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  2006年3月6日
JFE条鋼株式会社

  高機能『鉛フリー快削鋼』の開発
−世界で初めてトナーカートリッジ用シャフトに採用−
 

 当社は、世界で初めて、鉛を添加した既存の硫黄複合快削鋼と同等の被削性を持つ「鉛フリー快削鋼」(登録商標名;「CCC快削鋼」(注1)を開発し、このたび、大手OA機器メーカーのプリンターやコピー機になどに使用されるトナーカートリッジ用シャフトに正式採用されました。この用途で鉛フリー快削鋼が採用されるのは世界初となります。

 欧州連合(EU)では「鉛を含む計6物質を電気製品に使用することを原則禁止する」という有害化学物質の規制(RoHS指令)が2006年7月に開始されます。鋼材については、当面、0.35%以下の鉛の含有を許容する特例措置がとられますが、一部大手OA機器メーカーでは更に踏み込んだ自主規制として、鉛の完全ゼロ化を決定しております。「CCC快削鋼」は、当社と東北大学及び産業技術総合研究所が共同で2002年に開発した後、この厳しい条件に対応するために、当社が独自に改良を行ってきたものです。2006年1月には、日本機械学会東北支部技術研究賞の受賞が決定しております。

 当社は、モーターシャフトや油圧金具などを対象にした機械構造用系鉛フリー快削鋼を既に開発、量産しておりました。トナーカートリッジ用シャフトはより高い被削性を求められるため、従来、鉛を添加した硫黄複合快削鋼が用いられていました。当社が開発した「CCC快削鋼」は、硫黄を増量し、かつクロムを添加することによって、硫化物系介在物を大型化すると同時に、微細硫化物を大量に生成させた鋼材です。この成分系の導入により、画期的に被削性を向上した「鉛フリー快削鋼」の製造が可能となり、大手OA機器メーカーのトナーカートリッジ用シャフトに正式採用されました。
 既に実機試験を完了しており、2006年2月より本格営業生産を開始いたしております。

 モーターシャフトなどを対象にした既存の機械構造用系鉛フリー快削鋼に加え、今回開発した「CCC快削鋼」を環境対応型鋼材の商品ラインナップに加え、積極的に拡販してまいります。

 (注1) CCC; Clean Cut Chromiumの略)

トナーカートリッジ用シャフト


1. 技術資料

◇ CCC快削鋼(Clean Cut Chromium 快削鋼)
硫黄複合快削鋼(JIS SUM24L)の代替として開発した鉛フリー快削鋼です。
当該鉛フリー快削鋼の最大の特徴は、硫化物系介在物を大型化したことです。硫黄を増量し、さらにCrを添加することによって初めて大型化を可能にしました。同時にこの成分系は、微細硫化物も大量に生成させます。これら大型硫化物と微細硫化物の混在により、被削性を飛躍的に向上させ鉛フリー化を実現させました。

被削性向上概念図
被削性向上グラフ

硫化物の大型化

「CCC快削鋼」の硫化物は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」に比べて、大型化しています。

CCC快削鋼   硫黄複合快削鋼(SUM24L)
顕微鏡写真   顕微鏡写真

写真1 硫化物の光学顕微鏡観察(Φ85圧延材)

硫化物の微細分散化

「CCC快削鋼」は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」に比べて、微細な硫化物も多数存在しています。

CCC快削鋼   硫黄複合快削鋼(SUM24L)
顕微鏡写真   顕微鏡写真

写真2 微細硫化物の走査電子顕微鏡観察(Φ85圧延材)

 

ミクロ組織の微細化

「CCC快削鋼」のミクロ組織は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)に比べて、微細化しています。

CCC快削鋼   硫黄複合快削鋼(SUM24L)
顕微鏡写真   顕微鏡写真

写真3 ミクロ組織の光学顕微鏡観察(Φ11.5圧延材)

化学成分

表1 化学成分例
(mass%)
規格符号 Mn Cr Pb
CCC快削鋼 0.08 0.82 0.080 0.394 1.01 tr.
硫黄複合快削鋼(SUM24L) 0.07 1.05 0.070 0.340 0.08 0.24
                                          

機械的性質

「CCC快削鋼」の機械的性質は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」と同等です。

表2 機械的性質(Φ85圧延材)
規格符号 0.2%耐力 引張強さ 伸び 絞り 硬さHB
CCC快削鋼 283MPa 416MPa 32% 48% 124
硫黄複合快削鋼(SUM24L) 279MPa 416MPa 30% 44% 124
                     

 

被削性

「CCC快削鋼」の工具寿命、面粗度、切屑処理性は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」に比べて、同等以上です。

図
図1 工具寿命(旋削)  

図
図2 面粗度(旋削)  


図

写真4 切屑形状(旋削)  
切屑形状についても「CCC快削鋼」は「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」と同等の形状となります。
 

 その他特性

「CCC快削鋼」の浸炭性、めっき性は、「硫黄複合快削鋼(SUM24L)」と同等となります。

 

 
本件に関するお問い合わせは、下記にお願い致します。
JFE条鋼(株) 棒線営業部 Tel03(3297)4487
 
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