JPH0459925A - Fe―Ni合金熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents

Fe―Ni合金熱延鋼帯の製造方法

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JPH0459925A
JPH0459925A JP2169624A JP16962490A JPH0459925A JP H0459925 A JPH0459925 A JP H0459925A JP 2169624 A JP2169624 A JP 2169624A JP 16962490 A JP16962490 A JP 16962490A JP H0459925 A JPH0459925 A JP H0459925A
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幸治 家田
Takashi Saito
隆 斉藤
Shinji Tsuge
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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〕 本発明は、35〜55%N1を含むFe−Ni合金より
なる熱延鋼帯の製造方法に関する。なお、本明細書にお
いて、%とは特にことわりのない限り重置%を表わす。
〔従来の技術〕
Fe−(35〜55%)Ni合金、またはFe7%以下
Cr−(35〜55%)Ni合金等のFe−Ni合金は
、熱膨張率が小さく、ガラスやセラミックス等との封着
性に優れているため、各種の電子部品用材料として広く
用いられている。
例えば、36%Fe−Ni合金は熱膨張率が最も小さく
、テレビ受像機のシャドウマスク用材料として、また4
2%Fe−Ni合金は常温付近で4XIO−”/”C程
度の熱膨張率を示し、ICパンケージとの封着性が優れ
、メンキ性、ハンダ性も良好なことから、ICリードフ
レーム用材料として使用されている。これらのシャドウ
マスク、ICリードフレーム等の素材に使用される板厚
0.25〜0.15mの薄板コイルは、Fe−Ni合金
の熱間圧延鋼板を冷間圧延して得られる。
ところで、Fe−Ni合金の熱間圧延鋼板を能率良く製
造する方法としては、連続鋳造スラブを連続式熱間圧延
機を有するミルで熱間圧延して熱延鋼帯とするものが一
般的である。熱間圧延に際してのスラブ加熱は、多くの
場合ウォーキングビ−ム弐の加熱炉が生産能率、品質向
上の点より用いられている。ところが、Fe−Ni合金
は熱間加工時に耳割れが発生しやすく、歩留り良く熱間
圧延鋼板を製造することができないといった問題を有す
る。vfに、連続鋳造スラブから得られる熱延**に発
生する耳割れは、圧延材の側端から50閣位までのエン
ジ部表裏面に発生し、冷間圧延後にもそれが凹凸班とし
て残存する。そのため熱間圧延後にIjRIIF表面を
研削ベルトにより研削を行う所謂コイルグラインダーを
複数バス行う必要があり、これが歩留り低下と作業コス
トの増大を招く原因になっている。
そこで、従来からもFe−Ni合金熱延鋼帯における耳
割れ防止策が種々提案されている。例えば、圧延方法に
よるものとして「全圧延率が50%を超えるまでlバス
当り】0%以上の圧下率で圧延し耳割れを防ぐ方法J 
(特開昭62〜3801)、「鋳塊の表面温度が300
〜500℃の間を70℃/ h r以下の速度で加熱し
、1バスの圧下率を4%以下で圧鍛することで表面割れ
を防止する方法」 (特開昭61−2271.27)等
があり、微量元素添加によるものとしてrCaを0.0
01〜0.01%添加する方法」 (特開昭6l−87
851)等がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、これらの耳割れ防止策は種々の問題点を
有している。例えば、特開昭61−227127の開示
する方法では、加熱時間が長くなると同時に熱間圧延の
能率が低下し、Fe−Ni合金の熱間圧延鋼板を能率良
く製造する上で問題がある。また特開昭61−8785
1の開示する方法は、脱酸生成物としてC系の(硬い)
Ca系介在物が生成しやすく、電子部品として製造され
る上でのメツキ性に悪影響を及ぼすため、実際に採用す
るには問題を有する。
そして、何よりも耳割れ防止効果が十分でなく、生産能
率を高めるために連続鋳造スラブを直接熱間圧延する方
法においては特に耳割れが発生しやすかった。
本発明の目的は、耳割れ防止効果が高く、しかも圧延効
率やメツキ性等に悪影響を及ぼすおそれのないFe−N
i合金熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
先に例示した種々の耳割れ防止策は、Fe−Ni合金の
熱延鋼板の耳割れの原因をおもにFeNt合金の熱間変
形能の乏しさに求めている。
熱間変形能の乏しい合金を熱間加工する場合、1パス当
りの圧下率(歪量)を少なく制限することが有効である
と考える場合が多く、特開昭61227127の方法は
その一例である。しかしながらFe−Ni合金において
、実際の熱間圧延での歪速度(1〜10/s程度)にお
ける熱間変形能(引張り試験の断面絞り率による評価)
は歪速度が大きいほど向上することが知られている。熱
間圧延における歪速度は1パス当りの圧下率の平方根に
比例して増大する。よって圧下率/パスが大きいほど歪
速度が太き(て変形能が高く、加工性が向上するとも考
えることができる。このような観点から、先の例とは矛
盾するが特開昭623801に示される方法が提案され
ている。
一方で熱間変形能とは直接的に関係のない鋳塊加熱時の
加熱速度に関する対策によりFe−N1合金の熱間圧延
時の表面割れを改善するのが特開昭61−227127
の方法である。ここで、表面割れが改善される理由は「
明確ではないが300℃〜500℃の間におけるFe−
Ni金属間化合物の挙動と関連があるのかも知れない」
と説明されており、疑問点を含んだものになっている。
以上述べたようにFe−Ni合金の熱間圧延時に発生す
る耳割れ、表面疵に対する原因の考え方、対策の取り方
には、いくつかの問題点や疑問点が有り、耳割れの正確
な原因は別にあるように考えられる。そのため、本発明
者らは、連続鋳造スラブを熱間圧延して得られたFe−
Ni合金熱延鋼帯に発生している耳割れの原因を詳細に
検討し直す必要を惑し、その熱延綱帯の耳割れの詳細な
観察、熱延鋼帯の圧延条件、スラブの加熱条件等を変更
した実機試験と、Fe−Ni合金の代表として42%N
j合金を主対象として広範囲な歪速度下での変形能測定
、小型の圧延実験等の実験室的検討を行った。そして、
その結果室てられた推論のもとで、いくつかの対策案に
ついてテストを実施した結果、本発明を完成したのであ
る。本発明を完成させるに至った知見事実および考え方
は以下のとおりである。
第1図はFe−42%Ni合金の800 ℃における断
面絞り率と歪速度の関係を示す図表、第2図はFe−4
2%Ni合金のlXl0−”/sおよび5.5X]0−
’/sの各歪速度下での断面絞り率と温度の関係を示す
図表である。
加熱時の熱応力による歪速度は101〜10−4/Sで
あるが、このような非常に小さいな歪速度変形下におけ
る熱間変形能(熱間引張試験の断面絞り率による評価)
は、600〜1000℃の間で極めて低くなる。従って
、この温度領域において、熱応力歪を与えることは割れ
の起点をつくることになる。
近年の主流をなすウオーキングビーム武の連続加熱炉に
おいては、スラブは固定ビームの上に置かれた状態で加
熱される。固定ビームはビーム本体と、実際にスラブと
接触するスキントポタンとにより構成されている。スラ
ブの固定ビーム近傍は固定ビームにより輻射熱が遮られ
ること、スキントポタンにより伝導熱を奪われることに
より加熱されにくく、ここに不均一加熱による熱応力が
発生する。従って、600 ℃から1000℃までのス
ラブの不均一加熱による熱応力を低減することが熱延綱
帯の耳割れの防止に効果的となる。
耳割れの防止には、スラブ内部の温度の確保も必要であ
る。この観点から、1000℃から均熱温度までの領域
では、より一層昇温速度を低下させる必要がある。
熱間圧延に相当するような1から10/S程度の歪速度
変形における熱間変形能は、900℃以下で若干低下す
るものの、全体的には耳割れが問題となることの少ない
5US304綱と同程度であり、変形抵抗は5US30
4綱よりもむしろ小さい。この良好な大歪速度変形下に
おける熱間変形能を生かして、温度900℃以上、圧下
率15%以上で熱間圧延の第1バス圧延を行っておけば
、再結晶による結晶粒微細化効果により900℃以下で
の熱間変形能を一層改善されるために、脆弱な凝固組織
を有する連続鋳造スラブにおいても1回圧延が可能とな
り、かつ耳割れも抑えられる。
以上のような知見事項および考え方に基づいて本発明は
完成されたものであり、Fe−Ni合金の連続鋳造スラ
ブを加熱炉により加熱し、熱間圧延して熱延綱帯を製造
する方法において、当該スラブの表面温度が600 ℃
がら1000 ℃に至るまでの間を15℃/分以下の速
度で昇温し、更に1000℃から均熱温度までの間を3
゛c/分以下の速度で昇温し、かつ熱間圧延における第
1バス目の圧延を温度900℃以上、圧下率15%以上
で行うことを特徴とするFe−Ni合金熱延鋼帯の製造
方法を要旨とする。
[作  用〕 本発明におけるFe−Ni合金とは、主成分をFeおよ
びN1とする合金で、Niを35〜55%を含む高Ni
合金である。この合金にはFeNjのほかにSi、Mn
、AN等の脱酸元素、CP、  S、、 N、 O等の
不可避的不純物を含み、さらに合金元素としてのCr、
Co等を含み得る。
連続鋳造スラブとは連続鋳造機によって鋳込まれた厚み
が例えば100mないし200閣前後の、連続式熱間圧
延機によって直接熱間圧延が可能な寸法を有するスラブ
であって、分塊圧延したものは含まない。分塊圧延によ
って得られたスラブは再結晶により結晶粒が微細化して
おり、割れ感受性が低下し耳割れが問題となることは少
ない。
加熱炉とは熱間圧延に先だってスラブの加熱に用いられ
る連続式または非連続式のものを指す。
スラブを連続的に加熱、抽出することができる加熱炉(
連続式加熱炉)は通常人口より予熱帯、加熱帯、均熱帯
と呼ばれるゾーンから構成されており、このうちウオー
キングビーム式加熱炉においては、固定ビームの上にお
かれたスラブをウオーキングビームによって持ち上げて
少しずつより温度の高いゾーンへと前進させて加熱抽出
するようになっている。
当該スラブの表面温度が600℃から1000℃に至る
までの間を15℃/分以下の速度で昇温すると規定した
のは、この温度域がFe−Ni合金特有の低歪速度変形
に伴う脆化温度域であって、第3図に示すように15℃
/分以下の昇温速度に規制することにより加熱中の連続
鋳造スラブ内に発生する熱応力の低減と内部割れの防止
を達成し、熱延鋼帯の耳割れを低減できるからである。
またスラブの表面温度が1000℃から均熱温度の間を
3゛C/分以下の速度で昇温すると規定したのは、スラ
ブの内部温度を十分に高める(均熱温度に近付ける)た
めである。1000 ”C以上の温度域で3゛C/分を
超える速度でスラブ表面を昇温しでもスラブの内部温度
が追従できず、熱間圧延温度を確保することができない
ため、第4図に示すように耳割れの発生を免れ得ない。
昇温速度の規制は、連続式加熱炉では通常はスラブの炉
内移動速度の低下、もしくは炉内の途中停止等により行
う。
なお、昇温速度の下限については、特に限定は不要であ
り、実操業において作業能率を極端に低下させない速度
を選定すればよい。
昇温速度規制下で加熱されたスラブに対して行う熱間圧
延は、第1パス圧延で900℃以上の温度、15%以上
の圧下率を確保するものとする。
こうすることにより、大圧下が割れにつながらず、しか
も大圧下に伴う結晶粒微細化効果により大圧下後の圧延
での熱間変形能も向上し、その結果、第5図に示すよう
に耳割れが大幅に抑制される。
〔実施例〕
30Ton電気炉−VOD (真空精練炉)によって精
練されたFe−42%N1合金(代表的成分は0.00
5%C−0,25%Si −0,5%Mno、01%P
−0,004%S−0,02%Cu−41゜5%Ni−
0,05%Cr−0,05%Co−0,002%S o
 lAl−0,002%N−0,002%O)を150
閣厚X1190閣幅×長さ(約7m)の連続鋳造スラブ
に鋳込み、表面グラインダー研削を行った後、酸化防止
剤を塗布した。酸化防止剤を塗布する理由は、Fe−N
i合金特有のスラブ加熱時の粒界酸化起因の表面疵防止
のためである。
このスラブを第1表に示す条件で加熱、熱間圧延し、熱
延鋼帯の耳割れを調査した。
耳割れは、コイルグラインダー(CC)による研削手入
指数で評価した。
第1表より明らかなように、スラブの表面温度が600
〜1000℃に昇温する間の速度を15℃/分以下とし
、更ムこ1000 ℃〜均熱温度に昇温する間の速度を
3℃/分以下とすることにより、耳割れが軽減傾向を示
し、この昇温速度規制に加えて、熱間圧延第1パスで9
00℃以上での大圧下を行うことにより耳割れの大幅軽
減が可能になる。
第  】 表(1) 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば簡単な方法によって
Fe−Ni合金熱延銅帯の耳割れを著しく軽減し、歩留
りを大幅に向上させることができ、しかも熱間圧延効率
やメツキ性を低下させる懸念がなく、その工業的価値は
非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はFe−42%Ni合金の800 ℃における断
面絞り率と歪速度の関係を示す図表、第2図はFe−4
2%Ni合金のlXl0−’/sおよび5.5 X 1
0−’/ sの各歪速度下での断面絞り率と温度の関係
を示す図表、第3図および第4図はFe−42%Ni合
金熱延綱帯の耳割れ除去に要した研削手入の指数と加熱
炉中での連続鋳造スラブの表面昇温速度との関係を示す
図表、第5図は同しくFe−42%N1合金熱延鋼帯の
耳割れ除去に要した研削手入の指数と熱間圧延における
900℃以上での圧下率との関係を示す図表である。 *)CG不可、サイズダウン 第 図 歪速度(S”) 破断温/l(0す 第 図 600〜+000’cて゛の 昇温速成(℃/m、n) 第 図 1000@c以上て゛の 昇温速度(℃/m1n’)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Fe−Ni合金の連続鋳造スラブを加熱炉により
    加熱し、熱間圧延して熱延鋼帯を製造する方法において
    、当該スラブの表面温度が600℃から1000℃に至
    るまでの間を15℃/分以下の速度で、更に1000℃
    から均熱温度に至るまでの間を3℃/分以下の速度でそ
    れぞれ昇温し、かつ熱間圧延における第1パス目の圧延
    を温度900℃以上、圧下率15%以上で行うことを特
    徴とするFe−Ni合金熱延鋼帯の製造方法。
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