JPH0578734A - 鋼管内面の脱炭防止方法 - Google Patents
鋼管内面の脱炭防止方法Info
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- JPH0578734A JPH0578734A JP27457391A JP27457391A JPH0578734A JP H0578734 A JPH0578734 A JP H0578734A JP 27457391 A JP27457391 A JP 27457391A JP 27457391 A JP27457391 A JP 27457391A JP H0578734 A JPH0578734 A JP H0578734A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 脱炭性雰囲気の直火式焼鈍炉による鋼管の熱
処理において、鋼管内面の脱炭を防止して熱処理後の脱
炭層除去のための表面研削を不要とする。 【構成】 直火式熱処理炉を用いて鋼管に球状化焼鈍を
施すに際し、予めスケールおよび潤滑剤等鋼管表面の付
着物を除去したのち、両管端を密閉して６００℃〜Ａc3
点の温度で焼鈍する。 【効果】 熱間での脱炭が著しい炭素含有量０．５％を
超える高炭素鋼管であっても、直火式焼鈍炉を用い脱炭
を抑制して球状化焼鈍でき、脱炭除去代付加による歩留
ロスの低減と脱炭層除去作業を無くすることができる。
処理において、鋼管内面の脱炭を防止して熱処理後の脱
炭層除去のための表面研削を不要とする。 【構成】 直火式熱処理炉を用いて鋼管に球状化焼鈍を
施すに際し、予めスケールおよび潤滑剤等鋼管表面の付
着物を除去したのち、両管端を密閉して６００℃〜Ａc3
点の温度で焼鈍する。 【効果】 熱間での脱炭が著しい炭素含有量０．５％を
超える高炭素鋼管であっても、直火式焼鈍炉を用い脱炭
を抑制して球状化焼鈍でき、脱炭除去代付加による歩留
ロスの低減と脱炭層除去作業を無くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直火式熱処理炉を用
いて鋼管に球状化焼鈍を施すに際し、鋼管内面に脱炭が
発生するのを防止する方法に関する。
いて鋼管に球状化焼鈍を施すに際し、鋼管内面に脱炭が
発生するのを防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車部品に使用される機械構造用炭素
鋼鋼管は、ＪＩＳ Ｇ４８０５ ＳＵＪ２に規定の高炭
素クロム軸受鋼からなる継目無鋼管、あるいはＪＩＳ
Ｇ３４４５に規定される炭素鋼からなる継目無鋼管に、
切削性、耐摩耗性確保のために球状化焼鈍を施すことに
より製造されることが多い。上記機械構造用炭素鋼鋼管
からの自動車部品の製造は、切削や熱間鍛造、冷間鍛造
等の加工および高周波焼入等の熱処理が施されるが、素
材の脱炭に起因して製品耐疲労寿命、耐摩耗性等が劣化
するため、素材の脱炭が規定されている。一方、機械構
造用炭素鋼鋼管の熱間製管プロセスにおいては、被処理
材の加熱が直火式炉を使用するため、鋼管内外面で脱炭
が発生することは避けられない。熱間製管での脱炭は、
冷間加工および雰囲気焼鈍によって低減することは可能
であるが、熱間での脱炭が著しい炭素含有量が０．５％
を超える高炭素鋼鋼管においては、脱炭規定を外れる場
合が起る。このような場合は、脱炭が生じた部分を除去
するのが通例になっているため、脱炭除去代分を付加す
る必要があり歩留ロスが発生する。前記、鋼管外面に生
じた脱炭層は、簡単に除去できるが、鋼管内面に生じた
脱炭層は除去が困難である。したがって、鋼管内面で脱
炭が生じるのを防止することは、球状化焼鈍後の処理工
数を削減するうえで極めて重要である。
鋼鋼管は、ＪＩＳ Ｇ４８０５ ＳＵＪ２に規定の高炭
素クロム軸受鋼からなる継目無鋼管、あるいはＪＩＳ
Ｇ３４４５に規定される炭素鋼からなる継目無鋼管に、
切削性、耐摩耗性確保のために球状化焼鈍を施すことに
より製造されることが多い。上記機械構造用炭素鋼鋼管
からの自動車部品の製造は、切削や熱間鍛造、冷間鍛造
等の加工および高周波焼入等の熱処理が施されるが、素
材の脱炭に起因して製品耐疲労寿命、耐摩耗性等が劣化
するため、素材の脱炭が規定されている。一方、機械構
造用炭素鋼鋼管の熱間製管プロセスにおいては、被処理
材の加熱が直火式炉を使用するため、鋼管内外面で脱炭
が発生することは避けられない。熱間製管での脱炭は、
冷間加工および雰囲気焼鈍によって低減することは可能
であるが、熱間での脱炭が著しい炭素含有量が０．５％
を超える高炭素鋼鋼管においては、脱炭規定を外れる場
合が起る。このような場合は、脱炭が生じた部分を除去
するのが通例になっているため、脱炭除去代分を付加す
る必要があり歩留ロスが発生する。前記、鋼管外面に生
じた脱炭層は、簡単に除去できるが、鋼管内面に生じた
脱炭層は除去が困難である。したがって、鋼管内面で脱
炭が生じるのを防止することは、球状化焼鈍後の処理工
数を削減するうえで極めて重要である。
【０００３】鋼管を直火式炉で球状化焼鈍するときの内
面脱炭を防止する方法としては、熱処理される管の一端
に耐熱性素材よりなる密封栓を装着し、ついで管内に不
活性ガスを充填した後に、管の他端に耐熱性素材よりな
る小穴付栓を装着してから熱処理を施す方法（特開昭５
５−７３８２１号公報）、熱処理される管の少なくとも
一端に栓体を取付け、これのみの状態で熱処理を行う方
法（特開平２−８３２９号公報）、脱炭性雰囲気炉で鋼
管を熱処理するに際し、熱処理前に、黒鉛と高温で燃焼
し難い液体との混合物を当該管内面に塗布し、熱処理す
る方法（特開平３−２３２７号公報）等が提案されてい
る。
面脱炭を防止する方法としては、熱処理される管の一端
に耐熱性素材よりなる密封栓を装着し、ついで管内に不
活性ガスを充填した後に、管の他端に耐熱性素材よりな
る小穴付栓を装着してから熱処理を施す方法（特開昭５
５−７３８２１号公報）、熱処理される管の少なくとも
一端に栓体を取付け、これのみの状態で熱処理を行う方
法（特開平２−８３２９号公報）、脱炭性雰囲気炉で鋼
管を熱処理するに際し、熱処理前に、黒鉛と高温で燃焼
し難い液体との混合物を当該管内面に塗布し、熱処理す
る方法（特開平３−２３２７号公報）等が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５５−７３
８２１号公報に開示の方法は、管内を不活性ガスで置換
するのに多くの工数、費用を要する。例えば、不活性ガ
スとして窒素ガスを使用する場合は、ガス比重が空気よ
り小さいため管を傾斜させなければ完全な置換を行うこ
とができない。また、置換が終了したか否かの判定が容
易でなく、処理本数が多くなれば窒素ガスの費用も当然
問題になる。また、特開平２−８３２９号公報に開示の
方法は、鋼管内面の脱炭防止に効果を有するが、両管端
不整部のない製品では、両管端に脱炭が発生する。さら
に特開昭３−２３２７号公報に開示の方法は、鋼管内面
の脱炭防止に効果があるが、管内面への黒鉛と高温で燃
焼し難い液体との混合物の塗布に多くの工数、費用を要
するばかりでなく、小径の鋼管では内面への塗布が困難
である。
８２１号公報に開示の方法は、管内を不活性ガスで置換
するのに多くの工数、費用を要する。例えば、不活性ガ
スとして窒素ガスを使用する場合は、ガス比重が空気よ
り小さいため管を傾斜させなければ完全な置換を行うこ
とができない。また、置換が終了したか否かの判定が容
易でなく、処理本数が多くなれば窒素ガスの費用も当然
問題になる。また、特開平２−８３２９号公報に開示の
方法は、鋼管内面の脱炭防止に効果を有するが、両管端
不整部のない製品では、両管端に脱炭が発生する。さら
に特開昭３−２３２７号公報に開示の方法は、鋼管内面
の脱炭防止に効果があるが、管内面への黒鉛と高温で燃
焼し難い液体との混合物の塗布に多くの工数、費用を要
するばかりでなく、小径の鋼管では内面への塗布が困難
である。
【０００５】この発明の目的は、脱炭性雰囲気の直火式
熱処理炉による鋼管の球状化焼鈍において、鋼管内面の
脱炭を十分に防止することができ、焼鈍後に脱炭層除去
のための表面研削を全く必要としない鋼管内面の脱炭防
止方法を提供することにある。
熱処理炉による鋼管の球状化焼鈍において、鋼管内面の
脱炭を十分に防止することができ、焼鈍後に脱炭層除去
のための表面研削を全く必要としない鋼管内面の脱炭防
止方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、脱炭性
雰囲気の直火式熱処理炉による鋼管の球状化焼鈍におい
て、鋼管両端の密閉に先立ち、鋼管内面のミルスケール
等の表面付着物を除去することによって、単に鋼管両端
を密閉して焼鈍した場合に比較し、脱炭層深さを大幅に
低減できることを究明し、この発明に到達した。
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、脱炭性
雰囲気の直火式熱処理炉による鋼管の球状化焼鈍におい
て、鋼管両端の密閉に先立ち、鋼管内面のミルスケール
等の表面付着物を除去することによって、単に鋼管両端
を密閉して焼鈍した場合に比較し、脱炭層深さを大幅に
低減できることを究明し、この発明に到達した。
【０００７】すなわちこの発明は、直火式熱処理炉を用
いて鋼管に球状化焼鈍を施すに際し、予めスケールおよ
び潤滑剤等鋼管表面の付着物を除去したのち、両管端を
密閉して６００℃〜Ａc3点の温度で焼鈍するのである。
いて鋼管に球状化焼鈍を施すに際し、予めスケールおよ
び潤滑剤等鋼管表面の付着物を除去したのち、両管端を
密閉して６００℃〜Ａc3点の温度で焼鈍するのである。
【０００８】
【作用】この発明においては、鋼管のスケールおよび潤
滑剤等の表面付着物を除去したのち両管端を密閉して焼
鈍することによって、管内面の脱炭が低減する。この理
由は明らかではないが、焼鈍前に管内面に存在する空気
中の酸素とのみ被処理材が焼鈍中に反応することにな
る。しかしながら、酸素量が微量であるため、脱炭を生
ずるまでには至らない。また、焼鈍中は、被処理材と脱
炭性雰囲気の炉内雰囲気ガスとの反応がないため、被処
理材内部での炭素拡散が進行し、脱炭が低減するものと
考えられる。
滑剤等の表面付着物を除去したのち両管端を密閉して焼
鈍することによって、管内面の脱炭が低減する。この理
由は明らかではないが、焼鈍前に管内面に存在する空気
中の酸素とのみ被処理材が焼鈍中に反応することにな
る。しかしながら、酸素量が微量であるため、脱炭を生
ずるまでには至らない。また、焼鈍中は、被処理材と脱
炭性雰囲気の炉内雰囲気ガスとの反応がないため、被処
理材内部での炭素拡散が進行し、脱炭が低減するものと
考えられる。
【０００９】この発明における鋼管のスケールおよび潤
滑剤等の表面付着物の除去方法は、被処理材の地肌を露
出させるのが目的であり、ブラスト、タンブリング、研
削、ベンディングロール等の機械的方法、あるいは酸
洗、電解酸洗、溶融塩浴、アルカリ液煮沸等の化学的方
法のいかなる方法でもよいが、管内面の脱スケールの容
易さと能率面から、酸洗法が適している。スケールおよ
び潤滑剤等の表面付着物を除去した鋼管の両端の密閉方
法は、完全に密閉できる方法であれば、いかなる方法で
もよい。また、密閉用の材料としては、６００℃以上の
温度で溶融、破損しない耐熱性のものであれば何でもよ
い。さらに、鋼管の球状化焼鈍温度を６００℃〜Ａc3点
としたのは、この発明の鋼管内面の脱炭低減の原理が炭
素拡散であるところから、炭素の拡散速度が大となる６
００℃以上で、かつ、Ａc3点を超えるとオーステナイト
となり球状化しないからである。
滑剤等の表面付着物の除去方法は、被処理材の地肌を露
出させるのが目的であり、ブラスト、タンブリング、研
削、ベンディングロール等の機械的方法、あるいは酸
洗、電解酸洗、溶融塩浴、アルカリ液煮沸等の化学的方
法のいかなる方法でもよいが、管内面の脱スケールの容
易さと能率面から、酸洗法が適している。スケールおよ
び潤滑剤等の表面付着物を除去した鋼管の両端の密閉方
法は、完全に密閉できる方法であれば、いかなる方法で
もよい。また、密閉用の材料としては、６００℃以上の
温度で溶融、破損しない耐熱性のものであれば何でもよ
い。さらに、鋼管の球状化焼鈍温度を６００℃〜Ａc3点
としたのは、この発明の鋼管内面の脱炭低減の原理が炭
素拡散であるところから、炭素の拡散速度が大となる６
００℃以上で、かつ、Ａc3点を超えるとオーステナイト
となり球状化しないからである。
【００１０】
実施例１ 熱間製管によりＪＩＳ Ｇ４８０５ ＳＵＪ２に規定の
表１に示す成分組成の外径６０．３ｍｍ、肉厚５ｍｍ、
長さ１５０００ｍｍの高炭素クロム軸受用鋼管２５本
を、濃度１０％の硫酸溶液中に５０℃で１時間浸漬した
のち、常温の水中に５分間浸漬し、ついで濃度０．４％
のＮａＯＨ溶液中に８０℃で５分間浸漬して中和し、ス
ケールおよび潤滑剤等の表面付着物を除去した。そして
両管端には、直径６０ｍｍ、板厚１ｍｍの軟鉄製円板を
自動溶接して密閉したのち、直火式熱処理炉を用い、被
処理材２５本をハースローラ上に一段積みし、表２に示
す炉内雰囲気ガス中で図４に示す熱処理条件で球状化焼
鈍を行った。そして球状化焼鈍前後の鋼管内面からの距
離と炭素量の関係、材料長さ方向での内表面脱炭層深さ
の関係を調査した。その結果を図１および図２に示す。
表１に示す成分組成の外径６０．３ｍｍ、肉厚５ｍｍ、
長さ１５０００ｍｍの高炭素クロム軸受用鋼管２５本
を、濃度１０％の硫酸溶液中に５０℃で１時間浸漬した
のち、常温の水中に５分間浸漬し、ついで濃度０．４％
のＮａＯＨ溶液中に８０℃で５分間浸漬して中和し、ス
ケールおよび潤滑剤等の表面付着物を除去した。そして
両管端には、直径６０ｍｍ、板厚１ｍｍの軟鉄製円板を
自動溶接して密閉したのち、直火式熱処理炉を用い、被
処理材２５本をハースローラ上に一段積みし、表２に示
す炉内雰囲気ガス中で図４に示す熱処理条件で球状化焼
鈍を行った。そして球状化焼鈍前後の鋼管内面からの距
離と炭素量の関係、材料長さ方向での内表面脱炭層深さ
の関係を調査した。その結果を図１および図２に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】球状化焼鈍前後の鋼管内面の炭素量は、図
１に示すとおり、内表面から０．２ｍｍ以下の浅い部分
で０．６％程度まで低下しているが、それより深い部分
ではほとんど変わっていない。また、球状化焼鈍前後の
材料長さ方向での内表面脱炭層深さは、図２に示すとお
り、球状化焼鈍前の０．１５〜０．１６ｍｍがほぼ全長
に亘りほとんど零に近くなっている。このことは、脱炭
性雰囲気である直火式熱処理炉においても、この発明方
法によれば、鋼管の母材そのものが熱間処理によって炭
素量が低くなっており、さらに球状化焼鈍によって炭素
が分散されて均一化するため、脱炭を防止して球状化焼
鈍が可能であることを示すものである。
１に示すとおり、内表面から０．２ｍｍ以下の浅い部分
で０．６％程度まで低下しているが、それより深い部分
ではほとんど変わっていない。また、球状化焼鈍前後の
材料長さ方向での内表面脱炭層深さは、図２に示すとお
り、球状化焼鈍前の０．１５〜０．１６ｍｍがほぼ全長
に亘りほとんど零に近くなっている。このことは、脱炭
性雰囲気である直火式熱処理炉においても、この発明方
法によれば、鋼管の母材そのものが熱間処理によって炭
素量が低くなっており、さらに球状化焼鈍によって炭素
が分散されて均一化するため、脱炭を防止して球状化焼
鈍が可能であることを示すものである。
【００１４】実施例２ 実施例１の表１に記載の成分組成の外径６０．３ｍｍ、
肉厚５ｍｍ、長さ１５０００ｍｍの高炭素クロム軸受用
鋼管１６０本を２つのグループに分割し、一つのグルー
プは、実施例１と同様の酸洗法によりスケールおよび潤
滑剤等のミルスケールを除去し、残りのグループはミル
スケール除去しなかった。そしてそれぞれのグループ
は、管両端を実施例１と同様に密閉したものと、管両端
を密閉しないものに分け、実施例１と同様の球状化焼鈍
を行ったのち、球状化焼鈍後の内表面脱炭層深さを測定
した。その結果を図３に示す。
肉厚５ｍｍ、長さ１５０００ｍｍの高炭素クロム軸受用
鋼管１６０本を２つのグループに分割し、一つのグルー
プは、実施例１と同様の酸洗法によりスケールおよび潤
滑剤等のミルスケールを除去し、残りのグループはミル
スケール除去しなかった。そしてそれぞれのグループ
は、管両端を実施例１と同様に密閉したものと、管両端
を密閉しないものに分け、実施例１と同様の球状化焼鈍
を行ったのち、球状化焼鈍後の内表面脱炭層深さを測定
した。その結果を図３に示す。
【００１５】図３に示すとおり、ミルスケールを除去し
たのち管両端を密閉して球状化焼鈍を実施した本発明法
の場合は、内表面の脱炭層深さの平均値が０．０３ｍｍ
であるのに対し、ミルスケールを除去しないで管両端を
密閉し、球状化焼鈍を実施した従来法の場合は、内表面
の脱炭層深さの平均値が０．１１ｍｍであった。このこ
とから、スケールおよび潤滑剤等の表面付着物を除去し
たのち管両端を密閉し、球状化焼鈍を行うことによっ
て、内表面脱炭層深さを従来法の約１／４程度に低減で
きる。
たのち管両端を密閉して球状化焼鈍を実施した本発明法
の場合は、内表面の脱炭層深さの平均値が０．０３ｍｍ
であるのに対し、ミルスケールを除去しないで管両端を
密閉し、球状化焼鈍を実施した従来法の場合は、内表面
の脱炭層深さの平均値が０．１１ｍｍであった。このこ
とから、スケールおよび潤滑剤等の表面付着物を除去し
たのち管両端を密閉し、球状化焼鈍を行うことによっ
て、内表面脱炭層深さを従来法の約１／４程度に低減で
きる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、熱間での脱炭が著しい炭素含有量０．５％超の高炭
素鋼であっても、直火式熱処理炉を用い脱炭を抑制して
球状化焼鈍を行うことができ、脱炭除去代付加による歩
留ロスの低減、あるいは脱炭層除去作業を無くすること
ができる。
ば、熱間での脱炭が著しい炭素含有量０．５％超の高炭
素鋼であっても、直火式熱処理炉を用い脱炭を抑制して
球状化焼鈍を行うことができ、脱炭除去代付加による歩
留ロスの低減、あるいは脱炭層除去作業を無くすること
ができる。
【図１】実施例１における球状化焼鈍前後の鋼管内面か
らの距離と炭素量の関係を示すグラフである。
らの距離と炭素量の関係を示すグラフである。
【図２】同じく実施例１における材料長さ方向での内表
面脱炭層深さの関係を示すグラフである。
面脱炭層深さの関係を示すグラフである。
【図３】実施例２における焼鈍前の条件を変更した場合
の球状化焼鈍後の内表面脱炭層深さの変化を示すグラフ
である。
の球状化焼鈍後の内表面脱炭層深さの変化を示すグラフ
である。
【図４】実施例１における球状化焼鈍パターンの説明図
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項１】 直火式熱処理炉を用いて鋼管に球状化焼
鈍を施すに際し、予めスケールおよび潤滑剤等鋼管表面
の付着物を除去したのち、両管端を密閉して６００℃〜
Ａc3点の温度で焼鈍することを特徴とする鋼管内面の脱
炭防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27457391A JPH0578734A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 鋼管内面の脱炭防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27457391A JPH0578734A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 鋼管内面の脱炭防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578734A true JPH0578734A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17543627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27457391A Pending JPH0578734A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 鋼管内面の脱炭防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578734A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081229A1 (ja) | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 住友金属工業株式会社 | 高炭素クロム軸受鋼およびその製造方法 |
| JP2015218349A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管の熱処理方法およびそれを用いる軸受用鋼管の製造方法 |
| CN110952096A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-03 | 南京派诺金属表面处理技术有限公司 | 碳钢表面除碳剂及其除碳工艺 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP27457391A patent/JPH0578734A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081229A1 (ja) | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 住友金属工業株式会社 | 高炭素クロム軸受鋼およびその製造方法 |
| US8808470B2 (en) | 2010-12-13 | 2014-08-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High-carbon chromium bearing steel and production method of the same |
| JP2015218349A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管の熱処理方法およびそれを用いる軸受用鋼管の製造方法 |
| CN110952096A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-03 | 南京派诺金属表面处理技术有限公司 | 碳钢表面除碳剂及其除碳工艺 |
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