【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋼材の表面キズ
や脱炭等の以上層の除去を目的として行う鋼材表層の機
械的な除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、雰囲気加熱炉挿入による鋼材全
体の軟化焼鈍を行い機械加工による鋼材表層の除去を行
っていた。鋼材の表層の機械的な除去のための前処理と
して鋼材の雰囲気加熱炉挿入による鋼材全体の軟化焼鈍
を行う場合、以下の問題点を生じる。まず、処理時間の
問題であり、通常鋼材の雰囲気加熱炉による軟化焼鈍の
場合、数時間から２０時間程度を要しコストアップとな
る。また長尺の鋼材の全体を雰囲気加熱炉で軟化焼鈍し
た場合、鋼材の曲がりが生じるので後の機械加工による
鋼材表層の除去工程の前に矯正工程を入れる必要が生じ
る。さらに鋼材表層の機械加工による除去までの工程が
一連のラインで行うことが望ましい場合がある。すなわ
ち、熱間圧延−軟化処理−鋼材表層の機械加工除去の工
程において、軟化処理を従来方法である数時間以上要す
る雰囲気加熱炉で行うと完全なオフライン処理となり、
場合によっては前処理のために鋼材を別工場に搬送しな
ければならないこともある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の問題点を解決し
ようとするのが本発明による方法であり、処理時間の短
縮、軟化焼鈍後の曲がり防止による矯正省略、一連のラ
インで機械加工による鋼材表層の除去までの処理を完結
することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、重量比で
０．８％以上のＣを含有する一定以上の断面積を有する
熱間圧延鋼材の場合、表層を高周波コイルによって所定
の温度に誘導加熱し、その後空冷するだけで表層部のみ
を機械加工による除去ができる硬さまで軟化できること
を見出した。高周波コイル加熱を利用すれば鋼材の表層
１０ｍｍ程度をＡc1e 〜Ａc1e ＋５０℃の温度に加熱す
るのに数秒程度しか要せず、その後の空冷時間を含めて
も従来の方法である雰囲気加熱炉による軟化焼鈍に比べ
て極めて短時間で処理を終えることができる。また、
０．８％以上のＣを含有する鋼材は熱間圧延状態では、
基本的にはラメラー状のセメンタイトを有するパーライ
トとネット状の初析セメンタイトで構成されるミクロ組
織であり、このままでは機械加工による表層除去は困難
である。しかし、この鋼材を高周波コイルで急速加熱し
Ａc1e 〜Ａc1e ＋５０℃の温度範囲に到達後、空冷する
ことによりパーライトのラメラー状のセメンタイトが分
断され、ネット状の初析セメンタイトも一部分断された
組織を得ることができ機械加工による鋼材表層の除去が
容易に可能になる。ただし、この際、鋼材の断面積が７
８５０ｍｍ2 （外径１００ｍｍの丸鋼材に相当）未満の
場合は、Ａc1e 〜Ａc1e ＋５０℃の温度範囲から６００
℃までの空冷の冷却速度が２℃／秒以上になり、空冷後
に得られるミクロ組織は再びラメラー状のセメンタイト
を有するパーライトとネット状初析セメンタイトにな
り、機械加工による表層の除去が容易に行えるミクロ組
織及び硬さは得られないことがわかった。従って、鋼材
の断面積を７８５０ｍｍ2 以上に限定している。なお、
Ａc1e 〜Ａc1e ＋５０℃での保持時間については規定し
ていないが、実験によって保持時間を長くしても軟化効
果に差は見られず、鋼材表層がＡc1e 〜Ａc1e＋５０℃
の所定の温度に到達後直ちに空冷されても良いことがわ
かった。従って本発明を課題を解決する手段は重量比で
０．８％以上のＣを含有し、且つ７８５０ｍｍ2 以上の
断面積を有する熱間圧延鋼材を高周波コイルを用いてＡ
c1e 〜Ａc1e ＋５０℃の温度範囲に加熱し、その後空冷
することにより鋼材の表層のみ軟化を行った後、機械加
工によって表層を除去する方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を説明する。重
量比で０．８％以上のＣを含有し、且つ７８５０ｍｍ2
以上の断面積を有する熱間圧延鋼材を高周波コイルを用
いて鋼材表面の機械加工によって除去する厚みまでをＡ
c1e 〜Ａc1e ＋５０℃の所定の温度に加熱し、直ちに空
冷する。その後、機械加工によって鋼材の表層除去を行
う。尚、ここで言う機械加工とはピーリング、研削及び
旋盤加工等を意味する。また、高周波コイルによる加熱
及び空冷の方法は図１（ａ）に示す固定したコイル２に
対して鋼材１を矢印４の方向に移動させる方法、図１
（ｂ）に示す固定した鋼材１に対しコイル２を矢印５の
方向に移動させる方法、図１（ｃ）に示す鋼材１、コイ
ル２共に固定し所定の温度に到達後コイル電源を切り空
冷に入る方法があり、いずれの方法でも同様の効果が得
られる。尚、コイル２は高周波発振装置３に接続する。
【０００６】
【実施例】熱間圧延で製造されたＪＩＳＧ４８０５に規
定されるＳＵＪ２の外径１６７ｍｍの鋼材を図１（ｃ）
の方法で表層５ｍｍを所定の温度に高周波コイル加熱後
空冷する表層のみの軟化処理をした後、表層２ｍｍのピ
ーリングを実施した。表１に加熱温度、加熱保持時間、
６００℃までの空冷速度、得られたミクロ組織と硬さを
示す。尚、その温度測定位置とミクロ組織観察部位は表
面から５ｍｍ深さの部位である。表１のＮｏ．１〜３と
１３は比較例であり、Ｎｏ．４〜１２は本発明の実施例
である。実施例のＮｏ．４〜１２は得られたミクロ組織
がパーライトのラメラー状セメンタイトが分断されたも
のと、ネット状の初析セメンタイトが一部分断されたも
のからなり、硬さも３００ＨＶ以下であり熱間圧延まま
の状態から大きく軟化している。一方、比較例のうち請
求範囲の温度域以下の加熱温度条件のＮｏ．２、３は熱
間圧延ままのＮｏ．１と組織も変わらず軟化もほとんど
していない。また、請求範囲の温度域以上の加熱条件の
Ｎｏ．１３は、ネット状の初析セメンタイトの一部のみ
が分断され硬さ低下は見られるものの実施例ほどの軟化
は起こらない。
【０００７】
【表１】【０００８】
【発明の効果】従来の方法と比し、高周波コイルによる
加熱およびその後の空冷は簡単な設備で実施可能であ
り、その処理時間も短く、熱間圧延から鋼材表層の機械
加工による除去までを焼鈍炉への搬送なしに一連のライ
ンで処理できる等の優れた効果を有する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to mechanical removal of a surface layer of a steel material for the purpose of removing the above layer such as a surface flaw or decarburization of the steel material. 2. Description of the Related Art Conventionally, the entire steel material has been softened and annealed by insertion into an atmosphere heating furnace, and the surface layer of the steel material has been removed by machining. When performing softening and annealing of the entire steel material by inserting the steel material into an atmosphere heating furnace as a pretreatment for mechanically removing the surface layer of the steel material, the following problems occur. First, there is a problem of processing time. In the case of softening annealing of an ordinary steel material in an atmosphere heating furnace, it takes several hours to about 20 hours, which increases the cost. Further, when the entire long steel material is softened and annealed in an atmosphere heating furnace, the steel material is bent, so that it is necessary to perform a straightening process before the removing process of the steel material surface layer by the subsequent machining. Further, it may be desirable that the steps up to removal of the steel material surface by machining are performed in a series of lines. In other words, in the process of hot rolling-softening treatment-machining removal of the surface of the steel material, when the softening treatment is performed in an atmosphere heating furnace that requires several hours or more, which is a conventional method, it becomes a complete offline treatment,
In some cases, the steel material must be transported to another factory for pretreatment. [0003] The method according to the present invention is intended to solve the above-mentioned problems. The method according to the present invention shortens the processing time, omits straightening by preventing bending after soft annealing, and eliminates the need for a series of machines. It is an object to complete processing up to removal of a steel material surface layer by processing. SUMMARY OF THE INVENTION [0004] In the case of a hot-rolled steel material containing 0.8% or more of C by weight and having a certain or more cross-sectional area, the surface layer is formed by a high-frequency coil. It has been found that only induction heating to a predetermined temperature and then air cooling can soften the surface layer to a hardness that can be removed by machining. Requiring not only a few seconds to heat by utilizing a high-frequency coil heating surface layer about 10mm of steel to a temperature of Ac 1e ~Ac 1e + 50 ℃, atmosphere heating furnace is also conventional method, including the subsequent cooling time The treatment can be completed in a very short time as compared with the soft annealing performed by the method. Also,
Steel containing 0.8% or more C is hot-rolled,
Basically, it is a microstructure composed of pearlite having lamellar cementite and net-like proeutectoid cementite, and it is difficult to remove the surface layer by mechanical processing as it is. However, after reaching the steel to a temperature range of rapid heating and Ac 1e ~Ac 1e + 50 ℃ high-frequency coil, are separated the lamellar cementite of pearlite by cooling, eutectoid cementite like nets were also divided part The structure can be obtained, and the steel surface layer can be easily removed by machining. However, in this case, the cross-sectional area of the steel material is 7
In the case of less than 850 mm 2 (corresponding to a round steel material with an outer diameter of 100 mm), the temperature range from Ac 1e to Ac 1e + 50 ° C. is 600
The cooling rate of air cooling down to 2 ° C. becomes 2 ° C./sec or more, and the microstructure obtained after air cooling becomes pearlite having lamellar cementite and net-like proeutectoid cementite again, and the surface layer can be easily removed by machining. It was found that microstructure and hardness could not be obtained. Therefore, the sectional area of the steel material is limited to 7850 mm 2 or more. In addition,
The retention time in the Ac 1e ~Ac 1e + 50 ℃ is not specified, the difference in softening effect by increasing the holding time by experiments is not observed, the steel surface layer Ac 1e ~Ac 1e + 50 ℃
It was found that air cooling may be performed immediately after reaching the predetermined temperature. Therefore, a means for solving the problem of the present invention is to use a high-frequency coil to produce a hot-rolled steel material containing 0.8% or more of C by weight and having a cross-sectional area of 7850 mm 2 or more.
This is a method in which heating is performed to a temperature range of c 1e to Ac 1e + 50 ° C., followed by air cooling to soften only the surface layer of the steel material, and then removing the surface layer by machining. An embodiment of the present invention will be described. Contains 0.8% or more of C by weight and has a content of 7850 mm 2
The thickness up to which the hot-rolled steel having the above cross-sectional area is removed by machining the surface of the steel using a high-frequency coil is defined as A
Heat to a predetermined temperature of c 1e to Ac 1e + 50 ° C. and immediately cool with air. Thereafter, the surface layer of the steel material is removed by machining. Here, the machining refers to peeling, grinding, lathe processing, and the like. In addition, the method of heating and air cooling by the high frequency coil is a method of moving the steel material 1 in the direction of arrow 4 with respect to the fixed coil 2 shown in FIG.
A method of moving the coil 2 in the direction of the arrow 5 with respect to the fixed steel material 1 shown in (b), fixing both the steel material 1 and the coil 2 shown in FIG. 1 (c), turning off the coil power supply after reaching a predetermined temperature, and air cooling. The same effect can be obtained by either method. Note that the coil 2 is connected to the high-frequency oscillator 3. FIG. 1 (c) shows a SUJ2 steel material having an outer diameter of 167 mm specified by JIS G4805 manufactured by hot rolling.
After the surface layer 5 mm was heated to a predetermined temperature by high-frequency coil heating and air-cooled, only the surface layer was softened, and then the surface layer 2 mm was peeled. Table 1 shows the heating temperature, heating holding time,
The air cooling rate up to 600 ° C., the resulting microstructure and hardness are shown. The temperature measurement position and the microstructure observation site are sites 5 mm deep from the surface. No. 1 in Table 1. Nos. 1 to 3 and 13 are comparative examples. 4 to 12 are examples of the present invention. No. of the embodiment. Nos. 4 to 12 were obtained by splitting lamella cementite of pearlite and partially cutting net-like pro-eutectoid cementite, and having a hardness of 300 HV or less and from hot-rolled state. Greatly softened. On the other hand, among the comparative examples, the heating temperature conditions of the temperature range below the temperature range of the claims were no. Nos. 2 and 3 are hot rolled Nos. The structure is the same as that of No. 1 and hardly softened. In addition, the heating conditions No. In No. 13, although a part of the net-like pro-eutectoid cementite is cut off and the hardness is reduced, the softening does not occur as much as in the example. [Table 1] [0008] Compared with the conventional method, heating with a high-frequency coil and subsequent air cooling can be performed with simple equipment, the processing time is short, and removal of the surface layer of steel from hot rolling by machining. It has an excellent effect that it can be processed in a series of lines without being transferred to an annealing furnace.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理方法における高周波コイルによる
鋼材の加熱および空冷方法を示し、（ａ）は固定コイル
に対して鋼材を移動させる方法、（ｂ）は固定鋼材に対
しコイルを移動させる方法、（ｃ）は鋼材、コイル共に
固定した所定の温度に到達後コイル電源を切り空冷に入
る方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 鋼材
２ コイル
３ 高周波発振装置
４ 鋼材移動方向を示す
５ コイルの移動方向を示す矢印BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a method of heating and air-cooling a steel material using a high-frequency coil in a processing method of the present invention, (a) a method of moving a steel material relative to a fixed coil, and (b) a fixed steel material. (C) is a diagram showing a method of turning off the coil power supply and starting air cooling after reaching a predetermined temperature fixed to both the steel material and the coil. [Description of Signs] 1 Steel material 2 Coil 3 High-frequency oscillator 4 Steel steel moving direction 5 Arrow indicating coil moving direction
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
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C21D 1/32 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C21D 1/42 C21D 1/32