JPH0699743B2 - 軟化棒・線材の製造方法 - Google Patents
軟化棒・線材の製造方法Info
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- JPH0699743B2 JPH0699743B2 JP448689A JP448689A JPH0699743B2 JP H0699743 B2 JPH0699743 B2 JP H0699743B2 JP 448689 A JP448689 A JP 448689A JP 448689 A JP448689 A JP 448689A JP H0699743 B2 JPH0699743 B2 JP H0699743B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軟化線材および軟化棒鋼の製造方法に関す
る。
る。
［従来の技術］ 周知のように、冷間鍛造される線材や棒鋼のうち、硬質
で成形性の悪いものは、予めその硬さを下げ、変形能を
向上させるために、球状化焼鈍が施されるのが一般的で
ある。この焼鈍は通常、A1点以上の温度における非常に
長時間の処理になるので、酸化性ガスによる鋼表面の脱
炭を防ぐため、雰囲気ガスとしてCOやH2を含む還元性ガ
スが使用されている。しかし、鋼表面にスケールが存在
すると還元性ガスとスケールとが反応して酸化性ガスが
発生し、酸化性ガス濃度の増大により却って脱炭が促進
される。このため従来法による線材や棒鋼の球状化焼鈍
前には、酸洗による化学的スケール除去工程が必須であ
る。
で成形性の悪いものは、予めその硬さを下げ、変形能を
向上させるために、球状化焼鈍が施されるのが一般的で
ある。この焼鈍は通常、A1点以上の温度における非常に
長時間の処理になるので、酸化性ガスによる鋼表面の脱
炭を防ぐため、雰囲気ガスとしてCOやH2を含む還元性ガ
スが使用されている。しかし、鋼表面にスケールが存在
すると還元性ガスとスケールとが反応して酸化性ガスが
発生し、酸化性ガス濃度の増大により却って脱炭が促進
される。このため従来法による線材や棒鋼の球状化焼鈍
前には、酸洗による化学的スケール除去工程が必須であ
る。
これに対して、特公昭59−18447号公報では、このスケ
ール除去工程を省略して、線材表面にスケールを付着さ
せたままで、かつ高価な還元性ガスではなく、N2などの
安価な不活性ガスで球状化焼鈍を行うという方法が開示
されている。この方法では、線材を熱延後850℃以上の
温度で巻取り、８秒以上経過させた後、４℃／秒以上の
速度で冷却して、鋼材表面に８μ以上のスケールを形成
させ、かつその内部を急冷組織（ソルバイト、ベイナイ
ト、マルテンサイト）にするという方法を採っている。
ール除去工程を省略して、線材表面にスケールを付着さ
せたままで、かつ高価な還元性ガスではなく、N2などの
安価な不活性ガスで球状化焼鈍を行うという方法が開示
されている。この方法では、線材を熱延後850℃以上の
温度で巻取り、８秒以上経過させた後、４℃／秒以上の
速度で冷却して、鋼材表面に８μ以上のスケールを形成
させ、かつその内部を急冷組織（ソルバイト、ベイナイ
ト、マルテンサイト）にするという方法を採っている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記方法によれば、圧延後の線材組織が
ベイナイト、マルテンサイトなどの急冷組織となるた
め、圧延後のハンドリング時に折損や置き割れが生じる
恐れがある。さらに、これに球状化焼鈍を施した場合、
炭化物がきわめて細かくなるため、冷間加工性は優れる
ものの硬度が高く、冷間鍛造時の型寿命が短くなるとい
う欠点がある。
ベイナイト、マルテンサイトなどの急冷組織となるた
め、圧延後のハンドリング時に折損や置き割れが生じる
恐れがある。さらに、これに球状化焼鈍を施した場合、
炭化物がきわめて細かくなるため、冷間加工性は優れる
ものの硬度が高く、冷間鍛造時の型寿命が短くなるとい
う欠点がある。
そこで本発明の主目的は、上記スケール除去工程を要せ
ず、安価な不活性ガス中で焼鈍しても脱炭しないことは
勿論、圧延後に折損や置き割れも発生せず、焼鈍後の硬
さも適度に低下して、冷間鍛造時の型寿命を延ばすこと
ができる軟化線材等の製造方法を提供することにある。
ず、安価な不活性ガス中で焼鈍しても脱炭しないことは
勿論、圧延後に折損や置き割れも発生せず、焼鈍後の硬
さも適度に低下して、冷間鍛造時の型寿命を延ばすこと
ができる軟化線材等の製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明は、1.5％以下のＣを
含有する鋼材を熱間圧延するに際し、仕上圧延終了温度
が850℃以下になるように制御しながら仕上圧延し、終
了後、0.5℃／秒以上、４℃／秒未満の冷却速度で500℃
まで冷却し、次いで室温まで冷却した後、製品表面のス
ケールを付着させたまま、不活性ガスを90％以上含有す
る雰囲気中で、球状化焼鈍を施すことを特徴とするもの
である。
含有する鋼材を熱間圧延するに際し、仕上圧延終了温度
が850℃以下になるように制御しながら仕上圧延し、終
了後、0.5℃／秒以上、４℃／秒未満の冷却速度で500℃
まで冷却し、次いで室温まで冷却した後、製品表面のス
ケールを付着させたまま、不活性ガスを90％以上含有す
る雰囲気中で、球状化焼鈍を施すことを特徴とするもの
である。
［作 用］ 本発明では、上記のように仕上圧延での温度制御を行
い、かつその後の冷却速度を所定範囲内としているか
ら、圧延後の鋼組織を、ソルバイト、ベイナイト、マル
テンサイト等の急冷組織ではなく、フェライト・パーラ
イトまたはフェライト・パーライト・球状セメンタイト
の混合組織とすることができ、焼鈍後の硬さを適度に低
下できるため、圧延後の折損等を防ぐことができ、さら
に冷間鍛造時の型寿命を延長できる。
い、かつその後の冷却速度を所定範囲内としているか
ら、圧延後の鋼組織を、ソルバイト、ベイナイト、マル
テンサイト等の急冷組織ではなく、フェライト・パーラ
イトまたはフェライト・パーライト・球状セメンタイト
の混合組織とすることができ、焼鈍後の硬さを適度に低
下できるため、圧延後の折損等を防ぐことができ、さら
に冷間鍛造時の型寿命を延長できる。
また本発明では、スケールの組織と厚さを所定範囲に調
整することができるため、焼鈍時における脱炭を効果的
に防止できる。
整することができるため、焼鈍時における脱炭を効果的
に防止できる。
本発明では、焼鈍時に高価な還元性ガスを使用しなくて
すみ、それだけ製造コストが低下する。
すみ、それだけ製造コストが低下する。
また本発明では、スケールを付着したままで焼鈍できる
から、脱炭スケール工程を省略でき、工程の簡素化が図
れる。
から、脱炭スケール工程を省略でき、工程の簡素化が図
れる。
［発明の具体的構成］ 次に、本発明における各数値の限定理由について詳説す
る。まず鋼に含有するＣ量を1.5％以下に限定したの
は、一般に鋼に網目状に析出するいわゆる初析セメンタ
イトが存在すると、冷間鍛造時にこの初析セメンタイト
を起点として表面割れが発生するが、Ｃ量が1.5％を超
えると、いかなる条件で圧延・冷却しても上記初析セメ
ンタイトの生成を防止することは不可能であり、またそ
の後の焼鈍によってもこれを消滅せしめることは不可能
であるからである。
る。まず鋼に含有するＣ量を1.5％以下に限定したの
は、一般に鋼に網目状に析出するいわゆる初析セメンタ
イトが存在すると、冷間鍛造時にこの初析セメンタイト
を起点として表面割れが発生するが、Ｃ量が1.5％を超
えると、いかなる条件で圧延・冷却しても上記初析セメ
ンタイトの生成を防止することは不可能であり、またそ
の後の焼鈍によってもこれを消滅せしめることは不可能
であるからである。
次に、仕上圧延終了温度を850℃以下に制御するのは、
次の二つの理由による。第１は、第１図に示すように、
850℃以下にすると、製品の表面スケールの組成が、次
工程の不活性ガス中での球状化焼鈍における脱炭を防止
するのに有効なFe2O3、Fe3O4（特に、Fe3O4）の割合の
大きい組成になるためである。その第２は、仕上圧延終
了温度が850℃を超えると、スケール厚さが厚くなり、
圧延後のハンドリング中にスケールが剥離しやすくな
り、剥離した部分については、不活性ガス雰囲気中での
球状化焼鈍時に脱炭が進行してしまうからである。
次の二つの理由による。第１は、第１図に示すように、
850℃以下にすると、製品の表面スケールの組成が、次
工程の不活性ガス中での球状化焼鈍における脱炭を防止
するのに有効なFe2O3、Fe3O4（特に、Fe3O4）の割合の
大きい組成になるためである。その第２は、仕上圧延終
了温度が850℃を超えると、スケール厚さが厚くなり、
圧延後のハンドリング中にスケールが剥離しやすくな
り、剥離した部分については、不活性ガス雰囲気中での
球状化焼鈍時に脱炭が進行してしまうからである。
また、第２図に示すように、スケール剥離はその厚さが
20μｍを超えると急激に起こりやすくなるが、第３図に
示すように、仕上圧延終了温度を850℃以下にした場
合、その後の冷却速度を０、５℃／秒以上にする限り、
スケール厚さは20μｍ以下になるので、仕上圧延終了後
の冷却速度は0.5℃／秒以上とした。また、冷却範囲を5
00℃までとしたのは、500℃以下ではスケール厚さ、組
成にほとんど変化が生じないためである。また、冷却速
度を４℃／秒未満にしたのは、冷却速度が４℃／秒より
大きくなると、製品の組織がベイナイトやマルテンサイ
トなどの急冷組織となり、圧延後、球状化焼鈍実施まで
に置き割れやハンドリング中の折損が生じる可能性が大
きく、さらには、すでに述べたように、球状化焼鈍を施
しても硬さが高いためである。一方、４℃／秒未満にし
た場合には、製品の組織が急冷組織にならず、上記のよ
な問題が生じない。以上のことから、仕上圧延後の冷却
速度を0.5℃／秒以上、４℃／秒未満とした。
20μｍを超えると急激に起こりやすくなるが、第３図に
示すように、仕上圧延終了温度を850℃以下にした場
合、その後の冷却速度を０、５℃／秒以上にする限り、
スケール厚さは20μｍ以下になるので、仕上圧延終了後
の冷却速度は0.5℃／秒以上とした。また、冷却範囲を5
00℃までとしたのは、500℃以下ではスケール厚さ、組
成にほとんど変化が生じないためである。また、冷却速
度を４℃／秒未満にしたのは、冷却速度が４℃／秒より
大きくなると、製品の組織がベイナイトやマルテンサイ
トなどの急冷組織となり、圧延後、球状化焼鈍実施まで
に置き割れやハンドリング中の折損が生じる可能性が大
きく、さらには、すでに述べたように、球状化焼鈍を施
しても硬さが高いためである。一方、４℃／秒未満にし
た場合には、製品の組織が急冷組織にならず、上記のよ
な問題が生じない。以上のことから、仕上圧延後の冷却
速度を0.5℃／秒以上、４℃／秒未満とした。
次に、上記方法で圧延した線材および棒鋼を、その表面
にスケールを付着させたまま、90％以上の不活性ガスを
含有する雰囲気内で球状化焼鈍を施す理由について説明
する。
にスケールを付着させたまま、90％以上の不活性ガスを
含有する雰囲気内で球状化焼鈍を施す理由について説明
する。
第４図に示すように、上記線材および棒鋼をその表面に
スケールを付着させたまま焼鈍すると、焼鈍雰囲気中の
不活性ガス（N2等）の含有率が90％より低くなると急激
に表層部の脱炭が進行するため、90％以上の不活性ガス
を含有する雰囲気中で焼鈍することを規定した。この場
合、不活性ガスとしては、N2等の安価な不活性ガスを使
用でき、高価な還元性ガスを使用する必要がない。
スケールを付着させたまま焼鈍すると、焼鈍雰囲気中の
不活性ガス（N2等）の含有率が90％より低くなると急激
に表層部の脱炭が進行するため、90％以上の不活性ガス
を含有する雰囲気中で焼鈍することを規定した。この場
合、不活性ガスとしては、N2等の安価な不活性ガスを使
用でき、高価な還元性ガスを使用する必要がない。
なお、上記説明において参照した第１図〜第４図で採用
した具体的条件等について付言すると、第１図は、SCM4
35、18φmmの線材を製造した場合の仕上圧延温度と圧延
後のスケール中に含まれるFe3O4およびFe2O3の組成比率
を示したものである。圧延後の冷却速度は２℃／秒であ
る。
した具体的条件等について付言すると、第１図は、SCM4
35、18φmmの線材を製造した場合の仕上圧延温度と圧延
後のスケール中に含まれるFe3O4およびFe2O3の組成比率
を示したものである。圧延後の冷却速度は２℃／秒であ
る。
第２図は、種々の厚さのスケールを有するSCM435、18mm
φの線材を軸方向に引っ張り、２％の塑性変形を与えた
場合のスケール厚さとスケール剥離率（重量％）を示し
たものである。
φの線材を軸方向に引っ張り、２％の塑性変形を与えた
場合のスケール厚さとスケール剥離率（重量％）を示し
たものである。
第３図は、SCM435、18mmφの線材を製造した場合の仕上
圧延終了温度と圧延後のスケール厚さの関係を仕上圧延
後の冷却速度ごとに示したものである。
圧延終了温度と圧延後のスケール厚さの関係を仕上圧延
後の冷却速度ごとに示したものである。
第４図は、スケール厚さが14μｍのSCM435、18mmφ線材
に第５図に示すヒートパターンの焼鈍を施した場合の球
状化焼鈍雰囲気中のN2含有率（体積％）と焼鈍後の表面
脱炭層深さの関係を示したものである。
に第５図に示すヒートパターンの焼鈍を施した場合の球
状化焼鈍雰囲気中のN2含有率（体積％）と焼鈍後の表面
脱炭層深さの関係を示したものである。
なお、上記第１図〜第４図において使用した鋼種は、い
ずれもSCM435であるが、他の鋼種についても本発明を適
用しうる。
ずれもSCM435であるが、他の鋼種についても本発明を適
用しうる。
［実施例］ 次に実施例を説明する。
S45C、SCM435、SUJ2の２トン鋼片をそれぞれ仕上圧延終
了温度、仕上圧延後の冷却速度を変化させて18mmφ線材
に製造した。線材製造後、その組織を観察するととも
に、これら線材を500mm長さに切断して1000本のサンプ
ルを作成し、７日間放置して置き割れの発生率を確認し
た。次に残りの線材を表面スケールが残存したままの状
態で、S45Cについては、第６図のヒートパターンで、SC
M435については第５図のヒートパターンで、SUJ2につい
ては第７図のヒートパターンで球状化焼鈍を施した。球
状化焼鈍雰囲気中のN2含有量はいずれも97％である。
了温度、仕上圧延後の冷却速度を変化させて18mmφ線材
に製造した。線材製造後、その組織を観察するととも
に、これら線材を500mm長さに切断して1000本のサンプ
ルを作成し、７日間放置して置き割れの発生率を確認し
た。次に残りの線材を表面スケールが残存したままの状
態で、S45Cについては、第６図のヒートパターンで、SC
M435については第５図のヒートパターンで、SUJ2につい
ては第７図のヒートパターンで球状化焼鈍を施した。球
状化焼鈍雰囲気中のN2含有量はいずれも97％である。
球状化焼鈍後、それぞれの硬さおよび表面脱炭層深さを
測定した。結果を第１表に示す。
測定した。結果を第１表に示す。
第１表において、No.1〜６、11〜16、21〜26は本発明法
にしたがって製造した線材であり、No.7〜10、17〜20、
27〜30は本発明以外の方法で製造した線材である。な
お、これらの線材巻取温度はそれぞれの仕上圧延終了温
度以上でかつ仕上圧延終了温度−20℃以下の範囲に入っ
ている。
にしたがって製造した線材であり、No.7〜10、17〜20、
27〜30は本発明以外の方法で製造した線材である。な
お、これらの線材巻取温度はそれぞれの仕上圧延終了温
度以上でかつ仕上圧延終了温度−20℃以下の範囲に入っ
ている。
第１表から明らかなように、本発明範囲内の条件で製造
した線材は、仕上圧延・冷却後の組織がいずれも急冷組
織（ベイナイト、マルテンサイト）にはなっておらず、
球状化焼鈍前の置き割れ発生率はいずれも０％であり、
球状化焼鈍後の表面脱炭層深さはいずれも0.10μｍ以下
で、かつ硬さも十分低い。
した線材は、仕上圧延・冷却後の組織がいずれも急冷組
織（ベイナイト、マルテンサイト）にはなっておらず、
球状化焼鈍前の置き割れ発生率はいずれも０％であり、
球状化焼鈍後の表面脱炭層深さはいずれも0.10μｍ以下
で、かつ硬さも十分低い。
これに対し、比較例における線材は、球状化焼鈍前の置
き割れ発生率、球状化焼鈍後の表面脱炭層深さ、硬さの
いずれかが劣っている。
き割れ発生率、球状化焼鈍後の表面脱炭層深さ、硬さの
いずれかが劣っている。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、スケール除去工程を要せ
ず、安価な不活性ガス中で焼鈍しても脱炭せず、圧延後
に折損や置き割れも発生せず、焼鈍後の硬さも十分低下
して、冷間鍛造時の型寿命を延ばすことができる軟化棒
・線材の製造方法を提供できる。
ず、安価な不活性ガス中で焼鈍しても脱炭せず、圧延後
に折損や置き割れも発生せず、焼鈍後の硬さも十分低下
して、冷間鍛造時の型寿命を延ばすことができる軟化棒
・線材の製造方法を提供できる。
第１図は仕上圧延終了温度とスケール組成との関係を示
す図、第２図はスケール厚さとスケール剥離率との関係
を示す図、第３図は仕上圧延終了温度とスケール厚さと
の関係を示す図、第４図はN2ガス含有率と表面脱炭層深
さとの関係を示す図、第５図〜第７図は各種ヒートパタ
ーンを示す図である。
す図、第２図はスケール厚さとスケール剥離率との関係
を示す図、第３図は仕上圧延終了温度とスケール厚さと
の関係を示す図、第４図はN2ガス含有率と表面脱炭層深
さとの関係を示す図、第５図〜第７図は各種ヒートパタ
ーンを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】1.5％以下のＣを含有する鋼材を熱間圧延
するに際し、仕上圧延終了温度が850℃以下になるよう
に制御しながら仕上圧延し、終了後、0.5℃／秒以上、
４℃／秒未満の冷却速度で500℃まで冷却し、次いで室
温まで冷却した後、製品表面のスケールを付着させたま
ま、不活性ガスを90％以上含有する雰囲気中で、球状化
焼鈍を施すことを特徴とする軟化棒・線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP448689A JPH0699743B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP448689A JPH0699743B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185917A JPH02185917A (ja) | 1990-07-20 |
| JPH0699743B2 true JPH0699743B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=11585425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP448689A Expired - Lifetime JPH0699743B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699743B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103014261B (zh) * | 2012-11-27 | 2015-04-08 | 大连经济技术开发区圣洁真空技术开发有限公司 | 一种链板球化退火工艺 |
| JP6479538B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2019-03-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 機械構造部品用鋼線 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP448689A patent/JPH0699743B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02185917A (ja) | 1990-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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