特許 5737801 フェライト系快削ステンレス鋼およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5737801

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】フェライト系快削ステンレス鋼およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20150528BHJP

   C22C 38/60 20060101ALI20150528BHJP

   C21D 6/00 20060101ALI20150528BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C22C38/60

   C21D6/00 J

   C21D6/00 102E

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-22542(P2011-22542)

(22)【出願日】2011年2月4日

(65)【公開番号】特開2012-162760(P2012-162760A)

(43)【公開日】2012年8月30日

【審査請求日】2013年10月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】503378420

【氏名又は名称】新日鐵住金ステンレス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100107892

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 俊太

(74)【代理人】

【識別番号】100105441

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 久喬

(72)【発明者】

【氏名】日笠 裕也

(72)【発明者】

【氏名】高野 光司

(72)【発明者】

【氏名】梶村 治彦

【審査官】 鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００２／０９２８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０６０８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８６７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９９９７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｄ ８／００− ８／１０

Ｃ２１Ｄ ６／００− ６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｐ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．１５〜０．５０％，Ｃｒ：１５．０〜２０．０％，Ｎ：０．０３０％以下，Ｃｕ：１．０％以上２．５％以下を含有し，
さらにＳｎ：０．０３〜０．５０％，Ａｇ：０．０２〜０．２０％，Ｚｎ：０．０２〜０．５０％の内少なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系快削ステンレス鋼において、
Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上を２質量％以上含むＣｕを主体とする第二相であって、鋼材の断面組織において粒径０．０１μｍ以上のものが面積率で０．２％以上の割合でマトリックス中に分散しており、ビッカース硬さが１６０Ｈｖ以上であることを特徴とするフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項2】

Ｍｎ／Ｓ≦２．０を満たすことを特徴とする請求項１に記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項3】

更に質量％でＢ：０．０００１〜０．０２％含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項4】

更に質量％でＡｌ：０．０１％以下、Ｏ：０．００３〜０．０１５％の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項5】

更に質量％でＮｉ：３．０％以下，Ｍｏ：３．０％以下，Ｃｏ：０．０５〜１．０％の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項6】

更に質量％で、Ｎｂ：１．０％以下，Ｚｒ：０．０２０％以下，Ｖ：１．０％以下、Ｔａ：１．０％以下、Ｗ：１．０％以下の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項7】

更に質量％で、Ｃａ：０．０２０％以下，Ｔｉ：１．０％以下，ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％，Ｍｇ：０．００５〜０．０５％の１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれかに記載の成分を含有するフェライト系ステンレス鋼を熱間圧延し、熱間圧延後に５００℃以上、９５０℃未満の温度で１０分〜７２時間の熱処理を施すことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削性に優れたフェライト系ステンレス鋼に係わり、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｔｅ等の毒性の高い希少金属を添加することなく、快削性を付与した環境に優しいフェライト系ステンレス鋼に関する。

【背景技術】

【0002】

ＯＡ機器，電子機器部品等の切削部品には、切削時の切屑処理性に加え、切削加工後に精度の高い表面性状が求められる。こられの要求に対し、従来はＳを０．１５％以上添加したＳＵＳ４３０Ｆや切削性を更に向上させるためＰｂ、Ｓｅ、Ｔｅを単独もしくは複合添加したフェライト系快削ステンレス鋼が使用されてきた（特許文献１）。

【0003】

一方、毒性の強いＰｂ、Ｓｅ、Ｔｅ抑制の市場要求に対して、Ｂｉ、Ｓｎ添加やＣｕを主体とする第２相を分散させたフェライト系快削ステンレス鋼が提案されている（特許文献２、３、４、５）。しかしながら、熱間加工性などの製造面や切削後の表面性状など満足なものが得られていない。とりわけ、切削後の表面性状は、切削速度≧２０ｍ／ｍｉｎ、切込み≧０．０５ｍｍ、送り≧０．００５ｍｍ／ｒｅｖ、の工業的な切削条件において、表面粗さＲａ≦０．５μｍの精度、優れた耐工具摩耗性の被削性が要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６３−８６８４８号公報

【特許文献2】特開２００１−３５５０４８号公報

【特許文献3】特開２００３−１３１８８号公報

【特許文献4】特開２００４−９９９７３号公報

【特許文献5】特開２００７−１８６７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、熱間加工性が良好で製造性に優れ、精密部品の切削加工条件下において表面粗さ（Ｒａ）：０．５μｍ以下の優れた表面精度及び優れた耐工具磨耗を得ることが可能で、製造面においても良好であり、Ｐｂ等の毒性の高い重金属を含まないフェライト系快削ステンレス鋼を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、上記課題を解決するために種々検討した結果、Ｐｂ等の毒性の高い重金属を含まないＳ含有フェライト系ステンレス快削鋼において、優れた被削性を確保するため、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内１種以上が一定の濃度を有するＣｕを主体とする第二相を、一定の大きさ、マトリックス中の面積率以上分散させると、硫化物との複合効果により、飛躍的に表面精度及び耐工具磨耗を向上できることを見出した。これらの効果により、環境に悪影響を与えるＰｂ等の毒性の高い重金属を添加させることなく、優れた表面精度及び耐工具磨耗を確保できることがわかった。

【0007】

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｐ：０．０２〜０．１０％，Ｓ：０．１５〜０．５０％，Ｃｒ：１５．０〜２０．０％，Ｎ：０．０３０％以下，Ｃｕ：１．０％以上〜２．５％以下を含有し、さらにＳｎ：０．０３〜０．５０％，Ａｇ：０．０２〜０．２０％，Ｚｎ：０．０２〜０．５０％の内少なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系快削ステンレス鋼において、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上を２質量％以上含むＣｕを主体とする第二相であって、鋼材の断面組織において粒径０．０１μｍ以上のものが面積率で０．２％以上の割合でマトリックス中に分散しており、ビッカース硬さが１６０Ｈｖ以上であることを特徴とするフェライト系快削ステンレス鋼。
（２）Ｍｎ／Ｓ≦２．０を満たすことを特徴とする前記（１）に記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（３）更に質量％で、Ｂ：０．０００１〜０．０２％含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（４）更に質量％でＡｌ：０．０１％以下、Ｏ：０．００３〜０．０１５％の１種以上を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（５）更に質量％でＮｉ：３．０％以下，Ｍｏ：３．０％以下，Ｃｏ：０．０５〜１．０％の１種以上を含有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（６）更に質量％で、Ｎｂ：１．０％以下、Ｚｒ：０．０２０％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｔａ：１．０％以下、Ｗ：１．０％以下の１種以上を含有することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（７）更に質量％で、Ｃａ：０．０２０％以下、Ｔｉ：１．０％以下、ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％、Ｍｇ：０．００５〜０．０５％の１種以上を含有することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼である。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の成分を含有するフェライト系ステンレス鋼を熱間圧延し、熱間圧延後に５００℃以上、９５０℃未満の温度で、１０分〜７２時間の熱処理を施すことを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のフェライト系快削ステンレス鋼の製造方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によるフェライト系快削ステンレス鋼は、環境に悪影響を与えるＰｂ等の毒性の高い重金属を添加させることなく、切削加工後の表面粗さ（Ｒａ）：０．５μｍ以下の優れた表面精度を付与でき、表面精度の高い精密切削部品を提供する効果を発揮する。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、先ず、本発明の限定理由について説明する。なお、％の表記は、特に断りのない場合は質量％を意味する。

【0010】

本発明のフェライト系快削ステンレス鋼は、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上を２質量％以上含むＣｕを主体とする第二相が、鋼材の断面組織において粒径０．０１μｍ以上のものが面積率で０．２％以上の割合でマトリックス中に分散しているので、被削性を向上することができる。第二相が分散していることで、切削の起点となる。また、ＣｕにＳｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上を２質量％以上含むことによって第二相の融点が低くなり、切削時の熱によって容易に溶融し、潤滑剤としての機能も果たすことができる。その結果として被削性や切削後の表面粗度がより一層向上することとなる。ここにおいて「Ｃｕを主体とする」とは、第二相においてＣｕ含有量が５０質量％以上であることを意味する。好ましくはＣｕ含有量が８０質量％以上である。また、第二相の粒径とは、観察する断面における個々の第二相の最大径を意味する。

【0011】

Ｃｕを主体とする第二相中のＳｎ、Ａｇ、Ｚｎの濃度は被削性向上に重要であり、２％未満になると、Ｃｕを主体とした第二相の融点が高く、被削性改善効果が少ない。したがって、被削性を向上させるため、Ｃｕを主体とする第二相中のＳｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上の濃度の下限を２％とした。また、４０％以上になるとその効果は飽和することから、好ましくは上限を４０％とする。

【0012】

Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上の濃度が２％以上のＣｕを主体とする第二相の粒径と面積率は被削性向上に重要である。鋼試料の測定視野において、Ｃｕを主体とする第二相のうち、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上の濃度が２％以上であって、粒径（最大径）が０．０１μｍ以上のものをピックアップする。そしてピックアップした第二相の合計面積率を鋼材の断面組織における面積率とする。鋼材の断面組織における面積率が０．２％未満になると、被削性改善効果が少ない。また、粒径が５μｍ以上かつ、面積率が５％以上になるとその効果は飽和する。したがって、被削性を向上させるため、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上の濃度が２％以上であってＣｕを主体とする第二相の粒径が好ましくは０．０１μｍ以上５μｍ以下、その面積率が０．２％以上５．０％以下とした。より好ましくは粒径が０．２μｍ以上の第二相の面積率が０．３％以上である。

【0013】

Ｃｕは、被削性改善効果のあるＣｕを主体とする第二相の析出に必要な合金成分であり、粒径０．０１μｍ以上のものを面積率で０．２％以上の割合で、マトリックス中に析出させ、析出強化により、１６０Ｈｖ以上の硬さを得るには、１．０％以上の添加が必要である。しかし、２．５％超の添加は鋳片割れが発生するなど製造性が劣化する。そのため、上限を２．５％する。

【0014】

本発明は、Ｃｕを主体とする第二相中にＳｎ、Ａｇ、Ｚｎの内少なくとも１種以上を２質量％以上含有させるため、以下に示すように鋼中にＳｎ：０．０３〜０．５０％，Ａｇ：０．０２〜０．２０％，Ｚｎ：０．０２〜０．５０％の内少なくとも１種以上を含有する。

【0015】

Ｓｎは、Ｃｕを主体とする第二相の低融点化に有効な合金成分であり、Ｃｕ主体とする第二相に２％以上の濃度でＳｎを濃化させるためには、鋼中に０．０３％以上を含有することが必要である。しかし、０．５０％を超えて含有すると熱間加工性が劣化し、製造性を劣化する。そのため、上限を０．５０％とした。好ましくは０．０５〜０．４０％である。

【0016】

Ａｇは、Ｃｕを主体とする第二相の低融点化に有効な合金成分であり、Ｃｕ主体とする第二相に２％以上の濃度で濃化させるためには、鋼中に０．０２％以上を含有することが必要である。しかし、０．２０％を超えて含有すると熱間加工性が劣化し、製造性が低下することから、上限を０．２０％とした。

【0017】

Ｚｎは、Ｃｕを主体とする第二相の低融点化に有効な合金成分であり、Ｃｕ主体とする第二相に２％以上の濃度で濃化させるためには、鋼中に０．０２％以上を含有することが必要である。しかし、０．５０％を超えて含有すると熱間加工性が劣化し、製造性が低下することから、上限を０．５０％とした。

【0018】

Ｓは、硫化物を形成して切削加工時の応力集中や潤滑効果により切削抵抗を低減させ、切削表面精度を劣化させることなく、切削性（切屑処理性，工具寿命）を向上させるのに有効であるため、０．１５％以上添加する。しかしながら、０．５０％を超えて添加すると製造性が著しく劣化するばかりか、粗大硫化物に起因して切削加工後の表面精度が著しく劣化する。そのため、上限を０．５０％とする。好ましくは、０．２〜０．４０％である。

【0019】

Ｍｎは、Ｓと硫化物をつくり被削性を向上させる元素である。しかし、２．０％超添加するとその効果は飽和し、被削性を劣化させることから、上限を２．０％とした。０．１％未満にすると、製造コストがＵＰするため、好ましくは下限を０．１％以上とする。また、Ｍｎは硫化物を形成し、耐食性を劣化させる元素であるため、それらを良好にするためには、好ましくは１．０％以下である。さらに好ましくは０．５％以下である。

【0020】

Ｃｒはマトリックスに固溶し、耐食性を向上させる元素である。しかし、多量に添加すると、熱間でスケール生成を抑制し、熱間圧延疵の原因となることから、２０．０％以下とした。しかし、Ｃｒ量が１５．０％未満になると耐食性が劣化するため、下限を１５．０％とする。好ましいＣｒ量の範囲は、１６．０〜１８．０％である。

【0021】

Ｓｉは、脱酸のために添加するが、１．０％超添加すると棒線熱間圧延時のスケール生成を抑制し、熱間圧延疵を助長する。そのため、上限を１．０％とする。好ましくは、０．３％〜１．０％である。

【0022】

Ｃ，Ｎは、炭窒化物を生成し、耐食性を劣化させるばかりか、切削加工時に構成刃先の生成を促進して表面精度を劣化させるため、それぞれ０．０３０％以下とする。好ましくは０．０２０％以下である。さらに好ましくは、Ｃ＋Ｎ：０．０３０％以下である。

【0023】

Ｐは、粒界偏析して切削加工時の材料延性を低下させる効果があるため、表面精度が向上する。そのため、０．０２％以上添加する。しかしながら、０．１０％超添加するとその効果は飽和するばかりか、製造性が著しく劣化する。そのため、上限を０．１０％とする。好ましくは、０．０２５〜０．０５％である。

【0024】

ビッカース硬さは切削加工界面の温度に影響を及ぼして構成刃先の生成に寄与する。ビッカース硬さで１６０Ｈｖ以上の場合、切削界面の温度が上昇し、Ｃｕを主体とした第二相による表面性状向上効果を一層顕著にし、Ｒａで０．５μｍ以下の良好な表面性状を安定的に得ることができる。そのためビッカース硬さを１６０Ｈｖ以上とする。好ましくは１８０Ｈｖ以上である。

【0025】

なお、ビッカース硬さを高める手段として、例えば、後述するように熱間圧延後に９５０℃未満で１０分から７２時間で熱処理を行うことにより、Ｃｕを主体とする第二相による析出強化や、Ｎｉなどを添加することが適用できる。

【0026】

Ｓ含有のフェライト系快削ステンレス鋼は、ＭｎＳ系硫化物を形成するために耐食性が悪くなる。そのため本発明において好ましくは、Ｍｎ／Ｓ比を２．０以下にして硫化物中のＭｎ濃度を低減することで、耐食性劣化を著しく抑制できることを見出した。そのため、Ｍｎ／Ｓ比を２．０以下に限定すると良い。好ましくは、１．５以下である。

【0027】

さらに本発明は、以下に記載する選択元素を含有することができる。

【0028】

Ｂは熱間加工性や軟質化を改善するために添加される元素であり、０．０００１％以上の添加により安定した効果が得られる。しかし過剰に添加するとＢの化合物が析出し、熱間加工性を劣化させるので、その上限を０．０２％とした。好ましくは０．００２〜０．０１５％である。

【0029】

Ａｌは脱酸元素として重要な元素である。しかし、０．０１％を超えて添加すると硬質なＡｌ系の酸化物が形成し、被削性を劣化させる。そのため、上限を０．０１％とした。好ましくは、０．００１〜０．００８％である。

【0030】

Ｏは凝固時の脱酸生成物を粗大化させることで被削性を向上させる。そのためには、０．００３％以上必要である。しかし、０．０１５％を超えて添加すると硬質な介在物が増加し、被削性を劣化させる。そのため上限を０．０１５％とした。好ましくは、０．００５〜０．０１５％である。

【0031】

Ｎｉは、固溶強化により材料の硬さを高めて構成刃先の生成を防止し、切削加工時の表面精度向上を向上させる。しかしながら、３．０％を超えて添加してもその効果は飽和するし、逆に過度に硬質化して工具寿命劣化を引き起こす。そのため、上限を３．０％とする。好ましくは、０．１５〜１．５％である。

【0032】

Ｍｏは、耐食性を向上させる元素である。しかし、多量に添加すると、靭性を低下させるため、その上限を３．０％とした。好ましくは０．１〜２．０％である。

【0033】

Ｃｏはマトリックスの靭性を高めるため、それぞれ０．０５％以上添加するが、過剰に添加するとマルテンサイト組織が析出し、被削性を劣化させるため、上限を１．０％とする。好ましくは０．０５〜０．６％である。

【0034】

Ｎｂ，Ｖ，Ｔａ，Ｗは炭窒化物を形成し、耐食性を改善する効果がある。しかし、多量の添加は、被削性が劣化することから各々の上限を１．０％とした。好ましくは、それぞれ、０．０５〜０．５％である。

【0035】

Ｚｒは強度を向上させる効果がある。しかし上限を超えると靭性が低下することから、上限を０．０２０％とした。好ましくは０．００１〜０．００５％である。

【0036】

Ｃａは被削性を改善する効果がある。しかし上限を超えると効果が飽和し、熱間加工性が低下することから、上限を０．０２０％とした。好ましくは０．００１〜０．０１０％である。

【0037】

Ｔｉは炭窒化物を形成し、耐食性を改善する効果がある。しかし、多量の添加は、被削性が劣化することから上限を１．０％とした。好ましくは０．０５〜０．５％である。

【0038】

Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ等のＲＥＭは熱間加工性の劣化を防止するのに有効な元素である。その効果を得るには０．０００５％以上必要であるが、多量に添加すると熱間加工性を低下させるため、上限を０．２％とした。

【0039】

Ｍｇは熱間加工性を向上させるために０．００５％以上必要である。しかし、０．０５％を超える添加はかえって熱間加工性を低下させ、製造面が劣化することから、その上限を０．０５％とした。

【0040】

本発明のフェライト系快削ステンレス鋼の製造方法について述べる。

【0041】

目標の組成、粒径、面積率のＣｕが主体の第二相を分散させ、析出強化により１６０Ｈｖ以上の硬さで優れた被削性を得るためには、上記本発明で規定する成分を含有するフェライト系ステンレス鋼について、熱間圧延後に５００℃以上９５０℃未満の熱処理を行うことが有効である。５００℃未満では、拡散速度が遅くなるためＣｕを主体とした第二相の析出が不十分であり、下限の温度を５００℃に限定する。また、９５０℃以上では、１６０Ｈｖ以上の硬さを得ることができない。好ましくは５００℃以上８５０℃未満である。また、熱処理時間が１０分未満では、Ｃｕを主体とする第二相の析出が不十分であり、７２時間を超えると、１６０Ｈｖ以上が得られなくなる。好ましくは５時間超である。すなわち、５００℃以上８５０℃未満で５時間超の熱処理を施すことにより、好適な第二相の粒径、面積率で析出し、被削性が更に向上する。

【実施例】

【0042】

以下に本発明の実施例について説明する。

【0043】

表１、２に実施例の鋼の化学組成を示す。

【0044】

【表1】

【0045】

【表2】

【0046】

これらの化学組成の鋼は、１５０ｋｇの真空溶解炉にて溶解し、φ１８０ｍｍの鋳片に鋳造し、棒鋼圧延、熱処理、引抜き加工を施しφ１０ｍｍの棒鋼に仕上げ、評価用素材とした。目標のＣｕを主体とする第二相及びビッカース硬さを得るために、８００℃で６時間の熱処理を行った。その後各評価試験を実施した。

【0047】

評価は、第二相の組成、粒径、面積率、ビッカース硬さ測定、外周切削後の表面粗度及び工具寿命、耐食性について評価を実施した。その評価結果を表３，４に示す。表３は本発明鋼の評価結果、表４は比較鋼の評価結果である。

【0048】

【表3】

【0049】

【表4】

【0050】

第二相の組成は所定の熱処理を施した素材の横断面について埋め込み・鏡面研磨を行ったものについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に付属のＥＤＳ分析により、Ｃｕ主体の第二相のＳｎ、Ａｇ、Ｚｎ濃度を測定した。第二相のうち、Ｃｕ含有量が５０質量％以上のものをＣｕ主体の第二相とした。本発明鋼についてはＳｎ、Ａｇ、Ｚｎ濃度のいずれかが２％以上のＣｕを主体とする第二相を示した。

【0051】

第二相の粒径、面積率は所定の熱処理を施した素材の横断面について埋め込み・鏡面研磨を行ったものについて走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、Ｃｕ主体の第二相のうち、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎ濃度のいずれかが２％以上でかつ最大径が０．０１μｍ以上のものをピックアップし、ピックアップしたものの合計面積率を測定した。

【0052】

ビッカース硬さは素材の横断面について鏡面研磨を行ったものについて、表層１ｍｍ部をマイクロビッカース（荷重１ｋｇｆ）により測定した。本発明鋼の硬さは１６０Ｈｖ以上であった。

【0053】

表面性状は、外周切削で周方向に一定の条件で旋削を行い、加工後の表面について、接触式の粗さ測定機により中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。測定は基準長さ２．５ｍｍで各５点ずつ測定しその平均値を値とした。使用工具：超硬Ｐ種、刃先Ｒ：０．４ｍｍ，切削速度：５０ｍ／ｍｉｎ，送り量：０．０２ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：０．１ｍｍ，切削油（鉱物油）：有り、で行った。本発明の中心平均粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下と良好であった。

【0054】

工具寿命は、外周切削で周方向に一定の条件で旋削を行い、３０ｍｉｎ後のフランク摩耗量が５０μｍ以下であれば、工具寿命は○、５０μｍ超の場合は×と評価した。使用工具：超硬Ｐ種、刃先Ｒ：０．４ｍｍ，切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ，送り量：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：１ｍｍ，切削油（鉱物油）：有り、で行った。本発明の工具寿命は５０μｍ以下と良好であった。

【0055】

耐食性は、高温・多湿環境下での発銹試験にて評価した。素材を長さ２０ｍｍに切断したものについて、表面を＃５００で研磨・洗浄後に実施した。各鋼５個ずつ、温度：７０℃、湿度：８５％の環境下に１２０時間放置し、取り出し後発銹の有無について観察を行った。無発銹のものはＡランク、発銹起点の総数が１〜５個のものをＢランク、６〜１０個のものをＣランク、１０個以上のものをＤランクとして評価した。

【0056】

表４に示す比較例において、規定する成分が外れた鋼はビッカース硬さ、表面性状、工具寿命の劣化、耐食性劣化、製造性劣化、コストＵＰのいずれかの項目で目標の特性を満たしていなかった。即ち比較例では、製造性，工具寿命の劣化無しに、表面性状および耐食性の両特性を満足できておらず、本発明鋼の優位性が明らかである。

【0057】

一部の鋼については、熱処理条件の影響を調査するために、４５０℃〜１０００℃で、５分から７４時間の範囲で熱処理を施した。結果を表５に示す。Ｃｕ主体の第二相の全体について、第二相の平均Ｓｎ濃度を求めて「Ｓｎ濃度」と表記し、個々の第二相の最大径の平均値を求めて「粒径」と表記した。「面積率」は、Ｃｕ主体の第二相のうち、Ｓｎ濃度が２％以上でかつ最大径が０．０１μｍ以上のものをピックアップし、ピックアップしたものの合計面積率を意味する。

【0058】

【表5】

【0059】

熱処理条件が、９５０℃以上，又は７２時間以上になると１６０Ｈｖ未満となり、求められる表面粗度、工具寿命が得られなかった。一方、熱処理条件が５００℃未満、１０分未満の場合については、Ｃｕ主体で粒径０．０１μｍ以上の第二相の面積率が０．２％未満となり、求められる表面粗度、工具寿命が得られなかった。鋼中のＣｕ含有量とＳｎ含有量のいずれかが本発明範囲下限以下の比較例については、Ｃｕ主体でＳｎ：２％以上かつ粒径０．０１μｍ以上の第二相の面積率が０．２％未満となり、求められる表面粗度、工具寿命が得られなかった。

【産業上の利用可能性】

【0060】

以上の各実施例から明らかなように、本発明により、切削加工後の表面精度、工具寿命に優れた安価なフェライト系快削ステンレス鋼棒線を製造でき、切削加工後の表面粗さ（Ｒａ）：０．５μｍ以下と安定した表面高精度と耐工具磨耗性を付与でき、Ｐｂ等の毒性の高い重金属を添加させることなく高い被削性を有する鋼を安価に提供することができ、産業上極めて有用である。