JPH035241B2 - - Google Patents

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JPH035241B2
JPH035241B2 JP10210586A JP10210586A JPH035241B2 JP H035241 B2 JPH035241 B2 JP H035241B2 JP 10210586 A JP10210586 A JP 10210586A JP 10210586 A JP10210586 A JP 10210586A JP H035241 B2 JPH035241 B2 JP H035241B2
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JP
Japan
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stainless steel
barrier material
carbon steel
wire
fibers
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JP10210586A
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JPS62260018A (ja
Inventor
Wataru Murata
Jiro Tominaga
Akifumi Ishio
Nasuo Sakao
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁波シールド材などの複合材料、
化学反応用フイルター、繊維治金用原料などに利
用されるステンレス鋼繊維の製造方法に関するも
のである。 〔従来の技術〕 金属繊維の従来の製造方法として、金属線材を
ダイアモンドダイスにより連続的に引抜く伸線法
が知られており、断面の真円度の良い金属繊維が
得られる点では、これが最良の方法ではあるが、
伸線工程を多数必要とし、かつ高度の製造技術が
要求されるので、この方法で製造された金属繊維
は高価なものとなる。 また、多数本の金属繊維を同時に製造する安価
な方法として、内部が繊維となる金属で外部が隔
離材(以下バリアー材と言う)からなる複合素材
を管材中に多数本平行に充填し、これを熱間線材
圧延し、さらに冷間引抜などして多数の金属細線
を芯材とする多芯素線とし、これを酸に浸漬して
バリアー材を溶解除去する方法が特開昭51−
17163号公報やUSP3394213などにより知られて
いる。この方法によれば、前記伸線法よりも繊維
断面の真円度は劣るが、より容易にかつ安価に金
属繊維を製造することができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 多数本の金属繊維を同時に製造する従来の方法
において、多芯素線を酸に浸漬してバリアー材を
溶解除去する工程においては、芯材を溶解せずバ
リアー材のみを溶解するために長時間を要し、製
造コストが高くなる。溶解時間を短縮するために
より強い酸を用いると芯材を溶解され歩留が低下
したり、さらに芯材の分離した金属繊維が分断さ
れるといつた問題がある。 本発明はこのような問題点を解決しようとする
ものであり、芯材となるステンレス鋼およびバリ
アー材となる炭素鋼の成分と酸溶解条件の適正化
による組み合わせ技術にて、従来の方法では得ら
れなかつた高歩留かつ高能率の方法で安価なステ
ンレス鋼繊維を製造することを目的とするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段・作用〕 本発明者は、この目的実現のために種々の実験
を重ねて、強酸による酸溶解能率の向上と酸溶解
液に対する耐腐食性の高い合金成分材料の選定が
重要であることを見出した。すなわち、本発明は
適正な成分のステンレス鋼を芯材とし、適正なC
含有量の炭素鋼をバリアー材とする多芯ビレツト
を熱間線材圧延し、あるいはさらに冷間引抜加工
して多芯素線となし、適正組成の硝ふつ酸溶液で
バリアー材を溶解除去するものである。 まず、芯材としてのステンレス鋼の成分及びそ
の限定理由を述べる。 NiおよびCrはオーステナイト系ステンレス鋼
としての基本的な元素であり、オーステナイト組
織を得るため、さらに最終の酸溶解工程における
耐腐食性の劣化を防止し、金属繊維の歩留が低下
しないためにはNiは5%以上、Crは12%以上を
必要とする。しかし、多すぎると熱間加工性が低
下し、熱間加工時に種々のトラブルを発生する等
の弊害があるため、目的達成に対して必要以上の
添加は好ましくない。従つてNiは15%、Crは25
%を上限とした。 Mo,Cuは最終の酸溶解工程における耐腐食性
を向上させるために必要な元素であり、後述する
酸溶液に対して、溶解しない十分な抵抗性を付与
するために、MoおよびCuの1種または2種を添
加する。C:0.05%、Ni:9.1%、Cr:18.2%の
オーステナイト系ステンレス鋼にMo,Cuを添加
したものを、HNO3:15.3wt%、HF:2.5wt%、
温度50℃の硝ふつ酸水溶液に浸漬して溶解速度を
測定した結果を第1図に示す。 第1図に示すように、Mo単体を添加した場合
は0.5%以上、Cu単体の場合は1.0%以上、Mo+
Cu複合の場合は0.7%以上で溶解速度が顕著に減
少した。また、Mo,Cuのこのような効果は、Ni
およびCrの前記範囲で認められた。従つてMoお
よびCuの添加量の下限をMo単体のときは0.5%、
Cu単体のときは1.0%、Mo+Cu複合のときは0.7
%とした。しかし、Mo,Cuのいずれも、多すぎ
ると脆化の問題があるので5%を添加量の上限と
した。 つぎに、バリアー材としての炭素鋼について限
定理由を述べる。 本発明によるステンレス鋼繊維は上述のオース
テナイト系ステンレス鋼を芯材とし、炭素鋼をバ
リアー材とする多芯ビレツトを熱間線材圧延し、
或いはさらに冷間引抜し、硝ふつ酸でバリアー材
を溶解除去して製造するわけであるが、バリアー
材を炭素鋼に限定した理由は熱間加工時にステン
レス鋼と圧着しないことと、最終の酸溶解工程で
容易に溶解されてステンレス鋼繊維の分離・回収
が容易であり、かつ安価な材料であることによ
る。 また、バリアー材のC含有量が多いと熱間圧延
時に炭素鋼中のCがステンレス鋼中に拡散し、粒
界滲炭を生じることがある。粒界滲炭が生じる
と、最終の酸溶解時にステンレス鋼繊維に粒界浸
食が顕著に生じるため、繊維は分断し、繊維の回
収歩留は低下すると共に、ステンレス鋼繊維とし
ての品質は劣化する。このような欠点を解消する
ためには、バリアー材としての炭素鋼中のC量を
限定する必要がある。 C:0.06%、Ni:8.9%、Cr:18.8%、Mo:
1.01%のオース系ナイト系ステンレス鋼を芯材と
し、各種C量の炭素鋼をバリアー材とする多芯ビ
レツトを熱間線材圧延されに冷間引抜加工をし
て、直径1mmの多芯素線を製造した。該素線を
HNO3:15.3wt%、HF:2.5wt%、温度50℃の硝
ふつ酸水溶液に浸漬して、バリアー材を溶解除去
した後のステンレス鋼繊維の材質を、第1表に示
す。バリアー材である炭素鋼区のC量が0.1%以
下ではステンレス鋼繊維の形状は良好で、長繊維
が高歩留で、安定して得られる。しかし、C量が
0.12%になると、溶解途中で酸液中に多数本の分
断した短繊維が遊離して現れ、最終的にはステン
レス繊維の回収率は低下する。これはC量が高く
なると、第2図に示すように結晶粒界にCr炭化
物が析出するためで、酸液が結晶粒界を優先的に
溶解することに起因している。結晶粒界へのCr
炭化物の析出を阻止するには高温から急冷するこ
とによつて達成できるが、本発明のようにバリア
ー材中のC量を0.1%以下にすることで製造上特
別の配慮をすることなく、容易に結晶粒界への
Cr炭化物の析出を阻止できるため、製造コスト
は大幅に削減できる。このような効果は、芯材と
してのオーステナイト系ステンレス鋼の前記成分
範囲で認められた。従つてバリアー材はC≦0.1
%の炭素鋼とした。 次に酸溶液組成の限定理由について述べる。 第3図に通常のオーステナイト系ステンレス鋼
であるSUS304(Mo+Cu=0.29%)を芯材とした
多芯素線の酸による溶解曲線の例を示す。バリア
ー材は炭素鋼であるため、溶解初期すなわち外装
側は硝酸のみで比較的容易に溶解する。しかし内
部の芯材であるステンレス鋼側になると溶解速度
は極端に低くなつてくる。これは、製造過程で熱
間線材圧延など高温高圧条件下で加工されるた
め、ステンレス鋼と炭素鋼の界面で拡散が生じ、
本来炭素鋼であるはずのバリアー材がNiおよび
Crの拡散濃縮によつて耐蝕性が向上し、溶解性
が劣化したためである。この欠点を解消するため
には微量のNiおよびCrが濃縮されても、溶解可
能な溶液の選択が必要になつてくる。 そこで、本発明者は、種々の実験の結果、第3
図に示すように硝酸溶液の中に少量のふつ酸を添
加することによつてバリアー材が完全に溶解除去
されかつ溶解速度も飛躍的に向上することを見出
した。ところが第3図で明らかなように、ふつ酸
を添加すると溶解減量がバリアー材の溶解と共に
ステンレス鋼も溶解されるため作業管理が極めて
困難になつてくる。溶解除去液として具備すべき
ことは、ステンレス鋼繊維を溶解することなく、
バリアー材を短時間に溶解することである。本発
明者は、この問題点を解決する方法として、まず
耐硝ふつ酸性の強い鋼組成を検討し前述のステン
レス鋼組成にするとともに、酸溶液組成について
も検討した。 C:0.06%、Ni:8.9%、Cr:18.8%、Mo:
1.01%のオーステナイト系ステンレス鋼を芯材と
し、0.07%Cの炭素鋼をバリアー材とする多芯ビ
レツトを、熱間線材圧延さらに冷間引抜加工をし
て直径1mmの多芯素線を製造した。該素線を温度
50℃のふつ酸濃度の異なる硝ふつ酸溶液中に浸漬
し溶解除去性を調査した。 その結果、第4図に示すように、ふつ酸濃度が
3.0%まではバリアー材が完全に溶解除去された
後もステンレス鋼繊維はほとんど溶解されなかつ
た。芯材としてのステンレス鋼の成分およびバリ
アー材としての炭素鋼のC含有量が特許請求の範
囲に示した範囲内であれば、HF:0.5〜3wt%の
硝ふつ酸によつて、ステンレス鋼繊維がほとんど
溶解されず炭素鋼バリアー材のみが溶解除去され
た。従つてHFの濃度を0.5〜3wt%とした。 硝ふつ酸溶液における硝酸の役割は酸化作用に
よつてふつ酸の溶解性をコントロールするもので
あり、有効な酸化作用をもたらすためにはHNO3
として7wt%とする。しかし、硝酸濃度が高すぎ
ると溶解速度が低下し、溶解能率が低下するとと
もにNOxガスの発生の問題もありHNO3の上限
を30wt%とした。なお、第3図および第4図に
おいて、溶解減量は(溶解前重量−溶解後重
量)/(溶解前重量)×100(%)により求めたも
のであり、理論炭素鋼量は多芯素線中の炭素鋼重
量の理論量を割合で示したものである。 ここで多芯ビレツトの製造方法について述べ
る。まず芯材となるステンレス鋼の表面にバリア
ー材となる炭素鋼を肉盛溶接し一次ビレツトとす
る。ついで該ビレツトを熱間線材圧延し、あるい
はさらに冷間引抜した棒材を炭素鋼管内に多数本
充填したのち熱間押出し法にて熱間線材圧延用の
多芯ビレツトとする。また、ステンレス丸鋼を炭
素鋼管内にはめこみ熱間押出しにて一次ビレツト
を製造した後上述の工程を経て多芯ビレツトにす
る方法もある。 実施例 1 第2表に示す成分からなる100mm角のステンレ
ス鋼鋼片表面上に炭素量0.07%の炭素鋼を肉盛溶
接した後、該ビレツトを熱間線材圧延し、直径
5.5mmの線材とした後冷間引抜して直径3.0mmの棒
材とした。該棒材を外径260mmの炭素鋼鋼管内に
約5000本充填し、熱間押出法にて100mm角に成形
し、再び熱間線材圧延にて直径5.5mmの線材とし
た後冷間引抜して直径1.0mmの多芯素線を製造し
た。 該多芯素線を15.3wt%HNO3、2.5wt%HF、残
部水よりなる硝ふつ酸溶液に浸漬し、炭素鋼バリ
アー材を溶解して、平均10μのステンレス鋼繊維
を製造した。結果を第2表に示す。本発明法によ
れば酸溶解時間は大幅に短縮でき、かつステンレ
ス鋼繊維は分断することなく高歩留りに製造でき
る。 実施例 2 第2表のNo.1の成分を有する直径210mmのオー
ステナイト系ステンレス丸鋼を、外径260mmの炭
素量0.05%の炭素鋼管内に填め込み、熱間押出法
にて100mm角のビレツトに加工した後、実施例1
の方法に準じて熱間線材圧延、冷間引抜加工を繰
り返し、直径1.0mmの多芯素線を製造し、15.3wt
%HNO3、2.5wt%HF、残部水よりなる硝ふつ酸
溶液に侵漬しステンレス鋼繊維を製造した結果、
溶解性およびステンレス鋼繊維の品質を肉盛法と
同等であるが、ステンレス鋼繊維の総合歩留は若
干低くなつた。これは製造上止むを得ない端部切
り捨て等によるためである。
【表】
〔発明の効果〕
本発明法により、平均径10μまでの高品質のス
テンレス鋼繊維を、従来法では得られなかつた高
歩留りでかつ安価に安定して製造する事ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は芯材としてのステンレス鋼の硝ふつ酸
による溶解速度を示す図、第2図はバリアー材と
しての炭素鋼のC量の影響を示す金属組織の顕微
鏡写真(500倍)、第3図および第4図は多芯素線
の硝ふつ酸による溶解性を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量%にてNi:5〜15%、Cr:12〜25%を
    を基本成分として含有し、MoおよびCuの1種ま
    たは2種をMo単体のときは0.5〜5%、Cu単体
    のときは1.0〜5%、MoとCu2種複合のときは0.7
    〜5%添加したオーステナイト系ステンレス鋼を
    芯材とし、C≦0.1%の炭素鋼をバリアー材とす
    る多芯ビレツトを、熱間線材圧延しあるいはさら
    に冷間引抜きして多芯素線となし、該多芯素線の
    炭素鋼バリアー材を、重量%にてHNO3:7〜30
    %、HF:0.5〜3%、残部水よりなる硝ふつ酸溶
    液にて溶解除去することを特徴とするステンレス
    鋼繊維の製造方法。
JP10210586A 1986-05-06 1986-05-06 ステンレス鋼繊維の製造法 Granted JPS62260018A (ja)

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AU5530900A (en) 1999-07-01 2001-01-22 N.V. Bekaert S.A. Garment comprising electrode

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