JPH057912A

JPH057912A - 焼鈍省略可能なばね鋼線材の製造方法

Info

Publication number: JPH057912A
Application number: JP18513591A
Authority: JP
Inventors: Manabu Watanabe; 学渡辺; Shigehiro Wakikado; 恵洋脇門
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【構成】重量比にしてC:0.40〜0.80% 、Si:0.15 〜2.
50% 、Mn:0.50 〜1.50%を含有し、さらに必要に応じて
Mo:0.05 〜0.50% 、Nb:0.01 〜0.50% 、V:0.03〜0.50
% のうち１種または２種以上、Cr:0.10 〜1.20% 、B:
0.0005〜0.0100%のうち１種または２種、Al:0.02 〜
0.10% 、Zr:0.02 〜0.10% 、Ti:0.02 〜0.10% のうち１
種または２種以上、Te:0.16%以下、S:0.04% 以下のう
ち１種または２種の〜を含有し、残部がFe及び不純
物元素からなる鋼を使用して熱間圧延により線材を製造
するに際し、仕上圧延終了直後の搬送中の線材リングの
ピッチをリング径の1/10以下とにしたことを特徴とする
焼鈍省略可能なばね鋼線材の製造方法。【効果】線材圧延直後の線材の搬送速度を遅くして搬
送時の線材の重なり具合を密とすることによって圧延直
後の冷却速度を遅くすることにより、線材の生産速度を
変更することなく圧延硬さを低減することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼鈍処理することなし
に低い硬さが得られ、圧延ままの状態で皮削り可能な線
材の提供を可能とする、焼鈍省略可能なばね鋼線材の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にばね鋼線材は、熱間圧延後ばね形
状に成形する前に、線材の製造過程で生じた表面疵、脱
炭等を取り除くために皮削りが実施される。皮削りは最
低でも１本のバイトで線材コイル１束（通常１〜２ton
程度）を削ることが可能でなければならず、もし不可能
な場合には皮削りの途中でバイトを交換するために機械
を止めなければならなくなる。従って、従来圧延硬さが
高くなりすぎて被削性が悪い鋼種については、圧延後焼
鈍処理を施した後、皮削りを実施している。

【０００３】特に、耐へたり性向上のためにNb、V 、Mo
が含有された鋼や、太物のばね鋼に適用するため、焼入
性向上元素であるCr、B が含有された鋼は圧延硬さが高
くなりやすく、被削性が悪いため焼鈍なしに皮削りする
ことは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決し、Nb、V 、Mo、Cr、B が添加された鋼を製造した場
合においても圧延ままの状態で低い硬さが得られ、皮削
りが容易である焼鈍省略可能なばね鋼線材の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ばね鋼を含
め、鋼材は冷却速度の速いほど硬さが高くなることに着
目し、、生産性に大きな影響がなく容易に冷却速度を変
化でき、かつ硬さの低下に効果の大きい製造条件がない
か検討した。そして、圧延直後において製造された線材
リングが一定のピッチでずれた状態で重なりながら搬送
され、そのピッチによって搬送中の冷却速度が変化する
ことに注目し、該ピッチを短くすることによって、具体
的には圧延速度を変化させず搬送用コンベアの速度を遅
くして圧延後の冷却速度を遅くすることにより、大きな
硬さ低減効果が得られることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００６】前記検討の結果得られた本発明の製造方法
は、重量比にしてC:0.40〜0.80% 、Si:0.15 〜2.50% 、
Mn:0.50 〜1.50% を必須成分として含有し、さらに必要
があれば選択成分としてMo:0.05 〜0.50% 、Nb:0.01 〜
0.50% 、V:0.03〜0.50% のうち１種または２種以上、A
l:0.02 〜0.10% 、Zr:0.02〜0.10% 、Ti:0.02 〜0.10%
のうち１種または２種以上、Cr:0.10 〜1.20% 、B:0.00
05〜0.0100% 以上のうち１種または２種、Te:0.16%以
下、S:0.04% 以下のうち１種または２種のうち少なくと
も一つを含有し、残部がFe及び不純物元素からなる鋼を
使用して熱間圧延により線材を製造するに際し、仕上圧
延終了直後の線材搬送時に、搬送中の線材リングのピッ
チがリング径の1/10以下となるようにしたことを特徴と
するものである。

【０００７】なお、本発明は圧延速度を変化させずに実
施可能な方法であるので、生産性に全く影響を及ぼすこ
となく従来の方法による線材より圧延硬さを低く抑える
ことができる。

【０００８】次に、本発明のばね鋼線材の製造方法の成
分組成および製造条件限定理由を以下に説明する。

【０００９】C:0.40〜0.80% C は、ばね製造時の熱処理によって高い強度を得るため
に必要不可欠な元素であり、0.40% 以上の含有が必要で
ある。しかし、多量に含有させると靱性が低下するの
で、上限を0.80% とした。

【００１０】Si:0.15 〜2.50% Siは強力な脱酸材としての効果のある元素であり、かつ
本発明により製造した線材を懸架用コイルばねとして使
用する場合には、コイルばねの耐へたり性を向上させる
のに有効な元素である。前記効果を得るためには0.15%
以上の含有が必要である。しかし、多量に含有させる
と、靱性が劣化するとともに脱炭しやすくなるので、上
限を2.50% とした。

【００１１】Mn:0.50 〜1.50% Mnは、必要な焼入性を得るために添加される元素であ
り、 0.50%以上含有させることが必要である。しかし、
過剰に添加すると靱性が劣化するので、上限を 1.50%と
した。

【００１２】Mo:0.05 〜0.50% 、 Nb:0.01〜0.50% 、V:
0.03〜0.50% のうち１種または２種以上 Mo、Nb、V は熱間圧延し焼入焼もどし後に微細な炭窒化
物として存在し、自動車等の懸架用コイルばねとして使
用した場合には、耐へたり性を向上させて使用中のばね
高さの減少を防止する効果のある元素である。前記効果
を得るためには、Moは0.05% 、Nbは0.01% 、V は0.03%
以上の含有が必要である。しかし、多量に含有させても
効果が飽和し、かつコスト高となるので、上限を各々0.
50% とした。

【００１３】Cr:0.10 〜1.20% 、B:0.0005〜0.0100% の
うち１種または２種 Cr、B は焼入性を向上させる効果のある元素であり、太
物のばね線材を製造する場合には、ばねメーカにおける
熱処理時の十分な焼入性を確保するため、必要量添加さ
れる。また、Crは脱炭を防止する効果もある。前記効果
を得るためにはCrは0.10% 以上、B は0.0005% 以上含有
させる必要がある。しかし、多量に含有させると靱性が
劣化するので上限をCrは1.20% 、B は0.0100% とした。

【００１４】Al:0.02 〜0.10% 、Zr:0.02 〜0.10% 、T
i:0.02 〜0.10% のうち１種または２種以上 Al、Zr、Tiは結晶粒を微細にし、優れた靱性の付与と耐
へたり性の向上に効果のある元素である。前記効果を得
るためには各々0.02%以上含有させることが必要であ
る。しかし、多量に含有させても前記効果が飽和するの
で、上限を各々0.10% とした。

【００１５】Te:0.16%以下、S:0.4%以下のうち１種また
は２種 Te、S は被削性を改善して線材製造後の皮削りを容易に
する効果のある元素であり、特にTe、S を複合添加した
場合にその効果が大きい。しかし、多量に含有させると
熱間加工性が低下して圧延時に割れが発生しやすくなる
ので、上限をTeは0.16% 、S は0.4%とした。

【００１６】本発明の製造条件として、搬送中の線材リ
ングのピッチをリング径の1/10以下に限定したのは、ピ
ッチを小さくする方が冷却速度が遅くなり、圧延硬さを
低くでき、1/10を越えるピッチではその効果が十分に得
られないからである。

【００１７】

【実施例】次に本発明の特徴を比較例と比較して実施例
でもって明らかにする。表１に実施例で使用した供試材
の化学成分を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１において、１〜６鋼は本発明対象鋼で
あり、１鋼は第１発明の対象鋼、２〜６鋼は第２発明の
対象鋼に相当する。

【００２０】実施例として使用した供試材は、電気炉に
より溶解して表１に示す成分に調整し、分塊圧延により
鋼片を製造した。その鋼片を加熱して1000℃で抽出し、
すぐに圧延して後述する線径の線材を製造した。線材を
製造する際には、従来条件に対し圧延速度を変化せず、
圧延直後の搬送用コンベア速度を調整し、線材リングの
重なり具合のみを変化させた。そして、製造した線材か
ら一部分を試験片として採取し、常温に冷却後に硬さを
測定して本発明の効果を評価した。なお、後述する実施
例において、鋼種により線径が異なっているのは、各鋼
種毎に適切な線径があり、ユーザーが実際に使用する線
径が異なるからである。表２に硬さ測定結果を示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２において、試験No.1〜12は本発明に該
当する実施例であり、１〜２は第１発明、３〜12は第２
発明に該当する実施例である。また、13〜18は線材リン
グのピッチが本発明の条件を満足しない比較例である。

【００２３】表２から明らかなように、ばね鋼線材の製
造に際し、線材圧延直後の搬送速度を遅くすることによ
り搬送中の線材リングのピッチを短くして重なり具合を
より密にすることにより、圧延後の硬さを下げることが
可能であることが明らかとなった。具体的には、本実施
例に示すように線材リングのピッチをリング径の0.20倍
程度から0.05倍と短くすることにより、Hvで30程度硬さ
を低減できることが確認できた。前述した本発明の方法
に基づき圧延硬さを低減した線材の表面の皮削りを実施
した結果、全ての鋼種について、途中でバイトを交換す
ることなく、最後まで皮削りを実施することができた。

【００２４】

【発明の効果】本発明のばね鋼線材の製造方法は、圧延
直後の搬送時の速度を遅くして、線材リングの重なり具
合が従来に比べ密となるような状態で製造することによ
り、生産性に何ら影響を及ぼすことなく圧延硬さを低減
することができた。よって、従来一部で行っていた圧延
後の焼鈍や、皮削り途中のバイトの交換を必要とせず、
ばね鋼線材の低コストでの製造を可能とするものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比にしてC:0.40〜0.80% 、Si:0.15
〜2.50% 、Mn:0.50〜1.50% を含有し、残部がFe及び不
純物元素からなる鋼を使用して熱間圧延により線材を製
造するに際し、仕上圧延終了直後の線材搬送時に、搬送
中の線材リングのピッチがリング径の1/10以下となるよ
うにしたことを特徴とする焼鈍省略可能なばね鋼線材の
製造方法。
【請求項２】重量比にしてC:0.40〜0.80% 、Si:0.15
〜2.50% 、Mn:0.50〜1.50% を含有し、さらに選択添加
成分をとしてMo:0.05 〜0.50% 、Nb:0.01〜0.50% 、
V:0.03〜0.50% のうち１種または２種以上、としてC
r:0.10 〜1.20% 、B:0.0005〜0.0100% 以上のうち１種
または２種、としてAl:0.02 〜0.10%、Zr:0.02 〜0.1
0% 、Ti:0.02 〜0.10% のうち１種または２種以上、
としてTe:0.16%以下、S:0.04% 以下のうち１種または２
種とし、前記〜のうち少なくとも一つを含有し、残
部がFe及び不純物元素からなる鋼を使用して熱間圧延に
より線材を製造するに際し、仕上圧延終了直後の線材搬
送時に、搬送用コンベアの速度を遅くして、搬送中の線
材リングのピッチがリング径の1/10以下となるようにし
たことを特徴とする焼鈍省略可能なばね鋼線材の製造方
法。