JPH0967622A - 冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法 - Google Patents
冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 球状化焼きなましを省略し、更に最後の焼入
れ・焼戻し処理を省略する非調質鋼であっても、ボルト
成形時の冷間圧造性を十分に低下させることができる様
な新規製造方法を開発する。 【解決手段】 Ｃ ：０．１５〜０．３５％、Ｓｉ：
０．０５％以下、Ｍｎ：０．７０〜１．５０％、Ｎ：
０．００５％以下、Ｃｒ：０．２０％以下を満足する鋼
材を用い、熱間圧延後の冷却を２℃／秒以上の速度で行
って得られた線材を、２０〜３５％の減面率で伸線加工
に付すことにより、引張強さ７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2
の鋼線を得る。
れ・焼戻し処理を省略する非調質鋼であっても、ボルト
成形時の冷間圧造性を十分に低下させることができる様
な新規製造方法を開発する。 【解決手段】 Ｃ ：０．１５〜０．３５％、Ｓｉ：
０．０５％以下、Ｍｎ：０．７０〜１．５０％、Ｎ：
０．００５％以下、Ｃｒ：０．２０％以下を満足する鋼
材を用い、熱間圧延後の冷却を２℃／秒以上の速度で行
って得られた線材を、２０〜３５％の減面率で伸線加工
に付すことにより、引張強さ７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2
の鋼線を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状化焼きなまし
プロセスを省略してもボルト成形時の変形抵抗が十分に
低い、しかも７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 という高強度レ
ベルを発揮する非調質ボルト用鋼線の製造方法に関する
ものである。
プロセスを省略してもボルト成形時の変形抵抗が十分に
低い、しかも７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 という高強度レ
ベルを発揮する非調質ボルト用鋼線の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】引張強度７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 級ボ
ルトは、中炭素鋼あるいは低合金鋼からなる線材や棒鋼
を用いて製造するが、その際通常のプロセスでは、球状
化焼きなまし処理、冷間伸線加工、冷間ボルト成形、ね
じ転造を経て、最後に焼入れ、焼戻し処理を行って所望
の特性に調整している。
ルトは、中炭素鋼あるいは低合金鋼からなる線材や棒鋼
を用いて製造するが、その際通常のプロセスでは、球状
化焼きなまし処理、冷間伸線加工、冷間ボルト成形、ね
じ転造を経て、最後に焼入れ、焼戻し処理を行って所望
の特性に調整している。
【０００３】これに対し近年の傾向として、省エネルギ
ーあるいは生産コストダウンの要求が強まり、球状化焼
きなましや焼入れ・焼戻し処理の省略が企図され、いわ
ゆる非調質ボルトへの指向が強まっている。
ーあるいは生産コストダウンの要求が強まり、球状化焼
きなましや焼入れ・焼戻し処理の省略が企図され、いわ
ゆる非調質ボルトへの指向が強まっている。
【０００４】このような非調質ボルトでは、ボルト成形
の前の鋼線の段階で、ボルトとして要求される所定の引
張強度を達成しておくことが必要であるため、従前の調
質ボルト製造プロセスにおける球状化焼きなまし材より
も引張強度において高いものを使用することになり、従
ってボルト成形時の冷間圧造性が悪いという共通の欠点
が指摘されていた。
の前の鋼線の段階で、ボルトとして要求される所定の引
張強度を達成しておくことが必要であるため、従前の調
質ボルト製造プロセスにおける球状化焼きなまし材より
も引張強度において高いものを使用することになり、従
ってボルト成形時の冷間圧造性が悪いという共通の欠点
が指摘されていた。
【０００５】そこで例えば特公昭６０−４０６号では、
ボルト成形の前に伸線加工を行うことにより（一種のバ
ウシンガー効果を利用することによって）変形抵抗を低
減させることが提案され、また特公昭５４−２０９３１
号では、Ｃを低下させると共に、Ｎｂ，Ｖなどの析出強
化型元素を添加することによって冷間圧造性を向上させ
ることが提案されている。しかしこれらの方法によって
も、従来の球状化焼きなまし材に比べると冷間圧造性の
改善は不十分で、ボルト成形時の工具寿命が短く、より
一層の改善が望まれている。
ボルト成形の前に伸線加工を行うことにより（一種のバ
ウシンガー効果を利用することによって）変形抵抗を低
減させることが提案され、また特公昭５４−２０９３１
号では、Ｃを低下させると共に、Ｎｂ，Ｖなどの析出強
化型元素を添加することによって冷間圧造性を向上させ
ることが提案されている。しかしこれらの方法によって
も、従来の球状化焼きなまし材に比べると冷間圧造性の
改善は不十分で、ボルト成形時の工具寿命が短く、より
一層の改善が望まれている。
【０００６】一方特公平５−３０８８４では、上記バウ
シンガー効果を最大限に引出すという観点から、単なる
伸線加工の付加に止まらず、鋼の化学成分調整、組織制
御、圧延後の制御冷却などを総合的に組み合わせて実施
することが提案されている。この方法は相応の効果を発
揮するものであるが、全体的に見て複雑な制御を必要と
するので、必ずしも汎用性に富んでいるとは言い難い。
シンガー効果を最大限に引出すという観点から、単なる
伸線加工の付加に止まらず、鋼の化学成分調整、組織制
御、圧延後の制御冷却などを総合的に組み合わせて実施
することが提案されている。この方法は相応の効果を発
揮するものであるが、全体的に見て複雑な制御を必要と
するので、必ずしも汎用性に富んでいるとは言い難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情を考慮してなされたものであって、球状化焼きなまし
を省略し、更に最後の焼入れ・焼戻し処理を省略する非
調質鋼であっても、ボルト成形時の冷間圧造性を十分に
低下させることができる様な新規技術の開発を目標にし
てなされたものである。すなわち本発明の目的は、ボル
ト成形時の変形抵抗が十分に低い非調質ボルト用鋼線の
新規で簡便な製造方法を確立しようとするものである。
情を考慮してなされたものであって、球状化焼きなまし
を省略し、更に最後の焼入れ・焼戻し処理を省略する非
調質鋼であっても、ボルト成形時の冷間圧造性を十分に
低下させることができる様な新規技術の開発を目標にし
てなされたものである。すなわち本発明の目的は、ボル
ト成形時の変形抵抗が十分に低い非調質ボルト用鋼線の
新規で簡便な製造方法を確立しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明とは、 Ｃ ：０．１５〜０．３５％ Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） Ｃｒ：０．２０％以下（０％を含む） を満足する鋼材を用い、熱間圧延後の冷却を２℃／秒以
上の速度で行って得られた線材を、２０〜３５％の減面
率で伸線加工に付すことにより、引張強度７００〜９３
０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線を得ることを要旨とするものであ
る。
のできた本発明とは、 Ｃ ：０．１５〜０．３５％ Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） Ｃｒ：０．２０％以下（０％を含む） を満足する鋼材を用い、熱間圧延後の冷却を２℃／秒以
上の速度で行って得られた線材を、２０〜３５％の減面
率で伸線加工に付すことにより、引張強度７００〜９３
０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線を得ることを要旨とするものであ
る。
【０００９】なお本発明によって製造される高強度非調
質ボルト用鋼線は、その引張強度レベルによって、次の
２グループに区分することができる。 （Ａ）引張強度７００〜８２０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線 （Ｂ）引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線
質ボルト用鋼線は、その引張強度レベルによって、次の
２グループに区分することができる。 （Ａ）引張強度７００〜８２０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線 （Ｂ）引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線
【００１０】一般に引張強度が高まるにつれて冷間圧造
性は低下する。従って本発明においては、引張強度を広
く７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 と企図した場合には、引張
強度が比較的低い領域（Ａ）及び比較的高い領域（Ｂ）
の両方を満足する様に前記の様な広範な規定で表した
が、（Ａ），（Ｂ）に区分して夫々狭い特定数値範囲の
引張強度を企図する場合には、化学成分を次の様に制御
することが好ましい。
性は低下する。従って本発明においては、引張強度を広
く７００〜９３０Ｎ／ｍｍ2 と企図した場合には、引張
強度が比較的低い領域（Ａ）及び比較的高い領域（Ｂ）
の両方を満足する様に前記の様な広範な規定で表した
が、（Ａ），（Ｂ）に区分して夫々狭い特定数値範囲の
引張強度を企図する場合には、化学成分を次の様に制御
することが好ましい。
【００１１】（Ａ）グループの鋼線を企図する場合 Ｃ ：０．１５〜０．２５％（注：Ｃをやや少なめとす
る） Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） を満足する他、必要により、 Ｃｒ：０．０１〜０．２０％ を含有させた鋼材を用いる。
る） Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） を満足する他、必要により、 Ｃｒ：０．０１〜０．２０％ を含有させた鋼材を用いる。
【００１２】（Ｂ）グループの鋼線を企図する場合 Ｃ ：０．２５〜０．３５％（注：Ｃをやや多めとす
る） Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） Ｃｒ：０．０３〜０．２０％ を満足する鋼材を用いる。
る） Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） Ｃｒ：０．０３〜０．２０％ を満足する鋼材を用いる。
【００１３】本発明によって製造される高強度非調質ボ
ルト用鋼線は、当然にそのまま冷間でボルト成形に付す
ことができるものであるが、希望する場合には、伸線加
工に先立って５５０〜６５０℃で焼きなましを施すこと
を排除するものではない。
ルト用鋼線は、当然にそのまま冷間でボルト成形に付す
ことができるものであるが、希望する場合には、伸線加
工に先立って５５０〜６５０℃で焼きなましを施すこと
を排除するものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】上記構成からなる本発明は、鋼の
化学成分、熱間加工後の冷却速度、伸線加工における減
面率、という三つの要素から規定したものであり、これ
ら各要素の適切な組合わせによって本発明が種々の形態
で実施される。従って以下これらの要素に関して夫々説
明する。
化学成分、熱間加工後の冷却速度、伸線加工における減
面率、という三つの要素から規定したものであり、これ
ら各要素の適切な組合わせによって本発明が種々の形態
で実施される。従って以下これらの要素に関して夫々説
明する。
【００１５】鋼の化学成分 従来知られている非調質ボルト用鋼線材には、Ｃ，Ｍ
ｎ，Ｓｉなどの固溶強化型元素の作用を主体的に期待す
るものや、それらにＶ，Ｎｂ，Ｔｉなどの析出強化型元
素を添加して一層の高強度化を図ったものが知られてい
る。これらの内、後者の様な析出強化型元素を添加した
ものは、固溶強化型元素のみのものに比べて高強度が達
成される反面、同一強度で比較した場合は変形抵抗が大
きくなるという傾向があった。これは析出した炭窒化物
が冷間圧造性を阻害し、その阻害の程度が固溶強化型元
素のそれより大きい為と考えられる。
ｎ，Ｓｉなどの固溶強化型元素の作用を主体的に期待す
るものや、それらにＶ，Ｎｂ，Ｔｉなどの析出強化型元
素を添加して一層の高強度化を図ったものが知られてい
る。これらの内、後者の様な析出強化型元素を添加した
ものは、固溶強化型元素のみのものに比べて高強度が達
成される反面、同一強度で比較した場合は変形抵抗が大
きくなるという傾向があった。これは析出した炭窒化物
が冷間圧造性を阻害し、その阻害の程度が固溶強化型元
素のそれより大きい為と考えられる。
【００１６】また同じく固溶強化型元素同士であって
も、ＳｉはＣ，Ｍｎに比べて、同一強度の上昇効果に対
し約１．５倍の変形抵抗の上昇をもたらすことが、本発
明者等の研究によって明らかにされた（図１参照）。図
１は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を変化させて得られた各
鋼材について、引張強度と変形抵抗の各上昇量をプロッ
トしたものであるが、同図から明らかである様に、各元
素の添加によって引張強度を同一量上昇させた（横軸）
時の変形抵抗の上昇（縦軸）に対する影響を見ると、Ｓ
ｉはＣ，Ｍｎ比べて変形抵抗増加量が約１．５倍高い値
を示している。
も、ＳｉはＣ，Ｍｎに比べて、同一強度の上昇効果に対
し約１．５倍の変形抵抗の上昇をもたらすことが、本発
明者等の研究によって明らかにされた（図１参照）。図
１は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を変化させて得られた各
鋼材について、引張強度と変形抵抗の各上昇量をプロッ
トしたものであるが、同図から明らかである様に、各元
素の添加によって引張強度を同一量上昇させた（横軸）
時の変形抵抗の上昇（縦軸）に対する影響を見ると、Ｓ
ｉはＣ，Ｍｎ比べて変形抵抗増加量が約１．５倍高い値
を示している。
【００１７】そこでこれらを総合的に考察した結果、同
一強度における変形抵抗を可及的に小さくできる成分系
は、できる限り固溶強化型元素のみとしたものが好まし
く、しかも固溶強化型元素の中でもＳｉはできる限り少
なくし、Ｓｉを少なくしたことによる強度不足をＣかＭ
ｎによって、あるいは析出強化型元素の添加によって補
う程度とすることが有用であるとの結論に到達した。こ
うして定められた本発明化学成分の規定範囲及びその設
定理由を述べると下記の通りである。 Ｃ：０．１５〜０．３５％ 但し（Ａ）グループの鋼線（引張強度７００〜８２０Ｎ
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合：０．１５〜０．２５
％ （Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍ
ｍ2 の鋼線）を企図する場合：０．２５〜０．３５％
一強度における変形抵抗を可及的に小さくできる成分系
は、できる限り固溶強化型元素のみとしたものが好まし
く、しかも固溶強化型元素の中でもＳｉはできる限り少
なくし、Ｓｉを少なくしたことによる強度不足をＣかＭ
ｎによって、あるいは析出強化型元素の添加によって補
う程度とすることが有用であるとの結論に到達した。こ
うして定められた本発明化学成分の規定範囲及びその設
定理由を述べると下記の通りである。 Ｃ：０．１５〜０．３５％ 但し（Ａ）グループの鋼線（引張強度７００〜８２０Ｎ
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合：０．１５〜０．２５
％ （Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍ
ｍ2 の鋼線）を企図する場合：０．２５〜０．３５％
【００１８】Ｃは本発明鋼における強化元素の主体とな
るものであるが、熱間圧延後の伸線における減面率を本
発明の規定範囲（２０〜３５％）にするという前提の下
で、目標引張強度に対応して夫々前記の様に定めた。Ｃ
量が少な過ぎると必要な強度が得られず、多過ぎると変
形抵抗の増大を招きやすい。なお（Ｂ）グループに所属
するより高強度鋼線を得たい場合においては、必然的に
変形抵抗の増大を避けることが非常に困難になってくる
ので、上限値を０．３０％程度に抑えることがより好ま
しい。しかし本発明の変形態様として、伸線加工前に５
５０〜６５０℃での低温焼きなましを実施する場合に
は、該焼きなましによる強度低下が懸念されるので、上
記した上限値０．３５％まで許容することを本発明範囲
と定めたのである。
るものであるが、熱間圧延後の伸線における減面率を本
発明の規定範囲（２０〜３５％）にするという前提の下
で、目標引張強度に対応して夫々前記の様に定めた。Ｃ
量が少な過ぎると必要な強度が得られず、多過ぎると変
形抵抗の増大を招きやすい。なお（Ｂ）グループに所属
するより高強度鋼線を得たい場合においては、必然的に
変形抵抗の増大を避けることが非常に困難になってくる
ので、上限値を０．３０％程度に抑えることがより好ま
しい。しかし本発明の変形態様として、伸線加工前に５
５０〜６５０℃での低温焼きなましを実施する場合に
は、該焼きなましによる強度低下が懸念されるので、上
記した上限値０．３５％まで許容することを本発明範囲
と定めたのである。
【００１９】Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｓｉは前述の如く変形抵抗を増大し易い元素であるか
ら、できる限り少なくすることが望まれる。しかし工業
的生産の実態を考慮すれば、０．０５％程度を上限と考
えるのが経済面から妥当である。
ら、できる限り少なくすることが望まれる。しかし工業
的生産の実態を考慮すれば、０．０５％程度を上限と考
えるのが経済面から妥当である。
【００２０】Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｍｎは固溶強化元素であり、本発明では、Ｃによる固溶
強化作用を補充する。本発明では、Ｃの過剰添加による
変形抵抗の増大を避けることとしているので、Ｃを少な
めの範囲に設定しており、これを補足するという主旨か
ら、少なくとも０．７０％の添加を必須とするが、Ｍｎ
においても過剰添加は変形抵抗の増大を招くので、１．
５０％を超えて添加させてはならない。
強化作用を補充する。本発明では、Ｃの過剰添加による
変形抵抗の増大を避けることとしているので、Ｃを少な
めの範囲に設定しており、これを補足するという主旨か
ら、少なくとも０．７０％の添加を必須とするが、Ｍｎ
においても過剰添加は変形抵抗の増大を招くので、１．
５０％を超えて添加させてはならない。
【００２１】Ｎ：０．００５％以下（０％を含む） Ｎが存在する場合は、後述のＶ，Ｎｂ，Ｔｉと結合して
析出強化作用を発揮するが、ここではボルト圧造時の温
度上昇に伴うひずみ時効を抑制するという観点から上記
上限値を定めた。
析出強化作用を発揮するが、ここではボルト圧造時の温
度上昇に伴うひずみ時効を抑制するという観点から上記
上限値を定めた。
【００２２】Ｃｒ：０．２０％以下（０％を含む） 但し（Ａ）グループの鋼線（引張強度７００〜８２０Ｎ
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合：Ｃｒは必要に応じて
添加しても良い元素と位置付け、添加する場合の添加量
を０．０１〜０．２０％とする。 （Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍ
ｍ2 の鋼線）を企図する場合：Ｃｒは必須的に０．０３
〜０．２０％添加する。 Ｃｒは強度向上に寄与する元素であるが、目標とする引
張強度に応じてその添加思想が上述の如く変化すること
に注意を要する。いずれにしても０．２０％を超えて添
加するとボルト圧造時の変形抵抗が増大するので、０．
２０％を上限と定めた。特に（Ｂ）グループの鋼線を企
図する場合において０．２０％を超えて添加すると、引
張強度が高いため靭性低下を生じ易くなるので上限値は
より重要な意味を有する。
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合：Ｃｒは必要に応じて
添加しても良い元素と位置付け、添加する場合の添加量
を０．０１〜０．２０％とする。 （Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜９３０Ｎ／ｍ
ｍ2 の鋼線）を企図する場合：Ｃｒは必須的に０．０３
〜０．２０％添加する。 Ｃｒは強度向上に寄与する元素であるが、目標とする引
張強度に応じてその添加思想が上述の如く変化すること
に注意を要する。いずれにしても０．２０％を超えて添
加するとボルト圧造時の変形抵抗が増大するので、０．
２０％を上限と定めた。特に（Ｂ）グループの鋼線を企
図する場合において０．２０％を超えて添加すると、引
張強度が高いため靭性低下を生じ易くなるので上限値は
より重要な意味を有する。
【００２３】本発明の対象鋼は、上記化学成分を満足す
るものである限り、他の元素については格別の制限を設
けないが、必要により下記の如き元素が添加される場合
がある。そして最も一般的には、上記化学成分の他は、
実質的にＦｅ及び不可避的不純物で構成される。
るものである限り、他の元素については格別の制限を設
けないが、必要により下記の如き元素が添加される場合
がある。そして最も一般的には、上記化学成分の他は、
実質的にＦｅ及び不可避的不純物で構成される。
【００２４】Ｖ ：０．３％以下（０％を含まない） Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない） Ｔｉ：０．０６％以下（０％を含まない） これらは鋼中に存在する炭素や窒素と結合するもので、
析出強化型元素として共通の作用を発揮する。これらの
内いずれか１種以上が存在すれば上記作用効果が得られ
るので、これらは所望的且つ選択的添加元素として位置
付けられる。またこれらの作用は、極微量の存在でも発
揮されるので、下限値を設定する必要がない。他方上限
値については、それらの添加による作用効果が飽和に達
する値という観点から、Ｖ：０．３％以下、Ｎｂ：０．
１％以下、Ｔｉ：０．０６％以下と定めた。
析出強化型元素として共通の作用を発揮する。これらの
内いずれか１種以上が存在すれば上記作用効果が得られ
るので、これらは所望的且つ選択的添加元素として位置
付けられる。またこれらの作用は、極微量の存在でも発
揮されるので、下限値を設定する必要がない。他方上限
値については、それらの添加による作用効果が飽和に達
する値という観点から、Ｖ：０．３％以下、Ｎｂ：０．
１％以下、Ｔｉ：０．０６％以下と定めた。
【００２５】熱間圧延後の冷却速度：非調質ボルトの一
般的製造プロセスにおいては、強度のバラツキを解消す
る為の熱処理工程が組み込まれることはその為熱間圧延
段階で生じた強度のバラツキがそのまま製品のバラツキ
として現れてくる。そこで本発明においては、線材段階
（ボルト加工の前段階）で通常の許容レベルまで強度の
バラツキを抑えることが必要であるとの観点から検討を
行った。その結果、図２に示す様に、熱間圧延後の冷却
速度が速くなると強度のバラツキが一気に低下する様で
あり、特に２℃／秒より速く冷却させた時は強度のバラ
ツキが安定して少なくなることが分かった。なお強度の
バラツキには、種々の因子が複合的・相乗的に影響する
ことを考慮し、また通常許容されているバラツキの範囲
は最終製品段階で１５ｋｇｆ／ｍｍ2 以下であることを
含めて考えれば、本発明においては、熱間圧延後の冷却
速度（コイルの全点における冷却速度）を２℃／秒以
上、好ましくは３℃／秒以上と設定するのが良いとの結
論に至った。
般的製造プロセスにおいては、強度のバラツキを解消す
る為の熱処理工程が組み込まれることはその為熱間圧延
段階で生じた強度のバラツキがそのまま製品のバラツキ
として現れてくる。そこで本発明においては、線材段階
（ボルト加工の前段階）で通常の許容レベルまで強度の
バラツキを抑えることが必要であるとの観点から検討を
行った。その結果、図２に示す様に、熱間圧延後の冷却
速度が速くなると強度のバラツキが一気に低下する様で
あり、特に２℃／秒より速く冷却させた時は強度のバラ
ツキが安定して少なくなることが分かった。なお強度の
バラツキには、種々の因子が複合的・相乗的に影響する
ことを考慮し、また通常許容されているバラツキの範囲
は最終製品段階で１５ｋｇｆ／ｍｍ2 以下であることを
含めて考えれば、本発明においては、熱間圧延後の冷却
速度（コイルの全点における冷却速度）を２℃／秒以
上、好ましくは３℃／秒以上と設定するのが良いとの結
論に至った。
【００２６】伸線加工時の減面率 伸線加工による加工硬化はボルト圧造時の変形抵抗を増
大させる。一般に伸線加工を行えば、ボルト圧造時の変
形抵抗が低減することは知られている。しかし変形抵抗
を最小にできる様な伸線加工率についてはこれまで明ら
かにされていない。本発明者等はこの観点から検討した
結果、図３に示す様に、減面率が２０〜３５％の間にあ
る時は変形抵抗が最も低く、減面率が２０％より少ない
領域、及び３５％より多い領域では、いずれも変形抵抗
の増大を招来していることが分かった。このようなとこ
ろから、本発明においては、減面率を２０〜３５％の間
と定めたのである。
大させる。一般に伸線加工を行えば、ボルト圧造時の変
形抵抗が低減することは知られている。しかし変形抵抗
を最小にできる様な伸線加工率についてはこれまで明ら
かにされていない。本発明者等はこの観点から検討した
結果、図３に示す様に、減面率が２０〜３５％の間にあ
る時は変形抵抗が最も低く、減面率が２０％より少ない
領域、及び３５％より多い領域では、いずれも変形抵抗
の増大を招来していることが分かった。このようなとこ
ろから、本発明においては、減面率を２０〜３５％の間
と定めたのである。
【００２７】伸線加工前の低温焼きなまし 本発明の製造プロセスは本質的に上記の如く構成される
が、より高い加工率の下でボルト成形を行う場合であっ
ても、加工割れを防止したい時には、絞り値等の延性を
改善するという主旨から、伸線加工に先立って５５０〜
６５０℃レベルの低温焼きなましを施すことが有効であ
る。５５０℃以上と定めたのは靭性確保の観点に基づ
き、６５０℃以下と定めたのは引張強度の維持という観
点に基づく。
が、より高い加工率の下でボルト成形を行う場合であっ
ても、加工割れを防止したい時には、絞り値等の延性を
改善するという主旨から、伸線加工に先立って５５０〜
６５０℃レベルの低温焼きなましを施すことが有効であ
る。５５０℃以上と定めたのは靭性確保の観点に基づ
き、６５０℃以下と定めたのは引張強度の維持という観
点に基づく。
【００２８】
【実施例】供試材の化学成分 表１に（Ａ）グループの鋼線（引張強度７００〜８２０
Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合の供試材化学成分を
示し、表２に（Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜
９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合の供試材化学
成分を示した。
Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合の供試材化学成分を
示し、表２に（Ｂ）グループの鋼線（引張強度８００〜
９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する場合の供試材化学
成分を示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】鋼線製造及びボルト成形 表１，２の化学成分からなる鋼を溶製した後、１０ｍｍ
φの鋼棒を熱間圧延によって製造し、その後希望サイズ
及び強度を得る為に伸線加工を施し、ボルト成形を行っ
た。表１の供試鋼については表３の条件で伸線加工及び
ボルト成形を行い、表２の供試鋼については表４の条件
で伸線加工及びボルト成形を行った。
φの鋼棒を熱間圧延によって製造し、その後希望サイズ
及び強度を得る為に伸線加工を施し、ボルト成形を行っ
た。表１の供試鋼については表３の条件で伸線加工及び
ボルト成形を行い、表２の供試鋼については表４の条件
で伸線加工及びボルト成形を行った。
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】表１の供試鋼Ｎｏ．６，７，８，１８、及
び表２の供試鋼Ｎｏ．２５，２６，２７，３８について
は、前者については表３に、また後者については表４に
夫々記載した様な条件で、伸線加工前に低温焼きなまし
を施した。また表１の供試鋼Ｎｏ．１９、及び表２の供
試鋼Ｎｏ．３９については、従来プロセスに従って、前
者については表３に、また後者については表４に夫々記
載した様な条件で、伸線加工前に球状化焼鈍を施した。
び表２の供試鋼Ｎｏ．２５，２６，２７，３８について
は、前者については表３に、また後者については表４に
夫々記載した様な条件で、伸線加工前に低温焼きなまし
を施した。また表１の供試鋼Ｎｏ．１９、及び表２の供
試鋼Ｎｏ．３９については、従来プロセスに従って、前
者については表３に、また後者については表４に夫々記
載した様な条件で、伸線加工前に球状化焼鈍を施した。
【００３５】こうして得られた伸線加工材を用い、冷間
据え込み加工用の試験片（高さ／直径比＝１．５）を作
製し、同心円状溝付きダイスを取りつけた拘束圧盤を用
いて圧縮加工時の変形抵抗を測定した。この時の平均ひ
ずみ速度は２Ｓ-1である。なお変形抵抗は、実際のボル
ト加工時の圧造工具寿命と相関のあることが知られてい
る。また変形抵抗の計算は、平均ひずみが１．６９（圧
下率７５％）の場合の荷重を拘束係数と変形前の初期断
面積で除すことにより求めた。
据え込み加工用の試験片（高さ／直径比＝１．５）を作
製し、同心円状溝付きダイスを取りつけた拘束圧盤を用
いて圧縮加工時の変形抵抗を測定した。この時の平均ひ
ずみ速度は２Ｓ-1である。なお変形抵抗は、実際のボル
ト加工時の圧造工具寿命と相関のあることが知られてい
る。また変形抵抗の計算は、平均ひずみが１．６９（圧
下率７５％）の場合の荷重を拘束係数と変形前の初期断
面積で除すことにより求めた。
【００３６】試験結果の考察 まず（Ａ）グループの鋼線（引張強度７００〜８２０Ｎ
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する表１，３について考察す
る。本発明の条件を満足する実施例Ｎｏ．１〜８は伸線
材の引張強度が目標範囲内に入っている。一方比較例の
うち、Ｎｏ．９〜１３，１６，１７は伸線材の引張強度
が目標値より小さかったり（ボルト強度が不足）、大き
過ぎたり（変形抵抗が過大）して目標範囲から外れてい
る。一方実施例Ｎｏ．１〜８は、比較例Ｎｏ．９，１
１，１２，１４（これらはＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎのいずれ
かが本発明規定範囲より多い）及び比較例Ｎｏ．１９
（熱間圧延後、球状化焼鈍を行っている）に比べて変形
抵抗が低く、ボルト成形時の工具寿命が良好である。比
較例Ｎｏ．１５は熱間圧延後の冷却速度が遅い為、伸線
材の引張強度がコイル内において大きいバラツキを示す
と共に、ボルト成形時の工具寿命が若干悪い。更に伸線
加工時の減面率の影響について考察すると、比較例Ｎ
ｏ．１６は減面率が小さい為、比較例Ｎｏ．１７は減面
率が大きい為、いずれも変形抵抗が大きく、ボルト成形
時の工具寿命が悪い。
／ｍｍ2 の鋼線）を企図する表１，３について考察す
る。本発明の条件を満足する実施例Ｎｏ．１〜８は伸線
材の引張強度が目標範囲内に入っている。一方比較例の
うち、Ｎｏ．９〜１３，１６，１７は伸線材の引張強度
が目標値より小さかったり（ボルト強度が不足）、大き
過ぎたり（変形抵抗が過大）して目標範囲から外れてい
る。一方実施例Ｎｏ．１〜８は、比較例Ｎｏ．９，１
１，１２，１４（これらはＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎのいずれ
かが本発明規定範囲より多い）及び比較例Ｎｏ．１９
（熱間圧延後、球状化焼鈍を行っている）に比べて変形
抵抗が低く、ボルト成形時の工具寿命が良好である。比
較例Ｎｏ．１５は熱間圧延後の冷却速度が遅い為、伸線
材の引張強度がコイル内において大きいバラツキを示す
と共に、ボルト成形時の工具寿命が若干悪い。更に伸線
加工時の減面率の影響について考察すると、比較例Ｎ
ｏ．１６は減面率が小さい為、比較例Ｎｏ．１７は減面
率が大きい為、いずれも変形抵抗が大きく、ボルト成形
時の工具寿命が悪い。
【００３７】なお実施例Ｎｏ．６〜８と比較例Ｎｏ．１
８は、伸線加工前に焼きなまし処理を行った場合におけ
る該焼きなまし温度の影響を比較したものであるが、後
者は前者に比べて伸線材の絞り値が若干低くなっている
他は、変形抵抗、その他の評価項目において良好な結果
を与えている。
８は、伸線加工前に焼きなまし処理を行った場合におけ
る該焼きなまし温度の影響を比較したものであるが、後
者は前者に比べて伸線材の絞り値が若干低くなっている
他は、変形抵抗、その他の評価項目において良好な結果
を与えている。
【００３８】次に（Ｂ）グループの鋼線（引張強度８０
０〜９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する表２，４につ
いて考察する。本発明の条件を満足する実施例Ｎｏ．２
０〜２７は伸線材の引張強度が目標範囲内に入っている
が、比較例の内、Ｎｏ．２９，３２，３６，３８は伸線
材の引張強度が目標値より小さく、ボルト強度が不足す
る。一方実施例Ｎｏ．２０〜２７は、比較例Ｎｏ．２
８，３０，３１，３３，３４（これらはＣ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｎ，Ｃｒのいずれかが本発明規定範囲より多い）及
び比較例Ｎｏ．３９（熱間圧延後、球状化焼鈍を行って
いる）に比べて変形抵抗が低く、ボルト成形時の工具寿
命が良好である。比較例Ｎｏ．３５は、熱間圧延後の冷
却速度が遅い為、伸線材の引張強度がコイル内において
大きいバラツキを示すと共に、ボルト成形時の工具寿命
が若干悪い。更に伸線加工時の減面率の影響についてみ
ると、比較例Ｎｏ．３６は減面率が小さい為、比較例Ｎ
ｏ．３７は減面率が大きい為、いずれも変形抵抗が大き
く、ボルト成形時の工具寿命が悪い。
０〜９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線）を企図する表２，４につ
いて考察する。本発明の条件を満足する実施例Ｎｏ．２
０〜２７は伸線材の引張強度が目標範囲内に入っている
が、比較例の内、Ｎｏ．２９，３２，３６，３８は伸線
材の引張強度が目標値より小さく、ボルト強度が不足す
る。一方実施例Ｎｏ．２０〜２７は、比較例Ｎｏ．２
８，３０，３１，３３，３４（これらはＣ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｎ，Ｃｒのいずれかが本発明規定範囲より多い）及
び比較例Ｎｏ．３９（熱間圧延後、球状化焼鈍を行って
いる）に比べて変形抵抗が低く、ボルト成形時の工具寿
命が良好である。比較例Ｎｏ．３５は、熱間圧延後の冷
却速度が遅い為、伸線材の引張強度がコイル内において
大きいバラツキを示すと共に、ボルト成形時の工具寿命
が若干悪い。更に伸線加工時の減面率の影響についてみ
ると、比較例Ｎｏ．３６は減面率が小さい為、比較例Ｎ
ｏ．３７は減面率が大きい為、いずれも変形抵抗が大き
く、ボルト成形時の工具寿命が悪い。
【００３９】なお実施例Ｎｏ．２５〜２７と比較例Ｎ
ｏ．３８は、伸線加工前に焼きなまし処理を行った場合
における該焼きなまし温度の影響を比較したものである
が、後者は前者に比べて伸線材の絞り値が若干低くなっ
ている他は、変形抵抗、その他の評価項目において良好
な結果を与えている。
ｏ．３８は、伸線加工前に焼きなまし処理を行った場合
における該焼きなまし温度の影響を比較したものである
が、後者は前者に比べて伸線材の絞り値が若干低くなっ
ている他は、変形抵抗、その他の評価項目において良好
な結果を与えている。
【００４０】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、非調質ボルトとしての必要強度を満足しつつ、ボル
ト成形時の変形抵抗が低く、従ってボルト成形の為の工
具寿命を良好に維持することができ、ボルト加工時にお
ける生産コストの低減を図ることができる。また圧延材
の引張強度のバラツキを低減することができたので、ボ
ルトの強度自体も安定して所定の値を示す様になった。
で、非調質ボルトとしての必要強度を満足しつつ、ボル
ト成形時の変形抵抗が低く、従ってボルト成形の為の工
具寿命を良好に維持することができ、ボルト加工時にお
ける生産コストの低減を図ることができる。また圧延材
の引張強度のバラツキを低減することができたので、ボ
ルトの強度自体も安定して所定の値を示す様になった。
【図１】引張強度と変形抵抗の関係を化学成分毎に示す
グラフ。
グラフ。
【図２】線材引張強度のコイル内バラツキに与える冷却
速度の影響を示すグラフ。
速度の影響を示すグラフ。
【図３】変形抵抗に及ぼす伸線加工減面率の影響を示す
グラフ。
グラフ。
Claims (4)
- 【請求項１】Ｃ ：０．１５〜０．３５質量％（質量％
は以下単に％と略記する） Ｓｉ：０．０５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．７０〜１．５０％ Ｎ ：０．００５％以下（０％を含む） Ｃｒ：０．２０％以下（０％を含む） を満足する鋼材を用い、熱間圧延後の冷却を２℃／秒以
上の速度で行って得られた線材を、２０〜３５％の減面
率で伸線加工に付すことにより、引張強度７００〜９３
０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線を得ることを特徴とする圧造性に優
れた非調質ボルト用鋼線の製造方法。 - 【請求項２】Ｃ含有量を０．１５〜０．２５％とし、 必要によりＣｒを０．０１〜０．２０％含有させること
とした請求項１に記載の鋼材を用い、引張強度７００〜
８２０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線を得る請求項１に記載された非
調質ボルト用鋼線の製造方法。 - 【請求項３】Ｃ含有量を０．２５〜０．３５％、 Ｃｒ含有量を０．０３〜０．２０％ とした請求項１に記載の鋼材を用い、引張強度８００〜
９３０Ｎ／ｍｍ2 の鋼線を得る請求項１に記載された非
調質ボルト用鋼線の製造方法。 - 【請求項４】 伸線加工に先立って、５５０〜６５０℃
で焼きなましを施す請求項１〜３のいずれかに記載され
た非調質ボルト用鋼線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916095A JPH0967622A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916095A JPH0967622A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967622A true JPH0967622A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16731147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21916095A Pending JPH0967622A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 冷間圧造性の優れた高強度非調質ボルト用鋼線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0967622A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079567A1 (fr) * | 2000-04-07 | 2001-10-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Procede de fabrication d'un boulon a grande resistance a la rupture retardee ainsi qu'au relachement |
| EP1293578A2 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Samhwa Steel Co., Ltd. | Quenched and tempered steel wire with excellent cold forging properties |
| WO2004007785A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Samhwa Steel Co., Ltd. | Quenched and tempered steel wire with superior cold forging characteristics |
| KR20040032285A (ko) * | 2002-10-08 | 2004-04-17 | 주식회사 포스코 | 재질편차가 적은 중탄소강 선재의 제조방법 |
| WO2007036215A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Acument Gmbh & Co. Ohg | Bolzen oder schraube hoher festigkeit und verfahren zur herstellung einer solchen schraube oder eines solchen bolzens |
| WO2017170756A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 非調質ボルト用線材、非調質ボルト用鋼線およびそれらの製造方法、ならびに非調質ボルト |
| CN111363893A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 金晓亮 | 一种超高强度紧固件的制造工艺 |
| CN115838900A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-24 | 苏州灵固新材料科技有限公司 | 一种免热处理高强冷镦精线用钢的制备方法 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21916095A patent/JPH0967622A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079567A1 (fr) * | 2000-04-07 | 2001-10-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Procede de fabrication d'un boulon a grande resistance a la rupture retardee ainsi qu'au relachement |
| US6605166B2 (en) | 2000-04-07 | 2003-08-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for manufacturing high strength bolt excellent in resistance to delayed fracture and to relaxation |
| EP1293578A2 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Samhwa Steel Co., Ltd. | Quenched and tempered steel wire with excellent cold forging properties |
| EP1293578A3 (en) * | 2001-09-14 | 2004-10-06 | Samhwa Steel Co., Ltd. | Quenched and tempered steel wire with excellent cold forging properties |
| WO2004007785A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Samhwa Steel Co., Ltd. | Quenched and tempered steel wire with superior cold forging characteristics |
| CN100427629C (zh) * | 2002-07-11 | 2008-10-22 | 三和钢棒株式会社 | 具有优良冷锻性能的调质钢丝 |
| KR20040032285A (ko) * | 2002-10-08 | 2004-04-17 | 주식회사 포스코 | 재질편차가 적은 중탄소강 선재의 제조방법 |
| WO2007036215A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Acument Gmbh & Co. Ohg | Bolzen oder schraube hoher festigkeit und verfahren zur herstellung einer solchen schraube oder eines solchen bolzens |
| WO2017170756A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 非調質ボルト用線材、非調質ボルト用鋼線およびそれらの製造方法、ならびに非調質ボルト |
| CN111363893A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 金晓亮 | 一种超高强度紧固件的制造工艺 |
| CN115838900A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-24 | 苏州灵固新材料科技有限公司 | 一种免热处理高强冷镦精线用钢的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010828 |