洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
【課題】表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。
【解決手段】フェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。また、Ｓｉ／Ａｌの質量比を２０以上となるよに調整する。さらに、鋼板に分散している非金属介在物が、ＭｇＯを１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３を１０質量％以下とし、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２となるように調整する。鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下にて分布している。
【解決手段】フェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。また、Ｓｉ／Ａｌの質量比を２０以上となるよに調整する。さらに、鋼板に分散している非金属介在物が、ＭｇＯを１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３を１０質量％以下とし、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２となるように調整する。鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下にて分布している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の部材や、薄膜シリコン太陽電池基板をはじめとする半導体層形成基板などの、精密機器部材に適したステンレス鋼板であって、洗浄液や蒸気を用いた洗浄によって表面付着物を除去しやすく、表面疵が少なく平滑化された表面性状を有し、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは高速化や高密度化が要求され、内装部品に使用される材料としては、耐食性以外に、微細な表面疵やパーティクルおよびアウトガスなどの汚れについても厳格に管理された材料が求められている。そのため、ＨＤＤ部材は、製造工程が厳格に管理されている。
【０００３】
ＨＤＤ部材には、普通鋼、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼などが用いられており、特に、ステンレス鋼は不動態皮膜の生成により無垢材のままで耐食性に優れているため有用であるが、これらの材料の表面には無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキが施されているものが多い。無電解Ｎｉメッキは、耐食性を向上させる目的以外に洗浄性を向上させる目的で施されている。
【０００４】
しかしながら、無電解Ｎｉメッキは、通常の電解メッキと異なり均質な膜厚でメッキできるものの、生産性が悪く工程負荷が大きくなってしまうとともに、原材料費が増加してしまうので、工業的にはデメリットも大きい。
【０００５】
太陽電池について従来は、バッチ式の製造ラインによりガラス基板上にアモルファスシリコンを蒸着させていたが、近年は、連続式ラインによる大量生産方式によりステンレス鋼板に成膜する方法も採用されてきている。このように基板に蒸着されるアモルファスシリコン層は、例えば２μｍ以下の薄い層であり、さらに、均一かつ連続的に形成する必要がある。
【０００６】
したがって、太陽電池の基板としてステンレス鋼板を使用する場合、ステンレス鋼板を表面疵が少なく平滑な表面に仕上げる必要がある。
【０００７】
太陽電池については、エネルギ変換効率を向上させるため、基板の表面に凹凸を付与し、入射光を正反射させるだけで、外部に放出させずに散乱多重反射させる方法についても検討されており、電解エッチング、機械研磨、Ｎｉメッキなどで微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法もある。
【０００８】
しかしながら、微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法によると、基板表面が汚れやすくなるという問題点があり、その汚れにより、太陽電池回路が短絡し、太陽電池としての機能が損なわれるおそれがある。
【０００９】
太陽電池の基板としてステンレス鋼板を用いるため、太陽電池としてのエネルギ変換効率は維持しつつ、基板表面の汚れが落ちやすい洗浄性の優れたステンレス鋼板が望まれている。
【００１０】
このように、例えばＨＤＤ部材および太陽電池基板などの電子部品や精密機器部材としては、表面疵の発生が発生しにくく、洗浄性が良好なステンレス鋼板が非常に有用である。
【００１１】
ステンレス鋼板が用いられたＨＤＤや精密機械の内装材としては、内装光輝焼鈍（ＢＡ）仕上げのステンレス鋼板と、外層ダル仕上げのステンレス鋼板との間に樹脂層を積層して形成された樹脂複合型ステンレス制振鋼板が紹介されている（特許文献１参照。）。
【００１２】
また、微小な塵や埃が付着しにくく、洗浄性に優れたステンレス鋼板としては、調質圧延材の表面において、調質圧延後の鋼板表面の小さな凹みであるピンホールの大きさおよび数と表面粗さとを規定し、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下であり、かつ、圧延方向に直角方向の中心線粗さＲａが０．１５μｍであるステンレス鋼板素材が紹介されている（特許文献２参照。）。
【００１３】
また、電子部品や精密機器では、表面疵自体が不良とされ、表面疵を減らすことは製品化のための重要な対策の一つである。
【００１４】
ステンレス鋼板の表面疵が発生する原因については、製鋼工程での不可避的な非金属介在物に起因する場合、熱間圧延工程での割れや異物の噛み込みに起因する場合、冷間圧延工程での割れや異物の噛み込み起因する場合、および、粒界酸化部の残存に起因する場合などのように様々な原因が考えられる。電子部品などにおいては、製鋼工程における非金属介在物を起点として加工割れが発生し、表面疵となって問題になるケースがあるので、製品について高清浄化が求められている。例えば、板厚０．５ｍｍ以下の極薄板で製品形状が複雑なものでは、非金属介在物の影響が大きく、特に硬質の非金属介在物が存在すると、この非金属介在物を起点として、製品の加工割れが顕著になり表面疵が発生しやすくなる。
【００１５】
そこで、非金属介在物に起因する表面疵の発生を抑制する方法としては、精錬の際に特定の脱酸剤を用いた特定のスラグ組成にて精錬する方法（特許文献３参照。）、連続鋳造の際のタンディッシュのフラックス組成を特定のものにする方法（特許文献４参照。）、および、溶鋼成分を規定する方法（特許文献５参照。）などのように精錬方法を制御することによって、精錬反応にて生成する非金属介在物の形態を制御して、加工の際の非金属介在物を起点とする表面疵や割れの発生を抑制する方法が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３９５６３４６号公報（第３−６頁）
【特許文献２】特開２００１−２００４５号公報（第３，４頁）
【特許文献３】特許第３６６８０８７号公報（第２−４頁）
【特許文献４】特許第４３５４０２６号公報（第２−４頁）
【特許文献５】特許第３９５３６２６号公報（第２−４頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、ステンレス鋼板を積層させたのは、ＨＤＤのケースカバーについてのみであり、他の部材に適用できるとは考えにくい。また、ケースカバーとして、塵埃やアウトガスの発生しにくいこと等が目的とされているものにすぎず、ステンレス鋼板の表面仕上げについては、ＢＡ仕上げとしか記載されておらず、ＢＡ仕上げにおいても表面に付着する汚れが多い方法や鋼種もある。また、この特許文献１では、汚れが付着する原因を、焼鈍時に形成される粒界酸化物や、クロム（Ｃｒ）欠乏層が酸洗によって除去される際にステンレス鋼板表面の粒界に沿って生成される微細な溝であるミクログローブであるとしている。したがって、汚れの付着防止という観点から、ミクログローブの深さを０．１μｍ以下としているものの、ステンレス鋼板の洗浄性は考慮されておらず、ミクログローブの面積率や分布状況などの発生状況によって、洗浄性が悪化する問題が考えられる。
【００１８】
特許文献２では、ピンホールに汚れが付着しやすいという観点からピンホールの大きさや数を規定しており、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下とされているものの、対象としている疵の大きさが大きすぎるため、例えば電子部品などのように表面疵などが厳格に管理されたものの材料としては汚れが付着しやすく適用しにくい問題が考えられる。
【００１９】
特許文献３ないし特許文献５では、精錬反応にて生成する非金属介在物を好ましい形態に制御し、非金属介在物に起因するの表面疵や割れの発生を抑制しているものにすぎず、例えば、熱間圧延工程や冷間圧延工程での表面疵の発生、製造工程中の異物の噛み込み、粒界酸化部の残存などのような、他の要因による表面疵の発生を抑制できないため、パーティクルなどの汚れを完全に低減するまでにはいたらないという問題がある。
【００２０】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているものである。
【００２２】
請求項２に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬するものである。
【００２３】
請求項３に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２に記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるものである。
【００２４】
請求項４に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２または３に記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨するものである。
【００２５】
請求項５に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし４のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するものである。
【００２６】
請求項６に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし５のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、仕上焼鈍では、光輝焼鈍を行うものである。
【００２７】
請求項７に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし６のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％に圧延するものである。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載された発明によれば、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているため、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。
【００２９】
請求項２に記載された発明によれば、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、後工程である圧延の際に非金属介在物が粘性変形しやすいので、マイクロピットおよび表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。
【００３０】
請求項３に記載された発明によれば、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３１】
請求項４に記載された発明によれば、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨するため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３２】
請求項５に記載された発明によれば、仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するため、仕上焼鈍前に行う冷間圧延にて、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３３】
請求項６に記載された発明によれば、仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うため、粒界やメタル／介在物界面が酸化しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３４】
請求項７に記載された発明によれば、調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延するため、調質圧延の際に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板におけるマイクロピットの個数と光沢度との関係を示すグラフである。
【図２】洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板におけるマイクロピットの面積率と光沢度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。
【００３７】
洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下の炭素（Ｃ）、０．１〜２．０質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．１〜１．５質量％のマンガン（Ｍｎ）、１０〜３２質量％のクロム（Ｃｒ）、０．０３質量％以下のアルミニウム（Ａｌ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であるフェライト系ステンレス鋼が板状に形成されたものである。
【００３８】
また、この洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、非金属介在物として、１０質量％以下のＭｇＯ、４０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、１０質量％以下のＣｒ２Ｏ３が分散しており、残部すなわち非金属介在物の主成分がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２である。
【００３９】
さらに、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、鋼板表面に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上の微細な窪みであるマイクロピットを有しており、マイクロピットは、鋼板表面において、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率が１．０％以下で分布している。
【００４０】
マイクロピットは、介在物や炭化物などの異質粒子の隙間や脱落跡、製造工程中での金属粒子やその他の微細な粒子の噛み込みによる窪み、酸化スケール残存物の脱落跡、冷間圧延の際の圧延油の巻き込みによるピット、および冷間圧延条件のミスマッチによる微細な表面疵、および、冷間加工の際の介在物に起因した加工割れなどによって形成される。
【００４１】
後述する方法にてフェライト系ステンレス鋼について洗浄性の評価を行い、洗浄性に影響する因子について検討を重ねた結果、鋼板表面に存在する微細な窪みであるマイクロピットが、パーティクルなどの汚れのトラップサイトとして作用していることを見出した。
【００４２】
具体的には、マイクロピットは、深さが０．５μｍ以上になるとパーティクルなどの微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなり、洗浄性が悪化する原因となる。したがって、洗浄性を向上するためには、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布状態を制御することが重要である。
【００４３】
そして、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの個数が１０．０個／０．０１ｍｍ２より多いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。また、鋼板表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの開口部面積率が１．０％より高いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の鋼板表面では、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの存在密度を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下とし、かつ、これらマイクロピットの開口部面積率を１．０％以下とした。
【００４４】
なお、マイクロピットの深さや面積の測定には、レーザや白色干渉法などを有する顕微鏡が用いられる。さらに、例えば倍率１０００倍で視野数１０視野以上の観察視野条件にて観察を行って、マイクロピットの存在密度や開口部面積率を算出すると好ましく、観察視野数は多いほど好ましい。
【００４５】
フェライト系ステンレス鋼板における鋼板表面のマイクロピットを減少させるには、製造工程において、非金属介在物に起因する表面疵、熱延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、冷間圧延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、および粒界酸化物に起因する表面疵を少なくすることが重要である。具体的には、合金成分および分散する非金属介在物を制御すること、冷間圧延での圧延率を大きくし表面疵を引き延ばして深さを浅くすること、仕上圧延での圧延ロールの表面粗さを平滑にして圧延し、仕上焼鈍を還元性雰囲気にて行い粒界酸化の発生抑制させること、および調質圧延において表面粗さの平滑なロールにて圧延油の噛み込みによる表面疵の影響を減少させることが効果的である。
【００４６】
ここで、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の合金成分について説明する。
【００４７】
Ｃは、固溶強化元素であるが、Ｃ濃度が高いと結晶粒界に析出するＣｒ炭化物が増加し、マイクロピットを発生させる原因となる。したがって、Ｃの含有量の上限を０．０５質量％とした。
【００４８】
Ｓｉは、溶鋼の脱酸に使用される合金成分であり、非金属介在物の形態に大きな影響を及ぼす。Ｓｉの含有量が０．１質量％より少ないと脱酸不足となり、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えて、マイクロピットの起点となる非金属介在物が生成されやすくなる。しかし、２．０質量％を超える多量のＳｉを含有していると、鋼材が硬質化して、冷間加工で薄板を製造する際に所定の板厚まで圧延するために多くのパス回数が必要になり、生産性が著しく低下してしまう。したがって、Ｓｉの含有量は、０．１質量％以上、２．０質量％以下とした。
【００４９】
Ｍｎは、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２が主成分となる組成へ制御するために重要な合金成分である。Ｍｎ含有量が０．１質量％より少ないと、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２の組成に調整することが困難になる。このようなＭｎによる作用は、Ｍｎの含有量が１．５質量％にて飽和し、それ以上にＭｎの含有量を増加しても材料コストが増加してしまう原因になる。したがって、Ｍｎの含有量は、０．１質量％以上、１．５質量％以下とした。
【００５０】
Ｃｒは、耐食性の改善に必要な合金成分であり、Ｃｒの含有量が１０質量％以上になるとＣｒ添加による耐食性の改善効果が顕著になる。しかし、３２質量％を超える過剰量のＣｒを含有していると、鋼材が硬質化し、加工性が悪化してしまう。したがって、Ｃｒの含有量は、１０質量％以上、３２質量％以下とした。
【００５１】
Ａｌは、非金属介在物の組成に大きな影響を与える合金成分である。Ａｌの含有量が０．０３質量％を超えると、マイクロピットの起点となるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすくなり、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ａｌの含有量は、０．０３質量％以下とした。
【００５２】
ＳｉおよびＡｌは、マイクロピットの起点となる非金属介在物の組成に影響し、Ｓｉ／Ａｌの質量比を調整することで、非金属介在物の組成を制御できる。Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であると、熱間加工の際に粘性変形し、冷間加工の際に微細分散するＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２系の非金属介在物が生成される。一方、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より小さいと、マイクロピットの起点となる有害な非金属介在物が生成され、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ｓｉ／Ａｌの質量比は２０以上とした。
【００５３】
なお、上述した合金成分以外に、必要に応じて他の合金成分を含有させてもよい。例えば、耐食性および加工性などを改善する目的で、０．２質量％以上５質量％以下のモリブデン（Ｍｏ）、０．１質量％以上３．０質量％以下の銅（Ｃｕ）、および０．１質量％以上０．８質量％以下のニオブ（Ｎｂ）のうちの少なくとも一種を添加してもよい。
【００５４】
次に、非金属介在物について説明する。
【００５５】
非金属介在物の隙間や脱落跡はマイクロピットの要因になるため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させるには、非金属介在物をどのような形態に制御するかが重要である。
【００５６】
冷延鋼板表面のマイクロピットには、その起点となる部分に非金属介在物が存在する場合が認められ、一部のものでは、非金属介在物に由来する加工割れが発生しているものも認められた。
【００５７】
フェライト系ステンレス鋼板に分散している非金属介在物は、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、およびＭｎ（Ｏ，Ｓ）−Ｃｒ２Ｏ３系などがある。
【００５８】
ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系およびＣｒ２Ｏ３系の非金属介在物は、冷間圧延工程での変形能が小さいため、メタル／介在物界面にボイドや空隙が発生しやすく、マイクロピットの起点になりやすい。
【００５９】
そこで、ＭｇＯを１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３を１０質量％以下に調整して、残部としてＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２を主成分とする非金属介在物が生成されると、冷間圧延における非金属介在物の変形能が大きく、そのため、メタル／介在物界面に空隙が発生しにくく、非金属介在物が伸展されて無害化し、マイクロピットや加工割れの基点になりにくい。
【００６０】
ＭｇＯは、耐火物やスラグに含まれており、不可避的に非金属介在物中に含まれることが多い。ＭｇＯ濃度が１０質量％を超えると、非金属介在物が熱間加工中に粘性変形しなくなり、マイクロピットや加工割れの起点になりやすい。このような欠陥は、ＭｇＯ濃度を１０質量％以下にすることにより抑制される。したがって、ＭｇＯの濃度は、１０質量％以下とした。
【００６１】
Ａｌ２Ｏ３は、種々の添加原料に含まれているＡｌから形成されると考えられているが、Ａｌ２Ｏ３も非金属介在物中の濃度により非金属介在物の変形能に大きな影響を及ぼす。Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％を超えると、マイクロピットの起点になりやすい有害な非金属介在物が生成される。一方、Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％以下であると、非金属介在物は熱間圧延で粘性変形し、冷間圧延で微細分散するため、Ａｌ２Ｏ３がマイクロピットや加工割れを発生させることはない。したがって、Ａｌ２Ｏ３の濃度は、４０質量％以下とした。
【００６２】
Ｃｒ２Ｏ３は、１０質量％を超える濃度であると非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすく、１０質量％以下の濃度の場合、マイクロピットの起点になりにくく無害な非金属介在物である。したがって、Ｃｒ２Ｏ３の濃度は、１０質量％以下とした。
【００６３】
なお、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）は、ＭｎＯ単体、ＭｎＳ単体、および、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物のいずれかを意味し、また、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物は、介在物中のＯとＳとの比率が一定のものではなく、酸化物と硫化物とを複合している介在物を意味する。
【００６４】
次に、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。
【００６５】
フェライト系ステンレス鋼板は、精錬、鋳造、熱間圧延後に、焼鈍、冷間圧延、研磨などの冷延工程を経て、最終的に、仕上焼鈍および調質圧延が順次行われて製造される。
【００６６】
精錬では、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器に、ステンレス溶鋼を装入して上述のような合金成分を目標に精錬する。この精錬では、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４であり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬される。
【００６７】
精錬が終了した際のスラグの組成は、非金属介在物の組成に大きな影響を及ぼす。すなわち、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％以下の場合、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えることがあり、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。また、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％を超える場合、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物が生成されやすくなり、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物は、圧延における変形能が良好でないためマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。一方、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が２．４を超えるようなスラグ組成では、代表的な硬質非金属介在物であるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすく、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。したがって、精錬が終了した際のスラグの組成は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比を１．４以上２．４以下とし、Ａｌ２Ｏ３濃度を８質量％以下とした。
【００６８】
また、ＭｇＯ含有量が５０質量％以上８５質量％以下であり、残部の主成分がＣｒ２Ｏ３であるマグクロ（マグネシア・クロマイト）系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．９を超えると耐火物の溶損が大きくなり、スラグ中のＭｇＯ濃度が上昇するため、非金属介在物におけるＭｇＯ濃度が高くなる。その結果、マイクロピットの発生を招く非金属介在物が生成される可能性が高い。
【００６９】
一方、ＭｇＯ含有量が４０質量％以上６３質量％以下であり、残部の主成分がＣａＯであるドロマイト系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が上昇しても耐火物が溶損しにくいため、非金属介在物の組成に及ぼす悪影響が小さく、マイクロピットの起点になりにくい非金属介在物に制御しやすいとともに、製造コストを廉価に抑えることができる。したがって、精錬においては、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器を用いる。
【００７０】
なお、精錬の際に用いる脱酸剤は、最終成分やスラグ組成が上記範囲を満たすものであれば、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）を含む単体や合金などの少なくとも一種を適宜用いることができる。また、合金成分としてＡｌの上限を規定しているため、フェロシリコン、メタルシリコン、およびＳｉ−Ｍｎ合金などのＡｌ含有量が低いＳｉ合金系の脱酸剤を用いた方がＡｌ含有量を規定範囲内に制御しやすいので好ましい。
【００７１】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延では、各冷間圧延における総圧延率を７０％以上となるように圧延すると好ましい。
【００７２】
ここで、熱間圧延以降の熱延材に施される工程の具体例を下記（１）ないし（６）に例示する。なお、下記（１）ないし（６）の製造工程における括弧書きの工程は任意の工程であり、通板しなくてもよい。
【００７３】
（１）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（２）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（３）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨１→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨２→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（４）熱延材→冷間圧延→研磨→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（５）熱延材→（焼鈍）→酸洗→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（６）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→脱脂→焼鈍（光輝焼鈍）→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
【００７４】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延の総圧延率とは、例えば、上記（１）の製造工程では仕上冷間圧延の圧延率であり、上記（２）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（３）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（４）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（５）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（６）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率である。
【００７５】
また、総圧延率は、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延において、最初の圧延パス前の板厚をｈ０（ｍｍ）とし、最後の圧延パス後の板厚をｈ１（ｍｍ）とすると、（（ｈ０−ｈ１）／ｈ０）×１００（％）にて示される。
【００７６】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、マイクロピットの原因となる表面疵などを冷間圧延で引き延ばして深さを浅くするとともに、非金属介在物を伸展させて無害化できる。
【００７７】
マイクロピットは、汚れをトラップする場所となるため、冷間圧延によりマイクロピットの深さを浅くすると、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットが減少して、付着汚れを抑制できる。また、非金属介在物が伸展させると、非金属介在物に起因するマイクロピットが発生しにくく、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させて、付着汚れを抑制できる。
【００７８】
そして、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％より低いと、鋼板表面のマイクロピットの深さが十分に浅くならず、また、非金属介在物を十分に伸展できないので、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが多く発生してしまう。したがって、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、熱間圧延以降にて、仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延における総圧延率を７０％以上とすることが好ましい。
【００７９】
マイクロピットは、様々なものが原因となって発生するが、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットは、深く形成されることが多く、圧延工程で引き延ばされても除去できず、深さが０．５μｍ以上の深さのマイクロピットとして残存してしまう場合がある。
【００８０】
そこで、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、少なくとも１回研磨を行い、ステンレス鋼板表面を２０μｍ以上研磨することが好ましい。
【００８１】
このように研磨することにより、マイクロピットだけでなく、製鋼工程での大型介在物に起因する疵や、圧延工程での割れ起因の疵も削り取ることができる。
【００８２】
例えば仕上冷間圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延では、圧延率が３０％以上となるように圧延することが好ましい。また、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度を１００ｍ／ｍｉｎ以下にして圧延することが好ましい。
【００８３】
仕上焼鈍前の冷間圧延は、フェライト系ステンレス鋼板における表面状態に影響し、洗浄性を向上させるためには重要な工程である。そこで、各冷間圧延による総圧延率を管理するだけでなく、仕上焼鈍前の冷間圧延を特定の冷間圧延条件にて行い、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすと、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布を制御しやすい。
【００８４】
そして、仕上焼鈍前の冷間圧延は、圧延率が３０％より低いと、深さ０．５ｍｍ以上であり、かつ、開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが残存しやすく、このようなマイクロピットの分布を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下に制御しにくい。また、マイクロピットは冷間圧延の際の圧延油の噛み込みによっても発生し、圧延速度が１００ｍ／ｍｉｎより速くなると、圧延油の噛み込みが顕著になる。したがって、仕上焼鈍前の冷間圧延の圧延率を３０％以上とし、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度の上限を１００ｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００８５】
また、マイクロピットの状態や分布を制御するためには、仕上焼鈍にて、鋼板表面、粒界、および、メタル／介在物界面を酸化させないことや、酸洗による非金属介在物の脱落跡を減らすことが重要である。したがって、仕上焼鈍としては、光輝焼鈍（ＢＡ）にて、水素および窒素ガス雰囲気による焼鈍を行い、酸洗は行わないことが好ましい。
【００８６】
調質圧延は、鋼板表面を最終的に決定付ける工程であり、この調質圧延にてマイクロピットが発生する場合もある。すなわち、調質圧延において、鋼板表面に光沢を付与することや、錆びを防ぐことなどを目的として添加剤などを配合した例えば、圧延油、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を使用する場合があるが、この潤滑剤の油膜がロールと鋼板表面との間に入り込むことで、調質圧延の際にオイルピットなどのマイクロピットが発生してしまう。
【００８７】
したがって、調質圧延では、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を用いることなく圧延することが好ましい。なお、ロールと鋼板表面との間に油膜が入り込むことを防止できればよいので、例えば、ロール異物除去のために洗浄液などを用いてロールを洗浄する作業や、洗浄液などを用いてワイパなどによる拭き取る作業のように、洗浄液を用いてロールと鋼板表面との間に油膜や異物が入り込むことを防止してもよい。
【００８８】
また、調質圧延における圧延ロールの算術粗さＲａや調質圧延における鋼板の伸び率もマイクロピットの発生に影響するので、特定の調質圧延条件にて引き延ばすことが好ましい。
【００８９】
具体的には、調質圧延では、調質圧延による伸び率が０．１％より低いと深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの残存数が多くなり、調質圧延による伸び率が２．０％より高いと異物などの噛み込みなどを助長してしまう。したがって、調質圧延によるフェライト系ステンレス鋼板の伸び率は、０．１％以上２．０％以下とし、この調質圧延では、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いることが好ましい。
【００９０】
そして、このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板によれば、含有するＳｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているので、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しにくい。したがって、フェライト系ステンレス鋼板のマイクロピットや表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。
【００９１】
このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、ドロマイト系耐火物をライニング（内張り）した精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、硬質非金属介在物が生成されにくく、後工程における冷間圧延にて非金属介在物が粘性変形しやすい。したがって、非金属介在物がマイクロピットや加工割れの原因になりにくく、マイクロピットの発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。
【００９２】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、圧延にともなってマイクロピットの深さが浅くなり、圧延後の鋼板表面において深さが０．５μｍ以上であるマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展できるので、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９３】
例えば仕上圧延などのような熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延までの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨することにより、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットなどのように、比較的深く形成されて、圧延工程で引き延ばされても除去できないマイクロピットを削り取ることがきる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９４】
また、例えば仕上圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延を行うことにより、この冷間圧延にて、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすことができるとともに、圧延油を噛み込みにくい。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９５】
仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うことにより、粒界やメタル／介在物界面を酸化しにくいとともに、酸洗が不要で酸洗による非金属介在物の脱落跡の発生を防止できる。したがって、仕上焼鈍にてマイクロピットの原因要素が発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９６】
調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延することにより、調質圧延にてマイクロピットの残存を防止できるとともに、異物の噛み込みによるマイクロピットの発生を防止できる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９７】
ここで、通常、ステンレス鋼のＢＡ材の表面指標の一つとして光沢度が挙げられている。図１は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット個数（個／ｍｍ２）との関係を示し、図２は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット面積率（％）との関係を示す。表面光沢度は、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に基づいてＧＳ２０°（Ｌ、Ｃ方向平均値）を測定した。
【００９８】
これら図１および図２に示すように、表面光沢度とマイクロピット個数との間、および、表面光沢度とマイクロピット面積率との間には相関がなく、ステンレス鋼表面のマイクロピットを減少させて洗浄性を向上させるには、光沢度を向上させればよいというものではない。
【００９９】
ここで、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）部材や太陽電池基板などの精密機器部材にフェライト系ステンレス鋼板を用いる場合は、通常の材料特性以外に、表面にどれだけパーティクルなどの汚れが付着しているか、または、どのくらい汚れが洗浄により落ちやすいかといった、表面清浄度や洗浄性などの特有の指標が問題となる。
【０１００】
したがって、上述のように洗浄性の優れたフェライト系ステンレス鋼板は、耐久性も良好であり、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に非常に有用である。なお、上述の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に用いることに適しているものの、このような用途には限定されない。
【０１０１】
表面清浄度の評価方法は、リキッドパーティクルカウンタ（ＬＰＣ）装置を用いた方法が採用されている。すなわち、評価用サンプルを超純水に入ったビーカに浸漬し、超音波洗浄によりサンプルに付着したパーティクルを超純水に抽出させた後、ＬＰＣ装置にてパーティクル数をカウントする。そして、抽出後の測定値と、測定前の超純水のブランク測定値との差がサンプルから抽出されたパーティクル数となり、ビーカ内の超純水量とサンプルの表面積の計測値とにより、サンプルの単位面積あたりのパーティクル数が算出される。なお、ＬＰＣ装置でのパーティクル数の測定は同一抽出液から３回以上測定した平均値を採用する。また、抽出作業は同種のサンプルにて２サンプル以上行い、その平均値を同種のサンプルの表面清浄度とした。
【０１０２】
例えば、実際にＨＤＤ部材に用いられている無電解Ｎｉメッキが施された部品の表面清浄度を測定すると、０．３μｍ以上の粒子数にてカウントして、１×１０３個／ｃｍ２であった。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の無垢材の表面清浄度の目標値を１×１０３個／ｃｍとした。
【０１０３】
なお、表面清浄度の評価は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源となるので、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規格されるクラス５以上のクリーン環境で行われる。
【０１０４】
ＨＤＤ部材の製造の際には、例えば、脱脂工程にて油汚れや粗大な汚れを除去し、次いで、仕上洗浄にてパーティクル除去を行う方法が作用されている。
【０１０５】
脱脂工程では、例えば、炭化水素系、アセトン、およびイソプロピルアルコールなどの脱脂作用が強力な洗浄液を用いることが好ましい。また、洗浄方法は、どぶ付けやウエスなどによるラヴィング、超音波洗浄および蒸気洗浄などを組み合わせて行うことが好ましく、油汚れと粗大な汚れを除去できるような洗浄方法が採用される。
【０１０６】
仕上洗浄は、フッ素系洗浄液、弱アルカリ系洗浄液および超純水などが洗浄液として用いられる。洗浄方法は、超音波洗浄や蒸気洗浄などが採用され、パーティクルの除去が行われる。また、洗浄後には、超純水を用いたすすぎ（リンシング）工程が複数回行われ、パーティクルの除去だけでなく、イオン性物質の除去も行われる。また、洗浄後の乾燥工程では、リンシングの超純水の残存によるウォーターマークを防止するため、低速引上げ、エアブローによる撥水、回転による撥水および温風乾燥などの組み合わせにより乾燥される。
【０１０７】
なお、洗浄工程は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源になるため、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規定されたクラス５以上のクリーン環境で行われる。
【０１０８】
発明者らは、このように洗浄前後の表面性清浄度からの洗浄性の評価を種々行い、マイクロピットによる洗浄性への影響を確認した。
【実施例】
【０１０９】
表１に示す合金成分の各ステンレス鋼（８０トン／チャージ）を電気炉、転炉およびVacuum Oxygen Decarburization（ＶＯＤ）工程を経て溶製し、連続鋳造して、各ステンレス鋼のスラブを形成した。
【０１１０】
鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、各元素の含有量が規定した上記範囲内にある合金成分を有する本実施例である。
【０１１１】
鋼種ｅ〜ｈのステンレス鋼は、Ａｌの含有量が０．０３質量％より多く、また、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より低い比較例である。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
この表１に示す各ステンレス鋼を表２に示す条件にて精錬した。
【０１１４】
表１と同様に、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、規定した上記の条件で精錬するとともに、規定した上記範囲内に介在物を制御した本実施例である。
【０１１５】
鋼種ｅおよびｆのステンレス鋼は、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼と同様にドロマイト系耐火物を用いたものの、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１６】
鋼種ｇのステンレス鋼は、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１７】
鋼種ｈのステンレス鋼は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が規定した上記範囲内の１．４であるものの、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
この表２に示す各ステンレス鋼のスラブを従来の方法にて熱間圧延し、熱延板を形成した。
【０１２０】
次いで、表３に示す冷間圧延、焼鈍および調質圧延の組み合わせにて、板厚０．１〜１．５ｍｍの冷延板を形成した。なお、熱間圧延後の製造工程は、上記（２）または（３）の工程を採用した。
【０１２１】
そして、各冷延板から、非金属介在物調査用サンプル、洗浄性評価用サンプルおよびマイクロピット測定用サンプルを切り出して評価した。なお、参考として、いずれのサンプルについても光沢度を測定しており、いずれも光沢度は９００〜１１００の範囲であった。
【０１２２】
非金属介在物調査においては、各冷延焼鈍板から切り出されたサンプルの表面を製品のＢＡ仕上げのままで、断面は圧延方向、板厚方向に平衡断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライザを用いて非金属介在物を定量分析した。また、板表面については、マイクロピット内部の非金属介在物の有無も確認した。評価は、１０点以上行い、そのサンプルでの平均組成は表２に示し、表３には主な介在物形態について示す。
【０１２３】
洗浄性の評価においては、各冷延板から５０ｍｍ角のサンプルを切り出し、洗浄後にＬＰＣ装置にて鋼板表面に付着するパーティクル数の測定し、単位面積あたりの０．３μｍ以上の付着粒子数から評価した。評価は、同種のサンプルを３個以上行い、その平均値にて評価した。また、目標値の目安として、通常のＨＤＤ部材に用いられる無電解Ｎｉメッキ部品も併せて評価した。
【０１２４】
なお、洗浄では、アセトン超音波洗浄により脱脂を行い、次いで、フッ素系洗浄液による超音波洗浄、蒸気洗浄、真空乾燥を行った。
【０１２５】
次に、弱アルカリ系洗剤による超音波洗浄を行い、最後に超純水によるリンシング、低速引上げ、温風乾燥を行った。
【０１２６】
マイクロピットの評価においては、切り出したサンプルにアセトン超音波洗浄を施し、表面に付着した汚れを除去したものを、マイクロピット測定用サンプルとした。
【０１２７】
マイクロピットの評価は、レーザ顕微鏡を用い、倍率１０００倍にて、ランダムに選んだ視野を１０視野以上測定し、深さ０．５μｍ以上で開口面積１０μｍ２以上であるマイクロピットの存在密度および開口部面積率を求めた。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
サンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、規定した上記条件にて冷間圧延、焼鈍および調質圧延を行った本実施例である。
【０１３０】
これらサンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下であった。また、表面付着粒子数が従来からＨＤＤ部材に使用されている無電解Ｎｉメッキ品と同程度となり、洗浄性に優れていることが分かる。
【０１３１】
サンプルａ２，ａ３、サンプルｂ２〜ｂ４、サンプルｃ２〜ｃ４、サンプルｄ２，ｄ３は、本実施例と同様に表２における鋼種ａ〜ｃのステンレス鋼を用いたものの、冷間圧延、焼鈍および調質圧延において、規定した上記条件とは異なる工程が含まれた比較例である。
【０１３２】
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が同様であったが、冷間圧延、焼鈍および調質圧延の処理が異なったため、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。
【０１３３】
また、サンプルｅ１，ｅ２、サンプルｆ１，ｆ２、サンプルｇ１，ｇ２、サンプルｈ１，ｈ２は、本実施例とは異なり表２における鋼種ｅ〜ｈを用い、また、焼鈍および調質圧延において規定した条件とは異なる工程が含まれた比較例である。
【０１３４】
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が異なり、好ましくない形態であった。また、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布は、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、例えば、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の部材や、薄膜シリコン太陽電池基板をはじめとする半導体層形成基板などの、精密機器部材に適したステンレス鋼板であって、洗浄液や蒸気を用いた洗浄によって表面付着物を除去しやすく、表面疵が少なく平滑化された表面性状を有し、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは高速化や高密度化が要求され、内装部品に使用される材料としては、耐食性以外に、微細な表面疵やパーティクルおよびアウトガスなどの汚れについても厳格に管理された材料が求められている。そのため、ＨＤＤ部材は、製造工程が厳格に管理されている。
【０００３】
ＨＤＤ部材には、普通鋼、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼などが用いられており、特に、ステンレス鋼は不動態皮膜の生成により無垢材のままで耐食性に優れているため有用であるが、これらの材料の表面には無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキが施されているものが多い。無電解Ｎｉメッキは、耐食性を向上させる目的以外に洗浄性を向上させる目的で施されている。
【０００４】
しかしながら、無電解Ｎｉメッキは、通常の電解メッキと異なり均質な膜厚でメッキできるものの、生産性が悪く工程負荷が大きくなってしまうとともに、原材料費が増加してしまうので、工業的にはデメリットも大きい。
【０００５】
太陽電池について従来は、バッチ式の製造ラインによりガラス基板上にアモルファスシリコンを蒸着させていたが、近年は、連続式ラインによる大量生産方式によりステンレス鋼板に成膜する方法も採用されてきている。このように基板に蒸着されるアモルファスシリコン層は、例えば２μｍ以下の薄い層であり、さらに、均一かつ連続的に形成する必要がある。
【０００６】
したがって、太陽電池の基板としてステンレス鋼板を使用する場合、ステンレス鋼板を表面疵が少なく平滑な表面に仕上げる必要がある。
【０００７】
太陽電池については、エネルギ変換効率を向上させるため、基板の表面に凹凸を付与し、入射光を正反射させるだけで、外部に放出させずに散乱多重反射させる方法についても検討されており、電解エッチング、機械研磨、Ｎｉメッキなどで微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法もある。
【０００８】
しかしながら、微細な凹凸を有する表面層を基板に形成させる方法によると、基板表面が汚れやすくなるという問題点があり、その汚れにより、太陽電池回路が短絡し、太陽電池としての機能が損なわれるおそれがある。
【０００９】
太陽電池の基板としてステンレス鋼板を用いるため、太陽電池としてのエネルギ変換効率は維持しつつ、基板表面の汚れが落ちやすい洗浄性の優れたステンレス鋼板が望まれている。
【００１０】
このように、例えばＨＤＤ部材および太陽電池基板などの電子部品や精密機器部材としては、表面疵の発生が発生しにくく、洗浄性が良好なステンレス鋼板が非常に有用である。
【００１１】
ステンレス鋼板が用いられたＨＤＤや精密機械の内装材としては、内装光輝焼鈍（ＢＡ）仕上げのステンレス鋼板と、外層ダル仕上げのステンレス鋼板との間に樹脂層を積層して形成された樹脂複合型ステンレス制振鋼板が紹介されている（特許文献１参照。）。
【００１２】
また、微小な塵や埃が付着しにくく、洗浄性に優れたステンレス鋼板としては、調質圧延材の表面において、調質圧延後の鋼板表面の小さな凹みであるピンホールの大きさおよび数と表面粗さとを規定し、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下であり、かつ、圧延方向に直角方向の中心線粗さＲａが０．１５μｍであるステンレス鋼板素材が紹介されている（特許文献２参照。）。
【００１３】
また、電子部品や精密機器では、表面疵自体が不良とされ、表面疵を減らすことは製品化のための重要な対策の一つである。
【００１４】
ステンレス鋼板の表面疵が発生する原因については、製鋼工程での不可避的な非金属介在物に起因する場合、熱間圧延工程での割れや異物の噛み込みに起因する場合、冷間圧延工程での割れや異物の噛み込み起因する場合、および、粒界酸化部の残存に起因する場合などのように様々な原因が考えられる。電子部品などにおいては、製鋼工程における非金属介在物を起点として加工割れが発生し、表面疵となって問題になるケースがあるので、製品について高清浄化が求められている。例えば、板厚０．５ｍｍ以下の極薄板で製品形状が複雑なものでは、非金属介在物の影響が大きく、特に硬質の非金属介在物が存在すると、この非金属介在物を起点として、製品の加工割れが顕著になり表面疵が発生しやすくなる。
【００１５】
そこで、非金属介在物に起因する表面疵の発生を抑制する方法としては、精錬の際に特定の脱酸剤を用いた特定のスラグ組成にて精錬する方法（特許文献３参照。）、連続鋳造の際のタンディッシュのフラックス組成を特定のものにする方法（特許文献４参照。）、および、溶鋼成分を規定する方法（特許文献５参照。）などのように精錬方法を制御することによって、精錬反応にて生成する非金属介在物の形態を制御して、加工の際の非金属介在物を起点とする表面疵や割れの発生を抑制する方法が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３９５６３４６号公報（第３−６頁）
【特許文献２】特開２００１−２００４５号公報（第３，４頁）
【特許文献３】特許第３６６８０８７号公報（第２−４頁）
【特許文献４】特許第４３５４０２６号公報（第２−４頁）
【特許文献５】特許第３９５３６２６号公報（第２−４頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、ステンレス鋼板を積層させたのは、ＨＤＤのケースカバーについてのみであり、他の部材に適用できるとは考えにくい。また、ケースカバーとして、塵埃やアウトガスの発生しにくいこと等が目的とされているものにすぎず、ステンレス鋼板の表面仕上げについては、ＢＡ仕上げとしか記載されておらず、ＢＡ仕上げにおいても表面に付着する汚れが多い方法や鋼種もある。また、この特許文献１では、汚れが付着する原因を、焼鈍時に形成される粒界酸化物や、クロム（Ｃｒ）欠乏層が酸洗によって除去される際にステンレス鋼板表面の粒界に沿って生成される微細な溝であるミクログローブであるとしている。したがって、汚れの付着防止という観点から、ミクログローブの深さを０．１μｍ以下としているものの、ステンレス鋼板の洗浄性は考慮されておらず、ミクログローブの面積率や分布状況などの発生状況によって、洗浄性が悪化する問題が考えられる。
【００１８】
特許文献２では、ピンホールに汚れが付着しやすいという観点からピンホールの大きさや数を規定しており、０．２５ｍｍ２を超えるピンホールが１０ｃｍ２当たり１０個以下とされているものの、対象としている疵の大きさが大きすぎるため、例えば電子部品などのように表面疵などが厳格に管理されたものの材料としては汚れが付着しやすく適用しにくい問題が考えられる。
【００１９】
特許文献３ないし特許文献５では、精錬反応にて生成する非金属介在物を好ましい形態に制御し、非金属介在物に起因するの表面疵や割れの発生を抑制しているものにすぎず、例えば、熱間圧延工程や冷間圧延工程での表面疵の発生、製造工程中の異物の噛み込み、粒界酸化部の残存などのような、他の要因による表面疵の発生を抑制できないため、パーティクルなどの汚れを完全に低減するまでにはいたらないという問題がある。
【００２０】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているものである。
【００２２】
請求項２に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、０．０５質量％以下のＣ、０．１〜２．０質量％のＳｉ、０．１〜１．５質量％のＭｎ、１０〜３２質量％のＣｒ、０．０３質量％以下のＡｌを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬するものである。
【００２３】
請求項３に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２に記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるものである。
【００２４】
請求項４に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２または３に記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨するものである。
【００２５】
請求項５に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし４のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するものである。
【００２６】
請求項６に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし５のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、仕上焼鈍では、光輝焼鈍を行うものである。
【００２７】
請求項７に記載された洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、請求項２ないし６のいずれかに記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％に圧延するものである。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載された発明によれば、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているため、表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。
【００２９】
請求項２に記載された発明によれば、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、後工程である圧延の際に非金属介在物が粘性変形しやすいので、マイクロピットおよび表面疵の発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。
【００３０】
請求項３に記載された発明によれば、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３１】
請求項４に記載された発明によれば、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨するため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３２】
請求項５に記載された発明によれば、仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延するため、仕上焼鈍前に行う冷間圧延にて、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３３】
請求項６に記載された発明によれば、仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うため、粒界やメタル／介在物界面が酸化しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００３４】
請求項７に記載された発明によれば、調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延するため、調質圧延の際に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板におけるマイクロピットの個数と光沢度との関係を示すグラフである。
【図２】洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板におけるマイクロピットの面積率と光沢度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。
【００３７】
洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、０．０５質量％以下の炭素（Ｃ）、０．１〜２．０質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．１〜１．５質量％のマンガン（Ｍｎ）、１０〜３２質量％のクロム（Ｃｒ）、０．０３質量％以下のアルミニウム（Ａｌ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であるフェライト系ステンレス鋼が板状に形成されたものである。
【００３８】
また、この洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、非金属介在物として、１０質量％以下のＭｇＯ、４０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、１０質量％以下のＣｒ２Ｏ３が分散しており、残部すなわち非金属介在物の主成分がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２である。
【００３９】
さらに、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、鋼板表面に、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上の微細な窪みであるマイクロピットを有しており、マイクロピットは、鋼板表面において、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率が１．０％以下で分布している。
【００４０】
マイクロピットは、介在物や炭化物などの異質粒子の隙間や脱落跡、製造工程中での金属粒子やその他の微細な粒子の噛み込みによる窪み、酸化スケール残存物の脱落跡、冷間圧延の際の圧延油の巻き込みによるピット、および冷間圧延条件のミスマッチによる微細な表面疵、および、冷間加工の際の介在物に起因した加工割れなどによって形成される。
【００４１】
後述する方法にてフェライト系ステンレス鋼について洗浄性の評価を行い、洗浄性に影響する因子について検討を重ねた結果、鋼板表面に存在する微細な窪みであるマイクロピットが、パーティクルなどの汚れのトラップサイトとして作用していることを見出した。
【００４２】
具体的には、マイクロピットは、深さが０．５μｍ以上になるとパーティクルなどの微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなり、洗浄性が悪化する原因となる。したがって、洗浄性を向上するためには、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布状態を制御することが重要である。
【００４３】
そして、鋼板表面において、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの個数が１０．０個／０．０１ｍｍ２より多いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。また、鋼板表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの開口部面積率が１．０％より高いと、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しやすくなる。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の鋼板表面では、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの存在密度を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下とし、かつ、これらマイクロピットの開口部面積率を１．０％以下とした。
【００４４】
なお、マイクロピットの深さや面積の測定には、レーザや白色干渉法などを有する顕微鏡が用いられる。さらに、例えば倍率１０００倍で視野数１０視野以上の観察視野条件にて観察を行って、マイクロピットの存在密度や開口部面積率を算出すると好ましく、観察視野数は多いほど好ましい。
【００４５】
フェライト系ステンレス鋼板における鋼板表面のマイクロピットを減少させるには、製造工程において、非金属介在物に起因する表面疵、熱延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、冷間圧延の際の割れや異物の噛み込みに起因する表面疵、および粒界酸化物に起因する表面疵を少なくすることが重要である。具体的には、合金成分および分散する非金属介在物を制御すること、冷間圧延での圧延率を大きくし表面疵を引き延ばして深さを浅くすること、仕上圧延での圧延ロールの表面粗さを平滑にして圧延し、仕上焼鈍を還元性雰囲気にて行い粒界酸化の発生抑制させること、および調質圧延において表面粗さの平滑なロールにて圧延油の噛み込みによる表面疵の影響を減少させることが効果的である。
【００４６】
ここで、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の合金成分について説明する。
【００４７】
Ｃは、固溶強化元素であるが、Ｃ濃度が高いと結晶粒界に析出するＣｒ炭化物が増加し、マイクロピットを発生させる原因となる。したがって、Ｃの含有量の上限を０．０５質量％とした。
【００４８】
Ｓｉは、溶鋼の脱酸に使用される合金成分であり、非金属介在物の形態に大きな影響を及ぼす。Ｓｉの含有量が０．１質量％より少ないと脱酸不足となり、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えて、マイクロピットの起点となる非金属介在物が生成されやすくなる。しかし、２．０質量％を超える多量のＳｉを含有していると、鋼材が硬質化して、冷間加工で薄板を製造する際に所定の板厚まで圧延するために多くのパス回数が必要になり、生産性が著しく低下してしまう。したがって、Ｓｉの含有量は、０．１質量％以上、２．０質量％以下とした。
【００４９】
Ｍｎは、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２が主成分となる組成へ制御するために重要な合金成分である。Ｍｎ含有量が０．１質量％より少ないと、非金属介在物をＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２の組成に調整することが困難になる。このようなＭｎによる作用は、Ｍｎの含有量が１．５質量％にて飽和し、それ以上にＭｎの含有量を増加しても材料コストが増加してしまう原因になる。したがって、Ｍｎの含有量は、０．１質量％以上、１．５質量％以下とした。
【００５０】
Ｃｒは、耐食性の改善に必要な合金成分であり、Ｃｒの含有量が１０質量％以上になるとＣｒ添加による耐食性の改善効果が顕著になる。しかし、３２質量％を超える過剰量のＣｒを含有していると、鋼材が硬質化し、加工性が悪化してしまう。したがって、Ｃｒの含有量は、１０質量％以上、３２質量％以下とした。
【００５１】
Ａｌは、非金属介在物の組成に大きな影響を与える合金成分である。Ａｌの含有量が０．０３質量％を超えると、マイクロピットの起点となるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすくなり、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ａｌの含有量は、０．０３質量％以下とした。
【００５２】
ＳｉおよびＡｌは、マイクロピットの起点となる非金属介在物の組成に影響し、Ｓｉ／Ａｌの質量比を調整することで、非金属介在物の組成を制御できる。Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であると、熱間加工の際に粘性変形し、冷間加工の際に微細分散するＭｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２系の非金属介在物が生成される。一方、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より小さいと、マイクロピットの起点となる有害な非金属介在物が生成され、マイクロピットが発生しやすくなってしまう。したがって、Ｓｉ／Ａｌの質量比は２０以上とした。
【００５３】
なお、上述した合金成分以外に、必要に応じて他の合金成分を含有させてもよい。例えば、耐食性および加工性などを改善する目的で、０．２質量％以上５質量％以下のモリブデン（Ｍｏ）、０．１質量％以上３．０質量％以下の銅（Ｃｕ）、および０．１質量％以上０．８質量％以下のニオブ（Ｎｂ）のうちの少なくとも一種を添加してもよい。
【００５４】
次に、非金属介在物について説明する。
【００５５】
非金属介在物の隙間や脱落跡はマイクロピットの要因になるため、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させるには、非金属介在物をどのような形態に制御するかが重要である。
【００５６】
冷延鋼板表面のマイクロピットには、その起点となる部分に非金属介在物が存在する場合が認められ、一部のものでは、非金属介在物に由来する加工割れが発生しているものも認められた。
【００５７】
フェライト系ステンレス鋼板に分散している非金属介在物は、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、およびＭｎ（Ｏ，Ｓ）−Ｃｒ２Ｏ３系などがある。
【００５８】
ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系およびＣｒ２Ｏ３系の非金属介在物は、冷間圧延工程での変形能が小さいため、メタル／介在物界面にボイドや空隙が発生しやすく、マイクロピットの起点になりやすい。
【００５９】
そこで、ＭｇＯを１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３を１０質量％以下に調整して、残部としてＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２を主成分とする非金属介在物が生成されると、冷間圧延における非金属介在物の変形能が大きく、そのため、メタル／介在物界面に空隙が発生しにくく、非金属介在物が伸展されて無害化し、マイクロピットや加工割れの基点になりにくい。
【００６０】
ＭｇＯは、耐火物やスラグに含まれており、不可避的に非金属介在物中に含まれることが多い。ＭｇＯ濃度が１０質量％を超えると、非金属介在物が熱間加工中に粘性変形しなくなり、マイクロピットや加工割れの起点になりやすい。このような欠陥は、ＭｇＯ濃度を１０質量％以下にすることにより抑制される。したがって、ＭｇＯの濃度は、１０質量％以下とした。
【００６１】
Ａｌ２Ｏ３は、種々の添加原料に含まれているＡｌから形成されると考えられているが、Ａｌ２Ｏ３も非金属介在物中の濃度により非金属介在物の変形能に大きな影響を及ぼす。Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％を超えると、マイクロピットの起点になりやすい有害な非金属介在物が生成される。一方、Ａｌ２Ｏ３濃度が４０質量％以下であると、非金属介在物は熱間圧延で粘性変形し、冷間圧延で微細分散するため、Ａｌ２Ｏ３がマイクロピットや加工割れを発生させることはない。したがって、Ａｌ２Ｏ３の濃度は、４０質量％以下とした。
【００６２】
Ｃｒ２Ｏ３は、１０質量％を超える濃度であると非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすく、１０質量％以下の濃度の場合、マイクロピットの起点になりにくく無害な非金属介在物である。したがって、Ｃｒ２Ｏ３の濃度は、１０質量％以下とした。
【００６３】
なお、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）は、ＭｎＯ単体、ＭｎＳ単体、および、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物のいずれかを意味し、また、ＭｎＯとＭｎＳとを複合した介在物は、介在物中のＯとＳとの比率が一定のものではなく、酸化物と硫化物とを複合している介在物を意味する。
【００６４】
次に、上記洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。
【００６５】
フェライト系ステンレス鋼板は、精錬、鋳造、熱間圧延後に、焼鈍、冷間圧延、研磨などの冷延工程を経て、最終的に、仕上焼鈍および調質圧延が順次行われて製造される。
【００６６】
精錬では、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器に、ステンレス溶鋼を装入して上述のような合金成分を目標に精錬する。この精錬では、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４であり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬される。
【００６７】
精錬が終了した際のスラグの組成は、非金属介在物の組成に大きな影響を及ぼす。すなわち、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％以下の場合、非金属介在物中のＣｒ２Ｏ３濃度が１０質量％を超えることがあり、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。また、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４より低く、かつ、スラグにおけるＡｌ２Ｏ３の濃度が８質量％を超える場合、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物が生成されやすくなり、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）−Ａｌ２Ｏ３系の非金属介在物は、圧延における変形能が良好でないためマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。一方、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が２．４を超えるようなスラグ組成では、代表的な硬質非金属介在物であるＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系のスピネル型非金属介在物が生成されやすく、非金属介在物がマイクロピットの起点になりやすくなってしまう。したがって、精錬が終了した際のスラグの組成は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比を１．４以上２．４以下とし、Ａｌ２Ｏ３濃度を８質量％以下とした。
【００６８】
また、ＭｇＯ含有量が５０質量％以上８５質量％以下であり、残部の主成分がＣｒ２Ｏ３であるマグクロ（マグネシア・クロマイト）系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．９を超えると耐火物の溶損が大きくなり、スラグ中のＭｇＯ濃度が上昇するため、非金属介在物におけるＭｇＯ濃度が高くなる。その結果、マイクロピットの発生を招く非金属介在物が生成される可能性が高い。
【００６９】
一方、ＭｇＯ含有量が４０質量％以上６３質量％以下であり、残部の主成分がＣａＯであるドロマイト系耐火物を精錬容器の取鍋耐火物として用いた場合、スラグにおけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が上昇しても耐火物が溶損しにくいため、非金属介在物の組成に及ぼす悪影響が小さく、マイクロピットの起点になりにくい非金属介在物に制御しやすいとともに、製造コストを廉価に抑えることができる。したがって、精錬においては、ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器を用いる。
【００７０】
なお、精錬の際に用いる脱酸剤は、最終成分やスラグ組成が上記範囲を満たすものであれば、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）を含む単体や合金などの少なくとも一種を適宜用いることができる。また、合金成分としてＡｌの上限を規定しているため、フェロシリコン、メタルシリコン、およびＳｉ−Ｍｎ合金などのＡｌ含有量が低いＳｉ合金系の脱酸剤を用いた方がＡｌ含有量を規定範囲内に制御しやすいので好ましい。
【００７１】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延では、各冷間圧延における総圧延率を７０％以上となるように圧延すると好ましい。
【００７２】
ここで、熱間圧延以降の熱延材に施される工程の具体例を下記（１）ないし（６）に例示する。なお、下記（１）ないし（６）の製造工程における括弧書きの工程は任意の工程であり、通板しなくてもよい。
【００７３】
（１）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（２）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（３）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨１→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨２→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（４）熱延材→冷間圧延→研磨→焼鈍→酸洗→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（５）熱延材→（焼鈍）→酸洗→冷間圧延１→焼鈍１→酸洗１→研磨→冷間圧延２→焼鈍２→酸洗２→仕上冷間圧延→（脱脂）→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
（６）熱延材→（焼鈍）→（酸洗）→研磨→冷間圧延→脱脂→焼鈍（光輝焼鈍）→仕上冷間圧延→仕上焼鈍（光輝焼鈍）→（調質圧延）
【００７４】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延の総圧延率とは、例えば、上記（１）の製造工程では仕上冷間圧延の圧延率であり、上記（２）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（３）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（４）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（５）の製造工程では冷間圧延１と冷間圧延２と仕上冷間圧延との総圧延率であり、上記（６）の製造工程では冷間圧延と仕上冷間圧延との総圧延率である。
【００７５】
また、総圧延率は、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延において、最初の圧延パス前の板厚をｈ０（ｍｍ）とし、最後の圧延パス後の板厚をｈ１（ｍｍ）とすると、（（ｈ０−ｈ１）／ｈ０）×１００（％）にて示される。
【００７６】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、マイクロピットの原因となる表面疵などを冷間圧延で引き延ばして深さを浅くするとともに、非金属介在物を伸展させて無害化できる。
【００７７】
マイクロピットは、汚れをトラップする場所となるため、冷間圧延によりマイクロピットの深さを浅くすると、深さが０．５μｍ以上のマイクロピットが減少して、付着汚れを抑制できる。また、非金属介在物が伸展させると、非金属介在物に起因するマイクロピットが発生しにくく、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットを減少させて、付着汚れを抑制できる。
【００７８】
そして、熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％より低いと、鋼板表面のマイクロピットの深さが十分に浅くならず、また、非金属介在物を十分に伸展できないので、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが多く発生してしまう。したがって、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、熱間圧延以降にて、仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延における総圧延率を７０％以上とすることが好ましい。
【００７９】
マイクロピットは、様々なものが原因となって発生するが、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットは、深く形成されることが多く、圧延工程で引き延ばされても除去できず、深さが０．５μｍ以上の深さのマイクロピットとして残存してしまう場合がある。
【００８０】
そこで、熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、少なくとも１回研磨を行い、ステンレス鋼板表面を２０μｍ以上研磨することが好ましい。
【００８１】
このように研磨することにより、マイクロピットだけでなく、製鋼工程での大型介在物に起因する疵や、圧延工程での割れ起因の疵も削り取ることができる。
【００８２】
例えば仕上冷間圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延では、圧延率が３０％以上となるように圧延することが好ましい。また、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度を１００ｍ／ｍｉｎ以下にして圧延することが好ましい。
【００８３】
仕上焼鈍前の冷間圧延は、フェライト系ステンレス鋼板における表面状態に影響し、洗浄性を向上させるためには重要な工程である。そこで、各冷間圧延による総圧延率を管理するだけでなく、仕上焼鈍前の冷間圧延を特定の冷間圧延条件にて行い、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすと、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布を制御しやすい。
【００８４】
そして、仕上焼鈍前の冷間圧延は、圧延率が３０％より低いと、深さ０．５ｍｍ以上であり、かつ、開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが残存しやすく、このようなマイクロピットの分布を１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下に制御しにくい。また、マイクロピットは冷間圧延の際の圧延油の噛み込みによっても発生し、圧延速度が１００ｍ／ｍｉｎより速くなると、圧延油の噛み込みが顕著になる。したがって、仕上焼鈍前の冷間圧延の圧延率を３０％以上とし、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度の上限を１００ｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００８５】
また、マイクロピットの状態や分布を制御するためには、仕上焼鈍にて、鋼板表面、粒界、および、メタル／介在物界面を酸化させないことや、酸洗による非金属介在物の脱落跡を減らすことが重要である。したがって、仕上焼鈍としては、光輝焼鈍（ＢＡ）にて、水素および窒素ガス雰囲気による焼鈍を行い、酸洗は行わないことが好ましい。
【００８６】
調質圧延は、鋼板表面を最終的に決定付ける工程であり、この調質圧延にてマイクロピットが発生する場合もある。すなわち、調質圧延において、鋼板表面に光沢を付与することや、錆びを防ぐことなどを目的として添加剤などを配合した例えば、圧延油、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を使用する場合があるが、この潤滑剤の油膜がロールと鋼板表面との間に入り込むことで、調質圧延の際にオイルピットなどのマイクロピットが発生してしまう。
【００８７】
したがって、調質圧延では、潤滑油および防錆剤などの潤滑剤を用いることなく圧延することが好ましい。なお、ロールと鋼板表面との間に油膜が入り込むことを防止できればよいので、例えば、ロール異物除去のために洗浄液などを用いてロールを洗浄する作業や、洗浄液などを用いてワイパなどによる拭き取る作業のように、洗浄液を用いてロールと鋼板表面との間に油膜や異物が入り込むことを防止してもよい。
【００８８】
また、調質圧延における圧延ロールの算術粗さＲａや調質圧延における鋼板の伸び率もマイクロピットの発生に影響するので、特定の調質圧延条件にて引き延ばすことが好ましい。
【００８９】
具体的には、調質圧延では、調質圧延による伸び率が０．１％より低いと深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの残存数が多くなり、調質圧延による伸び率が２．０％より高いと異物などの噛み込みなどを助長してしまう。したがって、調質圧延によるフェライト系ステンレス鋼板の伸び率は、０．１％以上２．０％以下とし、この調質圧延では、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いることが好ましい。
【００９０】
そして、このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板によれば、含有するＳｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯが１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３が４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３が１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布しているので、マイクロピットが微細な汚れのトラップサイトとして作用しにくい。したがって、フェライト系ステンレス鋼板のマイクロピットや表面疵の発生を抑制でき、洗浄性を向上できる。
【００９１】
このような洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する際には、ドロマイト系耐火物をライニング（内張り）した精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際にスラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬することにより、硬質非金属介在物が生成されにくく、後工程における冷間圧延にて非金属介在物が粘性変形しやすい。したがって、非金属介在物がマイクロピットや加工割れの原因になりにくく、マイクロピットの発生を抑制でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造できる。
【００９２】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、冷間圧延による総圧延率が７０％以上であるため、圧延にともなってマイクロピットの深さが浅くなり、圧延後の鋼板表面において深さが０．５μｍ以上であるマイクロピットを減少できるとともに、非金属介在物を伸展できるので、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９３】
例えば仕上圧延などのような熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延までの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨することにより、粗大な異物の噛み込みに起因するマイクロピットや、酸化スケールの残存によるマイクロピットなどのように、比較的深く形成されて、圧延工程で引き延ばされても除去できないマイクロピットを削り取ることがきる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上であるマイクロピットを減少でき、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９４】
また、例えば仕上圧延のような仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延を行うことにより、この冷間圧延にて、マイクロピットの痕跡が残存しないように引き延ばすことができるとともに、圧延油を噛み込みにくい。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９５】
仕上焼鈍では光輝焼鈍を行うことにより、粒界やメタル／介在物界面を酸化しにくいとともに、酸洗が不要で酸洗による非金属介在物の脱落跡の発生を防止できる。したがって、仕上焼鈍にてマイクロピットの原因要素が発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９６】
調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％となるように圧延することにより、調質圧延にてマイクロピットの残存を防止できるとともに、異物の噛み込みによるマイクロピットの発生を防止できる。したがって、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが発生しにくく、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を容易に製造できる。
【００９７】
ここで、通常、ステンレス鋼のＢＡ材の表面指標の一つとして光沢度が挙げられている。図１は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット個数（個／ｍｍ２）との関係を示し、図２は、ステンレス鋼のＢＡ材の表面光沢度とマイクロピット面積率（％）との関係を示す。表面光沢度は、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に基づいてＧＳ２０°（Ｌ、Ｃ方向平均値）を測定した。
【００９８】
これら図１および図２に示すように、表面光沢度とマイクロピット個数との間、および、表面光沢度とマイクロピット面積率との間には相関がなく、ステンレス鋼表面のマイクロピットを減少させて洗浄性を向上させるには、光沢度を向上させればよいというものではない。
【００９９】
ここで、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）部材や太陽電池基板などの精密機器部材にフェライト系ステンレス鋼板を用いる場合は、通常の材料特性以外に、表面にどれだけパーティクルなどの汚れが付着しているか、または、どのくらい汚れが洗浄により落ちやすいかといった、表面清浄度や洗浄性などの特有の指標が問題となる。
【０１００】
したがって、上述のように洗浄性の優れたフェライト系ステンレス鋼板は、耐久性も良好であり、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に非常に有用である。なお、上述の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板は、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に用いることに適しているものの、このような用途には限定されない。
【０１０１】
表面清浄度の評価方法は、リキッドパーティクルカウンタ（ＬＰＣ）装置を用いた方法が採用されている。すなわち、評価用サンプルを超純水に入ったビーカに浸漬し、超音波洗浄によりサンプルに付着したパーティクルを超純水に抽出させた後、ＬＰＣ装置にてパーティクル数をカウントする。そして、抽出後の測定値と、測定前の超純水のブランク測定値との差がサンプルから抽出されたパーティクル数となり、ビーカ内の超純水量とサンプルの表面積の計測値とにより、サンプルの単位面積あたりのパーティクル数が算出される。なお、ＬＰＣ装置でのパーティクル数の測定は同一抽出液から３回以上測定した平均値を採用する。また、抽出作業は同種のサンプルにて２サンプル以上行い、その平均値を同種のサンプルの表面清浄度とした。
【０１０２】
例えば、実際にＨＤＤ部材に用いられている無電解Ｎｉメッキが施された部品の表面清浄度を測定すると、０．３μｍ以上の粒子数にてカウントして、１×１０３個／ｃｍ２であった。したがって、フェライト系ステンレス鋼板の無垢材の表面清浄度の目標値を１×１０３個／ｃｍとした。
【０１０３】
なお、表面清浄度の評価は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源となるので、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規格されるクラス５以上のクリーン環境で行われる。
【０１０４】
ＨＤＤ部材の製造の際には、例えば、脱脂工程にて油汚れや粗大な汚れを除去し、次いで、仕上洗浄にてパーティクル除去を行う方法が作用されている。
【０１０５】
脱脂工程では、例えば、炭化水素系、アセトン、およびイソプロピルアルコールなどの脱脂作用が強力な洗浄液を用いることが好ましい。また、洗浄方法は、どぶ付けやウエスなどによるラヴィング、超音波洗浄および蒸気洗浄などを組み合わせて行うことが好ましく、油汚れと粗大な汚れを除去できるような洗浄方法が採用される。
【０１０６】
仕上洗浄は、フッ素系洗浄液、弱アルカリ系洗浄液および超純水などが洗浄液として用いられる。洗浄方法は、超音波洗浄や蒸気洗浄などが採用され、パーティクルの除去が行われる。また、洗浄後には、超純水を用いたすすぎ（リンシング）工程が複数回行われ、パーティクルの除去だけでなく、イオン性物質の除去も行われる。また、洗浄後の乾燥工程では、リンシングの超純水の残存によるウォーターマークを防止するため、低速引上げ、エアブローによる撥水、回転による撥水および温風乾燥などの組み合わせにより乾燥される。
【０１０７】
なお、洗浄工程は、空気中に存在する微細な汚れも汚染源になるため、ＪＩＳ Ｂ ９９２０にて規定されたクラス５以上のクリーン環境で行われる。
【０１０８】
発明者らは、このように洗浄前後の表面性清浄度からの洗浄性の評価を種々行い、マイクロピットによる洗浄性への影響を確認した。
【実施例】
【０１０９】
表１に示す合金成分の各ステンレス鋼（８０トン／チャージ）を電気炉、転炉およびVacuum Oxygen Decarburization（ＶＯＤ）工程を経て溶製し、連続鋳造して、各ステンレス鋼のスラブを形成した。
【０１１０】
鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、各元素の含有量が規定した上記範囲内にある合金成分を有する本実施例である。
【０１１１】
鋼種ｅ〜ｈのステンレス鋼は、Ａｌの含有量が０．０３質量％より多く、また、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０より低い比較例である。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
この表１に示す各ステンレス鋼を表２に示す条件にて精錬した。
【０１１４】
表１と同様に、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼は、規定した上記の条件で精錬するとともに、規定した上記範囲内に介在物を制御した本実施例である。
【０１１５】
鋼種ｅおよびｆのステンレス鋼は、鋼種ａ〜ｄのステンレス鋼と同様にドロマイト系耐火物を用いたものの、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１６】
鋼種ｇのステンレス鋼は、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１７】
鋼種ｈのステンレス鋼は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が規定した上記範囲内の１．４であるものの、マグクロ系の耐火物を用い、精錬終了時のスラグ組成や非金属介在物の組成が規定した上記範囲外の比較例である。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
この表２に示す各ステンレス鋼のスラブを従来の方法にて熱間圧延し、熱延板を形成した。
【０１２０】
次いで、表３に示す冷間圧延、焼鈍および調質圧延の組み合わせにて、板厚０．１〜１．５ｍｍの冷延板を形成した。なお、熱間圧延後の製造工程は、上記（２）または（３）の工程を採用した。
【０１２１】
そして、各冷延板から、非金属介在物調査用サンプル、洗浄性評価用サンプルおよびマイクロピット測定用サンプルを切り出して評価した。なお、参考として、いずれのサンプルについても光沢度を測定しており、いずれも光沢度は９００〜１１００の範囲であった。
【０１２２】
非金属介在物調査においては、各冷延焼鈍板から切り出されたサンプルの表面を製品のＢＡ仕上げのままで、断面は圧延方向、板厚方向に平衡断面を研磨し、Ｘ線マイクロアナライザを用いて非金属介在物を定量分析した。また、板表面については、マイクロピット内部の非金属介在物の有無も確認した。評価は、１０点以上行い、そのサンプルでの平均組成は表２に示し、表３には主な介在物形態について示す。
【０１２３】
洗浄性の評価においては、各冷延板から５０ｍｍ角のサンプルを切り出し、洗浄後にＬＰＣ装置にて鋼板表面に付着するパーティクル数の測定し、単位面積あたりの０．３μｍ以上の付着粒子数から評価した。評価は、同種のサンプルを３個以上行い、その平均値にて評価した。また、目標値の目安として、通常のＨＤＤ部材に用いられる無電解Ｎｉメッキ部品も併せて評価した。
【０１２４】
なお、洗浄では、アセトン超音波洗浄により脱脂を行い、次いで、フッ素系洗浄液による超音波洗浄、蒸気洗浄、真空乾燥を行った。
【０１２５】
次に、弱アルカリ系洗剤による超音波洗浄を行い、最後に超純水によるリンシング、低速引上げ、温風乾燥を行った。
【０１２６】
マイクロピットの評価においては、切り出したサンプルにアセトン超音波洗浄を施し、表面に付着した汚れを除去したものを、マイクロピット測定用サンプルとした。
【０１２７】
マイクロピットの評価は、レーザ顕微鏡を用い、倍率１０００倍にて、ランダムに選んだ視野を１０視野以上測定し、深さ０．５μｍ以上で開口面積１０μｍ２以上であるマイクロピットの存在密度および開口部面積率を求めた。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
サンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、規定した上記条件にて冷間圧延、焼鈍および調質圧延を行った本実施例である。
【０１３０】
これらサンプルａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１は、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下であった。また、表面付着粒子数が従来からＨＤＤ部材に使用されている無電解Ｎｉメッキ品と同程度となり、洗浄性に優れていることが分かる。
【０１３１】
サンプルａ２，ａ３、サンプルｂ２〜ｂ４、サンプルｃ２〜ｃ４、サンプルｄ２，ｄ３は、本実施例と同様に表２における鋼種ａ〜ｃのステンレス鋼を用いたものの、冷間圧延、焼鈍および調質圧延において、規定した上記条件とは異なる工程が含まれた比較例である。
【０１３２】
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が同様であったが、冷間圧延、焼鈍および調質圧延の処理が異なったため、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布が、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。
【０１３３】
また、サンプルｅ１，ｅ２、サンプルｆ１，ｆ２、サンプルｇ１，ｇ２、サンプルｈ１，ｈ２は、本実施例とは異なり表２における鋼種ｅ〜ｈを用い、また、焼鈍および調質圧延において規定した条件とは異なる工程が含まれた比較例である。
【０１３４】
これらの比較例では、上記本実施例と非金属介在物の形態が異なり、好ましくない形態であった。また、サンプル表面における深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットの分布は、１０．０個／０．０１ｍｍ２より多く、かつ、開口部面積率１．０％より高かった。そして、表面付着粒子数も無電解Ｎｉメッキ品に比べて著しく多く、洗浄性が優れていないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、例えば、ＨＤＤ部材や太陽電池基板などの精密機器部材に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１〜２．０質量％、Ｍｎ：０．１〜１．５質量％、Ｃｒ：１０〜３２質量％、Ａｌ：０．０３質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、
分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、
鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布している
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項２】
Ｃ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１〜２．０質量％、Ｍｎ：０．１〜１．５質量％、Ｃｒ：１０〜３２質量％、Ａｌ：０．０３質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬する
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項３】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項２記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】
熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨する
ことを特徴とする請求項２または３記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項５】
仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項６】
仕上焼鈍では、光輝焼鈍を行う
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項７】
調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％に圧延する
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項１】
Ｃ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１〜２．０質量％、Ｍｎ：０．１〜１．５質量％、Ｃｒ：１０〜３２質量％、Ａｌ：０．０３質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、
分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、
鋼板表面には、深さが０．５μｍ以上で開口面積が１０μｍ２以上のマイクロピットが、１０．０個／０．０１ｍｍ２以下であり、かつ、開口部面積率１．０％以下で分布している
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項２】
Ｃ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１〜２．０質量％、Ｍｎ：０．１〜１．５質量％、Ｃｒ：１０〜３２質量％、Ａｌ：０．０３質量％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｓｉ／Ａｌの質量比が２０以上であり、分散している非金属介在物は、ＭｇＯ：１０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３：４０質量％以下、Ｃｒ２Ｏ３：１０質量％以下であり、残部がＭｎ（Ｏ，Ｓ）およびＳｉＯ２であり、洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
ドロマイト系耐火物をライニングした精錬容器にステンレス溶鋼を装入し、精錬が終了した際に、スラグのＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が１．４〜２．４となり、かつ、スラグのＡｌ２Ｏ３濃度が８質量％以下となるように精錬する
ことを特徴とする洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項３】
熱間圧延以降から仕上焼鈍後の調質圧延までに行う冷間圧延は、各冷間圧延による総圧延率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項２記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】
熱間圧延以降から仕上焼鈍前の冷間圧延を行うまでの間に、鋼板表面を２０μｍ以上研磨する
ことを特徴とする請求項２または３記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項５】
仕上焼鈍前に行う冷間圧延は、圧延率が３０％以上であり、この冷間圧延の最終パスでは、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ以下の速度で圧延する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項６】
仕上焼鈍では、光輝焼鈍を行う
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項７】
調質圧延は、潤滑剤を用いることなく、算術粗さＲａが０．５μｍ以下の圧延ロールを用いて、伸び率０．１〜２．０％に圧延する
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか記載の洗浄性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２１４０７９（Ｐ２０１１−２１４０７９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３５４１（Ｐ２０１０−８３５４１）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
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