JP3017252B2 - Manufacturing method of hardened steel pipe for automobile door reinforcement - Google Patents

Manufacturing method of hardened steel pipe for automobile door reinforcement

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JP3017252B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動車のサイドドアに取り付けられるイン
パクトバー等の補強部品として使用される高強度焼入れ
鋼管の製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a high-strength hardened steel pipe used as a reinforcing component such as an impact bar attached to a side door of an automobile.

[従来の技術] 近年、自動車、なかでも乗用車への安全対策の強化に
対する要求が高くなってきている。この要求の一つとし
て、側面からの衝突時の衝撃を吸収するため、サイドド
アにインパクトバー等の補強部品を装着することが採用
されるようになった。
[Related Art] In recent years, there has been an increasing demand for strengthening safety measures for automobiles, especially passenger cars. As one of the demands, it has been adopted to attach a reinforcing component such as an impact bar to a side door in order to absorb an impact at the time of a collision from the side.

従来のインパクトバーは、冷間圧延した高張力鋼板を
プレス形成したものが主体であった。しかし、一方で燃
費向上を目的として自動車の軽量化に対する要求は強い
ものがあり、100キロ級程度の冷延高張力鋼板からプレ
ス成形により製造したインパクトバーは、かなりの重量
をもつため、車両の軽量化には不向きである。
Conventional impact bars are mainly formed by press-forming a cold-rolled high-tensile steel plate. However, on the other hand, there is a strong demand for reducing the weight of automobiles for the purpose of improving fuel efficiency, and impact bars manufactured by press forming from cold-rolled high-tensile steel sheets of the order of 100 kilograms have considerable weight. It is not suitable for weight reduction.

そこで、インパクトバー等の補強部品の軽量化を図る
ために、130kgf/mm2以上、好ましくは150kgf/mm2以上の
引張り強さをもつ高強度鋼管の使用が検討されてきた。
たとえば、機械構造用炭素鋼鋼管JIS−STKM19種や20種
等の鋼管を焼入れし、インパクトバー用高強度鋼管とす
る試みが一部で行われている。
Therefore, in order to reduce the weight of the reinforcing component, such as the impact bar, 130 kgf / mm 2 or more, preferably the use of high-strength steel pipe having a 150 kgf / mm 2 or more tensile strength it has been investigated.
For example, some attempts have been made to harden carbon steel pipes such as JIS-STKM Class 19 and Class 20 carbon steel pipes for machine structures to obtain high-strength steel pipes for impact bars.

鋼材の最も一般的な焼入れ方法には、ガス燃焼炉や電
気炉中に材料を装入して加熱した後、水等の冷却媒体中
に投入する方法がある。しかし、この方法を鋼管の焼入
れに適用すると、鋼管の真円度や真直度が大きく損なわ
れ易く、その手直しに多大の時間や手間が必要となる。
The most common quenching method for a steel material is a method in which a material is charged into a gas combustion furnace or an electric furnace, heated, and then put into a cooling medium such as water. However, when this method is applied to quenching of a steel pipe, the roundness and straightness of the steel pipe are liable to be greatly impaired, and a large amount of time and labor is required for the repair.

これに対し、順次短時間加熱された部分を冷却して焼
入れを行う高周波焼入れでは、形状変化が抑えられ、形
状特性に優れた焼入れ鋼管を得ることができる長所をも
っている。この点を重視し、インパクトバー用焼入れ鋼
管の製造に、高周波焼入れを組み入れた方法が一部で採
用されている。
On the other hand, induction hardening, in which a portion heated for a short period of time is sequentially cooled and quenched, has an advantage that a shape change is suppressed and a hardened steel pipe having excellent shape characteristics can be obtained. With emphasis on this point, a method that incorporates induction hardening has been partially adopted in the manufacture of hardened steel pipes for impact bars.

[発明が解決しようとする課題] 従来から採用されているインパクトバーに対する高周
波焼入れ方法においては、第2図に示すように、短尺鋼
管bを治具10で保持した状態で、短尺鋼管bの長手方向
に高周波加熱コイル11及び水冷管12を移動させている。
或いは、治具10を介し短尺鋼管b自体を軸長方向に移動
させ、高周波加熱コイル11及び水冷管12を通過させる方
法も採用されている。しかし、何れもバッチ的な方法で
あり、治具10に対する鋼管bのセットや加熱コイル11等
の往復移動に時間がかかることから、生産性に問題があ
った。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional induction hardening method for impact bars, as shown in FIG. The high-frequency heating coil 11 and the water cooling tube 12 are moved in the direction.
Alternatively, a method in which the short steel tube b itself is moved in the axial direction via the jig 10 and passes through the high-frequency heating coil 11 and the water cooling tube 12 is also adopted. However, both methods are batch-type methods, and there is a problem in productivity because it takes time to set the steel pipe b on the jig 10 and to reciprocate the heating coil 11 and the like.

この点、生産性を改善するため、複数の短尺鋼管を並
列的に並べてそれぞれを保持し、複数の加熱コイル及び
水冷管を使用して同時に焼入れを行う方法、製品寸法の
数倍以上の長さをもつ長尺鋼管を焼入れした後で所定長
さの短尺鋼管に切断する方法も開発されている。しかし
ながら、これらの方法によっても、生産性の向上は十分
満足できる状態に達していないのが現状である。
In this regard, in order to improve productivity, a method of arranging a plurality of short steel pipes in parallel and holding each one, and simultaneously quenching using a plurality of heating coils and water cooling tubes, a length several times longer than the product dimensions A method has also been developed in which a long steel pipe having a length of is quenched and then cut into short steel pipes of a predetermined length. However, even with these methods, improvement in productivity has not yet reached a sufficiently satisfactory state.

このように従来の焼入れ方法では、自動車用補強材と
して要求される高強度,軽量性,寸法精度等を含めた品
質の安定性及び大量生産に対応した生産性を満足する高
強度焼入れ鋼管の製造法は、実操業の面から必ずしも確
立されたものとはいえない。
As described above, according to the conventional quenching method, it is possible to manufacture a high-strength quenched steel pipe that satisfies high strength, light weight, quality stability including dimensional accuracy, and productivity corresponding to mass production required as a reinforcing material for automobiles. The law is not always established in terms of actual operations.

本発明は、このような従来の焼入れ方法がもつ問題を
解消すべく案出されたものであり、使用する鋼の成分・
組成及び焼入れ方法に改良を加えることにより、高周波
焼入れ処理の生産性を高め、低コストで大量生産が可能
なインパクトバー等の補強材用高強度焼入れ鋼管製造す
ることを目的とする。
The present invention has been devised to solve the problems of the conventional quenching method, and the components
An object of the present invention is to increase the productivity of induction hardening treatment by improving the composition and the quenching method, and to manufacture a high-strength hardened steel pipe for a reinforcing material such as an impact bar which can be mass-produced at low cost.

[課題を解決するための手段] 本発明は、その目的を達成するため、重量比率でC:0.
10〜0.30%,Si:0.05〜0.50%,Mn:0.20〜1.50%,P:0.020
%以下,S:0.020%以下及びAl:0.01〜0.10%を含有する
基本成分系をもつ鋼を使用する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the object, the present invention has a C: 0.
10 to 0.30%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.50%, P: 0.020
%, S: 0.020% or less and Al: 0.01 to 0.10%.

或いは、この成分系に、Ti:0.01〜0.10%及びB:0.000
5〜0.010%を添加した鋼、Ni:0.20〜1.50%,Cr:0.05〜
1.00%,Mo:0.05〜0.50%,V:0.01〜0.20%,Nb:0.01〜0.2
0%,Ca:0.001〜0.01%の合金成分の一種又は二種以上を
基本成分系に加えた鋼を使用することもできる。更に
は、Ti及びBと前記合金成分を複合添加した鋼を使用す
ることもできる。
Alternatively, in this component system, Ti: 0.01 to 0.10% and B: 0.000%
Steel with 5-0.010% added, Ni: 0.20-1.50%, Cr: 0.05-
1.00%, Mo: 0.05 ~ 0.50%, V: 0.01 ~ 0.20%, Nb: 0.01 ~ 0.2
Steel in which one or two or more alloy components of 0% and Ca: 0.001 to 0.01% are added to the basic component system can also be used. Further, steel in which Ti and B are combined with the above alloy component may be used.

このような成分系をもつ鋼から常法に従って電縫鋼管
を製造した後、コンベア上で電縫鋼管を連続搬送しなが
ら高周波誘導加熱した後、直ちに水冷焼入れする。これ
により、マルテンサイト組織を持ち、引っ張り強度が13
0kgf/mm2以上の自動車ドア補強材用焼入れ鋼管が得られ
る。なお、電縫鋼管としては、通常の丸型は勿論、角型
に形成したものを使用することができる。
After manufacturing an ERW steel pipe from a steel having such a composition according to a conventional method, high-frequency induction heating is performed while continuously transporting the ERW steel pipe on a conveyor, and then water-quenching is immediately performed. This has a martensitic structure and a tensile strength of 13
A hardened steel pipe for automobile door reinforcement of 0 kgf / mm 2 or more is obtained. In addition, as an ERW steel pipe, not only a normal round shape but also a square shape can be used.

[作用] 本発明者等は、焼入れ鋼管の強度や靱性レベル及び高
周波焼入れに対応した焼入れ性を勘案して鋼中の成分・
組成を制御すると共に、生産性の向上に適した焼入れ方
法を検討した。その結果、使用する電縫鋼管の成分・組
成を前述のように規定すると共に、鋼管を連続的にライ
ン上で搬送しながら高周波焼入れすることによって、イ
ンパクトバー等の補強材として要求される靱性,強度等
の性質を備えた高強度鋼管を高い生産性で製造できるこ
とを見い出した。
[Operation] The present inventors consider the strength and toughness level of a quenched steel pipe and the hardenability corresponding to induction hardening,
The quenching method suitable for improving the productivity while controlling the composition was studied. As a result, the components and compositions of the ERW steel pipe to be used are specified as described above, and the steel pipe is continuously induction-hardened while being conveyed on a line, thereby obtaining the toughness required as a reinforcing material for impact bars and the like. It has been found that high-strength steel pipes having properties such as strength can be manufactured with high productivity.

以下に、本発明で使用する電縫鋼管の成分及び組成に
ついて説明する。
Hereinafter, components and compositions of the electric resistance welded steel pipe used in the present invention will be described.

C:焼入れ後の鋼管の強度を得るために必要な元素であ
り、0.10%未満ではインパクトバー用高強度鋼管として
要求される引張り強さ130kgf/mm2以上の強度が得られな
い。しかし、0.30%を超えてCを含有させると、強度の
増加は図られるものの、靱性の低下がみられる。その結
果、衝撃荷重が負荷されたとき、脆性的に破断し、イン
パクトバーとして好ましくない性質を呈する。したがっ
て、C含有量を0.10〜0.30%の範囲に規定した。
C: An element necessary for obtaining the strength of the steel pipe after quenching. If it is less than 0.10%, a tensile strength of 130 kgf / mm 2 or more required as a high-strength steel pipe for impact bars cannot be obtained. However, when the content of C exceeds 0.30%, the strength is increased, but the toughness is reduced. As a result, when an impact load is applied, the material breaks brittlely and exhibits an unfavorable property as an impact bar. Therefore, the C content is specified in the range of 0.10 to 0.30%.

Si:鋼の脱酸剤として使用される元素であり、また焼入
れ性を高めるためにも有用である。この作用を得るた
め、Siを0.05%以上含有させることが必要である。しか
し、酸素との親和力が強い元素であるために、電縫鋼管
製造工程の電縫溶接時にペネトレータが溶接部に形成さ
れ易くなり、健全な溶接部を得ることが難しくなる。そ
のため、高強度焼入れ鋼管としたときの靱性を阻害する
傾向がある。したがって、Si含有量は、上限を0.50%に
設定した。
Si: An element used as a deoxidizing agent for steel, and is also useful for enhancing hardenability. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.05% or more of Si. However, since the element has a strong affinity for oxygen, a penetrator is easily formed in the welded portion during the electric resistance welding in the electric resistance welded steel pipe manufacturing process, and it is difficult to obtain a sound welded portion. Therefore, there is a tendency that the toughness of a high-strength hardened steel pipe is impaired. Therefore, the upper limit of the Si content is set to 0.50%.

Mn:鋼材の焼入れ性を高め、強靱化を図る上で有用な元
素である。しかし、過剰の含有は、Mn系の非金属介在物
を増加させ、しかも縞状組織を発達させる。その結果、
靱性が低下する。更に、Mnは、Siと同様に溶接部の健全
性にも悪影響を及ぼす。このため、Mn含有量を、0.20〜
1.50%の範囲に規定した。
Mn: An element useful for enhancing the hardenability of steel and increasing the toughness. However, an excessive content increases Mn-based nonmetallic inclusions and develops a striped structure. as a result,
The toughness decreases. Further, Mn has an adverse effect on the soundness of the weld as well as Si. Therefore, the Mn content, 0.20 ~
Defined in the range of 1.50%.

P:焼入れ鋼管の靱性を劣化させる元素である。そこで、
P含有量の上限を0.020%とした。
P: an element that degrades the toughness of a quenched steel pipe. Therefore,
The upper limit of the P content was set to 0.020%.

S:鋼中に非金属介在物の生成を促進させ、靱性の劣化,
溶接部の健全性の低下等の欠陥を招く。そこで、S含有
量は、0.020%以下とした。
S: promotes the formation of non-metallic inclusions in steel, deteriorating toughness,
This leads to defects such as a decrease in the soundness of the weld. Therefore, the S content is set to 0.020% or less.

Al:溶鋼の脱酸剤として有用な元素である。しかし、Al
含有量が0.10%を超えると、鋼の清浄度が損なわれると
共に、表面傷が生じ易くなる。したがって、Al含有量
は、0.01〜0.10の範囲に規定した。
Al: An element useful as a deoxidizer for molten steel. But Al
If the content exceeds 0.10%, the cleanliness of the steel is impaired, and surface scratches are likely to occur. Therefore, the Al content was specified in the range of 0.01 to 0.10.

また、選択成分として添加されるTi,B,Ni,Cr,Mo,Nb,
V,Ca等は、それぞれ次の作用を呈する。
In addition, Ti, B, Ni, Cr, Mo, Nb,
V, Ca, etc. exhibit the following actions, respectively.

Ni:鋼の焼入れ性を向上させ、靱性の劣化を抑えながら
高強度化を図る上で有効な元素である。この作用を得る
ために、0.20%以上のNiを含有させることが必要であ
る。しかし、1.50%を超えてNiを含有させても、性質改
善効果が緩慢になるばかりでなく、鋼材のコスト上昇を
招く。したがって、Ni含有量は、0.20〜1.5%の範囲に
規定した。
Ni: an element effective for improving the hardenability of steel and increasing the strength while suppressing deterioration of toughness. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.20% or more of Ni. However, even if Ni is contained in excess of 1.50%, not only the effect of improving the properties becomes slow, but also the cost of the steel material increases. Therefore, the Ni content was specified in the range of 0.20 to 1.5%.

Cr:鋼の焼入れ性を向上させるために有効な元素であ
り、0.05%以上のCrを含有させることが必要である。し
かし、1.00%を超えてCrを含有させるとき、造管時の溶
接部にペネトレータが発生し易くなり、高強度鋼管とし
ての靱性が劣化する。したがって、Cr含有量は、0.05〜
1.00%の範囲に規定した。
Cr: an element effective for improving the hardenability of steel, it is necessary to contain 0.05% or more of Cr. However, when Cr is contained in an amount exceeding 1.00%, a penetrator is easily generated in a welded portion at the time of pipe making, and the toughness as a high-strength steel pipe is deteriorated. Therefore, the Cr content is 0.05 to
It was specified in the range of 1.00%.

Mo:鋼の焼入れ性を高める上で有効な元素であり、0.05
%以上のMoを含有させることが必要である。しかし、Mo
は、高価な合金元素であり、0.50%を越えて含有させて
も、それに見合った効果が得られず、経済的に不利とな
る。そこで、Mo含有量を、0.05〜0.50%の範囲に規定し
た。
Mo: an element effective in improving the hardenability of steel, 0.05
% Of Mo must be contained. But Mo
Is an expensive alloy element. Even if it is contained in excess of 0.50%, the effect corresponding to it is not obtained, and it is economically disadvantageous. Therefore, the Mo content is specified in the range of 0.05 to 0.50%.

V:安定な炭窒化物を形成し、焼入れ時に結晶粒の粗大化
を抑制し、靱性の劣化を防止する等の有効な作用を呈す
る。このような作用を得るためには、0.01%以上のVを
含有させることが必要である。しかし、V含有量が0.20
%を超えるとき、ごく短時間で鋼材が加熱される高周波
焼入れでは炭化物の固溶不足に起因してマトリックスの
C濃度が低下する。その結果、必要とする強度が得られ
なくなる。そこで、V含有量を、0.01〜0.20%の範囲に
設定した。
V: Stable carbonitride is formed, and effective effects such as suppressing crystal grain coarsening during quenching and preventing deterioration of toughness are exhibited. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.01% or more of V. However, when the V content is 0.20
%, The C concentration of the matrix is reduced by induction hardening in which the steel material is heated in a very short time due to insufficient solid solution of carbide. As a result, the required strength cannot be obtained. Therefore, the V content was set in the range of 0.01 to 0.20%.

Nb:Vと同様に、結晶粒の粗大化を抑制する上で、有効な
元素である。しかし、マトリックスに対する炭化物の固
溶を減少させて、強度低下を招く。したがって、Nb含有
量は、Vと同様に0.01〜0.20%の範囲に設定した。
Like Nb: V, it is an effective element in suppressing coarsening of crystal grains. However, the solid solution of the carbide in the matrix is reduced, and the strength is reduced. Therefore, the Nb content was set in the range of 0.01 to 0.20% similarly to V.

Ti:熱処理時に固溶しにくい炭窒化物を形成して、VやN
bと同様な作用を呈する。また、Bを添加した鋼にあっ
ては、Tiの脱窒作用によってBが有効に働き、所定の焼
入れ性が確保される。これらの作用を得るためには、Ti
を0.01%以上含有させることが必要である。しかし、0.
10%を超えてTiを含有させると、粗大な窒化物が形成さ
れ、靱性の劣化を招く。したがって、Ti含有量は、0.01
〜0.10%の範囲に規定した。
Ti: V or N by forming carbonitride which hardly forms a solid solution during heat treatment
It has the same effect as b. In addition, in the steel to which B is added, B works effectively by the denitrification of Ti, and a predetermined hardenability is ensured. In order to obtain these effects, Ti
Must be contained at 0.01% or more. But 0.
If the content of Ti exceeds 10%, coarse nitrides are formed, leading to deterioration of toughness. Therefore, the Ti content is 0.01
Specified in the range of 0.10.10%.

B:鋼の焼入れ性は、Bの微量添加によって大きく向上す
る。しかし、0.0005%未満のB含有では、焼入れ性向上
に効果がない。また、B含有量が0.01%を超えると、鋼
中に化合物が形成され、逆に焼入れ性の低下を招くばか
りか、靱性にも悪影響を及ぼす。この点から、0.0005〜
0.01%の範囲にB含有量を定めた。Ca:S系非金属介在物
の形態を制御して無害化し、鋼の靱性を高める上で有効
な元素である。この作用を得るためには、0.001%以上
のCaを含有させることが必要である。しかし、0.01%以
上のCaを含有させるとき、鋼中の非金属介在物の量が増
大し、かえって靱性の劣化がみられる。そこで、Ca含有
量は、0.001〜0.01%の範囲に規定した。
B: The hardenability of steel is greatly improved by adding a small amount of B. However, if the content of B is less than 0.0005%, there is no effect in improving the hardenability. On the other hand, if the B content exceeds 0.01%, a compound is formed in the steel, which causes not only a decrease in hardenability but also an adverse effect on toughness. From this point, 0.0005-
The B content was determined within the range of 0.01%. Ca: S is an element effective in controlling the form of nonmetallic inclusions to render them harmless and increasing the toughness of steel. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.001% or more of Ca. However, when 0.01% or more of Ca is contained, the amount of nonmetallic inclusions in the steel increases, and the toughness is rather deteriorated. Therefore, the Ca content is specified in the range of 0.001 to 0.01%.

以上の合金元素を含有する鋼から鋼管を製造する方法
としては、種々の方法を採用することが可能である。た
とえば、製品特性の均質性の面からすると、継ぎ目のな
いシームレスパイプを製造することもできる。しかし、
製造コストを考慮するとき、高周波誘導抵抗加熱で板材
を溶接し電縫鋼管を製造する方法が、インパクトバー用
鋼管の製造に最も適した方法である。
Various methods can be employed for producing a steel pipe from steel containing the above alloy elements. For example, in view of the homogeneity of product characteristics, a seamless pipe can be manufactured without a seam. But,
Considering the manufacturing cost, a method of manufacturing an electric resistance welded steel pipe by welding a sheet material by high frequency induction resistance heating is the most suitable method for manufacturing an impact bar steel pipe.

この電縫鋼管は、たとえば第1図に概略を示した高周
波焼入れ装置によって熱処理される。すなわち、長尺の
電縫鋼管aは、入側パイプラック1にストックされてお
り、焼入れ作業時に1本づつパイプラック1からローラ
コンベア2等のコンベアに払い出される。電縫鋼管a
は、ローラテーブル2により搬送され、ピンチロール3
に達する。この搬送過程で、長尺の電縫鋼管aは、ロー
ラテーブル2のローラによって回転しながら搬送され
る。
This electric resistance welded steel pipe is heat-treated by, for example, an induction hardening apparatus schematically shown in FIG. That is, the long ERW steel pipes a are stocked in the inlet pipe rack 1 and are discharged one by one from the pipe rack 1 to a conveyor such as the roller conveyor 2 during the quenching operation. ERW steel pipe a
Is transported by the roller table 2 and the pinch roll 3
Reach In this transport process, the long ERW steel pipe a is transported while being rotated by the rollers of the roller table 2.

次いで、電縫鋼管aは、トンネル状の加熱コイル4に
送り込まれる。加熱個コイル4には高周波電源5から電
力が供給され、トンネル状の高周波コイル4中を移動す
る間に電縫鋼管aが加熱され、オーステナイト領域まで
昇温される。
Next, the ERW steel pipe a is sent into the tunnel-shaped heating coil 4. Electric power is supplied from the high-frequency power supply 5 to the heating coil 4, and the electric resistance welded steel pipe a is heated while moving in the tunnel-shaped high-frequency coil 4, and the temperature is raised to the austenite region.

高周波コイル4の出側には、環状の水冷管6が配置さ
れている。オーステナイト領域まで加熱された電縫鋼管
aは、水冷管6から噴射される冷却水によって冷却さ
れ、焼入れされる。
On the outlet side of the high-frequency coil 4, an annular water cooling tube 6 is arranged. The electric resistance welded steel pipe a heated to the austenite region is cooled by the cooling water injected from the water cooling pipe 6 and quenched.

焼き入れられた電縫鋼管aは、出側ピンチローラ7を
経た後、出側ローラテーブル8で搬送される。そして、
ローラテーブル8から出側パイプラック9に払い出され
る。
The quenched ERW steel pipe a passes through a delivery pinch roller 7 and is conveyed by a delivery roller table 8. And
It is paid out from the roller table 8 to the outlet pipe rack 9.

以上の工程が繰り返されて、多数の長尺鋼管が順次焼
入れ処理される。このとき、後続する長尺鋼管をほとん
ど間隔を開けることなく先行の鋼管に続けて搬送するこ
とにより、多数の鋼管を連続的に処理することが可能と
なる。しかも、鋼管が回転しながらローラテーブル上を
送られるため、高周波加熱による加熱温度や水冷による
冷却温度が鋼管周方向に関し均一化し、偏熱が抑制され
ると共に、鋼管の真円度及び真直度が維持される。
The above steps are repeated, and a number of long steel pipes are sequentially quenched. At this time, by continuously transporting the succeeding long steel pipe to the preceding steel pipe with almost no space therebetween, it is possible to continuously process a large number of steel pipes. Moreover, since the steel pipe is fed on the roller table while rotating, the heating temperature by high-frequency heating and the cooling temperature by water cooling are made uniform in the circumferential direction of the steel pipe, thereby suppressing uneven heating and improving the roundness and straightness of the steel pipe. Will be maintained.

また、本発明に従った焼入れ方法によるとき、鋼管が
常に一方向にローラテーブル2,8上を搬送され、加熱コ
イル4や水冷管6の移動がない。したがって、加熱コイ
ル4の往復や鋼管保持具の着脱工程が省略され、第2図
で説明した従来のバッチ的な高周波焼入れ方法に比較し
大幅に生産性を向上させることができる。
Further, when the quenching method according to the present invention is used, the steel pipe is always conveyed in one direction on the roller tables 2 and 8, and the heating coil 4 and the water cooling pipe 6 do not move. Therefore, the reciprocation of the heating coil 4 and the attachment / detachment step of the steel pipe holder are omitted, and the productivity can be greatly improved as compared with the conventional batch induction hardening method described with reference to FIG.

なお、加熱コイル4の入側及び水冷管6の出側にそれ
ぞれ配置したピンチロール3,7は、電縫鋼管aの搬送速
度を精度良く制御し、焼入れ鋼管の材質を安定化させる
上で有効である。
The pinch rolls 3, 7 arranged on the inlet side of the heating coil 4 and the outlet side of the water cooling tube 6, respectively, are effective in accurately controlling the transport speed of the ERW steel pipe a and stabilizing the material of the hardened steel pipe. It is.

通常のローラテーブルを使用するとき、数m程度に切
断した長尺鋼管が熱処理の対象とされる。この場合、焼
入れ後の鋼管を所定長さに切断する工程が付加される。
しかし、ローラテーブルのローラのピッチ等を変更する
とき、インパクトバー製品長さに相当する1m程度の短尺
鋼管を焼入れすることもできる。
When a normal roller table is used, a long steel pipe cut to about several meters is subjected to heat treatment. In this case, a step of cutting the quenched steel pipe to a predetermined length is added.
However, when changing the roller pitch or the like of the roller table, it is also possible to quench a short steel pipe of about 1 m corresponding to the length of the impact bar product.

また、造管ラインに連結して、エンドレス状に送り出
された鋼管を搬送しながら焼入れ処理することも、原理
的には可能である。ただし、電縫鋼管を製造する通常の
造管機のラインスピードが毎分数十mと高速である。そ
こで、これと同期して焼入れ処理をするためには極めて
大容量の高周波加熱装置が必要となり、設備費用に対す
る負担が大きくなる。
It is also possible in principle to perform quenching while transporting the endless steel pipe by connecting it to a pipe-making line. However, the line speed of a normal tube making machine for producing ERW steel pipes is as high as several tens of meters per minute. Therefore, in order to perform the quenching process in synchronization with this, an extremely large-capacity high-frequency heating device is required, and the burden on equipment costs increases.

[実施例] 実施例により、本発明を具体的に説明する。[Examples] The present invention will be specifically described by way of examples.

第1表に示した成分・組成をもつ鋼を転炉で溶製し、
連続鋳造によってスラブを製造した。このスラブをホッ
トストリップミルで板厚2.3mmの熱延鋼板に熱間圧延し
た。得られた熱延鋼板を酸洗した後、一部については更
に焼鈍を施し、所定の幅にスリットし、造管機により外
径25.4mmの電縫鋼管を製造した。
Melting steel with the components and compositions shown in Table 1 in a converter,
The slab was manufactured by continuous casting. This slab was hot-rolled by a hot strip mill into a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. After pickling the obtained hot-rolled steel sheet, a part was further annealed, slit to a predetermined width, and an electric resistance welded steel pipe having an outer diameter of 25.4 mm was manufactured by a tube forming machine.

この電縫鋼管を長さ5mに切断し、第1図に示した高周
波焼入れ装置で焼入れを施した。高周波加熱による加熱
温度は900〜1000℃に、ラインスピードは毎分10mに設定
した。
This ERW steel pipe was cut to a length of 5 m and quenched by the induction hardening apparatus shown in FIG. The heating temperature by high-frequency heating was set to 900 to 1000 ° C., and the line speed was set to 10 m / min.

焼入れ処理後の鋼管について、機械的性質を調査し
た。試験は、引っ張り試験及び衝撃曲げ試験を行った。
なお、衝撃曲げ試験では、2点支持した焼入れ鋼管上に
重錘を落下させ、鋼管の破壊形態を観察した。調査結果
を、第2表に示す。
The mechanical properties of the quenched steel pipe were investigated. For the test, a tensile test and an impact bending test were performed.
In the impact bending test, a weight was dropped on a quenched steel pipe supported at two points, and the failure mode of the steel pipe was observed. The survey results are shown in Table 2.

試験例1は、焼入れ強度に最も大きな影響を与えるC
含有量が少ない。また、試験例6は、焼入れ性を向上さ
せる元素の含有量が少ないため、本発明に従った高周波
焼入れにおける冷却時に、一部フェライト変体が生じて
マルテンサイト量が減少する。その結果、第2表に示す
ように、比較例1及び6双方共に、インパクトバーとし
て要求される引張り強さ130kgf/mm2以上の強度が得られ
ていない。
Test Example 1 shows that C, which has the greatest effect on the quenching strength,
Low content. Further, in Test Example 6, since the content of the element for improving the hardenability is small, during cooling in induction hardening according to the present invention, part of ferrite deformation occurs and the amount of martensite decreases. As a result, as shown in Table 2, in both Comparative Examples 1 and 6, the tensile strength required as an impact bar of 130 kgf / mm 2 or more was not obtained.

また、多量のCを含有する鋼材を使用した試験例7で
は、192kgf/mm2と非常に高い引張り強さが得られている
ものの、延性が低下している。そのため、インパクトバ
ーに必要な強靱性が不足している。
Further, in Test Example 7 using a steel material containing a large amount of C, although a very high tensile strength of 192 kgf / mm 2 was obtained, the ductility was reduced. Therefore, the toughness required for the impact bar is insufficient.

これに対して、本発明に従った試験例2〜5では、イ
ンパクトバーとして要求される引張り強さ130kgf/mm2
上の高強度が得られており、靱性も優れている。
On the other hand, in Test Examples 2 to 5 according to the present invention, a high strength of 130 kgf / mm 2 or more, which is required as an impact bar, is obtained, and the toughness is excellent.

なお、以上の例においては、丸型の電縫鋼管を使用し
た場合を説明した。しかし、本発明は、これに拘束され
るものではなく、たとえば電縫溶接した鋼管を角形に成
形したものに対しても同様に適用される。この場合、角
形鋼管は、ローラテーブル上を転がることがない。しか
し、長尺の鋼管に加えられる高周波は、長尺のために均
質化されて各部に作用し、偏熱を発生させることがな
い。そのため、焼入れ後の組織は、均一化する。
In addition, in the above example, the case where the round-shaped ERW steel pipe was used was described. However, the present invention is not restricted to this, and is similarly applied to, for example, a steel pipe formed by electric resistance welding and formed into a square shape. In this case, the rectangular steel pipe does not roll on the roller table. However, the high frequency applied to the long steel pipe is homogenized due to the long length, acts on each part, and does not generate uneven heat. Therefore, the structure after quenching becomes uniform.

[発明の効果] 以上に説明したように、本発明においては、使用する
電縫鋼管の成分・組成を調整すると共に、ローラテーブ
ルで連続的に搬送しながら高周波焼入れしている。これ
により、従来の製造法に比較して大幅に向上した生産性
で、インパクトバー等の車両用補強部品として要求され
る強度及び靱性に対応した特性をもち、形状特性の良好
な焼入れ鋼管を製造することが可能となる。また、優れ
た強度及び靱性を考慮して、その分だけ補強部品を薄肉
軽量化することができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the components and compositions of the electric resistance welded steel pipe to be used are adjusted, and induction hardening is performed while being continuously conveyed by a roller table. As a result, it is possible to manufacture hardened steel pipes with good shape characteristics, with properties that are significantly improved compared to conventional manufacturing methods, and have properties corresponding to the strength and toughness required for vehicle reinforcement parts such as impact bars. It is possible to do. Further, in consideration of excellent strength and toughness, the thickness and thickness of the reinforcing component can be reduced accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に従った高周波焼入れ装置の概略を示
し、第2図は従来のバッチ式高周波焼入れ装置の概略を
示す。 1:入側パイプラック、2:入側ローラテーブル 3:入側ピンチローラ、4:高周波加熱コイル 5:高周波電源、6:環状の水冷管 7:出側ピンチロール、8:出川ローラテーブル 9:出側パイプラック、a:電縫鋼管
FIG. 1 shows an outline of an induction hardening apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows an outline of a conventional batch type induction hardening apparatus. 1: Inlet pipe rack, 2: Inlet roller table 3: Inlet pinch roller, 4: High frequency heating coil 5: High frequency power supply, 6: Ring-shaped water cooling tube 7: Outlet pinch roll, 8: Outlet roller table 9: Outgoing pipe rack, a: ERW steel pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22C 38/00 301 C22C 38/00 301A 38/06 38/06 (56)参考文献 特開 昭60−67623(JP,A) 特開 昭62−139848(JP,A) 特開 昭60−215719(JP,A) 特開 平3−122219(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/08,1/42,1/18 B60J 5/04 C22C 38/00 - 38/60 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C22C 38/00 301 C22C 38/00 301A 38/06 38/06 (56) References JP-A-60-67623 (JP, A) JP-A-62-139848 (JP, A) JP-A-60-215719 (JP, A) JP-A-3-122219 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 9 / 08,1 / 42,1 / 18 B60J 5/04 C22C 38/00-38/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重量比率で C:0.10〜0.30%, Si:0.05〜0.50%, Mn:0.20〜1.50%, P:0.020%以下, S:0.020%以下及び Al:0.01〜0.10% を含有する電縫鋼管を、コンベア上で連続搬送しながら
高周波誘導加熱した後、直ちに水冷焼入れすることを特
徴とする引張り強さに優れた自動車ドア補強材用焼入れ
鋼管の製造方法。
(1) C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.50%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, and Al: 0.01 to 0.10% by weight. A method for producing a quenched steel pipe for an automobile door reinforcing material having excellent tensile strength, wherein high-frequency induction heating is performed while continuously transporting an ERW steel pipe on a conveyor, followed by water-cooling quenching immediately.
【請求項2】重量比率で C:0.10〜0.30%, Si:0.05〜0.50%, Mn:0.20〜1.50%, P:0.020%以下, S:0.020%以下, Al:0.01〜0.10% Ti:0.01〜0.10%及び B:0.0005〜0.010% を含有する電縫鋼管を、コンベア上で連続搬送しながら
高周波誘導加熱した後、直ちに水冷焼入れすることを特
徴とする引張り強さに優れた自動車ドア補強材用焼入れ
鋼管の製造方法。
2. The weight ratio of C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.50%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.01 to 0.10% Ti: 0.01 A steel door reinforcement material with excellent tensile strength, characterized in that an electric resistance welded steel tube containing up to 0.10% and B: 0.0005 to 0.010% is subjected to high frequency induction heating while being continuously conveyed on a conveyor, and then water-quenched immediately. For manufacturing hardened steel pipes.
【請求項3】重量比率で C:0.10〜0.30%, Si:0.05〜0.50%, Mn:0.20〜1.50%, P:0.020%以下, S:0.020%以下, Al:0.01〜0.10%及び Ni:0.20〜1.50%,Cr:0.05〜1.00%,Mo:0.05〜0.50%,V:
0.01〜0.20%,Nb:0.01〜0.20%,Ca:0.001〜0.01%のう
ちの一種又は二種以上 を含有する電縫鋼管を、コンベア上で連続搬送しながら
高周波誘導加熱した後、直ちに水冷焼入れすることを特
徴とする引張り強さに優れた自動車ドア補強材用焼入れ
鋼管の製造方法。
3. The weight ratio of C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.50%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.01 to 0.10%, and Ni: 0.20 to 1.50%, Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.05 to 0.50%, V:
High-frequency induction heating of ERW steel pipes containing one or more of 0.01 to 0.20%, Nb: 0.01 to 0.20%, and Ca: 0.001 to 0.01% while continuously transporting them on a conveyor, followed by water cooling and quenching immediately A method for producing a hardened steel pipe for an automobile door reinforcing material having excellent tensile strength.
【請求項4】重量比率で C:0.10〜0.30%, Si:0.05〜0.50%, Mn:0.20〜1.50%, P:0.020%以下, S:0.020%以下, Al:0.01〜0.10%, Ti:0.01〜0.10%, B:0.0005〜0.010%及び Ni:0.20〜1.50%,Cr:0.05〜1.00%,Mo:0.05〜0.50%,V:
0.01〜0.20%,Nb:0.01〜0.20%,Ca:0.001〜0.01%のう
ちの一種又は二種以上 を含有する電縫鋼管を、コンベア上で連続搬送しながら
高周波誘導加熱した後、直ちに水冷焼入れすることを特
徴とする引張り強さに優れた自動車ドア補強材用焼入れ
鋼管の製造方法。
4. The weight ratio of C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.50%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.01 to 0.10%, Ti: 0.01 to 0.10%, B: 0.0005 to 0.010% and Ni: 0.20 to 1.50%, Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.05 to 0.50%, V:
High-frequency induction heating of ERW steel pipes containing one or more of 0.01 to 0.20%, Nb: 0.01 to 0.20%, and Ca: 0.001 to 0.01% while continuously transporting them on a conveyor, followed by water cooling and quenching immediately A method for producing a hardened steel pipe for an automobile door reinforcing material having excellent tensile strength.
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