную пленку на листе ферритной нержавеющей стали контролируют такими, как описано выше, и поэтому очищаемость, антибликовые свойства и гидрофильность могут быть повышены.
[0115] В дополнение к этому, лист ферритной нержавеющей стали имеет превосходные очищаемость, антибликовые свойства и гидрофильность, и поэтому он может подходящим образом использоваться в качестве крышки HDD.
[0116] В соответствии с вышеописанным способом производства листа ферритной нержавеющей стали прокатку осуществляют с обжатием 30% или более при финишной холодной прокатке и скоростью прокатки 200 мм/мин или менее так, чтобы обжатие при прокатке составляло 15% или более, с использованием рабочего валка со среднеарифметической шероховатостью Ra, равной 0,3 мкм или менее, по меньшей мере в последнем проходе финишной холодной прокатки, и поэтому появление микроуглублений может быть подавлено, и очищаемость может быть повышена за счет сглаживания поверхности стального листа.
[0117] Кроме того, полное обжатие при холодной прокатке перед светлым отжигом составляет 70% или более, и поэтому дефекты поверхности эффективно удаляются, появление микроуглублений может быть подавлено, а очищаемость может быть повышена.
2
[0118] С помощью светлого отжига после финишной холодной прокатки в смешанной газовой атмосфере водорода-азота с долей водорода 70 об.% или более при условии, что точка росы составляет -70°С или выше и -50°C или ниже, а температура составляет 800°C или выше и 1100°C или ниже, на поверхности стального листа в качестве поверхностной пленки формируется окисленная пленка, содержащая SiO в качестве основной составляющей, и поэтому может быть повышена гидрофильность.
[0119] С помощью дрессировки после светлого отжига, использующей валок с матовой поверхностью с диаметром 500 мм или более и среднеарифметической шероховатостью Ra 1,0 мкм или более и 3,5 мкм или менее при коэффициенте удлинения в одном проходе 0,5% или менее так, чтобы суммарный коэффициент удлинения составлял 0,2% или более и 1,4% или менее, очищаемость не уменьшается в максимально возможной степени, а антибликовые свойства могут быть повышены.
Примеры
[0120] Далее будут описаны Примеры и Сравнительные примеры.
[Пример 1]
Сначала выплавляли нержавеющую сталь с химическим составом, показанным в Таблице 1, с помощью электропечи, конвертера и ВОД-процесса (вакуумно-кислородного обезуглероживания), с последующей непрерывной разливкой для получения сляба.
[0121] [Таблица 1]
Категория
Тип стали
Содержание компонентов сплава (мас.%)
C
Si
Mn
Cr
Ti
Nb
Прочие
Примеры
A
0,07
0,57
0,14
16,3
0,02
0,01
B
0,01
0,45
0,15
17,2
<0,01
0,34
C
0,01
0,56
0,14
18,2
<0,01
0,41
Cu: 0,5
Сравнительные примеры
D
0,16
0,52
0,14
16,4
0,01
<0,01
E
0,01
0,05
0,20
16,3
<0,01
0,20
F
0,07
0,48
0,13
16,5
<0,01
<0,01
[0122] Затем сляб непрерывной разливки подвергали горячей прокатке общепринятым способом с получением горячекатаного стального листа. Далее, используя горячекатаный стальной лист в качестве исходного материала, выполняли каждый процесс в порядке, указанном в вышеупомянутой процедуре (ii) или процедуре (iii), и кроме того, в процессе дрессировки использовали валок с матовой поверхностью, получив дрессированный материал с толщиной листа 0,3-1,5 мм, который использовали в качестве тестового образца в каждом Примере и каждом Сравнительном примере. Условия производства каждого из этих Примеров и Сравнительных примеров будут описаны в Таблице 2.
[0123] Следует отметить, что у стали типа B и стали типа E в Таблице 2 каждый процесс осуществляли по процедуре (ii), а у сталей других типов каждый процесс осуществляли по процедуре (iii). В дополнение, во всех Примерах использовали при финишной холодной прокатке рабочий валок со значением Ra 0,3 мкм или менее, обжатие при последнем проходе прокатки составляло 15% или более, а скорость прокатки в последнем проходе прокатки составляла 200 мм/мин или менее. Кроме того, во всех Примерах светлый отжиг осуществляли в атмосфере, в которой водород содержался в количестве 75-100 мас.%, а остаток составлял азот.
[0124] [Таблица 2]
Образец №
Тип стали
Условия холодной прокатки
Условия финишной холодной прокатки
Условия окончательного отжига (BA)
Условия дрессировки матовым валком
Окончательная толщина листа (мм)
Категория
Полное обжатие при прокатке (%)
Обжатие (%)
Шероховатость валка в последнем проходе (мкм)
Обжатие в последнем проходе (%)
Скорость прокатки в последнем проходе (м/мин)
Температура (°C)
Концентрация газообразного водорода (%)
Точка росы (°C)
Диаметр бочки валка (мм)
Шероховатость матового валка (мкм)
Коэффициент удлинения в одном проходе (%)
Число проходов
Полный коэффициент удлинения (%)
Химическое никелирование
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-1
A
93,3
70,0
0,1
15,0
100
900
75
-60
760
1,7
0,30
1
0,30
0,3
Пример
A-2
93,3
70,0
0,1
25,0
200
900
75
-60
760
2,3
0,30
3
0,90
0,5
Пример
A-3
66,7
50,0
0,1
15,0
100
900
75
-60
760
1,7
0,30
4
1,20
1,0
Сравнительный пример
A-4
72,2
23,1
0,1
15,0
150
900
75
-60
760
1,7
0,30
3
0,90
1,0
Сравнительный пример
A-5
72,2
44,4
0,5
15,0
150
900
75
-60
760
1,7
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
A-6
72,2
44,4
0,1
12,0
250
900
75
-60
760
1,7
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
B-1
B
86,1
72,2
0,1
15,0
150
1020
75
-60
760
1,8
0,30
2
0,60
0,5
Пример
B-2
86,1
72,2
0,1
15,0
150
1020
75
-60
450
1,8
0,30
2
0,60
0,5
Сравнительный пример
B-3
86,1
72,2
0,1
15,0
150
1020
75
-60
760
3,9
0,30
2
0,60
0,5
Сравнительный пример
B-4
86,1
72,2
0,1
15,0
150
1020
75
-60
760
2,0
0,05
2
0,10
0,5
Сравнительный пример
B-5
86,1
72,2
0,1
15,0
150
1020
75
-60
760
2,0
0,50
3
1,50
0,5
Сравнительный пример
C-1
C
88,9
75,0
0,1
15,0
60
1020
75
-60
760
1,8
0,30
1
0,30
0,5
Пример
C-2
88,9
75,0
0,1
15,0
60
1020
75
-60
760
1,8
0,10
1
0,10
0,5
Сравнительный пример
C-3
88,9
75,0
0,1
15,0
60
1020
75
-60
760
1,8
0,65
1
0,65
0,5
Сравнительный пример
C-4
88,9
75,0
0,1
15,0
60
750
75
-50
760
1,8
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
C-5
88,9
75,0
0,1
15,0
60
1020
60
-50
760
1,8
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
C-6
88,9
75,0
0,1
15,0
60
1020
75
-45
760
1,8
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
D-1
D
88,9
75,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
1,5
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
D-2
88,9
75,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
1,5
0,30
3
0,90
0,5
Сравнительный пример
E-1
E
93,3
85,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
1,7
0,20
2
0,40
0,3
Сравнительный пример
E-2
93,3
70,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
1,7
0,30
2
0,60
0,3
Сравнительный пример
F-1
F
88,9
50,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
2,3
0,20
3
0,60
0,5
Сравнительный пример
F-2
88,9
50,0
0,1
15,0
150
950
75
-60
760
2,3
0,40
3
1,20
0,5
Сравнительный пример
[0125] Для каждого тестового образца, показанного в Таблице 2, осуществляли измерения очищаемости, антибликовых свойств и гидрофильности. Более конкретно, осуществляли измерение среднеарифметической шероховатости на поверхности стального листа, измерение коэффициента переноса, измерение микроуглублений на поверхности стального листа, измерение поверхностной глянцевитости, измерение поверхностной пленки, измерение смачиваемости и оценку очищаемости.
[0126] Следует отметить, что аналогичным образом также измеряли очищаемость материала полученного химическим восстановлением никелевого покрытия, которое главным образом используется для деталей HDD, в качестве контрольного материала для оценки очищаемости, как показано в Таблице 2.
[0127] При измерении среднеарифметической шероховатости на поверхности стального листа квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали ультразвуковой очистке с использованием ацетона, а затем измеряли среднеарифметическую шероховатость Ra методом в соответствии со стандартом JIS B 0601. Следует отметить, что эта среднеарифметическая шероховатость была измерена три раза в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, и было вычислено и оценено среднее значение.
[0128] При измерении коэффициента переноса квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали ультразвуковой очистке с использованием ацетона, а затем поверхность стального листа наблюдали под оптическим микроскопом для того, чтобы вычислить коэффициент переноса, являющийся долей площади той части раковины, которой передается матовый рисунок. Следует отметить, что поверхность стального листа наблюдали с 400-кратным увеличением, а число наблюдаемых полей зрения составляло 20, и было вычислено и оценено среднее значение всех измеренных величин.
2
2
[0129] При измерении микроуглублений квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали ультразвуковой очистке с использованием ацетона, а затем поверхность стального листа наблюдали под лазерным микроскопом для того, чтобы вычислить плотность микроуглублений и долю площади сечения открытых зон микроуглублений с глубиной 0,5 мкм или более и площадью сечения открытых зон микроуглублений 10 мкм или более. Следует отметить, что поверхность стального листа наблюдали с 1000-кратным увеличением, число полей зрения составляло 10, а общая площадь областей измерения составляла 0,1 мм.
[0130] При измерении поверхностной глянцевитости квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали ультразвуковой очистке с использованием ацетона, а затем измеряли поверхностную глянцевитость (при 20°) методом в соответствии со стандартом JIS Z 8741. Следует отметить, что поверхностную глянцевитость измеряли три раза в каждом направлении, т.е. в направлении, параллельном направлению прокатки, и в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, вычислив среднее значение, и образец со средним значением 400 или менее оценивали как образец с низкой поверхностной глянцевитостью и превосходными антибликовыми свойствами.
[0131] При измерении поверхностной пленки долю элементарного Si получали по интегрированной интенсивности каждого пика элемента на внешней поверхности окисленной пленки в каждом образце с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.
[0132] При измерении смачиваемости квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали ультразвуковой очистке с использованием ацетона, а затем измеряли краевой угол капельки ионообменной воды объемом 0,1 мл методом покоящейся капли. Образец с краевым углом 50° или менее оценивали как образец с превосходной смачиваемостью.
[0133] При оценке очищаемости квадратный образец размером 50 мм, вырезанный из каждого тестового образца, подвергали операции очистки в соответствии со следующей процедурой, получив образец для измерения чистоты поверхности. Следует отметить, что процессы после обезжиривания ацетоном, которое является операцией очистки, и все процессы измерения чистоты поверхности выполняли в чистых условиях Класса 5 стандарта JIS B 9920.
[0134] При операции очистки образцов сначала осуществляли обезжиривание путем ультразвуковой очистки с использованием ацетона. Этот обезжиренный образец подвергали ультразвуковой очистке с использованием чистящей жидкости на основе фтора, паровой очистке и вакуумной сушке. После этого образец подвергали ультразвуковой очистке с использованием слабощелочного моющего средства, промывали погружением в сверхчистую воду, вынимали с низкой скоростью и сушили теплым воздухом, получив образец для измерения чистоты поверхности.
[0135] Чистоту поверхности измеряли с использованием устройства LPC (жидкостного счетчика частиц) следующим образом.
[0136] Сначала для того, чтобы погрузить образец для измерения чистоты, сверхчистую воду помещали в мензурку, которая устанавливалась в устройство LPC, и измеряли число присутствующих в сверхчистой воде частиц и распределение их по размерам. По данным измерений этой сверхчистой воды вычисляли число частиц с диаметром 0,3 мкм или более, и это расчетное значение использовали в качестве числа частиц до того, как образец будет погружен в воду (нулевое значение измерения).
[0137] Затем образец для измерения чистоты погружали в мензурку со сверхчистой водой и подвергали ультразвуковой очистке в течение фиксированного времени для того, чтобы извлечь приставшие к поверхности образца частицы в сверхчистую воду. После этого число частиц, присутствующих в этой сверхчистой воде, и распределение их по размерам измеряли с помощью устройства LPC, вычислив число частиц с диаметром 0,3 мкм или более.
2
[0138] Затем разность между этим расчетным значением и нулевым значением использовали в качестве числа частиц, извлеченных из образца для измерения чистоты. Следует отметить, что число частиц и распределение их по размерам измеряли устройством LPC три раза или более с использованием того же самого раствора, и использовали среднее значение в качестве измеренного значения. В дополнение, используя 3 образца одного и того же типа, осуществляли измерение при числе тестов n=3, и использовали среднее значение в качестве числа частиц, приставших и оставшихся в образце для измерения чистоты. Кроме того, по числу частиц вычисляли число приставших частиц (количество частиц, приставших к поверхности) на единицу площади поверхности стального листа. Далее, если число приставших частиц составляло 1000/см или менее, очищаемость оценивали как хорошую.
[0139] Результаты измерения очищаемости, антибликовых свойств и гидрофильности показаны в Таблице 3.
[0140] [Таблица 3]
Образец №
Тип стали
Коэффициент переноса (%)
Ra (мкм)
Глянец
Доля Si в пленке (ат.%)
Краевой угол (градусов)
Микроуглубления
Число частиц,приставших к поверхности (частиц/см<sup>2</sup>)
Категория
Число (микроугл./0,01 мм<sup>2</sup>)
Доля площади сечения открытых зон (%)
Химическое никелирование
-
-
-
-
1
0,1
400
-
A-1
A
16
0,26
380
12
21
3
0,10
500
Пример
A-2
45
0,72
43
15
40
6
0,50
700
Пример
A-3
68
1,10
35
16
30
30
1,50
2100
Сравнительный пример
A-4
42
0,70
34
16
41
32
1,70
3000
Сравнительный пример
A-5
41
0,70
40
16
38
18
1,60
2000
Сравнительный пример
A-6
44
0,71
46
16
48
15
1,80
1500
Сравнительный пример
B-1
B
33
0,52
120
11
20
6
0,20
700
Пример
B-2
28
0,42
130
12
30
20
2,30
1800
Сравнительный пример
B-3
39
0,62
80
12
25
48
4,20
5600
Сравнительный пример
B-4
10
0,14
450
12
41
4
0,30
600
Сравнительный пример
B-5
75
1,22
30
12
38
18
1,60
2300
Сравнительный пример
C-1
C
17
0,25
320
12
40
6
0,20
700
Пример
C-2
5
0,08
500
12
45
2
0,20
500
Сравнительный пример
C-3
30
0,52
200
12
21
19
1,80
2300
Сравнительный пример
C-4
41
0,63
40
8
61
4
0,30
600
Сравнительный пример
C-5
41
0,64
40
2
54
5
0,30
500
Сравнительный пример
C-6
41
0,65
40
5
57
8
0,30
700
Сравнительный пример
D-1
D
39
0,62
45
12
38
30
3,00
2300
Сравнительный пример
D-2
45
0,70
51
12
39
35
3,20
3000
Сравнительный пример
E-1
E
28
0,50
120
8
65
8
0,30
700
Сравнительный пример
E-2
33
0,52
170
8
70
6
0,20
700
Сравнительный пример
F-1
F
30
0,54
80
12
45
43
4,00
4300
Сравнительный пример
F-2
55
0,84
48
12
60
52
4,00
5800
Сравнительный пример
2
[0141] Как показано в Таблице 3, во всех Примерах плотность микроуглублений была 10,0 или менее на 0,01 мм, а доля площади сечения открытых зон микроуглублений составляла 1,0% или менее. В дополнение, был получен лист нержавеющей стали, в котором среднеарифметическая шероховатость поверхности стального листа в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, составляла 0,2-1,2 мкм, а коэффициент переноса матового рисунка составляла 15-70%.
2
[0142] В дополнение к этому, во всех листах нержавеющей стали в Примерах число приставших частиц в образце для измерения чистоты поверхности составляло 1000 частиц/см или менее, что было одинаково низким по сравнению с чистотой материала полученного химическим никелированием покрытия, т.е. контрольного материала для проведения оценки очищаемости.
[0143] Кроме того, все листы нержавеющей стали в Примерах имели поверхностную глянцевитость ниже стандарта, что означает хорошие антибликовые свойства, и кроме того имели краевой угол меньше стандарта, что означает хорошую гидрофильность.
[0144] Следовательно, можно сделать вывод о том, что все Примеры имеют состояние поверхности с очищаемостью, антибликовыми свойствами и гидрофильностью, подходящими, например, для крышки HDD, даже на необработанной поверхности листа нержавеющей стали.
[Пример 2]
На поверхности некоторых образцов, сделанных в Примере 1, литьем под давлением была получена уплотнительная прокладка и была оценена адгезия клейкого вещества между нержавеющей сталью и уплотнительной прокладкой.
[0145] При литье под давлением уплотнительной прокладки сначала на поверхность образца нанесли клейкое вещество на основе модифицированной олефиновой смолы.
[0146] В дополнение, уплотнительную прокладку отливали под давлением с использованием стирольного термопластичного эластомерного соединения при скорости впрыска 0,3 мм/с, давлении впрыска 30 МПа и времени цикла 30 секунд с помощью литьевой машины так, чтобы она приклеилась к поверхности образца.
[0147] Затем осуществляли испытание для определения клейких свойств следующим образом.
[0148] В испытании для определения клейких свойств сделали проникающее отслаивание приблизительно 1 мм на клейкой поверхности уплотнительной прокладки, сформированной на образце, и пропускали проволоку из SUS через ту часть, в которой было сделано это проникающее отслаивание. К ней прикладывали вертикальное растягивающее усилие, и когда длина отслаивания увеличивалась приблизительно до 10 мм, измеряли величину этого усилия.
[0149] Когда это измеренное усилие составляло 100 кПа или более, клейкие свойства оценивали как хорошие, а когда оно составляло менее чем 100 кПа, клейкие свойства оценивали как недостаточные. Образцы, клейкие свойства которых были оценены, а также результаты оценки показаны в Таблице 4.
[0150] [Таблица 4]
Образец №
Тип стали
Адгезия клейкого вещества
Категория
A-1
A
Хорошая
Пример
B-1
B
Хорошая
Пример
C-1
C
Хорошая
Пример
C-5
Плохая
Сравнительный пример
C-6
Плохая
Сравнительный пример
E-2
E
Плохая
Сравнительный пример
[0151] Примеры A-1, B-1 и C-1, которые имели хорошие очищаемость, антибликовые свойства и смачиваемость в Примере 1, все имели хорошие клейкие свойства.
[0152] С другой стороны, Сравнительные примеры C-5, C-6 и E-2, которые имели плохую смачиваемость в Примере 1, все имели плохие клейкие свойства.
[0153] Из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что лист ферритной нержавеющей стали в соответствии с настоящим изобретением имеет состояние поверхности с очищаемостью, антибликовыми свойствами и гидрофильностью, подходящими для его использования в качестве крышки HDD.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0154] Настоящее изобретение может быть использовано при производстве деталей для точных приборов и электронного оборудования и т.п., например, для крышки накопителей на жестких дисках (HDD).