JPS6022050B2 - 棒鋼線材の球状化方法 - Google Patents

棒鋼線材の球状化方法

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JPS6022050B2
JPS6022050B2 JP273979A JP273979A JPS6022050B2 JP S6022050 B2 JPS6022050 B2 JP S6022050B2 JP 273979 A JP273979 A JP 273979A JP 273979 A JP273979 A JP 273979A JP S6022050 B2 JPS6022050 B2 JP S6022050B2
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JP
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steel wire
wire rod
heating
strand
temperature
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JP273979A
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毅 井上
晃司 金子
哲夫 十代田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/525Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は榛鋼線材の球状化方法に関し、さらに詳しくは
、様鋼線材に均一な球状化組成を短時間の熱処理によっ
て得ることのできる穣鋼線材の球状化方法に関するもの
である。
従来より榛鋼線材を熱処理することによって榛鋼の組織
を球状化して比較的硬度の低い、かつ、級性を有する榛
鋼線材とすることが行なわれてきている。
しかしながら、従釆より使用されてきている熱処理炉で
コイル状のままの榛鋼線材をバッチ処理するものでは、
熱処理炉の内部温度のばらつきやコイル状の樺鋼線材の
コイル内での温度のぱらつき等のために藤鋼線材の内部
組織を均一にすることは困難であったのである。
そして、このために榛鋼線材の球状化組織の充分でない
或る程度悪い部分でも満足すべき品質とするために全体
として過剰品質となるよう条件を設定せざるを得なかっ
たのである。また、上記のような球状化するための樺鋼
線材の熱処理には非常に時間がかかったのである。因に
、上記に説明したように麹鋼線材の球状化処理するバッ
チ方式では、榛鋼線材のコイル内の位置によって昇温速
度が異なるための加熱温度に達するまでの時間がばらつ
き、かつ、長時間かかり、加熱時間(保持時間)を一定
にすることができないので、反応速度の遅い温度、即ち
、へ点以上の温度を使用しなければならず、非常に長時
間の熱処理と厳密な温度管理を行なっているのである。
そして、このバッチ処理で生産性をあげるためには一度
に大量のコイル状榛鋼線材を熱処理する必要があり、そ
のためには大型の設備がいるのである。上記の従来のバ
ッチ方式のコイル状の捧鋼線材の球状化処理の問題点を
改善しようとしたのが、モルガンの方法である。
(特公昭51一33053号公報)。この方法は、穣鋼
線材を熱間圧延した後、非同′○リング状にしてから急
冷して微細パーラィト、マルテンサィト或いはベイナン
ト組織とし、加熱炉中をベルトコンベアにより移送して
連続的に熱処理を行ない様鋼線材の組織を球状化するの
である。しかして、この方法は、榛鋼線材を球状化し易
いような焼入組織とし、熱処理を行なうことによって品
質の均一化と処理時間の短縮化にある。しかしながら、
上記のように競入組織から出発すると球状化炭化物が非
常に微細となるため硬度があまり低下せず、また、連続
して冷却帯、加熱炉を移送する時にコイル状であるため
にコイル状の藤鋼線材の場所によって品質のばらつきが
発生するという問題点がやはり存在するのである。本発
明は、上記に鰻々説明したように、榛鋼線材の球状化処
理における欠点や問題点を解決したものであって、榛鋼
線材をストランド状で処理することによって均一な球状
化組織が得られるとともに、その処理時間を大幅に短縮
することのできる榛鋼線材の球状化方法である。‘1)
圧延樟鋼線材をストランド状態において、300午C/
min以上の加熱速度で780oo以上の温度に急速加
熱してから、スパイラル状態において68000近傍の
温度まで200/min以下の冷却速度で徐冷すること
を特徴とする榛鋼線材の球状化方法を第1の発明とし、
{2} 圧延榛鋼線材をストランド状態において球状化
を促進するために約50%の袷間加工を施してから、3
00℃/min以上の加熱速度で78び0以上の温度に
急速加熱してから、スパイラル状態において680℃近
傍の温度まで200/min以下の冷却速度で徐冷する
ことを特徴とする捧鋼線材の球状化方法を第2の発明と
し、{31 ストランド状棒鋼線材を最終熱間圧延後パ
−ライト変態するように冷却し、ストランド状態におい
て30ぴ○/min以上の加熱速度で780qC以上の
温度に急速加熱してから、スパイラル状態において68
ぴ0近傍の温度まで200/min以下の冷却速度で徐
冷することを特徴とする榛鋼線材の球状化方法を第3の
発明とし、【4’ストランド状棒鋼線材の最終熱間圧延
後、パーラィト変態するように冷却し、引続いてストラ
ンド状榛鋼線材に球状化を促進するために約50%の冷
間加工を施してから、300午0/min以上の加熱速
度で780℃以上の温度に急速加熱し、その後、スパイ
ラル状態において680℃近傍の温度まで2℃/min
以下の冷却速度で徐冷することを特徴とする捧鋼線材の
球状化方法を第4の発明とする4つの発明からなるもの
である。
以上、本発明に係る榛鋼線材の球状化方法について詳細
に説明する。
一般的にいう、捧鋼線材の熱処理において、パーライト
をA,点以上に加熱するとセメンタイトの溶け込みがお
こるが、完全に溶け込まない状態でA,点以下に冷却す
る。
そして、A,点以下に冷却すると未溶解のセメンタイト
が核となって球状化が起るが、この場合、加熱温度が高
い程セメンタィトの溶け込み速度が遠くなるが、最適加
熱時間も短か〈なるのである。しかして、本発明に係る
榛鋼線材の高速球状化方法においては、従来のように相
重なった非同心のリング状で処理するのではなく、榛鋼
線材をストランド状として処理するものであるから、ス
トランド状の榛鋼線材の加熱速度、加熱温度及び加熱時
間等を正確にコントロールすることができるので、反応
速度の速い、上記したA,点よりも相当高い温度を用い
ることができる。
従って、ストランド状の榛鋼線材を均一な球状化組織に
するのに短時間の熱処理によって得ることができるもの
である。また、さらに球状化処理の時間を短縮するため
に、加熱前、または、昇温途中において塩間加工や冷間
加工を行なってもよいものである。本発明に係る榛鋼線
材の球状化方法においては、クロムモリブデン鋼(JI
S規格、SCM、クロム鋼(JIS規格SCr)、高炭
素クロム軸受鍵(JIS規格SUJ)及び機械構造用炭
素鋼(JIS規格SC)等の各種鋼材を使用することが
できる。次に、本発明に係る棒鋼線村の球状化方法につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
第1図aはコイル状圧延線村1をストランド状Wにして
加熱器2で急速に加熱してから相重なるスパイラル状線
材3として従冷する場合の概略図である。
この場合コイル状圧延線材1はどのような工程により作
られたものでもよいのである。例えば、このコイル状圧
延線村1の材質として、SCM4(CO.38%、Si
o.26%、Mno.73%、Crl.03、Moo.
19%)を用いた場合に、第2図に示すように、室温(
R.T)から1000qC/hinの加熱速度で、Ac
,以上のT,までストランド状Wを加熱器2で加熱し、
次いで、T,からAc,直下のT2(7〆0)までを比
較的急速に冷却し(例えば水冷で)10000/min
、そしてスパイラル状線材としてLからL(650つ○
)までを2℃/minの冷却速度で従冷し、Lから空冷
するものである。この場合、コイル状圧延室温(R.T
)では第4図aに示す顕微鏡写真(倍率×1000)の
ように、圧延のままの組織であるが、第4図bに示すよ
うにT,780qoに加熱するとやや球状化した組織と
なり、T,820qoに加熱すると第4図cに示す顕微
鏡写真のように可成り球状化の進んだ組織となっており
、さらに、T,860午0に加熱すると第4図dに示す
ように組織は殆んど球状化していることがわかる。
このように、急速加熱を行なう前に冷間加工を全然行な
わなくても、加熱温度を適当に選択することによって榛
鋼線材の組織を充分に球状化することができるのである
。なお加熱器2としては高周波誘導加熱、電気抵抗加熱
を適用することが望しし、。第1図bは、コイル状圧延
線材1をストランド状Wにして加工機4で約50%の冷
間加工を行ない、次いで加熱器2で急速加熱を行なって
後相重なるスパイラル状の線材3として従冷する場合の
概略図である。
このコイル状圧延線材1はどのような工程により作られ
たものでよいのである。そして、例えば、この冷却コイ
ル状線村1の材質としてSCM4を用い第2図に示すヒ
ートパターンにより処理する場合に、ストランド状Wで
室温R.Tから10ぴ○/minの加熱速度でT,に急
速加熱し、T,からT2(720℃)までは100℃/
min、T2(720℃)から公(腿ooo)までは2
℃/minの冷却速度で従冷し、LからAOまで冷却す
るのである。この場合、第5図aは室温(R.T)で5
0%の袷間加工したままの顕微鏡写真で、第5図bはL
78ぴ○の場合の顕微鏡写真ですでに球状化が進んでい
ることがわかる。また、第5図cはT,が820℃の時
で球状化組織となっており、第5図dはT,が860℃
の場合で完全な球状化組織となっている。また、第3図
に示すように、約50%の袷間加工を行なったままのS
CM4の線材の硬度はHvは略略270と高いが、T,
780qoではHvは略225となり、T,が820q
o及び860qoではHvは約20の畠度となっている
。このように、冷間加工を行なうことによって、椿鋼線
材を急速加熱した時により球状化を促進することができ
、そして、より熱処理時間を短縮して組織の球状化と硬
度の低下を達成することができるのである。なお第3図
の線hはコイル状圧延線材1のそのままの硬度である。
第1図cは、ストランド状W榛鋼線材をロール5により
最終熱間圧延し、これを冷却器6によってストランド状
W榛鋼線材の組織をパーラィト変態を行なうように冷却
するのである。
そして、冷却によりパーラィト変態を終了したストラン
ド状榛鋼線材を加熱器2により急速加熱してから相重な
ったスパイラル状のコイル線材3として従冷するのであ
る。この場合に、ストランド状榛鋼線材の最終熱間圧延
後の冷却によりパーラィト変態を行なわせるのは、良好
な球状化組織をえやすくするためである。また、冷却後
の急速加熱及び従冷は第1図aの説明と略同様に行なえ
ばよいのであり、その作用及び効果も同じである。第1
図dは、ストランド状W機鋼線材をロール5により最終
熱間圧延し、次いで、これを冷却器6で榛鋼線材の組織
がパーラィト変態を行なうように冷却するのである。
引続いてこのパーラィト変態が行なわれたストランド状
榛鋼線材を加工機4で、球状化を促進させるために充分
な冷間加工を行ない、続いて加熱器2で急6速加熱をし
てから相重なるスパイラル状のコイル線材3として従冷
するのである。この場合に、綾鋼線材はバーラィト変態
をするように冷却され、かつ、球状化を促進するように
袷間加工がなされているから、急速加熱を行なうことに
よって、樺鋼線材の組織は短時間に球状化することは明
らかである。
この第1図dにおいては、袷間加工、急速加熱及び徐冷
の工程は第1図bの説明と同様であり、また、その作用
及び効果についても同じである。次に本発明に係る榛鋼
線材の高速球状化方法についての実施例を説明する。
〔実施例〕
第1表に示す3種の圧延鋼線材を第1図に示すようなス
トランド状態Wにして高周波誘導加熱2により急速加熱
した後、コイル状に巻取り徐冷した。
第1表化学成分(wt努) 各圧延鋼線材のヒートパターンは次のとおりである。
M.1 室温→760oo 加熱温度 30ぴ○ノ
min760午○→70び0 冷却速度 10ぴ0
/min700qC→服0℃ 冷却速度 200/
min船びo→室温 空冷恥.2 室温→滋oqo
加熱足度: 300℃/min880qo→800o
o 冷却速度: 100℃/min8800qo→68
0午0 冷却速度: 2℃/min紙ooo→室温
空冷M.3 室温→730℃ 加熱速度 300
℃/min730→720℃ 冷却速度 10ぴ
0/min720→磯0℃ 冷却速度 2℃℃/m
in680℃→室温 空冷上記ヒートパターンにより
球状池処理した各圧延鋼線材の顕微鏡組織(倍率×10
00)を第6図に示し(同図aはM.1、bは地.2、
cはNo.3の顕微鏡組織を示す。
)、硬度(Hv)を下記に示す。M.I
Hv=155紬.2
Hv=234船.3
Hv=200第6図から
知れるように本発明法によれば従釆法と遜色のない均一
な球状化組織が得られ、硬度も十分低くなっており、大
幅な熱処理時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の略図、第2図は本発明のヒー
トパターンの1例を示す図、、第3図は球状化加熱温度
と硬度の関係を示す図、第4,第5図は本発明のSCM
4の線材に適用した場合の各ヒートパターンにおける顕
微鏡組織(倍率×100M音)を示し、第4図のaは圧
延まま、bは780午0加熱、cは820℃加熱、dは
860℃加熱したときの組織、第5図のaは50%冷間
圧延したまま、さらにbは780qo加熱、cは82ぴ
○加熱、dは86ぴ○加熱したときの組織を示す。 第6図は本発明の実施例を示す顕微鏡組織(倍率×10
00倍)で、aはS40線材、bはSUJ2線材、cは
SWRCH41K線材である。W:ストランド状線材、
1コイル線材、2加熱器、3スパイラル状線材、4加工
機、5最終熱間圧延機。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延棒鋼線材をストランド状態において、300℃
    /min以上の加熱速度で780℃以上の温度に急速加
    熱してから、スパイラル状態において680℃近傍の温
    度まで2℃/min以下の冷却速度で徐冷することを特
    徴とする棒鋼線材の球状化方法。 2 圧延棒鋼線材をストランド状態において球状化を促
    進するために約50%の冷間加工を施してから、300
    ℃/min以上の加熱速度で780℃以上の温度に急速
    加熱してから、スパイラル状態において680℃近傍の
    温度まで2℃/min以下の冷却速度で徐冷することを
    特徴とする棒鋼線材の球状化方法。 3 ストランド状棒鋼線材を最終熱間圧延後パーライト
    変態するように冷却し、ストランド状態において300
    ℃/min以上の加熱速度で780℃以上の温度に急速
    加熱してから、スパイラル状態において680℃近傍の
    温度まで2℃/min以下の冷却速度で徐冷することを
    特徴とする棒鋼線材の球状化方法。 4 ストランド状棒鋼線材の最終熱間圧延後、パーライ
    ト変態するように冷却し、引続いてストランド状棒鋼線
    材に球状化を促進するために約50%の冷間加工を施し
    てから、300℃/min以上の加熱速度で780℃以
    上の温度に急速加熱し、その後、スパイラル状態におい
    て680℃近傍の温度まで2℃/min以下の冷却速度
    で徐冷することを特徴とする棒鋼線材の球状化方法。
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