JPH04136126A - 極細鋼線の雰囲気パテンティング方法 - 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］ 本発明は従来パテンティング処理時に公害発生の問題が
あるＰｂ、ソルト等の熱媒体を使用せずに高炭素極細鋼
線を低コストにパテンティング処理する方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 高炭素鋼線を伸線加工するためには、従来鉛パテンテイ
ング、ソルトバデンティングなどが行われているが、公
害問題が避けられないために排気タクトの設置、廃液処
理法に多大なコストを要していること、作業環境悪化等
の問題がありだ。そこて、流動層パテンティングの利用
も行われているが、線径がｉ　ｎ＋ｍ以下の極細鋼線を
熱処理する場合、流動砂の摩擦抵抗が大きく、断線か頻
発する問題があった。

そこで、特開昭６１−１！１９０：１９号では加熱炉と
保温炉をつなぐ冷却装置に熱風を送り込んで、衝風冷却
する方法か開示されているが、熱風の種類が特定されて
いないために酸化か避けられず、衝風のみの冷却である
ため、冷却速度も遅い問題がある。また、特開昭６２−
４８３４号では非酸化性ガスを送り込む方法で加熱−冷
却の熱処理を行う装置が開示されているか、冷却後恒温
変態させる機構かないために、高炭素鋼のパテンティン
グ処理には利用できない。また、特開昭６２−５０４１
７号では、加熱炉と複数の徐冷炉中を細径鋼線を走行さ
せて恒温変態に近い状態でパテンティング処理する装置
が開示されているが、加熱炉−徐冷炉間、及び徐冷炉−
徐冷炉間が大気に曝されているため、厳密な温度コント
ロールか出来ず、雰囲気からの酸化か避けられない問題
がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような現状を打破するために、鉛、ツル］
・等の公害問題がなく、かつ酸化・脱炭が非常に少ない
状態で高炭素極細鋼線を高能率にパテンティング処理す
る方法を提供するものである。本発明方法によれば、鉛
蒸気の排気処理、ソルトの廃液処理が省略できること、
パイプの本数を増やすこ、ゝ　７Ｓ本通しも容易に行え
ること、次の酸洗工程を簡省略して伸線てきること等の
経済的メリットかあり、従来のパテンティング方法に要
するコストを大幅に他派することか可能である。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明者らは、
極細鋼線をパテンティング処理する際、気体を介した輻
射や熱風、大気の対流に基づく熱伝達のみでは加熱冷却
能が低く、また安定した温度保持か難しいことがら、熱
伝達率に優れる金属製パイプと接触状態を保った状態て
加熱冷却を行い、かつパイプ内を非酸化性ガスて満たし
た状態で極細鋼線を熱処理すれば、鉛パチンデーインク
に近い処理か行えるとともに、酸化脱炭も非常に少なく
なることを見出し本発明に到達した。すなわち、熱伝導
率の良好な金属性パイプを加熱炉−急冷糟一恒温炉と貫
通方式とした構造と成し、パイプの外側から加熱、急冷
、恒温保持の順てパーライト変態を行わせる線径１　ｍ
ｍ以下のｉＥ；＋炭素極細鋼線の雰囲気パテンティング
方法において、パイプ径を通線径ｄに対して２ｄ〜５ｄ
の範囲とし、常にパイプ内面と接触状態を８０％以」−
保つ状態て鋼線を走行させて熱伝達を行わせ、特に急冷
槽では既バイブの外側から水とエアーを混合状態（ミス
ト）て吹き付けて冷却槽の終点温度制御を行い、かつパ
イプ内を非酸化性ガス雰囲気に調整することを特徴とす
る極細鋼線のパテンティング処理方法である。

ここでパイプを熱伝導率の良好な金属製とした理由は、
パイプは外側から加熱冷却されて所定の温度に制御され
ると同時に、バイブ内面て接する鋼線との熱伝達を迅速
に行わせ、所定の冷却曲線を与える必要があるからであ
る。パイプの材質としでは熱伝導率か高いＣｕなどが望
ましい。

更にパイプ径は処理線径ｄに対して２ｄ〜５ｄの範囲に
限定した。パイプ径が２ｄ未満では、ＡＩｔｏ抵ＪＡか
大きくなり過き、断線が発生する恐れかあるために２ｄ
以上とした。また、パイプ径が５ｄを越えると、パイプ
と鋼線との接触面以外からの伝熱か不利になり、雰囲気
調整用のガス量も増加するため、５ｄ以下に限定した。

次にパイプを加熱−急冷−恒温保持まてｖｔ通方式の構
造とした理由は、鋼線か途中て大気等酸化性雰囲気と接
触するのを防止するためである。

急冷槽ではパイプの外側から、水とエアーの混合状態（
ミスト）の吹きイ・１けを行う。吹き付は晴、吹き付は
圧力は［−１標急冷温度と実測の急冷槽温度とを計測し
てｉｌ＋御する方法が望ましい。パイプな直接水冷１−
ると鋼線との接触面におい゛Ｃ過玲組織か発生ずること
かあり望ましくなく、またエアー単独では冷却能か不足
して、微細なパーライトＡｌｌ縄かｌｉＩられない。

鋼線はパイプ内壁に８０％以上−接触を保つように走行
させることを規定し、た１、これは鋼線の１品度制御に
パイプからの伝熱力臼ロ要な役割を果だ）ｊ−ためであ
る。バイブ内面での１ｇ触千か８０％未満になると、所
望の冷却、加熱１１１１線が１ニーられないばがりか、
長手方向の組晶不均−にもつなかり、次丁稈の伸線時に
断線する原因にもなる。実際には、鋼線はサプライボビ
ンからパイプ内壁を接触するように経由して捲取ボビン
に至るまて、直線性を保ちながら、かつ途中てたるみや
引張応力負荷かがからないように、テンションコン（・
ロールして走行させることが望ましい。

更にパイプ内を非酸化性カス雰囲気に調整するのは酸化
（スケール発生）と脱炭を防止するためである。ここて
、カスの吹き込み方法としでは、（＋）恒温炉→急冷槽
→加熱炉、（２）中間の急冷槽から吹き込む方法の２通
りか可能である。加熱炉→急冷槽→恒温炉は、高温のガ
スが急冷槽に送り込まれるために望ましくない。

以下に本発明方法の一実施例に基づいて、その作用を説
明する。

第１図は本発明方法を実現するための一実施例を示す装
置概略図、第２図はミスト冷却の一実施例を示す装置概
略図、第３図はパイプ内温度分布の実測例、第４図は本
発明例の鋼線冷却曲線と他の冷却方法ての冷却曲線との
比較をそれぞれ示す。第４図から本発明方法は鉛パテン
テイングよりも若干冷却能か劣るものの、流動層パテン
ティングの冷却曲線を包含する広範囲な温度制御に通用
可能なことかわかる。第５図はパテンティング効果に及
ぼすパイプ内接触率の影響を示す。接触率か８０％未満
では熱処理後の引張強さが低下しており、所望のパテン
ティングが行えないことを示している。

［実施例］ 第１表に実施例を示す。鋼種、線径、パイプ、の材質、
急冷方法、パイプと鋼線の接触状況、非酸化性ガス供給
有無等を種々変えて実験を行フた。

熱処理した極細鋼線の金属組織、表面性状観察、引張強
さ試験を行って評価した。

本発明例１．２は鋼種５ＩＩＲＨ８２＾で、本発明例３
．４はＳ　ｉ−Ｃｒを含んだ低合金鋼で各々雰囲気パテ
ンティングを行フた場合である。微細パーライト組織が
得られ、表面性状も酸化（スケール発生）、脱炭が非常
に少なく良好であフた。引張強さの値から、本発明方法
で、鉛パテンテイングに近い強度か得られることか明ら
かである。

比較例１は処理線径が太かったために、急冷槽ての十分
な冷却、終点温度制御か行えず、粗いパーライト組織し
か得られなかった例である。比較例２はパイプに熱伝導
率が低いステンレスを用いた場合で、急冷槽ての急冷効
果、終点温度制御が十分に行えなかった例である。

比較例３は［線径／パイプ内径］比（充填比と称する）
が、小さ過ぎたためにパイプ接触面以外からの熱伝達か
小さくなり急冷効果が不足した例である。比較例４は逆
に充填比が大き過ぎたためにパイプ内の通線抵抗が太き
く、断線が発生した例である。

比較例５は鋼線とパイプとの接触率が７０％と低かった
ために、所定の急冷−恒温保持が得られなかフた例であ
り、不均一な組織となワた。比較例６は急冷槽の冷却に
水とエアーの混合状態（ミスト）での吹き付けを行わず
、大気冷却のみであったために急冷効果が不足した例で
ある。比較例７は急冷槽の冷却に直接水冷を用いたため
に適冷組織が現れた例である。比較例８は急冷槽の冷却
にミストを用いたものの終点温度制御を行ねなかったた
め釘、急冷効果Ｖばらつきを生じ、機誠的性質もばらつ
いた例である。比較例９は雰囲気制御を行わず、大気を
用いたために加熱中に脱炭が生した例である。

比較例１０〜１４は別の鋼種５ｉ−Ｃｒ低合金鋼で実験
を行い、それぞれ充填比、パイプ内接触率、急冷方法、
終点温度制御、雰囲気制御が適正範囲から外れたために
所望のパテンティング処理が行えなかった例である。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、従来パテンティング処理に利用
されている鉛、ソルト等公害問題のある恒温炉を用いる
ことなく、熱伝導率の良好な金属パイプから鋼線への熱
伝達制御とバイブ内非酸化性ガス雰囲気調整との組合せ
により酸化（スケール生成）と脱炭が非常に少ない極細
鋼線のパテンティング処理を効率的に行える点で大きな
効果が記められた。またスケールの生成が少ないことか
ら、次工程以降の最終伸線では、酸洗を筒省略すること
も可能である。更に、排気ダクト、廃液処理等の付帯設
備が不要であるためコスト削減効果も見込まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現するための装置の一例であり
、第２図はミスト冷却方法の一例を示す。第３図はパイ
プ内温度分布の実測例、第４図は本発明例の鋼線冷却曲
線と他の冷却方法での冷却曲線との比較、第５図はパテ
ンティング効果に及ぼすパイプ内接触率の影響をそれぞ
れ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱伝導率の良好な金属製パイプを加熱炉−急冷槽−
   恒温炉と貫通方式とした構造と成し、パイプの外側から
   加熱、急冷、恒温保持の順でパーライト変態を行わせる
   線径１ｍｍ以下の高炭素極細鋼線の雰囲気パテンティン
   グ方法において、パイプ径を通線径ｄに対して２ｄ〜５
   ｄの範囲とし、常にパイプ内面と接触状態を８０％以上
   保つ状態で鋼線を走行させて熱伝達を行わせ、特に急冷
   槽では既パイプの外側から水とエアーを混合状態（ミス
   ト）で吹き付けて冷却槽の終点温度制御を行い、かつパ
   イプ内を非酸化性ガス雰囲気に調整することを特徴とす
   る極細鋼線のパテンティング処理方法。