[发明专利]不锈钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合在蚀刻加工中使用的奥氏体系不锈钢板及其制造方法。本申请基于2012年8月20日在日本申请的特愿2012-181628号主张优先权，将其内容援用至此。

背景技术

蚀刻加工是采用光刻法等如下地化学方法成形加工金属板的技术，将金属板的一部分遮盖之后，通过喷洒、浸渍使蚀刻液与金属板接触，从而将金属板露出的部分溶解。蚀刻加工用于荫罩、编码器隙缝(encoder slit)、引线框等精密电子部件的制造，用于弹簧、齿轮等精密机械部件的制造。

蚀刻加工是将金属板的不要部分溶解并除去而成形为目标形状的技术。对不锈钢板应用蚀刻加工时，若蚀刻面不平滑，则加工精度降低。其结果，例如出现不能使加工的隙缝间隔足够窄的问题、打印机的走纸用齿轮损伤印刷用纸或者油墨附着在凹凸面的凹部而弄脏印刷用纸之类的问题。另外，存在包装材料中使用蚀刻材料的情况，若蚀刻面不平滑，则发生色彩不匀，设计性大幅下降。此外，作为微反应器使用蚀刻材料时，若蚀刻面平滑，则有内部流动液不容易聚集的效果。

专利文献1提出了如下的奥氏体系不锈钢，在比通用温度低的500～850℃下实施最终冷轧后的退火，由此抑制晶粒生长、确保了蚀刻速度的提升和蚀刻面的平滑性。然而，对于专利文献1的不锈钢，由于碳化物析出，被通称为“污垢(smut)”(在蚀刻时残留的碳化物)的物质附着在蚀刻面，使蚀刻速度下降，污垢导致存在蚀刻面的平滑性受损的问题。

另外，专利文献2中提出了通过调整化学组成和制造工序条件而使平均晶体粒径为15μm以下、蚀刻面平滑的光刻用不锈钢板。然而，近年来要求加工的微细度、精密度为现有以上的用途多，专利文献2的技术方案不能充分满足这些要求。

此外，专利文献3中提出了通过调整化学组成和制造工序条件而使平均晶体粒径为10μm以下的光刻用不锈钢。然而，专利文献3的技术方案中由于添加昂贵的V，牵涉到原材料的成本大幅增加。

以上的现有技术中，蚀刻面的平滑性得到提升。然而，作为打印机的走纸用齿轮使用蚀刻材料时，留下损伤印刷用纸或者油墨附着在凹凸面的凹部而弄脏印刷用纸之类的问题。另外，包装材料中也并不是毫无蚀刻面的色彩不匀等问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许2754225号公报

专利文献2：日本特许3562492号公报

专利文献3：日本特许4324509号公报

发明内容

本发明的目的是鉴于前述的现状，工业上稳定地提供蚀刻面可进一步平滑化的奥氏体系不锈钢。具体而言，是提供蚀刻面的平滑性优异的奥氏体系不锈钢板及其制造方法。

对于如上述地采用现有技术无法解决的问题，发明人等着眼于每个晶粒的蚀刻性。

蚀刻加工是化学方法溶解并除去钢板表面而进行成形的手法。与蚀刻液接触的钢板的晶体取向导致溶解的速度不同。换言之，由于每个晶粒的溶解速度不同，蚀刻面的凹凸的大小是与晶粒同等的水平。为了得到平滑的蚀刻面，钢板的蚀刻面理想的是具有无规的晶体取向的微细区域(微细晶粒)的集合。

奥氏体系不锈钢严格来说是由亚稳奥氏体相形成的。奥氏体系不锈钢通过冷轧产生的加工诱发马氏体相变及此后的低温退火产生的向奥氏体的逆相变而使组织微细化。然而，例如进行低于700℃的温度下的低温退火时，会残留如图1的(a)中的被虚线包围的区域所示那样的、晶体取向集中的(晶体取向并不是无规的)粗大区域。这种晶体取向集中的粗大区域在蚀刻的过程中较其他的部分优先溶解、或者相反地较难溶解。其结果，该粗大区域中，蚀刻面的凹部或凸部明显变大。即使形成了这种明显大的凹部或凸部，但存在表现表面平滑性的平均粗糙度Ra无大幅变化的情况，因而以往被忽视了。本发明中，作为该晶体取向集中的粗大区域的评价，使用了粗糙度轮廓单元的平均宽度RSm。该值是表面的一组凹部和凸部的宽度的平均值。

另一方面，如图1的(b)，组织若是微细晶粒的集合而不是晶体取向集中的粗大区域，看出蚀刻面是平滑(凹凸、以及凹凸的间隔小)的。此情况下，将“晶粒”定义为被晶体取向差为15°以上的边界包围的区域。此外可知，为了得到这种微细晶粒的组织，有效的是在退火前的冷轧中生成足够的加工诱发马氏体。冷轧中残留的γ相区域在退火后的组织中继续呈现为这种晶体取向集中的粗大区域。与此相对，冷轧中生成的加工诱发马氏体含有大量应变，因而在此后的退火中成为微细的γ粒(再结晶晶粒)。此外可知，为了在冷轧中大量生成马氏体，有效的是优化钢板的化学组成。