JPH0754042A - 高強度ボルトの製造方法 - Google Patents

高強度ボルトの製造方法

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JPH0754042A
JPH0754042A JP20421393A JP20421393A JPH0754042A JP H0754042 A JPH0754042 A JP H0754042A JP 20421393 A JP20421393 A JP 20421393A JP 20421393 A JP20421393 A JP 20421393A JP H0754042 A JPH0754042 A JP H0754042A
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JP
Japan
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cooling
strength
bolt
steel
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JP20421393A
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English (en)
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Toshimitsu Kimura
利光 木村
Harutaka Nishio
晴孝 西尾
Sadayuki Nakamura
貞行 中村
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間圧延後の冷却制御および時効処理により
製造した高強度の合金鋼線材をヘッダー加工直前に加熱
して成形することで、ヘッダー工具寿命を改善する、引
張強さ900MPa以上の高強度ボルトの製造方法を提
供する。 【構成】 化学組成が重量%でC:0.15〜0.35
%、Si:0.05〜1.5%、Mn:0.8〜2.5
%、Cr:0.1〜1.5%、Mo:0.1〜0.5
%、V:0.05〜0.30%、および、Nb:0.0
3〜0.30%、Ti:0.02〜0.20%のうち1
種以上を含み、残部が実質的にFeからなる合金鋼を熱
間圧延して線材とし、その冷却過程において800〜6
00℃の間を50秒間以下で冷却し、引続き400°C
以下まで冷却し、500〜650℃で10分間以上時効
処理し、ボルトヘッダー加工直前に400〜600°C
で10秒間以下加熱保持し、ヘッダー加工し、その後2
50°C以下まで20°C毎分以上の冷却速度で冷却す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延後の冷却制御
および時効処理により製造した高強度の合金鋼線材を用
い、ヘッダー加工直前に加熱して成形することで、ヘッ
ダー工具寿命を改善する、引張強さ900MPa以上の
高強度ボルトの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】引張
強さ900MPaを超える高強度ボルトは、通常、軟質
の鋼をヘッダー加工等によってボルトの形状に成形加工
した後、焼入焼戻し等の熱処理を施して所定の強度とす
る方法によって製造される。しかし、予め所要の強度に
調整された鋼を、そのままヘッダー加工することによっ
てボルトに成形することができれば、ボルト成形後の熱
処理が不要となり、その経済的効果は極めて大きい。こ
のような用途に用い得る鋼線材として、先に、特願平1
ー264198号公報に示す高強度線材を開発した。こ
れを冷間ヘッダーによりボルトに成型加工したところ、
成形われを生じることなく成形可能であり、また、ボル
トの機械的性質を調べた結果、特願平1−264198
号公報の図2〜4に示されるものと同等の、ボルトとし
て良好な性質を示した。しかし、ヘッダー加工時の金型
寿命が短く、製造コストの増加を招くという問題があっ
た。
【0003】変形抵抗の高い鋼を塑性加工する際、鋼を
1 変態点以下の温度に昇温して加工する、いわゆる温
間加工法が知られているが、この方法を特願平1ー26
4198号公報に示す高強度線材に適用した場合、目的
とする高強度ボルトが要求する機械的性質を満足するこ
とが出来なかった。本発明はこのような問題を解決する
ためになされたもので、熱間圧延後の冷却制御および時
効処理によって製造した高強度の合金鋼線材を用い、ヘ
ッダー加工直前に加熱して成形することにより、ヘッダ
ー工具寿命を改善する、引張強さ900MPa以上の高
強度ボルトの製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の高強度ボルトの製造方法は、化学組成が重量
%で、 C :0.15〜0.35%、Si:0.05〜1.5
%、Mn:0.8〜2.5%、Cr:0.1〜1.5
%、Mo:0.1〜0.5%、V :0.05〜0.3
0%、および、Nb:0.03〜0.30%、Ti:
0.02〜0.20%のうち1種以上を含み、残部が実
質的にFeからなる合金鋼であって、 この合金鋼を熱間で線材圧延する工程と、 前記圧延材を冷却する過程において、800〜60
0℃の間を50秒間以内で冷却し、引続き400°C以
下まで冷却する工程と、 前記の冷却材を500〜650℃で10分間以上時
効処理する工程と、 ボルトヘッダー加工直前に400〜600°Cで1
0秒間以下加熱保持する工程と、 前記の加熱保持材をヘッダー加工する工程と、 ヘッダー加工後、250°C以下まで20°C毎分
以上の冷却速度で冷却する工程とを含むことを特徴とす
る。
【0005】前記の高強度ボルトの化学組成を前記の範
囲に限定した理由は次のとおりである。 C:0.15〜0.30% Cは強度を向上させるための元素で、0.15%未満で
は強度不足となる。0.30%を超えると延性が低下し
て難加工となるし、ボルト製品として必要な靭延性を維
持できなくなるため上限を0.3%とする。
【0006】Si:0.05〜1.5% Siは鋼の脱酸に有効な元素であり、またフェライト相
を強化するために添加するが、そのためには少なくとも
0.05%必要とする。しかし、過大に添加すれば鋼の
脆性を増し、結晶粒の粗大を招いて延性を低下するので
上限を1.5%とする。
【0007】Mn:0.8〜2.5% Mnは鋼の焼入れ性を増すのに有効な元素であり、鋼の
ミクロ組織を微細化して強度上昇に寄与するので、ボル
トとして所要の強度を確保するために0.8%以上を添
加する。しかし、過大に添加すれば強度が過大となり、
破断絞りなどの延性が低下するので上限を2.5%とす
る。
【0008】Cr:0.1〜1.5% Crは鋼の焼入れ性を増し、ミクロ組織を微細化するほ
か、フェライト相を強化するために0.1%以上を添加
する。しかし、過大に添加すれば強度が高すぎて延性が
不足するので上限を1.5%とする。 Mo:0.1〜0.5 Moは時効処理時にMo2 C等の析出により2次硬化性
を与える元素で、0.1%未満ではその効果が少なく、
高価な元素であり過大な添加はコスト上昇をもたらすの
で0.5%を上限とする V:0.05〜0.3% Vは熱間圧延後の鋼の耐力を挙げるために重要な元素で
あり、また、鋼の高温加熱時における結晶粒粗大化の防
止、鋼の焼入れ性向上によるミクロ組織の微細化と強靭
性の向上に寄与するほか、時効処理時にV43 等の析
出により2次硬化を高めるために0.05%以上を添加
するが、過度の添加はするコスト上昇を招くので上限を
0.3%とする。
【0009】Nb:0.03〜0.30%、Ti:0.
02〜0.20% NbとTiはいずれも鋼の熱間圧延加熱時における結晶
粒の成長を阻止し、金属組織を微細化するために、それ
ぞれ0.03%および0.02%以上を添加する。ま
た、過大に添加すれば、鋼の延性を低下するし、徒にコ
スト上昇をもたらすので、それぞれ0.30%および
0.20%を上限とする。
【0010】前記組成をもつ合金鋼を熱間圧延して線材
とした後の冷却過程において、800〜600℃の間の
冷却時間を50秒以内としたのは、この冷却速度よりも
遅いとフェライトの生成が多くなり強度が低下するから
である。この冷却には液体冷却、ミスト冷却等も用い得
るが、設備費、事後処理等の面で製造コストの上昇を招
くので、衝風冷却とするのが好ましい。熱間圧延後40
0℃以下に冷却するのは、鋼の変態を十分に行わしめ
て、強度を上げるためである。
【0011】時効処理は強靭性を向上して本発明が目的
とする引張強さ900MPaをもち、かつ、破断絞り5
3%以上の優れた延性をもつ高強度ボルト用材料とする
ために行われるが、また、ヘッダー加工直前に行う加熱
によって生じる強度低下を抑制するために行う。この時
効処理によりMo2 C、V43 等が析出し時効硬化さ
れるが、500℃以下ではその効果が十分でなく、ま
た、650℃を超えると強度の低下をもたらすので、時
効処理温度は500〜650℃とする。この温度で上述
の効果を発揮するためには10分間以上の加熱を要す
る。
【0012】ボルトヘッダー加工直前の加熱はヘッダー
工具の寿命を向上するために行う。この際の加熱温度が
400℃未満では工具寿命の向上効果が十分でなく、ま
た、600℃を超えて加熱すると鋼の強度低下が著しい
ため、加熱温度は400〜600℃が適当である。この
加熱はボルトヘッダーの生産速度に見合った早さで行う
必要があるので、高周波または低周波誘導加熱とするの
が好ましい。
【0013】さらに、400〜600℃での加熱保持時
間を10秒以下と制限し、ヘッダー加工した後250℃
以下までの冷却速度を20℃毎分以上としたのは、焼戻
し脆性による鋼材の靭延性の低下を防止するためであ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明の実施例と比較例の供試材の化学組成を表1
に示す。
【0015】
【表1】 表1に示す成分の鋼を2tonアーク炉で溶解し、1t
onインゴットを鋳造して、これを153mm角の鋼片
に分塊圧延した。この鋼片を1050〜1200℃に加
熱し、圧延終止温度を850℃以上として直径10mm
の線材に圧延した後、線材コイル連続冷却装置で衝風冷
却し、800〜600℃の温度域を30秒間で冷却し、
引続き400℃以下まで冷却して衝風冷却材とした。こ
れを500〜650°Cの温度範囲で15分間加熱保持
して時効処理を行った。
【0016】上記の処理を行った鋼線材をボルトヘッダ
ーでボルトに成形加工するにあたって、成形加工の直前
に、この鋼線材を高周波加熱装置によって400〜60
0℃の温度で5秒間加熱保持してからヘッダー加工を行
った。ヘッダー加工が終了したボルト成形品の冷却速度
が20℃毎分以上となるように衝風冷却を実施して室温
まで冷却し、ボルト製品とした。なお、ヘッダー加工に
当っては実施例および比較例のいづれも成形不良、成形
品の割れ等の成形上の不都合はなく、また、ヘッダー工
具寿命も満足すべきものであった。 (試験1)実施例1〜4および比較例1〜3の衝風冷却
材について引張試験を行った。結果を表2に示す。
【0017】
【表2】 (試験2)実施例1〜4および比較例1〜3の時効処理
材について引張試験を行った。表3にその結果を示す。
比較例4の時効処理材は、時効処理温度を650℃より
高めても、破断絞りは高くならなかった。比較例3は時
効温度を500℃以上とすると引張強さの値が900M
Pa以下となった。
【表3】 (試験3)実施例1〜4および比較例1〜3のボルト製
品について引張試験を行った。その結果を表4に示す。
【0018】
【表4】 本発明の実施例1〜4では所要の引張強さ900MPa
以上、破断絞り53%以上の結果が得られた。これに対
して、比較例1、2は破断絞りが所要の53%に達しな
かった。比較例3では引張強さが900MPa以下とな
った。これは化学組成における成分元素の含有率が本発
明の所定の範囲から外れているためである。
【0019】以上のように、実施例1〜4より、本発明
の方法によれば、ヘッダー加工性が良好で、引張強さお
よび破断絞りが優れた高強度ボルトが得られることが明
らかである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高強度ボ
ルトの製造方法によると、所定の化学組成をもつ合金鋼
を熱間圧延後に冷却速度制御し、その後時効処理した鋼
線材を所定の温度で短時間加熱してヘッダー加工するよ
うにしたので、ボルト成形加工後に焼入れ焼戻しなどの
熱処理を行わなくても、引張強さ900MPa以上で破
断絞りも高い高強度ボルトを得ることができるという効
果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学組成が重量%で、 C :0.15〜0.35%、 Si:0.05〜1.5%、 Mn:0.8〜2.5%、 Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.1〜0.5%、 V :0.05〜0.30%、 および、Nb:0.03〜0.30%、Ti:0.02
    〜0.20%のうち1種以上を含み、残部が実質的にF
    eからなる合金鋼であって、 この合金鋼を熱間で線材圧延する工程と、 前記圧延材を冷却する過程において、800〜60
    0℃の間を50秒間以内で冷却し、引続き400°C以
    下まで冷却する工程と、 前記の冷却材を500〜650℃で10分間以上時
    効処理する工程と、 ボルトヘッダー加工直前に400〜600°Cで1
    0秒間以下加熱保持する工程と、 前記の加熱保持材をヘッダー加工する工程と、 ヘッダー加工後、250°C以下まで20°C毎分
    以上の冷却速度で冷却する工程とを含むことを特徴とす
    る高強度ボルトの製造方法。
JP20421393A 1993-08-18 1993-08-18 高強度ボルトの製造方法 Pending JPH0754042A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015061945A (ja) * 2011-06-30 2015-04-02 Jx日鉱日石金属株式会社 Co−Cr−Pt−B系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法
WO2016158361A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 株式会社神戸製鋼所 酸洗性、および焼入れ焼戻し後の耐遅れ破壊性に優れたボルト用線材、並びにボルト

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CN107429352A (zh) * 2015-03-27 2017-12-01 株式会社神户制钢所 酸洗性和淬火回火后的抗延迟断裂性优异的螺栓用线材及螺栓
CN107429352B (zh) * 2015-03-27 2019-07-19 株式会社神户制钢所 酸洗性和淬火回火后的抗延迟断裂性优异的螺栓用线材及螺栓

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