JPH04362140A - 線材の直接焼入れ方法 - Google Patents
線材の直接焼入れ方法Info
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- JPH04362140A JPH04362140A JP16643491A JP16643491A JPH04362140A JP H04362140 A JPH04362140 A JP H04362140A JP 16643491 A JP16643491 A JP 16643491A JP 16643491 A JP16643491 A JP 16643491A JP H04362140 A JPH04362140 A JP H04362140A
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- wire rod
- cooling
- wire
- carbon steel
- quenching
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Links
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線材圧延機によって圧
延された熱間加工直後の高温状態にある螺旋状走行線材
における保有熱を利用し、この線材をそのまま冷却装置
に導いて直接的に焼入れする方法の改良に関するもので
ある。
延された熱間加工直後の高温状態にある螺旋状走行線材
における保有熱を利用し、この線材をそのまま冷却装置
に導いて直接的に焼入れする方法の改良に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】線材圧延機によって圧延された熱間加工
直後の螺旋状走行線材は、オーステナイト域の高温状態
となっているので、この線材の保有熱を利用して直接焼
入れ等の熱処理を行なう方法が提案されている。
直後の螺旋状走行線材は、オーステナイト域の高温状態
となっているので、この線材の保有熱を利用して直接焼
入れ等の熱処理を行なう方法が提案されている。
【０００３】この様な熱処理を実施する為の装置として
はステルモア方式，垂直降下冷却方式或はバーチカルル
ープ方式等様々な方式が知られている。これらの方式で
は、熱間圧延工程直後で１０００℃程度の高温状態にあ
る鋼線材を水冷によってＡｒ１点の直上温度まで冷却し
た後、レーイング式コーンによってコイル状に加工し、
該コイル状の鋼線材を空気または蒸気等を冷媒として所
望温度まで冷却し、目的の伸線性や強度等を発揮させよ
うというものである。
はステルモア方式，垂直降下冷却方式或はバーチカルル
ープ方式等様々な方式が知られている。これらの方式で
は、熱間圧延工程直後で１０００℃程度の高温状態にあ
る鋼線材を水冷によってＡｒ１点の直上温度まで冷却し
た後、レーイング式コーンによってコイル状に加工し、
該コイル状の鋼線材を空気または蒸気等を冷媒として所
望温度まで冷却し、目的の伸線性や強度等を発揮させよ
うというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な熱処理装置
を用いて直接焼入れを行なう場合、その対象となる鋼線
材はＣ：０．３ 重量％以下の低炭素鋼を用いるのが一
般的であり、組織的にはフェライトとマルテンサイトを
主体として強度，靭性のバランスを保ったものである。 これは、Ｃが０．２６重量％程度より多くなると焼割れ
の発生する危険性が多くなると考えられるからである（
例えば特開昭５２−１２９６１１号）。こうしたことか
ら、より高い強度が望める中炭素鋼線材を、焼割れ等の
操業上の不都合を発生させることなしに焼入れする方法
の確立が期待されている。
を用いて直接焼入れを行なう場合、その対象となる鋼線
材はＣ：０．３ 重量％以下の低炭素鋼を用いるのが一
般的であり、組織的にはフェライトとマルテンサイトを
主体として強度，靭性のバランスを保ったものである。 これは、Ｃが０．２６重量％程度より多くなると焼割れ
の発生する危険性が多くなると考えられるからである（
例えば特開昭５２−１２９６１１号）。こうしたことか
ら、より高い強度が望める中炭素鋼線材を、焼割れ等の
操業上の不都合を発生させることなしに焼入れする方法
の確立が期待されている。
【０００５】しかしながら、これまで中炭素鋼線材を直
接焼入れする為の技術は確立されておらず、また最適な
冷却条件についての規定についても実質上知られておら
ないのが実情である。
接焼入れする為の技術は確立されておらず、また最適な
冷却条件についての規定についても実質上知られておら
ないのが実情である。
【０００６】本発明の目的は、焼割れの危険性が高くな
る中炭素鋼線材であっても、操業上の不都合を生じるこ
となく優れた強度および靭性が得られる様な、線材の直
接焼入れ方法を提供することにある。
る中炭素鋼線材であっても、操業上の不都合を生じるこ
となく優れた強度および靭性が得られる様な、線材の直
接焼入れ方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成し得た本発
明とは、Ｃ：０．３５〜０．５ 重量％を含む中炭素鋼
からなる５．５ 〜２０ｍｍφの熱間圧延線材を、熱間
圧延後直ちに非同心コイル状態で１００℃／秒以上の冷
却速度で水冷する要旨を有する線材の直接焼入れ方法で
ある。
明とは、Ｃ：０．３５〜０．５ 重量％を含む中炭素鋼
からなる５．５ 〜２０ｍｍφの熱間圧延線材を、熱間
圧延後直ちに非同心コイル状態で１００℃／秒以上の冷
却速度で水冷する要旨を有する線材の直接焼入れ方法で
ある。
【０００８】
【作用】本出願人は線材の直接焼入れに最適な冷却装置
として、例えば特開昭６２−２２４６３号の様な技術を
提案している。この装置は直接焼入れをする際の冷却能
力をを高く維持することのできる構成を示したものであ
る。
として、例えば特開昭６２−２２４６３号の様な技術を
提案している。この装置は直接焼入れをする際の冷却能
力をを高く維持することのできる構成を示したものであ
る。
【０００９】本発明者らは、Ｃが０．３５重量％以上の
中炭素鋼線材の焼入れを上記装置によって実施し、様々
な角度から検討を加えた。
中炭素鋼線材の焼入れを上記装置によって実施し、様々
な角度から検討を加えた。
【００１０】その結果、熱間圧延線材を熱間圧延後直ち
に非同心コイル状態で冷却する構成を採用すると共に、
線材の走行速度や冷却速度を適切に設定すれば、中炭素
鋼であってもＣが０．５ 重量％まででは何の不都合も
生じることなく焼入れできることを見出し、本発明を完
成した。各要件の範囲を限定した理由は次の通りである
。
に非同心コイル状態で冷却する構成を採用すると共に、
線材の走行速度や冷却速度を適切に設定すれば、中炭素
鋼であってもＣが０．５ 重量％まででは何の不都合も
生じることなく焼入れできることを見出し、本発明を完
成した。各要件の範囲を限定した理由は次の通りである
。
【００１１】Ｃ：０．３５〜０．５ 重量％焼入れ後の
強度を確保するには線材のＣは０．３５重量％以上含有
させる必要がある。しかしながらＣを０．５ 重量％を
超えて含有させると、長時間で水焼入れした場合に焼割
れが発生する。従って本発明は線材のＣ含有量を０．３
５〜０．５ 重量％とした。
強度を確保するには線材のＣは０．３５重量％以上含有
させる必要がある。しかしながらＣを０．５ 重量％を
超えて含有させると、長時間で水焼入れした場合に焼割
れが発生する。従って本発明は線材のＣ含有量を０．３
５〜０．５ 重量％とした。
【００１２】線材の直径：５．５ 〜２０ｍｍφ焼入れ
時の線材直径をあまり大きくすることは、質量効果によ
って焼入れ性が低下することとなり好ましくない。そこ
で本発明では線材径の上限を２０ｍｍφとした。 これに対し線材の直径が５．５ ｍｍφ未満では靭性が
低下する。従って本発明では線材の直径を５．５ 〜２
０ｍｍφと規定した。
時の線材直径をあまり大きくすることは、質量効果によ
って焼入れ性が低下することとなり好ましくない。そこ
で本発明では線材径の上限を２０ｍｍφとした。 これに対し線材の直径が５．５ ｍｍφ未満では靭性が
低下する。従って本発明では線材の直径を５．５ 〜２
０ｍｍφと規定した。
【００１３】冷却速度：１００℃／秒以上１００℃／秒
未満の冷却速度ではマルテンサイトを中心とした焼入れ
組織が得られない。例えば下記表１は８００℃の熱間圧
延線材（Ｓ４５Ｃ：０．４６Ｃ−０．１８Ｓｉ−０．７
２Ｍｎ−０．１４Ｃｒ，１５ｍｍφ）を色々な冷却速度
で３００℃まで冷却したときの組織を示したものである
が、この結果から明らかな様に、マルテンサイトを主体
とした焼入れ組織を得る為には、冷却速度を１００℃／
秒以上とする必要がある。
未満の冷却速度ではマルテンサイトを中心とした焼入れ
組織が得られない。例えば下記表１は８００℃の熱間圧
延線材（Ｓ４５Ｃ：０．４６Ｃ−０．１８Ｓｉ−０．７
２Ｍｎ−０．１４Ｃｒ，１５ｍｍφ）を色々な冷却速度
で３００℃まで冷却したときの組織を示したものである
が、この結果から明らかな様に、マルテンサイトを主体
とした焼入れ組織を得る為には、冷却速度を１００℃／
秒以上とする必要がある。
【００１４】
【表１】
【００１５】尚冷却時間については、焼入れ組織が得ら
れる程度であれば良く特に限定するものではないが、非
同心コイル状線材をコンベア上で連続的に冷却する為、
あまり長い冷却時間をかけることは生産性を低下し、イ
ンラインで焼入れする効果が少なくなる。また冷却能力
が大きな装置であれば、６秒程度であっても十分な焼入
れができる。この様な観点からすれば冷却時間は６〜１
５秒程度が好ましい。
れる程度であれば良く特に限定するものではないが、非
同心コイル状線材をコンベア上で連続的に冷却する為、
あまり長い冷却時間をかけることは生産性を低下し、イ
ンラインで焼入れする効果が少なくなる。また冷却能力
が大きな装置であれば、６秒程度であっても十分な焼入
れができる。この様な観点からすれば冷却時間は６〜１
５秒程度が好ましい。
【００１６】図１は色々な径（ｄで示す）の中炭素鋼に
おける冷却時間とマルテンサイト発生率との関係の一例
を示すグラフであり、図中ハッチングで示した領域は焼
入れ線材として使用可能なマルテンサイト組織が主体と
なる部分を示したものである。尚このときの使用水量は
７００ｍ３／時間であり、冷却速度は１００℃／秒以上
である。この図から明らかな様に、冷却能力が高ければ
６〜１５秒程度の冷却で十分マルテンサイト主体の線材
が得られていることが分かる。
おける冷却時間とマルテンサイト発生率との関係の一例
を示すグラフであり、図中ハッチングで示した領域は焼
入れ線材として使用可能なマルテンサイト組織が主体と
なる部分を示したものである。尚このときの使用水量は
７００ｍ３／時間であり、冷却速度は１００℃／秒以上
である。この図から明らかな様に、冷却能力が高ければ
６〜１５秒程度の冷却で十分マルテンサイト主体の線材
が得られていることが分かる。
【００１７】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は一具体例を示すものであり本発
明を限定するものではない。
明するが、下記実施例は一具体例を示すものであり本発
明を限定するものではない。
【００１８】
【実施例】下記表２に示す成分組成の供試鋼を用い、下
記圧延条件および冷却条件で焼入れを行なったところ、
中心部で９９％がマルテンサイトとなっていた。尚この
ときの線材径ｄは１２ｍｍφである。
記圧延条件および冷却条件で焼入れを行なったところ、
中心部で９９％がマルテンサイトとなっていた。尚この
ときの線材径ｄは１２ｍｍφである。
【００１９】
【表２】
【００２０】＜圧延条件＞
加熱温度 ：１０００℃仕
上ミル出口温度 ：１０００℃レイングヘッ
ド出側温度： ９５０℃
上ミル出口温度 ：１０００℃レイングヘッ
ド出側温度： ９５０℃
【００２１】＜冷却速度＞
水冷装置入側温度：８００℃
水冷装置出側温度：１００℃
冷却胴長さ ：５ｍ
水量 ：７００ｍ３／時間冷却
時間 ：１２秒 冷却速度 ：２００℃／秒
時間 ：１２秒 冷却速度 ：２００℃／秒
【００２２】
次に、得られた供試鋼を様々な温度で焼もどしした後の
機械的性質について調査したところ、下記表３の結果が
得られた。これらの値はＪＩＳ３号に相当する値であっ
た。
次に、得られた供試鋼を様々な温度で焼もどしした後の
機械的性質について調査したところ、下記表３の結果が
得られた。これらの値はＪＩＳ３号に相当する値であっ
た。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、Ｃを０
．３５〜０．５ 重量％を含む中炭素鋼を対象とした直
接焼入れ方法を確立でき、生産性の向上に寄与するもの
と期待される。
．３５〜０．５ 重量％を含む中炭素鋼を対象とした直
接焼入れ方法を確立でき、生産性の向上に寄与するもの
と期待される。
【図１】冷却時間とマルテンサイト発生率との関係の一
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃ：０．３５〜０．５ 重量％を含む
中炭素鋼からなる５．５ 〜２０ｍｍφの熱間圧延線材
を、熱間圧延後直ちに非同心コイル状態で１００℃／秒
以上の冷却速度で水冷することを特徴とする線材の直接
焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643491A JPH04362140A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 線材の直接焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643491A JPH04362140A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 線材の直接焼入れ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362140A true JPH04362140A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15831343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16643491A Withdrawn JPH04362140A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 線材の直接焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362140A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022006975A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-01-13 | 学校法人東海大学 | 塑性加工方法および塑性加工装置 |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP16643491A patent/JPH04362140A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022006975A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-01-13 | 学校法人東海大学 | 塑性加工方法および塑性加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |