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公開番号2025031237
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023137323
出願日2023-08-25
発明の名称表面性状および機械的特性に優れたNi合金
出願人日本冶金工業株式会社
代理人個人
主分類C22C 19/05 20060101AFI20250228BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】非金属介在物の組成、組織形態の制御を総合的に考察し、表面に欠陥のない健全な表面性状及び機械的特性を持ち備えるNi基合金及び製造方法を提供する。
【解決手段】以下質量%にて、C:0.001～0.03%、Si:0.01～0.5%、Mn:0.01～0.5%、P:0.01%以下、S:0.005%以下、Cr:0.5%以下、Mo:0.1%以下、Cu:0.1%以下、Al:0.001～0.2%、Ti:0.05%以下、Fe:0.01～0.5%、Ca:0.0001～0.02%、Mg:0.0001～0.02%、N:0.005%以下、O:0.005%以下、Co、W、Nb、Bのうち1種又は2種以上を1%以下含有し、残部Ni及び不可避的不純物を含み、非金属介在物の平均組成がMgO:30～70%、Al₂O₃:15～40%、SiO₂:30%以下、CaO:10～40%、MnO:1%以下であるNi合金。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
以下、質量％にて、Ｃ：０．００１～０．０３％、Ｓｉ：０．０１～０．５％、Ｍｎ：０．０１～０．５％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｍｏ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１％以下、Ａｌ：０．００１～０．２％、Ｔｉ：０．０５％以下、Ｆｅ：０．０１～０．５％、Ｃａ：０．０００１～０．０２％、Ｍｇ：０．０００１～０．０２％、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．００５％以下、Ｃｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｂのうち１種または２種以上を１％以下含有し、残部Ｎｉおよび不可避的不純物を含み、非金属介在物の平均組成がＭｇＯ：３０～７０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
：１５～４０％、ＳｉＯ
２
：３０％以下、ＣａＯ：１０～４０％、ＭｎＯ：１％以下であることを特徴とする表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記非金属介在物の組織形態は、全非金属介在物に対して個数比率で７０％以上の非金属介在物が以下のａ～ｅの５種類のいずれか１または２以上であることを特徴とする請求項１に記載の表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
ａ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物が略球面内にＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
を完全に包含する形態
ｂ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物
ｃ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物が略球面内にＭｇＯを完全に包含する形態
ｄ：ＭｇＯ単体
ｅ：ＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
単体
【請求項３】
前記ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物は、ＣａＯ：２０～６０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
：３０～６０％、ＭｇＯ：１～３０％、ＳｉＯ
２
：２０％以下、ＴｉＯ２：０．５％以下であることを特徴とする請求項２に記載の表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
【請求項４】
前記ＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
はＭｎＯを０．５％以下含むことを特徴とする請求項２に記載の表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
【請求項５】
前記ＭｇＯ単体はＡｌ
２
Ｏ
３
：３％以下、ＳｉＯ
２
：１％以下、ＣａＯ：１０％以下、ＭｎＯ：１％以下を含有することを特徴とする請求項２に記載の表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
【請求項６】
ビッカース硬さが９０Ｈｖ以上、伸びが２５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金。
【請求項７】
請求項１～６のいずれかに記載のＮｉ合金の製造方法であって、その製造方法は、純Ｎｉ等の原料を電気炉で溶解し、その後ＶＯＤにて真空脱ガス処理を実施した後、生石灰、蛍石およびマグネシア源を添加してＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ－ＳｉＯ
２
－Ｆ系スラグを形成すると同時にフェロシリコン合金および／またはＡｌを添加して脱酸、脱硫を施した後、連続鋳造機にてスラブを製造し、表面を研削後、熱間圧延工程を経て、冷間圧延を実施することを特徴とする表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は表面性状および機械的特性に優れたＮｉ合金およびその製造方法に関わる。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
純ニッケル板は耐食性に優れることから、携帯型電子機器等の電源である充電可能なリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケル水素電池等の内部配線の導電部品等に用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ニッケル板は鉄等の素材に比べて柔らかくなり易く、強度を保つ技術も開発されていた（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
また、深絞り用途のニッケル圧延板は冷陰極蛍光ランプの電極に用いられるなど、広い活用法が示されている。同様にアルカリ雰囲気で特に耐食性に優れるため苛性ソーダ製造用のニッケル電極にも用いられる（例えば、特許文献４、５参照）。
【０００５】
上記の如く、非常に精密な個所に用いられるため、表面欠陥の発生は制限されないとならない。また、欠陥部から腐食も進むので、それを防止する技術が求められていた（例えば、特許文献６参照）。
【０００６】
この様な電子部品では半田付けが要求されるため、ニッケル板と半田の濡れ性改善も行われてきた（例えば、特許文献７、８参照）。
【０００７】
さらに、ニッケル板は、鉄、アルミニウムなどの一般性の高い金属に比べて高価であることから、表面欠陥発生によるコスト増は許されないのみではなく、熱間での加工性も高いレベルを維持せねばならない（例えば、特許文献９～１０参照）。
【０００８】
そのような中で、表面性状に優れたニッケル合金が開示されている。しかしながら、その非金属介在物の組織形態を制御しておらず、場合によっては表面欠陥を形成するという課題を抱えていた。さらに、機械的特性を維持するのが困難な場合もあった（例えば、特許文献１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開昭６３－１６８２５９号公報
特開２０１４－４３６２３号公報
特開２０１０－９０４３８号公報
特開２０１１－７４４３７号公報
特開２００３－８９８３５号公報
ＷＯ２０１０/０６４６４２号公報
特開２００５－８２８８６号公報
特開２０１０－１３２９３３号公報
特開平８－１４３９９６号公報
特開２０１０－１３２９３４号公報
特許第７０１５４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の如く、本発明の主眼は、非金属介在物の組成のみではなく、その組織形態を制御することによって、粗大な表面欠陥となる非金属介在物のクラスター化を防止することにある。さらに、機械的特性を兼備せねばならない。それと同時に、ＣａＯ介在物、Ａｌ
２
Ｏ
３
介在物はクラスター化する傾向にあるために、その生成を防止せねばならない。さらに、ＭｎＯ－Ｃｒ
２
Ｏ
３
系の介在物となると、酸素濃度が高い環境下で形成するために総個数も多く、なおかつクラスター化も起こり易いため防止せねばならない。
（【００１１】以降は省略されています）

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