JPS6134161A - 刃物用ステンレス鋼 - 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】 く発明の目的〉 産業上の利用分野 本川明は刃物用ステンレス鋼に係り、詳しくは、Ｃｆｆ
１が少ないにも拘らず、高い硬度を有し、耐食性に優れ
、刃欠（づ等の問題がなく、切味が良り了（あり、カミ
ソリ替刃等の傳物月物好）凶な刃物用ステンレス鋼に係
る。

従　　来　　の　　技　　術 従来、カミソリ替刃用の月利としては焼入れにより高い
硬度が得られ、切れ味の優れた高炭素＠　（Ｃ：　１．
２ｗｔ％（以下、単に％という、、）、Ｃｒ：０．４％
１が主として用いられてきたが、錆ひ易いという耐食性
上の問題からこれに代って、ステンレス鋼を累月とした
カミソリ刃が広く普及してきている。この用途に使用さ
れるステンレス鋼は重量百分率で炭素０．６〜１．２％
、クロム１２−１６％を含むマルテンサイト系ステンレ
ス鋼であって、Ｇ含有量をこのように高めているのは、
カミソリ刃を製造する通常の工程にお（つる約１０５０
・〜１１００　”Ｃがらの焼入れに際し、マルテンサイ
トの硬度を高め切れ味を良くするほか、炭化物を形成し
耐摩耗性を向上させる上でＣが重要な役割を果しでいる
からである。

従来例のカミソリ用スｊ′／しλ鋼とし７ては、Ｃ：１
〜１．２％を含むしのが多く、このステンレス鋼はその
製造時に焼入れ一ナリブゼロ処理（−７０’Ｃ）→樹脂
コーアイング（３５０’Ｃ）の１程を経ることにともな
っ（の熱履歴を受（Ｊても十分な硬度を維持できる白で
優れている。しかし、このステンレス鋼はＣが非常に多
く含まれるため、溶鋼の凝固時に巨人な共晶炭化物（約
５μｍ以上）が形成され、熱間・冷間加■性を低下させ
、更に、カミソリ刃として刃先を研摩する際に、これら
が刃先に現われると刃欠（づの原因となること等の問題
があった。それ故最近ではＣ含有用を０．６０〜０．８
０％程度に低減させたものが多く使用されるようになっ
てきている。しかし、０．６０・−０，８０％のＣ含有
用においても溶鋼の凝固時の偏析によって巨大炭化物が
現われることがあり、Ｃ：１〜１．２％の鋼に比較して
改善はされているとは言うものの依然として問題が残さ
れている。

また、炭化物に関しては巨大炭化物の問題だけでなく、
その析出寸法ができるだけ小さいことが望まれている。

すなわち、カミソリ刃製造時の焼入れは連続的に処理さ
れ、その加熱時間は通常２０〜３０秒と非常に短い為、
この間に炭化物を形成していた炭素がオーステナイト地
へ十分固溶することがカミソリ刃の最終的な切れ味特性
を大きく左右するからである。しかしながら、従来例の
ステンレス鋼ではこのような問題が改善されていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的には
、巨大炭化物の生成や４、炭化物の析出寸法等によって
の刃欠けその他の問題点を解決することを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明に係るステンレス鋼はＣ：０．４０〜
０．５５％、Ａｌを含む場合０．４０〜０．６０％、Ｓ
ｉ：１％以下、Ｍｎ　：　１％以下、Ｃｒ　：　１１．
０〜１５．０％ならびにＮ　：　０，０６〜０．１６％
を含み、これに加えてＡｌ二０．５％以下を含み、残余
が実質的にＦｅｂ・ら成ることを特徴とする。

そこで、これらの構成ならびにその作用について具体的
に説明する。

まず、上記の如く、カミソリ刃等の刃物に供せられるス
テンレス鋼における刃欠は等の問題を解決するには、巨
人炭化物を存在させないことにすると同時に、炭化物を
できるだけ小さく析出させることが必要であり、しかも
、これら条件を充足すると、高い硬度を有する優れた力
、　ミソリ刃が得られることに着目した。

この点から、本発明ではＣ含有量は０．４０〜０．５５
％Ａｌを含む場合０．６０％として従来例のものに較べ
て低減させ、これによって巨大炭化物をほとんど生成さ
せないと共に、炭化物の粒径を小さくする。また、この
ように低いＣ含有用レベルであっても、Ｎおよび／また
はＡｌを添加するために高い硬度が安定して得られる。

更に、Ｃ含有用の低減によって、炭化物形成に関与する
Ｃｒ量が減少し、固溶Ｃｒ量が増９０する１；めに耐食
性が実質的に向上する。

これらのところを・５・まえて本発明についてその成分
限定理由を説明する。

Ｃ：　０．４０〜０．５５％（Ａｌを含む場合０．４０
〜０．６０％）Ｃはカミソリ刃の如く刃物用として重要
なマルテンザイ］・の硬度を高め、優れた切れ味を与え
るのに必須な元素である。しかし、Ｃを０６５５％以上
（ｉを含む場合０．６０％）に増す口とは上記の如く刃
欠けの原因となる巨人炭化物が形成され易くなると同時
に、Ｃｒと結合して炭化物を形成し耐食性に寄与する固
溶Ｃｒ量を減少させて好ましくない。一方、Ｃが０．４
０％以下の如く少ない場合には後記の如くＮやＡｌを添
加してもカミソリ刃として好ましい硬度が得られない。

Ａｌを添加した場合、巨大炭化物の生成に関して、Ｃ含
有量条件がやや緩和される傾向があり、Ｇが０．６０％
までは問題が少ない。その理由は現時点では明確でない
が、Ａｌが添加されると、マルテンサイトのノエライ１
〜変態により長時間を要することがらＡ１１ｂ＜９の拡
散を抑制する効果を持つことと関係していると考えられ
る。この白から、本発明ではＯは０．４０〜０．５５％
（ｉを含む場合は０．６０％）の範囲に限定、する。

Ｓｉ　：　１％以下 Ｓｌは後記のＭｎとともに鋼の溶製時に脱酸剤として添
加され、なかでも、Ｓｉは焼戻し抵抗を増加させる効果
も有し、刃物用ステ、ンレス鋼としてはある程度含まれ
ているのが好ましい。しかし、Ｓｌが１％以上添加され
ると、熱間および冷間＋Ｊロエ性が低下し、このため、
上限を１％としＩこ　。

Ｍｎ　：　１％以下 ＭｎはＳｌと同様に鋼の溶製時に添加されるものである
が、その添加量が１％を越えると残留オーステナイトが
著しく増加し、サブゼロ処理によっても必要な硬度が得
られなくなる。このため、Ｍｎは１％を上限とした。

Ｃｒ　：’　１１．（１〜１５．Ｏ％ Ｃｒはステンレス鋼としての耐食性を付与する上で少な
くとも１１％以上は必要である。しかしながら、Ｃ「が
必要以上に多量に添加されると、ノエライ１へ相の生成
を通じて硬度低下を招来しまた、Ｃ「は比較的高価であ
まり多いことは経済性の観点がら好ましくなく、Ｃｒの
上限を１５％とし　ｌ：　、。

Ｎ：０．０６〜０．１６％ Ｎはオルステナイト化傾向、マルテンサイトの硬さの増
加に関与し、Ｏと同等の効果を有している。本発明では
上記の如く巨大炭化物の形成、焼入れ性ならびに耐食性
の点がらＧ含有量は０．４０〜０．６０％の如く通常材
に較べて著しく低減されている。

従って、このような条件下の本発明では炭化物の存在状
態に影響を与えずに高い硬度を得るために、Ｎは必須の
成分である。その効果を得るために、Ｎはごの種の鋼と
して通常含まれている０、０２〜０．０５％を越えて添
加する必要がある。

しかし、余りに多量に含有させると、溶鋼の凝固時にブ
ローホールが発生し相関の健全性が失われる為、その添
加範囲は０．０６〜０．１６％に限定し　！、：、。

Ａｌは普通溶鋼中に脱酸剤として微量含まれる。しかし
、本発明ではＡｌは積極的に添加し、硬度の上昇ととも
に耐食性を向上させる。すなわち、Ａｌは焼入れに際し
、マルテンサイ１へ相に固溶し、その強力な固溶強化作
用により硬度上昇を与えるとともに不働態皮膜を強化し
耐食性を向上させる。

この白から、本発明は上記のＮとともにｉを添加し、巨
人炭化物の形成等とは無関係のもとで、硬度上昇ならび
に耐食性の向上を行なう。

しかしながら、八ｌはあまり多量に添加されると、冷間
や熱間の加工性が明害されるため、上限は０．５％程ｔ
９であり、Ａｌにより上記の効果が達成できるのには少
なくとも０．０＋％以上、好ましくは０．０５％以上は
必要である。

実　　施　　例 まず、第１表に示［１成の材料へ、Ｂ、　Ｃ，Ｄ、［し
、Ｇ、１１、Ｉを溶解、鋳造、熱延して３．２ｍｍ厚の
熱延板とした。なお、これら材料の組成は本発明鋼によ
って得られる特徴を従来鋼および比較鋼と比較でるだめ
のもので、第１表において八・〜［は本発明鋼、［は従
来鋼、Ｇ、Ｈ１■は比較鋼を示す。これら各月利は更に
８２０℃５時間の焼なましを施し、次いで、７６０℃短
時間の中間焼鈍をはさみつつ冷間圧延によって０．１胴
厚とし、その後、１１００℃２０秒加熱後、油冷→−７
０℃５分のサブぜ口処理→３５０’０２０分焼戻しの熱
処理を与第１表 これら材料によって巨大炭化物の有無、炭化物の析出寸
法、耐食性、硬度等を調べたところ第２表 第２表において、 （１）巨人炭化物の有無は、熱延板中心囮を顕微鏡（４
００倍）で調べ、長さ５μｍ以上の巨人炭化物の数を測
定した。

（２）炭化物の析出１法は、焼入れ処理前の０．１ｍｍ
厚の冷延板ｌ！ｉ面を機械研摩しマーブル試薬丁ツチン
グ後、５０００倍の走査型電顕写真を慢影し、ＱＴＭに
よって炭化物の平均粒径を測定した。

（３）耐食性は焼戻し拐について濃度＋　Ｏ０１１Ｄ　
ｍ食塩水（常温）中で孔食電（ｆｌを測定した。

（４）硬度は、サブゼロ処即後と焼戻し後とで硬度（平
面ビッカース硬度荷重１ｋｑ　）を測定して材質を評価
した。

第２表に示す通り、本発明１ｉｔ（なお、Ａ鋼にはＡｌ
：０．００２％を含むが、これは溶製時からの混入した
ものである。）はＣ含有量を通常材のレベルから０．４
０〜０．５５％程度まで下げていることから巨大炭化物
は皆無となり、耐食性も向上し、ト１の添加によって少
なくとも通常材と同等の硬度を得られることがわかる。

従って、耐食性および切れ味の優れた薄物刃物用時にカ
ミソリ用ステンレス鋼として適していると言える。

また、ＮとともにＡｌを添加したものは硬度ならびに耐
食性において通常材に較べて相当向上していることがわ
かる。

〈発明の効果ン 以上詳しく説明した通り、本発明はＣ含有量を０．４０
〜０．５５％の如く低減させているために、巨人炭化物
の生成はおさえられてほとんど皆無で炭化物の析出は微
細化し、更に、固溶Ｃｒｌが増加するため、従来例にみ
られる如きん欠は等の問題がなく、耐食性も向上する。

また、Ｃ含有量が低いのにも拘らず、Ｎが０．０６〜０
．１６％添加され、マルテンサイ］・の硬度が増加され
ているために、Ｃ含有量の高い従来例と同等若しくはそ
れ以上の硬度が得られ、要するに、耐食性および切れ味
に優れた薄物刃物用、特に、カミソリの替刃等に適した
ステンレス鋼が得られる。

更に、ＮとともにＡ１７８−添加すると、ＡＩの固溶や
不働態皮膜の強化によって硬度ならびに耐食性は一■向
上し、更に優れた刃物用ステンレス鋼が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量百分率でＣ：０．４０〜０．５５％、Ｓｉ：１
   ％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：１１．０〜１５．０％
   ならびにＮ：０．０６〜０．１６％を含んで、残部が実
   質的にＦｅからなることを特徴とする刃物用ステンレス
   鋼。 ２）重量百分率でＣ：０．４０〜０．６０％、Ｓｉ：１
   ％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：１１．０〜１５．０％
   ならびにＮ：０．０６〜０．１６％を含むとともに、Ａ
   ｌ：０．５％以下を含有し、残部が実質的にＦｅからな
   ることを特徴とする刃物用ステンレス鋼。