JP2001131644A - 鋼の熱処理方法 - Google Patents
鋼の熱処理方法Info
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- JP2001131644A JP2001131644A JP31117099A JP31117099A JP2001131644A JP 2001131644 A JP2001131644 A JP 2001131644A JP 31117099 A JP31117099 A JP 31117099A JP 31117099 A JP31117099 A JP 31117099A JP 2001131644 A JP2001131644 A JP 2001131644A
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- steel
- water
- heat treatment
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- Pending
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い熱伝達係数を有する冷媒を利用し、低コ
ストでしかも環境に優しい無公害の熱処理ができる鋼の
熱処理方法を提供する。 【解決手段】 オーステナイト化された鋼材を冷媒中に
浸漬する鋼の熱処理方法において、冷媒として、耐熱性
繊維の集合体と水との複合体を用いる。複合体として
は、冷却槽中に水を貯留し、この水の中に耐熱性繊維の
集合体を配置したり、大気中に配置した耐熱性繊維の集
合体中に水を含ませることが挙げられる。耐熱性繊維の
集合体としてはスチールウールが好適である。
ストでしかも環境に優しい無公害の熱処理ができる鋼の
熱処理方法を提供する。 【解決手段】 オーステナイト化された鋼材を冷媒中に
浸漬する鋼の熱処理方法において、冷媒として、耐熱性
繊維の集合体と水との複合体を用いる。複合体として
は、冷却槽中に水を貯留し、この水の中に耐熱性繊維の
集合体を配置したり、大気中に配置した耐熱性繊維の集
合体中に水を含ませることが挙げられる。耐熱性繊維の
集合体としてはスチールウールが好適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価でかつ熱処理
後に十分な強度を得ることができる鋼の熱処理方法に関
するものである。
後に十分な強度を得ることができる鋼の熱処理方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、パテンティング処理の冷媒として
は、鉛層、溶融塩、流動層、空気、ミストなどが知られ
ており、オフラインにてパテンティング処理する場合に
は、鉛層または流動層が多く用いられる。また、圧延後
の直接熱処理では、溶融塩、空気、ミストなどが用いら
れる。
は、鉛層、溶融塩、流動層、空気、ミストなどが知られ
ており、オフラインにてパテンティング処理する場合に
は、鉛層または流動層が多く用いられる。また、圧延後
の直接熱処理では、溶融塩、空気、ミストなどが用いら
れる。
【０００３】鉛および溶融塩は熱伝達係数が大きく、鋼
材の冷却速度が速いため高強度の鋼材を得ることができ
るというメリットがあり、高品質な特性を得るためには
最も効果的な冷媒である。しかし、反面、高コストであ
ることに加え、鉛浴炉や溶融塩炉を使用するため、有害
なガスおよび酸化鉛などの有害物質が発生し、公害発生
の観点から好ましくない。
材の冷却速度が速いため高強度の鋼材を得ることができ
るというメリットがあり、高品質な特性を得るためには
最も効果的な冷媒である。しかし、反面、高コストであ
ることに加え、鉛浴炉や溶融塩炉を使用するため、有害
なガスおよび酸化鉛などの有害物質が発生し、公害発生
の観点から好ましくない。
【０００４】また、空気やミストを冷媒として用いた場
合は、環境面での問題は無いものの、熱伝達係数が小さ
く、冷却速度が遅いため、鋼材にパーライト変態を遅ら
せる元素の添加なしには、高強度材が得難く、鉛による
パテンティング材の強度に劣るという問題がある。
合は、環境面での問題は無いものの、熱伝達係数が小さ
く、冷却速度が遅いため、鋼材にパーライト変態を遅ら
せる元素の添加なしには、高強度材が得難く、鉛による
パテンティング材の強度に劣るという問題がある。
【０００５】流動層による熱処理においても熱伝達係数
が小さいために、線材の熱処理においては、φ2.0mm以
上の太い線材への適用は、強度が得難いという問題があ
る。
が小さいために、線材の熱処理においては、φ2.0mm以
上の太い線材への適用は、強度が得難いという問題があ
る。
【０００６】従って、オフラインでのパテンティング処
理および圧延後の直接熱処理のいずれにおいても、高強
度が得られるような熱伝達係数が大きいこと、低コスト
および無公害といった3つの課題を同時に解決できるよ
うな冷媒は従来は存在しない。
理および圧延後の直接熱処理のいずれにおいても、高強
度が得られるような熱伝達係数が大きいこと、低コスト
および無公害といった3つの課題を同時に解決できるよ
うな冷媒は従来は存在しない。
【０００７】一方、未公開の技術であるが、これら３つ
の課題を解決する冷媒として、ジルコニア等の固体粒子
と水（温水）との混合物を用いることが本発明者等によ
り提案されている（特願平11-253242号）。
の課題を解決する冷媒として、ジルコニア等の固体粒子
と水（温水）との混合物を用いることが本発明者等によ
り提案されている（特願平11-253242号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、固体粒子と水
（温水）の混合物を冷媒として線材の直接熱処理やオフ
ラインのパテンティング処理を行うと、鋼線に固体粒子
が付着し、冷却槽外へ固体粒子が持ち出されることがあ
り、随時、固体粒子の回収、補給が必要となる。
（温水）の混合物を冷媒として線材の直接熱処理やオフ
ラインのパテンティング処理を行うと、鋼線に固体粒子
が付着し、冷却槽外へ固体粒子が持ち出されることがあ
り、随時、固体粒子の回収、補給が必要となる。
【０００９】また、冷却槽の固体粒子中に水（温水）を
循環させるため、循環ラインに固体粒子が詰まる可能性
があり、随時、清掃、管理を行う必要がある。
循環させるため、循環ラインに固体粒子が詰まる可能性
があり、随時、清掃、管理を行う必要がある。
【００１０】従って、本発明の主目的は、高い熱伝達係
数を有する冷媒を利用し、低コストでしかも環境に優し
い無公害の熱処理ができることに加えて、冷媒の持ち出
しがなく、水（温水）の循環を行っても循環ラインのつ
まりを抑制できる鋼の熱処理方法を提供することにあ
る。
数を有する冷媒を利用し、低コストでしかも環境に優し
い無公害の熱処理ができることに加えて、冷媒の持ち出
しがなく、水（温水）の循環を行っても循環ラインのつ
まりを抑制できる鋼の熱処理方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性繊維の
集合体と水との複合体を冷媒とすることで上記の目的を
達成する。
集合体と水との複合体を冷媒とすることで上記の目的を
達成する。
【００１２】ここで、耐熱性繊維は、900〜1000℃程度
の高温の鋼材と接触しても溶融しない程度の耐熱性を具
えた材質であれば良い。また、集合体としては、熱処理
中の鋼材との接触によって各耐熱性繊維が容易に分離し
ない程度にからまった塊状のものが好適である。特に、
水を含むことができる程度の密度を持つことが望まし
い。耐熱性繊維の集合体の具体例としては、スチールウ
ール等の金属ウールが挙げられる。
の高温の鋼材と接触しても溶融しない程度の耐熱性を具
えた材質であれば良い。また、集合体としては、熱処理
中の鋼材との接触によって各耐熱性繊維が容易に分離し
ない程度にからまった塊状のものが好適である。特に、
水を含むことができる程度の密度を持つことが望まし
い。耐熱性繊維の集合体の具体例としては、スチールウ
ール等の金属ウールが挙げられる。
【００１３】また、耐熱性繊維の集合体と水とで複合体
を構成する具体的手段としては、次の２通りが挙げられ
る。冷却槽中に水を貯留し、この水の中に耐熱性繊維
の集合体を配置する。耐熱性繊維の集合体を大気中に
配置し、この耐熱性繊維の集合体中に水を含ませる。
を構成する具体的手段としては、次の２通りが挙げられ
る。冷却槽中に水を貯留し、この水の中に耐熱性繊維
の集合体を配置する。耐熱性繊維の集合体を大気中に
配置し、この耐熱性繊維の集合体中に水を含ませる。
【００１４】鋼材に対して「耐熱性繊維の集合体と水と
の複合体」を冷媒とするには、鋼材に前記複合体が接触
するように構成されれば良い。最も簡易な手段として
は、耐熱性繊維の集合体の間に鋼材を挟むようにすれば
よい。すなわち、冷却槽中に水を貯留し、この水の中
に耐熱性繊維の集合体を配置した場合には、水中の耐熱
性繊維の集合体で鋼材を挟み、耐熱性繊維の集合体を
大気中に配置し、この耐熱性繊維の集合体中に水を含ま
せた場合には、含水した耐熱性繊維の集合体で鋼材を挟
めば良い。上記構成では冷却槽を用いる必要がある
が、構成では冷却槽を用いることなく熱処理を行うこ
とができる。
の複合体」を冷媒とするには、鋼材に前記複合体が接触
するように構成されれば良い。最も簡易な手段として
は、耐熱性繊維の集合体の間に鋼材を挟むようにすれば
よい。すなわち、冷却槽中に水を貯留し、この水の中
に耐熱性繊維の集合体を配置した場合には、水中の耐熱
性繊維の集合体で鋼材を挟み、耐熱性繊維の集合体を
大気中に配置し、この耐熱性繊維の集合体中に水を含ま
せた場合には、含水した耐熱性繊維の集合体で鋼材を挟
めば良い。上記構成では冷却槽を用いる必要がある
が、構成では冷却槽を用いることなく熱処理を行うこ
とができる。
【００１５】冷媒における「水」には温水も含む。好ま
しい水温としては30℃以上、より好ましくは70℃以上、
さらに好ましくは90℃以上である。30℃未満では、特に
上記構成の場合には、被冷却材に直接水が接触するこ
とによってマルテンサイトが生成される恐れがある。水
温を90℃以上とすれば、鋼の温度によって水温が変化す
ることを極力抑えられ、安定した熱処理を行うことがで
きる。
しい水温としては30℃以上、より好ましくは70℃以上、
さらに好ましくは90℃以上である。30℃未満では、特に
上記構成の場合には、被冷却材に直接水が接触するこ
とによってマルテンサイトが生成される恐れがある。水
温を90℃以上とすれば、鋼の温度によって水温が変化す
ることを極力抑えられ、安定した熱処理を行うことがで
きる。
【００１６】また、本発明の熱処理方法は、圧延後の鋼
材に対して、オフラインで行ってもよいが、インライン
による直接熱処理として行っても効果的である。直接熱
処理の場合は、「水中に配置された耐熱性繊維の集合
体」または「大気中において含水した耐熱性繊維の集合
体」で覆われた2つのコンベアで挟み込み、非同心円に
配置したリング状の線材を搬送することにより、容易に
熱処理することができる。
材に対して、オフラインで行ってもよいが、インライン
による直接熱処理として行っても効果的である。直接熱
処理の場合は、「水中に配置された耐熱性繊維の集合
体」または「大気中において含水した耐熱性繊維の集合
体」で覆われた2つのコンベアで挟み込み、非同心円に
配置したリング状の線材を搬送することにより、容易に
熱処理することができる。
【００１７】なお、本発明熱処理の対象材料には種々の
鋼が挙げられるが、炭素鋼に対して効果的である。特に
高炭素鋼が好適である。さらに、熱処理対象の形状は、
板、線などいかなる形状に対しても適用可能である。特
に、線材に対して最適である。
鋼が挙げられるが、炭素鋼に対して効果的である。特に
高炭素鋼が好適である。さらに、熱処理対象の形状は、
板、線などいかなる形状に対しても適用可能である。特
に、線材に対して最適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施例１）C：0.8mass％、Si：0.22mass％、Mn：0.73
mass％を含むφ11.5mmの炭素鋼線を、950℃に加熱後、
次に示す２種類の条件で冷却することにより、パテンテ
ィング処理を行った。
する。 （実施例１）C：0.8mass％、Si：0.22mass％、Mn：0.73
mass％を含むφ11.5mmの炭素鋼線を、950℃に加熱後、
次に示す２種類の条件で冷却することにより、パテンテ
ィング処理を行った。
【００１９】 97℃の湯の入った冷却槽の底にスチー
ルウールを敷き詰め、加熱された鋼線を冷却層中に挿入
後、別のスチールウールを鋼線の上から押し当てて、ス
チールウールの間で挟み込むことにより鋼線を冷却す
る。 加熱された鋼線を540℃の鉛中に挿入して冷却す
る。
ルウールを敷き詰め、加熱された鋼線を冷却層中に挿入
後、別のスチールウールを鋼線の上から押し当てて、ス
チールウールの間で挟み込むことにより鋼線を冷却す
る。 加熱された鋼線を540℃の鉛中に挿入して冷却す
る。
【００２０】熱処理終了後、引張試験を行い、引張強度
を調査した。その結果、条件では、1235N/mm２、条件
では、1225N/mm２の強度であった。このことから、本
発明方法によれば、鉛を用いたパテンティングと同等の
強度が得られることがわかる。
を調査した。その結果、条件では、1235N/mm２、条件
では、1225N/mm２の強度であった。このことから、本
発明方法によれば、鉛を用いたパテンティングと同等の
強度が得られることがわかる。
【００２１】（実施例２）C：0.8mass％、Si：0.22mass
％、Mn：0.73mass％を含むφ11.5mmの炭素鋼線を、950
℃に加熱後、30℃の水を含んだ２つのスチールウール間
に加熱された鋼線を挟み込んで冷却することにより、パ
テンティング処理を行った。
％、Mn：0.73mass％を含むφ11.5mmの炭素鋼線を、950
℃に加熱後、30℃の水を含んだ２つのスチールウール間
に加熱された鋼線を挟み込んで冷却することにより、パ
テンティング処理を行った。
【００２２】熱処理終了後、引張試験を行い、引張強度
を調査した。その結果、1237N/mm２の引張強度を示し、
実施例１における条件の溶融鉛による熱処理材1225N/
mm２と同等以上の強度であった。このことから、本発明
方法によれば、鉛を用いたパテンティングと同等の強度
が得られることがわかる。
を調査した。その結果、1237N/mm２の引張強度を示し、
実施例１における条件の溶融鉛による熱処理材1225N/
mm２と同等以上の強度であった。このことから、本発明
方法によれば、鉛を用いたパテンティングと同等の強度
が得られることがわかる。
【００２３】尚、本発明の鋼の熱処理方法は、上述の具
体例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。
体例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の熱処理
方法によれば、高強度な鋼材を、低コストかつ無公害で
得ることが可能である。特に、高炭素鋼線において画期
的な熱処理方法である。その際、固体粒子を用いた場合
に問題となっていた「冷媒の持ち出し」や「循環ライン
のつまり」と言った問題も解消できる。
方法によれば、高強度な鋼材を、低コストかつ無公害で
得ることが可能である。特に、高炭素鋼線において画期
的な熱処理方法である。その際、固体粒子を用いた場合
に問題となっていた「冷媒の持ち出し」や「循環ライン
のつまり」と言った問題も解消できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K034 AA19 BA04 DB03 DB04 EA11 FA05 FA08 FB11 GA18 4K043 AA02 AB05 AB15 AB27 CB00 CB05 DA01 EA04 FA03 FA13
Claims (8)
- 【請求項１】 オーステナイト化された鋼材を冷媒中に
浸漬する鋼の熱処理方法において、 前記冷媒として、耐熱性繊維の集合体と水との複合体を
用いたことを特徴とする鋼の熱処理方法。 - 【請求項２】 前記複合体は、冷却槽中に貯留される水
と、この水の中に配置された耐熱性繊維の集合体とで構
成されることを特徴とする請求項１に記載の鋼の熱処理
方法。 - 【請求項３】 前記複合体は、大気中に配置される耐熱
性繊維の集合体と、この耐熱性繊維の集合体中に含まれ
る水とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の
鋼の熱処理方法。 - 【請求項４】 鋼材を耐熱性繊維の集合体と水との複合
体で挟み込んだ状態で冷却することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の鋼の熱処理方法。 - 【請求項５】 熱処理対象とする鋼材が炭素鋼線である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼の
熱処理方法。 - 【請求項６】 鋼の熱処理方法が、圧延後の非同心円の
リング状線材に対する直接熱処理であることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載の鋼の熱処理方法。 - 【請求項７】 熱処理対象とする鋼材が非同心円のリン
グ状に形成された線材で、水中にて耐熱性繊維の集合体
で覆われた２つのコンベアで挟み込んで搬送されること
を特徴とする請求項２に記載の鋼の熱処理方法。 - 【請求項８】 熱処理対象とする鋼材が非同心円のリン
グ状に形成された線材で、水を含む耐熱性繊維の集合体
で覆われた２つのコンべアで挟み込んで搬送されること
を特徴とする請求項３に記載の鋼の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31117099A JP2001131644A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31117099A JP2001131644A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001131644A true JP2001131644A (ja) | 2001-05-15 |
Family
ID=18013943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31117099A Pending JP2001131644A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | 鋼の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001131644A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9352719B2 (en) | 2012-05-18 | 2016-05-31 | Takata Corporation | Silicone rubber sheet and airbag device |
-
1999
- 1999-11-01 JP JP31117099A patent/JP2001131644A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9352719B2 (en) | 2012-05-18 | 2016-05-31 | Takata Corporation | Silicone rubber sheet and airbag device |
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