JPH057973A - 冷間鍛造製品の製造方法 - Google Patents
冷間鍛造製品の製造方法Info
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- JPH057973A JPH057973A JP2996091A JP2996091A JPH057973A JP H057973 A JPH057973 A JP H057973A JP 2996091 A JP2996091 A JP 2996091A JP 2996091 A JP2996091 A JP 2996091A JP H057973 A JPH057973 A JP H057973A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱処理中にりん酸亜鉛皮膜中の燐が母材に拡散
するのを防止し、浸燐のない冷間鍛造製品を製造する。 【構成】 脱スケールした素材に、りん酸亜鉛処理と反
応型石けん処理の潤滑を施し、これを伸線した後、冷間
鍛造を行い、しかる後熱処理する冷間鍛造製品の製造方
法において、冷間鍛造後の鍛造品を熱処理する前に、大
気中で300 〜700 ℃の温度域に予備加熱して水冷し、り
ん酸亜鉛皮膜を取り除く。 【効果】熱処理中に浸燐が起こらないので耐遅れ破壊強
度が低下しない冷間鍛造製品が得られる。また、伸線お
よび冷間鍛造は従来のようにりん酸亜鉛皮膜がある状態
で行うので工具寿命は低下しない。
するのを防止し、浸燐のない冷間鍛造製品を製造する。 【構成】 脱スケールした素材に、りん酸亜鉛処理と反
応型石けん処理の潤滑を施し、これを伸線した後、冷間
鍛造を行い、しかる後熱処理する冷間鍛造製品の製造方
法において、冷間鍛造後の鍛造品を熱処理する前に、大
気中で300 〜700 ℃の温度域に予備加熱して水冷し、り
ん酸亜鉛皮膜を取り除く。 【効果】熱処理中に浸燐が起こらないので耐遅れ破壊強
度が低下しない冷間鍛造製品が得られる。また、伸線お
よび冷間鍛造は従来のようにりん酸亜鉛皮膜がある状態
で行うので工具寿命は低下しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間鍛造製品の製造方法
に係わり、詳しくは、浸燐を防止し、遅れ破壊強度の低
下が起こらず品質に優れた冷間鍛造製品を製造する方法
に関するものである。
に係わり、詳しくは、浸燐を防止し、遅れ破壊強度の低
下が起こらず品質に優れた冷間鍛造製品を製造する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ボルト等の冷間鍛造製品は図２
に示すような工程を経て製造されている。即ち、素材
（冷間鍛造用線材）を酸洗して脱スケールした後、りん
酸亜鉛処理と反応型石けん処理の潤滑を施し、次いで、
伸線と冷間鍛造を行い、最後に焼入れと焼戻しの熱処理
を行う工程を経て製造されているのである。
に示すような工程を経て製造されている。即ち、素材
（冷間鍛造用線材）を酸洗して脱スケールした後、りん
酸亜鉛処理と反応型石けん処理の潤滑を施し、次いで、
伸線と冷間鍛造を行い、最後に焼入れと焼戻しの熱処理
を行う工程を経て製造されているのである。
【０００３】前記りん酸亜鉛処理は、通常、全酸度30〜
35ポイント、温度およそ80℃、処理時間５〜20分程度の
条件で実施されており、反応型石けん処理は、同じく濃
度1.5〜 3.0ポイント、温度およそ80℃、処理時間３〜
５分の条件で実施されている。そして、脱スケール後の
素材にこれらのリん酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施
すと、その表面に、Zn(PO4)2と、その上に(C17H35COO)2
ZnとC17H35COONa の皮膜が形成される。
35ポイント、温度およそ80℃、処理時間５〜20分程度の
条件で実施されており、反応型石けん処理は、同じく濃
度1.5〜 3.0ポイント、温度およそ80℃、処理時間３〜
５分の条件で実施されている。そして、脱スケール後の
素材にこれらのリん酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施
すと、その表面に、Zn(PO4)2と、その上に(C17H35COO)2
ZnとC17H35COONa の皮膜が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、冷間鍛造製品は
上記のような工程を経て製造されているが、この製造方
法では冷間鍛造後の熱処理（焼入れ）で潤滑処理で形成
したりん酸亜鉛皮膜中の燐成分が母材中に拡散し、いわ
ゆる浸燐現象が生じるという問題がある。冷間鍛造製品
に浸燐現象が生じると、遅れ破壊強度が低下する場合が
ある。特に高強度のボルトに浸燐が生じると、遅れ破壊
強度が大きく低下するので、冷間鍛造製品の製造におい
ては浸燐の防止が重要となる。
上記のような工程を経て製造されているが、この製造方
法では冷間鍛造後の熱処理（焼入れ）で潤滑処理で形成
したりん酸亜鉛皮膜中の燐成分が母材中に拡散し、いわ
ゆる浸燐現象が生じるという問題がある。冷間鍛造製品
に浸燐現象が生じると、遅れ破壊強度が低下する場合が
ある。特に高強度のボルトに浸燐が生じると、遅れ破壊
強度が大きく低下するので、冷間鍛造製品の製造におい
ては浸燐の防止が重要となる。
【０００５】浸燐の原因はりん酸亜鉛皮膜中の燐成分に
あるので、下地処理のりん酸亜鉛処理を省略すれば浸燐
の問題は解消されるが、りん酸亜鉛処理を省略すると伸
線ダイスや冷間鍛造金型の寿命が著しく損なわれるとい
う問題が発生する。
あるので、下地処理のりん酸亜鉛処理を省略すれば浸燐
の問題は解消されるが、りん酸亜鉛処理を省略すると伸
線ダイスや冷間鍛造金型の寿命が著しく損なわれるとい
う問題が発生する。
【０００６】本発明の課題は、伸線ダイスや冷間鍛造金
型の寿命を低下させることなく、浸燐という問題を解消
し、遅れ破壊強度の低下が起こらず品質に優れた冷間鍛
造製品を製造する方法を提供することにある。
型の寿命を低下させることなく、浸燐という問題を解消
し、遅れ破壊強度の低下が起こらず品質に優れた冷間鍛
造製品を製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】浸燐は前記のようにりん
酸亜鉛皮膜中の燐が熱処理によって母材中に拡散するこ
とにより生じるが、本発明者らの実験結果によれば熱処
理条件によっては浸燐が生じないことが判明した。
酸亜鉛皮膜中の燐が熱処理によって母材中に拡散するこ
とにより生じるが、本発明者らの実験結果によれば熱処
理条件によっては浸燐が生じないことが判明した。
【０００８】即ち、熱処理温度を 600℃、 700℃、 750
℃、 800℃および 900℃に変え、それぞれの温度でりん
酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施した材料を大気中お
よび窒素ガス中で熱処理し、浸燐の有無を調べた結果、
炉内雰囲気を窒素ガスとして750℃、 800℃および 900
℃の温度で熱処理したときは浸燐は発生するが、炉内雰
囲気を窒素ガスとして 600℃および 700℃で熱処理した
ときと、炉内雰囲気を大気として熱処理したときはいず
れの温度でも浸燐は生じないことが分かったのである。
℃、 800℃および 900℃に変え、それぞれの温度でりん
酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施した材料を大気中お
よび窒素ガス中で熱処理し、浸燐の有無を調べた結果、
炉内雰囲気を窒素ガスとして750℃、 800℃および 900
℃の温度で熱処理したときは浸燐は発生するが、炉内雰
囲気を窒素ガスとして 600℃および 700℃で熱処理した
ときと、炉内雰囲気を大気として熱処理したときはいず
れの温度でも浸燐は生じないことが分かったのである。
【０００９】しかしながら、実操業における焼入れ温度
は炭素量により異なるが、亜共析鋼の場合はＡ3 点〜
(Ａ3 点＋30〜50℃) の温度域で、過共析鋼の場合はＡ
1 点〜(Ａ1 点＋30〜50℃) の温度域とするのが普通で
あり、炭素量に関係なく熱処理温度は 750℃以上となる
上に炉内雰囲気は製品状態で熱処理を行うため、スケー
ルの発生を防止する目的で窒素ガスやアルゴンガス等の
不活性ガス雰囲気とするのが普通であり、これは前記実
験結果から明らかな如く、温度的にも炉内雰囲気的にも
浸燐が生じる条件である。しかし、良好な機械的性質や
表面品質を確保する上からは熱処理条件を前記の浸燐が
生じない温度と炉内雰囲気に変えることはできない。ま
た、りん酸亜鉛処理を省略すると工具の寿命が損なわれ
るので、これもできない。
は炭素量により異なるが、亜共析鋼の場合はＡ3 点〜
(Ａ3 点＋30〜50℃) の温度域で、過共析鋼の場合はＡ
1 点〜(Ａ1 点＋30〜50℃) の温度域とするのが普通で
あり、炭素量に関係なく熱処理温度は 750℃以上となる
上に炉内雰囲気は製品状態で熱処理を行うため、スケー
ルの発生を防止する目的で窒素ガスやアルゴンガス等の
不活性ガス雰囲気とするのが普通であり、これは前記実
験結果から明らかな如く、温度的にも炉内雰囲気的にも
浸燐が生じる条件である。しかし、良好な機械的性質や
表面品質を確保する上からは熱処理条件を前記の浸燐が
生じない温度と炉内雰囲気に変えることはできない。ま
た、りん酸亜鉛処理を省略すると工具の寿命が損なわれ
るので、これもできない。
【００１０】そこで、本発明者らは熱処理条件の変更や
りん酸亜鉛処理を省略しなくても鍛造後の鍛造品を焼入
れする前に表面に残存するりん酸亜鉛皮膜を取り除くこ
とができれば、浸燐の問題は解消されることから、その
簡便な方法について検討を行った。その結果、熱処理前
に鍛造品を浸燐が生じないように予備加熱した後、水冷
すると、地鉄とりん酸亜鉛皮膜の収縮率の違いによっ
て、りん酸亜鉛皮膜が剥離し、しかも表面品質は損なわ
れることがないことを見出した。
りん酸亜鉛処理を省略しなくても鍛造後の鍛造品を焼入
れする前に表面に残存するりん酸亜鉛皮膜を取り除くこ
とができれば、浸燐の問題は解消されることから、その
簡便な方法について検討を行った。その結果、熱処理前
に鍛造品を浸燐が生じないように予備加熱した後、水冷
すると、地鉄とりん酸亜鉛皮膜の収縮率の違いによっ
て、りん酸亜鉛皮膜が剥離し、しかも表面品質は損なわ
れることがないことを見出した。
【００１１】ここに本発明は「脱スケールした素材に潤
滑処理を施し、これを伸線した後、冷間鍛造を行い、し
かる後熱処理する冷間鍛造製品の製造方法において、冷
間鍛造後の鍛造品を熱処理する前に、大気中で300 〜70
0 ℃の温度域に予備加熱し、次いで水冷することを特徴
とする冷間鍛造製品の製造方法」を要旨とする。
滑処理を施し、これを伸線した後、冷間鍛造を行い、し
かる後熱処理する冷間鍛造製品の製造方法において、冷
間鍛造後の鍛造品を熱処理する前に、大気中で300 〜70
0 ℃の温度域に予備加熱し、次いで水冷することを特徴
とする冷間鍛造製品の製造方法」を要旨とする。
【００１２】
【作用】以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
【００１３】図１は、ボルト等の冷間鍛造製品を製造す
る場合における本発明の製造方法を示す工程図である。
る場合における本発明の製造方法を示す工程図である。
【００１４】素材（冷間鍛造用線材）を酸洗して脱スケ
ールする工程、りん酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施
す潤滑工程、伸線工程、所定製品形状に加工する冷間鍛
造工程および焼入れと焼戻しを施す熱処理工程は、従来
と何ら変わりはない。従来と異なるところは、冷間鍛造
工程と熱処理工程との間で、冷間鍛造後の鍛造品を大気
中で 300〜 700℃の温度域で予備加熱してから水冷を行
う点にある。
ールする工程、りん酸亜鉛処理と反応型石けん処理を施
す潤滑工程、伸線工程、所定製品形状に加工する冷間鍛
造工程および焼入れと焼戻しを施す熱処理工程は、従来
と何ら変わりはない。従来と異なるところは、冷間鍛造
工程と熱処理工程との間で、冷間鍛造後の鍛造品を大気
中で 300〜 700℃の温度域で予備加熱してから水冷を行
う点にある。
【００１５】冷間鍛造と熱処理との間で鍛造品を予備加
熱して水冷する理由は、予備加熱で鍛造品の表面に故意
に酸化スケールを発生させ、水冷で酸化スケールと共に
りん酸亜鉛皮膜を剥離させるためである。予備加熱で酸
化スケールを発生させたものを水冷すると、地鉄とりん
酸亜鉛皮膜の収縮率の違いによって、酸化スケールと一
緒にりん酸亜鉛皮膜が剥離する。水冷によってりん酸亜
鉛皮膜ともども剥離するのに十分な酸化皮膜を生成させ
るためには、予備加熱は大気中で300℃以上の温度域で
行う必要がある。炉内を窒素ガスやアルゴンガス等の不
活性ガス雰囲気とすると酸化スケールを生成させること
ができない。また大気中で予備加熱を行ってもその温度
が 300℃未満であると、酸化スケールは生成するが水冷
による剥離効果が得られず、りん酸亜鉛皮膜が残存する
ことになる。一方、大気中で 700℃を超える温度で予備
加熱すると、必要以上に厚い酸化スケールが発生し、製
品の肌荒れや肉厚減少が著しくなる。
熱して水冷する理由は、予備加熱で鍛造品の表面に故意
に酸化スケールを発生させ、水冷で酸化スケールと共に
りん酸亜鉛皮膜を剥離させるためである。予備加熱で酸
化スケールを発生させたものを水冷すると、地鉄とりん
酸亜鉛皮膜の収縮率の違いによって、酸化スケールと一
緒にりん酸亜鉛皮膜が剥離する。水冷によってりん酸亜
鉛皮膜ともども剥離するのに十分な酸化皮膜を生成させ
るためには、予備加熱は大気中で300℃以上の温度域で
行う必要がある。炉内を窒素ガスやアルゴンガス等の不
活性ガス雰囲気とすると酸化スケールを生成させること
ができない。また大気中で予備加熱を行ってもその温度
が 300℃未満であると、酸化スケールは生成するが水冷
による剥離効果が得られず、りん酸亜鉛皮膜が残存する
ことになる。一方、大気中で 700℃を超える温度で予備
加熱すると、必要以上に厚い酸化スケールが発生し、製
品の肌荒れや肉厚減少が著しくなる。
【００１６】本発明方法では、冷間鍛造後の製品状態の
鍛造品を熱処理する前に大気中で予備加熱し、その表面
に故意に酸化スケールを発生させるが、この酸化スケー
ルは次の水冷によりりん酸亜鉛皮膜ともども地鉄から取
り除かれるので、製品の表面品質は何ら損なわれること
がない。
鍛造品を熱処理する前に大気中で予備加熱し、その表面
に故意に酸化スケールを発生させるが、この酸化スケー
ルは次の水冷によりりん酸亜鉛皮膜ともども地鉄から取
り除かれるので、製品の表面品質は何ら損なわれること
がない。
【００１７】
【実施例】図１に示す本発明の工程および図２に示す従
来の工程によって、ボロン含有鋼（0.22Ｃ−0.30Si−
1.0Mn−0.30Cr− 0.001Ｂ) の冷間鍛造用線材 (径：20.
6mm) からボルトを製造した。各工程の処理条件は下記
のとおりである。
来の工程によって、ボロン含有鋼（0.22Ｃ−0.30Si−
1.0Mn−0.30Cr− 0.001Ｂ) の冷間鍛造用線材 (径：20.
6mm) からボルトを製造した。各工程の処理条件は下記
のとおりである。
【００１８】 酸洗：H2SO4 による 100％脱スケール 潤滑：りん酸亜鉛処理 (30ポイント, 温度80℃, 浸
漬時間10分) 反応型石けん処理 (２ポイント, 温度80℃, 浸漬時間３
分) 伸線：直径20.6mm → 直径19.5mm 冷間鍛造：フォーマによりＭ20のボルトに鍛造 予備加熱：大気中, 加熱温度200 〜800 ℃ 水冷：冷却速度 200℃/sec 熱処理：焼入れ (加熱温度 900℃, 保持時間15分,
急冷) 焼戻し (加熱温度 420℃, 保持時間90分, 空冷) 表１に、水冷後のりん酸亜鉛皮膜の有無、水冷後の肌荒
れと肉減り状況および熱処理後の浸燐の深さを調べた結
果を示す。浸燐深さはＸ線によって測定した。
漬時間10分) 反応型石けん処理 (２ポイント, 温度80℃, 浸漬時間３
分) 伸線：直径20.6mm → 直径19.5mm 冷間鍛造：フォーマによりＭ20のボルトに鍛造 予備加熱：大気中, 加熱温度200 〜800 ℃ 水冷：冷却速度 200℃/sec 熱処理：焼入れ (加熱温度 900℃, 保持時間15分,
急冷) 焼戻し (加熱温度 420℃, 保持時間90分, 空冷) 表１に、水冷後のりん酸亜鉛皮膜の有無、水冷後の肌荒
れと肉減り状況および熱処理後の浸燐の深さを調べた結
果を示す。浸燐深さはＸ線によって測定した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、予備加熱しない
従来法で製造されたボルトには浸燐が生じており、しか
もその浸燐層は厚い。これに対して、熱処理前に大気中
で300 〜700 ℃の温度域に予備加熱し水冷する本発明法
で製造されたボルトには、浸燐が認められない上に肌荒
れと肉減りが小さい。しかし、比較法で示すように予備
加熱して水冷しても予備加熱の温度が本発明で規定する
温度より低い場合は、従来法に比べて浸燐層は薄いが、
りん酸亜鉛皮膜が水冷で完全に取り除かれていないため
に浸燐が認められる。また、予備加熱の温度が本発明で
規定する温度より高い場合は、浸燐は認められないもの
の肌荒れや肉減りが激しい。
従来法で製造されたボルトには浸燐が生じており、しか
もその浸燐層は厚い。これに対して、熱処理前に大気中
で300 〜700 ℃の温度域に予備加熱し水冷する本発明法
で製造されたボルトには、浸燐が認められない上に肌荒
れと肉減りが小さい。しかし、比較法で示すように予備
加熱して水冷しても予備加熱の温度が本発明で規定する
温度より低い場合は、従来法に比べて浸燐層は薄いが、
りん酸亜鉛皮膜が水冷で完全に取り除かれていないため
に浸燐が認められる。また、予備加熱の温度が本発明で
規定する温度より高い場合は、浸燐は認められないもの
の肌荒れや肉減りが激しい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
伸線ダイスや冷間鍛造金型の寿命を低下させることな
く、浸燐のない冷間鍛造製品を製造することができる。
従って、本発明方法で得られる冷間鍛造製品には遅れ破
壊強度が低下するといった問題は起こらない。
伸線ダイスや冷間鍛造金型の寿命を低下させることな
く、浸燐のない冷間鍛造製品を製造することができる。
従って、本発明方法で得られる冷間鍛造製品には遅れ破
壊強度が低下するといった問題は起こらない。
【図１】図１は本発明の冷間鍛造製品の製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【図２】図２は従来の冷間鍛造製品の製造方法を示す工
程図である。
程図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】脱スケールした素材に潤滑処理を施し、こ
れを伸線した後、冷間鍛造を行い、しかる後熱処理する
冷間鍛造製品の製造方法において、冷間鍛造後の鍛造品
を熱処理する前に、大気中で300 〜700 ℃の温度域に予
備加熱し、次いで水冷することを特徴とする冷間鍛造製
品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2996091A JPH057973A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷間鍛造製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2996091A JPH057973A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷間鍛造製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057973A true JPH057973A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=12290546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2996091A Pending JPH057973A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 冷間鍛造製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH057973A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07292486A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-07 | Daido Stainless Kk | 冷間加工のための被膜および潤滑剤を除去する方法および装置 |
| KR100792278B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2008-01-07 | 고려상사주식회사 | 인산염 피막 냉간 압조용 스테인리스 강선 및 이를 이용한직결 나사 |
| JP2010269360A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼線の製造方法 |
| CN102909529A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-02-06 | 镇江中虎弹簧有限公司 | 轴承螺栓制造工艺 |
| JP2017043793A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 木田精工株式会社 | 残留潤滑被膜剤の除去方法及び除去装置 |
| CN108300846A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-07-20 | 苏州特鑫精密电子有限公司 | 一种高强度五金螺栓用退火工艺 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP2996091A patent/JPH057973A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07292486A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-07 | Daido Stainless Kk | 冷間加工のための被膜および潤滑剤を除去する方法および装置 |
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| CN108300846A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-07-20 | 苏州特鑫精密电子有限公司 | 一种高强度五金螺栓用退火工艺 |
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