JP2544142B2

JP2544142B2 - メカニカル・デスケ−リング性良好な鋼線材

Info

Publication number: JP2544142B2
Application number: JP62142925A
Authority: JP
Inventors: 綽久田畑; 利夫藤田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPS63307251A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、メカニカル・デスケーリング性良好な鋼線
材に係り、特にSbを添加することによりスケールの剥離
性を著しく向上させたメカニカル・デスケーリング性良
好な鋼線材に関する。

［従来の技術］一般に鋼線材は圧延のままでは表面に酸化スケールを
有しており、伸線などの２次加工に先立つて酸洗により
デスケーリングした後使用される。従来の酸洗は脱スケ
ールに有効な方法であるが、廃酸処理や酸蒸気処理など
公害の発生を防止するために種々の補助設備を必要と
し、これがコスト上昇を招く原因となつている。この観
点から脱スケールをベンデイングローラを通過させるこ
とにより機械的に脱スケールするいわゆるメカニカルデ
スケーリング法が開発され、広く使用されるに至つてい
る。この方法は低コストで効率的に脱スケール処理が可
能であるが、未だ完全に脱スケールを行うことが困難で
あり、微量ながらスケールが残存する場合が多く、スケ
ール除去の観点からは酸洗法に及ばない現状である。従
つて鋼線材の伸線加工後の表面性状が厳格に要求される
場合には適用が困難であり、酸洗法の完全な代替技術に
は至つていない状況である。

またメカニカル・デスケーリング法においては、残存
スケールが存在するために伸線加工に用いるダイスの寿
命を著しく短縮し、これがコスト上昇の原因となること
もあつて、より完全なメカニカル・デスケーリング装置
の開発が望まれると同時に、圧延線材についてもスケー
ルの剥離性の良好な鋼線材の開発が切望されている。こ
の要望に対し、従来、線材圧延時の圧延温度や巻取り温
度を規制するとか、冷却工程での冷却速度や冷却開始温
度および冷却停止温度を規制する等製造工程を制御する
方法が試みられているが未だ完全な方法が確立されてい
ない。

また鋼の組成を化学成分的に改善し、スケールの剥離
性を向上するとされているSiやＳの添加、もしくは特開
昭52−33818に開示されている如きTeを添加する方法な
どがあるが、これらの特殊元素の添加は用途的に制約を
受けるので完全な対策とはいい難い状況であって、鋼組
成上も未だ満足すべきスケールの剥離性を有する鋼線材
が開発されていない状況である。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は、鋼線材のメカニカル・デスケーリン
グにおける上記従来技術の現状に鑑み、鋼組成を改善す
ることにより、スケールの剥離性が良好な鋼線材を提供
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段および作用］上記本発明の目的は下記要旨の２発明によつて有効に
達成される。第１発明の要旨とするところは次のとおり
である。すなわち、重量比にて C:0.005〜0.95％ Si:0.01〜1.0％ Mn:0.05〜1.7％ Sb:0.0005〜0.05％を含有し、残部はFeのほか不可避的不純物から成ること
を特徴とするメカニカル・デスケーリング性良好な鋼線
材である。

第２発明の要旨とするところは、上記第１発明と同一
成分組成のほかに更に、 Cr:0.05〜1.5％ Mo:0.05〜0.80％ Ni:0.05〜2.0％ V:0.005〜0.5％ Nb:0.005〜0.5％ Ti:0.005〜0.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含み、残部は
Feのほか不可避的不純物から成ることを特徴とするメカ
ニカル・デスケーリング性良好な鋼線材である。

上記本発明における鋼線材の成分組成の限定理由は次
の如くである。

C: Ｃは鋼の強度を容易に上昇させるに有効な元素であつ
て、本発明では用途により適宜添加される。しかし0.00
5％未満のＣは製鋼時の脱炭コストを上昇させ実用的で
はなく、また0.95％を越すと延性が低下し、メカニカル
・デスケーリング時に線材が折損する危険があるので、
0,005〜0.95％の範囲に限定した。

Si: Siは脱酸を促進し強度を上昇させるに有効な元素であ
る。しかし0.01％未満のSiでは脱酸能力が不十分となる
ので下限を0.01％とした。しかし1.0％を越えると硬化
が著しく、メカニカル・デスケーリング時に折損の危険
があるので1.0％を上限とし、0.01〜1.0％の範囲に限定
した。

Mn: Mnは焼入性を向上させ、強度を高めるに有効な元素で
あるが、0.05％未満では固溶強化効果が認められなくな
り、また1.7％を越す場合には硬化が適度に現われるの
で、0.05〜1.7％の範囲に限定した。

Sb: Sbは本説明においても最も重要な元素であるので積極
的に添加する。本発明者らはスケールの剥離性について
研究の結果、Sbは鋼表面に偏析し易い元素であり、地鉄
とスケールの界面に存在し、スケールの密着性を低下さ
せる作用があることを見出した。

一般にメカニカル・デスケーリング性に及ぼすスケー
ルの形態として、スケール量が多いほど剥離し易く、ス
ケール組成としてはFe₃O₄が多いと剥離性が低下し、FeO
が多いほど剥離性が向上する。しかしSbは上記の如く、
スケールの密着性を低下させることにより、剥離性を飛
躍的に向上させるもので、この作用は上記の如きスケー
ルの組成や厚さに依存せず効果があることが判明した。
しかしSb含有量が0.0005％未満ではスケール剥離効果が
少く、Sbの添加量の増加と共に剥離性が向上するが、0.
05％を越す添加では剥離作用が飽和し、逆に熱間加工性
や延性の低下が大きくなるので0.0005〜0.05％の範囲に
限定した。

上記Ｃ、Si、Mn、Sbの限定成分をもって本発明の鋼線
材の基本組成とし、すぐれたメカニカル・デスケーリン
グ性を確保することができるが、更に必要に応じてCr、
Mo、Ni、Ｖ、Nb、Tiのうちから選ばれた１種または２種
以上の限定量添加によつても本発明の目的を達成するこ
とができる。これらの選択添加元素の限定理由は次の如
くである。

Cr、Mo、Ni: Cr、Mo、Niはいずれも固溶強化元素であり、かつ焼入
性促進元素であるので、目的に応じて添加される。各元
素とも下限を0.05％としたのは0.05％未満では効果が十
分発揮されないことによる。また上限をそれぞれ1.5
％、0.80％、2.0％としたのは、これを越す添加では焼
入性および強度が過度に大となつてコスト高を招来する
からであり、従つて Cr:0.05〜1.5％ Mo:0.05〜0.80％ Ni:0.05〜2.0％に制限した。

Ｖ、Nb、Ti: Ｖ、Nb、Tiはいずれも析出強化元素であつて、微量添
加によつても著しく強度の上昇に寄与する。しかしいず
れも0.005％未満では効果が小さく、また0.5％を越すと
その作用効果が緩慢となつて採算性が悪化する。従つて
Ｖ、Nb、Tiはいずれも0.005〜0.5％の範囲に限定した。

あ実施例］第１表に示す如きＣ、Si、Mn、Cn、Mo、Ni、Nb、Ｖ、
Tiの各成分含有量が本発明による限定量を満足する鋼に
種々の異なるSbを含む鋼を溶製し、150mm角のビレツト
としたる後、常法にて5.5mmφの線材まで熱間圧延し、
圧延後巻取り、ステルモアラインを通して衝風にて冷却
した。

製造された線材コイルよりJIS9号規格の引張試片を採
取し、引張試験に供した。またメカニカル・デスケーリ
ング性は線材を４個のベンデイングローラを通過させ、
繰返し曲げ歪によるスケール剥離を行つた後、残存スケ
ール量を測定した。これらの試験結果は第１表に示すと
おりである。第１表において、スケール量（％）および
残存スケール量（％）とはそれぞれ下記により算出され
たものである。

スケール量（％）＝（脱落スケール重量＋残存スケール重量）／（圧延のままの線材重量）×100 残存スケール量（％）＝（脱落スケール重量−残存スケール重量）／（圧延のままの線材重量）×100 第１表において、供試材No.1、３、５、７、９はいず
れもSb量が本発明の限定外であつてアンダーラインを付
した。この供試材の残存スケール量はメカニカル・デス
ケーラを通過させた場合の一般的なレベルである。供試
材No.2、４、６、８、10は上記供試材No.1、３、５、
７、９にそれぞれ本発明の限定内Sbを添加したものであ
る。従つてNo.1とNo.2;No.3とNo.4;No.5とNo.6;No.7とN
o.8;No.9とNo.10を比較すると明らかなとおり、Sb以外
の他の成分はほとんど同一であるに拘らず、本発明例は残存スケール量が1/2〜1/3の値
に低減しており、メカニカル・デスケーリング性に及ぼ
すSbの効果を如実に示している。

また、供試材No.9、10、11、12はSbの添加量を順次増
加した鋼であるが、Sb量が本発明の限定内のNo.10、11
については残存スケール量がNo.9に比して大幅に低減し
ているが、引張特性はほとんど変化がなく、限定内のSb
添加によつて機械的性質に影響を及ぼさないことが明ら
かとなつた。ところが、供試材No.12のSb量は本発明の
限定量を越えて過多であるので、残存スケール量は低い
ものの、延性の劣化が著しく実用に適さないことを示し
ている。供試材No.13、14、15はいずれも本発明例であ
つて、引張強さと延性の双方とも高い水準の鋼線材を目
標としたものであつて、いずれも残存スケール量が極め
て少ないことを示している。

上記実施例から明らかなとおり、本発明による鋼線材
は限定量のＣ、Si、Mnを含むほか、特に限定範囲のSbを
添加することにより、メカニカル・デスケーリング性を
飛躍的に向上させることができたが、必要により限定量
のCr、Mo、Ni、Ｖ、Nb、Tiの１種もしくは２種以上を添
加することにより、メカニカル・デスケーリング性を損
うことなく鋼線材としての機械的性質を向上させること
ができることが明らかになつた。

［発明の効果］本発明は、Ｃ、Si、Mnの限定量のほかに、特にSbの適
正量を添加し、必要によつて更にCr、Mo、Ni、Ｖ、Nb、
Tiの１種または２種以上を適正量添加することにより、
メカニカル・デスケーリング性にすぐれた鋼線材を製造
することが可能となり、次の効果を挙げることができ
た。

（イ）メカニカル・デスケーリング法は従来の酸洗法
における公害問題を解決し、能率的にスケールの除去が
可能であるものの、残存スケール量が多くスケール除去
の観点からは酸洗法に及ばないという従来の通念を打破
し、本発明は酸洗法に遜色のない残存スケール量を確保
することができ、鋼線材の品質を確保した上で生産性の
著しい向上が可能となつた。

（ロ）本発明により伸線加工時のダイスなどの冷間加
工工具の寿命を大幅に延長することができた。

（ハ）厳しい表面性状が要求される鋼線材の製造に
も、従来の酸洗法を廃し、メカニカル・デスケーリング
法による脱スケールが可能となつた。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比にて C:0.005〜0.95％ Si:0.01〜1.0％ Mn:0.05〜1.7％ Sb:0.0005〜0.05％を含有し、残部はFeのほか不可避的不純物から成ること
を特徴とするメカニカル・デスケーリング性良好な鋼線
材。
【請求項２】重量比にて C:0.005〜0.95％ Si:0.01〜1.0％ Mn:0.05〜1.7％ Sb:0.0005〜0.05％を含有し、更に Cr:0.05〜1.5％ Mo:0.05〜0.80％ Ni:0.05〜2.0％ V:0.005〜0.5％ Nb:0.005〜0.5％ Ti:0.005〜0.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含み、残部は
Feのほか不可避的不純物から成ることを特徴とするメカ
ニカル・デスケーリング性良好な鋼線材。