JPH07299550A - 軸受鋼の製造方法 - Google Patents
軸受鋼の製造方法Info
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- JPH07299550A JPH07299550A JP9511394A JP9511394A JPH07299550A JP H07299550 A JPH07299550 A JP H07299550A JP 9511394 A JP9511394 A JP 9511394A JP 9511394 A JP9511394 A JP 9511394A JP H07299550 A JPH07299550 A JP H07299550A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＳＵＪ２のような高炭素軸受鋼を垂直連続鋳
造により鋳造して円形断面をもった鋳片とし、中心固相
率０.３〜０.６の点で圧下率１.０〜３.０％の軽圧下を
行ない、分塊圧延に先立つソーキングを温度１１５０〜
１２５０℃、時間２〜５時間の条件で行なう。 【効果】 中心偏析が抑制され、その結果、ボール用の
軸受鋼も連続鋳造で製造でき、レース・コロ用の軸受鋼
の連続鋳造は、より高速の鋳造速度で実施できる。 短
時間のソーキングで巨大炭化物が消失するため、ブルー
ムの加工に先立つスカーフ処理が不要になる。
造により鋳造して円形断面をもった鋳片とし、中心固相
率０.３〜０.６の点で圧下率１.０〜３.０％の軽圧下を
行ない、分塊圧延に先立つソーキングを温度１１５０〜
１２５０℃、時間２〜５時間の条件で行なう。 【効果】 中心偏析が抑制され、その結果、ボール用の
軸受鋼も連続鋳造で製造でき、レース・コロ用の軸受鋼
の連続鋳造は、より高速の鋳造速度で実施できる。 短
時間のソーキングで巨大炭化物が消失するため、ブルー
ムの加工に先立つスカーフ処理が不要になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造による軸受鋼の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造は歩留りがよく生産性が高
いという利点があるが、一方で鋳片の中心部にＣ，Ｐ，
Ｓなどの成分が偏析しやすいという欠点があるため、鋼
種によっては連続鋳造法の採用が困難である。 連続鋳
造が困難な代表は軸受鋼とくにＳＵＪ２のような高炭素
高クロム軸受鋼であって、０．９５〜１．１０％という
高いＣ含有量に加えて製造品質に対する高い要求から、
従来は低速の連続鋳造品が軸受部品のうちレースおよび
コロを製造する材料に使用できるだけで、ボール用途に
向ける軸受鋼を連続鋳造により製造することは不可能と
されていた。
いという利点があるが、一方で鋳片の中心部にＣ，Ｐ，
Ｓなどの成分が偏析しやすいという欠点があるため、鋼
種によっては連続鋳造法の採用が困難である。 連続鋳
造が困難な代表は軸受鋼とくにＳＵＪ２のような高炭素
高クロム軸受鋼であって、０．９５〜１．１０％という
高いＣ含有量に加えて製造品質に対する高い要求から、
従来は低速の連続鋳造品が軸受部品のうちレースおよび
コロを製造する材料に使用できるだけで、ボール用途に
向ける軸受鋼を連続鋳造により製造することは不可能と
されていた。
【０００３】連続鋳造における中心偏析を抑制する手段
として、中心部の凝固に先立って低い圧下率でロール圧
を加える、いわゆる軽圧下が知られている。 軽圧下は
中心部の密着をよくする目的も含めて、しばしば行なわ
れている。
として、中心部の凝固に先立って低い圧下率でロール圧
を加える、いわゆる軽圧下が知られている。 軽圧下は
中心部の密着をよくする目的も含めて、しばしば行なわ
れている。
【０００４】出願人は、この軽圧下による中心偏析の抑
制について研究を進め、鋳片を断面円形に鋳造するとと
もに、中心固相率が０．２〜０．８、好ましくは０．４
〜０．５の範囲にある間にフラットロールで軽圧下を加
えるとよいことを見出して、すでに提案した（特願平６
−１５７７２号）。 軽圧下の度合は、圧下率にして１
〜３％程度が適当であることもわかった。
制について研究を進め、鋳片を断面円形に鋳造するとと
もに、中心固相率が０．２〜０．８、好ましくは０．４
〜０．５の範囲にある間にフラットロールで軽圧下を加
えるとよいことを見出して、すでに提案した（特願平６
−１５７７２号）。 軽圧下の度合は、圧下率にして１
〜３％程度が適当であることもわかった。
【０００５】ここで「中心固相率」とは、鋳片の中心部
において固相が占める重量割合を意味する。 連続鋳造
により鋳片が形成される過程では、外側の完全に凝固し
たシェルと中心の液相だけの部分の間に、固相と液相の
混在した領域があり、その混相の存在する領域において
固相がどのくらいの割合を占めているかを示すのが、こ
の語である。 中心固相率は、鋳片の比熱、熱伝導率、
温湯温度等のデータをもとにした伝熱計算によって鋳片
断面温度分布を求め、それから推定する。
において固相が占める重量割合を意味する。 連続鋳造
により鋳片が形成される過程では、外側の完全に凝固し
たシェルと中心の液相だけの部分の間に、固相と液相の
混在した領域があり、その混相の存在する領域において
固相がどのくらいの割合を占めているかを示すのが、こ
の語である。 中心固相率は、鋳片の比熱、熱伝導率、
温湯温度等のデータをもとにした伝熱計算によって鋳片
断面温度分布を求め、それから推定する。
【０００６】軸受鋼の鋳片は加熱炉に入れてソーキング
ののち、分塊圧延してビレットまたは製品とするが、ビ
レットの線材圧延に先立ってスカーフ処理すなわち火焔
キズ取りを必要としていた。 従来のソーキングは、鋳
片中に析出した巨大炭化物を基地中に溶解させ消失させ
ることを意図して、６時間程度の比較的長い時間行なっ
ていた。一方、ソーキングの間にブルームの表面では脱
炭が進むので、長時間のソーキングが生成させたスケー
ルとともに脱炭層を除去する必要があり、この理由から
もスカーフ処理は欠かせない。
ののち、分塊圧延してビレットまたは製品とするが、ビ
レットの線材圧延に先立ってスカーフ処理すなわち火焔
キズ取りを必要としていた。 従来のソーキングは、鋳
片中に析出した巨大炭化物を基地中に溶解させ消失させ
ることを意図して、６時間程度の比較的長い時間行なっ
ていた。一方、ソーキングの間にブルームの表面では脱
炭が進むので、長時間のソーキングが生成させたスケー
ルとともに脱炭層を除去する必要があり、この理由から
もスカーフ処理は欠かせない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、出願
人の開発した上記の軽圧下技術を利用して高炭素軸受鋼
の鋳片を連続鋳造により製造すること、とくにボール用
の材料を連続鋳造で製造できるようにするとともに、レ
ース、コロ用の材料は従来より高速で鋳造できるように
し、しかもスカーフ処理の必要をなくした軸受鋼の製造
方法を提供することにある。
人の開発した上記の軽圧下技術を利用して高炭素軸受鋼
の鋳片を連続鋳造により製造すること、とくにボール用
の材料を連続鋳造で製造できるようにするとともに、レ
ース、コロ用の材料は従来より高速で鋳造できるように
し、しかもスカーフ処理の必要をなくした軸受鋼の製造
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の軸受鋼の製造方
法は、連続鋳造による軸受鋼の製造において、垂直連続
鋳造法により断面が円形の鋳片を鋳造し、水冷鋳型から
引き出される鋳片に対してその中心凝固率が０．３〜
０．６である間に、フラットロールを用いて圧下率１〜
３％の軽圧下を加えて中心偏析を解消し、得られた鋳片
を温度１１５０〜１２６０℃に２〜５時間加熱するソー
キングを行なって分塊圧延することにより、スカーフ処
理をすることなく軸受部品に加工可能なビレットまたは
製品を得ることを特徴とする。
法は、連続鋳造による軸受鋼の製造において、垂直連続
鋳造法により断面が円形の鋳片を鋳造し、水冷鋳型から
引き出される鋳片に対してその中心凝固率が０．３〜
０．６である間に、フラットロールを用いて圧下率１〜
３％の軽圧下を加えて中心偏析を解消し、得られた鋳片
を温度１１５０〜１２６０℃に２〜５時間加熱するソー
キングを行なって分塊圧延することにより、スカーフ処
理をすることなく軸受部品に加工可能なビレットまたは
製品を得ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】以下、実例に即して本発明の上記構成が意味す
るところを説明する。 まず連続鋳造の鋳片の断面形状
を円形とすることは、前記したさきの特許出願に開示し
たように、溶鋼の凝固に伴う体積収縮を考慮に入れて軽
圧下の減面率と内部割れの可能性との関係を円形断面と
正方形断面とで比較すると、後者はコーナー部の引張応
力が大きく内部割れの危険が高いという事実にもとづ
く。 高炭素軸受鋼のように割れ感受性の強い材料は、
円形断面の鋳片を屈曲させずに引き出す垂直連鋳の方法
によるべきことになる。
るところを説明する。 まず連続鋳造の鋳片の断面形状
を円形とすることは、前記したさきの特許出願に開示し
たように、溶鋼の凝固に伴う体積収縮を考慮に入れて軽
圧下の減面率と内部割れの可能性との関係を円形断面と
正方形断面とで比較すると、後者はコーナー部の引張応
力が大きく内部割れの危険が高いという事実にもとづ
く。 高炭素軸受鋼のように割れ感受性の強い材料は、
円形断面の鋳片を屈曲させずに引き出す垂直連鋳の方法
によるべきことになる。
【００１０】中心固相率がどの範囲のところで軽圧下を
行なうべきかについては、ＳＵＪ２鋼を対象に行なった
連続鋳造において、種々の位置で軽圧下した直径３５０
mmの円形断面をもつ鋳片（鋳造速度０．３６ｍ/min.)の
Ｃ中心偏析をしらべた図１の結果にもとづいて決定し
た。 「中心偏析」は、鋳片の中心部におけるＣ含有量
の、レードル中溶鋼のＣ含有量に対する比である。 図
１にみるように、Ｃ中心偏析の値は中心固相率ｆs が低
いところで、つまり鋳片内部で凝固が進まないうちに軽
圧下を実施したときに低くなる。 しかし、ｆs があま
り低いところで軽圧下した鋳片は内部割れが生じるの
で、０．３〜０．６の範囲で軽圧下を行なうべきことが
わかる。
行なうべきかについては、ＳＵＪ２鋼を対象に行なった
連続鋳造において、種々の位置で軽圧下した直径３５０
mmの円形断面をもつ鋳片（鋳造速度０．３６ｍ/min.)の
Ｃ中心偏析をしらべた図１の結果にもとづいて決定し
た。 「中心偏析」は、鋳片の中心部におけるＣ含有量
の、レードル中溶鋼のＣ含有量に対する比である。 図
１にみるように、Ｃ中心偏析の値は中心固相率ｆs が低
いところで、つまり鋳片内部で凝固が進まないうちに軽
圧下を実施したときに低くなる。 しかし、ｆs があま
り低いところで軽圧下した鋳片は内部割れが生じるの
で、０．３〜０．６の範囲で軽圧下を行なうべきことが
わかる。
【００１１】最適の軽圧下位置は、この場合ｆs ＝０．
４３の点であった。 この値は軸受鋼の組成、鋳片サイ
ズ、鋳造速度などの因子により多少は変動するが、それ
ぞれの場合に応じて容易に見出すことができよう。
４３の点であった。 この値は軸受鋼の組成、鋳片サイ
ズ、鋳造速度などの因子により多少は変動するが、それ
ぞれの場合に応じて容易に見出すことができよう。
【００１２】一般に、ＳＵＪ２鋼の場合、Ｃ中心偏析に
許容できる限界は、ボール用で１．１、レース・コロ用
で１．２とされている。 図１は、本発明によればこの
限界内の製品を得るのが容易であることを示している。
許容できる限界は、ボール用で１．１、レース・コロ用
で１．２とされている。 図１は、本発明によればこの
限界内の製品を得るのが容易であることを示している。
【００１３】Ｃ中心偏析に及ぼす鋳造速度の影響は、図
２に示すとおりである。 ＳＵＪ２鋼を直径３５０mmの
円形鋳片に種々の鋳造速度で連続鋳造し、図１で知られ
た最適軽圧下位置（ｆs＝０．４３)において１．５％の
軽圧下を行なったところ、同じレベルのＣ中心偏析を達
成するのに、本発明に従う軽圧下を行なえば、より高い
鋳造速度を採用できることがわかった。 具体的には、
０．４ｍ/minより低い鋳造速度ならばＣ中心偏析１．１
以下の鋳片が得られ、これは上記のように軸受のボール
の材料として使用可能である。 一方、Ｃ中心偏析の許
容限界をレース・コロ用の１．２まで拡大するならば、
０．４ｍ/min以上に高めた鋳造速度が採用できる。 こ
れまでＳＵＪ２鋼の連続鋳造の速度がレース・コロ用の
材料でさえ０．３ｍ/minをほとんど超えられなかったこ
ととくらべれば、この鋳造速度の増大は大きな前進であ
る。
２に示すとおりである。 ＳＵＪ２鋼を直径３５０mmの
円形鋳片に種々の鋳造速度で連続鋳造し、図１で知られ
た最適軽圧下位置（ｆs＝０．４３)において１．５％の
軽圧下を行なったところ、同じレベルのＣ中心偏析を達
成するのに、本発明に従う軽圧下を行なえば、より高い
鋳造速度を採用できることがわかった。 具体的には、
０．４ｍ/minより低い鋳造速度ならばＣ中心偏析１．１
以下の鋳片が得られ、これは上記のように軸受のボール
の材料として使用可能である。 一方、Ｃ中心偏析の許
容限界をレース・コロ用の１．２まで拡大するならば、
０．４ｍ/min以上に高めた鋳造速度が採用できる。 こ
れまでＳＵＪ２鋼の連続鋳造の速度がレース・コロ用の
材料でさえ０．３ｍ/minをほとんど超えられなかったこ
ととくらべれば、この鋳造速度の増大は大きな前進であ
る。
【００１４】ソーキングに関しては、図３から前記条件
の採択理由がわかる。 直径３５０mmの円形断面の鋳片
に対し、軽圧下を行なわない場合、ソーキングにより巨
大炭化物を消失させるためには、図の細実線で示すノー
ズの範囲内、つまり１２００〜１２４０℃程度の温度に
５〜６時間加熱することが必要とされていたが、本発明
に従って好適な軽圧下を加えた場合、ノーズは太実線で
示すように左へ移動し、短いソーキング時間においても
巨大炭化物のない材料となる。 図から明らかなよう
に、１１５０℃に達しないソーキング温度ではソーキン
グ時間短縮の効果がなく、一方、１２６０℃を超える高
い温度では、いったんは消失した巨大炭化物が再度晶出
して来る。 好ましい条件は、温度１２００〜１２４０
℃、時間２．５〜３．０時間である。
の採択理由がわかる。 直径３５０mmの円形断面の鋳片
に対し、軽圧下を行なわない場合、ソーキングにより巨
大炭化物を消失させるためには、図の細実線で示すノー
ズの範囲内、つまり１２００〜１２４０℃程度の温度に
５〜６時間加熱することが必要とされていたが、本発明
に従って好適な軽圧下を加えた場合、ノーズは太実線で
示すように左へ移動し、短いソーキング時間においても
巨大炭化物のない材料となる。 図から明らかなよう
に、１１５０℃に達しないソーキング温度ではソーキン
グ時間短縮の効果がなく、一方、１２６０℃を超える高
い温度では、いったんは消失した巨大炭化物が再度晶出
して来る。 好ましい条件は、温度１２００〜１２４０
℃、時間２．５〜３．０時間である。
【００１５】ソーキングに要する時間が短縮されれば、
前記したように、鋳片表面で脱炭が深く進行しないうち
に分塊圧延にかけることができるし、スケールの発生も
少なくて済む。 分塊圧延により得たブルームをさらに
圧延するに当りグラインダー研削による表面キズ取りを
行なうが、本発明に従って得たブルームの研削は表面の
限られた部分に対して行なえばよい。 それで、従来の
スカーフ処理と全面グラインダー研削をしたものと同じ
成績が得られる。
前記したように、鋳片表面で脱炭が深く進行しないうち
に分塊圧延にかけることができるし、スケールの発生も
少なくて済む。 分塊圧延により得たブルームをさらに
圧延するに当りグラインダー研削による表面キズ取りを
行なうが、本発明に従って得たブルームの研削は表面の
限られた部分に対して行なえばよい。 それで、従来の
スカーフ処理と全面グラインダー研削をしたものと同じ
成績が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上のデータから明らかなように、本発
明に従って軸受鋼の製造を行なえば、高炭素軸受鋼を連
続鋳造しても中心偏析がゼロまたは僅少でボール用に向
けられる鋳片が容易に得られ、レース・コロ用の材料で
あれば従来より鋳造速度を高めても中心偏析が許容限度
内にあるものが得られる。
明に従って軸受鋼の製造を行なえば、高炭素軸受鋼を連
続鋳造しても中心偏析がゼロまたは僅少でボール用に向
けられる鋳片が容易に得られ、レース・コロ用の材料で
あれば従来より鋳造速度を高めても中心偏析が許容限度
内にあるものが得られる。
【００１７】鋳片の分塊圧延に先立つソーキングは従来
の半分程度の時間で足りるから、脱炭層が深くまで及ば
ない上にスケールの生成量も少ない。 従って表面は後
の圧延工程で圧延スケールとして脱落する程度であり、
スカーフ処理を行なわなくても、圧延などの加工工程に
送ることができる。
の半分程度の時間で足りるから、脱炭層が深くまで及ば
ない上にスケールの生成量も少ない。 従って表面は後
の圧延工程で圧延スケールとして脱落する程度であり、
スカーフ処理を行なわなくても、圧延などの加工工程に
送ることができる。
【００１８】このように、本発明は軸受鋼およびそれか
らの軸受製造の生産性を高め、コストを低下させる。
らの軸受製造の生産性を高め、コストを低下させる。
【図１】 本発明の実施データであって、ＳＵＪ２鋼を
円形断面の鋳片に鋳造する垂直連続鋳造において、軽圧
下の位置と鋳片のＣ中心偏析との関係を示すグラフ。
円形断面の鋳片に鋳造する垂直連続鋳造において、軽圧
下の位置と鋳片のＣ中心偏析との関係を示すグラフ。
【図２】 図１に続く実施データであって、鋳造速度と
Ｃ中心偏析との関係を示すグラフ。
Ｃ中心偏析との関係を示すグラフ。
【図３】 図２に続く実施データであって、鋳片の分塊
圧延に先立つソーキングに関し、種々の時間および温度
において鋳片中に巨大炭化物が存在するか否かを示すグ
ラフ。
圧延に先立つソーキングに関し、種々の時間および温度
において鋳片中に巨大炭化物が存在するか否かを示すグ
ラフ。
Claims (4)
- 【請求項１】 連続鋳造による軸受鋼の製造において、
垂直連続鋳造法により断面が円形の鋳片を鋳造し、水冷
鋳型から引き出される鋳片に対して、その中心凝固率が
０．３〜０．６である間に、フラットロールを用いて圧
下率１〜３％の軽圧下を加えて中心偏析を解消し、得ら
れた鋳片を温度１１５０〜１２６０℃に２〜５時間加熱
するソーキングを行なって分塊圧延することにより、ス
カーフ処理をすることなくビレットまたは製品を得るこ
とを特徴とする軸受鋼の製造方法。 - 【請求項２】 軸受鋼が高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ１〜
５である請求項１の製造方法。 - 【請求項３】 鋳造速度を０．３〜０．５ｍ/minの範囲
で実施し、Ｃ中心偏析比１．２以下の鋳片を得る請求項
２の製造方法。 - 【請求項４】 鋳造速度を０．３〜０．４ｍ/secの範囲
で実施し、Ｃ中心偏析比１．１以下のボール用途に向け
得る鋳片を得る請求項２の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09511394A JP3324272B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 軸受鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09511394A JP3324272B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 軸受鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07299550A true JPH07299550A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3324272B2 JP3324272B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=14128799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09511394A Expired - Fee Related JP3324272B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 軸受鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324272B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09300006A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-25 | Nkk Corp | 難加工性継目無鋼管の製造方法 |
| KR100446649B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2004-09-04 | 주식회사 포스코 | 침탄 질화용 베어링강 제조방법 |
| JP2011161490A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 軸受鋼の製造方法 |
| WO2012018239A2 (ko) | 2010-08-06 | 2012-02-09 | 주식회사 포스코 | 고탄소 크롬 베어링강 및 그 제조방법 |
| CN114054706A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-18 | 河南济源钢铁(集团)有限公司 | 一种提高轴承钢圆钢酸洗低倍质量的生产控制方法 |
| CN114669724A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-28 | 中天钢铁集团有限公司 | 连铸连轧工艺生产大规格风电轴承钢碳化物的控制方法 |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP09511394A patent/JP3324272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09300006A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-25 | Nkk Corp | 難加工性継目無鋼管の製造方法 |
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| WO2012018239A2 (ko) | 2010-08-06 | 2012-02-09 | 주식회사 포스코 | 고탄소 크롬 베어링강 및 그 제조방법 |
| US9062359B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-06-23 | Posco | High carbon chromium bearing steel, and preparation method thereof |
| CN114054706A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-18 | 河南济源钢铁(集团)有限公司 | 一种提高轴承钢圆钢酸洗低倍质量的生产控制方法 |
| CN114669724A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-28 | 中天钢铁集团有限公司 | 连铸连轧工艺生产大规格风电轴承钢碳化物的控制方法 |
| CN114669724B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-01-23 | 中天钢铁集团有限公司 | 连铸连轧工艺生产大规格风电轴承钢碳化物的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3324272B2 (ja) | 2002-09-17 |
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