JPH11279717A - 快削耐食軟磁性材料 - Google Patents
快削耐食軟磁性材料Info
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- JPH11279717A JPH11279717A JP10082208A JP8220898A JPH11279717A JP H11279717 A JPH11279717 A JP H11279717A JP 10082208 A JP10082208 A JP 10082208A JP 8220898 A JP8220898 A JP 8220898A JP H11279717 A JPH11279717 A JP H11279717A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁弁や各種磁気センサーなどの鉄心に使用
される軟磁性材料であって、特に電磁気特性、耐食性、
被削性に優れた快削耐食軟磁性材料を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：≦０．０２０％、Ｓｉ：
≦２．０％、Ｍｎ：≦０．５％、Ｐ：≦０．０３０％、
Ｓ：０．０２〜０．０５％、Ｎｉ：≦０．６％、Ｃｒ：
４〜１５％、Ｍｏ：≦２％、Ａｌ：０．５〜４．０％、
Ｔｉ：０．０８〜０．５０％、Ｏ：≦０．０１０％、
Ｎ：≦０．０２０％、およびＴｉ／Ｓ：４〜７、Ｓｉ／
Ａｌ：≦４の条件範囲で含有し、その他不可避不純物お
よび実質的に残部がＦｅの組成になることを特徴とする
快削耐食軟磁性材料。
される軟磁性材料であって、特に電磁気特性、耐食性、
被削性に優れた快削耐食軟磁性材料を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：≦０．０２０％、Ｓｉ：
≦２．０％、Ｍｎ：≦０．５％、Ｐ：≦０．０３０％、
Ｓ：０．０２〜０．０５％、Ｎｉ：≦０．６％、Ｃｒ：
４〜１５％、Ｍｏ：≦２％、Ａｌ：０．５〜４．０％、
Ｔｉ：０．０８〜０．５０％、Ｏ：≦０．０１０％、
Ｎ：≦０．０２０％、およびＴｉ／Ｓ：４〜７、Ｓｉ／
Ａｌ：≦４の条件範囲で含有し、その他不可避不純物お
よび実質的に残部がＦｅの組成になることを特徴とする
快削耐食軟磁性材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁や各種磁気
センサーなどの鉄心に使用される軟磁性材料に関し、更
に詳しくは、電磁気特性、耐食性、被削性に優れた軟磁
性材料に関する。
センサーなどの鉄心に使用される軟磁性材料に関し、更
に詳しくは、電磁気特性、耐食性、被削性に優れた軟磁
性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に電磁弁などの鉄心用軟質磁性材
料としては従来から純鉄、珪素鋼、電磁ステンレス鋼な
どがあり、電磁弁の固定鉄心や可動鉄心、そのほか各種
磁気センサー等にも使用されている。これらの固定鉄
心、可動鉄心は通常丸棒または管などから切削により作
られるため、優れた被削性を備えていることが必要であ
る。電磁気特性については、少ない消費電力にてより優
れた作動応答性を有する材料、すなわち、高い磁束密
度、小さな保磁力等の優れた磁気特性の上に高い固有抵
抗を備えた材料が求められている。
料としては従来から純鉄、珪素鋼、電磁ステンレス鋼な
どがあり、電磁弁の固定鉄心や可動鉄心、そのほか各種
磁気センサー等にも使用されている。これらの固定鉄
心、可動鉄心は通常丸棒または管などから切削により作
られるため、優れた被削性を備えていることが必要であ
る。電磁気特性については、少ない消費電力にてより優
れた作動応答性を有する材料、すなわち、高い磁束密
度、小さな保磁力等の優れた磁気特性の上に高い固有抵
抗を備えた材料が求められている。
【０００３】また、電磁弁においては、作動を繰り返す
うちに固定鉄心や可動鉄心の衝突部分が変形・摩耗する
可能性があるので、耐摩耗性・耐変形性をもたせるため
に素材としての硬度が高いことが要求される。また、用
途によっては冷間鍛造によって部品を成形する場合もあ
り、冷間鍛造性が優れていることが必要になる場合もあ
る。耐食性については、実機使用時に鉄心が発銹する
と、発銹部がはがれ落ち摺動部に詰まって電磁弁の作動
を著しく損なう恐れがあるため、用途環境に応じた耐食
性が必要である。
うちに固定鉄心や可動鉄心の衝突部分が変形・摩耗する
可能性があるので、耐摩耗性・耐変形性をもたせるため
に素材としての硬度が高いことが要求される。また、用
途によっては冷間鍛造によって部品を成形する場合もあ
り、冷間鍛造性が優れていることが必要になる場合もあ
る。耐食性については、実機使用時に鉄心が発銹する
と、発銹部がはがれ落ち摺動部に詰まって電磁弁の作動
を著しく損なう恐れがあるため、用途環境に応じた耐食
性が必要である。
【０００４】しかしながら、従来用いられていた鋼のう
ち、純鉄、珪素鋼は被削性および耐食性が悪く、この点
を改善した種々の電磁ステンレス鋼が開発されてきた。
被削性については、ＭｎＳを鋼中に均一に分散させ被削
性を改善させた電磁ステンレス鋼（例えば特許４８９７
６４号）が開発されてきたが、ＭｎＳは水溶性の介在物
であり、腐食の起点となりやすく耐食性について難点が
あり、磁気特性についてもＭｎＳ快削鋼は良好な特性を
発揮しないという問題があった。また、ＭｎＳ快削鋼は
冷間加工性が悪いという問題があった。
ち、純鉄、珪素鋼は被削性および耐食性が悪く、この点
を改善した種々の電磁ステンレス鋼が開発されてきた。
被削性については、ＭｎＳを鋼中に均一に分散させ被削
性を改善させた電磁ステンレス鋼（例えば特許４８９７
６４号）が開発されてきたが、ＭｎＳは水溶性の介在物
であり、腐食の起点となりやすく耐食性について難点が
あり、磁気特性についてもＭｎＳ快削鋼は良好な特性を
発揮しないという問題があった。また、ＭｎＳ快削鋼は
冷間加工性が悪いという問題があった。
【０００５】さらに、このＭｎＳ快削鋼の耐食性、磁気
特性を改善させるため、ＭｎＳのかわりにＰｂ，Ｂｉ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の被削性改善元素を添加した種々の電磁ス
テンレス鋼（例えば特許１５０４７８３号，特許１９０
１４０６号，特許２１２７７４１号，特公平７−６５１
４４号公報）が開発されてきた。その他にも加工性、被
削性に優れた軟磁性材料として特許１３８２２０７号、
Ｓ快削鋼の耐食性を改善した特開平１０−８２１９号公
報などが開発されてきた。
特性を改善させるため、ＭｎＳのかわりにＰｂ，Ｂｉ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の被削性改善元素を添加した種々の電磁ス
テンレス鋼（例えば特許１５０４７８３号，特許１９０
１４０６号，特許２１２７７４１号，特公平７−６５１
４４号公報）が開発されてきた。その他にも加工性、被
削性に優れた軟磁性材料として特許１３８２２０７号、
Ｓ快削鋼の耐食性を改善した特開平１０−８２１９号公
報などが開発されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
既存の電磁ステンレス鋼のうち、快削元素としてＰｂ，
Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅ等の低融点金属を添加している材料
は、環境問題の観点からその使用が困難となってきた。
また、安全性の面で食品関連用途などへの使用は制約が
あった。一方、快削元素としてＳを添加した特許１３８
２２０７号に記載の鋼は、Ｔｉ／Ｓの規制によるＭｎＳ
の球状化について検討されているが、耐食性に及ぼす介
在物の影響については検討されておらず、特開平１０−
８２１９号公報に記載の鋼は、Ｔｉ添加およびＴｉ／Ｓ
の適正化によりＭｎＳがＴｉＳに置換され、耐食性、磁
気特性が向上することが示されているが、ＴｉＳ形成に
及ぼすＣｒ，Ｓｉ，Ａｌなど各種成分の影響については
十分に検討されていない。本発明はこれらの問題に鑑
み、耐食性、被削性、電磁気特性、耐摩耗性、冷間加工
性などの特性をすべて考慮し、かつＰｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，
Ｔｅ等の元素を含有することなく、優れた耐食性、被削
性、電磁気特性を兼ね備えた軟磁性材料の提供を目的と
したものである。
既存の電磁ステンレス鋼のうち、快削元素としてＰｂ，
Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅ等の低融点金属を添加している材料
は、環境問題の観点からその使用が困難となってきた。
また、安全性の面で食品関連用途などへの使用は制約が
あった。一方、快削元素としてＳを添加した特許１３８
２２０７号に記載の鋼は、Ｔｉ／Ｓの規制によるＭｎＳ
の球状化について検討されているが、耐食性に及ぼす介
在物の影響については検討されておらず、特開平１０−
８２１９号公報に記載の鋼は、Ｔｉ添加およびＴｉ／Ｓ
の適正化によりＭｎＳがＴｉＳに置換され、耐食性、磁
気特性が向上することが示されているが、ＴｉＳ形成に
及ぼすＣｒ，Ｓｉ，Ａｌなど各種成分の影響については
十分に検討されていない。本発明はこれらの問題に鑑
み、耐食性、被削性、電磁気特性、耐摩耗性、冷間加工
性などの特性をすべて考慮し、かつＰｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，
Ｔｅ等の元素を含有することなく、優れた耐食性、被削
性、電磁気特性を兼ね備えた軟磁性材料の提供を目的と
したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁弁などの
鉄心に使用される軟磁性材料として上記の如き問題点を
解決したものであり、不純物元素含有量の極低化、およ
びＣｒ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｓの適量添加、さら
にはＴｉ／Ｓ、Ｓｉ／Ａｌの適正化により耐食性に悪影
響を及ぼすＭｎＳを耐食性に有利なＴｉＳに置換したも
ので、良好な耐食性、高固有抵抗、優れた磁気特性を備
え、さらにはＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅなどの低融点金属
を用いることなく被削性をも付与させることができる快
削耐食軟磁性材料であって、その要旨は次の通りであ
る。
鉄心に使用される軟磁性材料として上記の如き問題点を
解決したものであり、不純物元素含有量の極低化、およ
びＣｒ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｓの適量添加、さら
にはＴｉ／Ｓ、Ｓｉ／Ａｌの適正化により耐食性に悪影
響を及ぼすＭｎＳを耐食性に有利なＴｉＳに置換したも
ので、良好な耐食性、高固有抵抗、優れた磁気特性を備
え、さらにはＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅなどの低融点金属
を用いることなく被削性をも付与させることができる快
削耐食軟磁性材料であって、その要旨は次の通りであ
る。
【０００８】本発明である快削耐食軟磁性材料は重量％
で、Ｃ：≦０．０２０％、Ｓｉ：≦２．０％、Ｍｎ：≦
０．５％、Ｐ：≦０．０３０％、Ｓ：０．０２〜０．０
５％、Ｎｉ：≦０．６％、Ｃｒ：４〜１５％、Ｍｏ：≦
２％、Ａｌ：０．５〜４．０％、Ｔｉ：０．０８〜０．
５０％、Ｏ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０２０％、お
よびＴｉ／Ｓ：４〜７，Ｓｉ／Ａｌ：≦４の条件範囲で
含有し、その他不可避不純物および実質的に残部がＦｅ
の組成になることを特徴とするものである。
で、Ｃ：≦０．０２０％、Ｓｉ：≦２．０％、Ｍｎ：≦
０．５％、Ｐ：≦０．０３０％、Ｓ：０．０２〜０．０
５％、Ｎｉ：≦０．６％、Ｃｒ：４〜１５％、Ｍｏ：≦
２％、Ａｌ：０．５〜４．０％、Ｔｉ：０．０８〜０．
５０％、Ｏ：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０２０％、お
よびＴｉ／Ｓ：４〜７，Ｓｉ／Ａｌ：≦４の条件範囲で
含有し、その他不可避不純物および実質的に残部がＦｅ
の組成になることを特徴とするものである。
【０００９】以下に本発明である快削耐食軟磁性材料の
成分限定理由について述べる。 Ｃ：≦０．０２０％ Ｃは軟磁気特性に悪影響を及ぼす炭化物を生成し、また
結晶中に固溶し結晶格子を歪ませ、磁性の劣化および耐
食性の劣化を招く。また、Ｔｉを添加した際にＳよりも
優先的に結合しＴｉＳの形成を妨げるため、その含有量
は少ないほど望ましい。しかしながら、実機性能および
実操業を考慮し、上限を０．０２０％とした。
成分限定理由について述べる。 Ｃ：≦０．０２０％ Ｃは軟磁気特性に悪影響を及ぼす炭化物を生成し、また
結晶中に固溶し結晶格子を歪ませ、磁性の劣化および耐
食性の劣化を招く。また、Ｔｉを添加した際にＳよりも
優先的に結合しＴｉＳの形成を妨げるため、その含有量
は少ないほど望ましい。しかしながら、実機性能および
実操業を考慮し、上限を０．０２０％とした。
【００１０】Ｓｉ≦２．０％ Ｓｉは固有抵抗および硬さを増加させ、磁気特性を改善
する。耐摩耗性が必要な場合はＳｉを多く含有させて硬
さを高くし、冷間加工性を重視する場合にはＳｉ含有量
を低下させて硬さを低く抑え、用途に応じてＳｉ量を調
節すればよい。しかしながら、２％をこえて含有させる
と、靱性、冷間加工性を劣化させる。また、２％をこえ
るＳｉ添加はＴｉＳの形成を妨げるのでその上限を２％
とする。
する。耐摩耗性が必要な場合はＳｉを多く含有させて硬
さを高くし、冷間加工性を重視する場合にはＳｉ含有量
を低下させて硬さを低く抑え、用途に応じてＳｉ量を調
節すればよい。しかしながら、２％をこえて含有させる
と、靱性、冷間加工性を劣化させる。また、２％をこえ
るＳｉ添加はＴｉＳの形成を妨げるのでその上限を２％
とする。
【００１１】Ｍｎ：≦０．５％ 一般にＭｎは脱酸材として有効な元素であるとともにＳ
と結合しＭｎＳとなり、このＭｎＳが鋼中に分散するこ
とにより、チップブレーカーとなり被削性を向上させる
ことが知られている。しかしながら、本発明ではＴｉＳ
を形成させることによりチップブレーカーとしているの
で、基本的にＭｎは不要である。また、Ｍｎはオーステ
ナイト安定化元素であり、鋼中に多く含有されると非磁
性のオーステナイトを析出させ、磁気特性を著しく劣化
させるため、その含有量を０．５％以下に規制する。
と結合しＭｎＳとなり、このＭｎＳが鋼中に分散するこ
とにより、チップブレーカーとなり被削性を向上させる
ことが知られている。しかしながら、本発明ではＴｉＳ
を形成させることによりチップブレーカーとしているの
で、基本的にＭｎは不要である。また、Ｍｎはオーステ
ナイト安定化元素であり、鋼中に多く含有されると非磁
性のオーステナイトを析出させ、磁気特性を著しく劣化
させるため、その含有量を０．５％以下に規制する。
【００１２】Ｐ：≦０．０３０％ Ｐは磁気特性を劣化させるため、その上限を０．０３０
％以下に規制する。 Ｓ：０．０２〜０．０５％ ＳはＴｉと結合しＴｉＳとなり被削性を向上させる。し
かしながら、Ｓ添加量が０．０２％未満であるとその効
果が小さく、一方０．０５％をこえる添加は磁気特性、
耐食性および冷間加工性を著しく劣化させるため、Ｓ添
加量を０．０２〜０．０５％の範囲とする。
％以下に規制する。 Ｓ：０．０２〜０．０５％ ＳはＴｉと結合しＴｉＳとなり被削性を向上させる。し
かしながら、Ｓ添加量が０．０２％未満であるとその効
果が小さく、一方０．０５％をこえる添加は磁気特性、
耐食性および冷間加工性を著しく劣化させるため、Ｓ添
加量を０．０２〜０．０５％の範囲とする。
【００１３】Ｎｉ：≦０．６％ ＮｉはＭｎと同じくオーステナイト安定化元素であるた
め、０．６％をこえる添加は磁気特性を劣化させるので
その上限を０．６％以下に規制する。 Ｃｒ：４〜１５％ Ｃｒは耐食性を高めるために効果的な元素であるため、
用途に応じた添加量を添加する。Ｃｒの過度の添加は製
造性を悪化させるため上限を１５％とする。しかしなが
ら、Ｃｒ添加量が４％未満になると本発明の目的用途の
ためには耐食性が不十分になるため下限を４％とし、そ
の範囲を４〜１５％とする。
め、０．６％をこえる添加は磁気特性を劣化させるので
その上限を０．６％以下に規制する。 Ｃｒ：４〜１５％ Ｃｒは耐食性を高めるために効果的な元素であるため、
用途に応じた添加量を添加する。Ｃｒの過度の添加は製
造性を悪化させるため上限を１５％とする。しかしなが
ら、Ｃｒ添加量が４％未満になると本発明の目的用途の
ためには耐食性が不十分になるため下限を４％とし、そ
の範囲を４〜１５％とする。
【００１４】Ｍｏ：≦２％ ＭｏはＣｒと同様に耐食性向上に効果的な元素であるた
め必要に応じて添加する。しかしながら、Ｍｏの過剰な
添加は磁束密度の低下をもたらし、また材料価格が経済
的に高価になり、工業的には有効とはいえないため、そ
の上限を２％とする。
め必要に応じて添加する。しかしながら、Ｍｏの過剰な
添加は磁束密度の低下をもたらし、また材料価格が経済
的に高価になり、工業的には有効とはいえないため、そ
の上限を２％とする。
【００１５】Ａｌ：０．５〜４．０％ Ａｌは固有抵抗増加、磁気特性改善、耐食性向上に効果
的な元素である。これらの効果の他に、本発明ではＡｌ
添加はＴｉＳを形成させやすくする働きがあるため添加
する。しかしながら、Ａｌ添加量が０．５％未満である
とＴｉＳ形成補助の効果が少なく、過度のＡｌ添加は製
造性を悪化させるのでその上限を４％とし、Ａｌ添加量
の範囲を０．５〜４．０％とする。
的な元素である。これらの効果の他に、本発明ではＡｌ
添加はＴｉＳを形成させやすくする働きがあるため添加
する。しかしながら、Ａｌ添加量が０．５％未満である
とＴｉＳ形成補助の効果が少なく、過度のＡｌ添加は製
造性を悪化させるのでその上限を４％とし、Ａｌ添加量
の範囲を０．５〜４．０％とする。
【００１６】Ｔｉ：０．０８〜０．５０％ ＴｉはＣ，Ｎ等の不純物元素を析出物の形で固定する作
用を持ち、磁気特性および耐食性向上をもたらすことが
知られている。本発明においては、Ｔｉを添加すること
によりＴｉＳが形成され、Ｓ添加に伴う磁気特性および
耐食性の劣化を打ち消す効果がある。しかしながら、
０．０８％未満ではその効果がみられず、添加量が０．
５０％以上となると磁気特性のうちの保磁力を増加させ
るため、その範囲を０．０８〜０．５０％とする。
用を持ち、磁気特性および耐食性向上をもたらすことが
知られている。本発明においては、Ｔｉを添加すること
によりＴｉＳが形成され、Ｓ添加に伴う磁気特性および
耐食性の劣化を打ち消す効果がある。しかしながら、
０．０８％未満ではその効果がみられず、添加量が０．
５０％以上となると磁気特性のうちの保磁力を増加させ
るため、その範囲を０．０８〜０．５０％とする。
【００１７】０：≦０．０１０％、Ｎ：≦０．０２０％ ＯおよびＮは介在物を形成し磁気特性、耐食性、冷間加
工性を劣化させる。また、ＮはＣと同様にＴｉと優先的
に結合するので、ＴｉＳ形成の効果を低下させる。これ
らの理由から、その含有量をＯは０．０１０％以下、Ｎ
は０．０２０％以下に規制する。
工性を劣化させる。また、ＮはＣと同様にＴｉと優先的
に結合するので、ＴｉＳ形成の効果を低下させる。これ
らの理由から、その含有量をＯは０．０１０％以下、Ｎ
は０．０２０％以下に規制する。
【００１８】Ｔｉ／Ｓ：４〜７ Ｔｉ／ＳすなわちＴｉとＳの重量比は本発明において重
要な項目である。Ｔｉの項目で示したように、少量のＴ
ｉを添加することによりＴｉＳを形成し、Ｓ添加に伴う
磁気特性、耐食性の劣化を打ち消す効果があるが、さら
にＴｉとＳの比を適正化しＴｉ／Ｓを４以上とすること
によりＭｎＳのほとんどがＴｉＳになり、耐食性が飛躍
的に向上する。また、極低Ｃ，ＮおよびＳｉ，Ａｌ，Ｔ
ｉの適量添加によりある程度磁気特性が改善されるが、
さらにＴｉ／Ｓを４以上とすることにより磁気特性も向
上する。しかしながら、Ｔｉ／Ｓが４未満であると耐食
性および磁気特性向上の効果が小さいため、Ｔｉ／Ｓを
４以上とする。一方Ｔｉ／Ｓを大きくしすぎると逆に保
磁力を増大させ、磁気特性を悪化させるのでその上限を
７に規制し、その範囲を４〜７とする。
要な項目である。Ｔｉの項目で示したように、少量のＴ
ｉを添加することによりＴｉＳを形成し、Ｓ添加に伴う
磁気特性、耐食性の劣化を打ち消す効果があるが、さら
にＴｉとＳの比を適正化しＴｉ／Ｓを４以上とすること
によりＭｎＳのほとんどがＴｉＳになり、耐食性が飛躍
的に向上する。また、極低Ｃ，ＮおよびＳｉ，Ａｌ，Ｔ
ｉの適量添加によりある程度磁気特性が改善されるが、
さらにＴｉ／Ｓを４以上とすることにより磁気特性も向
上する。しかしながら、Ｔｉ／Ｓが４未満であると耐食
性および磁気特性向上の効果が小さいため、Ｔｉ／Ｓを
４以上とする。一方Ｔｉ／Ｓを大きくしすぎると逆に保
磁力を増大させ、磁気特性を悪化させるのでその上限を
７に規制し、その範囲を４〜７とする。
【００１９】Ｓｉ／Ａｌ：≦４ Ｓｉ／ＡｌすなわちＳｉとＡｌの重量比もＴｉ／Ｓとな
らび本発明において重要な項目である。前述のようにＳ
ｉはＴｉＳの形成を妨げ、ＡｌはＴｉＳの形成を助ける
働きがある。この効果は特にＣｒ量が１０％以下の領域
で顕著であり、Ｓｉ／Ａｌが４をこえるとＴｉＳの形成
に多量のＴｉ添加が必要で、少量のＴｉ添加では耐食性
が向上しないが、Ｓｉ／Ａｌを４以下にすることにより
０．５％以下の少量Ｔｉ添加でＴｉＳが形成され耐食性
が向上するため、Ｓｉ／Ａｌを４以下に規制する。
らび本発明において重要な項目である。前述のようにＳ
ｉはＴｉＳの形成を妨げ、ＡｌはＴｉＳの形成を助ける
働きがある。この効果は特にＣｒ量が１０％以下の領域
で顕著であり、Ｓｉ／Ａｌが４をこえるとＴｉＳの形成
に多量のＴｉ添加が必要で、少量のＴｉ添加では耐食性
が向上しないが、Ｓｉ／Ａｌを４以下にすることにより
０．５％以下の少量Ｔｉ添加でＴｉＳが形成され耐食性
が向上するため、Ｓｉ／Ａｌを４以下に規制する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明である快削耐食軟磁性鋼
は、不純物元素含有量の極低化、およびＣｒ，Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｓの適量添加、さらにはＴｉ／Ｓ、Ｓ
ｉ／Ａｌを適正化した結果、耐食性に悪影響を及ぼすＭ
ｎＳを耐食性に有利なＴｉＳに置換することにより、従
来ＭｎＳ快削電磁材料の問題点であった磁気特性、耐食
性を改善することができ、固有抵抗、磁気特性、耐食性
について優れた特性を得ることができたうえ、被削性に
ついてもＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅなどの低融点金属を用
いることなく優れた特性を得ることができた。また、耐
摩耗性、冷間鍛造性については相反する性質であるが、
耐摩耗性を重視する用途については成分調整により８０
ＨＲＢ以上の硬さに調整すれば良く、冷間鍛造性を重視
する用途については逆に硬さを８０ＨＲＢ以下にすれば
良い。
は、不純物元素含有量の極低化、およびＣｒ，Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｓの適量添加、さらにはＴｉ／Ｓ、Ｓ
ｉ／Ａｌを適正化した結果、耐食性に悪影響を及ぼすＭ
ｎＳを耐食性に有利なＴｉＳに置換することにより、従
来ＭｎＳ快削電磁材料の問題点であった磁気特性、耐食
性を改善することができ、固有抵抗、磁気特性、耐食性
について優れた特性を得ることができたうえ、被削性に
ついてもＰｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅなどの低融点金属を用
いることなく優れた特性を得ることができた。また、耐
摩耗性、冷間鍛造性については相反する性質であるが、
耐摩耗性を重視する用途については成分調整により８０
ＨＲＢ以上の硬さに調整すれば良く、冷間鍛造性を重視
する用途については逆に硬さを８０ＨＲＢ以下にすれば
良い。
【００２１】Ｓｉ／Ａｌを４以下とすることにより耐食
性が向上する理由について熱力学的な観点から考察した
結果を以下に示す。前述のようにＳｉを添加するとＴｉ
Ｓの形成に多量のＴｉ添加が必要であるが、この原因は
Ｓｉを添加することによりＴｉがＳよりもＳｉと優先的
に結合してしまい、ＴｉＳ形成に必要なＴｉがＳｉに奪
われるためであると考えられる。Ａｌ添加がＴｉＳの形
成を助ける理由については、ＡｌはＴｉと並んでＮとの
親和力が強いため、Ａｌを添加することによってＮの一
部がＡｌＮとなり、ＴｉＮのかたちで奪われるＴｉ量が
少なくてすむため、ＴｉをＴｉＳ形成に有効に使えるた
めであると考えられる。これらのことから、Ｓｉ／Ａｌ
を４以下にすること、すなわちＡｌをＳｉに対して一定
の割合以上添加することにより、少量のＴｉ添加でＴｉ
Ｓが形成され、耐食性が向上するものと考えられる。
性が向上する理由について熱力学的な観点から考察した
結果を以下に示す。前述のようにＳｉを添加するとＴｉ
Ｓの形成に多量のＴｉ添加が必要であるが、この原因は
Ｓｉを添加することによりＴｉがＳよりもＳｉと優先的
に結合してしまい、ＴｉＳ形成に必要なＴｉがＳｉに奪
われるためであると考えられる。Ａｌ添加がＴｉＳの形
成を助ける理由については、ＡｌはＴｉと並んでＮとの
親和力が強いため、Ａｌを添加することによってＮの一
部がＡｌＮとなり、ＴｉＮのかたちで奪われるＴｉ量が
少なくてすむため、ＴｉをＴｉＳ形成に有効に使えるた
めであると考えられる。これらのことから、Ｓｉ／Ａｌ
を４以下にすること、すなわちＡｌをＳｉに対して一定
の割合以上添加することにより、少量のＴｉ添加でＴｉ
Ｓが形成され、耐食性が向上するものと考えられる。
【００２２】
【実施例】表１に本発明例、表２に比較例の化学成分お
よび各種特性を示す。これらは、真空誘導炉にて溶製し
１００ｋｇ鋼塊に鋳造し、φ３０ｍｍに鍛伸後、焼鈍を
施し、試験片を作製し、各測定にあてた。固有抵抗はケ
ルビンダブルブリッジを用いて直流四端子法にて電気抵
抗を測定して算出した。磁気特性は、リング状試験片を
作製し、さらに真空中で８５０℃×４ｈ保持の磁気焼鈍
を施した後に直流Ｂ・Ｈトレーサを用いて磁束密度Ｂ25
および保磁力Ｈｃの測定を行った。被削性は直径５ｍｍ
のＳＫＨ５１製ドリルを用い、推力４２．２ｋｇ、回転
数９００ｒｐｍで深さ１０ｍｍの穿孔に要する時間を測
定した。耐食性は直径１２ｍｍ長さ２１ｍｍの試験片を
エメリー研磨紙で８００番まで研磨した後、サイクル湿
潤試験（２０℃、９０％ＲＨ、１．５ｈ保持〜７０℃、
９０％ＲＨ，４．５ｈ保持、サイクル数：２０回）を行
い、下記基準で比較した。
よび各種特性を示す。これらは、真空誘導炉にて溶製し
１００ｋｇ鋼塊に鋳造し、φ３０ｍｍに鍛伸後、焼鈍を
施し、試験片を作製し、各測定にあてた。固有抵抗はケ
ルビンダブルブリッジを用いて直流四端子法にて電気抵
抗を測定して算出した。磁気特性は、リング状試験片を
作製し、さらに真空中で８５０℃×４ｈ保持の磁気焼鈍
を施した後に直流Ｂ・Ｈトレーサを用いて磁束密度Ｂ25
および保磁力Ｈｃの測定を行った。被削性は直径５ｍｍ
のＳＫＨ５１製ドリルを用い、推力４２．２ｋｇ、回転
数９００ｒｐｍで深さ１０ｍｍの穿孔に要する時間を測
定した。耐食性は直径１２ｍｍ長さ２１ｍｍの試験片を
エメリー研磨紙で８００番まで研磨した後、サイクル湿
潤試験（２０℃、９０％ＲＨ、１．５ｈ保持〜７０℃、
９０％ＲＨ，４．５ｈ保持、サイクル数：２０回）を行
い、下記基準で比較した。
【００２３】 〇：発銹の面積率が５％未満で耐食性が良好であるもの ×：発銹の面積率が５％以上で耐食性が不良であるもの 冷間鍛造性の指標となる変形抵抗は硬さと強い相関があ
り、硬さが低いものは変形抵抗が小さい。一方、耐摩耗
性については硬さが高いほど耐摩耗性が良好であるた
め、冷間鍛造性、耐摩耗性の指標として硬さを測定し
た。そしてこれらの測定結果と各成分との相関その他に
ついて調査した結果を表１、２および図１、２にまとめ
た。
り、硬さが低いものは変形抵抗が小さい。一方、耐摩耗
性については硬さが高いほど耐摩耗性が良好であるた
め、冷間鍛造性、耐摩耗性の指標として硬さを測定し
た。そしてこれらの測定結果と各成分との相関その他に
ついて調査した結果を表１、２および図１、２にまとめ
た。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表１および２から明らかなように、本発明
例１〜１５はＴｉ／Ｓを４〜７、Ｓｉ／Ａｌを４以下に
規制したことにより、１．２Ｏｅ以下の低保磁力と優れ
た耐食性を実現している。また、Ｓ量の適正化およびＴ
ｉ／Ｓ、Ｓｉ／Ａｌの適正化により優れた耐食性と被削
性を兼備している。本発明例の１〜１２は硬さの向上に
有効なＳｉを１．１％以下に抑えているため、ＨＲＢ硬
さが８０以下であり冷間鍛造性に優れていると考えられ
る。本発明例１３〜１５はＳｉを１．５％以上添加して
いるため、ＨＲＢ硬さが８０以上であり耐摩耗性に優れ
ていると考えられる。
例１〜１５はＴｉ／Ｓを４〜７、Ｓｉ／Ａｌを４以下に
規制したことにより、１．２Ｏｅ以下の低保磁力と優れ
た耐食性を実現している。また、Ｓ量の適正化およびＴ
ｉ／Ｓ、Ｓｉ／Ａｌの適正化により優れた耐食性と被削
性を兼備している。本発明例の１〜１２は硬さの向上に
有効なＳｉを１．１％以下に抑えているため、ＨＲＢ硬
さが８０以下であり冷間鍛造性に優れていると考えられ
る。本発明例１３〜１５はＳｉを１．５％以上添加して
いるため、ＨＲＢ硬さが８０以上であり耐摩耗性に優れ
ていると考えられる。
【００２７】一方、比較例１６〜４０を本発明例１〜１
５と比較すると、比較例３１はＳ量が少ないため被削性
が悪く、比較例２４、２６〜３４、３７はＴｉ／Ｓおよ
びＳｉ／Ａｌが適正でないため保磁力が高く耐食性が悪
い。比較例２１、２５、３６はＴｉ／Ｓの適正化により
保磁力は良好であるがＳｉ／Ａｌが高いため耐食性が悪
い。比較例２２、２３、３５、３８〜４０はＴｉ／Ｓが
低いため耐食性が悪い。比較例１６〜１８は耐食性は良
好であるがＴｉ／Ｓが高すぎるため保磁力が高い。比較
例１８〜２０は耐食性は良好であるがＴｉ添加量が多く
保磁力が高い。
５と比較すると、比較例３１はＳ量が少ないため被削性
が悪く、比較例２４、２６〜３４、３７はＴｉ／Ｓおよ
びＳｉ／Ａｌが適正でないため保磁力が高く耐食性が悪
い。比較例２１、２５、３６はＴｉ／Ｓの適正化により
保磁力は良好であるがＳｉ／Ａｌが高いため耐食性が悪
い。比較例２２、２３、３５、３８〜４０はＴｉ／Ｓが
低いため耐食性が悪い。比較例１６〜１８は耐食性は良
好であるがＴｉ／Ｓが高すぎるため保磁力が高い。比較
例１８〜２０は耐食性は良好であるがＴｉ添加量が多く
保磁力が高い。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
鋼は高固有抵抗、優れた磁気特性、耐食性、被削性を兼
備させた軟磁性材料であり、例えば電磁弁の鉄心材料と
して使用されたときに、高固有抵抗と優れた磁気特性に
より、良好な実機特性を発揮する。また、成分調整によ
り硬度を制御することで冷間鍛造用途、耐摩耗性が必要
な用途のどちらにも対応できる。そのうえＰｂ，Ｂｉ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の低融点金属を用いることなく優れた被削
性と耐食性を兼備しているので、食品関連機器用途など
にも問題なく使用でき、高い実用性を有するものであ
る。
鋼は高固有抵抗、優れた磁気特性、耐食性、被削性を兼
備させた軟磁性材料であり、例えば電磁弁の鉄心材料と
して使用されたときに、高固有抵抗と優れた磁気特性に
より、良好な実機特性を発揮する。また、成分調整によ
り硬度を制御することで冷間鍛造用途、耐摩耗性が必要
な用途のどちらにも対応できる。そのうえＰｂ，Ｂｉ，
Ｓｅ，Ｔｅ等の低融点金属を用いることなく優れた被削
性と耐食性を兼備しているので、食品関連機器用途など
にも問題なく使用でき、高い実用性を有するものであ
る。
【図１】耐食性に及ぼすＴｉ／ＳおよびＳｉ／Ａｌの影
響を示すグラフである。
響を示すグラフである。
【図２】保磁力Ｈｃに及ぼすＴｉ／Ｓの影響を示すグラ
フである。
フである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：≦０．０２０％、 Ｓｉ：≦２．０％、 Ｍｎ：≦０．５％、 Ｐ ：≦０．０３０％、 Ｓ ：０．０２〜０．０５％、 Ｎｉ：≦０．６％、 Ｃｒ：４〜１５％、 Ｍｏ：≦２％、 Ａｌ：０．５〜４．０％、 Ｔｉ：０．０８〜０．５０％、 Ｏ ：≦０．０１０％、 Ｎ ：≦０．０２０％、 およびＴｉ／Ｓ：４〜７、Ｓｉ／Ａｌ：≦４の条件範囲
で含有し、その他不可避不純物および実質的に残部がＦ
ｅの組成になることを特徴とする快削耐食軟磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082208A JPH11279717A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 快削耐食軟磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10082208A JPH11279717A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 快削耐食軟磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279717A true JPH11279717A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13768017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10082208A Pending JPH11279717A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 快削耐食軟磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279717A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349624A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nec Tokin Corp | 荷重センサ及びその製造方法 |
| US7297214B2 (en) | 1999-09-03 | 2007-11-20 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| US7381369B2 (en) | 1999-09-03 | 2008-06-03 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| EP2902523A4 (en) * | 2012-09-25 | 2016-03-23 | Jfe Steel Corp | FERRITIC STAINLESS STEEL |
| WO2019123725A1 (ja) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 電磁弁 |
| CN116529405A (zh) * | 2020-10-29 | 2023-08-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 电磁软铁 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP10082208A patent/JPH11279717A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7297214B2 (en) | 1999-09-03 | 2007-11-20 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| US7381369B2 (en) | 1999-09-03 | 2008-06-03 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| JP2006349624A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nec Tokin Corp | 荷重センサ及びその製造方法 |
| EP2902523A4 (en) * | 2012-09-25 | 2016-03-23 | Jfe Steel Corp | FERRITIC STAINLESS STEEL |
| WO2019123725A1 (ja) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 電磁弁 |
| US11333265B2 (en) | 2017-12-22 | 2022-05-17 | Daido Steel Co., Ltd. | Electromagnetic valve |
| CN116529405A (zh) * | 2020-10-29 | 2023-08-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 电磁软铁 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031021 |