JP2017214621A - Manufacturing method of hyper-eutectoid steel wire - Google Patents

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Yuki Sasaki
雄基 佐々木
琢哉 高知
Takuya Kochi
琢哉 高知
昌吾 村上
Shogo Murakami
昌吾 村上
茂洋 山根
Shigehiro Yamane
茂洋 山根
ファム・バン・ドック
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a hyper-eutectoid steel wire which is efficiently softened and excellent in cold workability even when conducting spheroidizing with shortened time of a heating treatment.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of a hyper-eutectoid steel wire having C content of 0.8 to 1.3 mass%,, including a rolling process to obtain a rolling wire and a heat treatment process for spheroidizing, the rolling process includes a process for finish rolling a steel material at a finish rolling temperature of 750 to 800°C, a process for cooling the same from the finish rolling temperature to 650°C at average cooling rate of les than 1°C/sec., the heat treatment process includes a process for heating the rolled wire from room temperature to a heating temperature Tof 800 to 880°C at average heating temperature of 10°C/sec. or more, a process for holding at the heating temperature Tfor 0 to 30 sec., a process for cooling from the heating temperature Tto a slow cooling initiation temperature T(=880-0.2×T) at average cooling rate of 10°C/sec. or more and a process for cooling the slow cooling initiation temperature Tto a slow cooling finish temperature T(=T-40) at average cooling rate of 0.03 to 1°C/sec.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、過共析鋼線の製造方法に関する。より詳細には、軸受要素部品の素材として用いられる過共析鋼線の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a hypereutectoid steel wire. More specifically, the present invention relates to a method for producing a hypereutectoid steel wire used as a material for bearing element parts.

軸受を構成するボール、コロ、ニードルおよびシャフトなどの素材として用いられる過共析鋼線(例えば、SUJ2)には、後加工である切断および冷間鍛造、さらには切削などの冷間成形を容易にし、また耐摩耗性を向上させる目的から、熱間圧延により得た圧延線材に対して球状化焼鈍が施されている。従来、球状化焼鈍は、熱間圧延後に10〜25時間程度を要している。   For hypereutectoid steel wires (eg SUJ2) used as materials for balls, rollers, needles and shafts that make up bearings, post-processing such as cutting and cold forging, and cold forming such as cutting are easy. In addition, for the purpose of improving wear resistance, spheroidizing annealing is applied to the rolled wire obtained by hot rolling. Conventionally, spheroidizing annealing requires about 10 to 25 hours after hot rolling.

このため、省エネルギーの観点から、球状化焼鈍時間の短縮化が要求されている。球状化焼鈍時間を短縮する方法として、様々な方法が提案されている。
例えば特許文献1には、熱間圧延後の線材を巻き戻し、急速加熱が可能な誘導加熱装置を用いて球状化焼鈍処理する方法が開示されている。この方法によれば、球状化焼鈍処理をインラインで行えるため、従来のバッチ炉等を用いたオフライン熱処理に比べて、大幅に時間を短縮することができる。
For this reason, shortening of the spheroidizing annealing time is required from the viewpoint of energy saving. Various methods have been proposed as a method for shortening the spheroidizing annealing time.
For example, Patent Document 1 discloses a method in which a wire rod after hot rolling is rewound and subjected to a spheroidizing annealing process using an induction heating apparatus capable of rapid heating. According to this method, since the spheroidizing annealing process can be performed in-line, the time can be greatly shortened as compared with the offline heat treatment using a conventional batch furnace or the like.

特開2001−123221号公報JP 2001-123221 A

しかし、特許文献1に記載の鋼線の製造方法を含め、これまで提案されている鋼線の製造方法は、球状化焼鈍時間を大幅に短縮しているものの、得られる鋼線の硬度が高すぎるため、十分な冷間加工性が得られない場合があるという問題があった。   However, the steel wire manufacturing methods proposed so far, including the steel wire manufacturing method described in Patent Document 1, have greatly reduced the spheroidizing annealing time, but the resulting steel wire has a high hardness. Therefore, there is a problem that sufficient cold workability may not be obtained.

本発明は、こうした状況の下になされたものであって、その目的は、通常よりも加熱処理の時間を短縮化した球状化焼鈍処理を施した場合であっても、十分に軟質化され、冷間加工性に優れた過共析鋼線の製造方法を提供することである。   The present invention has been made under such circumstances, and the purpose thereof is sufficiently softened even when a spheroidizing annealing process in which the heat treatment time is shortened than usual is performed, To provide a hypereutectoid steel wire manufacturing method excellent in cold workability.

本発明の態様1は、C含有量が0.8〜1.3質量%である過共析鋼線を製造する方法であって、鋼材を圧延して圧延線材を得る圧延工程と、前記圧延線材を球状化焼鈍する熱処理工程と、を含み、前記圧延工程は、前記鋼材を750〜800℃の仕上げ圧延温度で仕上げ圧延する工程と、前記仕上げ圧延後、前記仕上げ圧延温度から650℃まで、1℃/秒未満の平均冷却速度で冷却する工程と、を含み、前記熱処理工程は、前記圧延線材を、室温から、800〜880℃の加熱温度Tまで、10℃/秒以上の平均加熱温度で加熱する工程と、前記加熱温度Tで0〜30秒保持する工程と、前記加熱温度Tから下記式(1)で表される徐冷開始温度Tまで、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する工程と、前記徐冷開始温度Tから、下記式(2)で表される徐冷終了温度Tまで、0.03〜1℃/秒の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む、過共析鋼線の製造方法である。
(℃)=880−0.2×T ・・・(1)
(℃)=T−40 ・・・(2)
Aspect 1 of the present invention is a method for producing a hypereutectoid steel wire having a C content of 0.8 to 1.3% by mass, in which a rolling step of rolling a steel material to obtain a rolled wire material, and the rolling A heat treatment step for spheroidizing the wire, and the rolling step includes a step of finish rolling the steel material at a finish rolling temperature of 750 to 800 ° C, and after the finish rolling, from the finish rolling temperature to 650 ° C, Cooling at an average cooling rate of less than 1 ° C./second, and the heat treatment step comprises heating the rolled wire rod from room temperature to a heating temperature T 1 of 800 to 880 ° C. at an average heating of 10 ° C./second or more. The step of heating at a temperature, the step of holding at the heating temperature T 1 for 0 to 30 seconds, and the annealing temperature T 2 represented by the following formula (1) from the heating temperature T 1 to 10 ° C./second or more Step of cooling at an average cooling rate of And a step of cooling at an average cooling rate of 0.03 to 1 ° C./second from the cooling end temperature T 3 represented by the following formula (2) to a slow cooling end temperature T 3. is there.
T 2 (° C.) = 880−0.2 × T 1 (1)
T 3 (° C.) = T 2 −40 (2)

本発明の態様2は、前記圧延工程の後、前記熱処理工程の前に、前記線材に、減面率が0%超、30%以下の伸線加工を行う、態様1に記載の過共析鋼線の製造方法である。   Aspect 2 of the present invention is the hyper-eutectoid according to aspect 1, wherein after the rolling step and before the heat treatment step, the wire is subjected to wire drawing with an area reduction ratio of more than 0% and 30% or less. It is a manufacturing method of a steel wire.

本発明の態様3は、前記加熱する工程において、高周波加熱法または通電加熱法により前記圧延線材を加熱する、態様1または2に記載の過共析鋼線の製造方法である。   Aspect 3 of the present invention is the method for producing a hypereutectoid steel wire according to aspect 1 or 2, wherein, in the heating step, the rolled wire rod is heated by a high-frequency heating method or an electric heating method.

本発明の態様4は、前記保持する工程において、前記圧延線材を、加熱温度Tで0秒超30秒以下保持する、態様1〜3のいずれかに記載の過共析鋼線の製造方法である。 Embodiment 4 of the present invention, in the step of the holding, the rolled wire rod, at a heating temperature T 1 of hold 0 seconds than 30 seconds or less, the production method of the over-eutectoid steel wire according to any of embodiments 1 to 3 It is.

本発明によれば、通常よりも加熱処理の時間を短縮化した球状化焼鈍を施した場合であっても、十分に軟質化され、冷間加工性に優れた過共析鋼線の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a method for producing a hypereutectoid steel wire that is sufficiently softened and excellent in cold workability even when subjected to spheroidizing annealing that shortens the heat treatment time than usual. Can be provided.

本発明者らは、通常よりも加熱処理の時間を短縮化した球状化焼鈍(以下、「短時間球状化焼鈍」と記すことがある)を施した場合であっても、十分に軟質化され、冷間加工性に優れた過共析鋼線の製造方法を実現すべく、様々な角度から検討した。
その結果、短時間球状化焼鈍を施した場合でも、十分に軟質化され、冷間加工性に優れた過共析鋼線を得るためには、球状化焼鈍処理の前組織、すなわち、熱間圧延材の圧延組織における、粒界セメンタイトの量を多くし、パーライト中の層状セメンタイトの量を少なくすることが重要であるとの着想が得られた。
The inventors of the present invention are sufficiently softened even when subjected to spheroidizing annealing (hereinafter sometimes referred to as “short-time spheroidizing annealing”) in which the heat treatment time is shortened than usual. In order to realize a method for producing hypereutectoid steel wires with excellent cold workability, studies were made from various angles.
As a result, in order to obtain a hypereutectoid steel wire that is sufficiently softened and excellent in cold workability even when subjected to spheroidizing annealing for a short time, the structure before spheroidizing annealing, that is, hot The idea that it is important to increase the amount of grain boundary cementite and reduce the amount of layered cementite in pearlite in the rolled structure of the rolled material was obtained.

過共析鋼の圧延組織は、粒界に析出した初析セメンタイト(以下において、「粒界セメンタイト」と記すことがある)とパーライトとから構成される。過共析鋼の圧延材を、A点とAcm点との間の温度域に加熱保持する球状化焼鈍処理をすると、圧延材のパーライト中のセメンタイトは素地のオーステナイト中および粒界セメンタイト中に固溶し、固溶しなかった一部のセメンタイト粒子が残存する。これを徐冷すると、A点(Arを意味する)を通過するときに、オーステナイトはパーライトとはならず、分解生成物のセメンタイトは、高温で残存していたセメンタイト粒子を核としてその上に成長し、フェライト組織中に球状セメンタイトが分散した組織が得られる。
フェライト中に分散した微細な球状セメンタイトは、結晶粒内を移動する転位の運動を抑制(すなわち、粒子分散強化)している。そのため、球状化処理後の過共析鋼線の硬度は、フェライト結晶粒内に析出した微細な球状セメンタイトによる粒子分散強化が支配的となっている。
The rolled structure of hypereutectoid steel is composed of proeutectoid cementite (hereinafter, sometimes referred to as “grain boundary cementite”) precipitated at grain boundaries and pearlite. The rolled material of the over-eutectoid steel, when the spheroidizing annealing process for heating and maintaining the temperature range between one point and the A cm point A, cementite in pearlite of the rolled material during austenite matrix and grain boundary cementite in Some cementite particles that are not dissolved in the solid solution remain. When this is slowly cooled, austenite does not become pearlite when passing through point A 1 (which means Ar 1 ), and the cementite of the decomposition product is formed with cementite particles remaining at a high temperature as nuclei. A structure in which spherical cementite is dispersed in the ferrite structure is obtained.
Fine spherical cementite dispersed in ferrite suppresses the movement of dislocations moving in the crystal grains (that is, strengthens the dispersion of particles). Therefore, the hardness of the hypereutectoid steel wire after the spheroidization treatment is dominated by particle dispersion strengthening due to fine spherical cementite precipitated in the ferrite crystal grains.

本発明者らは、従来の短時間球状化焼鈍を施して得られる過共析鋼線は、球状化焼鈍時間が短いために十分に球状化した組織が得られず、とりわけこのような、十分に球状化されなかった微細な球状セメンタイトが粒子分散強化に寄与し、球状化処理後の鋼線の硬度を高くしていることに着眼した。
すなわち、短時間球状化焼鈍を施した場合でも、十分に軟質化され、冷間加工性に優れた過共析鋼線を得るためには、粒子分散強化に寄与するフェライト組織中の微細な球状セメンタイトそのものの量を少なくすることが重要であると考えた。
本発明者らはさらに鋭意検討した結果、球状化焼鈍前の熱間圧延の際に、仕上げ圧延を従来よりも低温で行い、かつ仕上げ圧延後の徐冷速度を適切に制御することで、冷却時に析出する初析セメンタイトを従来よりも粗大にすることができ、そのため粒界セメンタイト量が増加しており、かつパーライト中のセメンタイト量が少ない圧延組織が得られることを見出した。このような圧延組織を有する線材であれば、球状化焼鈍を施した際に、粒子分散強化に寄与するフェライト中の微細な球状セメンタイトの量を少なくできるため、球状化焼鈍を短縮化した場合であっても、十分に軟質化された、冷間加工性に優れる過共析鋼線が得られることを見出したのである。
以下に、本発明に係る実施形態の製造方法の詳細を示す。
The inventors of the present invention do not obtain a sufficiently spheroidized structure for the hypereutectoid steel wire obtained by performing conventional short-time spheroidizing annealing because the spheroidizing annealing time is short. We focused on the fact that fine spherical cementite that was not spheroidized contributed to the strengthening of particle dispersion, and increased the hardness of the steel wire after spheroidizing treatment.
That is, in order to obtain a hypereutectoid steel wire that is sufficiently softened and excellent in cold workability even when subjected to spheroidizing annealing for a short time, the fine spherical shape in the ferrite structure that contributes to particle dispersion strengthening is obtained. We thought it important to reduce the amount of cementite itself.
As a result of further intensive studies, the inventors of the present invention performed finish rolling at a lower temperature than in the past during hot rolling before spheroidizing annealing, and appropriately controlled the slow cooling rate after finish rolling to reduce cooling. It has been found that the pro-eutectoid cementite that sometimes precipitates can be made coarser than before, so that the amount of grain boundary cementite is increased and a rolled structure with a small amount of cementite in pearlite is obtained. In the case of a wire having such a rolled structure, when spheroidizing annealing is performed, the amount of fine spherical cementite in ferrite that contributes to particle dispersion strengthening can be reduced. Even so, it has been found that a hypereutectoid steel wire that is sufficiently softened and excellent in cold workability can be obtained.
Below, the detail of the manufacturing method of embodiment which concerns on this invention is shown.

なお、本明細書において、「線材」とは、圧延線材の意味で用い、熱間圧延後、室温まで冷却した線状の鋼材を指す。また、「鋼線」とは、圧延線材に球状化焼鈍等の調質処理が施された線状の鋼材を指す。また、本明細書において線材および鋼線を含む鋼材の「温度」とは、例えば放射温度計等により測定することができる線状の鋼材の表面温度を意味する。鋼材の線径が25mm以下であれば、仕上げ圧延後の鋼材の内部温度は均一になっており、鋼材の表面温度を鋼材の内部温度と見なすことができる。   In addition, in this specification, a "wire" is used for the meaning of a rolled wire, and points out the linear steel material cooled to room temperature after hot rolling. The “steel wire” refers to a linear steel material obtained by subjecting a rolled wire material to a tempering treatment such as spheroidizing annealing. Moreover, in this specification, the "temperature" of the steel material containing a wire and a steel wire means the surface temperature of the linear steel material which can be measured with a radiation thermometer etc., for example. If the wire diameter of the steel material is 25 mm or less, the internal temperature of the steel material after finish rolling is uniform, and the surface temperature of the steel material can be regarded as the internal temperature of the steel material.

本発明の実施形態に係る過共析鋼線の製造方法は、C含有量が0.8〜1.3質量%である鋼材を、適切な仕上げ圧延温度で仕上げ圧延し、仕上げ圧延後に適切な冷却速度で冷却して圧延線材を得る圧延工程と、得られた圧延線材を、適切な温度、保持時間および加熱・冷却速度により球状化焼鈍する熱処理工程と、を含む。   In the method for producing a hypereutectoid steel wire according to an embodiment of the present invention, a steel material having a C content of 0.8 to 1.3% by mass is finish-rolled at an appropriate finish rolling temperature, and is appropriate after finish rolling. It includes a rolling step for obtaining a rolled wire by cooling at a cooling rate, and a heat treatment step for spheroidizing and annealing the obtained rolled wire at an appropriate temperature, holding time and heating / cooling rate.

なお、本発明の実施形態に係る製造方法が対象とする過共析鋼線は、組成としてC含有量が0.8〜1.3質量%であることを要する。C以外の他の化学成分の組成については、特別な限定を加える必要はなく、軸受要素部品の素材として用いられる過共析鋼線に通常含まれる範囲で他の成分を含んでもよい。   In addition, the hypereutectoid steel wire which the manufacturing method which concerns on embodiment of this invention makes object requires that C content is 0.8-1.3 mass% as a composition. The composition of chemical components other than C does not need to be specially limited, and may include other components within a range normally included in a hypereutectoid steel wire used as a material for bearing element parts.

具体的には、本発明の実施形態に係る過共析鋼線のC以外の化学組成は、例えば、質量%で、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.5%以下、P:0.025%以下、S:0.025%以下、Cr:1.30〜1.60%を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる。
以下に、C以外の元素についての好ましい含有量を例示する。なお、%は質量%である。
Specifically, the chemical composition other than C of the hypereutectoid steel wire according to the embodiment of the present invention is, for example, mass%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0.5% or less, P: 0.025% or less, S: 0.025% or less, Cr: 1.30-1.60% is contained, and the balance consists of Fe and inevitable impurities.
Below, preferable content about elements other than C is illustrated. In addition,% is the mass%.

Si:0.15〜0.35%
Siは、鋼の脱酸に有効な元素であり、また、転動疲労寿命向上のためにも非常に有効な元素である。Siが0.15%未満では上記の効果が発揮できず、0.35%を超えるとマトリックス硬さを増大させ被削性を劣化させる。Siの好ましい含有量は、0.17〜0.33%であり、より好ましくは、0.20〜0.30%である。
Si: 0.15-0.35%
Si is an effective element for deoxidation of steel, and is also an extremely effective element for improving rolling fatigue life. If Si is less than 0.15%, the above effect cannot be exhibited, and if it exceeds 0.35%, the matrix hardness is increased and the machinability is deteriorated. The preferable content of Si is 0.17 to 0.33%, more preferably 0.20 to 0.30%.

Mn:0.5%以下
Mnは、脱酸、脱硫剤として利用される。また、焼入性の向上に大きく寄与し、転動疲労寿命を向上させる上で非常に有効な元素であるが、被削性を阻害するので、0.5%以下とする。Mnの好ましい含有量は、0.48%以下であり、より好ましくは、0.45%以下である。
Mn: 0.5% or less Mn is used as a deoxidation and desulfurization agent. Further, it is an element that greatly contributes to improvement of hardenability and is very effective in improving the rolling fatigue life. However, since it impairs machinability, it is set to 0.5% or less. The preferable content of Mn is 0.48% or less, and more preferably 0.45% or less.

P:0.025%以下
Pは、多く含有すると介在物を形成し衝撃値、転動疲労寿命を劣化させる。Pの好ましい含有量は、0.023%以下であり、より好ましくは、0.020%以下である。
P: 0.025% or less When P is contained in a large amount, inclusions are formed and the impact value and rolling fatigue life are deteriorated. The preferable content of P is 0.023% or less, and more preferably 0.020% or less.

S:0.025%以下
Sは、被削性を改善するが、介在物を生成し脆化するので、0.025%以下とする。Sの好ましい含有量は、0.023%以下であり、より好ましくは、0.020%以下である。
S: 0.025% or less S improves the machinability, but generates inclusions and becomes brittle, so 0.025% or less. The preferable content of S is 0.023% or less, and more preferably 0.020% or less.

Cr:1.30〜1.60%
Crは、Cと結びついて微細な炭化物を形成し、耐摩耗性を付与すると共に、焼入性の向上に寄与する元素である。この様な効果を発揮させるには、Cr含有量を1.30%以上とする。しかし、Crが過剰に存在すると、粗大な炭化物が生成し、転動疲労寿命が却って低下する。従ってCr量は1.60%以下とする。Crの好ましい含有量は、1.32〜1.58%であり、より好ましくは、1.35〜1.55%である。
Cr: 1.30 to 1.60%
Cr is an element that combines with C to form fine carbides, imparts wear resistance, and contributes to improving hardenability. In order to exert such an effect, the Cr content is set to 1.30% or more. However, if Cr is present excessively, coarse carbides are generated, and the rolling fatigue life is decreased. Therefore, the Cr content is 1.60% or less. The preferable content of Cr is 1.32 to 1.58%, more preferably 1.35 to 1.55%.

以下に本発明の実施形態に係る製造方法が規定する各要件の詳細を示す。   Details of each requirement defined by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described below.

1.圧延工程
圧延工程では、C含有量が0.8〜1.3質量%である鋼材を熱間加工して、圧延線材を得る。本発明の実施形態に係る製造方法に係る圧延工程は、
(a)鋼材を750〜800℃の仕上げ圧延温度で仕上げ圧延する工程と、
(b)仕上げ圧延後、仕上げ圧延温度から650℃まで、1℃/秒未満の平均冷却速度で冷却する工程と、
を含む。こうした条件で仕上げ圧延およびその後の冷却を行うことにより、粒界セメンタイトが粗大かつ多量であり、パーライト組織中の層状セメンタイト量が少ない組織を有する圧延線材を得ることができる。そして、このような組織を有する圧延線材に対して、後述する条件で球状化焼鈍を行うことによって、粒子分散強化に寄与するフェライト中の球状セメンタイトの量を十分に少なくでき、十分に軟質化され冷間加工性に優れた過共析鋼線を得ることができる。
仕上げ圧延、およびその後の冷却について、以下に詳しく説明する。
1. Rolling step In the rolling step, a steel material having a C content of 0.8 to 1.3 mass% is hot-worked to obtain a rolled wire. The rolling process according to the manufacturing method according to the embodiment of the present invention,
(A) a step of finish rolling the steel material at a finish rolling temperature of 750 to 800 ° C;
(B) after finish rolling, cooling from the finish rolling temperature to 650 ° C. at an average cooling rate of less than 1 ° C./second;
including. By performing finish rolling and subsequent cooling under such conditions, it is possible to obtain a rolled wire having a coarse and large grain boundary cementite and a small amount of layered cementite in the pearlite structure. And by performing spheroidizing annealing on the rolled wire having such a structure under the conditions described later, the amount of spherical cementite in ferrite contributing to particle dispersion strengthening can be sufficiently reduced and sufficiently softened. A hypereutectoid steel wire excellent in cold workability can be obtained.
The finish rolling and subsequent cooling will be described in detail below.

(a)仕上げ圧延する工程:
熱間圧延の際の仕上げ圧延温度は、750〜800℃である。
仕上げ圧延温度を適切に制御することにより、初析セメンタイトの析出を促進することができ、粒界セメンタイトが粗大かつ多量であり、かつパーライト組織中の層状セメンタイト量が少ない組織を有する圧延線材を得ることができる。初析セメンタイトの析出を促進するためには、仕上げ圧延温度を低温にすることが有効である。
仕上げ圧延温度が800℃を超えると、初析セメンタイトの析出量が不十分となり、パーライト組織中の層状セメンタイトが増加し、最終的に得られる鋼線の硬さが高くなる。そのため、仕上げ圧延温度の上限は800℃以下であり、好ましくは795℃以下、より好ましくは790℃以下である。
一方、仕上げ圧延温度が750℃を下回ると、圧延ロールの負荷が高まり、生産性が悪くなる。そのため、仕上げ圧延温度の下限は750℃以上であり、好ましくは755℃以上、より好ましくは760℃以上である。
(A) Finish rolling process:
The finish rolling temperature at the time of hot rolling is 750 to 800 ° C.
By appropriately controlling the finish rolling temperature, precipitation of pro-eutectoid cementite can be promoted, and a rolled wire rod having a structure in which the grain boundary cementite is coarse and large and the amount of layered cementite in the pearlite structure is small is obtained. be able to. In order to promote precipitation of proeutectoid cementite, it is effective to lower the finish rolling temperature.
When the finish rolling temperature exceeds 800 ° C., the amount of pro-eutectoid cementite deposited becomes insufficient, the layered cementite in the pearlite structure increases, and the hardness of the steel wire finally obtained increases. Therefore, the upper limit of the finish rolling temperature is 800 ° C. or lower, preferably 795 ° C. or lower, more preferably 790 ° C. or lower.
On the other hand, when the finish rolling temperature is lower than 750 ° C., the load on the rolling roll increases and the productivity deteriorates. Therefore, the lower limit of the finish rolling temperature is 750 ° C. or higher, preferably 755 ° C. or higher, more preferably 760 ° C. or higher.

仕上げ圧延温度は、例えば放射温度計等により、仕上げ圧延直後、すなわち圧延ロールを出た直後の鋼材の温度を測ることにより確認することができる。   The finish rolling temperature can be confirmed, for example, by measuring the temperature of the steel material immediately after finish rolling, that is, immediately after leaving the rolling roll, using a radiation thermometer or the like.

(b)仕上げ圧延後の冷却する工程:
仕上げ圧延後、鋼材を750〜800℃の仕上げ圧延温度から少なくとも650℃まで、1℃/秒未満の平均冷却速度で冷却する。
上述した仕上げ圧延温度の条件により仕上げ圧延した鋼材を、Ar点まで徐冷することにより、初析セメンタイトの析出を促進し、粗大化することができ、圧延組織のパーライト中のセメンタイトの量を少なくできる。その結果、後述する球状化焼鈍を行うことにより、フェライト中の球状セメンタイトの量が十分に少なく、十分に軟質化した鋼線を得ることができる。
仕上げ圧延温度から650℃までの平均冷却速度が1℃/秒以上となると、初析セメンタイトが十分に粗大化せず、パーライト中のセメンタイトの量が増加し、球状化焼鈍により最終的に得られる鋼線の硬さが高くなる。そのため、平均冷却速度の上限は1℃/秒未満であり、好ましくは0.8℃/秒以下、より好ましくは0.5℃/秒以下である。
仕上げ圧延温度から650℃までの平均冷却速度が0.01℃/秒を下回ると、冷却に長時間必要になり、生産性が悪化する。そのため平均冷却速度の下限は、0.01℃/秒以上であることが好ましい。より好ましくは0.03℃/秒以上、さらに好ましくは0.05℃/秒以上である。
(B) Step of cooling after finish rolling:
After finish rolling, the steel is cooled from a finish rolling temperature of 750-800 ° C. to at least 650 ° C. at an average cooling rate of less than 1 ° C./second.
By gradually cooling the steel material that has been finish-rolled under the above-mentioned conditions of the finish rolling temperature to Ar 1 point, precipitation of pro-eutectoid cementite can be promoted and coarsened, and the amount of cementite in the pearlite of the rolled structure can be reduced. Less. As a result, by performing spheroidizing annealing described later, a sufficiently soft steel wire can be obtained with a sufficiently small amount of spherical cementite in ferrite.
When the average cooling rate from the finish rolling temperature to 650 ° C. is 1 ° C./second or more, the pro-eutectoid cementite is not sufficiently coarsened, the amount of cementite in the pearlite is increased, and finally obtained by spheroidizing annealing. The hardness of the steel wire is increased. Therefore, the upper limit of the average cooling rate is less than 1 ° C./second, preferably 0.8 ° C./second or less, more preferably 0.5 ° C./second or less.
When the average cooling rate from the finish rolling temperature to 650 ° C. is less than 0.01 ° C./second, it takes a long time for cooling, and the productivity deteriorates. Therefore, the lower limit of the average cooling rate is preferably 0.01 ° C./second or more. More preferably, it is 0.03 degreeC / second or more, More preferably, it is 0.05 degreeC / second or more.

このような平均冷却速度は、例えばステルモア冷却の条件を制御することで調整することができる。例えば、風量を少なくする、風速を遅くする、コンベア速度を遅くする、巻き密度を小さくする、または保温カバーを設けることにより、平均冷却速度を小さくすることができる。   Such an average cooling rate can be adjusted, for example, by controlling the conditions of the Stemmore cooling. For example, the average cooling rate can be reduced by reducing the air volume, slowing the wind speed, slowing the conveyor speed, reducing the winding density, or providing a heat insulating cover.

また、平均冷却速度は、放射温度計等により圧延材の温度を測ることにより求めてよい。平均冷却速度の算出方法として、冷却速度を制御しているコンベア上の任意の場所、線材(コイル)の両端部の各10巻きを除く領域において、少なくとも5点の場所にて、線材の温度を測定する。測定する領域は、線材同士が重なりあっている、いわゆる密部とする。コンベア速度および最初に測定した場所からの距離を基に、最初の測定場所から他の各測定場所までのコイルが移動する所要時間を算出し、線材の温度と所要時間との関係を、最小二乗法を用いて一次関数として表し、その傾きから平均冷却速度を算出する。   The average cooling rate may be obtained by measuring the temperature of the rolled material with a radiation thermometer or the like. As a method for calculating the average cooling rate, the temperature of the wire is measured at any place on the conveyor that controls the cooling rate, at least 5 points in the area excluding 10 turns at both ends of the wire (coil). taking measurement. The area to be measured is a so-called dense part where the wires overlap each other. Based on the conveyor speed and the distance from the first measurement location, the time required for the coil to move from the first measurement location to each other measurement location is calculated, and the relationship between the wire temperature and the required time It represents as a linear function using a multiplication method, and calculates an average cooling rate from the inclination.

仕上げ圧延温度から650℃までを上述した平均冷却速度で冷却した後は、放冷などの通常の冷却により室温まで冷却を行ってもよい。また、650℃より低い温度(例えば、500℃)まで、上述した仕上げ圧延温度から650℃までの平均冷却速度と同等の冷却速度で冷却を継続してもよい。   After cooling from the finish rolling temperature to 650 ° C. at the above-described average cooling rate, cooling to room temperature may be performed by ordinary cooling such as cooling. Moreover, you may continue cooling to the temperature lower than 650 degreeC (for example, 500 degreeC) with the cooling rate equivalent to the average cooling rate from the finishing rolling temperature mentioned above to 650 degreeC.

2.熱処理工程
上述した圧延工程で得られる圧延線材の組織は、粒界セメンタイトが粗大かつ多量であり、またパーライト中の層状セメンタイトが少量になっている。そのため、このような圧延線材に対し、適切な条件で熱処理(球状化焼鈍)を行うと、鋼線の硬度上昇に寄与するフェライト中の微細な球状セメンタイト量が少なく、その結果、十分に軟質化され、冷間加工性に優れている鋼線を得ることができる。本発明の実施形態に係る製造方法に係る熱処理工程は、
(a)圧延線材を、室温から、800〜880℃の加熱温度Tまで、10℃/秒以上の平均加熱温度で加熱する工程と、
(b)加熱温度Tで0〜30秒保持する工程と、
(c)加熱温度Tから徐冷開始温度Tまで、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する工程と、
(d)徐冷開始温度Tから、徐冷終了温度Tまで、0.03〜1℃/秒の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む。
熱処理の各工程について、以下に詳しく説明する。
2. Heat treatment process The structure of the rolled wire obtained in the rolling process described above has a large amount of grain boundary cementite and a small amount of layered cementite in pearlite. Therefore, when such a rolled wire is heat-treated (spheroidizing annealing) under appropriate conditions, the amount of fine spherical cementite in ferrite that contributes to the increase in hardness of the steel wire is small, and as a result, it becomes sufficiently soft And a steel wire excellent in cold workability can be obtained. The heat treatment step according to the manufacturing method according to the embodiment of the present invention includes:
(A) heating the rolled wire rod from room temperature to a heating temperature T 1 of 800 to 880 ° C. at an average heating temperature of 10 ° C./second or more;
(B) a step of holding at a heating temperature T 1 for 0 to 30 seconds;
(C) cooling from the heating temperature T 1 to the slow cooling start temperature T 2 at an average cooling rate of 10 ° C./second or more;
(D) from the slow cooling starting temperature T 2, until the slow cooling end temperature T 3, and a step of cooling at an average cooling rate of 0.03 to 1 ° C. / sec, the.
Each step of the heat treatment will be described in detail below.

(a)圧延線材を、室温から加熱温度Tまで加熱する工程:
圧延線材(以下において、「被処理材」ともいう)を、室温から、800〜880℃の加熱温度Tまで加熱する。
加熱温度Tが800℃を下回ると、パーライト中の層状セメンタイトの分解およびオーステナイト中への固溶が不十分となり、球状化組織が得られなくなり、最終的に得られる鋼線は硬くなり、冷間加工性が低下する。そのため、加熱温度Tの下限は800℃以上である。好ましくは810℃以上、より好ましくは820℃以上である。
一方、加熱温度Tが880℃を超えると、パーライト中の層状セメンタイトが過剰に分解およびオーステナイト中に固溶し、球状化の核となるセメンタイト粒子が過度に少なくなる。それにより、冷却工程によって球状化組織が十分に得られなくなるため、得られる鋼線は硬くなり、冷間加工性が低下する。そのため、加熱温度Tの上限は880℃以下であり、好ましくは870℃以下、より好ましくは860℃以下である。
(A) a rolled wire rod is heated from room temperature to the heating temperature T 1 of step:
A rolled wire (hereinafter also referred to as “material to be treated”) is heated from room temperature to a heating temperature T 1 of 800 to 880 ° C.
When the heating temperature T 1 is below 800 ° C., the formation of a solid solution in the degradation and austenite layered cementite in pearlite is insufficient, no longer spheroidized structure is obtained, finally obtained steel wire becomes hard, cold Interworkability is reduced. Therefore, the lower limit of the heating temperature T 1 of is 800 ° C. or higher. Preferably it is 810 degreeC or more, More preferably, it is 820 degreeC or more.
On the other hand, if the heating temperature T 1 is greater than 880 ° C., layered cementite in pearlite solved in excessive degradation and austenite, cementite particles as the nuclei of spheroidized is excessively reduced. Thereby, since the spheroidized structure cannot be sufficiently obtained by the cooling process, the obtained steel wire becomes hard and cold workability is deteriorated. Therefore, the upper limit of the heating temperature T 1 of is at 880 ° C. or less, preferably 870 ° C., more preferably at most 860 ° C..

また、球状化焼鈍の処理時間を短くするには、室温から加熱温度Tまでの加熱速度を速くすることが有効である。室温から加熱温度Tまでの平均加熱速度が、10℃/秒未満であると、球状化処理時間が長くなる。そのため平均加熱速度の下限は10℃/秒以上であり、好ましくは20℃/秒以上、より好ましくは30℃/秒以上である。
室温から加熱温度Tまでの加熱は、高周波加熱法、通電加熱法およびその他の加熱手段により行ってよい。このような加熱手段により加熱することで、被処理材を急速に加熱することができ、球状化処理時間を短くすることができる。また、このような加熱手段により加熱することで、被処理材を均一に加熱することができ、被処理材の内部のパーライト組織の分解をより促進することができ、後の冷却工程で球状化を促進することができる。
Further, in order to shorten the processing time of the spheroidizing annealing, it is effective to increase the heating rate from room temperature to the heating temperature T 1. The average heating rate from room temperature to the heating temperature T 1 is is less than 10 ° C. / sec, spheroidizing treatment time becomes long. Therefore, the lower limit of the average heating rate is 10 ° C./second or more, preferably 20 ° C./second or more, more preferably 30 ° C./second or more.
Heating from room temperature to the heating temperature T 1 of the high-frequency heating method may be performed by energization heating method, other heating means. By heating with such a heating means, the material to be processed can be rapidly heated, and the spheroidizing time can be shortened. In addition, by heating with such a heating means, the material to be treated can be heated uniformly, the decomposition of the pearlite structure inside the material to be treated can be further promoted, and spheroidized in the subsequent cooling step Can be promoted.

このような平均加熱速度は、放射温度計等により被処理材の温度を測ることにより求めてよい。平均冷却速度の算出方法として、冷却速度を制御しているコンベア上の任意の場所、線材(コイル)の両端部の各10巻きを除く領域において、少なくとも5点の場所にて、線材の温度を測定する。測定する領域は、線材同士が重なりあっている、いわゆる密部とする。コンベア速度および最初に測定した場所からの距離を基に、最初の測定場所から他の各測定場所までのコイルが移動する所要時間を算出し、線材の温度と所要時間との関係を、最小二乗法を用いて一次関数として表し、その傾きから平均冷却速度を算出する。   Such an average heating rate may be obtained by measuring the temperature of the material to be processed using a radiation thermometer or the like. As a method for calculating the average cooling rate, the temperature of the wire is measured at any place on the conveyor that controls the cooling rate, at least 5 points in the area excluding 10 turns at both ends of the wire (coil). taking measurement. The area to be measured is a so-called dense part where the wires overlap each other. Based on the conveyor speed and the distance from the first measurement location, the time required for the coil to move from the first measurement location to each other measurement location is calculated, and the relationship between the wire temperature and the required time It represents as a linear function using a multiplication method, and calculates an average cooling rate from the inclination.

(b)加熱温度Tで保持する工程:
被処理材を、800〜880℃の加熱温度Tで0〜30秒間保持する。800〜880℃の加熱温度で保持することにより、パーライト中の層状セメンタイトの分解を促進し、オーステナイト中への固溶を促進することができる。
加熱温度Tでの保持時間は、好ましくは0秒超、より好ましくは5秒以上、さらに好ましくは10秒以上である。
加熱温度Tでの保持時間が30秒を超えると、パーライト中の層状セメンタイトが過剰に固溶してしまい、球状化の核となるセメンタイト粒子が過度に少なくなる。それにより、冷却工程によって球状化組織が十分に得られなくなるため、得られる鋼線は硬くなり、冷間加工性が低下する。そのため、加熱温度Tでの保持時間は30秒以下であり、好ましくは25秒以下、より好ましくは20秒以下である。
(B) a step of holding at the heating temperature T 1:
The material to be treated, held 0-30 sec at a heating temperature T 1 of the from 800 to 880 ° C.. By maintaining at a heating temperature of 800 to 880 ° C., decomposition of layered cementite in pearlite can be promoted, and solid solution in austenite can be promoted.
Holding time at the heating temperatures T 1 is preferably 0 seconds, more preferably above 5 seconds or more, more preferably 10 seconds or more.
If the holding time at the heating temperature T 1 is greater than 30 seconds, layered cementite in pearlite ends up excessively dissolved, cementite particles as the nuclei of spheroidized is excessively reduced. Thereby, since the spheroidized structure cannot be sufficiently obtained by the cooling process, the obtained steel wire becomes hard and cold workability is deteriorated. Therefore, the holding time at the heating temperature T 1 of not more than 30 seconds, preferably 25 seconds or less, more preferably 20 seconds or less.

なお、当該工程において「被処理材を、800〜880℃の加熱温度Tで0〜30秒保持する」とは、「被処理材が800〜880℃の温度域にある時間が、0〜30秒である」ことを指し、800〜880℃の温度域の特定温度で被処理材を保持することに留まらず、当該温度域で昇温および/または降温の処理を受けてもよいことを意味する。
また、“800〜880℃の加熱温度Tで「0秒間保持」する”とは、800〜880℃の加熱温度Tに達した後、加熱温度Tに維持することなく冷却することを意味する。このように「0秒間保持」する場合であっても、パーライト中の層状セメンタイトの分解を促進し、オーステナイト中への固溶を促進することができる。
In this process, “holding the material to be processed at a heating temperature T 1 of 800 to 880 ° C. for 0 to 30 seconds” means “the time during which the material to be processed is in the temperature range of 800 to 880 ° C. “30 seconds”, not only holding the material to be processed at a specific temperature in the temperature range of 800 to 880 ° C., but also being able to receive a temperature increase and / or temperature decrease treatment in the temperature range. means.
Further, the term "800-880 to" 0 seconds hold "at the heating temperature T 1 of the ° C.", after reaching the heating temperature T 1 of the 800 to 880 ° C., the cooling without maintaining the heating temperatures T 1 Thus, even in the case of “holding for 0 second”, the decomposition of the layered cementite in the pearlite can be promoted, and the solid solution in the austenite can be promoted.

(c)加熱温度Tから徐冷開始温度Tまで冷却する工程:
被処理材を、加熱温度Tから下記式(1)により算出される徐冷開始温度Tまで、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する。

(℃)=880−0.2×T・・・(1)

までの平均冷却速度が10℃/秒を超えると、球状化処理の時間が短縮できないだけでなく、球状化の核となるセメンタイト粒子がオーステナイト中に過度に固溶するので、後の冷却工程(徐冷)によって球状化組織が十分に得られなくなり、得られる鋼線は硬くなり、冷間加工性が低下する。そのため、加熱温度Tから徐冷開始温度Tまで、平均冷却速度10℃/秒以上で冷却する。加熱温度Tから徐冷開始温度Tまでの平均冷却速度は、好ましくは20℃/秒以上であり、より好ましくは30℃/秒以上である。
(C) a step of cooling from the heating temperature T 1 of up to slow cooling starting temperature T 2:
The material to be treated is cooled at an average cooling rate of 10 ° C./second or more from the heating temperature T 1 to the slow cooling start temperature T 2 calculated by the following formula (1).

T 2 (° C.) = 880−0.2 × T 1 (1)

When the average cooling rate up to T 2 exceeds 10 ° C./second, not only the time for spheronization treatment cannot be shortened, but also cementite particles, which are the core of spheronization, are excessively dissolved in austenite. A spheroidized structure cannot be obtained sufficiently by the process (slow cooling), the resulting steel wire becomes hard, and cold workability is lowered. Therefore, cooling is performed at an average cooling rate of 10 ° C./second or more from the heating temperature T 1 to the slow cooling start temperature T 2 . The average cooling rate from the heating temperature T 1 of up to slow cooling starting temperature T 2 is preferably 20 ° C. / sec or more, more preferably 30 ° C. / sec or more.

このような平均冷却速度は、放射温度計等により被処理材の温度を測ることにより求めてよい。平均冷却速度の算出方法として、冷却速度を制御しているコンベア上の任意の場所、線材(コイル)の両端部の各10巻きを除く領域において、少なくとも5点の場所にて、線材の温度を測定する。測定する領域は、線材同士が重なりあっている、いわゆる密部とする。コンベア速度および最初に測定した場所からの距離を基に、最初の測定場所から他の各測定場所までのコイルが移動する所要時間を算出し、線材の温度と所要時間との関係を、最小二乗法を用いて一次関数として表し、その傾きから平均冷却速度を算出する。   Such an average cooling rate may be obtained by measuring the temperature of the material to be processed using a radiation thermometer or the like. As a method for calculating the average cooling rate, the temperature of the wire is measured at any place on the conveyor that controls the cooling rate, at least 5 points in the area excluding 10 turns at both ends of the wire (coil). taking measurement. The area to be measured is a so-called dense part where the wires overlap each other. Based on the conveyor speed and the distance from the first measurement location, the time required for the coil to move from the first measurement location to each other measurement location is calculated, and the relationship between the wire temperature and the required time It represents as a linear function using a multiplication method, and calculates an average cooling rate from the inclination.

(d)徐冷開始温度Tから徐冷終了温度(T−40)℃まで冷却する工程:
被処理材を、徐冷開始温度Tから徐冷終了温度(T−40)℃まで1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却する。このような平均冷却速度で冷却することにより、球状化を促進し、フェライト中の球状セメンタイトを粗大にすることができる。それにより鋼線の硬度を悪化させる(すなわち高くする)微細なセメンタイトの量を減少することができ、得られる鋼線の冷間加工性を高めることができる。
徐冷開始温度Tから徐冷終了温度(T−40)℃までの平均冷却速度が1℃/秒を超えると、球状化が十分に促進されず、フェライト中の球状セメンタイトを十分に粗大化することができない。そのため、硬度上昇に寄与する、微細なセメンタイト量が増加し、鋼線の硬さが高くなる。そのため、平均冷却速度の上限は、1℃/秒以下であり、好ましくは0.7℃/秒以下、より好ましくは0.5℃/秒以下である。
一方、徐冷開始温度Tから徐冷終了温度(T−40)℃までの平均冷却速度が0.03℃/秒を下回ると、球状化処理時間が長くなる。そのため、平均冷却速度の下限は、0.03℃/秒以上、好ましくは0.05℃/秒以上、より好ましくは0.07℃/秒以上である。
Step (d) cooling from annealing starting temperature T 2 to the slow cooling end temperature (T 2 -40) ℃:
The treated material is cooled at 1 ° C. / sec of average cooling rate from the annealing starting temperature T 2 to the slow cooling end temperature (T 2 -40) ℃. By cooling at such an average cooling rate, spheroidization can be promoted and spherical cementite in ferrite can be coarsened. Thereby, the amount of fine cementite that deteriorates (that is, increases) the hardness of the steel wire can be reduced, and the cold workability of the obtained steel wire can be enhanced.
If the average cooling rate from the annealing starting temperature T 2 to the slow cooling end temperature (T 2 -40) ℃ exceeds 1 ° C. / sec, spheroidization is not sufficiently promoted, sufficiently coarse spherical cementite in the ferrite Can not be converted. Therefore, the amount of fine cementite that contributes to the increase in hardness is increased, and the hardness of the steel wire is increased. Therefore, the upper limit of the average cooling rate is 1 ° C./second or less, preferably 0.7 ° C./second or less, more preferably 0.5 ° C./second or less.
On the other hand, if the average cooling rate from the annealing starting temperature T 2 to the slow cooling end temperature (T 2 -40) ℃ is below 0.03 ° C. / sec, spheroidizing treatment time becomes long. Therefore, the lower limit of the average cooling rate is 0.03 ° C./second or more, preferably 0.05 ° C./second or more, more preferably 0.07 ° C./second or more.

このような平均冷却速度は、放射温度計等により被処理材の温度を測ることにより求めてよい。平均冷却速度の算出方法として、冷却速度を制御しているコンベア上の任意の場所、線材(コイル)の両端部の各10巻きを除く領域において、少なくとも5点の場所にて、線材の温度を測定する。測定する領域は、線材同士が重なりあっている、いわゆる密部とする。コンベア速度および最初に測定した場所からの距離を基に、最初の測定場所から他の各測定場所までのコイルが移動する所要時間を算出し、線材の温度と所要時間との関係を、最小二乗法を用いて一次関数として表し、その傾きから平均冷却速度を算出する。   Such an average cooling rate may be obtained by measuring the temperature of the material to be processed using a radiation thermometer or the like. As a method for calculating the average cooling rate, the temperature of the wire is measured at any place on the conveyor that controls the cooling rate, at least 5 points in the area excluding 10 turns at both ends of the wire (coil). taking measurement. The area to be measured is a so-called dense part where the wires overlap each other. Based on the conveyor speed and the distance from the first measurement location, the time required for the coil to move from the first measurement location to each other measurement location is calculated, and the relationship between the wire temperature and the required time It represents as a linear function using a multiplication method, and calculates an average cooling rate from the inclination.

3.伸線工程
本発明の実施形態に係る製造方法は、必要に応じて、上述した1.圧延工程で得られた圧延線材に対して、室温で伸線加工を行ってもよい。圧延線材に伸線加工を行うことにより、鋼中の炭化物が破壊され、その後の2.球状化焼鈍工程で炭化物の凝集を促進することができる、すなわち、セメンタイトの球状化を促進することができ、より軟質な鋼線を得ることができる。
3. Wire Drawing Process The manufacturing method according to the embodiment of the present invention is the above-described 1. You may perform a wire drawing process at room temperature with respect to the rolling wire obtained by the rolling process. By performing the wire drawing process on the rolled wire rod, carbides in the steel are destroyed. Agglomeration of carbides can be promoted in the spheroidizing annealing step, that is, spheroidization of cementite can be promoted, and a softer steel wire can be obtained.

伸線加工の減面率が30%を超えると、球状化焼鈍後の硬度が高くなり、冷間加工性を劣化させるおそれがある。そのため、伸線加工の減面率は30%以下が好ましく、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは20%以下である。
減面率の下限は特に限定されないが、0%超であれば上述した効果を得ることができる。減面率は好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上である。
If the area reduction ratio of the wire drawing process exceeds 30%, the hardness after spheroidizing annealing becomes high, and the cold workability may be deteriorated. Therefore, the area reduction rate of wire drawing is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and still more preferably 20% or less.
The lower limit of the area reduction rate is not particularly limited, but if it exceeds 0%, the above-described effects can be obtained. The area reduction rate is preferably 5% or more, and more preferably 10% or more.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記、後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited by the following examples, and can be implemented with modifications within a range that can be adapted to the above-described gist, which are all included in the technical scope of the present invention. Is done.

下記表1に示す化学成分組成の鋼の熱間鍛造材から、機械加工によりφ20mm×30mmの加工フォーマスタ用の試験片を得た。得られた加工フォーマスタ用の試験片を用いて、加工フォーマスタ試験機により、まず1000℃で1200秒保持したのちに、表2に記載の熱間加工条件にて加工熱処理試験を実施した。各試験片について、表2に記載の加工温度にて、30mmを14mmまで熱間圧縮加工を行い、その後、加工温度から600℃まで表2に記載の冷却速度で冷却し、その後、室温まで放冷した。表2に記載の熱間加工条件は、実機における熱間圧延条件を模擬している。なお、表2中、加工温度は仕上げ圧延温度に相当し、冷却速度は仕上げ圧延温度から650℃までの冷却速度に相当する。   From a hot forged steel material having the chemical composition shown in Table 1 below, a test piece for machining formaster of φ20 mm × 30 mm was obtained by machining. Using the obtained test specimen for processing for master, the processing for master test machine was first held at 1000 ° C. for 1200 seconds, and then a heat treatment test was performed under the hot processing conditions shown in Table 2. Each test piece was hot-compressed from 30 mm to 14 mm at the processing temperature described in Table 2, then cooled from the processing temperature to 600 ° C. at the cooling rate described in Table 2, and then released to room temperature. Chilled. The hot working conditions listed in Table 2 simulate the hot rolling conditions in an actual machine. In Table 2, the processing temperature corresponds to the finish rolling temperature, and the cooling rate corresponds to the cooling rate from the finish rolling temperature to 650 ° C.

Figure 2017214621
Figure 2017214621

加工熱処理された加工フォーマスタ試験片の加工熱処理後の直径Dの1/4位置、高さ中心位置から、機械加工によりφ5mm×7.5mmの加工フォーマスタ用の試験片を得た。得られた加工フォーマスタ用の試験片を用いて、加工フォーマスタ試験機により、表2に記載の球状化焼鈍条件にて熱処理試験を実施した。冷却1は、加熱温度から徐冷開始温度までの冷却を示し、冷却2は、徐冷開始温度から徐冷終了温度までの冷却を示す。試験No.3、8、9、14は、伸線工程を模擬するために、球状化焼鈍条件の熱処理試験直前に、表2に記載の減面率に相当するひずみを導入するべく、冷間圧縮を施した。(例えば、伸線減面率30%の場合、圧縮方向に30%の圧縮変形を施した:7.5mm→5.25mm)   A processed formaster test piece having a diameter of 5 mm × 7.5 mm was obtained by machining from the 1/4 position of the diameter D after the heat treatment and the center position of the height of the processed formaster specimen subjected to the heat treatment. A heat treatment test was carried out under the spheroidizing annealing conditions shown in Table 2 using a processing for master tester using the obtained test for master test piece. Cooling 1 indicates cooling from the heating temperature to the slow cooling start temperature, and cooling 2 indicates cooling from the slow cooling start temperature to the slow cooling end temperature. Test No. In order to simulate the wire drawing process, 3, 8, 9, and 14 were subjected to cold compression immediately before the heat treatment test under the spheroidizing annealing condition in order to introduce strain corresponding to the area reduction ratio shown in Table 2. did. (For example, when the drawing area reduction is 30%, 30% compression deformation was applied in the compression direction: 7.5 mm → 5.25 mm)

Figure 2017214621
Figure 2017214621

表2に記載の条件にて加工熱処理試験、冷間圧縮試験および熱処理試験を実施した後の試験片について、下記の要領で球状化焼鈍後の硬さの測定を行った。いずれの測定においても、加工熱処理後の試験片の縦断面が観察できるように樹脂埋めし、熱処理後の直径Dの1/4位置、高さ中心±1.5mm以内の範囲で測定した。測定した球状化焼鈍後の硬さを表2に示す。球状化焼鈍後の基準の標硬さを250HV以下とした。   About the test piece after implementing the heat processing test, the cold compression test, and the heat processing test on the conditions of Table 2, the hardness after spheroidizing annealing was measured in the following way. In any measurement, the resin was embedded so that the longitudinal section of the test piece after the heat treatment was observed, and the measurement was performed within a range of 1/4 position of the diameter D after the heat treatment and the height center within ± 1.5 mm. Table 2 shows the measured hardness after spheroidizing annealing. The standard hardness after spheroidizing annealing was 250 HV or less.

・球状化焼鈍後の硬さの測定
球状化焼鈍後の硬さの測定は、鏡面研磨した縦断面サンプルをビッカース硬度計を用いて、D/4位置にて荷重500gfで5点測定し、その平均値(HV)を求めた。
・ Measurement of hardness after spheroidizing annealing Measurement of hardness after spheroidizing annealing is performed by measuring a mirror-polished longitudinal section sample at 5 points with a load of 500 gf at a D / 4 position using a Vickers hardness meter. The average value (HV) was determined.

表2の結果より、次のように考察できる。表2のNo.1〜14はいずれも本発明で規定する製造条件、すなわち、仕上げ圧延条件および、球状化焼鈍における熱処理条件の全てを満足する例であり、短時間の球状化焼鈍処理でも、硬さが良好であり、軟質化を達成できている。   From the results in Table 2, it can be considered as follows. No. in Table 2 1 to 14 are examples satisfying all the production conditions defined in the present invention, that is, finish rolling conditions and heat treatment conditions in spheroidizing annealing, and the hardness is good even in a short spheroidizing annealing process. Yes, softening can be achieved.

これに対して、表2のNo.15〜20は、本発明で規定する要件のいずれかを欠く例であり、球状化焼鈍後の硬さが基準に達していない。   On the other hand, No. 15 to 20 are examples lacking any of the requirements defined in the present invention, and the hardness after spheroidizing annealing does not reach the standard.

No.15は、球状化焼鈍条件の加熱温度での保持時間が長いため、パーライトが過剰に固溶し、再生パーライトが多く析出し、球状化焼鈍後の硬さが高いままであった。   No. No. 15 had a long holding time at the heating temperature under the spheroidizing annealing condition, so that pearlite was excessively dissolved, a large amount of regenerated pearlite was precipitated, and the hardness after spheroidizing annealing remained high.

No.16、19は、冷却2(徐冷)の冷却速度が速いため、球状セメンタイトが粗大化せず、球状化焼鈍後の硬さが高いままであった。   No. In Nos. 16 and 19, since the cooling rate of cooling 2 (slow cooling) was high, the spherical cementite was not coarsened, and the hardness after spheroidizing annealing remained high.

No.17は、加工温度が高いため、初析セメンタイト量が少なく、球状化焼鈍後の硬さが高いままであった。   No. Since No. 17 had a high processing temperature, the amount of pro-eutectoid cementite was small, and the hardness after spheroidizing annealing remained high.

No.18は、熱間加工後の冷却速度が速いため、初析セメンタイト量が少なく、球状化焼鈍後の硬さが高いままであった。   No. No. 18 had a high cooling rate after hot working, so the amount of pro-eutectoid cementite was small and the hardness after spheroidizing annealing remained high.

No.20は、球状化焼鈍の加熱温度が低いため、パーライトの分解・固溶が不十分で、球状化組織が得られず、硬さが高いままであった。   No. In No. 20, since the heating temperature of spheroidizing annealing was low, the decomposition and solid solution of pearlite was insufficient, the spheroidized structure was not obtained, and the hardness remained high.

Claims (4)

C含有量が0.8〜1.3質量%である過共析鋼線を製造する方法であって、
鋼材を圧延して圧延線材を得る圧延工程と、前記圧延線材を球状化焼鈍する熱処理工程と、を含み、
前記圧延工程は、
前記鋼材を750〜800℃の仕上げ圧延温度で仕上げ圧延する工程と、
前記仕上げ圧延後、前記仕上げ圧延温度から650℃以下の温度まで、1℃/秒未満の平均冷却速度で冷却する工程と、を含み、
前記熱処理工程は、
前記圧延線材を、室温から、800〜880℃の加熱温度Tまで、10℃/秒以上の平均加熱温度で加熱する工程と、
前記加熱温度Tで0〜30秒保持する工程と、
前記加熱温度Tから下記式(1)で表される徐冷開始温度Tまで、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する工程と、
前記徐冷開始温度Tから、下記式(2)で表される徐冷終了温度Tまで、0.03〜1℃/秒の平均冷却速度で冷却する工程と、を含む、
過共析鋼線の製造方法。
(℃)=880−0.2×T ・・・(1)
(℃)=T−40 ・・・(2)
A method for producing a hypereutectoid steel wire having a C content of 0.8 to 1.3% by mass,
A rolling step of rolling a steel material to obtain a rolled wire, and a heat treatment step of spheroidizing and annealing the rolled wire,
The rolling step
Finishing rolling the steel material at a finish rolling temperature of 750 to 800 ° C .;
And after the finish rolling, cooling from the finish rolling temperature to a temperature of 650 ° C. or lower at an average cooling rate of less than 1 ° C./second,
The heat treatment step includes
Heating the rolled wire rod from room temperature to a heating temperature T 1 of 800 to 880 ° C. at an average heating temperature of 10 ° C./second or more;
A step of holding 0-30 seconds at the heating temperature T 1,
Wherein the heating temperatures T 1 to the slow cooling starting temperature T 2 represented by the following formula (1), a step of cooling at an average cooling rate of more than 10 ° C. / sec,
Cooling from the slow cooling start temperature T 2 to the slow cooling end temperature T 3 represented by the following formula (2) at an average cooling rate of 0.03 to 1 ° C./second,
Method for producing hypereutectoid steel wire.
T 2 (° C.) = 880−0.2 × T 1 (1)
T 3 (° C.) = T 2 −40 (2)
前記圧延工程の後、前記熱処理工程の前に、前記圧延線材に、減面率が0%超、30%以下の伸線加工を行う、請求項1に記載の過共析鋼線の製造方法。   The method for producing a hypereutectoid steel wire according to claim 1, wherein after the rolling step and before the heat treatment step, the rolled wire is subjected to wire drawing with a reduction in area of more than 0% and not more than 30%. . 前記加熱する工程において、高周波加熱法または通電加熱法により前記圧延線材を加熱する、請求項1または2に記載の過共析鋼線の製造方法。   The method for producing a hypereutectoid steel wire according to claim 1 or 2, wherein in the heating step, the rolled wire rod is heated by a high-frequency heating method or an electric heating method. 前記保持する工程において、前記圧延線材を、加熱温度Tで0秒超30秒以下保持する、請求項1〜3のいずれかに記載の過共析鋼線の製造方法。 In the step of the holding, the rolled wire rod is held at a heating temperature T 1 0 seconds than 30 seconds or less, the production method of the over-eutectoid steel wire according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109609738A (en) * 2018-12-27 2019-04-12 东莞科力线材技术有限公司 Mobile phone big homalocephalus precision screw wire rod and preparation method thereof
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