JPS5938284B2 - 高炭素鋼条材の連続熱処理方法ならびに装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高炭素鋼条材の連続熱処理方法に関するも
のであり、この種条材なかでも線材（以下主に線材につ
いてのべる）に適用される、いわゆる連続パテンティン
グ処理においてオーステナイト化温度以上の加熱温度か
ら高炭素鋼線材に施される急冷の冷却カーブをコントロ
ールして当該鋼種において到達しうべき最高レベルの強
さと高度の冷間引抜加工に耐えうべき靭性とを兼ね備え
た微細パーライト組織をうるための熱処理方法を提案す
るものである。

この発明の主要点を要約すると、高炭素鋼線材を、その
鋼種と線径とによって規定される標準化された熱伝達係
数α を保定しうる特定の冷却液体中を適切な時間にわ
たり連続走行させたのち大気中放冷あるいは水冷後巻数
る冷却工程において、上記の冷却液体中にて完全な微細
パーライト（いわゆるソルバイト）変態を完了させるよ
うにした熱処理力法であり、完全オーステナイト温度域
内に加熱された線材の冷却カーブが当該鋼種の連続冷却
変態（ＣＣＴ ）開始ラインを線材の平均温度範囲４５
０〜５５０°Ｃにて切るべき標準化された冷却速度ファ
クターｋ を第一条件とし、つぎに冷媒中での線材の到
達表面温度を３００〜４００℃範囲さすることにより当
該鋼種の達しうべき最高レベルの強さならびに靭性をう
るところにある。

ところで硬鋼線材やピアノ線材などの高炭素鋼線材は、
いわゆるパテンティング処理を施したのち、冷間でダイ
スによる引抜きすなわち伸線加工を行ない、所定の強さ
吉じん性が与えられる。

このパテンティングは従来一般に、空気パテンティング
（以下Ａ、Ｐ、と略す）と鉛パテンテイング（以下り、
Ｐ、と略す）が主として実用されていてそれはオーステ
ナイト化温度（Ａｃ ３点）以上に加熱した線材をそれ
ぞれ大気中あるいは溶融鉛中で冷却し、微細なパーライ
トを得ようとする処理であり、この処理後の鋼の組織が
伸線加工以降の線材の性質に大きな影響を与える。

ところがまずＡ、Ｐ、は冷媒が通常の大気であって空気
の熱伝達係数は小さいために、高い強さをうるこ吉がで
きないだけでなく、伸線性を損う初析フェライトの生成
など問題点が多く、それ数工程の２簡略さから特殊な用
途に限って採用されているにすぎない。

これに対しり、Ｐ、は第一の特徴として溶融金属浴を用
いるのでその熱伝達係数が大きく、冷却初期の冷却速度
が太きなって過冷オーステナイトの状態から微細パーラ
イトへの変態に移行しやすいとさ、そして第二の特徴と
しては強じん性を付与するのに適した微細パーライト（
いわゆるソルバイト）をうる変態温度域に相当する４５
０〜６００℃に鉛浴を容易に保持できるため、はぼ恒温
変態が可能となって、均一な組織の形成が期待されるこ
となどの利点がある吉一般にいわれてきた。

しかしながら発明者の理論的考察によれば、一般的な熱
伝達係数αは必ずしもそのまま物体の冷却の速さを決定
するわけではなく、冷媒の温度その他の因子もまた冷却
の速さに関係するこきからこれを考慮した熱伝達係数（
この発明においてあとでのべるように標準化され、これ
を以下実効的熱伝達係数とい５α で示す）を用いては
じめて絶対的な冷却速さの比較ができるのである。

この点についての解析によればαとα との間には一般
に α。

キにθα ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ （１）の関係かあり、冷媒自身の温度が高い
ほど比例定数にθは小さくなる。

ところで溶融鉛の一般的な熱伝達係数αは（線材の温度
に依存するが）通常３×１０３〜５×１σＫｃａｌ ／
ｍ２ｈ ′Ｇのように大きいけれども通常のパテンテ
ィング適用温度である５５０℃の浴温では、線材表面温
度が６５０℃においてにθ＝０．２７となり、このとき
のα値について３Ｘ１０ Ｋｃａｌ／ｍ２ｈ′Ｃを適
用すれば上記の実効的熱伝達係数α。

に換算してａ。＝ ０．８１ Ｘ １０” Ｋｃａｌ
７ｍ２ｈ℃とαの約７のように甚しく小さくなる。

また線材の温度が浴温に近づくほど、冷却速度は急激に
小さくなることは極めて常識的な事実であるが、これに
反してαは線材表面温度と液温との差の逆数に比例する
ために、急激に上昇してしまいαと冷却速度きは同様の
傾向を示さない。

他力にθはより急激に減少して結局にθαすなわちα。

は小さくなる。このα。

を用いれば冷却速度の変化を正確に把握することができ
このことは溶融鉛浴中での線材の冷却カーブ測定から実
証できた。

このように線材温度が冷媒の温度に近づくに伴いα。

は急激に小さく、従って冷却速度が小さくなるので、Ｌ
、Ｐ、のどきく冷媒温度域にて変態させる場合には一般
に理想吉する浴温からの変態開始が起り難く、そのため
恒温変態ではなくより高温度域での変態きなってしまっ
て、強度不足を招く結果となっていたことも否めないし
、さらに４５０〜６００℃温度域の溶融鉛の示すα。

値の範囲が狭いので、とくに変態開始の早い、低カーボ
ン・低マンガン線材や、線径の大きい線材の場合には、
冷却能力不足のため、はるかにより高温度域からの変態
開始が起り、かようにして当然パテンティング処理で達
しうる最高の強じん性をえてはいなかったのである。

事実、Ｌ、Ｐ、によるパテンティング線材における強さ
の線径依存性（すなわち線材径が太なるほど強度が低い
傾向）の大きいことが実操業の場で既定観念化され容認
されてきたのである。

この発明は上述の高炭素鋼線材の熱処理に関する従来技
術なかでもとくにり、Ｐ、における問題点、とりわけ低
カーボン・低マンガン線材あるいは太径線材の場合に不
可避であった強さの不足を、高温鉛ガスや酸化鉛の人体
への害にあわせ解決するものであるこの発明では鋼種に
よって定まる連続冷却変態（ＣＣＴ ）開始ラインを冷
却の途次に切る線材の平均温度を４５０〜５５０℃の範
囲に規定する実効的熱伝達係数α。

をもつ冷却液体を用いかつ当該冷媒中到達線材表面温度
を３００〜４００°Ｃと規定するパテンティング処理に
よって当該鋼種の最高レベルの強さを線材の成分や線径
に関係なく得るものであり、この冷却液体はパテンティ
ング浴について鉛の使用を全面的に廃止することを可能
ならしめてその整置を完全に除去することができるので
ある。

さて発明者の解析によれば冷却物体の平均温度θｎｃＣ
〕からθｎ＋□〔°Ｃ〕への冷却時間ｔ ［ｓｅｃ］は
冷媒の温度に依存せず次の（２）式 のごとく与えられる。

こ５にｋ。は冷却の速さに対応するファクターである。

そしてこのＫ。

を用いて円柱状物体の冷却に対する冷媒の実効的熱伝達
係数が次の（３）式のごとく表示されることを導いた。

ここに、ｄ：断面円直径〔槻〕、λ：物体の熱伝導率［
Ｋｃａｌ／ｍｈ’ｃ］ 、ａ ：温度伝播率〔ｍ２／ｈ
〕、μ−８，８８９Ｘ １０”である。

実例として、硬鋼線材の実測の冷却曲線と、α０値を与
えて（２） 、 （３）式から計算で求めたｔ−θい関
係（θ ：線材の平均温度）を第１図に示す。

さらに冷媒の一例としてアニオン係ポリソープ水溶液の
濃度Ｃと温度θ、とを種々変えて測定しし た硬銅線材の冷却曲線から（２） 、 （３）式を用い
て算出したα 値を、ＣＬをパラメータとしてθ、との
関係に＄いて第２図にプロットして示す。

この場合、゛物体を静止液中に完全に静止浸漬させた。

なお、算出されたα 値が線材径ｄに依存しないことを
ｄ：１〜１５凝の範囲で確認した。

第２図から稲α。

とθ、とがほぼ直線関係にあり、従って次の（４）式の
ごとく表示されることを発見した。

α。

：ａｅ−ｂθＬ ・・・・・・・・・・・・（４）係数
ａ、ｂは主として冷媒の種類、冷媒の温度と水溶液の場
合はその濃度および冷媒と物体との接触状態とに依存し
て決定される。

第２図の稲α。

−θ。直線群よりそれぞれａ。ｂを読みとり、ＣＬとの
関係として第３図に示す。

図よりＯ＜ＣＬ＜１．５％および１．５＜ＣＬ＜６０％
の２領域に分けてそれぞれａ、ｂとＣＬとの関係式を（
５）式のごとくえた。

（ｉ）０＜ＣＬ＜１．５％ なお、Ｃ）６．０％においてはＣＬ＝６．０％の、
Ｌ 場合とほとんど同様である。

第４図に（５）式により算出したα 値を示す。

実際にはこの発明の方法による線材の連続熱処理におい
て、α を特定する手順は以下による。

０ まず線材の材質（すなわち主成分Ｃ，Ｍｎ量）に位存し
冷却における適正な（すなわち目的を達すべき）ｋ 値
が（２）式より決定され、ただちに（３）式によりその
ｋ を与えるべき冷媒のα が指定０
０される。

α が決まれば（４）式より具体的に冷媒の種類に応じ
てたとえば水溶液ならば攪拌状態を考慮して何組かの液
温と濃度の組み合わせを選択できる。

指定されたα を与えるべきこの〔液温・濃度〕の組み
合わせの中から、作業性、熱安定性などを配慮して最終
的にひとつの組合わせを決定するのである。

この発明に従う高炭素鋼線材の連続熱処理に用いる一般
的な装置の具体例を第５図および第６図に示す。

図中１はサプライスタンド、２は加熱炉、３は冷却液槽
、４は巻取り機、そして５は線材、６は水槽、また７は
冷却液循環装置であり、第６図に示した冷却液槽３の詳
細図解において８は、図に二つの調節位置について示し
た可動ガイドローラ９は固定カイトローラ、そして１０
は冷却液体の定温保持のための循環用パイプ、１１は一
定温度θ、に保持された冷却液、１２は流量計、１３は
循環ポンプ、１４は温度計、１５は液温調節のための加
熱および冷却を司る調温器、１６は溶質濃度計である。

熱処理をすべき線材が、その鋼種の連続冷却変態（ＣＣ
Ｔ）開始ラインを、オーステナイト化温度以上の加熱温
度からの冷却過程で切るその冷却途次における線材の平
均温度θ を４５０℃〜５５０℃の範囲とし、かつこの
冷却液中での到達線材表面温度θ。

を３００〜４００°Ｃの範囲としてこの冷却液中にて微
細パーライト変態を終了させたのち水中冷却又は大気中
放冷径大気中にて巻取ることによって当該鋼種の達しう
べき最高レベルの強さと靭性をうる。

こメに冷却液温θ１は３００℃以下で一定とする。

こ５にθ８の上限を５５０℃としたのはこれを超えると
亜共析鋼では初析フェライトの生成をみ伸線性が大きく
低下し、また高温度域での変態が主となりラメラ−間隔
の大きいパーライト組織となって強度の低下が太きいた
めである。

θ３の下限を４５０’Ｃとしたのは、これよりも低くな
る、より大きい冷却速度を与える熱伝達係数α。

を有する冷却液中で連続的に冷却した場合、その冷却液
中で完全な微細パーライト変態を完了させることが不可
能となって、一部分または大部分ベーナイトあるいはマ
ルテンサイト組織を生じ、所定の伸線ができなくなるか
らである。

またθ。

の上限を４００℃としたのはこれをこえると、線材内部
においてはより外側と比べて高い温度での変態となって
ラメラ−間隔の大きいパーライト組織を生じ、その結果
線材断面積全体での引張強度を低下させるからである。

θ。の下限を３００℃としたのは、これよりも低くなる
と一部にベーナイト組織を生じ、靭性の著しい低下を招
いて所定の伸線加工が不可能となり易いためである。

つまり３００くθ。く４００°Ｃの条件範囲は線材断面
で半径方向位置において均一な微細パーライト組織を得
るために不可欠であり、３００℃〈θ く４００°Ｃを
うるために冷却液温θ１は冷却中３００℃以下に維持す
ることが必要である。

上述のごとき熱処理方法の適用される高炭素鋼線材とは
一般的にＣを０．２５〜１．００％含有し、Ｃ以外の通
常成分としてＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ 等を適宜な範
囲含有した線材であり、さらに添加元素としてＮｉ 、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｂ、ＲＥＭ等を一種類以
上含有した線材も含まれる。

ところで線材をオーステナイト化温度（Ａ ｃ ３点）
以上に加熱し、従来のいわゆるＡ、Ｐ、およびり、Ｐ。

を行なった場合の冷却曲線例は第７図に示す如くであり
ＣＣＴ曲線■に対し空気パテンティングの場合は鎖線の
帯域■、鉛パテンテイングの場合は破線の帯域■のごと
くなる。

各帯域の下限ラインは細径材、上限ラインは太径材に相
当する。

鎖線帯域■の場合は変態温度域が高いため、初析フェラ
イトを生成しかつ粗い屈伏パーライトとなり、強度が低
くかつ十分なる伸線性に欠ける場合もでてくる。

破線帯域■の場合は微細な屈伏パーライト（すなわちソ
ルバイト）相を呈し、帯域■の場合よりも強さが飛躍的
に高くなり十分なる伸線能も有するが、帯域■の下限ラ
インでは鉛浴温度近傍から変態が開始するいわゆる恒温
変態に近くはなっても線径が太くなるほど上限ラインに
近づき鉛浴温度より高い温度で変態が開始するため、細
径材と比べて強さの低下を来たすおそれがある。

実際に従来大径材においては強度の低下が容認されてき
たが、冷却理論の上からは当然の帰結であって大径のこ
のような強さの低下を避けるために従来Ｃｒなどを添加
することにより、変態の開始を遅らせ、鉛浴温度近隣か
らの変態を意図し一応その成功をみてはいるが、このよ
うな合金元素の添加はコストアップの要因となったり、
資源節約の主旨に反することともなる。

この発明は熱処理の工夫によりその解決を図るものであ
り第７図の太実線帯域■がこの発明にもとづく冷却カー
ブを示しその上限ラインは鉛パテンテイング相当の熱処
理効果を与え、下限ラインでは鉛パテンテイングを上回
る強さを十分なしん性のもとに与えることができる。

この発明の方法では原則的に第７図の→印点で冷却液中
より大気中へ導出されるが、よしんば線材の走行停止の
ために線材の温度がそのまま冷却液温（３００℃以下）
に急冷却されることになっても、じん性のとくに劣悪な
下部ベーナイトやマルテンサイト相の生成量はほとんど
なく、条件の如何によってはかりに存在したとしてもひ
じようにわずかであり、そのため巻取時などの線材の断
線に伴う人体への危険や作業性の大きな低下が有利に避
けられる。

この発明による熱処理方法では冷却液をその実効的熱伝
達係数α。

に応じて適宜に選択することにより、変態開始のさい、
たとえば第７図にてＣＣＴ曲線■を示す線材（低カーボ
ン・低マンガン材）に太実線帯域■に示した冷却曲線を
適用して、通常の鉛パテンテイングでは全く達しえなか
った高い強じん性をうろことも可能である。

第８図は従来の鉛パテンテイング処理工程を示すもので
あり、サプライスタンド１から送り出された線材５は９
００〜１０５０℃に加熱された加熱Ｐ２の内部を走行す
る間にオーステナイト化温度（Ａｃ３点）以上に加熱さ
れ、４５０〜６００℃範囲内の一定温度に保定された鉛
浴槽３′を通過中にパーライト変態がほぼ完了し、以後
巻取ドラム４にて巻取られる。

これに対してこの発明による、熱処理方法では第５図に
その連続熱処理工程を示すごとく、サプライスタンド１
、加熱Ｐ２、巻取ドラム４の配置は鉛パテンテイングの
場合とほとんど同様であるが、鉛浴槽に相当する位置に
冷却液槽３をおき、その内部における冷却液１１の循環
を可能にするため液温、濃度、流速の自動コントロール
を行う付属装置（たとえば、ポンプ１３、冷却又は加熱
器即ち温度調節器１５、温度計１４、濃度計１６、流量
計１２など）を備え、かつ適宜な浸漬時間を選べるよう
になした可動ガイドローラ８と固定ガイドローラ９とを
第６図のように冷却液槽３に設ける。

そして冷却液槽３の後に水槽７をおく。

つぎにこの発明による熱処理方法とこれにより得られた
線材の材質を実施例によってくわしく説明する。

実施例： 供試材の寸法およびおもな含有化学成分を第１表に示す
。

圧延のままの線材と伸線のままの線材を、何れも約９５
０℃に加熱後、冷却液にアニオン係ポリソープの水溶液
を用いてコントロール冷却を行った。

第９図は第１表に示したＦ鋼の変態を伴った冷却曲線例
を示す。

この水溶液の液温は９０℃、α。値は０．２２ Ｘ １
０” Ｋｃａｌ ／７７１２ｈ °Ｇである。

オーステナイト化温度（Ａｃｓ点）を超える加熱温度Ａ
点（９５０℃）より水溶液中にて浸漬冷却された線材は
Ｂ点（５００℃）で連続変態（ＣＣＴ）開始ラインを切
りただちに変態が始まる。

この変態に伴う発熱により冷却が遅れかつオーステナイ
ト相からパーライト相に変態することによって線材の熱
的物性値：比熱、熱伝導率の変化から、結果として冷却
速度が若干小さくなるがＣ点（３００’ｃ ）に至って
線材は水溶液中より大気中へ導出される。

第１０図にはＦ鋼についてのＣ点源度θ。

が３００℃に一定となるように設定したときのＢ点源度
θ と熱処理材の引張強さσＢＣＫｙ／ｍａ〕と絞りＲ
ＡＩ％ｌの関係を示す。

なお、第１０図ではθ。

、θ８はともに線材表面温度で整理したが、線材の平均
温度との差は高々１０℃にすぎない。

第１０図において０３）６２０℃では通常の空気パテン
ティングＡ、Ｐ、にはゾ相当する強さであるが、θ 〈
６２０℃では急激にσ８が上昇する。

一 しかしながらθ３＜４５０℃ではＲＡが急激に低下して
十分な伸線加工が困難となる。

一方策１１図はθ８をパラメータとした場合のθ。

とσ８．ＲＡとの関係を示す。θ。〉５５０℃では通常
の空気パテンティングにはゾ相当する程度のσ８である
が、θ。

≦５５０℃ではθ。が低くなるほどσ３が増大し、θ。

く４００℃にて上限のσ を示す。

またＲＡ値は３００くθ。く５５０℃にてほぼ５０％と
高度の伸線加工を施すのに十分なしん性を示すが、θ。

〈３００℃では大きく低下する。

なおθ８が低い方がＲＡ値低下量は大きいがしかし低度
の伸線加工に耐えうる程度の値は保っている。

第１０図および第１１図に示した実施例より、θＢさθ
。

をそれぞれ４５０くθ８く５５０℃および３００くθ。

＜：４００℃範囲にて適宜選択することによって、当該
鋼種の達しうべき最高レベルの強さとじん性をうろこと
が可能であると結論した。

第１０図、第１１図の実施例において最高の強さを示し
たＦ鋼の熱処理材を伸線加工した結果を第１２図に示す
。

すなわちこの発明による熱処理材は総加工度９３％にお
いてσ８＝２６０にノ／７ｒＬｄ；ＲＡ＝４２％が確保
でき、熱処理強さをσ３＝１３７ Ｋｙ／ｍｒ？ｔに等
しいとした鉛パテンテイング処理材、材よりも加工限度
が高く、かつ同一のσ８レベルでのＲＡ値がこの発明熱
処理材のほうが鉛パテンテイング処理材よりもすぐれて
いることがわかる。

第２表には第１表の全供試鋼についての熱処理材と伸線
加工材の品質を示す。

８２Ｂ材（Ｅ−Ｈ鋼）においては鉛温度５００℃での鉛
パテンテイングと同等の熱処理強じん性および伸線加工
性を示している。

他方、６２Ａ材（Ｂ、Ｃ鋼）では明らかに鉛パテンテイ
ングを上回る熱処理強さを示しており、伸線加工性でも
すぐれている。

第１３図にり、Ｆ鋼をα がそれぞれ０．８×１０”
、 ０．２８ Ｘ １０３Ｋｃａｌ ／ｍ２ｈ’ｃで一
定の水溶液中にて連続的に冷却後大気放冷したときの水
溶液中浸漬時間ｔと熱処理強さσ８との関係を示す。

各鋼において変態開始の線材温度θ８は等しいがｔの長
いほど大気中へ出るときの線材温度（すなわち水溶液中
到達線材温度）θ。

は低くなり、これに対応してσ３の上昇が明らかである
。

とくにＤ鋼においては連続冷却変態（ＣＣＴ）開始時間
がＦ鋼と比べてかなり早いので、α。

すなわちｋ が大であり、ｔの増加に対するσ３の上昇
の程度が著しい。

Ｄ、Ｆ鋼とも５００℃の鉛パテンテイングを上回る強度
かえられることを示し、Ｄ鋼においてより顕著である。

第１４図は焼成剤として市販されているアニオン系ポリ
ソープの水溶液の濃度変化に対する標準化された熱伝達
係数α。

、Ｃ，Ｇ鋼を熱処理したときの標準化された冷却速度フ
ァクターｋ および熱処理材の性質を示す。

Ｃ鋼（６２Ａ材）は変態開始が早いので、α。

≧０．８ ｘ １０３Ｋｃａｌ ／ｍ”ｈ Ｃ（すなわ
ちｋ。

≧０．０９ ｓｅｃ １）にて十分なる強じん性を示し
始め、５００℃パテンティング材よりもすぐれているが
以後α。

が小さくなるにともない変態温度の上昇から強さが漸減
し、ａ。

＝ ０．３ Ｘ １０３Ｋｃａｌ ／７７１２ｈ’Ｃ（
ｋ ＝ 、０４５ｅｃ−１）にてθ８の値は６２０℃
を超えるようになり、σ の急激な低下が明らかである
。

他方Ｃ鋼（８０Ｂ材）はＭｎを多量に含むため変態開始
がＣ鋼さ比べてひじように遅いので、αｏ＝ ０．３
Ｘ １０３Ｋｃａｌ ／ｍ２ｈ ’ｃと小さくしても第
１４図に破線で示したようにマイクロヴイツカース硬さ
がＨｖ＝４４４もあり組織はマルテンサイト相は含まな
いものの下部ベーナイト相主体であって十分な伸線がで
きない。

しかしながらこれに対しても水溶液の温度を上昇させれ
ばα。

を小さくでき、図には示していないが実際にＧ鋼をアニ
オン系ポリソープ水溶液による連続浸漬冷却において、
３０％濃度−９０°Ｃなる条件でａＢ＝１３７Ｋｙ／ｍ
４； ＲＡ＝４８％。

７０％濃度−６０℃なる条件でσＢ＝１３６ＫＰ／ｍ４
：ＲＡ＝５０％の最高レベルの強さを得た。

また第１５図はＣ鋼についてのこの発明の熱処理材にお
けるｋ。

−σ８関係を示すか、ｋｏが太すなわち冷却速度が太な
るほどσ８が犬であることが明らかであり、ｋｏによっ
て空気パテンティング相当から鉛パテンテイングを超え
る強度まで任意に選択できることを示している。

以上のべたところから明らかなように基本的に冷却液の
α。

値およびｋ。値と鋼材の熱処理強靭性とは一対一の対応
関係にあることが実証できたのである。

第１６図にＣ鋼の伸線結果を示す。

Ｃ鋼は熱処理材での鉛パテンテイングを上回るσ８を保
ち全加工度域にわたって高いσ３を示し、総加工度９３
％でσｇ＝２３０ＫＰ／ｍｍ：ＲＡ＝４５％に達してい
る。

以上を要するにこの発明にもとづく線材の連続的制御冷
却熱処理方法は、発明者によって解析された冷却温度式
から誘導されたファクターｋ。

（標標化された冷却速度を表示するファクター）および
実効的熱伝達係数α。

によって厳密に設計され、その結果最も単純な純水を含
む任意の水溶液を用いて連続冷却を可能さなすことによ
って任意のα。

を与えることができ、また噴射冷却法よりもむしろ浸漬
冷却法を用いて冷却設備がひじよに単純化され、鉛パテ
ンテイング法におけるごとき公害源の問題もなく、鉛パ
テンテイング法においても達しえなかったような、当該
鋼種の最高レベル強度をうろことが可能である。

この発明によれば従来技術に比してつぎのどとく有利で
ある。

■ 鉛パテンテイング法のごとき公害の問題が全くない
。

■ 各鋼種の最高レベルの強さとじん性が任意線径にて
、より太い線材でもＪＩＳ成分以外の元素を全く添加せ
ずに得られる。

■ ■の効果により伸線加工量の減少化、材料の節約化
がはかれる。

また、この発明方法はつぎのごとき技術分野にも応用可
能である。

■ 水溶液中での完全浸漬連続冷却方式のコイル等への
応用 ■ 線材のパテンティング以外の制御冷却熱処理へのフ
ァクターｋｏ、α。

の適用

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却時間と線材温度の相関図、第２図はアニオ
ン系ポリソープ水溶液の濃度ＣＬをパラメータきした各
液温さ実効的熱伝達係数きの関係グラフ、第３図は濃度
ＣＬと（４）式の係数ａ、ｂとの関係を示すグラフ、第
４図はα。 −θ、線図であり、第５図はこの発明に従う水溶液浸漬
冷却を用いたパテンティング処理工程の一例を示す線図
、第６図は冷却液槽の具体例を示した断面図、第７図は
高炭素鋼材のＣＣＴ開始ラインと線材の空気パテンティ
ング、鉛パテンテイングおよびこの発明にもとづくパテ
ンティングの場合の冷却曲線とを併記したグラフ、第８
図は従来の鉛パテンテイング処理工程を示す線図、第９
図は本発明の実施例における変態を伴った冷却曲線の一
例を示したグラフ、第１０図〜第１６図はこの発明の実
施例における熱処理後の線材の材質特性を示すグラフで
ある。 １・・・・・・サプライスタンド、２・・・・・・加熱
炉、３・・・・・・冷却液槽、４・・・・・・巻取り機
、５・・・・・・線材、６・・・・・・冷却液槽、７・
・・・・・冷却液循環装置、８・・・・・・可動ガイド
ローラ、９・・・・・・固定ガイドローラ、１０．・・
・・・送水パイプ、１１・・・・・・冷却液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炭素鋼条材の連続熱処理において、該鋼条材の冷
   却過程でその組成、加熱条件により定まる連続冷却変態
   （ＣＣＴ）開始ラインを切るときの該条件平均温度が４
   ５０℃〜５５０℃の範囲となる冷却速度をもたらすべき
   冷却能、すなわち実効的熱伝達係数を下記式に則り決定
   した３００℃以下の冷却液体を用いてオーステナイト化
   温度以上に加熱した該条材を、液温一定の条件下に連続
   的に冷却し、引続き該条材表面温度３００℃〜４００℃
   において冷却液体からしゃ断し、ついで大気中放冷又は
   さらに水冷を経て連続的に巻き取ることを特徴とする高
   炭素鋼条件の連続熱処理方法。 α。 −、、ｅ−ｂ・θＬしにα：実効的熱伝達係数１、θ″
   Ｌ：冷却液温、ａ、ｂ：冷却液体の種類、溶質およびそ
   の濃度、ならびに条材との界面流速差で規定される定数
   。 ２ 高炭素鋼条材の連続熱処理において、該鋼条材の冷
   却過程でその組成、加熱条件により定まる連続冷却変態
   （ＣＣＴ）開始ラインを切るときの該条材平均温度が４
   ５０℃〜５５０℃の範囲となる冷却速度をもたらすべき
   冷却能、すなわち実効的熱伝達係数を下記式に則り決定
   した３００℃以下の冷却液体中に、 オーステナイト化温度以上に加熱した該条材を浸漬し、
   冷却液体の循環による液温一定の条件の下に連続的に、
   該条材の表面温度が３００℃〜４００°Ｃになるまで冷
   却してしかるのち冷却液体中より導出し、ついで大気中
   放冷又はさらに水冷を経て連続的に巻取ることを特徴と
   する高炭素鋼条材の連続熱処理方法。 。 −−ｂ、θＬ ここにα。：実効的熱伝ｏ ａ、ｅ 連係数、θＬ：冷却液温、ａ、ｂ：冷却液体の種類、溶
   質およびその濃度、ならびに条材きの界面流速差で規定
   される定数。 ３ 高炭素鋼条材を連続的に冷却槽内冷却液体中に浸漬
   して熱処理を行う装置において、該冷却槽に該条材の浸
   漬時間を調節する案内手段と、槽内冷却液温を一定にす
   る循環手段とを設けたことを特徴とする高炭素鋼条材の
   連続熱処理装置。