JP2000204440A - 冷間鍛造性の優れた鋼線材 - Google Patents
冷間鍛造性の優れた鋼線材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組織と成分を適切に調製することによって、
変形能の向上と変形抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性
を発揮することのできる鋼線材を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
１．５％およびＳ：０．００３〜０．０２５％を夫々含
む熱間圧延鋼線材または冷間伸線された鋼線材におい
て、線材の中心軸に平行な縦断面の被顕面積１５０ｍｍ
2 内に存在する硫化物または硫化物を主体とする複合化
合物のうち、被顕面積内に観察される断面積が６０μｍ
2 以上のものが６０個以下、且つ断面積が１０〜２０μ
ｍ2 のものが５００個以上である。
変形能の向上と変形抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性
を発揮することのできる鋼線材を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
１．５％およびＳ：０．００３〜０．０２５％を夫々含
む熱間圧延鋼線材または冷間伸線された鋼線材におい
て、線材の中心軸に平行な縦断面の被顕面積１５０ｍｍ
2 内に存在する硫化物または硫化物を主体とする複合化
合物のうち、被顕面積内に観察される断面積が６０μｍ
2 以上のものが６０個以下、且つ断面積が１０〜２０μ
ｍ2 のものが５００個以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中炭素鋼や低合金
鋼を球状化焼鈍後に冷間鍛造により部品に加工される様
な鋼線材に関し、殊に球状化焼鈍の際に迅速球状化が可
能で冷間鍛造性にも優れた鋼線材に関するものである。
尚本発明で対象とする鋼線材は、主に熱間圧延によって
作られ、通常９．０ｍｍφ以下の断面の丸い鋼材をコイ
ル状にしたものを意味するが、直径９．５ｍｍφ以上の
棒鋼をコイル状に巻き取った「バーインコイル」をも含
むものである。
鋼を球状化焼鈍後に冷間鍛造により部品に加工される様
な鋼線材に関し、殊に球状化焼鈍の際に迅速球状化が可
能で冷間鍛造性にも優れた鋼線材に関するものである。
尚本発明で対象とする鋼線材は、主に熱間圧延によって
作られ、通常９．０ｍｍφ以下の断面の丸い鋼材をコイ
ル状にしたものを意味するが、直径９．５ｍｍφ以上の
棒鋼をコイル状に巻き取った「バーインコイル」をも含
むものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼材を冷間で加工する冷間鍛造は、生産
性が高いことから幅広い分野で利用されている。冷間鍛
造に供される素材は、局部的に激しい変形を受けるため
に、材料割れによる不良の発生や、工具ダイスの破損な
どの事故が起こりやすい。こうしたことから、冷間鍛造
用鋼には、変形能向上と変形抵抗低減の二つの要求があ
る。
性が高いことから幅広い分野で利用されている。冷間鍛
造に供される素材は、局部的に激しい変形を受けるため
に、材料割れによる不良の発生や、工具ダイスの破損な
どの事故が起こりやすい。こうしたことから、冷間鍛造
用鋼には、変形能向上と変形抵抗低減の二つの要求があ
る。
【０００３】このうち、変形能の向上に関しては、組織
の均一化や組織の微細化と共に、介在物や表面疵の低減
が重要であることが知られている（例えば、「塑性と加
工」：長谷川、中村等、Ｖｏｌ．３１，ｐ１２９２〜１
２９７，１９９２）。特に、介在物低減の重要性は広く
認識され、酸化物系介在物の制御が行なわれている（例
えば、「特殊鋼」：大佐々、Ｖｏｌ．４０，ｐ25〜２
７，１９９１）。また、鋼中ではＭｎＳ介在物となり、
変形能を低下させると言われるＳの含有量制御も行なわ
れており、こうした観点からＳ含有量の上限は、０．０
１５％程度であるとされている（例えば、特開昭６３−
１３９８１７号、特開平１０−９６０４７号等）。即
ち、ＭｎＳ介在物は被削性向上効果を有しているが、冷
間鍛造が重要な用途に関しては、被削性を犠牲にしても
Ｓ量を低減して冷間鍛造性を向上する様にしている。
の均一化や組織の微細化と共に、介在物や表面疵の低減
が重要であることが知られている（例えば、「塑性と加
工」：長谷川、中村等、Ｖｏｌ．３１，ｐ１２９２〜１
２９７，１９９２）。特に、介在物低減の重要性は広く
認識され、酸化物系介在物の制御が行なわれている（例
えば、「特殊鋼」：大佐々、Ｖｏｌ．４０，ｐ25〜２
７，１９９１）。また、鋼中ではＭｎＳ介在物となり、
変形能を低下させると言われるＳの含有量制御も行なわ
れており、こうした観点からＳ含有量の上限は、０．０
１５％程度であるとされている（例えば、特開昭６３−
１３９８１７号、特開平１０−９６０４７号等）。即
ち、ＭｎＳ介在物は被削性向上効果を有しているが、冷
間鍛造が重要な用途に関しては、被削性を犠牲にしても
Ｓ量を低減して冷間鍛造性を向上する様にしている。
【０００４】一方、変形抵抗低減を、鋼材の改良で達成
する為の種々の方法も提案されている。殊に、機械構造
用鋼としては、最終部品としての機械的性質を、冷間鍛
造後の調質処理で付与して満足させる必要がある。従っ
て、焼入れ性を確保しながら変形抵抗を低減させること
が必要である。こうした目的の為に、Ｂ鋼化して低Ｃ化
を図り、これによって冷間鍛造性を向上させることが広
く行なわれている（例えば、「日本ねじ研究協会誌」：
中村、Ｖｏｌ．２８，ｐ７２〜８１，１９９７）。ま
た、特公平２−１７６０８号には、Ｍｎ低減とＣｒ増加
によって、焼入れ性を確保しながら変形抵抗の低減を図
る技術が提案されている。しかしながら、Ｂ鋼化やＭｎ
量低減は、基本的成分の変更になるので、鋼材のコスト
ップにもなり、用途によっては採用が採用し難い場合が
頻繁に見られた。
する為の種々の方法も提案されている。殊に、機械構造
用鋼としては、最終部品としての機械的性質を、冷間鍛
造後の調質処理で付与して満足させる必要がある。従っ
て、焼入れ性を確保しながら変形抵抗を低減させること
が必要である。こうした目的の為に、Ｂ鋼化して低Ｃ化
を図り、これによって冷間鍛造性を向上させることが広
く行なわれている（例えば、「日本ねじ研究協会誌」：
中村、Ｖｏｌ．２８，ｐ７２〜８１，１９９７）。ま
た、特公平２−１７６０８号には、Ｍｎ低減とＣｒ増加
によって、焼入れ性を確保しながら変形抵抗の低減を図
る技術が提案されている。しかしながら、Ｂ鋼化やＭｎ
量低減は、基本的成分の変更になるので、鋼材のコスト
ップにもなり、用途によっては採用が採用し難い場合が
頻繁に見られた。
【０００５】こうしたことから、成分系を変更すること
なく、変形抵抗の低減を図ることが望まれているのが実
状である。こうした技術の一つとして、圧延ままの組織
をベイナイトやマルテンサイトを基本とする組織ではな
く、フェライト＋パーライト化することが、変形抵抗低
減に有効であることが知られている（例えば、特公平２
−２８０９号、特開昭６３−２０４１９号等）。そし
て、ベイナイトやマルテンサイトを基本とする組織を、
フェライト＋パーライト化する為には、最終圧延温度を
低温にし、その後徐冷する必要があると言われている。
なく、変形抵抗の低減を図ることが望まれているのが実
状である。こうした技術の一つとして、圧延ままの組織
をベイナイトやマルテンサイトを基本とする組織ではな
く、フェライト＋パーライト化することが、変形抵抗低
減に有効であることが知られている（例えば、特公平２
−２８０９号、特開昭６３−２０４１９号等）。そし
て、ベイナイトやマルテンサイトを基本とする組織を、
フェライト＋パーライト化する為には、最終圧延温度を
低温にし、その後徐冷する必要があると言われている。
【０００６】しかしながら、こうした技術では、圧延や
その後の冷却設備の能力に依存するので実用的な限界が
ある。上記の様に、これまで提案されている技術では、
変形抵抗低減の要求を満足することができず、更に改良
された技術の開発が望まれているのが実状である。
その後の冷却設備の能力に依存するので実用的な限界が
ある。上記の様に、これまで提案されている技術では、
変形抵抗低減の要求を満足することができず、更に改良
された技術の開発が望まれているのが実状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした状
況の下でなされたものであって、その目的は、組織と成
分を適切に調製することによって、変形能の向上と変形
抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性を発揮することので
きる鋼線材を提供しようとするものである。
況の下でなされたものであって、その目的は、組織と成
分を適切に調製することによって、変形能の向上と変形
抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性を発揮することので
きる鋼線材を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の鋼線材とは、Ｃ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．
２〜１．５％およびＳ：０．００３〜０．０２５％を夫
々含む熱間圧延鋼線材または冷間伸線された鋼線材にお
いて、線材の中心軸に平行な縦断面の被顕面積１５０ｍ
ｍ2 内に存在する硫化物または硫化物を主体とする複合
化合物のうち、被顕面積内に観察される断面積が６０μ
ｍ2 以上のものが６０個以下、且つ断面積が１０〜２０
μｍ2 のものが５００個以上である点に要旨を有するも
のである。
発明の鋼線材とは、Ｃ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．
２〜１．５％およびＳ：０．００３〜０．０２５％を夫
々含む熱間圧延鋼線材または冷間伸線された鋼線材にお
いて、線材の中心軸に平行な縦断面の被顕面積１５０ｍ
ｍ2 内に存在する硫化物または硫化物を主体とする複合
化合物のうち、被顕面積内に観察される断面積が６０μ
ｍ2 以上のものが６０個以下、且つ断面積が１０〜２０
μｍ2 のものが５００個以上である点に要旨を有するも
のである。
【０００９】本発明の鋼線材は、上記の様に、Ｃ，Ｍｎ
およびＳを基本成分とするものであるが、必要によって
下記（１）〜（５）の成分を含有させることも有効であ
り、含有させる成分に応じて鋼線材の特性が更に改善さ
れる。
およびＳを基本成分とするものであるが、必要によって
下記（１）〜（５）の成分を含有させることも有効であ
り、含有させる成分に応じて鋼線材の特性が更に改善さ
れる。
【００１０】（１）Ｓｉ：０．３％以下（０％を含まな
い）および／またはＡｌ：０．０１〜０．０６％ （２）Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１％
以下（０％を含まない）、Ｎｉ：３％以下（０％を含ま
ない）、Ｂ：０．０１％以下（０％を含まない）よりな
る群から選択される１種以上 （３）Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まない）および
／またはＺｒ：０．１％以下（０％を含まない） （４）Ｖ：０．５％以下（０％を含まない） （５）Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）
い）および／またはＡｌ：０．０１〜０．０６％ （２）Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１％
以下（０％を含まない）、Ｎｉ：３％以下（０％を含ま
ない）、Ｂ：０．０１％以下（０％を含まない）よりな
る群から選択される１種以上 （３）Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まない）および
／またはＺｒ：０．１％以下（０％を含まない） （４）Ｖ：０．５％以下（０％を含まない） （５）Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明者らは、上記課題を解決す
る為に、様々な角度から検討した。その結果、上記構成
を採用すれば、冷間鍛造性が優れたものとなって前記目
的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成し
た。本発明が完成された経緯を説明しつつ、本発明の作
用について説明する。
る為に、様々な角度から検討した。その結果、上記構成
を採用すれば、冷間鍛造性が優れたものとなって前記目
的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成し
た。本発明が完成された経緯を説明しつつ、本発明の作
用について説明する。
【００１２】鋼線材の変形能の改善を図る為には、Ｓ含
有量を低減することが重要であることが判明している。
しかしながら、Ｓ含有量を或る程度以下に制御すると共
に、ＭｎＳ介在物サイズを或る程度以下に制御すると、
変形能向上効果は飽和し、それ以上にＳ含有量を低減、
若しくはＭｎＳ介在物サイズを小さくしても、これ以上
の変形能の向上効果が認めされないことが判明した。
有量を低減することが重要であることが判明している。
しかしながら、Ｓ含有量を或る程度以下に制御すると共
に、ＭｎＳ介在物サイズを或る程度以下に制御すると、
変形能向上効果は飽和し、それ以上にＳ含有量を低減、
若しくはＭｎＳ介在物サイズを小さくしても、これ以上
の変形能の向上効果が認めされないことが判明した。
【００１３】変形抵抗低減は、工具寿命向上効果だけで
なく、変形能低減効果も発揮するので、非常に重要な要
求特性である。焼鈍処理の有無に関わらず、変形抵抗低
減には、初析フェライト量の増加が効果的であることが
知られている。また、初析フェライトを増加する為に
は、旧オーステナイト粒径の低減と、圧延後の徐冷が有
効であるが、実用上の限界がある。
なく、変形能低減効果も発揮するので、非常に重要な要
求特性である。焼鈍処理の有無に関わらず、変形抵抗低
減には、初析フェライト量の増加が効果的であることが
知られている。また、初析フェライトを増加する為に
は、旧オーステナイト粒径の低減と、圧延後の徐冷が有
効であるが、実用上の限界がある。
【００１４】本発明者らは、初析フェライト量の増加に
有効な手段について検討を重ねたところ、初析フェライ
ト量を有効に増加させる為には、フェライトの核となる
ＭｎＳ介在物の微細分散が効果的であることが判明し
た。また、同量の初析フェライトが生成する場合でも、
ＭｎＳ介在物の存在によって促進される粒内フェライト
が存在する方が、組織がより均一・微細になって変形能
が向上することを見出した。この変形能力向上効果は、
圧延まま、或はそれに冷間伸線を施した鋼材だけでな
く、圧延後に球状化焼鈍等の熱処理を施した後に冷間鍛
造する場合にも出現する。
有効な手段について検討を重ねたところ、初析フェライ
ト量を有効に増加させる為には、フェライトの核となる
ＭｎＳ介在物の微細分散が効果的であることが判明し
た。また、同量の初析フェライトが生成する場合でも、
ＭｎＳ介在物の存在によって促進される粒内フェライト
が存在する方が、組織がより均一・微細になって変形能
が向上することを見出した。この変形能力向上効果は、
圧延まま、或はそれに冷間伸線を施した鋼材だけでな
く、圧延後に球状化焼鈍等の熱処理を施した後に冷間鍛
造する場合にも出現する。
【００１５】これらのことから、Ｓ含有量を或る程度以
下に制御し、且つＭｎＳ介在物サイズを或る程度以下に
制御すると、変形能に悪影響を及ぼすことなく、初析フ
ェライトの生成核となって初析フェライト量を増加させ
て変形抵抗の低減に効果があることを見出し、本発明を
完成した。
下に制御し、且つＭｎＳ介在物サイズを或る程度以下に
制御すると、変形能に悪影響を及ぼすことなく、初析フ
ェライトの生成核となって初析フェライト量を増加させ
て変形抵抗の低減に効果があることを見出し、本発明を
完成した。
【００１６】具体的には、Ｓ含有量を０．００３〜０．
０２５％に制御した上で、線材の中心軸に平行な縦断面
の被顕面積１５０ｍｍ2 内に存在する硫化物または硫化
物を主体とする複合化合物のうち、被顕面積内に観察さ
れる断面積が６０μｍ2 以上のものが６０個以下、且つ
断面積が１０〜２０μｍ2 のものが５００個以上である
様にすることによって、上記目的が見事に達成されたの
である。
０２５％に制御した上で、線材の中心軸に平行な縦断面
の被顕面積１５０ｍｍ2 内に存在する硫化物または硫化
物を主体とする複合化合物のうち、被顕面積内に観察さ
れる断面積が６０μｍ2 以上のものが６０個以下、且つ
断面積が１０〜２０μｍ2 のものが５００個以上である
様にすることによって、上記目的が見事に達成されたの
である。
【００１７】本発明において、冷間鍛造性を評価するパ
ラメータとして硫化物または硫化物を主体とする複合化
合物としたのは、次の様な理由によるものである。即
ち、硫化物は、ＭｎＳが基本となるものであるが、それ
にＦｅ，Ｃｒ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ等の元素が固溶したも
のも同様の効果を発揮し、ＭｎＳに限定する必要がない
ので、上記の様に規定したものである。また本発明で対
象とする「複合化合物」とは、硫化物に酸化物、炭化物
や窒化物が複合化されたものを意味し、こうした複合化
合物であっても、硫化物を主体とするものであれば、そ
の量を適切に制御することによって、本発明の効果が達
成されるのである。
ラメータとして硫化物または硫化物を主体とする複合化
合物としたのは、次の様な理由によるものである。即
ち、硫化物は、ＭｎＳが基本となるものであるが、それ
にＦｅ，Ｃｒ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ等の元素が固溶したも
のも同様の効果を発揮し、ＭｎＳに限定する必要がない
ので、上記の様に規定したものである。また本発明で対
象とする「複合化合物」とは、硫化物に酸化物、炭化物
や窒化物が複合化されたものを意味し、こうした複合化
合物であっても、硫化物を主体とするものであれば、そ
の量を適切に制御することによって、本発明の効果が達
成されるのである。
【００１８】尚、被顕面積内に観察される断面積が６０
μｍ2 以上のものの好ましい個数は、３０個以下であ
り、より好ましくは６個以下とするのが良い。また、被
顕面積内に観察される断面積が１０〜２０μｍ2 のもの
の好ましい個数は、１０００個以上である。
μｍ2 以上のものの好ましい個数は、３０個以下であ
り、より好ましくは６個以下とするのが良い。また、被
顕面積内に観察される断面積が１０〜２０μｍ2 のもの
の好ましい個数は、１０００個以上である。
【００１９】硫化物または硫化物を主体とする複合化合
物を、上記の様に制御する手段としては、下記（ａ）〜
（ｅ）の方法が挙げられ、必要によってこれらを適宜組
み合わせて採用すれば良い。
物を、上記の様に制御する手段としては、下記（ａ）〜
（ｅ）の方法が挙げられ、必要によってこれらを適宜組
み合わせて採用すれば良い。
【００２０】（ａ）Ｓ含有量の制御：Ｓ含有量が減少す
るに伴って、硫化物サイズも小さくなる。 （ｂ）凝固速度制御：凝固速度を上昇すると、硫化物サ
イズが小さくなる。こうした観点から、好ましい凝固速
度は２０℃／ｍｉｎ以上である。 （ｃ）圧下率の制御：圧下率を或る程度以上大きくする
と、硫化物がちぎれて１個ずつは小さくなる。こうした
観点から、好ましい圧下減面率は９５％以上である。 （ｄ）圧延温度の制御：圧延温度を低くする程、硫化物
の展伸は大きくなり、硫化物がちぎれて１個ずつは小さ
くなる。こうした観点から、好ましい圧延温度は９５０
℃以下である。 （ｅ）硫化物を小さくする元素の添加：Ｃａ等は硫化物
を小型化させるのに有効であり、この元素の添加によっ
て硫化物は小さくなる。
るに伴って、硫化物サイズも小さくなる。 （ｂ）凝固速度制御：凝固速度を上昇すると、硫化物サ
イズが小さくなる。こうした観点から、好ましい凝固速
度は２０℃／ｍｉｎ以上である。 （ｃ）圧下率の制御：圧下率を或る程度以上大きくする
と、硫化物がちぎれて１個ずつは小さくなる。こうした
観点から、好ましい圧下減面率は９５％以上である。 （ｄ）圧延温度の制御：圧延温度を低くする程、硫化物
の展伸は大きくなり、硫化物がちぎれて１個ずつは小さ
くなる。こうした観点から、好ましい圧延温度は９５０
℃以下である。 （ｅ）硫化物を小さくする元素の添加：Ｃａ等は硫化物
を小型化させるのに有効であり、この元素の添加によっ
て硫化物は小さくなる。
【００２１】本発明鋼の鋼線材は、Ｃ，ＭｎおよびＳを
基本的な成分とするものであるが、これらの規定理由は
下記の通りである。
基本的な成分とするものであるが、これらの規定理由は
下記の通りである。
【００２２】Ｃ：０．２〜０．８％ Ｃは、強度付与元素であり、０．２％未満では必要な強
度が得られない。一方、０．８％を超えると冷間加工性
の低下、靱性の低下があるので、これを上限とする。
尚、Ｃ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、好ま
しい上限は０．５％である。
度が得られない。一方、０．８％を超えると冷間加工性
の低下、靱性の低下があるので、これを上限とする。
尚、Ｃ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、好ま
しい上限は０．５％である。
【００２３】Ｍｎ：０．２〜１．５％ Ｍｎは、脱酸・脱硫材および焼入れ性向上元素として使
用されるが、その効果を発揮させるためには０．２％以
上必要である。しかしながら、その含有量が過剰になる
と、偏析による組織の不均一性が生じ、冷間加工性や靱
性の低下を招くので、上限を１．５％とする。また、Ｍ
ｎ含有量を制御することによって、オーステナイトから
析出する微細ＭｎＳ析出物のサイズを制御することが可
能となる。尚、Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３％で
あり、好ましい上限は１．０％である。
用されるが、その効果を発揮させるためには０．２％以
上必要である。しかしながら、その含有量が過剰になる
と、偏析による組織の不均一性が生じ、冷間加工性や靱
性の低下を招くので、上限を１．５％とする。また、Ｍ
ｎ含有量を制御することによって、オーステナイトから
析出する微細ＭｎＳ析出物のサイズを制御することが可
能となる。尚、Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３％で
あり、好ましい上限は１．０％である。
【００２４】Ｓ：０．００３〜０．０２５％ Ｓは、含有量が多くなるとＭｎＳ介在物サイズを制御し
ても変形能が低下するので、その上限を０．０２５％と
する必要がある。しかしながら、ＭｎＳ介在物は初析フ
ェライトの生成核となって圧延材の初析フェライト量を
増加させて、焼鈍後の変形抵抗を低減させる効果があ
る。こうした効果を発揮させる為には、Ｓは少なくとも
０．００３％以上含有させる必要がある。尚、Ｓ含有量
の好ましい下限は０．００５％であり、好ましい上限は
０．０１％である。
ても変形能が低下するので、その上限を０．０２５％と
する必要がある。しかしながら、ＭｎＳ介在物は初析フ
ェライトの生成核となって圧延材の初析フェライト量を
増加させて、焼鈍後の変形抵抗を低減させる効果があ
る。こうした効果を発揮させる為には、Ｓは少なくとも
０．００３％以上含有させる必要がある。尚、Ｓ含有量
の好ましい下限は０．００５％であり、好ましい上限は
０．０１％である。
【００２５】本発明の鋼線材には、上記基本成分の他
は、鉄および不可避不純物からなるものであるが、必要
によって、Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｂ，Ｃａ，
Ｚｒ，ＶおよびＴｉ等を含有させることも有効である。
これらの元素の範囲限定理由は、下記の通りである。尚
これらの成分以外にも、本発明の鋼線材には、その特性
を阻害しない程度の微量成分を含み得るものであり、こ
うした鋼線材も本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。
は、鉄および不可避不純物からなるものであるが、必要
によって、Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｂ，Ｃａ，
Ｚｒ，ＶおよびＴｉ等を含有させることも有効である。
これらの元素の範囲限定理由は、下記の通りである。尚
これらの成分以外にも、本発明の鋼線材には、その特性
を阻害しない程度の微量成分を含み得るものであり、こ
うした鋼線材も本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。
【００２６】Ｓｉ：０．３％以下（０％を含まない）お
よび／またはＡｌ：０．０１〜０．０６％ ＳｉおよびＡｌは、脱酸材として添加される。また、Ａ
ｌはそれと同時に、窒素の固定による冷間鍛造中の動的
歪時効を抑制して、変形抵抗の低減を図る働きがある。
しかしながら、Ｓｉを多量に含有させると強度アップが
著しく、冷間加工性が低下するので、上限を０．３％と
する。また、Ａｌによる上記の効果を発揮させる為に
は、０．０１％以上含有させる必要があるが、過剰にな
ると却って靱性を低下させるので、その上限を０．０６
％とした。尚、これらの元素の好ましい下限はＳｉで
０．０１％、Ａｌで０．０１５％であり、好ましい上限
はＳｉで０．２０％，Ａｌで０．０４％である。
よび／またはＡｌ：０．０１〜０．０６％ ＳｉおよびＡｌは、脱酸材として添加される。また、Ａ
ｌはそれと同時に、窒素の固定による冷間鍛造中の動的
歪時効を抑制して、変形抵抗の低減を図る働きがある。
しかしながら、Ｓｉを多量に含有させると強度アップが
著しく、冷間加工性が低下するので、上限を０．３％と
する。また、Ａｌによる上記の効果を発揮させる為に
は、０．０１％以上含有させる必要があるが、過剰にな
ると却って靱性を低下させるので、その上限を０．０６
％とした。尚、これらの元素の好ましい下限はＳｉで
０．０１％、Ａｌで０．０１５％であり、好ましい上限
はＳｉで０．２０％，Ａｌで０．０４％である。
【００２７】Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍ
ｏ：１％以下（０％を含まない）、Ｎｉ：３％以下（０
％を含まない）、Ｂ：０．０１％以下（０％を含まな
い） Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉは焼入れ性確保に添加しても良いが、
多量に含有させると冷間鍛造性や靱性を劣化させるの
で、上限をそれぞれ２％、１％、３％とする。また、Ｂ
は、少量でも焼入れ性を向上させるのに有効な元素であ
るが、多量の添加は靱性を劣化させるので、上限を０．
０１％とする。尚、これらの元素の好ましい下限は、Ｃ
ｒで０．０５％、Ｍｏで０．０３％、Ｎｉで０．１０
％、Ｂで０．０００３％である。
ｏ：１％以下（０％を含まない）、Ｎｉ：３％以下（０
％を含まない）、Ｂ：０．０１％以下（０％を含まな
い） Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉは焼入れ性確保に添加しても良いが、
多量に含有させると冷間鍛造性や靱性を劣化させるの
で、上限をそれぞれ２％、１％、３％とする。また、Ｂ
は、少量でも焼入れ性を向上させるのに有効な元素であ
るが、多量の添加は靱性を劣化させるので、上限を０．
０１％とする。尚、これらの元素の好ましい下限は、Ｃ
ｒで０．０５％、Ｍｏで０．０３％、Ｎｉで０．１０
％、Ｂで０．０００３％である。
【００２８】Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まない）
および／またはＺｒ：０．１％以下（０％を含まない） ＣａおよびＺｒは、ＭｎＳの形態を球状化して、変形能
を向上させる効果があるので添加しても良い。しかしな
がら、Ｃａを過剰に含有させると大型介在物を生成し
て、疲労特性等の機械的性質を損なうので、上限を０．
０１％とする。またＺｒを過剰に含有させると、その効
果が飽和するので、上限を０．１％とする。尚、これら
の元素添加による上記効果を発揮させる上で好ましい下
限は、Ｃａで０．０００３％、Ｚｒで０．００１０％で
ある。
および／またはＺｒ：０．１％以下（０％を含まない） ＣａおよびＺｒは、ＭｎＳの形態を球状化して、変形能
を向上させる効果があるので添加しても良い。しかしな
がら、Ｃａを過剰に含有させると大型介在物を生成し
て、疲労特性等の機械的性質を損なうので、上限を０．
０１％とする。またＺｒを過剰に含有させると、その効
果が飽和するので、上限を０．１％とする。尚、これら
の元素添加による上記効果を発揮させる上で好ましい下
限は、Ｃａで０．０００３％、Ｚｒで０．００１０％で
ある。
【００２９】Ｖ：０．５％以下（０％を含まない） Ｖは、析出強化を目的として含有されても良いが、多量
に含有させると、冷間鍛造性や靱性を劣化させるので、
その上限を０．５％とする。尚、Ｖ含有量の好ましい下
限は、０．０５％である。
に含有させると、冷間鍛造性や靱性を劣化させるので、
その上限を０．５％とする。尚、Ｖ含有量の好ましい下
限は、０．０５％である。
【００３０】Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない） Ｔｉは固溶Ｎの固定による動的歪時効抑制で冷間鍛造時
の変形抵抗低減に有効な元素であるので添加して良い。
特にＢを添加した場合は、冷鍛後の調質時の焼入れ性を
安定させるためにＴｉ添加が不可欠であり、Ｔｉ添加が
Ｎ固定に効果を発揮する。但し、過剰に含有させると、
粗大なＴｉＮが析出して機械的性質を損なうので、上限
を０．１％とする。尚、Ｔｉ含有量の好ましい下限は、
０．０１％である。
の変形抵抗低減に有効な元素であるので添加して良い。
特にＢを添加した場合は、冷鍛後の調質時の焼入れ性を
安定させるためにＴｉ添加が不可欠であり、Ｔｉ添加が
Ｎ固定に効果を発揮する。但し、過剰に含有させると、
粗大なＴｉＮが析出して機械的性質を損なうので、上限
を０．１％とする。尚、Ｔｉ含有量の好ましい下限は、
０．０１％である。
【００３１】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３２】
【実施例】下記表１に示す化学成分組成の鋼材を用い、
直径１０ｍｍの鋼線材に圧延した。上記鋼線材に対し
て、１８０℃／時で（Ａｃ1 ＋２０℃）まで昇温し、こ
の温度で４時間保持後、６８０℃まで１２℃／時で徐冷
し、その後放冷する方法で球状化処理を行なった。
直径１０ｍｍの鋼線材に圧延した。上記鋼線材に対し
て、１８０℃／時で（Ａｃ1 ＋２０℃）まで昇温し、こ
の温度で４時間保持後、６８０℃まで１２℃／時で徐冷
し、その後放冷する方法で球状化処理を行なった。
【００３３】
【表１】
【００３４】球状化処理を行なった鋼線材について、断
面積で３０μｍ2 以上の硫化物の個数、初析フェライト
量および硬さを測定すると共に、球状化処理後の冷間鍛
造性を調査した。
面積で３０μｍ2 以上の硫化物の個数、初析フェライト
量および硬さを測定すると共に、球状化処理後の冷間鍛
造性を調査した。
【００３５】このとき、硫化物の個数と初析フェライト
量の測定は、縦断面で表面からＤ／４の位置で、顕微鏡
で１５０ｍｍ2 の被顕面積を観察し、得られた被顕面の
画像を画像解析装置にて解析することにより求めた。ま
た、硬さは、荷重５ｋｇでビッカース硬さを５点測定し
て平均を求めた。冷間鍛造性は、表層スケールを除去
後、切り欠きを付きたサンプルを用いて、据込み試験に
おける限界据え込み率（％）で評価した。その結果は、
下記表３に一括して示すが、本発明で規定する要件を満
足するものは、優れた冷間鍛造性を示していることが分
かる。尚、総合評価における評価基準は、下記表２に示
す通りである。
量の測定は、縦断面で表面からＤ／４の位置で、顕微鏡
で１５０ｍｍ2 の被顕面積を観察し、得られた被顕面の
画像を画像解析装置にて解析することにより求めた。ま
た、硬さは、荷重５ｋｇでビッカース硬さを５点測定し
て平均を求めた。冷間鍛造性は、表層スケールを除去
後、切り欠きを付きたサンプルを用いて、据込み試験に
おける限界据え込み率（％）で評価した。その結果は、
下記表３に一括して示すが、本発明で規定する要件を満
足するものは、優れた冷間鍛造性を示していることが分
かる。尚、総合評価における評価基準は、下記表２に示
す通りである。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、組
織と成分を適切に調製することによって、変形能の向上
と変形抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性を発揮するこ
とのできる鋼線材が実現できた。
織と成分を適切に調製することによって、変形能の向上
と変形抵抗低減を図り、優れた冷間鍛造性を発揮するこ
とのできる鋼線材が実現できた。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｃ：０．２〜０．８％（質量の意味、以
下同じ）、Ｍｎ：０．２〜１．５％およびＳ：０．００
３〜０．０２５％を夫々含む熱間圧延鋼線材または冷間
伸線された鋼線材において、線材の中心軸に平行な縦断
面の被顕面積１５０ｍｍ2 内に存在する硫化物または硫
化物を主体とする複合化合物のうち、被顕面積内に観察
される断面積が６０μｍ2 以上のものが６０個以下、且
つ断面積が１０〜２０μｍ2 のものが５００個以上であ
ることを特徴とする冷間鍛造性の優れた鋼線材。 - 【請求項２】 Ｓｉ：０．３％以下（０％を含まない）
および／またはＡｌ：０．０１〜０．０６％を含有する
ものである請求項１に記載の鋼線材。 - 【請求項３】 Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍ
ｏ：１％以下（０％を含まない）、Ｎｉ：３％以下（０
％を含まない）、Ｂ：０．０１％以下（０％を含まな
い）よりなる群から選択される１種以上を含有するもの
である請求項１または２に記載の鋼線材。 - 【請求項４】 Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まな
い）および／またはＺｒ：０．１％以下（０％を含まな
い）を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の鋼線
材。 - 【請求項５】 Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）を
含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の鋼
線材。 - 【請求項６】 Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）
を含有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の
鋼線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP461499A JP2000204440A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 冷間鍛造性の優れた鋼線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP461499A JP2000204440A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 冷間鍛造性の優れた鋼線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204440A true JP2000204440A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11588947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP461499A Pending JP2000204440A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 冷間鍛造性の優れた鋼線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000204440A (ja) |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP461499A patent/JP2000204440A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20031222 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |