JPS6260824A - 結晶材料切断用内周刃 - 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、シリコンウェハ製造時等に使用される結晶
材料切断用内周刃や各種成形品等の素材として好適な１
面内異方性の小さいオーステナイト系ステンレス１冷延
薄鋼板の製造方法に関するものである。

〈従来技術並びにその問題点〉 従来、シリコンウェハの製造時等で使用される結晶材料
切断用内周刃には、ＳＵＳ　３０４或いはＳＵＳ　３０
１で代表されるオーステナイト系ステンレス鋼板が使用
されている。

ところで、一般に前記結晶材料切断用内周刃の素材鋼板
としては、優れた耐熱性や耐誘性はもちろんのこと一昼
い強度（例えば、降伏強度：１２０匂／−以上）を有し
、かつ強度に関する面内異方性の小さいことが必要とさ
れている。なぜなら。

内周刃はその使用に際してホルダーに固定されるが−そ
の場合、内周刃を構成する円板の半径外周方向に張力を
加えて内周刃部に張りを持たせることが行われており、
内周刃の素材鋼板に強度の面内異方性があると、それて
起因して内周円の真円度に崩れを生じ、その崩れが内周
刃の使用中に部分摩耗勿引き起こすからである。更には
１例え真円が得られ九としても内周刃部に波打ちを生じ
がちであると言う問題も無視できなかつｔｏしかしなが
ら一従来から結晶材料切断用内周刃素材として使用され
てき友ところの、前記５ＵＳ３０４或いは５ＵＳ３０１
等の市販のオーステナイト系ステンレス薄銅板では、必
要強度が満たされているとしても冷間圧延時に発生しｔ
強い面内異方性が存在しており−しかも冷延率を上げて
より強度を高めたものについては面内異方性の程度が更
に大きく、決して内周刃素材として十分に満足できるも
のではなかったのである。

そこで、結晶材料切断用内周刃素材にみられる上述の如
き欠点を避ける方法として。

■　材料の異方性に見合っただけ内周円をいびつ（楕円
形）に加工しておき、ホルダーに張り上げた時点で真円
となるようにする方法（特開昭５５−３１５１４号公報
）。

■　内周刃の張り上げを温間で行う方法（特開昭５９−
１３４６６６号公報）− 等が知られているが、いずれ本材料の有する欠点を使い
方の工夫により回避する方法にしか過ぎず。

素材自身の異方性改善については何らの有効な手段もな
いのが現状であった。なお、クロス圧延等の方法はコイ
ル形態の材料には実施できず、また前記内周刃素材に適
用される０、　１〜０．２　ｍ厚程度の薄板に対しては
、シート方式（切板方式）でのクロス圧延が形状性等の
点から不可能であることは言うまで本ない。

一方、この種のオーステナイト系ステンレス薄鋼板は各
種の成形品素材としても多く使用されているが、この場
合、面内異方性が大きいと耳のが不均一になると言う問
題を生じることも良く仰られていたことである。

〈問題点を解決するｔめの手段〉 本発明者等は、上述のような観点から、クロス圧延等の
如き対象材料に制限のある手段を採用することなく、冷
間圧延にて高強度を確保しつつ面内異方性を簡単・確実
に消却する方法を見出し。

もって結晶材料切断用円周刃や各種成形品等の素材とし
て好適なオーステナイト系ステンレス鋼冷延薄−板をコ
スト安く提供すべく研究を行ったところ。

異方性に影響を及ぼすことが考えられる通なの溶体化焼
なまし焼鈍（１１００℃程度に加熱される）では、再結
晶軟化が起きるので前記目的は達成できない本のの、異
方性消却がそれほど期待できなかつ之再結晶温度以下の
低温焼鈍においては。

比較的狭いながら本、オーステナイト系ステンレス鋼冷
延薄鋼板の強度に関して面内異方性が極めて小さくなる
特定の処理条件が存在する。

との知見を得るに至りｔのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり。

オーステナイト系ステンレス鋼冷延薄鋼板を製造するに
当り、熱間圧延・冷間圧延工程に引き続いて３００〜５
５０℃の温度域で１０分以上の低温焼鈍を施すことＫよ
り、結晶材料切断用内周刃や各種成形品等の素材として
好適な１面内異方性の小さいオーステナイト系ステンレ
ス鋼冷延薄鋼板を安定して製造する点、 Ｋ特徴を有するものである。

なお、この発明の方法においては、素材となるオーステ
ナイト系ステンレス鋼の化学成分組成を次のように選定
するのが好ましい。即ち−Ｃ：０．２０％以下（以降、
成分割合を表わす％は重量％とする）。

Ｓｉ：０．０５〜２．０％、　　Ｍｎ：０．０５〜２．
０９６゜Ｃｒ：１５〜２５％、　　　Ｎｉ：５〜２５９
６゜Ｎ：０．０１へ０．２％ を含み、残部が実質的にＦｅから成るものである。

なぜなら、上記各成分は、オーステナイト系ステンレス
鋼に以下の如き影響を及ぼすからである。

（ａｌ　　Ｃ 冷延薄鋼板に所望の強度を確保する作用があ）。

特に結晶材料切断用内周刃に適用する場合には０．０２
９ｉ以上、更に好ましくは０．０８％以上を添加するこ
とが推奨される成分であるが、０．２０９６を越えて含
有させると硬質化に工り延性を著しく低下させ、耐食性
劣化も大きい。

（ｂＪ　　Ｓｔ、及びＭｎ ５ｌ及びＭｎとも鋼の脱酸剤として有用な元素であリ、
該脱酸作用を確保するためにはいずれも０．０５％以上
の添加が必要であるが、各々２．　Ｏ％　？越えて含有
されると、やはり延性が著しく低下することとなる。

（ｃ）　　Ｃｒ 鋼に耐食性を付与する元素であり、特に前記内周刃とし
て使用する場合には１５％未満では発銹を生じる。一方
、２５％を越えて含有させると熱間加工性を悪化するよ
うになる。

（ｄ）　　Ｎｉ Ｃｒと同様、鋼の耐食性確保上５％以上は必要な元素で
ある。しかしながら、２５％を越えて含有させると熱間
加工性劣ｆヒを来比すとともに、コストアップを招くこ
ととなる。なお、Ｎｉ含有装の上限は１５％に止めてお
くことが好ましい。

（ｅｌ　　Ｎ ０．０１％以上含有することでＣと同様に強度向上効果
が顕著となるが、０．２％を越えて含有させると延性低
下を招くようになる。

以上のようなオーステナイト系ステンレス鋼の成分選定
に加えて１連層工程にエリ得られ九ホットコイルを冷間
圧延して薄鋼板とする際の圧下率は２０％以上とするの
が良い。

冷間圧延工程は、例えば前記内周刃素材等としての十分
な強度を得る念めに欠かせない工程であり一特に、上記
成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼ではこの冷間
圧延時に加工誘起マルテンサイトを生じることでより有
効に硬化が進み、高い強度を安定して確保することがで
きる。

＠１図は−Ｃ：　０．１１　’Ｍ、　Ｓｔ：　０．６０
ｇ６．Ｍｎ：１．０２％、（：：ｒ：１７．２３％、Ｎ
ｔニア、ｚ１９６．Ｎ：０．０３％を含むとと４に、残
部が実質的にＦｅから成るオーステナイト系ステンレス
鋼について、降伏強度（Ｙ、Ｓ、）に及ぼす冷間圧延圧
下率の影響を調査してグラフ化しｔ図面であるが、冷間
圧延圧下率が２０％以上になると８０Ｋｆｆ／−を越え
る高い強度を確保し得ることがわかる。なお、前記内周
刃に必要とされる降伏強度：　１２０Ｖ４ｆ／−以上を
達成するには、冷間圧延圧下率を３０９６以上にするの
が良い。

一方−この第１図からは、冷間圧延圧下率が増大すると
強度の市内異方性（圧延方向（Ｌ方向）と圧延直角方向
（Ｔ方向）との強度の相違性）が大きくなること、特に
冷間圧延圧下率が２０％以上になると大きな異方性を生
じることもわかる。

そして、この発明は、上記のような面内異方性を消却す
る方法に関するものでもあり、七のｔめには前述した如
き特定条件の低温焼鈍が必須となるわけである。

この発明の方法において、低温焼鈍の温度並びに処理時
間を前記の如くに限定した理由を次に述べる。

１）低温焼鈍温度 冷間圧延後のオーステナイト系ステンレス鋼薄鋼板の焼
鈍温度が３００℃を下回っても、また５５０℃を上回っ
ても強度の面内異方性が大きくなり、更に、前記温度が
５５０℃を越えると薄鐸板の強度そのものが低くなるこ
とから、低温焼鈍温度を３００〜５５０℃と定め友、。

第２図は、前述の第１図で示す結果が得られたのと同様
のオーステナイト系ステンレス鋼冷延鋼板（冷延圧延圧
下率：５０ｑ４）について、降伏強度に及ぼす焼鈍温度
の影響を調査してグラフ化し之図面であるが、該第２図
から本、焼鈍温度が３００〜５５０℃の範囲であると降
伏強度の異方性が十分に小さい値［Ｙ、Ｓ、化）／Ｙ、
Ｓ、　（Ｔ）　＝０．９４〜１．０６）に止まることが
明らかである。そして。

この範囲内程度の異方性であれば、結晶材料切断用内周
刃素材としても深絞す用素材として本実用上何ら問題と
なることはない。

なお、３００〜５５０℃の低温焼鈍にエリ強度の異方性
が消失するメカニズムについての詳細は未だ不明ではあ
るが１次のように推測することができる。即ち、５ＵＳ
３０４系及び５ＵＳ３０１系ステンレス鋼ではプレス成
形後の置き割れ現象が知られており、Ｃ及びＮによる時
効現象とも言われているが、冷間圧延材に低温焼鈍を抱
す場合本、＠２図で示されるようにＡｓＲｏｌｌｌ状態
から若干強度が上昇して５００℃以上で軟化傾向を示す
ことから、やはり時効現象（厳密には過時効状態である
）が起きているものと推定される。そして。

元々１強度の冷間加工により、導入されｔ転位や加工誘
起マルテン斗イトが圧延方向の異方性音生じる本のの、
低温焼鈍を施すとＣ或いはＮにより固着されてしまい、
異方性が少なくなるのである。

：１）低温焼鈍処理時間 低温焼鈍におけるも明時間（均熱時間）が１０分を下回
ると十分な異方性改善効果が達成できない。従って、該
処叩時間は１０分以上と定めた。

第３図は、前述の第１図で示す結果が得られ之のと同様
のオーステナイト系ステンレス鋼冷延鋼板（冷間圧延率
：５０９６）について、降伏強度の面内異方性に及ぼす
焼鈍時間の影響を調査してグラフ化した図面であるが、
該第３図からも、焼鈍時間が１０分以上になってはじめ
て十分満足できる異方性を達成できることが明らかであ
る。

次いで−この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

く実施例〉 実施例　１ ま−Ｃ一連層の方法によって＠１褒に示される如き成分
組成のオーステナイト系ステンレスｍ（ＳＵＳ３０１相
当！！ｉ）を溶製し、通騎の如く熱間圧延並びに冷間圧
延、及び焼鈍を殉こして０．３　［厚の冷延コイルを製
造しｔｏ 第　１　褒 次に、該冷延コイルを酸洗し之後、０．１５ｍ厚（冷間
圧延圧下率：　５０ｇ６）にまで冷間圧延し。

１部については５００℃に１時間保持し、続いて大気中
放冷すると言う焼鈍処理を施した。

このようにして得られ九オーステナイト系ステンレス鋼
冷延薄鋼板の機械的性質及び異方性を調査し友ところ、
第２表に示すような結果が得られた。

第２表に示される結果からも１本発明の条件通りに焼鈍
を抱した場合に異方性が大幅に改善され第２表 ることかわかる。

なお、前記第２表には−この実施例で得られ之冷延薄鍾
坂を用いて結晶材料切断用内周型ブレード（直径：５４
６ｍ、内周径：１８４ｍ）を作成し、逸材のホルダを用
いて張上げ之後、その内周真円度を測定した結果も併せ
て示しである。このブレード内周真円度は１式 ％式％ で算出される本のである。

この結果は、従来法で製造され友内周型ブレードでは張
り上げ後の内周真円度が０．３粥であったものが、本発
明法を適用すると０．０５９４に向上することを示して
おり、まｔ張出げ工程後に内周刃に波打ち等が生じない
で平坦度を保っていることも確認され友。

実施例　２ 連層の方法によって第３表に示される叩き各種成分組成
のオーステナイト系ステンレス鋼？溶製し一通にの如く
熱間圧延して０．３部厚の熱延コイルを製造した。

続いて、該熱延コイルを酸洗しｔ後、Ｑ、１５ｗ＊厚（
冷間圧延圧下率：５０％）にまで冷間圧延し。

各種温度で焼鈍を楕して冷延薄鋼板を得た。

そして、得られ之オーステナイト系ステンレス鋼冷延薄
鋼板の異方性（圧延方向（Ｌ方向）と福方向（Ｔ方向）
との降伏強度の比）を調査し、その結果！、　蔓！　３
表に併せて示し之。

弔３表に示される結果からも１本発明で規定し念特定条
件の低温焼鈍工程を組込むことにより。

面内異方性の極めて小さいオーステナイト系ステンレス
鋼冷延薄鋼板を安定して製造し得ることが明らかである
。

〈総括的な効果〉 以上に説明し念如く、この発明によれば、結晶材料切Ｉ
ＩＴ…内周刃や成形品等の素材として好適な。

面内異方性の小官いオーステナイト系ステンレス鋼冷延
薄鋼板を安定かつ安価に製造することが可能になるなど
一産業上極めて有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

′ｆＡ１図は、降伏強度及び降伏強度の異方性は及ぼす
冷間圧延圧下率の影響を示したグラフ。 第２図は、降伏強度及び降伏強度の異方性に及ぼす熱処
理温度の影＃を示したグラフ。 第３図は、降伏強度の異方性に及ぼす焼鈍時間の影響を
示すグラフである。 第１図 ンＩｆ　ｌ５Ｉ２ＬＦＪＪ！　３　下’Ｆ’　（’／−
）柔２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オーステナイト系ステンレス鋼冷延薄鋼板を製造するに
   当り、熱間圧延・冷間圧延工程に引き続いて３００〜５
   ５０℃の温度域で１０分以上の低温焼鈍を施すことを特
   徴とする、面内異方性の小さいオーステナイト系ステン
   レス鋼冷延薄鋼板の製造方法。