JPH01246326A - 鋼帯の熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、均一な焼入性を確保した鋼帯の熱処理方法に
関する。さらに詳述すれば、本発明は、表面を粗面化す
ることによって一層均一な焼入性を確保して熱処理時の
平面歪み発生の防止を図る高炭素鋼帯の熱処理方法に関
する。

（従来の技術） 高炭素鋼帯のうちの幾つかの種類のものは焼入鋼帯とし
て熱処理される。それらは鋼帯としてそのまま、あるい
はスリット加工を実施後、熱処理を施すなどの処理が行
われる。

熱処理後は、所定の加工を経て例えば刃物材あるいはバ
ネ材として利用している。

しかしながら、熱処理後焼入不均−による板ソリなどの
平面歪みが発生し、歩留り低下を招いていた。刃物材と
しであるいはバネ材として所要の寸法精度を確保するた
めには正しい平面とすることが前提となるのである。高
度の平坦度が要求される。そのような熱処理時の平面歪
みは不均一加熱、冷却、あるいは変態による体積変動等
に起因するものである。

従来、かかる焼入変形そのものの発生は防止できないと
考えられており、ジグテンパーによってその可及的抑制
を図っているが、工程が高価、複雑になるばかりでなく
、歩留り低下は避けられなかった。

（発明が解決しようとする課題） したがっ゛て、本発明の目的は、具体的には、加熱炉に
連続して搬送しながら行う鋼帯の熱処理方法であって、
熱処理後にあっても板ソリなどの平面歪みの発生しない
鋼帯の熱処理方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明者らは、そのような課題解決に向かって
種々検討を重ね、その理由は必ずしも明らかではないが
、鋼帯表面を粗面化して曇り面、とじてからその表面を
洗浄することにより上述のような焼入時の板ソリが効果
的に阻止されることを知り、本発明を見出すに至った。

確かに、これまでも鋼板表面の粗面化、つまり筋目を付
与する加工、さらにはダル仕上として凹凸を付与する加
工等が行なわれている例がみられるが、そのような従来
の加工は、例えば表面疵除去用にあるいは鋼板の鮮映性
改善のために行うに過ぎず、通常はその後熱処理は行わ
ない、熱処理性の均一化を向上させて平面歪み発生防止
のために調帯表面を粗面化するという発想は従来全くな
かったことである。ましてそのような目的で粗面化と表
面洗浄とを組み合わせるという発想はなかった。

よって、本発明の要旨とするところは、調帯表面の粗面
化処理を行い、次いで洗浄ラインにより洗浄処理を行っ
てから、得られた調帯を熱処理することを特徴とする熱
処理時の平面歪み少なくした鋼帯の熱処理方法である。

ここに、表面粗度の付与手段としては、前述のような筋
目付与加工、非連続凹凸付与加工、さらには連続幾何学
模様付与加工、そしてそれらの組合わせ加工が代表例と
して考えられる。「非連続凹凸」とは長く伸びた溝状、
山状の凹凸部を排除する趣旨である。そのような溝、山
はむしろ筋目と考えられる。「連続幾何学模様」とは規
則的繰り返しを有しない非連続ランダム模様を排除する
趣旨である。連続ではあるがランダムな溝、山はむしろ
筋目と考えられる。

またそのときの表面粗度の程度は、連続幾何学模様を構
成する表面凹凸および筋目の谷の平均深さを例えば０．
１〜１００μｍとする程度で十分である。

筋目を設ける場合、非連続凹凸に加えて筋目を設ける場
合、さらには連Ｖｔ幾何学模様に加えて筋目を設ける場
合、その筋目は長手方向に実質上平行であってもあるい
はある角度だけ傾斜していてもよい、そのような傾斜筋
目の鋼帯長手方向に対する角度は特に制限はないが、０
〜９０度の間で任意に選ぶことができる。好ましくは、
３０〜６０度である。さらにかかる筋目を二重に設ける
、つまり綱掛けのようにして設ける場合、その焼入性向
上効果が顕著である。

筋目付与加工は、研磨パッド（例：　「スコッチブライ
ト」住友３Ｍ社の商品名）あるいは金属ブラシを鋼帯に
接触させながら回転もしくは固定させて筋目を付ければ
よい。

凹凸を付与する加工は、多くのものが考えられるが、操
作の簡便さからはシジットブラスト処理、レーザ処理、
エツチングそして放電加工が代表例として挙げられる。

また、連′ｉＩｔ幾何学模様付与手段としては、多くの
ものが考えられるが、操作の簡便さからは、規則的幾何
学模様をもったダルロールからの転写が代表例として示
される。かかる幾何学模様は０１口、△、☆、◎等適宜
繰り返し単位形状を有するものであってもよく、またそ
れらを組み合わせて用いてもよい。

要するにこれらの表面粗面化工程は、全体として曇り面
が得られ、例えば表面輻射率が可及的に均一化し、洗浄
後の焼入に際して平面歪みの発生が可及的に阻止されれ
ばよいのである。

なお、かかる粗面化を行うのは加熱炉に搬送されるに先
立って行われる洗浄工程の前であれば、スリット加工を
施す前あるいは後であってもよい。

一般には冷間加工に際して、あるいは調質圧延に際して
、あるいは洗浄に際して付与されるのが好ましい。

スリット加工は必ずしも必要ではなく、場合によっては
そのまま帯鋼の形態で使用されてもよい。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、本発明にかかる方法の代表的工程図であって
、図示例にあっては、鋼帯に冷間圧延を行い、次いで、
調質圧延時に表面粗面化加工を行ってから、洗浄を行い
スリット化しているが、冷間圧延時に粗面化を行っても
、あるいは洗浄時に行ってよい。

なお、広幅鋼帯の場合、その鋼帯をスリット化すること
によって幾つかの幅狭のスリット条にし、それらを加熱
炉に入れて加熱し、熱処理するが、スリット化せず鋼帯
のまま熱処理を行ってもよい。

このように、本発明によれば、加熱炉への搬入に先立っ
て、鋼帯は粗面化加工および洗浄工程を受けるのである
が、前述のように代表例としては研摩パッド加工、研摩
ロール加工、ショツトブラスト加工、レーザ加工、放電
加工、ダルロールによる転写そしてエツチング加工等が
例示される。

これらの手段はすでによく知られており、細部について
の説明は必要ないであろうが、本発明において使用する
場合の代表的処理条件についてまとめると次の通りであ
る。

（１）研摩バッド： 例えば「スコッチブライト」（住友３Ｍ社の商品名）を
固定式として一定荷重で鋼帯表面に押し付け、その下を
調帯を走行させることによって調帯の長手方向に伸びた
筋目を付与すすのである。荷重を変えることによって筋
目の谷深さを調節できる。

（２）研摩ロール： いわゆる砥石、金属ブラシであり、研磨、パッドの場合
と同様に鋼帯表面に一定荷重で押付けるが、この場合は
、研磨ロールは回転式で保持され、長手方向に対する角
度は変えて延在させることにより、長手方向に平行なあ
るいは傾斜した筋目を付与できる。

（３）ショツトブラストニ ゲリント径＝６０メッシュフルイ上 インペラー回転数：３０００　ｒｐｅ＋Ｒｓａｗ　　：
　　　　　　　　８　　μｍ山／敗：１３０ （４）　　レーザ処理： レーザ出カニ２に− パルス周波数：　　　５６ＫＨｚ １パルス当たりの照射時間＝１３μｓｅｅレーザ加工は
鋼帯表面に直接適用してもあるいは一旦ロール表面に適
用して所望模様を得、それを鋼帯表面に転写してもよい
。

（５）放電加工： ピーク電流：５Ａ パルス幅　：　　　１２５　ｐｓｅｃ 休止幅　　＝６５　　μ５ｅｃ （６）ダルロールによる転写： レーザ加工あるいはエツチング等により予めロール表面
に規則的幾何学模様あるいは不規則模様を形成しておい
て、これを鋼帯表面に押し付けてその模様を鋼帯表面に
転写するのである。

（７）エツチング処理： 塩酸エツチング液を使用してこれに被処理材を浸漬し、
必要個所のみ腐食させ、目的とする模様を生じさせる。

これは鋼帯表面に直接適用しても、ロール表面に適用し
てその模様を鋼帯表面に転写してもよい。

第２図（Ａ）〜（Ｄ）には上述の表面粗面化の様子を幾
つか示す、第２図（＾）は長手方向に実質上平行な筋目
を付与した例を、同（Ｂ）は傾斜筋目を二方向から設は
網目様にした粗面を、同（Ｃ）は、ショツトブラストに
より得られた表面、そして同（Ｄ）はロール転写法によ
る連続幾何学模様の例をそれぞれ示す。

かかる粗面化は鋼帯の表裏面の両方について行うのが好
ましい。

なお、斜めの筋目を入れる場合、鋼帯には研摩ロールを
接触させ鋼帯の進行速度よりも研摩ロールの周速をはる
かに太き（し、例えば調帯の走行速度を３０−７分とし
たとき研摩ロールの周速度を３００ｍ／分とし、かつ研
摩ロールを鋼帯進行方向に対して傾斜させることにより
鋼帯表面に斜めの筋目を付与できる。斜めの筋目を交叉
させて設ける場合は、上述の筋目付与手段を二重に設け
ればよく、特に製造上の困難は見られない。

ここに、表面の粗面化の程度は特に制限されないが、こ
のときの連続幾何学模様および筋目の谷部の深さは一般
には０．１〜１００　μ−である。０．１μ階未満であ
ると有効な作用はみられず、一方、１００μ霧を超える
と表面性状が悪くなり商品価値を低下させてしまうため
、好ましくない。例えば、１〜２０μ腸程度にすれば十
分であると考えられる。

各筋目、凹凸、幾何学模様の構成単位模様の分。

布は、余り疎であると本来の作用効果が見られない、ピ
ッチは最大５１１＃である。

このようにして粗面化された調帯は次いでアルカリまた
は酸液による洗浄を行う、酸液による洗浄が好ましい。

前述のように、本発明により焼入性が改善される理由、
つまり焼入時の板ソリの発生が防止される理由はかなら
ずしも明らかではないが、次のように推測することがで
きる。

すなわち、まず粗面化の効果としては、ブライト表面の
ままでは目視で判断できない程度の微妙な光沢差があり
、それにより輻射率が不均一となっている。一方、粗面
化によりむしろそれらの均一化が行われるのであって、
これが熱処理に際しての均一加熱に寄与する。また、表
面の応力（例：熱応力／収縮応力）が凹凸部に吸収され
仮ソリが防止されるのである。そして、かかる粗面化工
程に洗浄工程を加えることによって、粗面化加工時の粉
末等の付着物、もしくは焼鈍カラーさらには各種着色欠
陥が除去される。このような洗浄工程によって熱処理時
の均一性はさらに一層改善される。特に、酸性洗浄液を
使用する場合、１種の表面溶解作用により前述の作用が
さらに強化されるなどの効果もみられるのであって、そ
れらが相乗的に作用して焼入性の顕著な改善がみられる
のである。

本発明が対象としているのは、鋼帯、特にＣＩｏ、３５
％以上の焼入用鋼帯であり、より具体的には刃物用ある
いはバネ材用の焼入用高炭素鋼帯である。その他、材質
面からは合金鋼（Ｃｒ−Ｍ’ｏ綱）、マルテンサイト系
ステンレス鋼のような熱処理性ステンレス鋼が挙げられ
る。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的にその効果
を説明する。

実施例 第１図に示す工程にしたがって下記組成の鋼帯の状態で
冷間加工に際して第３図にそれぞれ示す粗面化処理を施
してから、焼鈍、調質圧延を行ってから表裏面の粗面化
を行い、その後、メタケイ酸ソーダにより、次いで塩酸
による洗浄を行い、スリット化後、スリット条の熱処理
を行った。粗面化処理条件は、第２表にまとめて示す条
件によって行った。傾斜筋目を設けた場合の筋目間隔平
均０．８　μｍ、傾斜角度（θ）は４５度であった。

なお、比較のため、鋼帯の表面粗面化処理も洗浄も行わ
ない場合について、同様な条件で熱処理を行ったが、そ
の場合には幅３０１について２１の板ソリなどが発生し
て約７．８％の不良率を経験した。

しかしながら、本発明によって粗面化を行ってから洗浄
を行い、次いで熱処理した例では、結果を第２表にまと
めて示すように、いずれも不良率０．５％以下であって
ほとんど仮ソリは見られなかったΦ なお、熱処理条件は６５０℃×６０秒加熱してがら油冷
し、次いで３８０℃×１５秒加熱し、空冷を行った。ラ
イン速度が３０ｍ／＋＊ｉｎの横型連続焼鈍ラインを使
用して焼入を行った。

第１表 エ又ｌ 研摩パッド：住友３Ｍ社製「スコッチブライト」を使用
して、平行筋目を付与した。

ショツトブラストニ ゲＶット径：６０メッシュフルイ上 インペラー回転数：　３０００　ｒｐｍＲ＋ｍａｘ　　
　　　　：　　　８　μｍ山数／１ｎｃｈ　：　　１３
０ ダルロールによる転写： 塩酸エツチング液を使ってロール表面に規則的幾何学模
様を付してから、それを調帯表面に転写した。

第３表 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、単に表面を粗面
化するという簡便な手段でもって、これまでいろいろと
当業者を悩ませてきた、熱処理後の仮ソリの発生がほぼ
完全に防止できるのであって、その実用上の効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にががる方法を示す略式１程図７およ
び 第２図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明にががる粗面化処理に
よる表面状態の模式説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼帯表面の粗面化処理を行い、次いで洗浄ラインにより
   洗浄処理を行ってから、得られた鋼帯を熱処理すること
   を特徴とする熱処理時の平面歪みの少ない鋼帯の熱処理
   方法。