JP2985730B2 - 高炭素冷延鋼帯の製造方法 - Google Patents
高炭素冷延鋼帯の製造方法Info
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Description
性を有し、かつ比較的軟質で良好な加工性を示す高炭素
冷延鋼帯を工業的に安定して製造する方法に関する。
炭素冷延鋼帯は、従来から刃物、ワッシャー、バネ、シ
ートベルト金具等の高硬度部品の製造に使用されてい
る。高硬度部品の製造は、通常打抜き、切削、曲げ加工
等の加工により部品を製造し、焼入れ焼戻し、ベイナイ
ト処理等の硬化熱処理することによって行われている。
このため、高炭素冷延鋼帯の品質特性としては、硬化熱
処理前における加工性ならびに硬化熱処理後における靭
性が要求されるため、鋼帯中の炭化物は球状であるこ
と、および硬化熱処理前における加工を容易とするため
軟質であることが要求される。
で処理する必要があるが、鋼帯表面はその用途上ブライ
ト性を要求されるため、焼鈍時に焼付き疵が発生し易い
という問題がある。前記高炭素冷延鋼帯を軟質で加工し
易い組織にするための従来の方法としては、連続焼鈍に
より球状化処理を行ったのち、通常の冷間圧延と数時間
以上の均熱を行う箱型焼鈍を施す方法(特公昭54−3
2411号公報、特公昭55−1971号公報)、15
時間以上保持する一次焼鈍を行い、次いで20〜45%
の圧下率で冷間圧延を行い、その後10時間以上保持す
る仕上焼鈍を行う方法(特開昭61−76619号公
報)が提案されていた。上記従来の特公昭54−324
11号公報、特公昭55−1971号公報に開示の方法
は、炭化物の球状化処理を連続焼鈍により行う技術であ
り、特開昭61−76619号公報に開示の方法は、冷
間圧延を1回だけ行う方法に関する技術である。
ブル上で急冷して相変態を完了させ、その相変態を完了
した鋼帯を500〜620℃で巻取った高炭素冷延鋼帯
を母材として、該母材を圧下率20%以上で冷間圧延
し、その後ベル型バッチ焼鈍炉を用いてAc1点以上7
70℃以下の温度で焼鈍する方法(特開昭58−555
32号公報)、高炭素熱延鋼帯に中間冷間圧延を圧下率
45%以上で行ったのち、中間焼鈍を箱焼鈍によりC:
0.8%未満の場合は680℃〜Ac1、C:0.8%
以上の場合は680℃〜750℃で、20〜40時間均
熱して施し、最終冷間圧延を圧下率13%以上とし、し
かも中間冷間圧延前、後の板厚および最終冷間圧延後の
板厚をそれぞれt0、t1およびt2とするとき、中間冷
間圧延の圧下比の対数ln(t0/t1)に対して、最終
冷間圧延の圧下比の対数ln(t1/t2)が0.5倍以
下となるようにして行い、最終焼鈍を箱焼鈍により55
0〜700℃で1〜6時間均熱して施す方法(特開平3
−211235号公報)が提案されている。
532号公報に開示の方法は、冷間圧延前の焼鈍工程を
省略し、酸洗したのち冷間圧延し、その後コイル温度を
Ac1点以上770℃以下で焼鈍を施すものであるが、
前記したとおり、コイル表面はブライト肌であるため、
バッチ焼鈍炉で処理する限りは高温焼鈍のため焼付き疵
が発生し、実生産設備では安定してコイルを製造するこ
とは困難である。さらに、特開昭58−55532号公
報に開示の方法は、熱延のランナウトテーブル上で相変
態を完了させたのち、500〜620℃で巻取った熱延
母材の使用が前提であるが、これも実生産設備ではハー
ドスポットが発生し、酸洗ライン内破断や冷間圧延時の
破断が発生するため、実機処理は困難で工業的に量産は
不可能である。
示の方法は、中間焼鈍を680℃〜Ac1点で20〜4
0時間行うため、能率面で不利であり、実生産設備では
無駄が多い。また、特開平3−211235号公報中に
は、「中間焼鈍温度がAc1点より高いとC:0.6%
以下の鋼ではフェライト相が生成するため球状化率が低
下し、C:0.6%超でも一部が完全にオーステナイト
化するため、焼鈍後の冷却において粗いパーライトが生
成し、やはり球状化率が低下する。」との記載があり、
C:0.3〜0.8%の高炭素熱延鋼帯では、球状化率
が低下することは避けられないという問題点を有してい
る。しかも、最終焼鈍を箱焼鈍により550〜700℃
で1〜6時間均熱して施すが、軟化するためには焼鈍温
度を高くする必要があり、高炭素熱延鋼帯の薄物焼鈍で
は、焼付き疵が発生するため低温で焼鈍せざるを得ず、
薄物材の軟化焼鈍は困難である。
解消し、中間冷間圧延したのち中間焼鈍し、次いで仕上
冷間圧延したのち最終焼鈍を施すに際し、球状化率を低
下させることなく、短時間での焼鈍を可能となし、焼付
き疵の発生を防止して薄物材の軟化焼鈍が可能な高炭素
冷延鋼帯の製造方法を提供することにある。
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、中間焼
鈍をベル型バッチ焼鈍炉を用いH2:75%以上、残部
N2からなる雰囲気ガス中で、雰囲気温度Ac1点以上A
c3点以下で10時間以上20時間以下均熱処理した
後、20℃/Hr以下の冷却速度でAc1点まで徐冷す
ることによって、炭化物の球状化が促進されるため、圧
下率10%以上で仕上冷間圧延したのち、仕上焼鈍をコ
イル内温度600℃以上Ac1点未満で1Hr以上の短
時間かつ低温での均熱処理が可能となり、焼付き疵を発
生させることなく、薄物材の軟化焼鈍が可能であること
を究明し、この発明に到達した。
0.80%未満の高炭素冷延鋼帯の製造方法において、
中間冷間圧延を圧下率40%以上で実施したのち、中間
焼鈍をベル型バッチ焼鈍炉を用いH2:75%以上、残
部N2からなる雰囲気ガス中で、雰囲気温度Ac1点以上
Ac3点以下で10時間以上20時間以下均熱処理した
後、20℃/Hr以下の冷却速度でAc1点以下まで徐
冷したのち、150℃以下まで任意の冷却速度で冷却
し、仕上冷間圧延を圧下率10%以上で実施し、仕上焼
鈍をベル型バッチ焼鈍炉を用いコイル内温度600℃以
上Ac1点未満で1Hr以上均熱処理することを特徴と
する高炭素冷延鋼帯の製造方法である。
トを微細化して次の中間焼鈍で炭化物の球状化を促進さ
せることであるが、圧下率40%が40%未満ではパー
ライトを十分に微細化できず、冷間圧延の効果が発揮さ
れない。圧下率の上限は、冷間圧延機の能力が許容する
限り高くする方が良いが、実際にはエッジ割れ等の問題
を生じるので70%以下となる。
延によって微細化されたパーライトを短時間で球状化さ
せるために軟化焼鈍を行う。中間焼鈍は、H2:75%
以上、残部N2からなる雰囲気ガス中、雰囲気温度でA
c1点以上Ac3点以下で10時間以上20時間以下均熱
処理したのち、20℃/Hr以下の冷却速度でAc1点
以下まで徐冷し、ついで150℃まで任意の冷却速度で
冷却する。鋼中の炭化物は、界面エネルギーを最小にす
るために、常に球状になろうとする特性を有している。
したがって、表面に凹凸がある場合は、その曲率半径に
よって溶解度を異にし、曲率の小さい物ほど固溶し易
い。そこでAc1点以上に加熱することによって、部分
的に炭化物の固溶が進行し、それによって図8(a)に
示す層状炭化物1が分断され、図8(b)に示す析出核
2を形成し、冷却に際し冷却速度を遅くすることによっ
て、固溶した部分が再び残留炭化物の表面に析出し、図
8(c)に示すとおり、球状化が促進され、軟化した鋼
が製造できる。
たC:0.50%の高炭素鋼帯を、均熱時間10時間、
冷却速度10℃/Hrで700℃まで冷却し、その後1
50℃まで放冷した場合の均熱温度と硬度との関係を示
す図1に示すとおり、均熱温度が高すぎると炭化物が全
てオーステナイトに固溶し、炭化物の析出核が消失し、
球状化が困難になり、硬度が上昇する。これは、中間冷
間圧延したC:0.50%の高炭素鋼帯を、均熱温度7
30℃、冷却速度10℃/Hrで700℃まで冷却し、
その後150℃まで放冷した場合の均熱時間と硬度との
関係を示す図2に示すとおり、均熱時間が長すぎても同
様であり、均熱温度は雰囲気温度でAc1点以上Ac3点
以下、均熱時間は雰囲気温度で10時間以上20時間以
下を確保する必要がある。従来のベル型バッチ焼鈍炉で
のバッチ焼鈍は、コイルの最外周の温度と最冷点の温度
差が大きく、最冷点の温度がAc1点以上を確保し、か
つ最外周のAc1点を超えた均熱時間が20時間以内と
するのは困難である。
おり、熱伝導率が窒素の約7倍、密度が1/14の水素
を、雰囲気ガス中75%以上とすることによって、コイ
ル幅960mm、コイル外径1847mm、コイル内径
610mm、重量18Tonのコイルを均熱温度770
℃で焼鈍した場合の均熱時間とコイル内温度差との関係
を示す図4に示すとおり、コイル内部の熱伝導性が向上
し、従来のN2を主体とする場合に比較し、コイル内外
周の温度差を小さくすることが可能となり、上記焼鈍を
適用できるのである。しかしながら、水素雰囲気中であ
っても、雰囲気温度の均熱時間が10時間以下では、コ
イル外径が1000mm以下と極めて小さい場合以外
は、コイル最冷点がAc1点以上とならないため、コイ
ル内部がフェライト域焼鈍となり、短時間では軟化しな
いため、均熱時間の下限を10時間以上とした。
たC:0.50%の高炭素鋼帯を均熱温度750℃、均
熱10時間一定とし、冷却速度を5〜30℃/Hrに変
化させた場合の硬度を示す図5に示すとおり、遅いほど
固溶した部分が再び残留炭化物の表面に析出し、球状化
が促進されて軟化する。冷却速度が早いと、オーステナ
イトに固溶した炭化物が残留炭化物を核にして析出する
前にコイル温度がAc1点以下となって変態が完了する
ので、パーライト組織が発生し、球状化率が低下するた
め軟化しない。したがって、中間焼鈍後の冷却速度は、
コイル最外周の最も冷却速度の早い部分で20℃/Hr
以下とした。しかしながら、前記特開昭58−5553
2号公報には、この重要な冷却速度については、何ら述
べられていない。
のためには圧延機の許容する限り大きい方が良い。しか
しながら、軟化の点では、中間冷間圧延したC:0.5
0%の高炭素鋼帯を、仕上圧下率10〜50%で仕上冷
間圧延したのち、均熱温度630℃、均熱10時間一定
で仕上げ焼鈍した場合を示す図6に示すとおり、圧下率
が20%付近にピークが存在する。圧下率が低い場合で
は、結晶粒の分断が少なく、仕上焼鈍時の粒成長エネル
ギーが不足し軟化されない。また、圧下率が大きい場合
は、結晶粒が小さくなるため、十分軟化されない。その
ため、仕上冷間圧延での圧下率は、15%以上40%以
下、好ましくは15%以上30%以下で、圧下率20%
付近で所定の板厚になるのであれば、最も軟化した高炭
素冷延鋼帯を得ることができる。
び中間焼鈍によって球状化は十分に進行しているので、
再結晶すればよく、均熱温度および均熱時間の影響が殆
どないため、コイルの最冷点温度で600℃以上1時間
以内で良い。仕上げ焼鈍時の均熱温度の影響および均熱
時間の影響は、中間冷間圧延したC:0.60%の高炭
素鋼帯を圧下率20%で仕上冷間圧延したのち、均熱時
間1Hr、5Hr、10時間で均熱温度を600℃〜7
10℃に変化させた場合の硬度を示す図7に示すとお
り、いずれも小さい。仕上げ焼鈍温度は、板厚0.5m
m以下の薄物材をコイル焼鈍するとき焼付き疵が発生
し、これが製品の光沢度の低下等に影響を及ぼすため、
できる限り低い方が望ましいが、従来法では仕上げ焼鈍
温度の低温化は硬度が確保できず不可能であった。この
発明方法によれば、雰囲気温度600℃で1時間以上コ
イル内の均熱温度を確保すれば、焼鈍焼付きを起こすこ
となく、軟化焼鈍することができる。
間圧延を圧下率40%以上で実施したのち、中間焼鈍を
ベル型バッチ焼鈍炉を用いH2:75%以上、残部N2か
らなる雰囲気ガス中で、雰囲気温度Ac1点以上Ac3点
以下で10時間以上20時間以下均熱処理した後、20
℃/Hr以下の冷却速度でAc1点以下まで徐冷したの
ち、150℃以下まで任意の冷却速度で冷却し、仕上冷
間圧延を圧下率10%以上で実施し、仕上焼鈍をベル型
バッチ焼鈍炉を用いコイル内温度600℃以上Ac1点
未満で1Hr以上均熱処理することによって、球状化を
促進させて軟化焼鈍を実現しつつ、中間焼鈍では焼鈍時
間の短縮化、仕上げ焼鈍では焼鈍時間の短縮化と焼鈍焼
付きの減少を図ることができる。
用の表2に示す化学成分のS50CM、S65CMの鋼
片を通常の熱間圧延により板厚2.0mmに仕上げ、6
50℃で巻取ったのち酸洗し、表3に示すとおり、圧下
率65%で中間冷間圧延して板厚0.7mmとしたの
ち、ベル型バッチ焼鈍炉を用い、H2:100%の雰囲
気ガス中、雰囲気温度750℃で12時間保持して中間
焼鈍したのち、10℃/Hrの冷却速度で700℃以下
まで冷却し、以降は放冷した。次いで圧下率43%で板
厚0.4mmに仕上冷間圧延したのち、ベル型バッチ焼
鈍炉を用い、H2:100%の雰囲気ガス中、雰囲気温
度630℃で20時間保持して仕上焼鈍し、板厚0.4
mmのみがき特殊帯鋼を製造した。得られた各みがき特
殊帯鋼について、JIS Z2244の9.2に規定の
ビッカース硬さ試験方法に準じてビッカース硬さを測定
した。その結果を表4に示す。また、コイル焼鈍する際
に懸念された焼鈍焼付き疵の発生量を表4に示す。
表3に示すとおり、上記650℃で巻取ったのち酸洗し
た熱延鋼帯を、前記特開昭58−55532号公報に開
示のとおり、1回の冷間圧延によって板厚0.4mmと
なし、ベル型バッチ焼鈍炉を用い、H2:5%、残部N2
からなる雰囲気ガス中、雰囲気温度760℃で20時間
保持して焼鈍を施し、板厚0.4mmのみがき特殊帯鋼
を製造した。得られた各みがき特殊帯鋼について、同様
にビッカース硬さを測定した。その結果を表4に示す。
同様にコイル焼鈍する際に懸念された焼鈍焼付き疵の発
生量を調査した。その結果を表4に示す。
て、表3に示すとおり、上記650℃で巻取ったのち酸
洗した熱延鋼帯を、前記特開平3−211235号公報
に開示のとおり、中間冷間圧延して板厚0.7mmとな
し、ベル型バッチ焼鈍炉を用い、H2:5%、残部N2か
らなる雰囲気ガス中、雰囲気温度710℃で27時間保
持して中間焼鈍を施し、通常の冷却により冷却した。し
かるのち、仕上冷間圧延して板厚0.4mmとなし、ベ
ル型バッチ焼鈍炉を用い、H2:5%、残部N2からなる
雰囲気ガス中、雰囲気温度660℃で25時間保持して
仕上焼鈍を施し、板厚0.4mmのみがき特殊帯鋼を製
造した。得られた各みがき特殊帯鋼について、同様にビ
ッカース硬さを測定した。その結果を表4に示す。ま
た、コイル焼鈍する際に懸念された焼鈍焼付き疵の発生
量を表4に示す。
ば、従来法(2)と同等の硬度を確保しながら、焼鈍時
間は、従来法(2)に比較し、中間焼鈍時間で15時
間、仕上焼鈍で5時間短縮でき、しかも、焼鈍焼付き疵
は皆無となり、大幅に減少することができた。
ば、高炭素冷延鋼帯の硬度は従来法なみを確保しつつ、
仕上焼鈍温度の低温化が可能となり、焼鈍時間の大幅な
短縮と焼鈍焼付き疵の発生を皆無とすることができる。
すグラフである。
すグラフである。
素濃度と熱伝導率との関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
(a)図は焼鈍前の層状炭化物の説明図、(b)図は焼
鈍により固溶が進行して層状炭化物が分断されて炭化物
の析出核が生成した状態の説明図、(c)図は冷却に際
して固溶した部分が析出核の表面に析出し、球状化が促
進されて球状炭化物が析出した状態の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 C:0.30%以上0.80%未満の高
炭素冷延鋼帯の製造方法において、中間冷間圧延を圧下
率40%以上で実施したのち、中間焼鈍をベル型バッチ
焼鈍炉を用いH2:75%以上、残部N2からなる雰囲気
ガス中で、雰囲気温度Ac1点以上Ac3点以下で10時
間以上20時間以下均熱処理した後、20℃/Hr以下
の冷却速度でAc1点以下まで徐冷したのち、150℃
以下まで任意の冷却速度で冷却し、仕上冷間圧延を圧下
率10%以上で実施し、仕上焼鈍をベル型バッチ焼鈍炉
を用いコイル内温度600℃以上Ac1点未満で1Hr
以上均熱処理することを特徴とする高炭素冷延鋼帯の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7129642A JP2985730B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高炭素冷延鋼帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7129642A JP2985730B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高炭素冷延鋼帯の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08295940A JPH08295940A (ja) | 1996-11-12 |
JP2985730B2 true JP2985730B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15014568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7129642A Expired - Fee Related JP2985730B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高炭素冷延鋼帯の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2985730B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113337685A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-03 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种不含带罩时间的罩退生产工艺 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP7129642A patent/JP2985730B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08295940A (ja) | 1996-11-12 |
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