JPH11189827A - 成形性および焼入れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法 - Google Patents
成形性および焼入れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法Info
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- JPH11189827A JPH11189827A JP35741697A JP35741697A JPH11189827A JP H11189827 A JPH11189827 A JP H11189827A JP 35741697 A JP35741697 A JP 35741697A JP 35741697 A JP35741697 A JP 35741697A JP H11189827 A JPH11189827 A JP H11189827A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザーにおける成形工程の簡略化や熱処理
の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ性に優
れたJIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802で成分
規定された高炭素鋼板を安定して製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G
4802で規定される成分系を有する高炭素鋼板を製造する
に際し、(イ)スラブをAr3変態点以上で熱延し、(ロ)熱延
後5℃/sec以上の冷却速度で冷却し、560〜650℃で2〜10
sec保持する短時間熱処理を施した後、再び7℃/sec以上
の冷却速度で冷却し、(ハ)冷却後600℃以下で巻取り、
(ニ)巻取り後30%以上の圧下率で冷延し、(ホ)冷延後580℃
〜Ac1変態点で焼鈍して、平均粒径が1.1μm以下で平均
アスペクト比が1.5以下のセメンタイトおよび平均粒径
が2μm以上のフェライト粒を形成させる方法など。
の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ性に優
れたJIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802で成分
規定された高炭素鋼板を安定して製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G
4802で規定される成分系を有する高炭素鋼板を製造する
に際し、(イ)スラブをAr3変態点以上で熱延し、(ロ)熱延
後5℃/sec以上の冷却速度で冷却し、560〜650℃で2〜10
sec保持する短時間熱処理を施した後、再び7℃/sec以上
の冷却速度で冷却し、(ハ)冷却後600℃以下で巻取り、
(ニ)巻取り後30%以上の圧下率で冷延し、(ホ)冷延後580℃
〜Ac1変態点で焼鈍して、平均粒径が1.1μm以下で平均
アスペクト比が1.5以下のセメンタイトおよび平均粒径
が2μm以上のフェライト粒を形成させる方法など。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＪＩＳ Ｇ ４０
５１（機械構造用炭素鋼）、ＪＩＳ Ｇ ４４０１（炭
素工具鋼鋼材）、ＪＩＳ Ｇ ４８０２（ばね用冷間圧
延鋼帯）で成分規定されているＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏなどの
特殊な合金元素を含まない高炭素鋼板の製造方法に関す
る。
５１（機械構造用炭素鋼）、ＪＩＳ Ｇ ４４０１（炭
素工具鋼鋼材）、ＪＩＳ Ｇ ４８０２（ばね用冷間圧
延鋼帯）で成分規定されているＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏなどの
特殊な合金元素を含まない高炭素鋼板の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】工具や刃物あるいはギヤー、シートベル
ト金具などの自動車部品は、素材としてＪＩＳ Ｇ ４
０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８０２
で成分規定された高炭素鋼板が用いられ、それを所定の
形状に成形後焼入れ焼戻しなどの熱処理が施されて製造
される。
ト金具などの自動車部品は、素材としてＪＩＳ Ｇ ４
０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８０２
で成分規定された高炭素鋼板が用いられ、それを所定の
形状に成形後焼入れ焼戻しなどの熱処理が施されて製造
される。
【０００３】近年、こうした工具や部品メーカー、すな
わち高炭素鋼板のユーザーでは、低コスト化のために成
形工程の簡略化や熱処理の低温短時間化が検討されるよ
うになったが、それにともない素材としての高炭素鋼板
には、複雑な形状を少ない工程でも成形できる優れた成
形性や低温短時間の熱処理でも所望の硬度が得られる優
れた焼入れ性が強く要望されている。
わち高炭素鋼板のユーザーでは、低コスト化のために成
形工程の簡略化や熱処理の低温短時間化が検討されるよ
うになったが、それにともない素材としての高炭素鋼板
には、複雑な形状を少ない工程でも成形できる優れた成
形性や低温短時間の熱処理でも所望の硬度が得られる優
れた焼入れ性が強く要望されている。
【０００４】そのため、これまで高炭素鋼板の成形性や
焼入れ性を向上させるために種々の検討が行われてい
る。例えば、特開平５−９５８８号公報には、熱間圧延
後の鋼帯を１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で２０〜５０
０℃の温度範囲に冷却し、その後５００℃〜（Ａｃ1変
態点＋３０℃）の温度範囲に再加熱してその温度で巻取
ったり、さらに冷間圧延後６５０℃〜（Ａｃ1変態点＋
３０℃）の温度範囲で１時間以上熱処理したりしてセメ
ンタイトの球状化を促進させ、軟質・高延性化して成形
性を向上させる方法が開示されている。また、特開昭６
４−２５９４６号公報や特開平８−２４６０５１号公報
には、鋼中の炭素を黒鉛化して軟質・高延性化して成形
性を向上させる方法も提案されている。
焼入れ性を向上させるために種々の検討が行われてい
る。例えば、特開平５−９５８８号公報には、熱間圧延
後の鋼帯を１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で２０〜５０
０℃の温度範囲に冷却し、その後５００℃〜（Ａｃ1変
態点＋３０℃）の温度範囲に再加熱してその温度で巻取
ったり、さらに冷間圧延後６５０℃〜（Ａｃ1変態点＋
３０℃）の温度範囲で１時間以上熱処理したりしてセメ
ンタイトの球状化を促進させ、軟質・高延性化して成形
性を向上させる方法が開示されている。また、特開昭６
４−２５９４６号公報や特開平８−２４６０５１号公報
には、鋼中の炭素を黒鉛化して軟質・高延性化して成形
性を向上させる方法も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が特開平５−９５８８号公報に記載された方法を検
討したところ、ユーザーにおける成形工程の簡略化や熱
処理の低温短時間化に対応できるような成形性および焼
入れ性に優れた高炭素鋼板が必ずしも得られない場合が
あった。また、特開昭６４−２５９４６号公報や特開平
８−２４６０５１号公報に記載された鋼中の炭素を黒鉛
化する方法には、黒鉛の溶解速度が遅いため低温短時間
の焼入れ処理において十分に硬質化できないといった問
題がある。
者等が特開平５−９５８８号公報に記載された方法を検
討したところ、ユーザーにおける成形工程の簡略化や熱
処理の低温短時間化に対応できるような成形性および焼
入れ性に優れた高炭素鋼板が必ずしも得られない場合が
あった。また、特開昭６４−２５９４６号公報や特開平
８−２４６０５１号公報に記載された鋼中の炭素を黒鉛
化する方法には、黒鉛の溶解速度が遅いため低温短時間
の焼入れ処理において十分に硬質化できないといった問
題がある。
【０００６】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、ユーザーにおける成形工程の簡略化や
熱処理の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ
性に優れたＪＩＳ Ｇ ４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０
１、ＪＩＳ Ｇ ４８０２で成分規定された高炭素鋼板
を安定して製造する方法を提供することを目的とする。
なされたもので、ユーザーにおける成形工程の簡略化や
熱処理の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ
性に優れたＪＩＳ Ｇ ４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０
１、ＪＩＳ Ｇ ４８０２で成分規定された高炭素鋼板
を安定して製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ＪＩＳ Ｇ
４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８
０２で規定される成分系を有する高炭素鋼板を製造する
に際し、（イ）スラブをＡｒ3変態点以上の温度で熱間
圧延し、（ロ）熱間圧延後の鋼板を５℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で冷却し、５６０〜６５０℃の温度範囲に２〜
１０ｓｅｃ保持する短時間熱処理を施した後、再び７℃
／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、（ハ）冷却後の鋼板
を６００℃以下の温度で巻取り、（ニ）巻取り後の鋼板
を３０％以上の圧下率で冷間圧延し、（ホ）冷間圧延さ
れた鋼板を５８０℃〜Ａｃ1変態点の温度で焼鈍して、
平均粒径が１．１μm以下で平均アスペクト比が１．５
以下のセメンタイトおよび平均粒径が２μm以上のフェ
ライト粒を形成させる成形性および焼入れ性に優れた高
炭素鋼板の製造方法により解決される。
４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８
０２で規定される成分系を有する高炭素鋼板を製造する
に際し、（イ）スラブをＡｒ3変態点以上の温度で熱間
圧延し、（ロ）熱間圧延後の鋼板を５℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で冷却し、５６０〜６５０℃の温度範囲に２〜
１０ｓｅｃ保持する短時間熱処理を施した後、再び７℃
／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、（ハ）冷却後の鋼板
を６００℃以下の温度で巻取り、（ニ）巻取り後の鋼板
を３０％以上の圧下率で冷間圧延し、（ホ）冷間圧延さ
れた鋼板を５８０℃〜Ａｃ1変態点の温度で焼鈍して、
平均粒径が１．１μm以下で平均アスペクト比が１．５
以下のセメンタイトおよび平均粒径が２μm以上のフェ
ライト粒を形成させる成形性および焼入れ性に優れた高
炭素鋼板の製造方法により解決される。
【０００８】ここで、セメンタイトの平均粒径、セメン
タイトの平均アスペクト比、およびフェライト粒の平均
粒径は、以下のようにして測定される。
タイトの平均アスペクト比、およびフェライト粒の平均
粒径は、以下のようにして測定される。
【０００９】ａ）セメンタイトの平均粒径：圧延方向と
厚み方向で形成される断面を電子顕微鏡により１５００
倍で観察し、約３００個のセメンタイトについて長軸、
短軸（長軸に直角方向）およびそれらと４５°の方向の
長さを求めて平均する。 ｂ）セメンタイトの平均アスペクト比：圧延方向と厚み
方向および幅方向と厚み方向で形成される断面を電子顕
微鏡により１５００倍で観察し、約５００個のセメンタ
イトについて長軸と短軸（長軸に直角方向）の長さの比
を求めて平均する。 ｃ）フェライト粒の平均粒径：圧延方向と厚み方向で形
成される断面を光学顕微鏡により５００倍で観察し、約
３００個のフェライト粒について長軸、短軸（長軸に直
角方向）およびそれらと４５°の方向の長さを求めて平
均する。
厚み方向で形成される断面を電子顕微鏡により１５００
倍で観察し、約３００個のセメンタイトについて長軸、
短軸（長軸に直角方向）およびそれらと４５°の方向の
長さを求めて平均する。 ｂ）セメンタイトの平均アスペクト比：圧延方向と厚み
方向および幅方向と厚み方向で形成される断面を電子顕
微鏡により１５００倍で観察し、約５００個のセメンタ
イトについて長軸と短軸（長軸に直角方向）の長さの比
を求めて平均する。 ｃ）フェライト粒の平均粒径：圧延方向と厚み方向で形
成される断面を光学顕微鏡により５００倍で観察し、約
３００個のフェライト粒について長軸、短軸（長軸に直
角方向）およびそれらと４５°の方向の長さを求めて平
均する。
【００１０】本発明者等が、ユーザー側における成形工
程の簡略化や熱処理の低温短時間化に対応できるように
ＪＩＳ Ｇ ４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ
Ｇ４８０２で規定される成分系を有する高炭素鋼板の
成形性および焼入れ性の向上を検討したところ、熱間圧
延後の冷却条件および冷間圧延ー焼鈍後のセメンタイト
やフェライト粒の形態が重要な役割を演じていることが
明らかになった。以下に、その詳細を説明する。
程の簡略化や熱処理の低温短時間化に対応できるように
ＪＩＳ Ｇ ４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ
Ｇ４８０２で規定される成分系を有する高炭素鋼板の
成形性および焼入れ性の向上を検討したところ、熱間圧
延後の冷却条件および冷間圧延ー焼鈍後のセメンタイト
やフェライト粒の形態が重要な役割を演じていることが
明らかになった。以下に、その詳細を説明する。
【００１１】１）熱間圧延について 熱間圧延は、Ａｒ3変態点未満でα相圧延が行われる
と、フェライト粒の粗大化が起こり焼入れ性にとって好
ましくないフェライトとパーライトの不均一組織が形成
されるので、Ａｒ3変態点以上で行う必要がある。な
お、熱間圧延は、成分調整された溶鋼を連続鋳造や造塊
・分塊圧延により製造されたスラブを直接圧延しても、
また、加熱炉を経由させて圧延してもよい。
と、フェライト粒の粗大化が起こり焼入れ性にとって好
ましくないフェライトとパーライトの不均一組織が形成
されるので、Ａｒ3変態点以上で行う必要がある。な
お、熱間圧延は、成分調整された溶鋼を連続鋳造や造塊
・分塊圧延により製造されたスラブを直接圧延しても、
また、加熱炉を経由させて圧延してもよい。
【００１２】２）熱間圧延後の冷却について 熱間圧延後の鋼板は、その後に行われる球状化焼鈍で焼
入れ性にとって好ましい組織を形成させるために、微細
なパーライトが均一に分布した組織を有していることが
必要である。そのためには、パーライト変態のノーズが
熱間圧延後の冷却中の温度範囲にくるようにし、鋼板を
このノーズ近傍の温度範囲に保持して短時間でパーライ
ト変態を終了させればよい。具体的には、ＪＩＳ Ｇ
４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８０
２で規定される成分系を有する高炭素鋼のパーライトノ
ーズは５６０〜６５０℃の温度範囲にあるので、熱間圧
延後５℃／ｓｅｃ以上で冷却し、５６０〜６５０℃の温
度範囲に２〜１０ｓｅｃ保持した後、再び７℃／ｓｅｃ
以上の冷却速度で冷却して、巻取ればよい。
入れ性にとって好ましい組織を形成させるために、微細
なパーライトが均一に分布した組織を有していることが
必要である。そのためには、パーライト変態のノーズが
熱間圧延後の冷却中の温度範囲にくるようにし、鋼板を
このノーズ近傍の温度範囲に保持して短時間でパーライ
ト変態を終了させればよい。具体的には、ＪＩＳ Ｇ
４０５１、ＪＩＳ Ｇ ４４０１、ＪＩＳ Ｇ ４８０
２で規定される成分系を有する高炭素鋼のパーライトノ
ーズは５６０〜６５０℃の温度範囲にあるので、熱間圧
延後５℃／ｓｅｃ以上で冷却し、５６０〜６５０℃の温
度範囲に２〜１０ｓｅｃ保持した後、再び７℃／ｓｅｃ
以上の冷却速度で冷却して、巻取ればよい。
【００１３】熱間圧延後の冷却速度が５℃／ｓｅｃ未満
であったり、ノーズにおける短時間保持後の冷却速度が
７℃／ｓｅｃ未満であったり、５６０〜６５０℃の温度
範囲における保持時間が１０ｓｅｃを超えると、パーラ
イトの粗大化を招く。また、５６０〜６５０℃の温度範
囲における保持時間が２ｓｅｃ未満では、この温度範囲
でパーライト変態が終了せず、微細なパーライトが均一
に分布した組織が得られない。
であったり、ノーズにおける短時間保持後の冷却速度が
７℃／ｓｅｃ未満であったり、５６０〜６５０℃の温度
範囲における保持時間が１０ｓｅｃを超えると、パーラ
イトの粗大化を招く。また、５６０〜６５０℃の温度範
囲における保持時間が２ｓｅｃ未満では、この温度範囲
でパーライト変態が終了せず、微細なパーライトが均一
に分布した組織が得られない。
【００１４】なお、５６０〜６５０℃の温度範囲に保持
後の冷却速度は、巻取り時のコイル形状を劣化させない
ように３０℃／ｓｅｃ以下にすることが望ましい。ま
た、５６０〜６５０℃の温度範囲における保持は必ずし
もこの温度範囲の一定温度で行われる必要はなく、温度
傾斜があってもこの温度範囲に２〜１０ｓｅｃ保持され
ていればよい。実際にこの温度範囲で短時間保持するに
は、例えば熱間圧延後の散水による冷却をこの温度範囲
で短時間中止する、すなわち散水を止めて自然冷却する
ことによって行える。
後の冷却速度は、巻取り時のコイル形状を劣化させない
ように３０℃／ｓｅｃ以下にすることが望ましい。ま
た、５６０〜６５０℃の温度範囲における保持は必ずし
もこの温度範囲の一定温度で行われる必要はなく、温度
傾斜があってもこの温度範囲に２〜１０ｓｅｃ保持され
ていればよい。実際にこの温度範囲で短時間保持するに
は、例えば熱間圧延後の散水による冷却をこの温度範囲
で短時間中止する、すなわち散水を止めて自然冷却する
ことによって行える。
【００１５】３）巻取温度について 巻取温度は、６００℃を超えるとパーライトの粗大化を
引き起こすので、６００℃以下にする必要がある。な
お、巻取り時のコイル形状を劣化させないように４８０
℃以上で巻取ることが好ましい。
引き起こすので、６００℃以下にする必要がある。な
お、巻取り時のコイル形状を劣化させないように４８０
℃以上で巻取ることが好ましい。
【００１６】４）冷間圧延ー焼鈍後のセメンタイトの平
均粒径、平均アスペクト比およびフェライト粒の平均粒
径について ＪＩＳ Ｇ ４８０２のＳ６５Ｃ−ＣＳＰ相当の成分系
のスラブを８２０℃の温度で熱間圧延後、７℃／ｓｅｃ
の冷却速度で５５０〜６６０℃の温度まで冷却して、そ
の温度範囲に１〜１２ｓｅｃ保持した後、１０℃／ｓｅ
ｃの冷却速度で冷却して５５０℃の温度で巻取った。そ
の後２０〜６０％の圧下率で冷間圧延し、５５０〜７２
０℃の温度で２０ｈｒの焼鈍を行って板厚１．２ｍｍの
高炭素鋼板を作製した。そして、上記の方法によりセメ
ンタイトの平均粒径、平均アスペクト比およびフェライ
ト粒の平均粒径を測定した。また、圧延方向に対し０
°、４５°、９０°方向に沿ってＪＩＳ５号試験片を切
り出し、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、
各方向を平均した全伸びを求めて成形性を評価した。さ
らに、５０×１００ｍｍのサイズに切り出した試験片を
７６０℃で１０秒間の短時間加熱後２０℃の油中に焼入
れ、鋼板面におけるロックウェルＣスケール硬度（ＨＲ
Ｃ）測定し、焼入れ性を評価した。
均粒径、平均アスペクト比およびフェライト粒の平均粒
径について ＪＩＳ Ｇ ４８０２のＳ６５Ｃ−ＣＳＰ相当の成分系
のスラブを８２０℃の温度で熱間圧延後、７℃／ｓｅｃ
の冷却速度で５５０〜６６０℃の温度まで冷却して、そ
の温度範囲に１〜１２ｓｅｃ保持した後、１０℃／ｓｅ
ｃの冷却速度で冷却して５５０℃の温度で巻取った。そ
の後２０〜６０％の圧下率で冷間圧延し、５５０〜７２
０℃の温度で２０ｈｒの焼鈍を行って板厚１．２ｍｍの
高炭素鋼板を作製した。そして、上記の方法によりセメ
ンタイトの平均粒径、平均アスペクト比およびフェライ
ト粒の平均粒径を測定した。また、圧延方向に対し０
°、４５°、９０°方向に沿ってＪＩＳ５号試験片を切
り出し、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、
各方向を平均した全伸びを求めて成形性を評価した。さ
らに、５０×１００ｍｍのサイズに切り出した試験片を
７６０℃で１０秒間の短時間加熱後２０℃の油中に焼入
れ、鋼板面におけるロックウェルＣスケール硬度（ＨＲ
Ｃ）測定し、焼入れ性を評価した。
【００１７】なお、特開平５−９５８８号公報によれ
ば、Ｓ６５Ｃ−ＣＳＰと同様な成分系を有し板厚が１．
２ｍｍの球状化焼鈍材の全伸びの平均は高々３１％程度
であり、また、焼入れ後硬度の平均はＨＲＣで高々５５
程度なので、３３％以上の全伸びおよびＨＲＣで６０以
上の焼入れ後硬度の得られる条件を本発明とした。
ば、Ｓ６５Ｃ−ＣＳＰと同様な成分系を有し板厚が１．
２ｍｍの球状化焼鈍材の全伸びの平均は高々３１％程度
であり、また、焼入れ後硬度の平均はＨＲＣで高々５５
程度なので、３３％以上の全伸びおよびＨＲＣで６０以
上の焼入れ後硬度の得られる条件を本発明とした。
【００１８】図１に、全伸びとセメンタイトの平均アス
ペクト比およびフェライト粒の平均粒径との関係を示
す。
ペクト比およびフェライト粒の平均粒径との関係を示
す。
【００１９】セメンタイトの平均アスペクト比が１．５
以下で、フェライト粒の平均粒径が２μｍ以上の場合
に、全伸びが３３％以上となり、優れた成形性の得られ
ることがわかる。
以下で、フェライト粒の平均粒径が２μｍ以上の場合
に、全伸びが３３％以上となり、優れた成形性の得られ
ることがわかる。
【００２０】図２に、焼入れ後硬度とセメンタイトの平
均粒径との関係を示す。セメンタイトの平均粒径が１．
１μｍ以下の場合に、焼入れ後硬度はＨＲＣで６０以上
となり、短時間加熱でも安定して優れた焼入れ性の得ら
れることがわかる。
均粒径との関係を示す。セメンタイトの平均粒径が１．
１μｍ以下の場合に、焼入れ後硬度はＨＲＣで６０以上
となり、短時間加熱でも安定して優れた焼入れ性の得ら
れることがわかる。
【００２１】このとき、冷間圧延時の圧下率は、３０％
未満だとパーライトが十分に破壊されず、焼鈍後に平均
粒径が１．１μｍ以下で平均アスペクト比が１．５以下
の微細なセメンタイトが得られないので、３０％以上に
する必要がある。上限は特に規定しないが、圧延機への
負荷が大きくならないよう７０％以下にすることが望ま
しい。
未満だとパーライトが十分に破壊されず、焼鈍後に平均
粒径が１．１μｍ以下で平均アスペクト比が１．５以下
の微細なセメンタイトが得られないので、３０％以上に
する必要がある。上限は特に規定しないが、圧延機への
負荷が大きくならないよう７０％以下にすることが望ま
しい。
【００２２】冷間圧延後の焼鈍温度は、５８０℃未満だ
と未再結晶組織が残り硬質・低延性になる場合があるの
で、５８０℃以上にする必要がある。また、Ａｃ1変態
点を超えて焼鈍するとパーライトが生成し、成形性や焼
入れ性を著しく阻害するので、Ａｃ1変態点以下にする
必要がある。
と未再結晶組織が残り硬質・低延性になる場合があるの
で、５８０℃以上にする必要がある。また、Ａｃ1変態
点を超えて焼鈍するとパーライトが生成し、成形性や焼
入れ性を著しく阻害するので、Ａｃ1変態点以下にする
必要がある。
【００２３】こうして製造された鋼板の表面に亜鉛めっ
き後、りん酸塩処理を施すと、自動車部品であるギヤー
などを冷間鍛造やしごき成形などの高面圧下による方法
で成形しても型かじりや割れが発生し難くなる。なお、
亜鉛めっきは電気亜鉛めっき法、溶融亜鉛めっき法など
で行える。
き後、りん酸塩処理を施すと、自動車部品であるギヤー
などを冷間鍛造やしごき成形などの高面圧下による方法
で成形しても型かじりや割れが発生し難くなる。なお、
亜鉛めっきは電気亜鉛めっき法、溶融亜鉛めっき法など
で行える。
【００２４】
【実施例】（実施例１）ＪＩＳ Ｇ ４０５１のＳ３５
Ｃ相当の成分系（ｗｔ％でＣ：０．３６、Ｓｉ：０．１
８、Ｍｎ：０．７４、Ｐ：０．００８、Ｓ：０．００
７、Ａｌ：０．０１）のスラブを連続鋳造により製造
し、１２５０℃に加熱後、表１に示す条件で熱間圧延ー
一次冷却ー短時間熱処理ー二次冷却ー巻取りー冷間圧延
ー焼鈍を順次行い、板厚１．２ｍｍの２１種類の試料を
作製した。ここで、表１における一次冷却速度および二
次冷却速度は散水の条件を変えて変化させた。また、短
時間熱処理は、表に示す温度に達した時点で表に示す時
間だけ散水を止めて行った。
Ｃ相当の成分系（ｗｔ％でＣ：０．３６、Ｓｉ：０．１
８、Ｍｎ：０．７４、Ｐ：０．００８、Ｓ：０．００
７、Ａｌ：０．０１）のスラブを連続鋳造により製造
し、１２５０℃に加熱後、表１に示す条件で熱間圧延ー
一次冷却ー短時間熱処理ー二次冷却ー巻取りー冷間圧延
ー焼鈍を順次行い、板厚１．２ｍｍの２１種類の試料を
作製した。ここで、表１における一次冷却速度および二
次冷却速度は散水の条件を変えて変化させた。また、短
時間熱処理は、表に示す温度に達した時点で表に示す時
間だけ散水を止めて行った。
【００２５】これらの試料について、上記した方法によ
りセメンタイトの平均粒径と平均アスペクト比、フェラ
イト粒の平均粒径、全伸び、焼入れ後硬度（加熱温度：
８２０℃）を測定した。
りセメンタイトの平均粒径と平均アスペクト比、フェラ
イト粒の平均粒径、全伸び、焼入れ後硬度（加熱温度：
８２０℃）を測定した。
【００２６】結果を表１に示す。本発明の方法で作製さ
れた試料では、いずれも３５％以上の全伸び、ＨＲＣで
５０以上の焼入れ後硬度が得られ、同様な成分系と板厚
の高炭素鋼板を従来法で製造したときの平均的な全伸び
３０％前後および焼入れ後硬度ＨＲＣで４０前後に比
べ、より優れた成形性および焼き入性を示す。
れた試料では、いずれも３５％以上の全伸び、ＨＲＣで
５０以上の焼入れ後硬度が得られ、同様な成分系と板厚
の高炭素鋼板を従来法で製造したときの平均的な全伸び
３０％前後および焼入れ後硬度ＨＲＣで４０前後に比
べ、より優れた成形性および焼き入性を示す。
【００２７】一方、本発明外の方法で作製された比較の
試料では、従来法で作製したもの並みあるいはそれ以下
の成形性や焼き入性しか得られない。
試料では、従来法で作製したもの並みあるいはそれ以下
の成形性や焼き入性しか得られない。
【００２８】
【表１】
【００２９】（実施例２）ＪＩＳ Ｇ ４８０２のＳ６
５Ｃ−ＣＳＰ相当の成分系（ｗｔ％でＣ：０．６５、Ｓ
ｉ：０．２１、Ｍｎ：０．７６、Ｐ：０．００７、Ｓ：
０．００７、Ａｌ：０．０１）のスラブを連続鋳造によ
り製造し、１２８０℃に加熱後、表２に示す条件で熱間
圧延ー一次冷却ー短時間熱処理ー二次冷却ー巻取りー冷
間圧延ー焼鈍を順次行い、板厚１．２ｍｍの２１類の試
料を作製した。ここで、一次冷却、短時間熱処理、二次
冷却の条件設定は、実施例１の場合と同様に行った。
５Ｃ−ＣＳＰ相当の成分系（ｗｔ％でＣ：０．６５、Ｓ
ｉ：０．２１、Ｍｎ：０．７６、Ｐ：０．００７、Ｓ：
０．００７、Ａｌ：０．０１）のスラブを連続鋳造によ
り製造し、１２８０℃に加熱後、表２に示す条件で熱間
圧延ー一次冷却ー短時間熱処理ー二次冷却ー巻取りー冷
間圧延ー焼鈍を順次行い、板厚１．２ｍｍの２１類の試
料を作製した。ここで、一次冷却、短時間熱処理、二次
冷却の条件設定は、実施例１の場合と同様に行った。
【００３０】これらの試料について、上記した方法によ
りセメンタイトの平均粒径と平均アスペクト比、フェラ
イト粒の平均粒径、全伸び、焼入れ後硬度（加熱温度：
７５０℃）を測定した。
りセメンタイトの平均粒径と平均アスペクト比、フェラ
イト粒の平均粒径、全伸び、焼入れ後硬度（加熱温度：
７５０℃）を測定した。
【００３１】結果を表２に示す。本発明の方法で作製さ
れた試料では、いずれも３３％以上の全伸び、ＨＲＣで
６０以上の焼入れ後硬度が得られ、同様な成分系と板厚
の高炭素鋼板を従来法で製造したときの平均的な全伸び
３０％前後および焼入れ後硬度ＨＲＣで５０前後に比
べ、より優れた成形性および焼き入性を示す。
れた試料では、いずれも３３％以上の全伸び、ＨＲＣで
６０以上の焼入れ後硬度が得られ、同様な成分系と板厚
の高炭素鋼板を従来法で製造したときの平均的な全伸び
３０％前後および焼入れ後硬度ＨＲＣで５０前後に比
べ、より優れた成形性および焼き入性を示す。
【００３２】一方、本発明外の方法で作製された比較の
試料では、従来法で作製したもの並みあるいはそれ以下
の成形性や焼き入性しか得られない。
試料では、従来法で作製したもの並みあるいはそれ以下
の成形性や焼き入性しか得られない。
【００３３】
【表２】
【００３４】（実施例３）表１のＮｏ．１の試料を用
い、その表面に電気亜鉛めっき（Ｚｎ：２１ｇ／ｍ 2）
後、りん酸塩処理（Ｐ皮膜：１．９５ｍｇ／ｍ2）を施
して摩擦摺動試験を行った。
い、その表面に電気亜鉛めっき（Ｚｎ：２１ｇ／ｍ 2）
後、りん酸塩処理（Ｐ皮膜：１．９５ｍｇ／ｍ2）を施
して摩擦摺動試験を行った。
【００３５】図３に、試験に用いた摩擦摺動装置を示
す。ローラレベラ４上を水平移動できる試料台３に試験
片２をセット後、油圧シリンダ６でローラレベラ４を上
方へ持ち上げて試験片２を圧子１にある押し付け力で押
し付け、試料台３を水平移動させる。このとき、圧子１
と試験片２の表面の間にかかる水平方向の力は引き抜き
力測定用ロードセル７により、また、垂直方向にかかる
力は押し付け力測定用ロードセル５により測定されるの
で、摩擦係数を測定できる。
す。ローラレベラ４上を水平移動できる試料台３に試験
片２をセット後、油圧シリンダ６でローラレベラ４を上
方へ持ち上げて試験片２を圧子１にある押し付け力で押
し付け、試料台３を水平移動させる。このとき、圧子１
と試験片２の表面の間にかかる水平方向の力は引き抜き
力測定用ロードセル７により、また、垂直方向にかかる
力は押し付け力測定用ロードセル５により測定されるの
で、摩擦係数を測定できる。
【００３６】試験は、図中に示した試験条件で行った。
図４に、押し付け力と摩擦係数の関係を示す。表面に電
気亜鉛めっき後、りん酸塩処理を施すと、こうした表面
処理を行わない試料（裸材）に比べ、より高い押し付け
力で摩擦係数の急激な上昇が起こり、かじりの発生する
ことがわかる。この結果より、表面に電気亜鉛めっき
後、りん酸塩処理を施すと、冷間鍛造やしごき成形など
の高面圧下による方法で成形しても型かじりや割れが発
生し難くなるといえる。
図４に、押し付け力と摩擦係数の関係を示す。表面に電
気亜鉛めっき後、りん酸塩処理を施すと、こうした表面
処理を行わない試料（裸材）に比べ、より高い押し付け
力で摩擦係数の急激な上昇が起こり、かじりの発生する
ことがわかる。この結果より、表面に電気亜鉛めっき
後、りん酸塩処理を施すと、冷間鍛造やしごき成形など
の高面圧下による方法で成形しても型かじりや割れが発
生し難くなるといえる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、ユーザーにおける成形工程の簡略化や熱処理
の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ性に優
れた高炭素鋼板を安定して製造する方法を提供できる。
いるので、ユーザーにおける成形工程の簡略化や熱処理
の低温短時間化に対応できる成形性および焼入れ性に優
れた高炭素鋼板を安定して製造する方法を提供できる。
【００３８】また、その表面に亜鉛めっき後、りん酸塩
処理を施すと、冷間鍛造やしごき成形などの高面圧下に
おける成形性を向上できる。
処理を施すと、冷間鍛造やしごき成形などの高面圧下に
おける成形性を向上できる。
【図１】全伸びとセメンタイトの平均アスペクト比およ
びフェライト粒の平均粒径との関係を示す図である。
びフェライト粒の平均粒径との関係を示す図である。
【図２】焼入れ後硬度とセメンタイトの平均粒径との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】試験に用いた摩擦摺動装置を示す図である。
【図４】押し付け力と摩擦係数の関係を示す図である。
１ 圧子 ２ 試験片 ３ 試料台 ４ ローラレベラ ５ 押し付け力測定用ロードセル ６ 油圧シリンダ ７ 引き抜き力測定用ロードセル
Claims (2)
- 【請求項１】 ＪＩＳ Ｇ ４０５１（機械構造用炭素
鋼）、ＪＩＳ Ｇ４４０１（炭素工具鋼鋼材）、ＪＩＳ
Ｇ ４８０２（ばね用冷間圧延鋼帯）で規定される成
分系を有する高炭素鋼板を製造するに際し、 （イ）スラブをＡｒ3変態点以上の温度で熱間圧延し、 （ロ）熱間圧延後の鋼板を５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で冷却し、５６０〜６５０℃の温度範囲に２〜１０ｓｅ
ｃ保持する短時間熱処理を施した後、再び７℃／ｓｅｃ
以上の冷却速度で冷却し、 （ハ）冷却後の鋼板を６００℃以下の温度で巻取り、 （ニ）巻取り後の鋼板を３０％以上の圧下率で冷間圧延
し、 （ホ）冷間圧延された鋼板を５８０℃〜Ａｃ1変態点の
温度で焼鈍して、 平均粒径が１．１μm以下で平均アスペクト比が１．５
以下のセメンタイトおよび平均粒径が２μm以上のフェ
ライト粒を形成させる成形性および焼入れ性に優れた高
炭素鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 焼鈍後の鋼板表面に亜鉛めっき処理後、
りん酸塩処理を施す請求項１に記載の成形性および焼入
れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35741697A JP3446003B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 成形性および焼入れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35741697A JP3446003B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 成形性および焼入れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11189827A true JPH11189827A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3446003B2 JP3446003B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=18454016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35741697A Expired - Fee Related JP3446003B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 成形性および焼入れ性に優れた高炭素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446003B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35741697A patent/JP3446003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3446003B2 (ja) | 2003-09-16 |
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