JPH0356619A - 冷間鍛造性および被削性に優れた熱間圧延線材棒鋼の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分軒］ 本発明は冷間鍛造性および披削性に優れた軌間圧延線材
棒鋼の製造方法に関し、さらに詳しく｛よ、軟化焼鈍を
行なうことなく、潤滑処理された鋼の冷間鍛造を行ない
、引き続き切削加工される部品に適用することが可能な
冷間鍛造性および披削性に優れた熱間圧延線材棒鋼の製
造方法に関するものである。

［従来技術］ 従来より、冷間Ｉ２造性、特に、鍛造工具の寿命を良好
にするために、軟化焼鈍を行なった綱を潤ＩＩ’｝処理
した後、冷間鍛造および切削加工が行なわれてきている
。

例えば、本発明者は、Ｃ　０．０３　〜０．１５ｗｔ％
、Ｓ１０．ｌｗｔ％以下、Ｍｎ　０．１〜０．２ｈｔ％
、Ｐ　０．０２５ｗｔ％以下、Ｓ　０．０２ｗｔ％以下
、Ａ　Ｉ　０．０２〜０．０８ｗｔ％、Ｎ　０．００７
ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なる低炭索鋼片を８００〜ＩＯ［３００Ｃの温度に加熱
し、７５０−１０６０℃の温度にＪｊいて圧延を行ない
、圧延終了後７５０℃の温度から２５０℃の温度まで平
均冷却速度２０℃／分以下で徐冷することによって、軟
化焼鈍を行ムわない冷間鍛造仕に優れた熱間圧延線｛４
棒鋼の製漬方法を開発し、出願を完了し、出願公告とな
った（特公昭６１−０３５２４９号公報）。

しかし、この製造方法によっても冷間鍛造後の披削性は
未だ改善されていなかった。

し発明が解決しようとする課Ｍ］ 本発明は上記に説明した従来の熱間圧延線材棒鋼の製造
方法の種々の問題点に鑑み、鋭意研究を行ない、検討を
重ねた結果、冷間鍛造後の披削性を改善するために、上
記の本発明者の開発した製造方法における鋼に、さらに
、Ｐｂを特定の含有割合において含有させて熱処理を行
なうことによって、軟化焼鈍を行なうことなく冷間鍛漬
性および披削性に優れた熱間圧延線材棒鋼の製造方法を
開発したのである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る冷間鍛造性および披削性に優れた熱間圧延
線材棒鋼の製造方法の特徴とするところは、 Ｃ　０．０３　〜０．ｌ５ｗｔ％、Ｓｉ０．１ｗｔ％以
下、Ｍｎ　０．　１〜０．２５ｗｔ％、Ｐ　０．０２５
ｗｔ％以下、Ｓ　０．０２ｗｔ％以下、Ｐ　ｂ　０．０
５　〜０．ｌ５ｗｔ％、Ａ　ｌ　０．０２　〜０．０８
ｗｔ％、Ｎ　０．００７ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅ
および不可避不純物からなる低炭索鋼を８００〜１０６
０℃の温度に加熱し、７５０〜１０６０℃の温度におい
て圧延を行ない、圧延終了後７５０℃の温度から２５０
℃の温度まで２０℃／分以下の平均冷却速度で徐冷する
ことにある。

本発明に係る冷間鍛造性および披削性に潰れた熱間圧延
線材棒鋼の製造方法（以下、単に本発明に係る製造方法
ということがある。）について、以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る冷間鍛造性および披削性に優れた熱
間圧延線材棒鯛の製這方法において使用する鋼の、含有
成分および成分割合について説明する。

Ｃは鋼の強度を高くする元素であり、含有里がＱ．０３
ｗｔ％未満では綱の強度が不足すると共に、燐酸亜鉛潤
滑剤が充分に付着しない場合があり、冷間鍛造加工の際
に工具と被加工材が焼付きを生じて工具寿命を著しく短
縮し、さらに、フエライト中のＣの固溶量が多くなるの
で、歪時効に起因する加工硬化が大きくなって変形抵抗
が高くなり、また、０．１５Ｗｔ％を越えて多量に含有
させると鯛の変形抵抗が著しく増大するようになる。よ
って、Ｃ含有量は０．０３〜０．１５ｗｔ％とする。

Ｓｉは熱間加工と同様にフエライトに固溶して綱の強度
を高くし、加工硬化を助長ケるので含有量はできるたけ
少ないほうが望ましい。よって、Ｓｉ含有量は０．ｌｗ
ｔ％以下とする。

Ｍｎは加工硬化を助長する元素であり、変形抵抗を低減
させるためには、含有量が少ない方が好ましいが、反面
、Ｍｎは熱間圧延の際の割れ発生の原因となる不純物Ｓ
をＭｉｓとして固定して、無害化する効果を有している
ものであるから、Ｍｎ含有量を極度に少なくすることは
好ましくない。そして、本発明に係る製造方法において
は、Ｍｎ含有潰を０．１〜０．２５ｗＬ％に抑制して低
Ｍｎ綱とし、かっ、以下説明する熱処理を特定条件に規
制することにより、熱間圧延の際の割れ防止と加工硬化
の低減の両方を満足させることができる。よりて、Ｍｎ
含有量は０．１〜０．２５ｗｔ％とする。

Ｐは加工硬化を助長ずる元素であり、変形抵抗を軽減さ
せるためには、含有量は少ないほど好ましいが、ある限
度以下の含有量としても加工硬化を経減ずる効果１こは
影響が少なくなり、まＩこ、このようむ調を製造するこ
とには困難性が伴い、経済的ではない。よって、Ｐ含有
量は０．０２５ｗｔ％以下とする。

Ｓは硫化物系介在物を形成し、熱間圧延割れの原因とな
るので含有量は少ないほど好ましいのであるが、使用す
る馴が低Ｍｎ鯛であることがらＳ含Ｒｆｆｌは０．０２
ｗｔ％以下とする。

Ｐｂは本発明に係る製造方法において使用する鋼におけ
る肢削性を向上させるのに重要な元素であり、含有量が
０．０５ｗｔ％未満では被削性を向上させる効果は少ｔ
ｊ＜なり、０．Ｉ５ｗｔ％を越えて多量に含有させると
袷間鍛造時の延性を著しく劣化させる。従って、この冷
間鍛造性を劣化させることなく、冷間鍛造後の披削性を
向上させるためには、Ｐｂ含有量は０．０５　〜０．ｌ
５ｗｔ％とする。

Ａｌは調溶製時の脱酸剤としての効果の外に、Ｎと結合
してＡｌＮとして析出させることにより、固溶Ｎによる
歪時効を抑制する元素であり、含有量は０．０２ｗｔ％
未満ではこのような効果は充分ではなく、また、０．０
８ｗｔ％を越えて含有させると上記したＮを無害化には
寄与するが、Ｃの固溶限が大きくなり、固溶Ｃによる歪
時効によって加工硬化が大きくなる。よって、Ａｔ含有
量は０．０２〜０．０８ｗｔ％とする。

Ｎは歪時効によって綱の変形抵抗を増大させるので、Ｎ
含有量は０．００７ｗｔ％以下とする。

次に、本発明に係る哨間鍛造性および披削性に優れた熱
間圧延線材棒綱の製造方法について説明する。

本発明に係る製造方法は、上記に説明した含有成分およ
び成分割合の鋼片、８００〜１０６０℃の温度に加熱し
、７５０〜１０６０℃の温度において圧延を行ない、圧
延終了後７５０’Ｃから２５０℃まで平均冷却速度２０
℃／分以下で徐冷ずる。

鋼を８００℃未満の温度に加熱すると、圧延口−ルの負
荷が著しく増大し、また、Ｉ０６０℃を越える加熱温度
では、析出したＡｌＮが固溶してしまい、この固溶Ｎに
よる歪時効が変形抵抗を増大させ、そして、この変形抵
抗の増大を防止するためには、鋼の加熱温度の上限はｌ
０６０゜Ｃとする。よって、屑片の加熱温度は８００〜
１０（ｉ０℃とする。

次に、圧延を行なう際に、圧延温度が７５０℃未満では
圧延ロールの負荷が著しく増大して圧延か困難になると
共に、圧延材の寸法精度が低下し、さらに、表面疵が発
生するよう《こなり、また、圧延温度が１０６０℃を越
えるとＡｌＮが固溶する。

よって、圧延温度は７５０〜１０６０℃とする。

次いで、圧延された圧延材を７５０℃の温度から２５０
℃のｌ温度まで冷却するのであるが、平均冷却速度が２
０℃／分より速すぎるときは、固溶Ｃが増大し、この固
溶Ｃによる歪時効が変形抵抗を増大させるようになる。

従って、冷却速度は遅いほど好ましいが、実用的には７
５０℃の温度から２５０℃の温度までの平均冷却速度は
２０’Ｃ／分以下とするのがよい。

［実　施　例］ 本発明に係る冷間鍛造性と披削性に優れた熱間圧延線材
棒鋼の製造方法の実施例を説明する。

実施例ｌ 第ｌ表に示す含有成分および成分割合の鯛を、通常の溶
製法により製造した。

なお、第１表において、鋼番号１〜４は本発明に係る製
漬方法において使用する鯛であり、綱番号５、６は本発
明に係る製造方法において使用する鋼の含有戊分おび成
分割合から外れている比較ａ（アルミキルドｊｌｉｌ）
である。

第２表には圧延条件を示してあり、鯛番号ｌ〜４は本発
明に係る製造方法による圧延条件であって、ｌ７φ線材
に圧延されたものであり、鋼番号５、６は比較鋼であっ
て、本発明に係る圧延条件から外れた圧延条件によりｌ
７φ線材に圧延されたものである。

そして、本発明に係る製造方法により製造された鋼番号
ｌ〜４のｌ７φの圧延線材は、脱スケール、＃滑処理後
冷間伸線加工によりｌ　６．６　Ｇφの鋼線とした。

また、鋼番号５、６の比較鋼はｌ７φ熱間圧延線材を球
扶化焼鈍を行ない、その後、上記と同様に１　６．６　
６φの鋼線とした。

このようにして製造された１　６．６　６φの鋼線を８
０℃の恒温炉に１２０分保持することにより、人工時効
を行なった。

第３表に人工時効処理による引張強さの増大ＡＴＳを示
す。この△ＴＳは歪時効特性の優劣を表す尺度として測
定した。

第３表より本発明に係る製造方法により製造された綱の
△ＴＳは比較鋼の球状化焼鈍材と略同等であり、比較鋼
の圧延ままの△ＴＳと比較して大幅に小さくなっており
、歪時効性に優れていることがわかる。

実施例２ 実施例１において使用した鋼線の圧縮率（ｉ　０％にお
ける変形抵抗におよぼす温度の影響を第１図に示す。な
お、実際操業の冷間鍛造加工における披加工材は、加工
熱によって数百度にも達する。

第１図において、圧延ままの比較Ｍ５（第１図では２で
示す。）および圧延ままの比較鋼６（第１図では３で示
す。）は３００℃の温度において変形抵抗が最大となっ
ており、これは固溶Ｃと固溶Ｎと転位の相互作用によっ
て生じる動的歪時効のためである。

また、球状化焼鈍を行なった比較鋼５（第Ｉ図では４で
示す。）および球状化焼鈍を行なった比較ｊｌｉｌｌ６
（第１図では５で示す。）は動的歪時効による３００℃
の温度における変形抵抗が最大になるという現象は現れ
ていない。

この各比較鋼に対して、本発明に係る製造方法により製
造された鋼第ｌ図において斜線で示す鯛番号ｌ〜４は、
球状焼鈍を行なった比較鋼（鋼番号５、６）と略同様な
温度に対する変形抵抗の挙動を示している。また、本発
明に係る製造方法により製造された鋼の変形抵抗は、比
較鋼の球状化焼鈍を行なった鋼と同等の値を示している
。

従って、本発明に係る製造方法により′？Ｊ遺された鋼
の冷間鍛造性は、球状化焼鈍を行なった各比較綱と略同
等であることがわかる。

実施例３ 本発明に係る製造方法により製造された鋼番号３の圧延
ままの鋼を、スパークプラグシェルに適用した場合の冷
間鍛造工具寿命を鍛造後のスパークプラグシェルの切削
工具寿命（フォーミング工具寿命）を第４：Ａに示す。

第４表より、本発明に係る製造方法により製造された綱
の冷間鍛造工具寿命は、比較＊（ＪＩＳＳＷＲＣＨ１　
０Ａの球状化焼鈍を行なった綱。）と略同等である。ま
た、本発明に係る製造方法により製遣された鋼の鍛造後
の切削工具寿命｛よ比較＃ｉｌ（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　ＳＷＲ
ＣＨ　ｌ　Ｏ　Ａの球状化焼鈍を行なった綱．）よりも
優れていることがわかる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る冷間鍛造性むよび披
削仕に侵れた熱間圧延線材棒鋼の製渋方法は上記の横戊
であるから、製造された熱間圧延線材棒鋼は歪時効の影
響は少なく、冷間鍛這加工においても充分に低い変形抵
抗を保持することができ、従って、従来の球状化焼鈍材
と同等の冷間鍛造工具寿命が得られると共に、Ｐｂを含
有させることにより冷間鍛造後の優れた切削工具寿命を
得ることができ、部品等の製造に優れた効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は変形抵抗におよぼす温度の影響を示した図であ
る。 １・・・本発明に係る冷間鍛造性および披削ｔｔに優れ
た熱間圧延線材棒鋼の製造方法により製造された鯛、２
・・・圧延ままの比較ｊｌ＋１５、３・・・圧延ままの
比較鋼６、４・・・球状化焼鈍材の比較鋼５、５・・・
球状化焼鈍材の比鮫鋼６。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ０．０３〜０．１５ｗｔ％、Ｓｉ０．１ｗｔ％以下、
   Ｍｎ０．１〜０．２５ｗｔ％、Ｐ０．０２５ｗｔ％以下
   、Ｓ０．０２ｗｔ％以下、Ｐｂ０．０５〜０．１５ｗｔ
   ％、Ａｌ０．０２〜０．０８ｗｔ％、Ｎ０．００７ｗｔ
   ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる
   低炭索鋼を８００〜１０６０℃の温度に加熱し、７５０
   〜１０６０℃の温度において圧延を行ない、圧延終了後
   ７５０℃の温度から２５０℃の温度まで２０℃／分以下
   の平均冷却速度で徐冷することを特徴とする冷間鍛造性
   および被削性に優れた熱間圧延線材棒鋼の製造方法。