本發(fā)明涉及不銹鋼板，特別涉及一種在沖壓成型時(shí)具有優(yōu)異的抗粘模性(抗咬合性)及沖壓成型性的例如板狀不銹鋼冷軋薄鋼板或輥狀不銹鋼冷軋薄鋼帶等的不銹鋼板。

背景技術(shù)：

不銹鋼的導(dǎo)熱率低，在沖壓成型時(shí)容易與沖壓模具之間發(fā)生咬合，導(dǎo)致模具磨損，從而成本上升。為了防止這種情況發(fā)生，采取了以氯化物或硫化物作為沖壓油中的極壓添加劑這一應(yīng)對(duì)方法或提升沖壓油的粘性這一應(yīng)對(duì)方法。

在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)平10-60663號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了下述技術(shù)，即，通過(guò)在不銹鋼薄板等金屬薄板的至少一側(cè)主表面上形成Fe-Ni-O化合物覆膜，從而改善金屬薄板的沖壓成型性等。該技術(shù)是考慮到不銹鋼薄板的沖壓成型性等劣化的原因是由于大量含有Cr等合金元素，所以需要在表面形成牢固的氧化覆膜，因此作為該劣化應(yīng)對(duì)方法，在至少一側(cè)主表面上形成了Fe-Ni-O化合物覆膜。另外，該技術(shù)也說(shuō)明了由于通過(guò)形成Fe-Ni-O化合物覆膜而使得吸附在覆膜表面上的潤(rùn)滑油成分更加牢固，從而僅通過(guò)提高滑動(dòng)性而改善了沖壓成型性。

在專利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)2004-60009號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了下述技術(shù)，即，在沖壓成型性優(yōu)異的鐵氧體不銹鋼板及其制造方法中，通過(guò)形成摩擦系數(shù)μ為0.21以下的表面覆膜，從而提高鐵氧體不銹鋼的沖壓成型性。在該技術(shù)的實(shí)施例中，作為表面覆膜而涂覆有固體潤(rùn)滑覆膜(丙烯類、環(huán)氧類、聚氨酯類等)。

在專利文獻(xiàn)3(日本專利第4519482號(hào)公報(bào))中，針對(duì)抗咬合性優(yōu)異的汽車排氣系統(tǒng)部件用鐵氧體不銹鋼板及其制造方法，通過(guò)在鐵氧體不銹鋼的表面形成厚度為50～500nm的Cr-Mn類氧化物所構(gòu)成的氧化覆膜，并且控制表面粗糙度，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗咬合性。在這里，氧化覆膜的形成是通過(guò)在氧氣氣氛下進(jìn)行的熱處理實(shí)現(xiàn)的。

在專利文獻(xiàn)4(日本專利第4519483號(hào)公報(bào))中，針對(duì)抗咬合性優(yōu)異的鐵氧體不銹鋼板及其制造方法，通過(guò)在鐵氧體不銹鋼的表面形成厚度為50～500nm的Cr-Mn類氧化物所構(gòu)成的氧化覆膜，并且控制表面粗糙度，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗咬合性。在這里，氧化覆膜的形成也是通過(guò)在氧氣氣氛下進(jìn)行的熱處理實(shí)現(xiàn)的，但其是在與專利文獻(xiàn)3中的條件不同的條件范圍下進(jìn)行的。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平10-60663號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2004-60009號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本發(fā)明專利第4519482號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本發(fā)明專利第4519483號(hào)公報(bào)

但是，在上述利用沖壓油的應(yīng)對(duì)方法中的前一個(gè)方法中，存在二噁英等環(huán)境方面的問(wèn)題，以及耐腐蝕性降低等問(wèn)題。另外，在上述利用沖壓油的應(yīng)對(duì)方法中的后一個(gè)方法中，存在沖壓成型后的脫脂工序會(huì)導(dǎo)致成本大幅上升這一問(wèn)題。

在專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的技術(shù)中，為了改善金屬薄板的抗粘模性及沖壓成型性，必須使用高粘性的潤(rùn)滑油(沖壓油)成分。

另外，在專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的技術(shù)中，為了改善抗粘模性及沖壓成型性，有時(shí)必須形成固體潤(rùn)滑覆膜。

此外，在專利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的技術(shù)及專利文獻(xiàn)4所公開(kāi)的技術(shù)中，為了形成Cr-Mn類氧化物，都必須使用含有Cr及Mn的特殊不銹鋼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由此，為了解決上述課題，人們?cè)趯で笠环N例如板狀的不銹鋼冷軋薄鋼板或輥狀的不銹鋼冷軋薄鋼帶等不銹鋼板，其可以使用具有通用性的普通不銹鋼，即使使用非氯化物等的極壓添加劑或低粘性的沖壓油，其抗粘模性也很優(yōu)異，且所使用的沖壓油在沖壓面不會(huì)不足，能夠充分發(fā)揮效果。

因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種不銹鋼板，其通過(guò)在不銹鋼表面形成Cr(氫)氧化物的表面覆膜，從而即使使用普通的不銹鋼以及非氯化物等的極壓添加劑、低粘性的沖壓油，也能夠在沖壓成型時(shí)具有優(yōu)異的抗粘模性及沖壓成型性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種不銹鋼板，其通過(guò)沿著露出于不銹鋼基底表面的晶界形成凹部，并在該表面形成Cr(氫)氧化物的表面覆膜，從而即使使用普通的不銹鋼以及非氯化物等的極壓添加劑、低粘性的沖壓油，也進(jìn)一步提高在沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在不銹鋼表面形成以Fe及Cr為主體的氧化物及/或由氫氧化物構(gòu)成的規(guī)定厚度的表面覆膜，對(duì)于不銹鋼在沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性有效果。

另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，如果使上述表面覆膜含有原子％為10％以上的Cr，則對(duì)不銹鋼在沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性更加有效果。

此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)沿露出于不銹鋼的基底表面的晶界形成凹部，并在包含該凹部的表面的不銹鋼表面上形成上述表面覆膜，則不銹鋼的凹部所對(duì)應(yīng)的表面覆膜的槽能夠作為沖壓成型時(shí)的沖壓油的供給源進(jìn)行工作，使得沖壓油的效果能夠非常有效地發(fā)揮，明顯提高不銹鋼在沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性。

本發(fā)明所涉及的不銹鋼板是具有不銹鋼以及表面覆膜的不銹鋼板，該表面覆膜形成于不銹鋼的表面，由以Fe及Cr為主體的氧化物及/或氫氧化物構(gòu)成，厚度為0.1μm以上而3.0μm以下。

在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，優(yōu)選表面覆膜具有含有原子％為10％以上的Cr且剩余成分實(shí)質(zhì)上為Fe的、厚度為0.1μm以上而3.0μm以下的氧化覆膜及/或氫氧化覆膜。

另外，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，優(yōu)選通過(guò)沿著露出于不銹鋼的基底表面的晶界形成凹部，且在包含凹部的表面的不銹鋼表面形成表面覆膜，與凹部對(duì)應(yīng)地，在表面覆膜的表面?zhèn)刃纬砷_(kāi)口寬度為0.2μm以上而2.0μm以下且深度為0.2μm以上而2.0μm以下的槽。在此情況下，優(yōu)選槽形成為，在進(jìn)深方向上隨著越靠近底部而寬度就越減少。不銹鋼的平均晶體粒徑如果超過(guò)100μm，則沖壓后的不銹鋼表面肌理容易成為緞紋狀，損害美觀度，且同時(shí)沿著晶界的槽中的沖壓油的保持量整體減少，潤(rùn)滑效果降低。由此，優(yōu)選不銹鋼的平均晶體粒徑為100μm以下。

以下說(shuō)明本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中對(duì)形成于不銹鋼表面的表面覆膜的厚度等進(jìn)行限定的理由。

在表面覆膜的厚度小于0.1μm的情況下，在沖壓成型時(shí)容易咬合，容易導(dǎo)致粘模。

另一方面，在表面覆膜的厚度超過(guò)3.0μm的情況下，在沖壓成型時(shí)表面覆膜容易破裂，即沖壓成型性變差，沖壓成型品的耐腐蝕性容易降低，并且從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)說(shuō)也導(dǎo)致成本變高。

與此相對(duì)，在本發(fā)明中的以Fe及Cr為主體的表面覆膜的厚度為0.1μm以上而3.0μm以下的情況下，抗粘模性及沖壓成型性優(yōu)異。

此外，由于構(gòu)成表面覆膜的氧化物及氫氧化物都不會(huì)導(dǎo)致表面覆膜產(chǎn)生的效果變化，所以并不限定他們之間的比例。

另外，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在表面覆膜含有的Cr為10原子％以上的情況下，與表面覆膜含有的Cr小于10原子％的情況相比，不銹鋼板的材料與通常的模具材料相比存在明顯差異，因此，抗粘模性及沖壓成型性提高，并且抑制氯離子向表面覆膜中的滲透性，耐腐蝕性也提高。

此外，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在沿著露出于不銹鋼的基底表面的晶界形成的凹部所對(duì)應(yīng)而形成在表面覆膜上的槽的開(kāi)口寬度小于0.2μm或該槽的深度小于0.2μm的情況下，與開(kāi)口寬度為0.2μm以上且深度為0.2μm以上的情況相比，很難滿足沖壓油所需的保持量，無(wú)法提高沖壓成型性。

另一方面，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在槽的開(kāi)口寬度超過(guò)2.0μm的情況下，與槽的開(kāi)口寬度為2.0μm以下的情況相比，作為沖壓油的集油部的效果降低，無(wú)法提高沖壓成型性。

另外，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在槽的深度超過(guò)2.0μm的情況下，與槽的深度為2.0μm以下的情況相比，沖壓成型品的表面成為緞紋狀，在極端的情況下容易發(fā)生破裂。

與此相對(duì)，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在槽的開(kāi)口寬度為0.2μm以上而2.0μm以下且槽的深度為0.2μm以上而2.0μm以下的情況下，容易滿足沖壓油所需的保持量，能發(fā)揮作為沖壓油的集油部的效果，沖壓成型品的表面難以成為緞紋狀，抗粘模性及沖壓成型性提高。

另外，在本發(fā)明所涉及的不銹鋼板中，在槽形成為在進(jìn)深方向上隨著越靠近底部而寬度就越減少的情況下，例如槽的剖面形狀形成為倒三角形狀或倒梯形狀的情況下，能夠節(jié)省沖壓油。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在不銹鋼表面形成Cr(氫)氧化物的表面覆膜，從而得到的不銹鋼板即使使用普通的不銹鋼以及非氯化物等的極壓添加劑、低粘性的沖壓油，也能夠在沖壓成型時(shí)具有優(yōu)異的抗粘模性及沖壓成型性。

此外，根據(jù)本發(fā)明，其通過(guò)沿著露出于不銹鋼基底表面的晶界形成凹部，并在其表面形成Cr(氫)氧化物的表面覆膜，從而得到的不銹鋼板，即使使用普通的不銹鋼以及非氯化物等的極壓添加劑、低粘性的沖壓油，也能夠進(jìn)一步提高在沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性。

根據(jù)本發(fā)明，能夠得到難以發(fā)生粘模且沖壓成型性優(yōu)異的不銹鋼冷軋薄鋼板或不銹鋼冷軋薄鋼帶等的不銹鋼板，因此能夠提高沖壓模具等的壽命及生產(chǎn)率，對(duì)金屬加工行業(yè)產(chǎn)生很大幫助。

本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，能夠通過(guò)參照附圖進(jìn)行的實(shí)施發(fā)明的下述方式的說(shuō)明而進(jìn)一步明確。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明所涉及的不銹鋼板的一個(gè)例子的要部剖面圖解圖。

圖2是表示本發(fā)明所涉及的不銹鋼板的其它例子的要部剖面圖解圖。

圖3(A)是表示實(shí)施例1-1中的不銹鋼的表面形成有表面覆膜的狀態(tài)的剖面通過(guò)透射電子顯微鏡(日本電子JEM-2200FS)而形成的亮視野圖像的圖，(B)是表示對(duì)其進(jìn)行元素分析結(jié)果的曲線圖。

圖4是表示實(shí)施例2-1中的不銹鋼的表面形成的表面覆膜的表面經(jīng)由原子力顯微鏡(Keyence VN-8010)形成的放大照片的圖。

圖5是表示實(shí)施例2-1中的不銹鋼的表面形成有表面覆膜的狀態(tài)下通過(guò)透射電子顯微鏡(日本電子JEM-2200FS)形成的亮視野圖像的圖。

標(biāo)號(hào)的說(shuō)明

10 不銹鋼板

12 不銹鋼

12a 凹部

14 表面覆膜

14a 槽

具體實(shí)施方式

圖1是表示本發(fā)明所涉及的不銹鋼板的一個(gè)例子的要部剖面圖解圖。圖1所示的不銹鋼板10例如含有板狀的不銹鋼12。作為不銹鋼12并不受到例如奧氏體類、鐵氧體類等鋼種的影響，另外，也可以是2D、2B、BA、硬質(zhì)材料、鏡面材料的任意一種，對(duì)于鋼種或表面加工情況并不特別限定。此外，在使用奧氏體類不銹鋼作為不銹鋼的情況下，在利用氧化覆膜或氫氧化覆膜等的表面覆膜形成方法而在氧化覆膜或氫氧化覆膜等表面覆膜中混入Ni也不會(huì)帶來(lái)影響，對(duì)于其量并不特別限定。

另外，作為高耐腐蝕性不銹鋼，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了鐵氧體類不銹鋼中的高Cr添加Mo的不銹鋼，奧氏體類不銹鋼中的高Cr、高Ni、添加Mo或N等的高耐腐蝕性不銹鋼，在表面覆膜中即使混入Mo也不會(huì)帶來(lái)影響，對(duì)其量并不特別限定。但是，如果不銹鋼的原料中Cr、Ni、Mo含量高，則其加工性降低，沖壓成型性也降低，因此，優(yōu)選使用Cr為35％以下、Ni為40％以下、Mo為10％以下的組分的不銹鋼。

在不銹鋼12的一側(cè)主表面上，沿著露出于不銹鋼12的基底表面的晶界形成有例如剖面呈倒三角形或剖面為大致V字形狀的凹部12a。該凹部12a例如通過(guò)蝕刻等形成。凹部12a在俯視觀察下為由連接點(diǎn)和線段構(gòu)成的俯視為大致網(wǎng)眼狀的間隙，其線段的寬度、深度及長(zhǎng)度都是各不相同的，有些還會(huì)在中途斷開(kāi)。

在含有凹部12a的表面的不銹鋼12的一側(cè)主表面上形成有表面覆膜14。表面覆膜14是由以Fe及Cr為主體的氧化物及/或氫氧化物構(gòu)成的、厚度為0.1μm以上而3.0μm以下的表面覆膜。另外，該表面覆膜14具有含有原子％為10％以上的Cr且剩余成分實(shí)質(zhì)上為Fe的、厚度為0.1μm以上而3.0μm以下的氧化覆膜及/或氫氧化覆膜。為了使上述表面覆膜14形成在不銹鋼12的一側(cè)主表面上，如下方式進(jìn)行形成：在不銹鋼12的另一側(cè)主表面被保護(hù)膜覆蓋的狀態(tài)下，將不銹鋼12的一側(cè)主表面在例如含硫酸或磷酸的酸性的、或者含氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿性的表面覆膜形成用水溶液中通過(guò)電解而形成。在此情況下，對(duì)于用于形成表面覆膜14的電解，可以使用將不銹鋼12在表面覆膜形成用水溶液中交替反復(fù)進(jìn)行陽(yáng)極電解及陰極電解而形成具有由氧化物構(gòu)成的氧化覆膜及由氫氧化物構(gòu)成的氫氧化覆膜的表面覆膜即交替電解法，僅進(jìn)行陽(yáng)極電解而形成具有由氧化物構(gòu)成的氧化覆膜的表面覆膜的陽(yáng)極電解法，僅進(jìn)行陰極電解而形成具有由氫氧化物構(gòu)成的氫氧化覆膜的表面覆膜的陰極電解法?；蛘?，表面覆膜14通過(guò)在鉻酸水溶液中浸漬不銹鋼12而形成。表面覆膜14是增加抗粘模性覆膜以及潤(rùn)滑油供給覆膜，在不銹鋼沖壓成型時(shí)增加抗粘模性，并且增加沖壓成型性。

通過(guò)如上所述形成表面覆膜14，從而與凹部12a對(duì)應(yīng)地，在表面覆膜14的表面?zhèn)刃纬衫缙拭鏋榈谷切螤畹牟?4a。槽14a形成為開(kāi)口寬度為0.2μm以上而2.0μm以下且深度為0.2μm以上而2.0μm以下。此外，上述凹部12a、表面覆膜14及槽14a可以通過(guò)在上述表面覆膜形成用水溶液中對(duì)不銹鋼12的一側(cè)主表面進(jìn)行交替電解法、陽(yáng)極電解法或陰極電解法電解，或者在上述表面覆膜形成用水溶液中浸漬不銹鋼12而形成。槽14a在俯視觀察下為由連接點(diǎn)和線段構(gòu)成的俯視為大致網(wǎng)眼狀的間隙，其線段的寬度、深度及長(zhǎng)度都是各不相同的，有些還會(huì)在中途斷開(kāi)。

接下來(lái)說(shuō)明在圖1所示的不銹鋼板10中對(duì)不銹鋼12的一側(cè)主表面上形成的表面覆膜14的厚度等進(jìn)行限定的理由。

在表面覆膜14的厚度小于0.1μm的情況下，在沖壓成型時(shí)容易咬合，容易導(dǎo)致粘模。

另一方面，在表面覆膜14的厚度超過(guò)3.0μm的情況下，在沖壓成型時(shí)表面覆膜容易破裂，即沖壓成型性變差，沖壓成型品的耐腐蝕性容易降低，并且從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)說(shuō)也導(dǎo)致成本變高。

與此相對(duì)，在圖1所示的不銹鋼板10中，由于以Fe及Cr為主體的表面覆膜14的厚度為0.1μm以上而3.0μm以下，所以抗粘模性及沖壓成型性優(yōu)異。

此外，由于作為表面覆膜14的氧化物及氫氧化物都不會(huì)導(dǎo)致表面覆膜14產(chǎn)生的效果變化，所以并不限定他們之間的比例。

另外，在圖1所示的不銹鋼板10中，由于表面覆膜14含有的Cr為10原子％以上，所以與表面覆膜14含有的Cr小于10原子％的情況相比，不銹鋼板10的材料與通常的模具材料存在明顯差異，因此，抗粘模性及沖壓成型性提高，并且抑制氯離子向表面覆膜14中的滲透性，耐腐蝕性也提高。

此外，在圖1所示的不銹鋼板10中，在槽14a的開(kāi)口寬度小于0.2μm或該槽14a的深度小于0.2μm的情況下，與開(kāi)口寬度為0.2μm以上且深度為0.2μm以上的情況相比，很難滿足沖壓油所需的保持量，無(wú)法提高沖壓成型性。

另一方面，在圖1所示的不銹鋼板10中，在槽14a的開(kāi)口寬度超過(guò)2.0μm的情況下，與槽的開(kāi)口寬度為2.0μm以下的情況相比，作為沖壓油的集油部的效果降低，無(wú)法提高沖壓成型性。

另外，在圖1所示的不銹鋼板10中，在槽14a的深度超過(guò)2.0μm的情況下，與槽的深度為2.0μm以下的情況相比，沖壓成型品的表面成為緞紋狀，在極端的情況下容易發(fā)生破裂。

與此相對(duì)，在圖1所示的不銹鋼板10中，由于槽14a的開(kāi)口寬度為0.2μm以上而2.0μm以下且槽14a的深度為0.2μm以上而2.0μm以下，所以容易滿足沖壓油所需的保持量，能發(fā)揮作為沖壓油的集油部的效果，沖壓成型品的表面難以成為緞紋狀，抗粘模性及沖壓成型性提高。

另外，在圖1所示的不銹鋼板10中，由于槽14a形成為在進(jìn)深方向上隨著越靠近底部而寬度就越減少的剖面為倒三角的形狀，所以與未形成該形狀的情況相比，能夠節(jié)省沖壓油。

由此，根據(jù)圖1所示的不銹鋼板10，能夠使用普通的不銹鋼，即使使用非氯化物等的極壓添加劑、低粘性的沖壓油，也能夠使得沖壓成型時(shí)的抗粘模性及沖壓成型性非常優(yōu)異。

圖2是表示本發(fā)明所涉及的不銹鋼板的其它例子的要部剖面圖解圖。在圖2所示的不銹鋼板10中，與圖1所示的不銹鋼板10相比，形成于不銹鋼12上的凹部12a及形成于表面覆膜14上的槽14a分別形成為剖面倒梯形狀。即，凹部12a及槽14a分別形成隨著接近底部而寬度逐漸變窄的錐狀。

由于圖2所示的不銹鋼板10也具有與圖1所示的不銹鋼板10相同的結(jié)構(gòu)，所以其實(shí)現(xiàn)的效果與圖1所示的不銹鋼板10所實(shí)現(xiàn)的效果相同。

(實(shí)驗(yàn)例1)

在實(shí)驗(yàn)例1中，作為樣品(不銹鋼)使用了厚度為0.2mm的板狀SUS304的1/2H材料、BA材料以及進(jìn)行#800加工材料。

首先，作為實(shí)施例1-1～1-7及對(duì)比例1-2、1-4、1-5，分別在各自樣品的一側(cè)主表面上，以表1所示的表面覆膜形成條件(藥液、覆膜形成條件種類及電解條件)而形成由鉻(氫)氧化物構(gòu)成的各種膜厚的表面覆膜。

[表1]

在表1中，“藥液”是指在用于形成表面覆膜的表面覆膜形成用水溶液中所使用的藥液。

另外，在表1中，“覆膜形成條件種類”是指用于形成表面覆膜的電解種類。

此外，表1的“電解條件”的“極性”中，“直流”是指進(jìn)行了陽(yáng)極電解但沒(méi)有進(jìn)行陰極電解，“反轉(zhuǎn)”是指交替反復(fù)進(jìn)行陽(yáng)極電解和陰極電解。另外，在表1中，“陽(yáng)極時(shí)間”是指1次陽(yáng)極電解的時(shí)間，“陽(yáng)極電流”是指通過(guò)陽(yáng)極電解而流過(guò)不銹鋼的電流密度，“陰極時(shí)間”是指1次陰極電解的時(shí)間，“陰極電流”是指通過(guò)陰極電解而流過(guò)不銹鋼的電流密度。此外，在表1中，“反應(yīng)時(shí)間”是指電解處理的總時(shí)間。

另一方面，在對(duì)比例1-1、1-3中，在樣品的一側(cè)主表面上沒(méi)有形成表面覆膜。

圖3(A)是表示實(shí)施例1-1中的不銹鋼的表面形成有表面覆膜的狀態(tài)的剖面通過(guò)透射電子顯微鏡(日本電子JEM-2200FS)而形成的亮視野圖像的圖，圖3(B)是表示對(duì)其進(jìn)行元素分析結(jié)果的曲線圖。即，圖3(A)及圖3(B)示出作為實(shí)驗(yàn)例1的一個(gè)例子的聚焦離子束加工后的剖面的透射電子顯微鏡照片、以及對(duì)表面覆膜利用能量分散型光譜分析法的定量分析結(jié)果。在此情況下，在進(jìn)行表面覆膜的成分分析時(shí)，利用俄歇光譜分析進(jìn)行定量分析。

在實(shí)驗(yàn)例1中形成的任意一種表面覆膜的構(gòu)成中，按照原子％計(jì)算，Cr約為35％，Ni約為8％，剩余部分的主要成分中的金屬成分為Fe，非金屬成分為氧。

另外，對(duì)于所形成的表面覆膜的厚度，用高頻輝光放電發(fā)射光譜表面分析裝置(堀場(chǎng)制作所GD-Profiler2)進(jìn)行反應(yīng)濺射而測(cè)定出來(lái)的。

此外，針對(duì)實(shí)施例1-1～1-7以及對(duì)比例1-1～1-5，作為抗粘模性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行了圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)。在此情況下，將沖壓直徑設(shè)為40mm，將沖壓行進(jìn)速度設(shè)為60mm/min，將防皺力設(shè)為12kN，將毛坯直徑在72mm、78mm或84mm之間變更而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另外，為了便于檢測(cè)出咬合的差別，在實(shí)施例1-1～1-7及對(duì)比例1-1～1-5的表面涂覆低粘性的沖壓油(粘度25CST)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)有無(wú)粘模。

上述結(jié)果在表2中示出。

[表2]

在表2中，對(duì)于粘模性，將圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中沒(méi)有發(fā)生粘模的表示為“○”，將存在粘模的表示為“×”。

另外，在表2中，對(duì)于沖壓成型性，將圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中完全實(shí)現(xiàn)沖拔且沒(méi)有發(fā)生破裂的表示為“◎”，將完全實(shí)現(xiàn)沖拔但在沖壓邊角部發(fā)生破裂的表示為“○”，將在沖拔的中途發(fā)生破裂而無(wú)法完成沖拔的表示為“×”。

由于使用低粘性的沖壓油，所以極限拉延比較小，在對(duì)比例1-1～1-5中，由于不銹鋼板和沖壓模具之間的咬合而在沖壓邊角部處發(fā)生粘模。

與此相對(duì)，在本發(fā)明的實(shí)施例1-1～1-7中，都沒(méi)有觀察到任何粘模，且沖壓成型性及拉延性優(yōu)異。

(實(shí)驗(yàn)例2)

在實(shí)驗(yàn)例2中，作為樣品(不銹鋼)使用了厚度為0.3mm的板狀SUS443J1及SUS304的BA材料以及#800加工材料。

首先，在上述樣品的一側(cè)主表面上，在5％HCl水溶液中以室溫～60℃、1～30分鐘的條件進(jìn)行晶界蝕刻，沿晶界形成凹部。在此情況下，使凹部的開(kāi)口寬度或深度變化而形成凹部。

然后，作為實(shí)施例2-1～2-16及對(duì)比例2-2～2-4、2-6～2-8，以與實(shí)驗(yàn)例1的實(shí)施例1-1相同的條件，僅變動(dòng)陽(yáng)極時(shí)間(反應(yīng)時(shí)間)而在含有凹部的表面的樣品的一側(cè)主表面上形成表面覆膜。由此，與凹部對(duì)應(yīng)而在表面覆膜的表面?zhèn)刃纬刹邸?/p>

另一方面，在對(duì)比例2-1、2-5中，在樣品的一側(cè)主表面上不形成表面覆膜。因此，在對(duì)比例2-1、2-5中將凹部作為槽。

圖4是表示實(shí)施例2-1中的不銹鋼的表面形成的表面覆膜的表面經(jīng)由原子力顯微鏡(Keyence VN-8010)形成的放大照片的圖。

另外，圖5是表示實(shí)施例2-1中的不銹鋼的表面形成有表面覆膜的狀態(tài)下的斷面通過(guò)透射電子顯微鏡(日本電子JEM-2200FS)形成的亮視野圖像的圖。即，圖4及圖5是針對(duì)實(shí)驗(yàn)例2的一個(gè)例子而分別表示通過(guò)原子力顯微鏡(Keyence VN-8010)得到的表面觀察結(jié)果及聚焦離子束加工后的剖面的透射電子顯微鏡照片。

在實(shí)驗(yàn)例2中形成的表面覆膜中的元素的定量分析的結(jié)果，SUS443J1中的Cr約為45％，剩余部分實(shí)質(zhì)上為Fe，另外，SUS304與實(shí)驗(yàn)例1的結(jié)果相同。

另外，對(duì)于所形成的表面覆膜的厚度，高頻輝光放電發(fā)射光譜表面分析裝置(堀場(chǎng)制作所GD-Profiler2)進(jìn)行反應(yīng)濺射而測(cè)定出來(lái)的。

此外，對(duì)于所形成的槽的開(kāi)口寬度及深度，分別利用原子力顯微鏡(Keyence VN-8010)對(duì)10個(gè)部位的測(cè)定部位進(jìn)行測(cè)量并取它們的平均值。

此外，針對(duì)實(shí)施例2-1～2-16以及對(duì)比例2-1～2-8，作為沖壓成型性實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行了圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)，求出極限拉延比。在此情況下，將沖壓直徑設(shè)為40mm，將沖壓行進(jìn)速度設(shè)為60mm/min，將防皺力在12～20kN的范圍內(nèi)變更，另外將毛坯直徑在72～100mm的范圍內(nèi)變更而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另外，在實(shí)施例2-1～2-16及對(duì)比例2-1～2-8的表面涂覆低粘性的沖壓油(粘度25CST)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

并且在該實(shí)驗(yàn)中觀察是否發(fā)生粘模。

上述結(jié)果在表3中示出。

[表3]

根據(jù)表3的結(jié)果可以明確，在覆膜厚度小于0.1μm的對(duì)比例2-1、2-3、2-5、2-7中，發(fā)生粘模，另外極限拉延比也較小。另外，在覆膜厚度超過(guò)3μm、槽的開(kāi)口寬度及槽深度超過(guò)2μm的對(duì)比例2-2、2-4、2-6、2-8中，雖然沒(méi)有發(fā)生粘模，但極限拉延比也變小。

與此相對(duì)，本發(fā)明的實(shí)施例2-1～2-16明顯表現(xiàn)出，與不銹鋼的種類及表面處理情況無(wú)關(guān)地，不發(fā)生粘模且極限拉延比的值也較大。

(實(shí)驗(yàn)例3)

在實(shí)驗(yàn)例3中，作為樣品(不銹鋼)而使用板厚為0.2mm且寬度為300mm的輥狀SUS304的1/2硬質(zhì)材料(鋼帶)。

首先，作為實(shí)施例3-1，在樣品的一側(cè)主表面上，以表4所示的表面覆膜形成條件(藥液、覆膜形成條件種類及電解條件)形成由鉻(氫)氧化物構(gòu)成的各種膜厚的表面覆膜。在此情況下，與實(shí)驗(yàn)例2中利用鹽酸蝕刻而得到的凹部相同的凹部在不銹鋼表面沿晶界形成，并且在含有凹部的表面的不銹鋼表面形成氧化覆膜。在該氧化覆膜中，在其表面?zhèn)刃纬捎信c凹部對(duì)應(yīng)的槽。實(shí)驗(yàn)例3中形成的每一表面覆膜均構(gòu)成為，按照原子％計(jì)算，Cr約為35％，Ni約為8％，剩余部分的主要成分中的金屬成分為Fe，非金屬成分為氧。

[表4]

另外，作為對(duì)比例3-1直接使用1/2硬質(zhì)材料。

對(duì)于實(shí)施例3-1及對(duì)比例3-1，進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)例2相同的圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)，求出極限拉延比并確認(rèn)有無(wú)粘模。

結(jié)果在表5中示出。

[表5]

根據(jù)表5的結(jié)果，在對(duì)比例3-1中，由于1/2硬質(zhì)材料較硬，所以沖壓成型性較低。

與此相對(duì)，在本發(fā)明的實(shí)施例3-1中，極限拉延比較高且沒(méi)有確認(rèn)到粘模存在。

(實(shí)驗(yàn)例4)

在實(shí)驗(yàn)例4中，作為樣品使用厚度為0.3mm的板狀的SUS447J1、SUS316L、以及23Cr-35Ni-7.5Mo-0.15N的高耐腐蝕性?shī)W氏體類不銹鋼的2B材料以#400拋光器進(jìn)行研磨加工后的材料。

首先，在上述樣品的一側(cè)主表面上，在30％王水水溶液中以室溫～60℃、1～30分鐘的條件進(jìn)行晶界蝕刻，沿晶界形成凹部，并使該凹部的開(kāi)口寬度和深度變化。

然后，在H₂SO₄ 500g/L的水溶液中以電流密度0.04A/dm²作為電解條件而進(jìn)行10～60分鐘的陽(yáng)極電解，在一側(cè)主表面上形成表面覆膜。由此，與凹部對(duì)應(yīng)而在表面覆膜的表面?zhèn)刃纬刹?。表面覆膜中的元素的表面分析、表面覆膜厚度的測(cè)定方法與實(shí)驗(yàn)例1及2的相同。在表面覆膜中，SUS447J1的情況下，Cr大約為55％，Mo大約為3％，剩余部分實(shí)質(zhì)上為Fe，另外，在SUS316L的情況下，Cr大約為30％，Ni大約為10％，Mo大約為3％。另外，在23Cr-35Ni-7.5Mo-0.15N的不銹鋼中，Cr大約為35％，Ni大約為15％，Mo大約為5％。

覆膜厚度及槽形狀的測(cè)定值在表6的對(duì)比例4-1～4-5及實(shí)施例4-1～4-6中示出。對(duì)于這些對(duì)比例及實(shí)施例，作為沖壓成型性實(shí)驗(yàn)而利用圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)求出極限拉延比。在此情況下，將沖壓直徑設(shè)為40mm，將沖壓行進(jìn)速度設(shè)為60mm/min，將防皺力在12～20kN的范圍內(nèi)變更，將毛坯直徑在60～84mm的范圍內(nèi)變更。另外，在表面涂覆低粘性的沖壓油(粘度50CST)作為潤(rùn)滑油而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中觀察是否發(fā)生粘模。上述結(jié)果在表6中示出。

[表6]

根據(jù)表6的結(jié)果可以明確，即使在高Cr的添加Mo的高耐腐蝕性不銹鋼中，覆膜厚度小于0.1μm的對(duì)比例4-1、4-3、4-5在沖壓時(shí)也會(huì)產(chǎn)生粘模且極限拉延比較小。另外，在覆膜厚度超過(guò)3μm的對(duì)比例4-2、4-4中，雖然沒(méi)有發(fā)生粘模，但極限拉延比變小而沖壓成型性降低。

與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4-1～4-6可以明確，與不銹鋼的種類無(wú)關(guān)地，粘模未發(fā)生，與對(duì)比例相比極限拉延比的值也較大。

(實(shí)驗(yàn)例5)

在實(shí)驗(yàn)例5中，作為樣品(不銹鋼)而使用“與實(shí)驗(yàn)例2相同的材料”即厚度為0.3mm的板狀SUS443J1的BA材料。

首先，作為實(shí)施例5-1～5-9及對(duì)比例5-1～5-3，在與實(shí)驗(yàn)例1的表1所示的實(shí)施例1-3的條件相同的條件下，僅改變反應(yīng)時(shí)間，從而在樣品的一側(cè)主表面上形成表面覆膜。另外，對(duì)于實(shí)施例5-3、5-5、5-8，在形成表面覆膜之前，在5％HCl水溶液中以室溫、1～30分鐘的條件進(jìn)行晶界蝕刻，沿晶界形成凹部。

另一方面，在對(duì)比例5-1中，在樣品的一側(cè)主表面上未形成表面覆膜。

對(duì)實(shí)驗(yàn)例5中所形成的表面覆膜中的元素進(jìn)行定量分析的結(jié)果為，在SUS443J1中，Cr大約為45％，剩余部分實(shí)質(zhì)上為Fe。

另外，對(duì)于所形成的表面覆膜的厚度，利用高頻輝光放電發(fā)射光譜表面分析裝置(堀場(chǎng)制作所GD-Profiler2)進(jìn)行反應(yīng)濺射而測(cè)定。此外，對(duì)于槽的開(kāi)口寬度及深度，與實(shí)驗(yàn)例2相同地利用原子力顯微鏡(Keyence VN-8010)進(jìn)行測(cè)定。

此外，針對(duì)實(shí)施例5-1～5-9以及對(duì)比例5-1～5-3，作為沖壓成型性實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行了圓筒swift深沖實(shí)驗(yàn)，求出極限拉延比。在此情況下，將沖壓直徑設(shè)為40mm，將沖壓行進(jìn)速度設(shè)為60mm/min，將防皺力在12～20kN的范圍內(nèi)變更，另外將毛坯直徑在72～100mm的范圍內(nèi)變更而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另外，在實(shí)施例5-1～5-9以及對(duì)比例5-1～5-3的表面涂覆低粘性的沖壓油(粘度25CST)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

并且在該實(shí)驗(yàn)中觀察是否發(fā)生粘模。

上述結(jié)果在表7中示出。

[表7]

根據(jù)表7的結(jié)果可以明確，在覆膜厚度小于0.1μm的對(duì)比例5-1、5-3中產(chǎn)生粘模，且極限拉延比較小。另外，在覆膜厚度超過(guò)3μm的對(duì)比例5-3中，雖然沒(méi)有發(fā)生粘模，但極限拉延比變小。

與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5-1～5-9可以明確，粘模未發(fā)生，極限拉延比的值也較大。

將實(shí)施例5-2與5-3、實(shí)施例5-4與5-5、實(shí)施例5-7與5-8進(jìn)行對(duì)比，比較在表面覆膜的表面?zhèn)刃纬傻牟蹖?duì)極限拉延比及粘模的影響。在開(kāi)口寬度及深度分別為0.2～2μm的范圍形成槽的實(shí)施例5-3、5-5、5-8中，極限拉延比為2.4以上，與基本未形成槽的實(shí)施例5-2、5-4、5-7的值相比更高。

由此，在表面覆膜的表面?zhèn)刃纬傻牟勰軌蛟黾訕O限拉延比，提高沖壓成型性。

此外，在圖1及圖2所示的不銹鋼板10中，在不銹鋼12上形成凹部12a，進(jìn)而在表面覆膜14上形成槽14a，但本發(fā)明中也可以不形成這些凹部或槽。

另外，在圖1及圖2所示的不銹鋼板10中，僅在不銹鋼12的一側(cè)主表面上形成凹部12a及表面覆膜14，但在本發(fā)明中，表面覆膜也可以在不銹鋼的一側(cè)主表面及另一側(cè)主表面這兩個(gè)面上形成。在此情況下，凹部也可以在不銹鋼的一側(cè)主表面及另一側(cè)主表面這兩個(gè)面上形成。

此外，在圖1及圖2所示的不銹鋼板10中，凹部12a及槽14a形成為剖面為倒三角形狀或剖面為倒梯形狀，但在本發(fā)明中，凹部及槽也可以形成為其它形狀。在此情況下，在槽形成為在進(jìn)深方向上隨著越靠近底部而寬度就越減少的情況下，能夠節(jié)約沖壓油。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明所涉及的不銹鋼板用于通過(guò)模具沖壓成型而成的沖壓產(chǎn)品等。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到很難發(fā)生粘模且沖壓成型性優(yōu)異的不銹鋼冷軋薄鋼板或不銹鋼冷軋薄鋼帶等的不銹鋼板，因此，能夠提高沖壓模具等的壽命及生產(chǎn)率，對(duì)金屬加工行業(yè)產(chǎn)生很大幫助。