JPH11140597A - フェライト系快削ステンレス鋼で製造した電子機器部品 - Google Patents

フェライト系快削ステンレス鋼で製造した電子機器部品

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JPH11140597A
JPH11140597A JP9310922A JP31092297A JPH11140597A JP H11140597 A JPH11140597 A JP H11140597A JP 9310922 A JP9310922 A JP 9310922A JP 31092297 A JP31092297 A JP 31092297A JP H11140597 A JPH11140597 A JP H11140597A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェライト系快削ステンレス鋼を材料とする
電子機器部品であって、良好な被削性がもたらす高い寸
法精度を確保した上で、硫化物の放出に起因する金属の
腐食により機器にトラブルが発生することのない部品を
提供する。 【解決手段】 重量で、Ｃ:０．１％以下、Ｓｉ:２．０
％以下、Ｍｎ:２.０％以下、Ｃｒ：１９〜２５％および
Ｓ：０．２０〜０．３５％を含有し残部が実質上Ｆｅで
ある合金組成を有するフェライト系快削ステンレス鋼を
材料とし、これを機械加工したのち不動態化処理するこ
となく使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェライト系快削
ステンレス鋼で製造した電子機器部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐食性とともに高い寸法精度を要求され
る精密部品を製造するには、多くの場合、ＳＵＳ４３０
のようなフェライト系ステンレス鋼にＳを０．２％以上
添加して被削性を高めたものを材料とし、切削加工を行
なっている。 この種のフェライト系快削ステンレス鋼
部品は、一般に、加工後不動態化処理を施して耐食性を
高めた上で使用する。 不動態化は、温めた硝酸液に一
定時間浸漬することにより実施するのが普通である。
【０００３】ところが、電子機器の多くは、内部にＡ
ｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属が回路の構成部分として使用さ
れていて、これら金属は空気中に Ｈ2Ｓのような硫化物
が存在すると腐食され、その結果、機器が正常に動作し
なくなるというトラブルが生じる。 フェライト系快削
ステンレス鋼の部品を組み込んだ機器においても、こう
したトラブルが経験された。 その原因は、切削加工お
よび不動態化処理を施したフェライト系快削ステンレス
鋼部品から硫化物のガス(通常、「硫化ガス」と略称し
ている)が発生し、上述の腐食をひきおこしたものと考
えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フェ
ライト系快削ステンレス鋼を材料とする電子機器部品で
あって、材料のもつ高い被削性という利益は享受して高
い寸法精度を確保した上で、硫化ガスを発生せず、従っ
て電子機器のトラブルの原因となることのない部品を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の電子機器部品は、基本的には、重量で、Ｃ：０.
１％以下、Ｓｉ:２.０％以下、Ｍｎ:２．０％以下、Ｃ
ｒ：１９〜２５％およびＳ：０．２０〜０．３５％を含
有し、残部が実質上Ｆｅである合金組成を有するフェラ
イト系快削ステンレス鋼で製造した電子機器部品であ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の電子機器部品を製造する
フェライト系快削ステンレス鋼は、上記した基本的な組
成の合金成分に加えて、下記の任意添加成分の一つまた
は二つ以上を添加したものを使用することができる。 １）Ｍｏ:４．０％以下 ２）Ｐｂ:０．４％以下、Ｂｉ:０．３％以下、Ｔｅ:
０．３％以下、Ｓｅ:０．４％以下およびＣａ：０．３
％以下の１種または２種以上 ３）ＢおよびＭｇの１種または２種(２種の場合は合計
量で)０.００１〜０.０２％ ４）ＣｕおよびＮｉの１種または２種（２種の場合は合
計量で）０.１〜４.０％５）Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗ
およびＡｌの１種または２種以上（２種以上の場合は合
計量で）０．０１〜０．５０％ ６）Ｏ：０．０１〜０．０４％。
【０００７】本発明において、材料とするフェライト系
快削ステンレス鋼の合金組成を上記のように限定した理
由は、つぎのとおりである。
【０００８】Ｃ：０．１％以下 Ｃは代表的な固溶強化元素であるが、耐食性および常温
靱性を低下させるというマイナスの面が大きいため、含
有量は低い方が望ましい。 しかし、極端に低減しよう
とすると製造コストが高くなるから、精錬技術を考慮し
て上限を０．１％と定めた。
【０００９】Ｓｉ：２．０％以下 Ｓｉは脱酸剤であるとともに固溶強化元素である。 そ
の添加量は、必要とされる強度に応じて調節すればよ
い。 ただし、２．０％を超えると熱間加工性を低下さ
せるため、この値を上限とする。
【００１０】Ｍｎ：２．０％以下 ＭｎはＳおよびＳｅと化合物を生成し、被削性向上関し
て補助的な役割を果たす元素であるが、耐食性を低くす
るため、２％以下の添加に止める。 Ｍｎの存在はまた
硫化ガスの発生を助長するので、耐食性の向上と硫化ガ
ス発生防止の要求が強い場合は、より低い添加量、たと
えば０．５％以下をえらぶ。 Ｍｎ量の低減による被削
性の低下は、Ｐｂその他の快削元素の添加により補うと
よい。
【００１１】Ｃｒ：１９．０〜２５．０％ Ｃｒは耐食性の確保に必須の元素であり、不動態化処理
を施さなくても合金が十分な耐食性をもつためには、１
９％以上の添加が必要である。 ２５％を超えるとコス
トが高くなり、また、熱間加工性が劣化するため、その
範囲を１９〜２５％とした。
【００１２】Ｓ：０．２０〜０．３５％ Ｓは快削元素であり、鋼中で主に(Ｍｎ，Ｃｒ)Ｓを形成
して切り屑の切れ性をよくすることによって、工具寿命
の延長に役立つ。 この効果を確実に得るためには、
０．２０％以上の添加を要する。 しかし、０．３５％
を超える添加は熱間加工性を低下させる。
【００１３】Ｍｏ：４．０％以下 Ｍｏは耐食性を向上させるから、必要に応じて適量を添
加するとよい。 多量の添加はコスト高を招くため、
４．０％以下の添加に止めるのが得策である。
【００１４】Ｐｂ:０.４％以下、Ｂｉ:０.３％以下、Ｔ
ｅ:０.３％以下、Ｓｅ:０.４％以下、Ｃａ:０．３％以
下 ＰｂおよびＢｉは快削元素であり、鋼中に単体で分散
し、切削時の熱で溶融して工具と切り屑間の潤滑作用に
をし、それによって工具寿命を長くする。 多量の添加
は熱間加工性を低下させるので、それぞれの上限を０．
４％および０．３％とする。 ＴｅはＳ系やＳｅ系の快
削ステンレス鋼中で、硫化物、セレン化物を球状化さ
せ、材料強度の異方性を小さくし、加工性、被削性を向
上させる。多量に加えてもその効果は次第に飽和するこ
とから、上限を０．３％とする。Ｓｅもまた快削元素で
あり、鋼中で主に（Ｍｎ，Ｃｒ）Ｓｅを形成し、切り屑
の切れ性をよくすることによって工具寿命を長くする。
しかし、０．４％を超える添加は熱間加工性を低下さ
せるので、この値を上限とする。 Ｃａも被削性を向上
させる。 多量に添加しようとしても酸化物が生成して
歩留りが悪くなるため、０．３％以内の添加が有利であ
る。
【００１５】ＢおよびＭｇの１種または２種(２種の場
合は合計量で）:０.００１〜０.０２％ＢおよびＭｇ
は、ともに熱間加工性を向上させる。 その効果は０．
００１％未満では小さく、一方、０．０２％を超える
と、逆に熱間加工性を低くする。そこで、添加量を上記
の範囲０．００１〜０．０２％に選ぶ。
【００１６】ＣｕおよびＮｉの１種または２種(２種の
場合は合計量で）:０．１〜４．０％ＣｕおよびＮｉは
耐食性の向上に寄与するから、その効果が確実になる
０．１％以上の量を添加することが好ましい。 しか
し、これらは、オーステナイト生成元素であってフェラ
イト相を不安定にするため、その上限を４．０％とし
た。
【００１７】Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，ＷおよびＡｌの１
種または２種以上（２種以上の場合は合計量）０．０１
〜０．５０％ Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗ，Ａｌの適量を添加すると、
炭窒化物の生成によりＣ，Ｎの固溶量が減少し、母相が
軟化して強度の向上に寄与する。 従って、これらの元
素を、その効果が得られる０．０１％以上の量添加しす
ることが好ましい。 しかし、その総和が０．５０％を
超えると、逆に、余剰となったこれら成分の固溶強化に
より、強度が低下する。
【００１８】Ｏ：０．０１〜０．０４％ ＯはＡｌと酸化物Ａｌ2Ｏ3を生成し、これが鋼中で硫化
物やセレン化物が生成するときに核となる。 この効果
を得るためには、Ｏ量が適切でなければならない。
０．０１％未満では効果が低く、０．０４％以上では多
量のＡｌ2Ｏ3の生成を招いて、逆に被削性を低下させ
る。
【００１９】
【実施例】表１に示す合金組成をもつフェライト系快削
ステンレス鋼を高周波誘導炉で溶製し、５０kgのインゴ
ットに鋳造した。
【００２０】 表 １ No. Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｓ Ｃｒ Ｍｏ Pb,Bi, Ｏ B,Mg Cu,Ni Nb,Ta, Te,Se,Ca Ti,V,W,Al 実施例 １ 0.02 0.2 1.2 0.25 19.1 ２ 0.01 0.8 0.3 0.35 21.3 ３ 0.01 1.4 0.7 0.29 24.3 ４ 0.08 0.5 0.2 0.33 23.5 1.2 ５ 0.04 1.3 0.9 0.22 19.2 3.5 ６ 0.03 1.1 0.3 0.32 20.3 1.0 Pb 0.25 Te 0.02 ７ 0.05 0.2 0.5 0.22 24.1 Bi 0.11 Te 0.12 Se 0.11 ８ 0.06 1.5 1.3 0.25 20.5 Pb 0.21 Ca 0.03 ９ 0.03 0.2 0.2 0.31 23.2 Pb 0.31 Bi 0.08 Te 0.07 0.028 10 0.01 1.8 0.8 0.33 23.8 2.8 Bi 0.08 B 0.011 Te 0.08 Se 0.11 Mg 0.004 11 0.08 0.3 1.1 0.28 20.8 Pb 0.25 0.031 Cu 0.8 Te 0.11 Ni 2.2 12 0.05 1.8 1.6 0.33 19.5 1.1 Pb 0.05 B 0.006 Ni 0.5 Nb 0.21 Bi 0.03 Ta 0.2 Se 0.03 V 0.03 Ca 0.02 Al 0.03 13 0.07 1.1 1.4 0.21 24.3 Pb 0.03 Mg 0.003 Cu 0.3 Nb 0.04 Bi 0.05 Ti 0.09 Te0.09 W 0.08 Se0.02 比較例 １ 0.08 0.6 1.2 0.33 16.5 ２ 0.03 3.0 0.3 0.33 16.8 0.018 ３ 0.03 0.5 1.2 0.26 17.5 Pb 0.21 Te 0.03 B 0.005 このインゴットを熱間鍛造して直径２０mmの丸棒とし、
７５０℃×２時間→空冷の熱処理を施した。 各鋼を、
長さ２５mm×幅１５mm×厚さ３mmの板状の試験片に加工
し、両面を＃４００エメリーペーパーで研摩した。 一
部の試験片に、３０％硝酸溶液に５０℃で１時間浸漬す
る不動態化処理を施した。
【００２１】不動態化処理を施した試験片および施さな
かった試験片について、下記の試験を行なった。
【００２２】〈硫化ガス発生性〉密閉した容器に、上記
試験片とともに１０mm×１０mmに切ったＡｇ箔と少量の
水を入れ、８０℃において２４時間放置したのち、Ａｇ
箔の硫化による腐食（変色）状況をしらべ、つぎの４段
階に評価した： Ａ 変色なし Ｂ わずかに変色 Ｃ 変色あり
Ｄ 強く変色 評価がＡまたはＢであれば、実際の電子部品の材料とし
たとき、硫化ガス発生によるトラブルはほとんどないと
考えられる。
【００２３】〈耐食性〉上記硫化ガス発生性の試験に用
いた試験片について、銹が発生する状況で評価した。
上記試験条件では銹の発生が全くないことが、電子機器
部品として使用するために満たさなければならない条件
である。
【００２４】上記の試験結果を、表２に示す。 表２の
データから、本発明のフェライト系快削ステンレス鋼
は、不動態化処理を行なわなくても十分な耐食性を示
し、かつ不動態化処理を行なわないために硫化ガスを発
生しないことがわかる。 また、Ｍｎ量を０．５％以下
の少量にしたものは、不動態化処理をした場合でも硫化
ガスの発生が実質上みられないこともわかる。
【００２５】 表 ２ No. 不動態化処理なし 不動態化処理あり ガス発生 銹の発生 ガス発生 銹の発生 実施例 １ Ｂ ○ Ｃ ○ ２ Ａ ○ Ｂ ○ ３ Ｂ ○ Ｃ ○ ４ Ａ ○ Ａ ○ ５ Ｂ ○ Ｂ ○ ６ Ａ ○ Ａ ○ ７ Ａ ○ Ａ ○ ８ Ｂ ○ Ｂ ○ ９ Ａ ○ Ａ ○ １０ Ｂ ○ Ｂ ○ １１ Ｂ ○ Ｃ ○ １２ Ｂ ○ Ｂ ○ １３ Ｂ ○ Ｂ ○ 比較例 １ Ｂ × Ｃ ○ ２ Ａ × Ｃ ○ ３ Ｂ × Ｃ ○ ○:銹の発生無し ×：銹の発生有り。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、フェライト系快削ステン
レス鋼を材料とする電子部品であって、この種の材料の
もつ良好な被削性という利益を享受して高い寸法精度を
確保した上で、硫化ガス発生に起因する電子機器のトラ
ブルを未然に防ぐことのできるものが提供される。 す
なわち、本発明の電子機器部品は、不動態化処理を行な
わなくても十分な耐食性を有するとともに、不動態化処
理を行なわないことにより、硫化ガス発生の原因を絶っ
たものである。 本発明の態様によっては、合金組成の
選択により、不動態化処理を行なってより高度の耐食性
を実現してもなお、硫化ガスの発生が問題にならないも
のもある。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量で、Ｃ：０.１％以下、Ｓｉ:２.０
    ％以下、Ｍｎ:２．０％以下、Ｃｒ：１９〜２５％およ
    びＳ：０．２０〜０．３５％を含有し、残部が実質上Ｆ
    ｅである合金組成を有するフェライト系快削ステンレス
    鋼で製造した電子機器部品。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の合金組成に加えて、さ
    らにＭｏ：４．０％以下を含有するフェライト系快削ス
    テンレス鋼で製造した電子機器部品。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金組成に加
    えて、さらにＰｂ：０．４％以下、Ｂｉ:０．３％以
    下、Ｔｅ:０．３％以下、Ｓｅ:０.４％以下およびＣ
    ａ：０．３％以下の１種または２種以上を含有するフェ
    ライト系快削ステンレス鋼で製造した電子機器部品。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の合
    金組成に加えて、さらにＢおよびＭｇの１種または２種
    を（２種の場合は合計量で）０．００１〜０．０２％含
    有するフェライト系快削ステンレス鋼で製造した電子機
    器部品。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の合金組成に加えて、さ
    らにＣｕおよびＮｉの１種または２種を（２種の場合は
    合計量で）０．１〜４．０％含有するフェライト系快削
    ステンレス鋼で製造した電子機器部品。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の合金組成に加えて、さ
    らにＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，ＷおよびＡｌの１種または
    ２種以上を(２種の場合は合計量で)０．０１〜０．５０
    ％含有するフェライト系快削ステンレス鋼で製造した電
    子機器部品。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の合金組成において、さ
    らにＯ：０．０１〜０．０４％であるフェライト系快削
    ステンレス鋼で製造した電子機器部品。
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