JP2000167635A - 中炭素鋼の冷間ローリング方法 - Google Patents

中炭素鋼の冷間ローリング方法

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JP2000167635A
JP2000167635A JP10348452A JP34845298A JP2000167635A JP 2000167635 A JP2000167635 A JP 2000167635A JP 10348452 A JP10348452 A JP 10348452A JP 34845298 A JP34845298 A JP 34845298A JP 2000167635 A JP2000167635 A JP 2000167635A
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cold rolling
less
medium carbon
cold
product
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JP10348452A
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Masayasu Ishida
正泰 石田
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Sanyo Special Steel Co Ltd
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Sanyo Special Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中炭素SC鋼の冷間転造において大きな割れ
を防止し、高拡管率・高加工度の冷間転造を実現し、高
価な合金元素の含有や冷間転造前の予備旋削等を必要と
せずに、ローコストで品質の高い冷間転造リングを提供
する。 【解決手段】 重量%で、C:0.37〜0.61%、
Si:0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.9
0%を含有し、不純物としてP:0.03%以下、S:
0.035%以下、Cu:0.30%以下、Ni0.2
0%以下、Cr:0.20%以下、Ni+Cr:0.3
5%以下であり、残部Feおよび不可避不純物からなる
中炭素SC鋼の冷間転造において、冷間転造を多段階に
分け、(1)冷間転造で割れ発生限界まで拡管を行い、
次いで、(2)内部応力や転位等の除去を目的に焼鈍
し、硬さを90HRB以下にする手段の(1)および
(2)の手段を繰り返すことによって目的の寸法に仕上
げ図6の(a)に示す、割れのない製品を得る。(b)
は割れのある従来品を参考に示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中炭素鋼鋼管リン
グの冷間転造技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車部品や産業用機械に使用されるリ
ング状素形材部品の製造において、コストダウンを目的
として従来様々な工程や合理化が行われてきた。その多
くは旋削加工を施すため、取代削減や生産性向上のため
様々なニアネットシェイプ化が進められている。その中
の一つの手法として冷間転造法がある。この方法の利点
としては、加工が冷間で行われるため寸法精度が良いと
いうのが挙げられる。
【0003】しかしこの冷間転造法は、通常の冷間加工
法と比較して加工度が高く、材料および加工度によっ
て、外径肩部・内径肩部・溝肩部等に割れが発生する。
そのため従来の冷間転造に使用される素材は、靭性の比
較的高いクロム合金鋼・クロム−モリブデン合金鋼・軸
受鋼等が使用されている。
【0004】これらの素材を冷間転造する時に発生する
微小割れを防止するため、従来技術として、特に軸受鋼
に関しては、鋼中の〔O〕を下げることによって冷間転
造時の割れの起点になる酸化物系介在物を低減させ、さ
らに鋼管素材表面に0.15mm以下の脱炭層を生成さ
せ表面の硬度を下げる方法や(特願平2-249772)、組成
中のS含有量を0.004%以下に規定することによっ
て微小割れを抑制する方法(特開平03-146639)等が取
られてきた。
【0005】ところで、様々なコストダウンが進む中、
被削性が良く素材コストの安い材料として、コストの高
い合金元素を削減した中炭素のSC鋼の供給の強い要望
がある。しかしながら、この鋼種は、冷間転造中に加工
硬化により靭性劣化するためかなり大きな、例えば1〜
5mmの、割れ、場合によっては分断が発生し、部品素
材としては全く使用不能なものになってしまう上に、冷
間転造機の故障にも繋がる等の問題があるため、使用す
ることができなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、重量%で、C:0.37〜0.61%、S
i:0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.90
%を含有し、不純物としてP:0.03%以下、S:
0.035%以下、Cu:0.30%以下、Ni0.2
0%以下、Cr:0.20%以下、Ni+Cr:0.3
5%以下であり、残部Feおよび不可避不純物からなる
中炭素SC鋼を冷間転造をする時に発生する大きな割れ
を防止し、高拡管率・高加工度の冷間転造を実現するこ
とによって、コストの高い合金元素の添加や冷間転造前
の予備旋削等を行うことを必要とせずに、ローコストで
品質の高い冷間転造リングを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者は種々の検討を重
ねた結果、割れ発生の原因は冷間転造中に加工硬化によ
って靭性が失われ、結果として引張り応力や大きな、か
つ、肉の流れの大きな外径肩部・内径肩部・溝肩部等に
割れが発生することを見出した。
【0008】そこで本発明の課題を解決しようとする手
段は、重量%で、C:0.37〜0.61%、Si:
0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.90%を
含有し、不純物としてP:0.03%以下、S:0.0
35%以下、Cu:0.30%以下、Ni0.20%以
下、Cr:0.20%以下、Ni+Cr:0.35%以
下であり、残部Feおよび不可避不純物からなる中炭素
SC鋼の冷間転造において、冷間転造を多段階に分け、
(1)冷間転造で割れ発生限界まで拡管を行い、次い
で、(2)内部応力や転位等の除去を目的に焼鈍し、硬
さを90HRB以下にする手段の(1)および(2)の
手段を繰り返すことによって目的の寸法に仕上げること
にある。
【0009】上記の(1)については、本発明者は種々
の実験により、拡管率1.220以下または加工度12
%以下が中炭素SC鋼における1回の冷間転造の拡管限
界であるという結論に達した。従って1回の冷間転造の
条件は、拡管率1.220以下または加工度12%以下
を満たせば良い。
【0010】ここで言う拡管率とは図1に示すように、
冷間転造前の鋼管ブランク1の外径dと冷間転造後の製
品2の外径Dとの外径比D/dである。また加工度とは
図2に示すように冷間転造後の鋼管断面の矩形面積Aお
よび溝Bの面積との比B/Aである。冷間転造法におけ
る炭素鋼の加工度の限界は、図3に示すように素材中の
〔C〕量が重量%で0.35%を超えた付近で急激に下
がる。
【0011】さらに、上記の(2)については、冷間転
造時の割れが素材の硬さと相関があり、中炭素鋼の場合
105HRB以上で割れが発生しやすくなるのを確認し
ている。この硬度を90HRB以下にするためには、通
常の焼鈍で十分である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明を実施するための形態を以
下に示す。 (1)まず始めに、冷間転造後の目標製品寸法より、前
述の加工度を計算しておく。その加工度が12%以上の
場合は、そのまま冷間転造を行うと割れが発生するた
め、本発明の手段を用いる。次にこの加工度を満たす減
面率より所定のブランクを設計し、中炭素SC鋼鋼管の
製造および切断を行う。ここで言う減面率とは図4に示
すように、冷間転造前の鋼管ブランク1の断面積sと冷
間転造後の製品2の断面積Sとの比S/sである。 (2)1段目の加工度を12%以下において決定し、そ
の時の減面率より1回目の目標拡管率と外径寸法を算出
する。 (3)冷間転造法により、目標寸法まで拡管する。 (4)(3)冷間転造において最終製品寸法に達してい
ない場合は焼鈍を行い、再び(2)に戻り、さらに
(3)を実施する。冷間転造によって素材の幅寸法はほ
とんど変化しないため、(3)の冷間転造において使用
するマンドレルや成形ロール等の工具類はそのまま同じ
物を流用できる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例として、製品が鋼種S55
C、外径φ201.8mm、内径φ181.1mm、幅
38.5mm、軌道径φ195.8mm、溝幅22.0
mmの図5に示すような冷間転造リングの製造を例に挙
げて以下に説明する。 (1)製品の加工度が19.9%のため、本発明による
冷間転造法を選択した。この加工度を満たす減面率より
必要なブランクの寸法諸元を計算した結果、外径φ14
4.0mm、内径φ117.8mm、幅38.5mmで
あった。そこで、外径φ144.0mm、内径φ11
7.8mmのS55Cの鋼管を製造後、幅38.5mm
に切断して冷間鍛造用ブランクを製作した。 (2)1回目冷間転造の加工度を10.7%に決定し
た。この時の冷間転造後の寸法は外径φ173.6m
m、内径φ150.0mm、幅38.5mm、軌道径φ
169.6mm、溝幅22.0mm、拡管率1.206
である。 (3)冷間転造法により(1)のブランクを(2)の条
件で拡管した。拡管後の素材の硬さは103HRBであ
った。 (4)温度795℃で14時間焼鈍を実施。硬度が83
HRBまで下がる。 (5)2回目の冷間転造を実施し、最終製品寸法とす
る。この時点での本発明の製品3を図6の(a)に示
す。製品3の外周5には割れは発生しなかった。
【0014】参考として、従来の方法で冷間転造した従
来製品4を図6の(b)に示す。製品4の外周5に割れ
7と溝部6にスリップ跡8が発生した。
【0015】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は高価な合
金を含有していない中炭素鋼で加工度の高い冷間転造が
可能であるため、素材のコストダウンが図ることができ
る。またニアネットシェイプ材を供給できるため、旋削
コストの合理化も図ることができ、自動車部品・産業機
器の製造コスト削減に寄与できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】拡管率の定義についての説明図である。
【図2】加工度の定義についての説明図である。
【図3】炭素鋼の冷間転造における加工度の限界を表し
たグラフである。
【図4】減面率の定義についての説明図である。
【図5】本発明の実施例における製品を示す断面図であ
る。
【図6】(a)本発明の冷間転造品を示す斜視図で、
(b)従来方法の冷間転造品を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 鋼管ブランク 2 製品 3 本発明製品 4 従来製品 5 外周 6 溝部 7 割れ 8 スリップ跡 A 鋼管断面の矩形面積 B 溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.37〜0.61%、
    Si:0.15〜0.35%、Mn:0.60〜0.9
    0%を含有し、不純物としてP:0.03%以下、S:
    0.035%以下、Cu:0.30%以下、Ni0.2
    0%以下、Cr:0.20%以下、Ni+Cr:0.3
    5%以下、残部Feおよび不可避不純物からなる中炭素
    SC鋼からなる鋼管切断リング冷間転造用ブランクにお
    いて、冷間転造を多段階に分けその間に熱処理を行うこ
    とにより加工度を12%以上確保することを特徴とする
    中炭素鋼の冷間ローリング方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116441312A (zh) * 2023-04-14 2023-07-18 江苏贯森新材料科技有限公司 冷轧硬态不锈钢带的生产工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116441312A (zh) * 2023-04-14 2023-07-18 江苏贯森新材料科技有限公司 冷轧硬态不锈钢带的生产工艺
CN116441312B (zh) * 2023-04-14 2023-11-10 江苏贯森新材料科技有限公司 冷轧硬态不锈钢带的生产工艺

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