JP2015067841A - Method of producing wire rod for cold forging - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a wire rod for cold forging in which the generation of oblique flaws can be suppressed.SOLUTION: Provided is a method of producing a wire rod for cold forging comprising: a step in which a steel billet comprising 0.01 to 0.30% C and satisfying inequality (1) is prepared; a step in which the steel billet is hot-rolled to produce a wire rod; a step in which the wire rod is spirally formed and is dropt to the surface of a conveyer 5, and the surface temperature of the wire rod when it is dropt to the surface of the conveyer 5 is controlled to 850°C or less; a step in which the wire rod is cooled at the average cooling velocity of 2.5°C/s or more in a meantime in which the surface temperature of the wire rod reaches 600°C, a step in which the wire rod is cooled at the average cooling velocity of 0.5°C/s or less in a meanwhile in which the surface temperature of the wire rod being 600 to 100°C, and a step in which the coil of the wire rod whose surface temperature is 100°C or less is bound at a compressibility ratio of 40% or less: (Al+Ti)/N≥7 (1).

Description

本発明は、線材の製造方法に関し、さらに詳しくは、冷間鍛造用線材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a wire, and more particularly to a method for manufacturing a wire for cold forging.

熱間圧延材である冷間鍛造用線材は、冷間鍛造される前に、酸洗処理及び潤滑処理が実施される場合がある。この場合、潤滑処理された線材は伸線され、鋼線が製造される。鋼線は冷間鍛造に用いられ、所定の形状に成形される。   A cold forging wire that is a hot-rolled material may be subjected to pickling and lubrication before cold forging. In this case, the lubricated wire is drawn to produce a steel wire. The steel wire is used for cold forging and formed into a predetermined shape.

C含有量が0.30%以下である炭素鋼線材では、酸洗処理及び潤滑処理を実施した後、線材の軸方向(圧延方向)に対して斜め又は直角に延びる浅い疵が観察される場合がある。この疵の深さは、1/100〜3/100mm程度であり、機械特性に影響を与えない。しかしながら、冷間鍛造後の製品に対してめっき処理を実施した場合、疵部分だけ他の部分と色が異なり、疵部分が目立つ場合がある。このような疵を本明細書では「傾斜疵」と称する。上記の炭素鋼線材において、傾斜疵の発生は抑制される方が好ましい。   When carbon steel wire with a C content of 0.30% or less is subjected to pickling and lubrication, shallow wrinkles extending obliquely or perpendicularly to the axial direction (rolling direction) of the wire are observed There is. The depth of the wrinkles is about 1/100 to 3/100 mm and does not affect the mechanical characteristics. However, when a plating process is performed on a product after cold forging, only the heel portion is different in color from other portions, and the heel portion may be conspicuous. Such wrinkles are referred to herein as “inclined wrinkles”. In the carbon steel wire described above, it is preferable to suppress the occurrence of inclined wrinkles.

特開昭62−56531号公報(特許文献1)は、傾斜疵(特許文献1では「チキンフット」と称する)を抑制する技術を提案する。この文献では、C含有量が0.20%以下であり、sol.Al/Nが15以上の低炭素鋼を熱間圧延した後、3℃/秒以下の冷却速度で徐冷する。実施例では、熱間圧延後の冷却速度を2℃/秒としている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-56531 (Patent Document 1) proposes a technique for suppressing inclined wrinkles (referred to as “chicken foot” in Patent Document 1). In this document, the C content is 0.20% or less. After hot rolling a low carbon steel having Al / N of 15 or more, it is gradually cooled at a cooling rate of 3 ° C./second or less. In the examples, the cooling rate after hot rolling is 2 ° C./second.

特開昭62−56531号公報JP-A 62-56531

しかしながら、上記特許文献1の製造方法で線材が製造された場合であっても、上記傾斜疵が発生する場合があり得る。   However, even if the wire is manufactured by the manufacturing method of Patent Document 1, the inclined wrinkles may occur.

本発明の目的は、傾斜疵の発生を抑制できる、冷間鍛造用線材の製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the wire for cold forging which can suppress generation | occurrence | production of an inclination flaw.

本発明による冷間鍛造用線材の製造方法は、質量%で、C:0.01〜0.30%、Si:0.50%以下、Mn:0.10〜1.50%、P:0.050%以下、S:0.050%以下、Al:0.020〜0.100%、N:0.0100%以下、及び、Ti:0〜0.100%を含有し、式(1)を満たす鋼ビレットを準備する工程と、鋼ビレットを熱間圧延して線材を製造する工程と、線材を螺旋状に形成してコンベア上に落下させ、コンベア上に落下したときの線材の表面温度を850℃以下にする工程と、コンベア上に落下した線材の表面温度が600℃になるまで、2.5℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する工程と、線材の表面温度が600℃〜100℃までの間、0.5℃/秒以下の平均冷却速度で冷却する工程と、表面温度が100℃以下の線材のコイルを、40%以下の圧縮率で結束する工程とを備える。
(Al+Ti)/N≧7 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(原子%)が代入される。Tiが含有されていない場合、式(1)中のTiには0を代入する。
The manufacturing method of the wire for cold forging by this invention is the mass%, C: 0.01-0.30%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.10-1.50%, P: 0 0.050% or less, S: 0.050% or less, Al: 0.020 to 0.100%, N: 0.0100% or less, and Ti: 0 to 0.100%, the formula (1) A step of preparing a steel billet that satisfies the requirements, a step of manufacturing a wire rod by hot rolling the steel billet, and forming the wire rod in a spiral shape and dropping it on the conveyor, and the surface temperature of the wire rod when dropped on the conveyor The step of cooling to 850 ° C. or lower, the step of cooling at an average cooling rate of 2.5 ° C./second or more until the surface temperature of the wire dropped on the conveyor reaches 600 ° C., and the surface temperature of the wire from 600 ° C. A step of cooling at an average cooling rate of 0.5 ° C./second or less between 100 ° C. and surface Degrees comprises a step of coils 100 ° C. or less of the wire, bundling the following compression of 40%.
(Al + Ti) / N ≧ 7 (1)
Here, the content (atomic%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1). When Ti is not contained, 0 is substituted for Ti in formula (1).

本発明による冷間鍛造用鋼線の製造方法で製造された線材では、傾斜疵の発生が抑制される。   In the wire manufactured by the method of manufacturing a steel wire for cold forging according to the present invention, the occurrence of inclined wrinkles is suppressed.

好ましくは、上記製造方法の鋼ビレットを熱間圧延する工程では、1150℃以下に加熱された鋼ビレットを熱間圧延する。   Preferably, in the step of hot rolling the steel billet of the above manufacturing method, the steel billet heated to 1150 ° C. or less is hot rolled.

この場合、傾斜疵の発生がさらに抑制される。   In this case, the occurrence of inclined wrinkles is further suppressed.

図1は、C含有量が0.30%以下の冷間鍛造用線材に発生した傾斜疵の一例を示す写真画像である。FIG. 1 is a photographic image showing an example of an inclined flaw generated in a wire for cold forging having a C content of 0.30% or less. 図2は、本実施の形態による冷間鍛造用線材の製造方法で利用される製造ラインの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a production line used in the method for producing a cold forging wire according to the present embodiment. 図3は、本実施の形態による冷間鍛造用線材の製造方法の製造工程を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing process of the method for manufacturing the wire for cold forging according to the present embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

上述のとおり、C含有量が0.30%以下である炭素鋼線材の表面には、図1に示す複数の傾斜疵20が発生する場合がある。傾斜疵20は、線材の軸方向(圧延方向)CLに対して斜め又は直角に延びる。傾斜疵20の深さは1/100〜3/100mmである。傾斜疵20は機械特性に影響を与えない。しかしながら、酸洗及び潤滑処理を実施した場合、傾斜疵20が視覚的に確認され、冷間鍛造及びめっき処理を実施すればさらに、傾斜疵20が目立つ。   As described above, a plurality of inclined ridges 20 shown in FIG. 1 may be generated on the surface of the carbon steel wire having a C content of 0.30% or less. The inclined rod 20 extends obliquely or perpendicularly to the axial direction (rolling direction) CL of the wire. The depth of the inclined ridge 20 is 1/100 to 3/100 mm. The inclined rod 20 does not affect the mechanical characteristics. However, when pickling and lubrication are performed, the inclined rod 20 is visually confirmed, and if the cold forging and the plating treatment are performed, the inclined rod 20 is further conspicuous.

この傾斜疵20について、本発明者らは調査及び検討を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。   The present inventors investigated and examined the inclined ridge 20. As a result, the present inventors obtained the following knowledge.

傾斜疵20の発生要因は2つある。一つは、ひずみ時効硬化に起因した傾斜疵である。もう一つは、線材の表面に形成されたスケールが割れることに起因した傾斜疵である。   There are two factors that cause the inclined ridge 20. One is an inclined wrinkle caused by strain age hardening. The other is an inclined wrinkle resulting from cracking of the scale formed on the surface of the wire.

ひずみ時効硬化は、固溶Nがコットレル雰囲気を転位のまわりに形成することにより発生する。したがって、ひずみ時効硬化による傾斜疵を抑制するためには、固溶Nを抑制するのが好ましい。   Strain age hardening occurs when solute N forms a Cottrell atmosphere around dislocations. Therefore, it is preferable to suppress the solid solution N in order to suppress the inclined wrinkles due to strain age hardening.

固溶Nを抑制するために、Alを含有し、さらに、任意元素としてTiを含有する。Al及びTiはNと結合して窒化物を形成する。窒化物が形成されれば、固溶Nが抑制される。そのため、ひずみ時効硬化が抑制され、傾斜疵が抑制される。   In order to suppress solute N, Al is contained, and Ti is further contained as an optional element. Al and Ti combine with N to form a nitride. If nitride is formed, solid solution N is suppressed. Therefore, strain age hardening is suppressed and inclined wrinkles are suppressed.

一方、スケール割れは、線材表面に形成されたスケールにひずみが与えられることで発生する。スケールが割れた場合、酸洗処理時において、スケールが割れて剥離した部分の線材表面と、スケールに覆われた線材表面とで、腐食の度合いが異なる。この腐食度合いの相違により、傾斜疵が形成される。   On the other hand, scale cracks occur when strain is applied to the scale formed on the surface of the wire. When the scale is cracked, the degree of corrosion differs between the surface of the wire material where the scale is cracked and peeled during the pickling treatment and the surface of the wire material covered with the scale. Due to this difference in the degree of corrosion, inclined ridges are formed.

スケール割れの発生を抑制するには、スケールにひずみが与えられるのを抑制すればよい。さらにスケール厚を薄くすれば、スケール割れが発生しにくい。   In order to suppress the occurrence of scale cracks, it is only necessary to suppress the strain from being applied to the scale. If the scale thickness is further reduced, scale cracks are less likely to occur.

スケール厚を薄くするためには、仕上圧延後の線材に対する冷却速度を速めればよい。しかしながら、冷却速度を速めると、線材が短時間で冷却されるため、高温下でAlNやTiNの窒化物が形成されるための時間が不足する。したがって、スケール厚を薄くしつつ、高温下でAlN及びTiNを形成する時間を確保できるように、冷却速度を調整するのが好ましい。   In order to reduce the scale thickness, the cooling rate for the wire rod after finish rolling may be increased. However, if the cooling rate is increased, the wire is cooled in a short time, so that the time for forming the nitride of AlN or TiN at a high temperature is insufficient. Therefore, it is preferable to adjust the cooling rate so that the time for forming AlN and TiN at high temperatures can be secured while reducing the scale thickness.

本実施形態では、線材の表面温度が巻取温度から600℃までの間では、平均冷却速度を2.5℃/秒以上とし、600℃〜100℃までの間では、平均冷却速度を0.5℃/秒以下にする。スケールは、600℃以上で形成が促進されるが、600℃未満ではそれほど形成されない。したがって、巻取温度〜600℃の間では、平均冷却速度を速め、スケールの生成を抑制する。一方、600℃〜100℃の間では、平均冷却速度を0.5℃/秒以下にして、AlN及びTiNが十分に形成されるようにする。このように、線材の温度域に応じて平均冷却速度を変えることにより、スケール起因の傾斜疵と固溶N起因の傾斜疵とをともに抑制する。   In this embodiment, when the surface temperature of the wire is between the coiling temperature and 600 ° C., the average cooling rate is 2.5 ° C./second or more, and when the surface temperature is between 600 ° C. and 100 ° C., the average cooling rate is 0.00. Set to 5 ° C / second or less. The scale is promoted to be formed at 600 ° C. or more, but is not so much formed at less than 600 ° C. Accordingly, between the coiling temperature and 600 ° C., the average cooling rate is increased and the generation of scale is suppressed. On the other hand, between 600 ° C. and 100 ° C., the average cooling rate is 0.5 ° C./second or less so that AlN and TiN are sufficiently formed. In this way, by changing the average cooling rate according to the temperature range of the wire, both the scale wrinkles due to scale and the solid wrinkles due to solid solution N are suppressed.

さらに、上記平均冷却速度でもAl及びTiが十分にNと結合できるように、Nに対してAl及びTiを多く含有する。具体的には、鋼ビレット中のAl含有量、Ti含有量、N含有量は式(1)を満たす。
(Al+Ti)/N≧7 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(原子%)が代入される。
Tiが含有されていない場合、式(1)中のTiには「0」が代入される。
Furthermore, Al and Ti are contained in a large amount relative to N so that Al and Ti can be sufficiently combined with N even at the above average cooling rate. Specifically, the Al content, Ti content, and N content in the steel billet satisfy the formula (1).
(Al + Ti) / N ≧ 7 (1)
Here, the content (atomic%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).
When Ti is not contained, “0” is substituted for Ti in formula (1).

上述の工程を経てもなお固溶Nが残存している場合、固溶Nの拡散速度を抑制すれば、傾斜疵の発生が抑制される。そこで、固溶Nの拡散速度を抑制するために、結束前の線材コイルの温度を低くする。   If solid solution N still remains after the above-described steps, if the diffusion rate of solid solution N is suppressed, the generation of inclined soot is suppressed. Therefore, in order to suppress the diffusion rate of solute N, the temperature of the wire coil before binding is lowered.

さらに、スケールが薄くても、ひずみが与えられると割れてしまう。そこで、スケールにひずみが入るのを抑制するために、結束装置を用いた線材コイルの結束時において、圧縮率(%)を低くする。   Furthermore, even if the scale is thin, it will crack if strain is applied. Therefore, in order to suppress the strain from entering the scale, the compression rate (%) is lowered when the wire coils are bound using the binding device.

以上の製造条件により、0.30%以下のC含有量を有する冷間鍛造用線材において、傾斜疵の発生を抑制することができる。以下、本実施形態による冷間鍛造用線材の製造方法について詳述する。   With the above production conditions, it is possible to suppress the occurrence of inclined defects in the cold forging wire having a C content of 0.30% or less. Hereinafter, the manufacturing method of the wire for cold forging by this embodiment is explained in full detail.

[冷間鍛造用鋼線の製造ライン]
図2に、本実施の形態の冷間鍛造用線材の製造ラインの一例を示す。図2を参照して、製造ライン10は、加熱炉1と、粗及び中間圧延機2と、仕上圧延機3と、巻取装置(レーイングヘッド)4と、コンベア5と、集束装置6と、コンベア7と、結束装置8とを備える。
[Production line of steel wire for cold forging]
In FIG. 2, an example of the manufacturing line of the wire for cold forging of this Embodiment is shown. Referring to FIG. 2, a production line 10 includes a heating furnace 1, a roughing and intermediate rolling mill 2, a finishing rolling mill 3, a winding device (laying head) 4, a conveyor 5, and a focusing device 6. The conveyor 7 and the bundling device 8 are provided.

加熱炉1は、冷間鍛造用線材の素材となる鋼ビレットを加熱する。粗及び中間圧延機2は、粗圧延機と、中間圧延機とを備える。中間圧延機は、粗圧延機の後方に配置される。粗圧延機は、一列に配列された複数の圧延スタンドを含む。各圧延スタンドは複数のロールを含む。中間圧延機も同様に、一列に配列された複数の圧延スタンドを含む。   The heating furnace 1 heats a steel billet that is a material for a wire for cold forging. The rough and intermediate rolling mill 2 includes a rough rolling mill and an intermediate rolling mill. The intermediate rolling mill is disposed behind the rough rolling mill. The rough rolling mill includes a plurality of rolling stands arranged in a line. Each rolling stand includes a plurality of rolls. Similarly, the intermediate rolling mill includes a plurality of rolling stands arranged in a row.

仕上圧延機3は、粗及び中間圧延機2の後方に配置される。仕上圧延機3は一列に配列された複数のロールを含む。仕上圧延機3により、線材の真円度を高める。   The finishing mill 3 is arranged behind the rough and intermediate rolling mill 2. The finish rolling mill 3 includes a plurality of rolls arranged in a row. The finishing mill 3 increases the roundness of the wire.

巻取装置4はレーインドヘッドとも呼ばれ、仕上圧延機3の後方に配置される。巻取装置4は、仕上圧延後の線材を螺旋状に形成して放出し、コンベア5上に落下させる。   The winding device 4 is also called a laying head and is arranged behind the finishing mill 3. The winding device 4 forms and discharges the wire rod after finish rolling in a spiral shape and drops it onto the conveyor 5.

コンベア5は、ステルモア方式のコンベアであり、コンベアと、冷却装置とを備える。冷却装置は、コンベアの下方に配置される。コンベア5は、巻取装置4により螺旋状に形成された線材を非同心円状に展開し、搬送しながら、コンベア上で冷却する。   The conveyor 5 is a steermore type conveyor, and includes a conveyor and a cooling device. The cooling device is disposed below the conveyor. The conveyor 5 develops the wire formed in a spiral shape by the winding device 4 into a non-concentric circle and cools it on the conveyor while being conveyed.

集束装置6は、コンベア5の後端に配置される。集束装置6は、円筒と、円筒の中央部に配置されるノーズコーンとを備える。集束装置6は、コンベア5で冷却された線材を、ノーズコーンのまわりにコイル状に集束し、線材コイルを形成する。   The focusing device 6 is arranged at the rear end of the conveyor 5. The focusing device 6 includes a cylinder and a nose cone disposed at the center of the cylinder. The focusing device 6 focuses the wire cooled by the conveyor 5 in a coil shape around the nose cone, thereby forming a wire coil.

コンベア7は、複数のフックを備えるフックコンベアである。集束装置6により形成された線材コイルをフックに掛けて搬送する。コンベア7での搬送時に、線材コイルはフックに掛けられたまま、冷却される。   The conveyor 7 is a hook conveyor including a plurality of hooks. The wire coil formed by the converging device 6 is hooked and conveyed. During conveyance on the conveyor 7, the wire coil is cooled while being hung on the hook.

結束装置8は、コンベア7の付近に配置される。結束装置8は、線材コイルを軸方向に圧縮し、圧縮された線材コイルをバンド材を用いて結束する。   The bundling device 8 is disposed in the vicinity of the conveyor 7. The bundling device 8 compresses the wire coil in the axial direction and binds the compressed wire coil using a band material.

[冷間鍛造用線材の製造方法]
図3は、本発明の実施の形態による冷間鍛造用線材の製造方法の一例を示すフロー図である。図3を参照して、本実施形態の製造方法は、素材準備工程(S1)と、熱間圧延工程(S2)と、巻取り工程(S3)と、第1冷却工程(S4)と、第2冷却工程(S5)と、結束工程(S6)とを備える。以下、各工程について詳述する。
[Method of manufacturing wire for cold forging]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a wire for cold forging according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the manufacturing method of the present embodiment includes a material preparation step (S1), a hot rolling step (S2), a winding step (S3), a first cooling step (S4), Two cooling processes (S5) and a bundling process (S6) are provided. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[素材準備工程(S1)]
素材準備工程では、線材の素材である鋼ビレットを準備する。鋼ビレットの化学組成は、少なくとも、次の元素を含有する。以下、元素に関する%は、質量%を意味する。
[Material preparation step (S1)]
In the material preparation step, a steel billet that is a material of the wire is prepared. The chemical composition of the steel billet contains at least the following elements. Hereinafter,% related to elements means mass%.

C:0.01〜0.30%
炭素(C)は、鋼の強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果は得られない。一方、C含有量が高すぎれば、冷間鍛造時における鋼の変形抵抗が過剰に高くなり、冷間鍛造性が低下する。したがって、C含有量は0.01〜0.30%である。C含有量の好ましい上限は0.25%である。
C: 0.01 to 0.30%
Carbon (C) increases the strength of the steel. If the C content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, the deformation resistance of the steel during cold forging becomes excessively high and cold forgeability is reduced. Therefore, the C content is 0.01 to 0.30%. The upper limit with preferable C content is 0.25%.

Si:0.50%以下
シリコン(Si)は、不可避的に含有される。Siは、鋼を脱酸する。一方、Si含有量が高すぎれば、フェライトがSiにより固溶強化され、冷間鍛造性が低下する。したがって、Si含有量は0.50%以下である。Siを脱酸剤として使用する場合、Si含有量の好ましい下限は0.01%である。Si含有量の好ましい上限は0.35%である。
Si: 0.50% or less Silicon (Si) is inevitably contained. Si deoxidizes steel. On the other hand, if the Si content is too high, the ferrite is solid-solution strengthened by Si and the cold forgeability is lowered. Therefore, the Si content is 0.50% or less. When Si is used as a deoxidizer, the preferable lower limit of the Si content is 0.01%. The upper limit with preferable Si content is 0.35%.

Mn:0.10〜1.50%
マンガン(Mn)は鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Mnはさらに、鋼中のSと結合してMnSを形成し、鋼の被削性を高める。Mn含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、鋼の硬さが過剰に高くなり、冷間鍛造性が低下する。したがって、Mn含有量は0.10〜1.50%である。Mn含有量の好ましい上限は1.00%である。
Mn: 0.10 to 1.50%
Manganese (Mn) increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel. Further, Mn combines with S in the steel to form MnS and enhances the machinability of the steel. If the Mn content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, the hardness of the steel becomes excessively high and the cold forgeability decreases. Therefore, the Mn content is 0.10 to 1.50%. The upper limit with preferable Mn content is 1.00%.

P:0.050%以下
リン(P)は不純物である。Pは粒界に偏析して鋼の靭性を低下する。そのため、P含有量は低い方が好ましい。したがって、P含有量は0.050%以下である。好ましいP含有量は0.030%以下である。
P: 0.050% or less Phosphorus (P) is an impurity. P segregates at the grain boundaries and lowers the toughness of the steel. Therefore, the one where P content is low is preferable. Therefore, the P content is 0.050% or less. A preferable P content is 0.030% or less.

S:0.050%以下
硫黄(S)は、不可避的に含有される。Sは粒界に偏析して鋼の靭性を低下する。そのため、S含有量は低い方が好ましい。したがって、S含有量は0.050%以下である。好ましいS含有量は0.035%以下である。上述のとおり、MnSを形成して鋼の被削性を高める場合、S含有量の好ましい下限は0.015%である。
S: 0.050% or less Sulfur (S) is inevitably contained. S segregates at the grain boundaries and lowers the toughness of the steel. Therefore, the one where S content is low is preferable. Accordingly, the S content is 0.050% or less. A preferable S content is 0.035% or less. As described above, when MnS is formed to improve the machinability of steel, the preferable lower limit of the S content is 0.015%.

Al:0.020〜0.100%
アルミニウム(Al)は鋼を脱酸する。Alはさらに、鋼中のNと結合してAlNを形成し、固溶Nを低減する。固溶Nが低減すれば、ひずみ時効硬化が抑制される。そのため、傾斜疵の発生が抑制される。Al含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、粗大なAl酸化物が生成され、冷間鍛造性を低下する。したがって、Al含有量は0.020〜0.100%である。Al含有量の好ましい下限は0.060%である。本明細書におけるAl含有量は、sol.Al(酸可溶Al)を意味する。
Al: 0.020 to 0.100%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. Further, Al combines with N in the steel to form AlN, thereby reducing solute N. If the solute N is reduced, strain age hardening is suppressed. Therefore, the occurrence of inclined wrinkles is suppressed. If the Al content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Al content is too high, coarse Al oxide is generated, and cold forgeability is lowered. Therefore, the Al content is 0.020 to 0.100%. A preferable lower limit of the Al content is 0.060%. Al content in this specification is sol. Al (acid-soluble Al) is meant.

N:0.0100%以下
窒素(N)は不純物であり、不可避的に含有される。Nはコットレル雰囲気を形成する。コットレル雰囲気により転位が固着されれば、ひずみ時効硬化が生じる。ひずみ時効硬化は、傾斜疵の原因となる。そのため、N含有量はなるべく低い方が好ましい。したがって、N含有量は0.0100%以下である。N含有量の好ましい上限は0.0060%であり、さらに好ましくは0.0050%である。上記のとおり、N含有量は低いほど好ましい。しかしながら、工業生産上におけるN含有量の下限は0.0030%である。
N: 0.0100% or less Nitrogen (N) is an impurity and is inevitably contained. N forms a Cottrell atmosphere. If dislocations are fixed in a Cottrell atmosphere, strain age hardening occurs. Strain age hardening causes inclined wrinkles. Therefore, the N content is preferably as low as possible. Therefore, the N content is 0.0100% or less. The upper limit with preferable N content is 0.0060%, More preferably, it is 0.0050%. As described above, the lower the N content, the better. However, the lower limit of N content in industrial production is 0.0030%.

Ti:0〜0.100%
Tiは含有されなくてもよい。Tiは任意元素である。Tiが含有された場合、TiはNと結合してTiNを形成し、固溶Nを低減する。固溶Nが低減すれば、ひずみ時効硬化が抑制される。そのため、傾斜疵の発生が抑制される。一方、Ti含有量が高すぎれば、炭化物が形成され、線材の強度が高くなりすぎる。したがって、Ti含有量は0〜0.100%である。Ti含有量の好ましい下限は0.0005%であり、さらに好ましくは0.001%である。Ti含有量の好ましい上限は0.060%であり、さらに好ましくは0.040%である。
Ti: 0 to 0.100%
Ti may not be contained. Ti is an optional element. When Ti is contained, Ti combines with N to form TiN, and reduces solid solution N. If the solute N is reduced, strain age hardening is suppressed. Therefore, the occurrence of inclined wrinkles is suppressed. On the other hand, if the Ti content is too high, carbides are formed and the strength of the wire becomes too high. Therefore, the Ti content is 0 to 0.100%. The minimum with preferable Ti content is 0.0005%, More preferably, it is 0.001%. The upper limit with preferable Ti content is 0.060%, More preferably, it is 0.040%.

本実施形態の鋼ビレットの化学組成の残部はFe及び不純物からなるものであってもよいし、鋼ビレットの化学組成には、上記以外の他の元素が含有されてもよい。他の元素はたとえば、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、B等である。本実施形態の鋼ビレットの化学組成は、JIS G3507に規定の冷間圧造用炭素鋼線材(SWRCH)に相当する化学組成を含む。なお、本明細書において不純物とは、鉄鋼材料を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入するものを意味する。   The balance of the chemical composition of the steel billet of this embodiment may be composed of Fe and impurities, and the chemical composition of the steel billet may contain other elements other than those described above. Other elements are Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, B etc., for example. The chemical composition of the steel billet of this embodiment includes a chemical composition corresponding to a carbon steel wire for cold heading (SWRCH) defined in JIS G3507. In addition, in this specification, an impurity means the thing mixed from the ore as a raw material, a scrap, or a manufacturing environment, when manufacturing steel materials industrially.

鋼ビレットの化学組成はさらに、次の式(1)を満たす。
(Al+Ti)/N≧7 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(原子%)が代入される。
Tiが含有されていない場合、式(1)中のTiには「0」が代入される。
The chemical composition of the steel billet further satisfies the following formula (1).
(Al + Ti) / N ≧ 7 (1)
Here, the content (atomic%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).
When Ti is not contained, “0” is substituted for Ti in formula (1).

上記のとおり、Alは固溶Nによるひずみ時効硬化を抑制する。本実施形態では、線材の表面に形成されるスケールの膜厚を抑えるため、線材の表面温度が600℃になるまで急冷する。線材の表面温度が急冷される場合、Nに対するAl含有量及びTi含有量が低すぎれば、AlN及びTiNが形成されにくくなる。   As described above, Al suppresses strain age hardening due to solute N. In this embodiment, in order to suppress the film thickness of the scale formed on the surface of the wire, the wire is rapidly cooled until the surface temperature of the wire reaches 600 ° C. When the surface temperature of the wire is rapidly cooled, if the Al content and the Ti content with respect to N are too low, it is difficult to form AlN and TiN.

Al含有量及びTi含有量が式(1)を満たせば、急冷しても、AlN、又はAlN及びTiNが十分形成されるため、固溶N量を抑制できる。そのため、ひずみ時効硬化が抑制され、傾斜疵の発生が抑制される。   If Al content and Ti content satisfy | fill Formula (1), even if it quenches rapidly, since AlN or AlN and TiN are fully formed, the amount of solid solution N can be suppressed. Therefore, strain age hardening is suppressed and the generation of inclined wrinkles is suppressed.

上述の鋼ビレットはたとえば、次の方法で製造される。上述の化学組成と、式(1)とを満たす溶鋼を製造する。製造された溶鋼を用いて、鋳造法により鋳片にする。溶鋼を造塊法によりインゴット(鋼塊)にしてもよい。鋳片又はインゴットを熱間加工して、鋼ビレットを製造する。   The above-described steel billet is manufactured, for example, by the following method. A molten steel that satisfies the above-described chemical composition and formula (1) is manufactured. The produced molten steel is used to make a slab by a casting method. You may make molten steel into an ingot (steel ingot) by the ingot-making method. A steel billet is manufactured by hot working a slab or an ingot.

[熱間圧延工程(S2)]
準備された鋼ビレットを熱間圧延して線材(冷間鍛造用線材)を製造する(S2)。具体的には、鋼ビレットを加熱炉1に挿入して加熱する。加熱炉1の加熱温度の好ましい上限は1150℃である。加熱温度が高すぎれば、鋼ビレット内のAlNが溶解してNが鋼中に固溶しやすくなる。この場合、傾斜疵が発生する場合がある。加熱温度が1150℃以下であれば、鋼ビレット内のAlNの溶解を抑制でき、固溶Nの増大を抑制できる。
[Hot rolling process (S2)]
The prepared steel billet is hot-rolled to produce a wire (cold forging wire) (S2). Specifically, a steel billet is inserted into the heating furnace 1 and heated. The upper limit with preferable heating temperature of the heating furnace 1 is 1150 degreeC. If the heating temperature is too high, AlN in the steel billet will dissolve and N will easily dissolve in the steel. In this case, inclined wrinkles may occur. If heating temperature is 1150 degrees C or less, melt | dissolution of AlN in a steel billet can be suppressed and increase of the solid solution N can be suppressed.

加熱温度が低すぎれば、鋼ビレットの変形抵抗が高くなるため、粗圧延機、中間圧延機及び仕上圧延機での圧延負荷が過剰に増大する。したがって、加熱温度の好ましい下限は850℃であり、さらに好ましくは950℃である。   If the heating temperature is too low, the deformation resistance of the steel billet is increased, so that the rolling load on the roughing mill, intermediate rolling mill and finish rolling mill increases excessively. Therefore, the minimum with preferable heating temperature is 850 degreeC, More preferably, it is 950 degreeC.

加熱温度に加熱された鋼ビレットを加熱炉1から抽出し、熱間圧延する。熱間圧延は、粗及び中間圧延機2と、仕上圧延機3とにより実施される。   The steel billet heated to the heating temperature is extracted from the heating furnace 1 and hot rolled. Hot rolling is performed by a roughing and intermediate rolling mill 2 and a finish rolling mill 3.

[巻取り工程(S3)]
仕上圧延機3による圧延後の線材を、巻取装置4まで搬送する。巻取装置(レーイングヘッド)4を用いて、線材を螺旋状に形成する。そして、螺旋状に形成された線材をコンベア5に落下させる。コンベア5に落下した直後のリング状線材の表面温度を「巻取温度」(℃)と定義する。本実施形態では、巻取温度を850℃以下にする。
[Winding process (S3)]
The wire rod after rolling by the finish rolling mill 3 is conveyed to the winding device 4. Using a winding device (laying head) 4, the wire is formed in a spiral shape. Then, the wire formed in a spiral shape is dropped onto the conveyor 5. The surface temperature of the ring-shaped wire immediately after dropping on the conveyor 5 is defined as “winding temperature” (° C.). In this embodiment, the winding temperature is set to 850 ° C. or lower.

巻取温度はたとえば、線材の落下位置に向けた放射温度計で測定可能である。図2には図示しないが、仕上圧延機3と巻取装置4との間、及び粗及び中間圧延機2と仕上圧延機3との間には、水冷装置が配置される。水冷装置による冷却を制御することで、巻取温度を850℃以下にする。   The coiling temperature can be measured, for example, with a radiation thermometer directed to the wire drop position. Although not shown in FIG. 2, a water cooling device is disposed between the finishing mill 3 and the winding device 4 and between the rough and intermediate rolling mill 2 and the finishing mill 3. The coiling temperature is set to 850 ° C. or lower by controlling the cooling by the water cooling device.

巻取温度が高すぎれば、スケール厚が厚くなりすぎる。スケール厚が厚ければ、スケールは割れやすくなる。スケールが割れてその一部が剥離すれば、スケールに覆われた表面と、スケールが剥離された表面とで、酸洗時の表面の腐食速度が異なる。そのため、傾斜疵が生成しやすくなる。   If the winding temperature is too high, the scale thickness will be too thick. If the scale thickness is thick, the scale is easily broken. If the scale is cracked and part of the scale is peeled off, the corrosion rate of the surface during pickling differs between the surface covered with the scale and the surface from which the scale is peeled off. Therefore, it becomes easy to generate inclined wrinkles.

本実施形態では、巻取温度を850℃以下にするため、スケール厚を抑えることができる。そのため、スケールの割れを抑制でき、スケールに起因した傾斜疵の生成を抑制できる。巻取温度の好ましい上限は830℃であり、さらに好ましくは800℃である。   In this embodiment, since the coiling temperature is 850 ° C. or less, the scale thickness can be suppressed. Therefore, cracking of the scale can be suppressed, and the generation of inclined wrinkles due to the scale can be suppressed. The upper limit with preferable coiling temperature is 830 degreeC, More preferably, it is 800 degreeC.

巻取温度が低すぎれば、線材の表面に傾斜疵以外の他の疵が発生しやすくなる。さらに、ステルモアコンベア上で線材コイルを搬送しにくくなる場合がある。そのため、巻取温度の好ましい下限は750℃である。   If the winding temperature is too low, other wrinkles other than inclined wrinkles are likely to occur on the surface of the wire. Furthermore, it may be difficult to convey the wire coil on the stealmore conveyor. Therefore, the preferable lower limit of the coiling temperature is 750 ° C.

[第1冷却工程(S4)]
巻取装置4から排出されたリング状の線材を、コンベア5上で、非同心円状に展開し、搬送する。さらに、展開された線材をコンベア5で冷却する。このとき、線材の表面が巻取温度(850℃以下)〜600℃の間の平均冷却速度(以下、第1冷却速度という)を2.5℃/秒以上にする。
[First cooling step (S4)]
The ring-shaped wire discharged from the winding device 4 is unconcentrically developed and conveyed on the conveyor 5. Further, the developed wire is cooled by the conveyor 5. At this time, the average cooling rate (henceforth a 1st cooling rate) between the coiling | winding temperature (850 degrees C or less)-600 degreeC is 2.5 degrees C / second or more.

第1冷却工程では、スケールの生成をなるべく抑制するために、線材を第1冷却速度で急冷する。この場合、スケールの生成が抑制され、スケール厚が薄くなる。第1冷却速度の好ましい下限は3.0℃/秒であり、さらに好ましくは3.5℃/秒である。一方、第1冷却速度が速すぎれば、鋼材成分によっては線材の組織がベイナイトになる場合がある。これらの組織は、冷間鍛造性を低下する。したがって、第1冷却速度の好ましい上限は7℃/秒であり、さらに好ましくは5℃/秒である。   In the first cooling step, the wire is rapidly cooled at the first cooling rate in order to suppress the generation of scale as much as possible. In this case, scale generation is suppressed and the scale thickness is reduced. A preferable lower limit of the first cooling rate is 3.0 ° C./second, more preferably 3.5 ° C./second. On the other hand, if the first cooling rate is too high, the structure of the wire may become bainite depending on the steel component. These structures reduce the cold forgeability. Therefore, a preferable upper limit of the first cooling rate is 7 ° C./second, more preferably 5 ° C./second.

第1冷却工程は、線材の表面温度が600℃になるまで実施する。スケールは600℃以下では生成されにくい。さらに、600℃未満の温度範囲まで2.5℃/秒以上の平均冷却速度で線材を冷却する場合、式(1)を満たしていても、AlN及びTiNが形成されるために必要な時間が不足する。そのため、固溶Nが抑制されない。したがって、第1冷却工程では、線材の表面温度が600℃になるまで、第1冷却速度で冷却する。   The first cooling step is performed until the surface temperature of the wire reaches 600 ° C. Scales are less likely to be generated below 600 ° C. Furthermore, when cooling the wire at an average cooling rate of 2.5 ° C./second or more to a temperature range of less than 600 ° C., the time required for forming AlN and TiN even if the formula (1) is satisfied. Run short. Therefore, solid solution N is not suppressed. Therefore, in the first cooling step, cooling is performed at the first cooling rate until the surface temperature of the wire reaches 600 ° C.

[第2冷却工程(S5)]
第1冷却工程後、第2冷却工程を実施する(S5)。上述のとおり、本発明の実施の形態では、スケールに起因する傾斜疵を抑制するとともに、固溶Nに起因する傾斜疵も抑制する。巻取工程(S3)及び第1冷却工程(S4)では、スケールに起因した傾斜疵を抑制するための条件を設定する。第2冷却工程では、固溶Nに起因した傾斜疵を抑制するための条件を設定する。具体的には、第2冷却工程では、線材の表面温度が600℃〜100℃の間の平均冷却速度(以下、第2冷却速度という)を0.5℃/秒以下にする。
[Second cooling step (S5)]
A 2nd cooling process is implemented after a 1st cooling process (S5). As described above, in the embodiment of the present invention, the inclined wrinkles due to the scale and the inclined wrinkles due to the solid solution N are suppressed. In the winding process (S3) and the first cooling process (S4), a condition for suppressing the inclination wrinkles due to the scale is set. In the second cooling step, conditions are set for suppressing inclined soot caused by the solid solution N. Specifically, in the second cooling step, the average cooling rate (hereinafter referred to as the second cooling rate) between the surface temperature of the wire rods of 600 ° C. to 100 ° C. is set to 0.5 ° C./second or less.

螺旋状の線材を、コンベア5から集束装置6に落下して、線材コイルを形成する。線材コイルをフックに掛けてコンベア7で搬送しながら冷却する。集束装置6での線材の表面温度は600℃前後である。そのため、第2冷却工程は、集束装置6により線材コイルが形成されてから、コンベア7により搬送中の線材コイルでの冷却工程に相当する。   A spiral wire rod is dropped from the conveyor 5 onto the focusing device 6 to form a wire coil. The wire coil is hung on the hook and cooled while being conveyed by the conveyor 7. The surface temperature of the wire in the focusing device 6 is around 600 ° C. Therefore, the second cooling step corresponds to a cooling step with the wire coil being conveyed by the conveyor 7 after the wire coil is formed by the converging device 6.

第2冷却速度が速すぎれば、式(1)を満たしていても、AlN及びTiNの生成に必要な時間が不足する。そのため、冷却後において固溶N量が過剰に多く、傾斜疵が生成しやすくなる。したがって、第2冷却速度は0.5℃/秒以下である。第2冷却速度の好ましい上限は0.4℃/秒であり、さらに好ましくは0.3℃/秒である。線材の表面温度が100℃以下の場合の平均冷却速度は特に限定されない。   If the second cooling rate is too fast, the time required for the generation of AlN and TiN is insufficient even if the formula (1) is satisfied. Therefore, after cooling, the amount of solute N is excessively large, and inclined soot is easily generated. Therefore, the second cooling rate is 0.5 ° C./second or less. A preferable upper limit of the second cooling rate is 0.4 ° C./second, more preferably 0.3 ° C./second. The average cooling rate when the surface temperature of the wire is 100 ° C. or lower is not particularly limited.

たとえば、コンベア7の経路の一部を断熱材で覆い、断熱材で囲まれた領域内をフックに掛けられた線材コイルが搬送される。これにより、平均冷却速度を0.5℃/秒以下にすることができる。   For example, a part of the path of the conveyor 7 is covered with a heat insulating material, and a wire coil hung on a hook is conveyed in an area surrounded by the heat insulating material. Thereby, an average cooling rate can be 0.5 degrees C / sec or less.

[結束工程(S6)]
フックコンベアで搬送された線材コイルを、結束装置8を用いて、線材コイルの軸方向に圧縮して、バンド材により結束する。圧縮時における線材コイルの表面温度は100℃以下にする。さらに、式(2)で定義される線材コイルの圧縮率(%)を40%以下にする。
圧縮率=(L0−L1)/L0×100 (2)
ここで、L0は、圧縮前の線材コイルの軸方向長さ(mm)であり、L1は圧縮後の線材コイルの軸方向長さ(mm)である。
[Bundling step (S6)]
The wire coil conveyed by the hook conveyor is compressed in the axial direction of the wire coil by using the bundling device 8 and bound by the band material. The surface temperature of the wire coil during compression is set to 100 ° C. or lower. Furthermore, the compression rate (%) of the wire coil defined by the formula (2) is set to 40% or less.
Compression rate = (L0−L1) / L0 × 100 (2)
Here, L0 is the axial length (mm) of the wire coil before compression, and L1 is the axial length (mm) of the wire coil after compression.

結束装置8は、フックに掛けられた線材コイルの軸方向に加圧して、線材コイルを圧縮する。このとき、結束時の線材コイルの表面温度が100℃以下であれば、上述の工程を経てもなお固溶Nが残存している場合においても固溶Nの拡散速度を抑制し、ひずみ時効硬化に起因した傾斜疵の発生が抑制される。好ましい表面温度は50℃以下である。結束前温度はたとえば、放射温度計で測定できる。   The bundling device 8 compresses the wire coil by pressing in the axial direction of the wire coil hung on the hook. At this time, if the surface temperature of the wire coil at the time of bundling is 100 ° C. or less, the diffusion rate of the solid solution N is suppressed even if the solid solution N still remains after the above-described steps, and strain age hardening is performed. The occurrence of inclined wrinkles due to the is suppressed. A preferable surface temperature is 50 ° C. or less. The temperature before binding can be measured with a radiation thermometer, for example.

さらに、結束装置8が線材コイルを過剰に圧縮すれば、線材コイルにひずみが入り、ひずみ時効硬化が生じやすい。さらに、スケールが剥離する場合が生じる。結束装置8による圧縮率が40%以下であれば、線材コイルにひずみが入りにくく、さらに、スケールの剥離も抑制される。そのため、冷間鍛造品の傾斜疵の発生が抑制される。   Furthermore, if the bundling device 8 compresses the wire coil excessively, the wire coil is distorted and strain age hardening is likely to occur. Furthermore, the scale may be peeled off. If the compressibility by the bundling device 8 is 40% or less, the wire coil is less likely to be distorted, and scale peeling is also suppressed. Therefore, the occurrence of inclined defects in the cold forged product is suppressed.

[結束後の工程について]
上述のとおり製造された冷間鍛造用線材に対して、酸洗処理及び潤滑処理を実施する。さらに、潤滑処理された線材に対して、減面率が10%以下の冷間鍛造(伸線)を実施して、冷間鍛造用鋼線を製造する。冷間鍛造用鋼線は、冷間鍛造により所定の形状に形成される。
[About the process after binding]
A pickling process and a lubrication process are implemented with respect to the wire for cold forging manufactured as mentioned above. Furthermore, cold forging (drawing) with a surface reduction rate of 10% or less is performed on the lubricated wire to produce a steel wire for cold forging. The steel wire for cold forging is formed into a predetermined shape by cold forging.

上述の製造方法により製造された線材では、傾斜疵の発生が抑制される。そのため、潤滑処理後においても傾斜疵が目立ちにくい。そのため、鋼線に対してめっき処理を実施しても、めっき処理後の鋼線には傾斜疵が目立たない。   In the wire manufactured by the above manufacturing method, the occurrence of inclined wrinkles is suppressed. For this reason, inclined wrinkles are less noticeable even after lubrication. Therefore, even if the plating process is performed on the steel wire, the inclined wrinkles are not noticeable on the steel wire after the plating process.

表1に示す試験番号1〜27の鋼ビレットを準備した。   Steel billets with test numbers 1 to 27 shown in Table 1 were prepared.

表1中の「F1」欄には、式(1)の左辺であるF1=(Al+Ti)/Nの値が記載されている。なお、表中の「Ti」欄の「−」は実質的に含有されていないことを示す。この場合、式(1)の「Ti」に「0」を代入した。   In the “F1” column in Table 1, the value of F1 = (Al + Ti) / N, which is the left side of the formula (1), is described. In the table, “-” in the “Ti” column indicates that it is not substantially contained. In this case, “0” was substituted for “Ti” in equation (1).

試験番号1〜27の鋼ビレットの化学組成の各元素範囲はいずれも、本発明の範囲内であった。しかしながら、試験番号1〜3、24〜27の化学組成は、式(1)を満たさなかった。   Each element range of the chemical composition of the steel billets of test numbers 1 to 27 was within the scope of the present invention. However, the chemical compositions of test numbers 1 to 3 and 24 to 27 did not satisfy the formula (1).

試験番号1〜27の鋼ビレットを、図2に示す製造ラインを用いて、図3に示す製造フローを実施して、表1中の「直径」欄に記載された直径を有する冷間鍛造用線材を製造した。各製造工程中の条件(加熱温度、巻取温度、第1冷却速度、第2冷却速度、結束前温度及び圧縮率)は、表1に記載のとおりとした。   For the steel billet of test numbers 1 to 27, the production flow shown in FIG. 3 is carried out using the production line shown in FIG. 2, and for cold forging having the diameter described in the “diameter” column in Table 1 A wire was manufactured. Conditions in each manufacturing process (heating temperature, winding temperature, first cooling rate, second cooling rate, pre-bundling temperature, and compressibility) were as shown in Table 1.

[傾斜疵観察試験]
製造された各試験番号の冷間鍛造用線材に対して、各試験番号で同一の条件で酸洗処理及び潤滑処理を実施した。
[Inclined wrinkle observation test]
With respect to the manufactured cold forging wire of each test number, pickling treatment and lubrication treatment were performed under the same conditions for each test number.

具体的には、3〜35容量%の塩酸溶液が収納された複数の塩酸槽を含む酸洗ラインに、各試験番号の線材コイルを合計300秒浸漬した。浸漬後、線材コイルを引き上げた。常温の水が収納された水洗槽に線材コイルを浸漬し、線材コイルの表面から塩酸を除去した。   Specifically, the wire coils of each test number were immersed for a total of 300 seconds in a pickling line including a plurality of hydrochloric acid baths containing 3 to 35% by volume hydrochloric acid solution. After immersion, the wire coil was pulled up. The wire coil was immersed in a washing tank containing normal temperature water, and hydrochloric acid was removed from the surface of the wire coil.

上記の酸洗処理が実施された線材コイルに対して、潤滑処理を実施した。潤滑処理に使用した潤滑装置は、化成処理槽と、湯洗槽と、潤滑剤槽と、乾燥炉とを備えた。   A lubrication treatment was performed on the wire coil subjected to the pickling treatment. The lubrication apparatus used for the lubrication treatment was provided with a chemical conversion treatment tank, a hot water washing tank, a lubricant tank, and a drying furnace.

化成処理槽の処理液(商品名:パルボンドPB181X)は、燐酸亜鉛を含有した。化成処理槽の処理液の遊離酸度は4〜7ポイント及び全酸度を30〜36ポイントに調整し、上記処理液で各試験番号のコイルを処理した。化成処理槽の処理液の温度は、いずれも70〜80℃に制御した。潤滑剤槽には、各試験番号に対して濃度を1.5〜2.5ポイントに調整したステアリン酸ナトリウムを含有する水溶液(商品名:パルーブ235)を収納した。潤滑剤液は、70〜90℃に調整した。   The treatment liquid (trade name: Palbond PB181X) in the chemical conversion treatment tank contained zinc phosphate. The free acidity of the treatment liquid in the chemical conversion treatment tank was adjusted to 4 to 7 points and the total acidity was adjusted to 30 to 36 points, and the coil of each test number was treated with the treatment liquid. The temperature of the treatment liquid in the chemical conversion treatment tank was controlled at 70 to 80 ° C. In the lubricant tank, an aqueous solution containing sodium stearate with a concentration adjusted to 1.5 to 2.5 points for each test number (trade name: Paloub 235) was stored. The lubricant liquid was adjusted to 70 to 90 ° C.

各試験番号の線材コイルを化成処理槽に300秒浸漬した。次に、線材コイルを湯洗槽に浸漬した。次に、線材コイルを潤滑剤槽に300秒浸漬した。最後に、線材コイルを乾燥炉において100℃で600秒乾燥して、潤滑被膜が形成された線材コイルを製造した。   The wire coil of each test number was immersed in a chemical conversion treatment tank for 300 seconds. Next, the wire coil was immersed in a hot water bath. Next, the wire coil was immersed in a lubricant tank for 300 seconds. Finally, the wire coil was dried at 100 ° C. for 600 seconds in a drying furnace to produce a wire coil on which a lubricating film was formed.

潤滑処理後の各試験番号の線材コイルの両端からそれぞれ3巻きのサンプル(合計6巻き)を採取した。サンプルの表面を目視で観察し、図1に示す傾斜疵の有無を判断した。傾斜疵が発生している場合、その個数をカウントした。各試験番号ごとに、6巻きのサンプルで確認された傾斜疵個数の総計の、サンプル(合計6巻き)の総長さ(21m)に対する比(個/m)を求めた。   Samples of 3 turns (6 turns in total) were taken from both ends of the wire coil of each test number after the lubrication treatment. The surface of the sample was visually observed to determine the presence or absence of inclined wrinkles shown in FIG. When inclined wrinkles occurred, the number was counted. For each test number, the ratio (pieces / m) of the total number of inclined ridges confirmed in the 6-roll sample to the total length (21 m) of the sample (6 rolls in total) was determined.

[試験結果]
表1の「疵評価」欄に、試験結果を示す。「疵評価」欄中の「◎」印は、傾斜疵が0個/mであったことを意味する。「○」は傾斜疵が0.1個/m以下であったことを意味する。「×」は、傾斜疵が0.1個/mよりも多いことを意味する。傾斜疵が0.1個/m以下である場合、傾斜疵が抑制されたと評価した。
[Test results]
The test results are shown in the “Evaluation” column of Table 1. The “◎” mark in the “疵 evaluation” column means that the number of inclined wrinkles was 0 / m. “◯” means that the inclined wrinkles were 0.1 pieces / m or less. “X” means that the number of inclined wrinkles is more than 0.1 / m. When the inclination wrinkles was 0.1 piece / m or less, it was evaluated that the inclination wrinkles were suppressed.

表1を参照して、試験番号4〜7,14,16〜18,21〜23の線材コイルでは、化学組成が本発明の範囲内であり、式(1)を満たした。さらに、巻取温度、第1及び第2冷却速度、結束前温度及び圧縮率が本発明の範囲内であった。そのため、これらの試験番号では、傾斜疵が0.1個/m以下であった。   With reference to Table 1, in the wire coils of test numbers 4 to 7, 14, 16 to 18, and 21 to 23, the chemical composition was within the scope of the present invention, and the formula (1) was satisfied. Furthermore, the coiling temperature, the first and second cooling rates, the pre-bundling temperature, and the compressibility were within the scope of the present invention. Therefore, in these test numbers, inclined wrinkles were 0.1 pieces / m or less.

さらに、試験番号4,5,14,16〜18,21〜23の線材コイルでは、加熱温度が1150℃以下であった。そのため、これらの試験番号では、傾斜疵が観察されなかった。   Furthermore, in the wire coils of test numbers 4, 5, 14, 16-18, and 21-23, the heating temperature was 1150 ° C. or lower. Therefore, no inclined wrinkles were observed in these test numbers.

一方、試験番号1では、F1値が7未満であった。さらに、巻取温度が高すぎ、第1冷却速度が低すぎた。そのため、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。F1値が7未満であったためひずみ時効硬化に起因した傾斜疵が発生し、かつ、巻取温度が高すぎ、第1冷却速度が低すぎたため、スケールに起因した傾斜疵も発生したと考えられる。   On the other hand, in the test number 1, the F1 value was less than 7. Furthermore, the coiling temperature was too high and the first cooling rate was too low. Therefore, more inclined wrinkles were observed than 0.1 / m. Since the F1 value was less than 7, inclined wrinkles due to strain age hardening occurred, and the winding temperature was too high, and the first cooling rate was too low, so it was considered that inclined wrinkles due to scale also occurred. .

試験番号2,3,24〜27では、F1値が7未満であった。そのため、これらの試験番号では、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。F1値が7未満であったため、ひずみ時効硬化に起因した傾斜疵が発生したと考えられる。   In test numbers 2, 3, and 24 to 27, the F1 value was less than 7. Therefore, in these test numbers, inclined wrinkles were observed more than 0.1 pieces / m. Since the F1 value was less than 7, it is considered that inclined wrinkles due to strain age hardening occurred.

試験番号8及び9では、化学組成が本発明の範囲内であり、F1値が7以上であった。しかしながら、巻取温度が850℃を超えた。そのため、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。巻取温度が高すぎてスケール厚が厚くなったため、スケール割れに起因した傾斜疵が発生したと考えられる。   In test numbers 8 and 9, the chemical composition was within the range of the present invention, and the F1 value was 7 or more. However, the coiling temperature exceeded 850 ° C. Therefore, more inclined wrinkles were observed than 0.1 / m. It is considered that inclined wrinkles due to scale cracking occurred because the winding temperature was too high and the scale thickness was increased.

試験番号10及び11では、化学組成が本発明の範囲内であり、F1値が7以上であった。しかしながら、第1冷却速度が2.5℃/秒未満であった。そのため、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。第1冷却速度が低すぎてスケール厚が厚くなったため、スケール割れに起因した傾斜疵が発生したと考えられる。   In test numbers 10 and 11, the chemical composition was within the range of the present invention, and the F1 value was 7 or more. However, the first cooling rate was less than 2.5 ° C./second. Therefore, more inclined wrinkles were observed than 0.1 / m. Since the first cooling rate is too low and the scale thickness is increased, it is considered that the inclined wrinkles due to the scale cracking occurred.

試験番号12及び13では、化学組成が本発明の範囲内であり、F1値が7以上であった。しかしながら、第2冷却速度が0.5℃/秒を超えた。そのため、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。第2冷却速度が高すぎたため、AlN及びTiNが十分に形成されず、ひずみ時効硬化に基づく傾斜疵が発生したと考えられる。   In test numbers 12 and 13, the chemical composition was within the range of the present invention, and the F1 value was 7 or more. However, the second cooling rate exceeded 0.5 ° C./second. Therefore, more inclined wrinkles were observed than 0.1 / m. Since the second cooling rate was too high, AlN and TiN were not sufficiently formed, and it is considered that inclined wrinkles based on strain age hardening occurred.

試験番号15では、化学組成が本発明の範囲内であり、F1値が7以上であった。しかしながら、結束前温度が100℃を超えた。そのため、傾斜疵が0.1個/mよりも多く観察された。結束前温度が高すぎたため、鋼中に残存している固溶Nが拡散して、ひずみ時効硬化に基づく傾斜疵が発生したと考えられる。   In test number 15, the chemical composition was within the range of the present invention, and the F1 value was 7 or more. However, the pre-bundling temperature exceeded 100 ° C. Therefore, more inclined wrinkles were observed than 0.1 / m. It is considered that since the temperature before binding was too high, the solid solution N remaining in the steel diffused, and inclined creases based on strain age hardening occurred.

試験番号19及び20では、化学組成が本発明の範囲内であり、F1値が7以上であった。しかしながら、結束時の圧縮率が40%を超えた。そのため、傾斜疵が観察された。結束時の圧縮率が高すぎたため、結束時にひずみが導入され、ひずみ時効硬化に基づく傾斜疵が発生したと考えられる。   In test numbers 19 and 20, the chemical composition was within the range of the present invention, and the F1 value was 7 or more. However, the compression rate at the time of binding exceeded 40%. Therefore, inclined wrinkles were observed. It is thought that because the compressibility at the time of binding was too high, strain was introduced at the time of binding and inclined wrinkles based on strain age hardening occurred.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

1 加熱炉
2 粗及び中間圧延機
3 仕上圧延機
4 巻取装置
5 ステルモアコンベア
6 集束装置
7 フックコンベア
8 結束装置
10 製造ライン
20 傾斜疵
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating furnace 2 Coarse and intermediate rolling mill 3 Finishing rolling mill 4 Winding device 5 Stealmore conveyor 6 Converging device 7 Hook conveyor 8 Bundling device 10 Production line 20

Claims (2)

質量%で、C:0.01〜0.30%、Si:0.50%以下、Mn:0.10〜1.50%、P:0.050%以下、S:0.050%以下、Al:0.020〜0.100%、N:0.0100%以下、及び、Ti:0〜0.100%を含有し、式(1)を満たす鋼ビレットを準備する工程と、
前記鋼ビレットを熱間圧延して線材を製造する工程と、
前記線材を螺旋状に形成してコンベア上に落下させ、前記コンベア上に落下したときの前記線材の表面温度を850℃以下にする工程と、
前記コンベア上に落下した前記線材の表面温度が600℃になるまでの間、2.5℃/秒以上の平均冷却速度で前記線材を冷却する工程と、
前記線材の表面温度が600℃〜100℃の間、0.5℃/秒以下の平均冷却速度で前記線材を冷却する工程と、
表面温度が100℃以下の前記線材のコイルを、40%以下の圧縮率で結束する工程とを備える、冷間鍛造用線材の製造方法。
(Al+Ti)/N≧7 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(原子%)が代入される。Tiが含有されていない場合、式(1)中のTiには0を代入する。
In mass%, C: 0.01 to 0.30%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.10 to 1.50%, P: 0.050% or less, S: 0.050% or less, A step of preparing a steel billet containing Al: 0.020 to 0.100%, N: 0.0100% or less, and Ti: 0 to 0.100% and satisfying the formula (1);
A step of producing a wire rod by hot rolling the steel billet;
Forming the wire rod in a spiral shape and dropping it on a conveyor, setting the surface temperature of the wire rod to 850 ° C. or less when dropped on the conveyor;
A step of cooling the wire at an average cooling rate of 2.5 ° C./second or more until the surface temperature of the wire dropped on the conveyor reaches 600 ° C .;
The step of cooling the wire at an average cooling rate of 0.5 ° C./second or less, while the surface temperature of the wire is between 600 ° C. and 100 ° C .;
A method of manufacturing a wire for cold forging, comprising a step of binding a coil of the wire having a surface temperature of 100 ° C. or less at a compression rate of 40% or less.
(Al + Ti) / N ≧ 7 (1)
Here, the content (atomic%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1). When Ti is not contained, 0 is substituted for Ti in formula (1).
請求項1に記載の冷間鍛造用線材の製造方法であって、
前記鋼ビレットを熱間圧延する工程では、1150℃以下に加熱された前記鋼ビレットを熱間圧延する、冷間鍛造用線材の製造方法。
It is a manufacturing method of the wire for cold forging according to claim 1,
In the step of hot rolling the steel billet, a method for producing a wire for cold forging, wherein the steel billet heated to 1150 ° C. or less is hot-rolled.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106756551A (en) * 2016-12-14 2017-05-31 武汉科技大学 A kind of ATM high-strength steel sheet and its manufacture method
CN112126851A (en) * 2020-08-30 2020-12-25 五矿营口中板有限责任公司 high-Ti-content micro-Al easy-welding low-alloy structural steel in ultra-fast cooling mode and manufacturing method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004269028A (en) * 2003-03-12 2004-09-30 Nippon Steel Corp Binding method and binding device for wire rod coil
JP2013007091A (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Kobe Steel Ltd Steel for mechanical structure for cold working, method for manufacturing the same, and component for mechanical structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004269028A (en) * 2003-03-12 2004-09-30 Nippon Steel Corp Binding method and binding device for wire rod coil
JP2013007091A (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Kobe Steel Ltd Steel for mechanical structure for cold working, method for manufacturing the same, and component for mechanical structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106756551A (en) * 2016-12-14 2017-05-31 武汉科技大学 A kind of ATM high-strength steel sheet and its manufacture method
CN112126851A (en) * 2020-08-30 2020-12-25 五矿营口中板有限责任公司 high-Ti-content micro-Al easy-welding low-alloy structural steel in ultra-fast cooling mode and manufacturing method thereof
CN112126851B (en) * 2020-08-30 2021-11-02 五矿营口中板有限责任公司 high-Ti-content micro-Al easy-welding low-alloy structural steel in ultra-fast cooling mode and manufacturing method thereof

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