酸洗性優(yōu)異的軟磁性部件用鋼材、以及耐腐蝕性和磁特性優(yōu)異的軟磁性部件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及酸洗性優(yōu)異的軟磁性部件用鋼材、以及耐腐蝕性和磁特性優(yōu)異的軟磁 性部件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 應(yīng)對汽車等的節(jié)能化，對于該汽車等的電裝部件，要求磁路的控制更精致，能夠?qū)?現(xiàn)節(jié)電化和磁響應(yīng)速度的提高。因此，對于作為上述電裝部件的原材的鋼材，作為磁特性， 要求在低外部磁場下容易磁化且矯頑磁力小這樣的特性。
[0003] 作為上述鋼材，通常，使用鋼材內(nèi)部的磁通密度在外部磁場下容易響應(yīng)的軟磁性 鋼材。上述軟磁性鋼材，具體來說，例如使用C量約為0. 1質(zhì)量％以下的極低碳鋼（純鐵系 軟磁性材料）等。上述電裝部件（以下，也稱為軟磁性部件）通常是對于該鋼材實施熱乳 后，進行被稱為二次加工工序的酸洗、潤滑被膜處理和拉絲加工等，對于所得到的鋼絲再依 次實施部件成型和磁性退火等而得到的。
[0004] 可是上述軟磁性部件，根據(jù)使用環(huán)境而要求耐腐蝕性。在該要求耐腐蝕性的部位 使用電磁不銹鋼。電磁不銹鋼是兼?zhèn)浯盘匦院湍透g性的特殊鋼，作為用途，可列舉噴射 器、傳感器、致動器、電機等活用了渦電流抑制不可欠缺的磁路的軟磁性部件、在腐蝕環(huán)境 中使用的軟磁性部件等。作為上述電磁不銹鋼，一直以來多使用13Cr系電磁不銹鋼，例如 在專利文獻1中，提出有改善該13Cr系電磁不銹鋼的冷鍛性、可切削性的技術(shù)。但是，上述 13Cr系電磁不銹鋼若與冷鍛性更優(yōu)異的極低碳鋼比較，則加工性低，另外，由于合金元素多 而引起材料價格也高，存在合金價格的飛漲時連帶材料價格上升、或材料供給困難這樣的 問題。
[0005]另一方面，作為極低碳鋼，例如提出有專利文獻2和專利文獻3等的技術(shù)。其主要 著眼點在于，通過控制鋼材成分、鋼中的硫化物的分散狀態(tài)，不使磁特性降低而使強度、可 切削性提高，而對于需要耐腐蝕性的情況則沒有進行討論。
[0006] 于是，若為了使耐腐蝕性提高而使耐腐蝕性改善元素（合金元素）增加，則難以通 過使用了乳制材的二次加工工序中的酸洗（用酸進行脫氧化皮）除去氧化皮，酸洗時間長 時間化，或需要再酸洗等，生產(chǎn)率和環(huán)境負荷惡化。作為上述大量含有耐腐蝕性改善元素的 鋼材，有SUS430(17% Cr)、SUS304(18% Cr，8% Ni)等不銹鋼，而其難以用酸除去乳制氧化 皮。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開平06-228717號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2010-235976號公報
[0011] 專利文獻3 :日本特開2007-046125號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 本發(fā)明鑒于這樣的情況而形成，其目的在于，提供一種形成于乳制材的表面的乳 制氧化皮，通過以使用了酸的化學(xué)性方法進行脫氧化皮的工序（酸洗工序）就可容易除去 (以下，將該特性稱為"酸洗性")，并且在最終部件（軟磁性部件、電裝部件）中能夠達成優(yōu) 異的磁特性和耐腐蝕性的鋼材，和使用該鋼材得到的耐腐蝕性和磁特性優(yōu)異的軟磁性部件 及其制造方法。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 能夠解決上述課題的本發(fā)明的酸洗性優(yōu)異的軟磁性部件用鋼材，其特征在于，滿 足
[0016] C:0. 001~0.025% (質(zhì)量％的意思。涉及化學(xué)成分以下均同）、
[0017] Si :高于0%并低于1. 0%、
[0018] Mn:0.1~1.0%、
[0019] P:高于0%并在0? 030%以下、
[0020] S :高于0%并在0? 08%以下、
[0021] Cr :高于 0%并低于 0? 5%、
[0022] A1 :高于0%并在0? 010%以下、和
[0023] N :高于0%并在0? 01%以下，
[0024] 余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且在鋼材表面形成含有40~80體積％的FeO 的乳制氧化皮。
[0025] 所述軟磁性部件用鋼材中，作為其他的元素也可以還含有
[0026] (a)從Cu :高于0%并在0.5%以下和Ni :高于0%并在0.5%以下所構(gòu)成的組中 選擇的一種以上的元素，和
[0027](b)Pb :高于0%并在1. 0%以下。
[0028] 在本發(fā)明中，也包括耐腐蝕性和磁特性優(yōu)異的軟磁性部件，其特征在于，其是使用 所述軟磁性部件用鋼材而得到的軟磁性部件，厚度為5~30nm的氧化被膜形成于該部件的 表面。
[0029] 另外在本發(fā)明中，也包括上述軟磁性部件的制造方法。該制造方法具有的特征在 于，使用所述軟磁性部件用鋼材進行部件成型后，以下述的條件進行退火。
[0030] (退火條件）
[0031] 退火氣氛：氧濃度為1. 0體積ppm以下
[0032]退火溫度：600 ~1200 °C
[0033] 退火時間：1小時以上且20小時以下
[0034] 發(fā)明效果
[0035] 根據(jù)本發(fā)明，包含材料和加工工序在內(nèi)，能夠廉價地實現(xiàn)顯示出與使用電磁不銹 鋼時同等的磁特性和耐腐蝕性的鋼材。
【具體實施方式】
[0036] 本發(fā)明人為了解決所述課題而反復(fù)潛心研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了得到酸洗性優(yōu)異 的鋼材（軟磁性部件用鋼材），如以下詳述，在該鋼材的表面，形成大量含有FeO的乳制氧化 皮即可。
[0037] 由熱乳形成的乳制氧化皮從基體材料側(cè)起，按FeO、Fe304、Fe203的順序?qū)訝畹匦?成。酸對其的溶解性為：FeO是可溶性，F(xiàn)e304和Fe 203是難溶性。就是說，若乳制氧化皮中 大量含有FeO,則乳制氧化皮容易溶解于酸。另外在乳制氧化皮中，由于冷卻中的氧化皮收 縮作用等，致使存在很多細小的裂紋、孔。酸溶液除了通過其到達可溶性的FeO層而使氧化 皮溶解以外，還在FeO層內(nèi)形成以共析轉(zhuǎn)變的Fe為陽極，以Fe 304為陰極的局部電池，由于 氫的發(fā)生，也可以機械地剝離氧化皮。
[0038] 在本發(fā)明中，為了充分發(fā)揮上述這樣的FeO的效果而確保優(yōu)異的酸洗性，在鋼材 表面形成含有FeO為40體積％以上的乳制氧化皮。上述FeO優(yōu)選為45體積％以上，更優(yōu) 選為50體積％以上。從確保良好的酸洗性的觀點出發(fā)，上述FeO量越多越優(yōu)選，理想的是 FeO為100體積％，但在工業(yè)生產(chǎn)上，使FeO以外的成分達到0體積％困難，F(xiàn)eO量的上限為 80體積％。
[0039]另外，若乳制氧化皮的厚度過大，則即使以滿足上述規(guī)定的方式控制乳制氧化皮 的成分組成，酸洗時間也會長時間化。因此，乳制氧化皮的厚度優(yōu)選為l〇〇ym以下。更優(yōu) 選為50 ym以下，進一步優(yōu)選為30 ym以下。從期待更高的酸洗性的觀點出發(fā)，乳制氧化 皮的厚度以極薄的為宜，為了發(fā)揮來自FeO的脫氧化皮效果，雖然也可以極薄，但工業(yè)生產(chǎn) 上，使乳制氧化皮的厚度達到〇 ym困難，乳制氧化皮的厚度的下限大致為1 ym。
[0040] 接下來，對于本發(fā)明的鋼材的成分組成進行說明。
[0041] [C :0? 001 ~0? 025% ]
[0042] C是確保機械的強度所需要的元素，另外如果是少量，則使電阻增加，能夠抑制因 渦電流造成的磁特性的劣化。但是C在鋼中固溶而使Fe晶格發(fā)生畸變，因此若含量增加，則 使磁特性顯著劣化。另外，若C量顯著過剩，則有耐腐蝕性劣化的情況。因此C量為0. 025% 以下。所述C量優(yōu)選為0. 020%以下，更優(yōu)選為0. 015%以下，進一步優(yōu)選為0. 010%以下。 還有，即使C量低于0. 001 %，磁特性的改善效果也飽和，因此在本發(fā)明中使C量的下限為 0. 001%。
[0043] [Si:高于0%并低于1. 0%]
[0044] Si是在鋼的熔煉時作為脫氧劑起作用，另外也是使電阻增加，帶來抑制渦電流造 成的磁特性的降低這一效果的元素。此外，也是使氧化被膜強化而使耐腐蝕性提高的元素。 從這些觀點出發(fā)，也可以使Si含有0. 001%以上。但是若Si被大量含有，則乳制氧化皮中 形成難溶性的Fe2Si04，酸洗性降低。因此在本發(fā)明中，使Si量低于1. 0%。Si量優(yōu)選為 〇. 8%以下，更優(yōu)選為0. 5%以下，進一步優(yōu)選為0. 20%以下，更進一步優(yōu)選為0. 10%以下， 特別優(yōu)選為0.050%以下。
[0045] [Mn:0?1 ~1.0%]
[0046] Mn作為脫氧劑有效地發(fā)揮作用，并且與鋼中所含的S結(jié)合，作為MnS析出物而微 細分散，成為斷肩槽，是有助于可切削性的提高的