JPS6115930B2 - - Google Patents
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- JPS6115930B2 JPS6115930B2 JP9665980A JP9665980A JPS6115930B2 JP S6115930 B2 JPS6115930 B2 JP S6115930B2 JP 9665980 A JP9665980 A JP 9665980A JP 9665980 A JP9665980 A JP 9665980A JP S6115930 B2 JPS6115930 B2 JP S6115930B2
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- Japan
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- steel wire
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- spheroidization
- steel
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Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は棒鋼線材の球状化方法に関し、さらに
詳しくは、棒鋼線材に均一な球状化組織を短時間
の熱処理によつて得ることのできる棒鋼線材の球
状化処理法に関するものである。 従来より棒鋼線材を熱処理することによつて棒
鋼の組織を球状化して比較的硬度の低い、かつ靫
性を有する棒鋼線材とすることが行なわれてきて
いる。 しかしながら、従来より使用されてきている熱
処理炉でコイル状のままの棒鋼線材をバツチ処理
するものでは、熱処理炉の内部温度のばらつきや
コイル状の棒鋼線材のコイル内での温度のばらつ
き等のために棒鋼線材の内部組織を均一にするこ
とは困難であつたのである。そして、このために
棒鋼線材の球状化組織の充分でない或る程度悪い
部でも満足すべき品質とするために全体として過
剰品質となるよう条件を設定せざるを得なかつた
のである。また、上記のような球状化するための
棒鋼線材の熱処理には非常に時間がかかつたので
ある。 因に、上記に説明しように棒鋼線材の球状化処
理をするバツチ方式では、棒鋼線材のコイル内の
位置によつて昇温速度が異なるため加熱温度に達
するまでの時間がばらつき、かつ、長時間かか
り、加熱時間(保持時間)を一定にすることがで
きないので、反応速度の遅い温度、即ち、Ac1
点直上の温度を使用しなければならず、非常に長
時間の熱処理と厳密な温度管理を行なつているの
である。そして、このバツチ方式で生産性をあげ
るためには一度に大量のコイル状棒鋼線材を熱処
理する必要があり、そのためには大型の設備がい
るのである。 本発明は、上記に縷々説明しように、棒鋼線材
の球状化処理における欠点や問題点を解決したも
のであつて、棒鋼線材をストランド状で処理する
ことによつて均一な球状化組織が得られるととも
に、その処理時間を大幅に短縮することのできる
棒鋼線材の球状化処理法である。 すなわち本発明は、棒鋼線材をストランド状態
において球状化焼鈍するに際して、まずAc1+
30℃〜Ac1+150℃の目標加熱温度まで平均冷却
速度50℃/分以上の加熱速度で加熱し、該目標加
熱温度に5分以内保持し、その後Ar1変態点ま
で10分以内に冷却し、ついでAc1−40℃までの
温度域を平均冷却速度0.5〜5℃/分で冷却する
ことを特徴とする棒鋼線材の球状化処理法、であ
る。尚上記5分以内の保持とは保持時間0も含む
ものである。 以下本発明について更に詳細に説明する。 一般的にいう、棒鋼線材の熱処理において、パ
ーライトをAc1点以上に加熱するとセメンタイ
トの溶け込みがおこるが、完全に溶け込まない状
態でAr1点以下に冷却する。そして、Ar1点以
下に冷却すると未溶解のセメンタイトが核となつ
て球状化が起る。この場合、加熱温度が高い程セ
メンタイトの溶け込み速度が速くなるが、最高加
熱時間も短かくなるのである。 しかして、本発明に係る棒鋼線材の高速球状化
方法においては、棒鋼線材をストランド状として
処理するものであるから、ストランド状の棒鋼線
材の加熱速度、加熱温度及び加熱時間等を正確に
コントロールすることができるので、反応速度の
速い、上記したAc1点よりも相当に高い温度を
用いることができる。従つて、ストランド状の棒
鋼線材を均一な球状化組織にするのに短時間の熱
処理によつて得ることができるものである。ま
た、さらに球状化処理の時間を短縮するために、
加熱前、または、昇温途中において温間加工や冷
間加工を行なつてもよいのである。 本発明に係る棒鋼線材の球状化処理法において
は、機械構造用炭素鋼(JIS規格SC)、冷間圧造
用炭素鋼線材(JIS規格SWRCH)、クロム鋼
(JIS規格SCr)、クロムモリブテン鋼(JIS規格
SCM)、高炭素クロム軸受鋼(JIS規格SUJQ等の
各種棒鋼線材に使用できる。 この各種棒鋼線材への適用に当つては、特に目
標加熱温度について本発明の範囲において好適範
囲が存在する。すなわち機械構造用炭素鋼、冷間
圧造用炭素鋼等のC 0.18〜0.58%、Si 0.35%以
下、Mn 0.3〜1.65%を含有する炭素鋼(Cr 0.3
%以下含有する場合あり)においては、目標加熱
温度をAc1+30℃〜Ac1+50℃とするのが望ま
しく、クロム鋼、クロム−モリブデン鋼等のC
0.18〜0.48%、Si 0.35%以下、Mn 0.6〜1%、
Cr 0.9〜1.5%、及び必要に応じてMo 0.45%以下
を含有する合金鋼においては、目標加熱温度をA
c1+40℃〜Ac1+80℃とするのが望ましく、更
に高クロム軸受鋼等のC 0.95〜1.1%、Si 0.7%
以下、Mn 1.15%以下、Cr 0.9〜1.6%及び必要
に応じてMo 0.25%以下の過共析鋼においては、
目標加熱温度をAc1+60℃〜Ac1+150℃とす
るのが望ましい。 次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。
供試材としてS40C(C 0.39%、Si 0.26%、Mn
0.78%)、SWRCH41K(C 0.41%、Si 0.30%、
Mn 1.51%)、SCM440(C 0.38%、Si 0.26%、
Mn 0.73%、Cr 1.03%、Mo 0.19%)SCR440
(C 0.37%、Si 0.25%、Mn 0.73%、Cr 1.01
%)、SUJ2(C 0.99%、Si 0.25%、Mn 0.37
%、Cr 1.44%)の5種の圧延線材を用いた。 これらの供試材について第1図に示すヒートパ
ターンで球状化処理した。すなわちこれら線材を
ストランド状として、約100℃/分の加熱速度で
目標加熱温度(T1)まで加熱し、該温度に3分保
持した後、徐冷開始温度(T2)まで10分以内に冷
却し、さらに徐冷終了温度(T3)まで徐冷速度
CRで冷却し、その後空冷した。試験に用いた鋼
種、T1,T2,T3,CRの値およびその条件で得ら
れた組織の球状化率を第1表に示した。また球状
化率は70%以上で十分であるので、70%以上を合
格とし、表中に示した。 第1表において、N0.1(S40C)、N 0.5
(SWUCH41K),N 0.8(SCM440),N 0.9
(SCR440),N 0.11,12(SUJ2)の場合はT1,
T2,T3,CRがすべて上述の球状化処理条件を満
足しており、いずれも70%以上の球状化率が得ら
れている。N 0.2(S40C)の場合はT1がAc1
+70℃であつて、本鋼種のT1の上限(Ac1+50
℃)よりも高いために、炭化物の溶け込みが進行
しすぎて球状化炭化物の核がへつてしまい、冷却
中にパーライトが析出して54%という低い球状化
率しか得られていない。 また、N 0.6(SWRCH41K)の場合はT1がA
c1+10℃であり、本鋼種の下限(Ac1+30℃)
より低いためにカーバイドが十分に溶け込まず、
球状化しないために25%という低い球状化率しか
得られていない。このことからT1は各鋼種にお
ける温度範囲よりも高くても低くても球状化しな
いことがわかる。 またN 0.7の場合はT2がAr1よりも50℃も低
く徐冷を始める前にパーライトが析出してしま
い、10%という低い球状化率しか得られていな
い。 またN 0.4(S40C)の場合は徐冷終了温度が
Ar1−15℃であつて本特許において示した温度
(Ar1−40℃)より高く、カーボンが十分析出し
ないうちに徐冷をうちきつたために、その後の空
冷中にパーライトが析出し、35%という低い球状
化率しか得られていない。つまり、徐冷開始温度
(T2)はAr1、徐冷終了温度(T3)はAr1−40℃
とすることが必要であることがわかる。 またN 0.3(S40C)とN 0.10(SCR440)の
場合は、徐冷速度CRがそれぞれ20℃/分、10
℃/分と本特許の上限である5℃/分よりも速い
ために、パーライトが析出してしまい、それぞれ
21%、33%という低い球状化率しか得られていな
い。 また徐冷速度の下限である0.5℃/分は、これ
よりも遅い冷却速度を用いると球状化処理時間が
非常に長くなつてしまうので、コストの点から
0.5℃/分を徐冷速度の下限とした。 また目標加熱温度(T1)までの平均加熱速度を
遅くすると加熱中に炭化物の溶け込みが進行しす
ぎてしまい、球状化の核となる炭化物がなくなつ
てしまうので、50℃/分以上とした。また目標加
熱温度での保持時間は(△T1)を5分以内と
し、目標加熱温度(T1)から徐冷開始温度までの
冷却時間(△円T2)を10分以内としたのは、時間
を長くすると未溶解炭化物が溶け込みすぎてしま
い、球状化の核になる炭化物がなくなつてしまう
ためである。 【表】
詳しくは、棒鋼線材に均一な球状化組織を短時間
の熱処理によつて得ることのできる棒鋼線材の球
状化処理法に関するものである。 従来より棒鋼線材を熱処理することによつて棒
鋼の組織を球状化して比較的硬度の低い、かつ靫
性を有する棒鋼線材とすることが行なわれてきて
いる。 しかしながら、従来より使用されてきている熱
処理炉でコイル状のままの棒鋼線材をバツチ処理
するものでは、熱処理炉の内部温度のばらつきや
コイル状の棒鋼線材のコイル内での温度のばらつ
き等のために棒鋼線材の内部組織を均一にするこ
とは困難であつたのである。そして、このために
棒鋼線材の球状化組織の充分でない或る程度悪い
部でも満足すべき品質とするために全体として過
剰品質となるよう条件を設定せざるを得なかつた
のである。また、上記のような球状化するための
棒鋼線材の熱処理には非常に時間がかかつたので
ある。 因に、上記に説明しように棒鋼線材の球状化処
理をするバツチ方式では、棒鋼線材のコイル内の
位置によつて昇温速度が異なるため加熱温度に達
するまでの時間がばらつき、かつ、長時間かか
り、加熱時間(保持時間)を一定にすることがで
きないので、反応速度の遅い温度、即ち、Ac1
点直上の温度を使用しなければならず、非常に長
時間の熱処理と厳密な温度管理を行なつているの
である。そして、このバツチ方式で生産性をあげ
るためには一度に大量のコイル状棒鋼線材を熱処
理する必要があり、そのためには大型の設備がい
るのである。 本発明は、上記に縷々説明しように、棒鋼線材
の球状化処理における欠点や問題点を解決したも
のであつて、棒鋼線材をストランド状で処理する
ことによつて均一な球状化組織が得られるととも
に、その処理時間を大幅に短縮することのできる
棒鋼線材の球状化処理法である。 すなわち本発明は、棒鋼線材をストランド状態
において球状化焼鈍するに際して、まずAc1+
30℃〜Ac1+150℃の目標加熱温度まで平均冷却
速度50℃/分以上の加熱速度で加熱し、該目標加
熱温度に5分以内保持し、その後Ar1変態点ま
で10分以内に冷却し、ついでAc1−40℃までの
温度域を平均冷却速度0.5〜5℃/分で冷却する
ことを特徴とする棒鋼線材の球状化処理法、であ
る。尚上記5分以内の保持とは保持時間0も含む
ものである。 以下本発明について更に詳細に説明する。 一般的にいう、棒鋼線材の熱処理において、パ
ーライトをAc1点以上に加熱するとセメンタイ
トの溶け込みがおこるが、完全に溶け込まない状
態でAr1点以下に冷却する。そして、Ar1点以
下に冷却すると未溶解のセメンタイトが核となつ
て球状化が起る。この場合、加熱温度が高い程セ
メンタイトの溶け込み速度が速くなるが、最高加
熱時間も短かくなるのである。 しかして、本発明に係る棒鋼線材の高速球状化
方法においては、棒鋼線材をストランド状として
処理するものであるから、ストランド状の棒鋼線
材の加熱速度、加熱温度及び加熱時間等を正確に
コントロールすることができるので、反応速度の
速い、上記したAc1点よりも相当に高い温度を
用いることができる。従つて、ストランド状の棒
鋼線材を均一な球状化組織にするのに短時間の熱
処理によつて得ることができるものである。ま
た、さらに球状化処理の時間を短縮するために、
加熱前、または、昇温途中において温間加工や冷
間加工を行なつてもよいのである。 本発明に係る棒鋼線材の球状化処理法において
は、機械構造用炭素鋼(JIS規格SC)、冷間圧造
用炭素鋼線材(JIS規格SWRCH)、クロム鋼
(JIS規格SCr)、クロムモリブテン鋼(JIS規格
SCM)、高炭素クロム軸受鋼(JIS規格SUJQ等の
各種棒鋼線材に使用できる。 この各種棒鋼線材への適用に当つては、特に目
標加熱温度について本発明の範囲において好適範
囲が存在する。すなわち機械構造用炭素鋼、冷間
圧造用炭素鋼等のC 0.18〜0.58%、Si 0.35%以
下、Mn 0.3〜1.65%を含有する炭素鋼(Cr 0.3
%以下含有する場合あり)においては、目標加熱
温度をAc1+30℃〜Ac1+50℃とするのが望ま
しく、クロム鋼、クロム−モリブデン鋼等のC
0.18〜0.48%、Si 0.35%以下、Mn 0.6〜1%、
Cr 0.9〜1.5%、及び必要に応じてMo 0.45%以下
を含有する合金鋼においては、目標加熱温度をA
c1+40℃〜Ac1+80℃とするのが望ましく、更
に高クロム軸受鋼等のC 0.95〜1.1%、Si 0.7%
以下、Mn 1.15%以下、Cr 0.9〜1.6%及び必要
に応じてMo 0.25%以下の過共析鋼においては、
目標加熱温度をAc1+60℃〜Ac1+150℃とす
るのが望ましい。 次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。
供試材としてS40C(C 0.39%、Si 0.26%、Mn
0.78%)、SWRCH41K(C 0.41%、Si 0.30%、
Mn 1.51%)、SCM440(C 0.38%、Si 0.26%、
Mn 0.73%、Cr 1.03%、Mo 0.19%)SCR440
(C 0.37%、Si 0.25%、Mn 0.73%、Cr 1.01
%)、SUJ2(C 0.99%、Si 0.25%、Mn 0.37
%、Cr 1.44%)の5種の圧延線材を用いた。 これらの供試材について第1図に示すヒートパ
ターンで球状化処理した。すなわちこれら線材を
ストランド状として、約100℃/分の加熱速度で
目標加熱温度(T1)まで加熱し、該温度に3分保
持した後、徐冷開始温度(T2)まで10分以内に冷
却し、さらに徐冷終了温度(T3)まで徐冷速度
CRで冷却し、その後空冷した。試験に用いた鋼
種、T1,T2,T3,CRの値およびその条件で得ら
れた組織の球状化率を第1表に示した。また球状
化率は70%以上で十分であるので、70%以上を合
格とし、表中に示した。 第1表において、N0.1(S40C)、N 0.5
(SWUCH41K),N 0.8(SCM440),N 0.9
(SCR440),N 0.11,12(SUJ2)の場合はT1,
T2,T3,CRがすべて上述の球状化処理条件を満
足しており、いずれも70%以上の球状化率が得ら
れている。N 0.2(S40C)の場合はT1がAc1
+70℃であつて、本鋼種のT1の上限(Ac1+50
℃)よりも高いために、炭化物の溶け込みが進行
しすぎて球状化炭化物の核がへつてしまい、冷却
中にパーライトが析出して54%という低い球状化
率しか得られていない。 また、N 0.6(SWRCH41K)の場合はT1がA
c1+10℃であり、本鋼種の下限(Ac1+30℃)
より低いためにカーバイドが十分に溶け込まず、
球状化しないために25%という低い球状化率しか
得られていない。このことからT1は各鋼種にお
ける温度範囲よりも高くても低くても球状化しな
いことがわかる。 またN 0.7の場合はT2がAr1よりも50℃も低
く徐冷を始める前にパーライトが析出してしま
い、10%という低い球状化率しか得られていな
い。 またN 0.4(S40C)の場合は徐冷終了温度が
Ar1−15℃であつて本特許において示した温度
(Ar1−40℃)より高く、カーボンが十分析出し
ないうちに徐冷をうちきつたために、その後の空
冷中にパーライトが析出し、35%という低い球状
化率しか得られていない。つまり、徐冷開始温度
(T2)はAr1、徐冷終了温度(T3)はAr1−40℃
とすることが必要であることがわかる。 またN 0.3(S40C)とN 0.10(SCR440)の
場合は、徐冷速度CRがそれぞれ20℃/分、10
℃/分と本特許の上限である5℃/分よりも速い
ために、パーライトが析出してしまい、それぞれ
21%、33%という低い球状化率しか得られていな
い。 また徐冷速度の下限である0.5℃/分は、これ
よりも遅い冷却速度を用いると球状化処理時間が
非常に長くなつてしまうので、コストの点から
0.5℃/分を徐冷速度の下限とした。 また目標加熱温度(T1)までの平均加熱速度を
遅くすると加熱中に炭化物の溶け込みが進行しす
ぎてしまい、球状化の核となる炭化物がなくなつ
てしまうので、50℃/分以上とした。また目標加
熱温度での保持時間は(△T1)を5分以内と
し、目標加熱温度(T1)から徐冷開始温度までの
冷却時間(△円T2)を10分以内としたのは、時間
を長くすると未溶解炭化物が溶け込みすぎてしま
い、球状化の核になる炭化物がなくなつてしまう
ためである。 【表】
第1図は本発明の球状化処理法のヒートパター
ンを示す模式図である。
ンを示す模式図である。
Claims (1)
- 1 棒鋼線材をストランド状態において球状化焼
鈍するに際して、まずAc1+30℃〜Ac1+150
℃の目標加熱温度まで平均加熱速度50℃/分以上
の加熱速度で加熱し、該目標温度に5分以内保持
し、その後Ar1変態点まで10分以内に冷却し、
ついでAr1−40℃までの温度域を平均冷却速度
0.5〜5℃/分で冷却することを特徴とする棒鋼
線材の球状化処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9665980A JPS5723026A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Spheroidization treatment for bar steel material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9665980A JPS5723026A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Spheroidization treatment for bar steel material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723026A JPS5723026A (en) | 1982-02-06 |
| JPS6115930B2 true JPS6115930B2 (ja) | 1986-04-26 |
Family
ID=14170952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9665980A Granted JPS5723026A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Spheroidization treatment for bar steel material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5723026A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59113126A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼線の連続球状化処理方法 |
| JPS59116330A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼線の連続球状化処理方法 |
| CN1089116C (zh) * | 1999-04-30 | 2002-08-14 | 吴凡 | 高速大变形热轧冷镦钢碳化物的球化退火工艺 |
| KR100946129B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2010-03-10 | 주식회사 포스코 | 중탄소강을 신속하게 연화시킬 수 있는 구상화 열처리 방법 |
| JP4569961B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2010-10-27 | 山陽特殊製鋼株式会社 | ボールネジまたはワンウェイクラッチ用部品の製造方法 |
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-
1980
- 1980-07-14 JP JP9665980A patent/JPS5723026A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5723026A (en) | 1982-02-06 |
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