[發明專利]轉軸用合金、馬達用轉軸及馬達

無效

• 申請號: 200910001683.1
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101545075A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 山田廣志
• 申請（專利權）人: 美蓓亞株式會社
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳 娟;孫秀武

技術領域

本發明涉及轉軸構合金，如制造馬達轉軸所用的合金材料。尤其涉及適于電腦等硬盤驅動器的主軸馬達、風扇馬達、或各種家用電器產品及精密儀器中應用的馬達等的轉軸用材料，可切削性(切削的容易程度)優良的無磁性奧氏體不銹鋼。并且，本發明涉及由這種奧氏體不銹鋼制造的轉軸、以及由該轉軸制造的步進馬達等的馬達。

技術背景

直至目前，為避免由于馬達用轉軸材料受馬達磁體影響而使轉軸具有磁性從而影響旋轉性能，選用具有奧氏體組織的無磁性不銹鋼作為轉軸材料。作為其代表的SUS303Cu，由于具有優良的耐腐蝕性及可切削性而適于作為轉軸用材料。但是，由于SUS303Cu中含有近年來價格上漲的Ni，隨著成本的提高產生了不經濟的缺點。此外，作為SUS303Cu的替代材料，已知有由日本特公昭54-20444號公報公示的奧氏體不銹鋼。而，作為奧氏體不銹鋼之外的其它具有無磁性的鋼鐵材料，雖然有例如日本特公昭56-8096號公報、日本特開平7-126809號公報等公開的高Mn鋼等材料，但是這種材料存在加工硬化性大、可切削性差的缺點。

對于一般的鋼鐵材料，作為改善可切削性的元素已知Pb或S，從環境保護觀點出發Pb不優選。而，已知若將S添加至高Mn鋼，可形成MnS從而提高可切削性。但是，對于提供適于馬達用轉軸且不使用高價Ni的無磁性奧氏體不銹鋼尚未充分研究。因此，作為SUS303Cu替代材料，希望對鋼鐵材料中具有無磁性的奧氏體不銹鋼進行研究。

發明概述

本發明鑒于上述情況而做出，其目的在于提供適于作為馬達轉軸用合金的無磁性奧氏體不銹鋼，所述不銹鋼不使用高價的Ni，且不使用可有效改善可切削性的Pb元素，通過在確保無磁性的同時具備可切削性且具有適當的硬度，從而提高耐久性并且抑制成本提高。而且，本發明的目的在于提供由所述合金制造的馬達用轉軸，進而提供應用所述轉軸的步進馬達等的馬達。

本發明人努力開發可達成上述目的的合金，在制造無磁性奧氏體不銹鋼時，通過相對于添加量在特定范圍的Cu，添加適量的Mn及適量的S，并進一步分別添加適量的C、Si、Cr、N，發現在確保具備無磁性的同時可提高材料的可切削性。本發明的無磁性奧氏體不銹鋼基于上述認識，其特征在于，以重量比計，含有Cu：1.5-3.5％且含有Mn：8.5-9.5％，還含有C：0.18-0.22％、Si：0.5-1.0％、Cr：16.5-17.5％、N：0.15-0.2％、S：0.13-0.3％，剩余部分為Fe及不可避免地混入的雜質。

如下，對本發明化學成分(元素)的含量的依據進行說明。下述％為重量比。本發明中的下述成分之外的剩余部分為Fe及不可避免地混入的雜質。

·C(碳)：0.18-0.22％

C為強有效的奧氏體生成元素，是一種對于提高強度有效的元素，但需要注意的是，若其含量增加則易導致材料耐腐蝕性下降。且，必須考慮到所需要的加工性及可切削性。鑒于這些，以確保強度提高為下限，以確保耐腐蝕性和加工性或可切削性為上限。

·Mn(錳)：8.5-9.5％

Mn為一種替代Ni生成無磁性奧氏體組織的元素，是一種用于保證低磁導率的最重要的元素。為了獲得穩定的奧氏體組織，本發明中，使Mn含量為較高的值。而且，為了使合金在磁導率為1.01以下時具有穩定的無磁性，依據表1及圖1，Mn的含量必須為8.5％以上。且，依據表1、表3及表4，若Mn含量超過9.5％，可產生銹點而導致耐腐蝕性降低，且，與Mn含量為9.5％以下的材料相比，加工硬化增大。并且，雖然Mn與Ni相比更為廉價，但為了有助于降低生產成本，希望將Mn含量控制在9.5％以下。

·Cu(銅)：1.5-3.5％

添加Cu有助于降低材料磁導率，可取得明顯效果的最低Cu含量為1.5％。而且，Cu含量在3.5％以上時不能確認更高的效果，為防止熱軋過程中產生斷裂，將Cu含量的上限定為3.5％。

·Si(硅)：0.5-1.0％

Si為脫氧劑，尤其是作為冶煉時的脫氧劑的必需元素，隨著Si的增多可導致耐腐蝕性及冷軋加工性降低。因此，將可發揮脫氧劑效果的0.5％定為Si含量下限，在確保耐腐蝕性及冷軋加工性上將1.0％定為Si含量上限。

·Cr(鉻)：16.5-17.5％