JPH02305944A - 高耐食電磁ステンレス鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、優れた耐食性はいうまでもなく、良好な軟
磁気特性および加工性とくに冷間鍛造性を兼ね備えた高
耐食電磁ステンレス鋼に関し、とりわけ自動車用電子燃
料噴射装置のハウジング用材料や耐食性の必要な水用電
磁弁用材料などの用途に供して好適なものである。

（従来の技術） 最近開発された自動車用電子燃料噴射装置は、カーエレ
クトロニクスの象、速な進歩と相まって、その需要が急
増している。

従来、かかる自動車用電子燃料噴射装置材料としては、
純鉄や３％Ｓｉけい素鋼及び１３Ｃｒ−３ｉ、Ａｌ系の
フェライト系ステンレス鋼が使用されている。

ところで近年、冬季間のスパイクタイヤによる道路粉塵
公害が深刻化し、緊急事以外の車両についてはスパイク
タイヤの使用が禁止される傾向にある。それに伴い、除
雪融雪体勢の強化が図られ、塩化マグネシウムや塩化カ
ルシウム等の融雪剤が大量に使用されるようになった。

これらの塩化物は、非常に腐食性が強いため、融雪剤が
散布された道路を走行する自動車用部品材料等において
は、これまで以上に高い耐食性が要求される。この点に
ついては、自動車用電子燃料噴射装置も例外ではないが
、上述したような従来材では充分満足のいく耐食性は望
み得なかった。

そこでこの対策として、上記部材につき、めっきや樹脂
被覆による耐食性の向上が図られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、めっきではピンホール等の欠陥に由来し
て、また樹脂被覆では樹脂と磁性材料の隙間に起因して
光読が起き、充分満足のいく耐食性が得られないだけで
なく、コストの上昇を招いていた。

なお耐食性に冨む材料としては、１８Ｃｒ−８ＮｉのＳ
ＵＳ　３０４や１８Ｃｒ　　１２Ｎｉ　−２ＭｏのＳＵ
Ｓ　３１６などのオーステナイト系ステンレス鋼が考え
られるけれども、これらの合金は何れも非磁性なので自
動車用電子燃料噴射装置のハウジング材としては使用し
得ない。

このように従来は、ＳＵＳ　３０４なみの耐食性を有し
、しかも良好な軟磁気特性をそなえる実用材料は存在せ
ず、その開発が望まれていた。

なお自動車用電子燃料噴射装置のハウジング材としては
、上記の特性の他、安価に大量生産を可能にするために
は、切削、穴ぐり加工から、冷間鍛造を行うことがを利
であることから、良好な冷間鍛造性も併せて要望されて
いる。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、大量
に散布される融雪剤としての塩化物による腐食に充分に
耐え、また優秀な軟磁気特性を有し、さらには冷間鍛造
性をも兼ね備える高耐食電磁ステンレス鋼を提案するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、 Ｃ：　０．０１５ｗｔ％（以下単ニ％テ示ス）以下、Ｓ
ｉ　：　０．３０％以下、 Ｍｎ　：　０．３０％以下、 Ｃｒ　：　１０．０〜２０．０％、 Ｍｏ　：　０．５〜２．０％、 Ｔｉ　：　０．０５〜０６３０％、 Ｃｕ　：　０．３〜１．５％および Ａｌ　：　０．０５〜１．５％ を含有し、残部は実質的にＦｅの組成になる高耐食電磁
ステンレス鋼である。

またこの発明では、上記の基本成分にさらにＰｂ　：　
０．０３〜０．３％、 Ｃａ　：　０．００２〜０．０３％、 Ｓｅ　：　０．０１〜０．２％および ｓ　：　ｏ、ｏｉ〜０．１％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有させることによ
って、切削性の向上を図ることができる。

加えてこの発明では、さらに 希土類元素のうちから選んだ少なくとも一種：　０．０
００５〜０．０１％ を含有させることによって、冷間鍛造性の一層の向上を
図ることもできる。

（作　用） 以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明において、成分組成を上記の範囲に限定し
た理由について説明する。

Ｃ：　０．０１５％以下 Ｃは、ステンレス鋼においては、耐食性、磁気特性およ
び冷間鍛造性を著しく劣化させる有害元素であるので、
その混入は極力低減することが望ましいが、０．０１５
％以下で許容できる。

Ｓｉ　：　０．３０％以下 Ｓｌは、脱酸剤として有用なだけでなく、１３Ｃｒ系の
フェライト系ステンレス鋼の磁気特性の向上にも有効に
寄与し、さらには電気抵抗を増加し高周波領域における
レスポンス特性にも有用ではあるが、一方で硬度を増加
させ冷間鍛造性の著しい劣化を招くので、両者を勘案し
て０１３０％以下の範囲で添加するものとした。

Ｍｎ　：　０．３０％以下 Ｍｎは、脱酸剤としてを効に寄与するものの、一方で磁
気特性を阻害するので、０．３０％以下の範囲に限定し
た。

Ｃｒ　：　１０．０〜２０．０％ Ｃｒは、本合金中の主要元素で、耐食性、磁気特性およ
び電気抵抗の改善に最も効果的な元素の一つであり、特
にＭｏ、　Ｃｕ、　Ｔｉと共存させることによって、耐
食性および磁気特性の一層の向上をもたらす。しかしな
がら含有量が１０．０％に満たないとその添加効果に乏
しく、一方２０．０％を超えると磁気特性とくに磁束密
度の低下を招き、また冷間鍛造性も悪化するので、１０
．０〜２０．０％の範囲で含有させるものとした。

Ｍｏ　：　０．５〜２．０％ Ｍｏは、Ｃｒ、さらにはＣｕ、　Ｔｉとの共存下におい
て耐食性を効果的に改善する有用元素である。またＭｏ
の少量添加で本合金では保磁力（Ｈｃ）も改善される。

しかしながら含有量が０．５％に満たないと、その添加
効果に乏しく、一方２．０％を超えると冷間鍛造性を阻
害するばかりでなく、高価にもなるので、０．５〜２．
０％の範囲に服定した。

Ｔｉ　：　０．０５〜０．３０％ Ｔｉは、Ｃｒ、さらにはＭｏ、　Ｃｕとの共存下におい
て耐食性および磁気特性の改善に有効に寄与するが、含
有量が０．０５％未満ではその効果は充分ではなく、一
方０．３０％を超えると冷間鍛造性の劣化を招くだけで
なく、特殊な精錬を必要とし高価となるので、０．０５
〜０．３０％の範囲に限定した。

Ｃｕ　：　０．３〜１．５％ Ｃｕは、Ｃｒ、さらにはＭｏ、　Ｔｉとの共存下におい
て著しく耐食性を向上させる有用元素である。またＣｕ
は、少量の添加で冷間鍛造性も有効に改善し、磁気特性
の劣化も少ない。しかしながら含有量が０．３％に満た
ないとその添加効果に乏しく、一方１．５％を超えて多
量に添加されると磁気特性の劣化が大きくなるだけでな
く、硬度の増加も著しく、さらには冷間鍛造性も阻害さ
れるようになるので、０．３〜１．５％の範囲に限定し
た。

Ａｌ　：　０．０５〜１．５％ ＡＩは、１３Ｃｒ系のフェライト系ステンレス鋼中にあ
って磁気特性を著しく改善し、しかも電気抵抗を効果的
に増加させる有用元素である。また比較的少量では冷間
鍛造性を阻害するごともない。しかしながら含有量が０
．０５％未満では磁気特性の改善効果が充分ではなく、
一方１．５％を超えると、特殊な精錬方法が必要になる
ばかりでなく、冷間鍛造性も劣化するようになるので、
０．０５〜１．５％の範囲に限定した。

またこの発明では、切削性を加味するために、上記の成
分にさらに、 Ｐｂ　：　０．０３〜０．３％、 Ｃａ　：　０．００２〜０．０３％、 Ｓｅ　：　０．０１〜０．２％および Ｓ：０．０１〜０．１％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有させることがで
きる。

ここにこれらの成分の添加量がそれぞれ、下限に満たな
いとその添加効果に乏しく、一方上限を超えると耐食性
、磁気特性、冷間鍛造性を阻害するので、これらの元素
を添加するときには、単独使用および併用何れの場合に
おいても上記の範囲を満足させることが肝要である。

さらにこの発明においては、希土類元素を添加すること
によって、冷間鍛造性の一層の改善を図ることができる
。しかしながら添加量が０．０００５％に満たないとそ
の添加効果に乏しく、一方０．０１％を超えて多量に添
加されると特殊な溶解精錬法が必要になるだけでなく、
高価につくので、０．０００５〜０．０１％の範囲で添
加するものとした。

ここに上記した希土類元素としては、ミツシュメタルを
用いることがとりわけ有利である。

なおこの合金の製造にあたっては、従来と同様の方法で
処理すればよく、代表的な製造方法を示すと次のとおり
である。

まず、常法に従い溶解、ついで造塊する。溶解法として
は、ＡＯＴＪ、　ＶＯＤ等の精錬方法ないしは非酸化雰
囲気での溶解が有利である。溶解後は、鋳造もしくは連
続鋳造法によってビレットを作成し、ついで８００〜１
１００°Ｃ程度で熱間圧延を施して所定の丸棒としたの
ち、ビーリング、引き抜き、低温仕上焼鈍を施して製品
とする。そして得られた製品を、たとえば自動車用電子
燃料噴射装置のハウジング用素材として使用する場合に
は、ハウジング製造工程に供するわけである。

（実施例） 表１に示す各組成になる供試鋼（Ｎα１〜Ｎへ１４）を
、Ａｒ気流中でそれぞれ３ｋｇづつ誘導溶解し、５０胴
φのインゴットを作成した。ついで各インゴットを１０
５０°Ｃで熱間鍛造して１３鵬φの丸棒を作成したのち
、８５０°Ｃ，２ｈの焼鈍を施して供試材とした。

得られた各供試材の磁気特性、電気比抵抗、機械的性質
、冷間鍛造性および耐食性について調べた結果を、表２
、表３および表４にそれぞれ示す。

なお各種特性の測定要領は次のとおりである。

磁気特性は、１０ｍｍφＸ５．５ｍｍφＸ５ｍｍｔのリ
ング試料を作成し、Ｂ−Ｈループトレーサーで直流特性
を測定した。

電気抵抗は、各試料をＩＩｉ［ＩＩφまで冷間線引きし
、８５０℃で真空焼鈍後、デジポルで測定した。

機械的性質は、平行部５閣φＸ２５ｍｍの引張試験片を
作成し、インストロン型の引張試験機で試験した。

冷間鍛造試験は、６ｎｕφＸ１１ｍｍＨの試験片を作成
し、油圧プレスで圧縮試験を行い、割れ発生限界加工率
を求めた。

耐食性は、８ｍｍφＸ８０ｍｍの試験片を作成し、サン
ドペーパーで５００番まで研磨してから、５％ＮａＣ１
水溶液で３５°ＣＸ９６ｈ塩水噴ｎ試験を行なった後の
光読の有無を調べた。また１３ｍｍφ×５鵬の試験片を
作成し、８００番までサンドペーパーで研磨してから、
３０°Ｃの３．５χＮａＣ１水溶液中で孔食電位を測定
した。

表２　供試材の磁気特性、電気抵抗 表３　供試材の機械的性質、硬さ、割れ限界加工率表４
　供試材の耐食性 ＊テストピース：φ８ｗＸ８０＋＋＋ｍＸ２本Ｏ：２本
共全く全鉄せず Δ：２本中１本発銹 全鉄２本共発銹 ここに、Ｎ（ＬＩＯはＣｒが１０％以下の例、ｋｌｌは
Ｃｕ。

Ｍｏを含まない例である。これらの比較例は、磁気特性
、機械的性質、硬さおよび冷間鍛造性は良好であったけ
れども、耐食性が充分ではなく、塩水噴霧試験で何れも
光読した。

Ｎα１２は、ＣおよびＴｉを上限値を超えて多量に含有
させた例であるが、Ｃを多量に含有することから磁気特
性、冷間鍛造性および耐食性の何れも充分でない。

Ｎα１３は、ＣｕおよびＭｏが上限値を超える例であり
、これらの元素を多量に含むことから耐食性は良好であ
った。しかしながら、磁気特性が大幅に低下しただけで
なく、硬さの上昇、絞り値の低下、割れ限界加工率の低
下を招き、冷間鍛造性も著しく劣化した。

Ｎα１４は、ＣｒおよびＡｌを多量に含有する例である
。

この例は、耐食性が非常に優れており、また電気比抵抗
も１００μΩ−１以上と良好な値が得られた。

しかしながら一方で、磁束密度の大幅な低下を招くので
、自動車用電子燃料噴射装置や電磁弁に使用した場合の
吸引力に低下をきたす危険性が高まる。また硬さの上昇
のみならず、絞り値および割れ限界加工率の低下を招く
ので、充分な冷間鍛造性は得られない。

これに対し、この発明に従い得られたもの（Ｎｏ。

１〜Ｎα９）はいずれも、Ｈｃが０．８０（Ｏｅ）以下
で、かつＢ、≧５０００　（Ｇ）　ｌＢ　＋。≧１００
００（Ｇ）、　Ｂｚｓ　≧１２０００　（Ｇ）と極めて
優れた磁気特性を有するだけでなく、絞り値は８５％以
上、また割れ限界加工率も７５％以上と良好な冷間鍛造
性をそなえ、しかも９６時間での塩水噴霧試験に置いて
全く光読が認められないと・　　いう優れた耐食性をも
兼ね備えている。

（発明の効果） かくして、この発明によれば塩化物による高腐食性環境
下でも、非常に優れた耐食性を有すのみならず、良好な
磁気特性ならびに冷間鍛造性を兼ね備える高耐食性電磁
ステンレス鋼を得ることができ、自動車用電子燃料噴霧
装置のハウジングや腐食環境下で使用される電磁弁用材
料として産業界に貢献するところ大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０１５ｗｔ％以下、 Ｓｉ：０．３０ｗｔ％以下、 Ｍｎ：０．３０ｗｔ％以下、 Ｃｒ：１０．０〜２０．０ｗｔ％、 Ｍｏ：０．５〜２．０ｗｔ％、 Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｗｔ％、 Ｃｕ：０．３〜１．５ｗｔ％および Ａｌ：０．０５〜１．５ｗｔ％ を含有し、残部は実質的にＦｅの組成になる高耐食電磁
   ステンレス鋼。 ２、請求項１において、さらに Ｐｂ：０．０３〜０．３ｗｔ％、 Ｃａ：０．００２〜０．０３ｗｔ％、 Ｓｅ：０．０１〜０．２ｗｔ％および Ｓ：０．０１〜０．１ｗｔ％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有する高耐食電磁
   ステンレス鋼。 ３、請求項１または２において、さらに 希土類元素のうちから選んだ少なくとも一種：０．００
   ０５〜０．０１ｗｔ％ を含有する高耐食電磁ステンレス鋼。