特許 6351780 フェライト系ステンレス鋼およびスペーサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6351780

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】フェライト系ステンレス鋼およびスペーサ

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20180625BHJP

   C22C 38/48 20060101ALI20180625BHJP

   C22C 38/54 20060101ALI20180625BHJP

   G11B 17/038 20060101ALI20180625BHJP

   B21J 5/00 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C22C38/48

   C22C38/54

   G11B17/038

   B21J5/00 A

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-53170(P2017-53170)

(22)【出願日】2017年3月17日

【審査請求日】2017年12月14日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517096109

【氏名又は名称】生松 晃

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】西田 幸寛

(72)【発明者】

【氏名】坪井 耕一

(72)【発明者】

【氏名】吉村 祐太

(72)【発明者】

【氏名】溝口 太一朗

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 聡

(72)【発明者】

【氏名】生松 晃

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２２１６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９３０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００９０８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｇ１１Ｂ １７／００−１７／０３８

Ｇ１１Ｂ ２１／１６−２１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱間鍛造して成形品を製造するために使用されるフェライト系ステンレス鋼であって、
Ｃｒの含有量が１０〜２０質量％、
Ｃの含有量が０．０８質量％以下、
Ｓｉの含有量が０．８質量％以下、
Ｍｎの含有量が０．８９質量％以下、
Ｐの含有量が０．０４質量％以下、
Ｓの含有量が０．０３質量％以下、
Ｎｉの含有量が０．５質量％以下、
Ｎの含有量が０．０５質量％以下、
Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼。

【請求項2】

熱間鍛造して成形品を製造するために使用されるフェライト系ステンレス鋼であって、
Ｃｒの含有量が１０〜２０質量％であり、
０．０８質量％以下のＣと、
０．１１質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、
０．１２質量％以上０．８９質量％以下のＭｎと、
０．０４質量％以下のＰと、
０．０３質量％以下のＳと、
０．５質量％以下のＮｉと、
０．０５質量％以下のＮと、を含有し、かつ
Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼。

【請求項3】

Ｍｎの含有量が０．６０質量％以下である請求項１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項4】

０．０５〜０．５０質量％のＴｉを含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項5】

０．０００２〜０．０１質量％のＢを含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項6】

Ｖ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＲＥＭのうちの一種または二種以上の元素を、合計で０．５０質量％以下含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項7】

１．５質量％以下のＭｏ、および３質量％以下のＣｕのいずれか１つ以上を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項8】

熱間鍛造してリング形状を有する熱間鍛造成形品を製造するために使用される請求項１〜７のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項9】

前記熱間鍛造成形品は、ハードディスクドライブが備えるスペーサである請求項８に記載のフェライト系ステンレス鋼。

【請求項10】

ハードディスクドライブが備えるスペーサであって、
請求項９に記載のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して成形されたスペーサ。

【請求項11】

前記スペーサはリング形状を有しており、
前記スペーサの径方向に対して垂直な軸方向における残留応力の絶対値が７５ＭＰａ以下である請求項１０に記載のスペーサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱間鍛造による成形品の製造に好適なフェライト系ステンレス鋼、および当該ステンレス鋼を用いて製造されるスペーサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気ディスク装置（例えばハードディスクドライブ）は、小型化および大容量化がますます進展している。記憶容量が大容量な磁気ディスク装置は、複数の磁気ディスクを備え、それらの磁気ディスクの間にリング状のスペーサが挿入されており、スペーサと磁気ディスクとは一緒に回転する。

【0003】

磁気ディスクの面上における、データ領域の拡大および記録密度の増加に伴って、回転する磁気ディスクのうねり、および歪みなどの変形を抑制することに対する要求は、非常に高くなっている。そのため、スペーサの特性として、寸法精度が非常に高いこと、および歪みが少ないことが要求される。

【0004】

一般に、スペーサは、寸法精度を高くするために、ステンレス鋼を切削加工して製造されていることが多い。この場合、切削性を向上させるため、快削成分であるＳまたはＰｂを多く含むステンレス鋼が用いられる。また、一般的に、被切削材をチャック（固定器具）に固定してリング状に切削する工程が行われており、材料歩留りが低い。そのため、上記ステンレス鋼を切削加工して製造されるスペーサの製造コストは高い。

【0005】

また、特許文献１には、上記快削成分の含有量が少なく比較的安価なフェライト系ステンレス鋼板を打抜き加工して、スペーサを製造する技術が記載されている。具体的には、まず、表面硬度のバラツキが平均値を中心として上下４％以内、結晶粒度番号が５．０〜９．０、並びに、残留応力が８０ＭＰａ以下であるフェライト系ステンレス鋼の圧延板材を製造する。そして、この圧延板材を打抜き加工することによりリング状に加工して、スペーサを製造する。これにより、スペーサにおける表面硬度などのバラつきを小さくし、スペーサに生じる歪みを低減させている。

【0006】

ところで、ハードディスクドライブには、通常、２．５インチの規格および３．５インチの規格があり、大量のデータを保存する用途（例えば、ニアライン用途など）に需要があることから、今後ますます３．５インチの規格のハードディスクドライブが主流になってくることが想定される。また、ガラスプラッタとステンレス製スペーサとの組合せを用いたハードディスクドライブは、アルミプラッタとアルミ製スペーサとの組合せを用いたハードディスクドライブよりも耐衝撃性（耐久性）に優れるという特徴がある。３．５インチの規格のハードディスクドライブにおいて、ガラスプラッタとステンレス製スペーサとの組合せを用いるためには、ステンレス製スペーサの寸法精度がより要求される。

【0007】

特許文献１の技術では、２．５インチの規格のハードディスクドライブに用いられるスペーサを製造するには適しているが、３．５インチの規格のハードディスクドライブに用いられるスペーサを製造するには、打抜き加工後のスペーサの残留応力が十分には低くなく、要求される寸法精度を達成することは困難であるという問題がある。

【0008】

この問題を解決するために、特許文献２に記載されているような熱間鍛造によりスペーサを製造することが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１３−２２２４８７号公報（２０１３年１０月２８日公開）

【特許文献2】特開２００４−９０８０号公報（２００４年１月１５日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、ハードディスクドライブに用いられるスペーサのように比較的小さい成形品を熱間鍛造により製造する場合、当該成形品の温度が下がりやすい。そのため、従来のステンレス鋼を用いて成形品を製造する場合、熱間鍛造において当該成形品が硬くなり（すなわち、変形抵抗が大きくなり）、製造されたスペーサに残留応力が残りやすいという問題がある。残留応力は、スペーサが変形する要因となり、商品の品質の低下につながる可能性がある。

【0011】

本発明の一態様は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、熱間鍛造時における変形抵抗を従来よりも低減できるフェライト系ステンレス鋼を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼は、熱間鍛造して成形品を製造するために使用されるフェライト系ステンレス鋼であって、Ｃｒの含有量が１０〜２０質量％であり、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満である。

【0013】

上記の構成によれば、高温における強度を向上させるＮｂの含有量が０．０５質量％未満と小さいので、熱間鍛造時におけるフェライト系ステンレス鋼の変形抵抗を小さくすることができる。

【0014】

本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼は、Ｍｎの含有量が０．６０質量％以下であることが好ましい。

【0015】

上記の構成によれば、フェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して製造した熱間鍛造成形品に形成されるスケールを容易に除去することができる。

【0016】

本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼は、０．０５〜０．５０質量％のＴｉを含有することが好ましい。

【0017】

上記の構成によれば、ＴｉがＣまたはＮと反応することにより、フェライト系ステンレス鋼を９００〜１０００℃においてフェライト系単相とすることができる。

【0018】

本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼は、０．０００２〜０．０１質量％のＢを含有することが好ましい。

【0019】

上記の構成によれば、フェライト系ステンレス鋼を使用して製造された成形品の二次加工性を向上させることができる。

【0020】

本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼は、熱間鍛造してリング形状を有する熱間鍛造成形品を製造するために使用されてもよい。

【0021】

本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼において、前記熱間鍛造成形品は、ハードディスクドライブが備えるスペーサであってもよい。

【0022】

本発明の一態様に係るスペーサは、ハードディスクドライブが備えるスペーサであって、上記のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して成形されたスペーサである。

【0023】

本発明の一態様に係るスペーサは、前記スペーサはリング形状を有しており、前記スペーサの径方向に対して垂直な軸方向における残留応力の絶対値が７５ＭＰａ以下であることが好ましい。

【発明の効果】

【0024】

本発明の一態様によれば、熱間鍛造時における変形抵抗を従来よりも低減できるフェライト系ステンレス鋼を実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】ハードディスクドライブの構造を示す断面図である。

【図2】本発明の実施例における圧縮変形抵抗測定試験を説明するものであり、（ａ）は、本発明の実施例、または比較例のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は圧縮変形抵抗測定試験の様子を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本出願において、「Ａ〜Ｂ」とは、Ａ以上Ｂ以下であることを示している。

【0027】

本発明のフェライト系ステンレス鋼は、熱間鍛造による成形品（熱間鍛造成形品）の製造に好適なステンレス鋼であり、特に、比較的小さく（例えば、直径５０ｍｍ以下、または高さ２０ｍｍ以下）、かつ、高い寸法精度を求められる成形品を製造するのに好適なステンレス鋼である。

【0028】

（フェライト系ステンレス鋼の成分組成）
本発明の一実施形態におけるフェライト系ステンレス鋼が含有する成分の組成は、以下のとおりである。なお、以下に示す各成分以外は、鉄（Ｆｅ）、または不可避的に混入する少量の不純物である。

【0029】

（クロム：Ｃｒ）
Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼に必須の元素であり、耐食性を確保するためにＣｒ濃度は１０質量％以上とする。ただし、Ｃｒを多量に含有すると、ステンレス鋼が過度に硬質化するため、Ｃｒ濃度は２０質量％以下とする。

【0030】

Ｃｒの含有量の調整方法は特に限定されず、例えば、Ｃｒ酸化物の還元反応を制御することによってＣｒの含有量を調整することができる。

【0031】

（ニオブ：Ｎｂ）
Ｎｂは、高温領域において、固溶または析出強化によりフェライト系ステンレス鋼の強度を向上させる元素である。したがって、熱間鍛造時におけるフェライト系ステンレス鋼の変形抵抗を小さくするためには、Ｎｂの含有量はできるだけ少ないほうがよく、本実施形態では、０．０５質量％未満である。

【0032】

（マンガン：Ｍｎ）
Ｍｎは、フェライト系ステンレス鋼におけるスケールの密着性を向上させる元素である。そのため、本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼では、Ｍｎの含有量ができるだけ少ないほうがよく、０．６０質量％以下であることが好ましい。

【0033】

（チタン：Ｔｉ）
Ｔｉは、ＣまたはＮと反応することにより、フェライト系ステンレス鋼を９００〜１０００℃においてフェライト系単相にすることができる元素である。また、Ｔｉは、Ｎｂと異なり高温でのフェライト系ステンレス鋼の強度向上にはほとんど寄与しない。一方で過剰なＴｉの添加は、ステンレス鋼の表面性状に悪影響を及ぼし、製造性を損なう。本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼では、０．０５〜０．５０質量％のＴｉを含有することが好ましい。

【0034】

なお、従来のフェライト系ステンレス鋼では、ＮｂをＣまたはＮと反応させることにより、フェライト系ステンレス鋼を９００〜１０００℃においてフェライト系単相としていた。しかし、本発明のフェライト系ステンレス鋼は、上述したように、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満と非常に少ない。そのため、０．０５〜０．５０質量％のＴｉを含有させることが有効となる。

【0035】

（ホウ素：Ｂ）
Ｂは、フェライト系ステンレス鋼を使用して製造された成形品の二次加工性を向上させる元素である。そのため、フェライト系ステンレス鋼がＢを０．０００２質量％以上含有することが好ましい。ただし、Ｂを過剰に含有させると、Ｂの化合物が介在物（不純物）となってしまうため、Ｂの含有量は、０．０１質量％以下であることが好ましい。

【0036】

（炭素：Ｃ）
Ｃは、α−γ変態点温度を上昇させる。よって高温域までの再結晶温度を確保するためには必要な元素である。ただし、過度に含有すると炭化物量が増加し、耐食性が劣化するため、Ｃの含有量は、０．０８質量％以下であることが好ましい。

【0037】

（ケイ素：Ｓｉ）
Ｓｉは、製鋼時の脱酸剤として有効な元素である。ただし、Ｓｉを多量に含有すると固溶強化によりステンレス鋼が過度に硬質化する。したがって、Ｓｉの含有量は、０．８質量％以下であることが好ましい。

【0038】

（リン：Ｐ）
Ｐは、その含有量に応じて熱間加工性を低下させる。そのため、Ｐの含有量、０．０４質量％以下であることが好ましい。

【0039】

（硫黄：Ｓ）
フェライト系ステンレス鋼においてＳの含有量が多いと、該鋼中に存在する、ＭｎＳを主体とするＡ系の介在物が多くなる。そのため、Ｓの含有量は、０．０３質量％以下であることが好ましい。

【0040】

Ｓの含有量の調整方法としては、還元・仕上げ製錬期において、Ｃｒ酸化物の還元および脱酸を行うときに、脱酸とともに造滓を行うことにより脱硫が生じるため、この脱硫反応を促進することにより、Ｓの含有量を低下させることができる。Ｓの含有量の調整方法として公知の方法を使用すればよく、当該調整方法は、特に限定されない。

【0041】

（ニッケル：Ｎｉ）
Ｎｉは、高温域におけるオーステナイト相の割合を増加させるため、熱間圧延時の加工性向上に有効である。しかし、過度に含有するとα−γ変態点温度が低下し、十分な再結晶温度を確保できなくなる。また、Ｎｉは、高価な元素でもある。そのため、Ｎｉの含有量は、０．５質量％以下であることが好ましい。

【0042】

（窒素：Ｎ）
Ｎを過剰に添加すると他の元素と窒化物を形成して硬質化を招く。そのため、Ｎの含有量は、０．０５質量％以下であることが好ましい。

【0043】

（Ａｌ、Ｚｒ、およびＲＥＭのうちの一種または二種以上）
本発明の一態様におけるフェライト系ステンレス鋼は、上記以外の元素として、バナジウム（Ｖ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびＲＥＭ（希土類金属）のうちの一種または二種以上をさらに含んでいてもよい。

【0044】

ここで、Ｖ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＲＥＭは、固溶強化元素であるＣと炭化物を形成し、固溶強化元素であるＮと窒化物を形成して、母相を軟質化する効果を有する。ただし、フェライト系ステンレス鋼中に、これらの元素を、ＣおよびＮの含有量以上に過度に含有させると、これらの元素が母相に固溶して硬質化を招く。したがって、これら元素の含有量は、０．５０質量％以下とすることが好ましい。

【0045】

（その他の元素）
本発明において対象とするフェライト系ステンレス鋼は、上記以外の元素として、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）などの元素を必要に応じて含んでいてよい。また、フェライト系ステンレス鋼におけるＭｏおよびＣｕの含有量として、以下のようなものが好ましい。

【0046】

Ｍｏは、耐食性向上に有効な元素である。しかし過度に含有すると硬質化する。したがって、Ｍｏを含有させる場合、その含有量の上限は、１．５質量％にとどめることが好ましい。

【0047】

Ｃｕは、高温域におけるオーステナイト相の割合を増加させるため、熱間圧延時の加工性向上に有効である。しかし、熱延温度域における固溶限以上を超えて含有すると、かえって熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｕを含有させる場合、その含有量の上限を３質量％とすることが好ましい。

【0048】

（本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の主たる特徴）
次に、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼の主たる特徴について、ハードディスクドライブが備えるスペーサを製造する例を用いて説明する。なお、本発明のフェライト系ステンレス鋼を用いて、ハードディスクドライブが備えるスペーサ以外の成形品を製造することもできる。特に、本発明のフェライト系ステンレス鋼は、比較的小さく（例えば、直径５０ｍｍ以下、または高さ２０ｍｍ以下）、かつ、高い寸法精度を求められる成形品を製造するための鋼板として好適である。

【0049】

まず、一般的なハードディスクドライブ１の構造について図１を参照しながら説明する。図１は、ハードディスクドライブ１の構造を示す断面図である。

【0050】

図１に示すように、ハードディスクドライブ１は、装置内を密閉する密閉ケース状のシュラウド２内に、３枚のプラッタ１１を備えている。プラッタ１１は、スピンドルモータ２０により回転し、プラッタ１１の表面から僅かに浮いた磁気ヘッド３０が、プラッタ１１の書き込みおよび読み取りを行う。

【0051】

隣り合う２枚のプラッタ１１の間にはそれぞれ、スペーサ１２が設けられている。このスペーサ１２は、リング形状であって、スピンドルモータ２０の回転ハブ２１の周りを囲んで配置されている。回転ハブ２１の上端部に円盤状のクランパ２２をネジ２３にて締結している。クランパ２２の弾性変形によりプラッタ１１の内周部を押圧して、複数のプラッタ１１と複数のスペーサ１２とを、回転ハブ２１の底部の大径部分とクランパ２２との間に保持している。なお、ネジ２３以外の部材により、クランパ２２が固定されていてもよい。

【0052】

ハードディスクドライブには、通常、２．５インチの規格および３．５インチの規格がある。３．５インチの規格のハードディスクドライブにおいて、ガラスプラッタとステンレス製スペーサとの組合せを用いるためには、ステンレス製スペーサの寸法精度がより要求される。

【0053】

ここで、本発明の一態様に係るスペーサ１２の製造方法について説明する。スペーサ１２の製造では、まず、平板状に作製されたフェライト系ステンレス鋼を打抜くことにより、リング状の部材を作製する。次に、リング状のフェライト系ステンレス鋼に対して、板厚方向に沿って熱間鍛造により圧力を加える。これにより、リング状のフェライト系ステンレス鋼を圧縮しスペーサ１２を製造する。なお、フェライト系ステンレス鋼をリング状にする方法は、上記のように打抜く方法に限られず、例えば、筒状に作製されたフェライト系ステンレスを切断して切り出すことによって行ってもよい。

【0054】

本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼は、上述したように、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満である。そのため、熱間鍛造時における変形抵抗が小さい。それゆえ、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造してスペーサ１２を成形する場合、熱間鍛造を行う金型への負荷を低減できる。また、本発明のフェライト系ステンレス鋼は、高温における、回復温度および再結晶温度を上昇させる（換言すれば、回復速度および再結晶速度を低下させる）Ｎｂの含有量が小さいため、熱間鍛造時における圧縮応力の除去が容易となる。そのため、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して成形されたスペーサ１２は、残留応力が小さくなる。したがって、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して成形されたスペーサ１２は、残留応力による変形が生じにくくなり、３．５インチの規格のハードディスクドライブに用いられるスペーサに要求される寸法精度を満たすことが容易になる。好ましくは、スペーサ１２の板厚方向（図１に示す上下方向、スペーサ１２の径方向に対して垂直な軸方向）における残留応力の絶対値は、７５Ｍｐａ以下である。

【0055】

また、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼は、上述したように、Ｍｎの含有量が０．６０質量％以下である。これにより、本発明の一態様のフェライト系ステンレス鋼を熱間鍛造して成形されたスペーサ１２は、熱間鍛造時に形成されるスケールの密着性が低くなる。その結果、熱間鍛造後のスケール除去工程において、スケールを容易に除去することができ、作業性が向上する。

【0056】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【実施例】

【0057】

本発明の実施例について基づいて説明すれば以下のとおりである。

【0058】

本実施例では、実施例１〜１０、および比較例１のフェライト系ステンレス鋼を作製した。それぞれのフェライト系ステンレス鋼が有する成分・組成を下記の表１に示す。なお、表１に示す組成は、すべて質量％を示している。

【0059】

【表1】

【0060】

実施例１〜１０、および比較例１のフェライト系ステンレス鋼は、以下のように作製した。まず、電気溶解炉によりそれぞれ３０ｋｇ溶解し、鋳造した。鋳造したインゴットから厚さ３５ｍｍ、幅１００ｍｍのサンプルを切り出し、１２３０℃で２時間の溶体化処理を施した後、熱間圧延により板厚８ｍｍの鋼板とした。次に、熱間圧延した鋼板に対して、８５０℃で均熱時間３０秒の焼鈍、および酸洗を施し、熱延焼鈍酸洗板を作製した。

【0061】

実施例１〜１０のフェライト系ステンレス鋼は、それぞれ、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満である。それに対して、比較例１のフェライト系ステンレス鋼は、Ｎｂの含有量が０．２５４質量％である。

【0062】

＜圧縮変形抵抗測定試験＞
実施例１〜１０、および比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片に対して、圧縮変形抵抗試験を行った。図２は、本実施例における圧縮変形抵抗測定試験を説明するものであり、（ａ）は、実施例１〜１０、または比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は圧縮変形抵抗測定試験の様子を示す側面図である。まず、図２の（ａ）に示すように、それぞれのフェライト系ステンレス鋼から内径５ｍｍ、外径１０ｍｍ、および高さ７．５ｍｍのリング形状の試験片を切削により作製した。

【0063】

次に、作製したそれぞれの試験片について、圧縮変形抵抗としての流動応力を測定した。具体的には、図２の（ｂ）に示すように、試験片を金型に設置した後、上部から金型を押圧することにより試験片を圧縮し、圧縮時の試験片の圧縮変形抵抗（流動応力）を測定した。圧縮変形抵抗測定試験の詳細な条件は、下記表２に示すとおりである。

【0064】

【表2】

【0065】

実施例１〜１０、または比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片を用いて測定した流動応力を下記の表３に示す。

【0066】

【表3】

【0067】

表３に示すように、実施例１〜１０のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片では、８００℃における流動応力が３００Ｎ／ｍｍ^２未満であり、一方、比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片では、８００℃における流動応力が３４０Ｎ／ｍｍ^２であった。これは、実施例１〜１０のフェライト系ステンレス鋼では、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満であることにより、それぞれの試験片の変形抵抗が小さいためである。

【0068】

＜スケール除去性試験＞
実施例１〜１０、および比較例１のフェライト系ステンレス鋼に対して、スケール除去性試験を行った。スケール除去性試験では、まず、実施例１〜１０、および比較例１のフェライト系ステンレス鋼から５ｃｍ角の試験片を作製した。次に、作製したそれぞれの試験片を、大気雰囲気、９００℃で１時間加熱した。これにより、それぞれの試験片の表面にスケールを形成させた。次に、スケールを形成させたそれぞれの試験片にたいして、５秒間ショットブラスト処理を行い、スケールの除去を行った。スケール除去性試験では、ショットブラスト処理後のそれぞれの試験片の表面を目視で確認することにより、それぞれの試験片にスケールが残存しているか否かについて確認した。

【0069】

その結果、実施例１〜４、６〜１０および比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片ではスケールが残存していなかったのに対して、実施例５のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片ではスケールが残存していた。これは、実施例１〜４、６〜１０および比較例１のフェライト系ステンレス鋼では、Ｍｎの含有量が０．６０質量％以下と小さいため、試験片へのスケールの密着性が低いためである。

【0070】

＜残留応力測定試験＞
実施例２、６および比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片に対して、残留応力測定試験を行った。それぞれの試験片は、上記圧縮変形抵抗測定試験において作製した試験片と同様に作製した。ただし、それぞれの試験片の内径を２５ｍｍ、外径を３０ｍｍとした。

【0071】

残留応力測定試験では、まず。それぞれの試験片を大気炉で９００℃に加熱した後、５０ｍｍ／分のストローク速度で、圧縮率３０％の熱間鍛造を行った。次に、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、熱間鍛造したそれぞれの試験片の板厚方向（熱間鍛造において圧力が加えられる方向、試験片の径方向に対して垂直な軸方向）における残留応力の測定を行なった。

【0072】

その結果、比較例１のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片では残留応力が９０ＭＰａの圧縮応力であったのに対し、実施例２、６のフェライト系ステンレス鋼を用いて作製した試験片では残留応力がそれぞれ６８ＭＰａ、７５ＭＰａと小さい値を示した。これは、回復温度および再結晶温度を上昇させるＮｂの含有量が小さいため、熱間鍛造時における圧縮応力が低減したためである。

【0073】

ハードディスクドライブが備えるスペーサとしては、残留応力が８０ＭＰａ以下であることが好ましく、実施例２のフェライト系ステンレス鋼は、この条件を満たしている。

【符号の説明】

【0074】

１ ハードディスクドライブ
１２ スペーサ

【要約】

【課題】熱間鍛造時における変形抵抗を従来よりも低減できるフェライト系ステンレス鋼を実現する
【解決手段】フェライト系ステンレス鋼は、熱間鍛造して成形品を製造するために使用されるフェライト系ステンレス鋼であって、Ｃｒの含有量が１０〜２０質量％であり、Ｎｂの含有量が０．０５質量％未満である。
【選択図】なし

【図1】

【図2】