JPS61147818A - 冷間加工用棒鋼・線材の製造方法 - Google Patents
冷間加工用棒鋼・線材の製造方法Info
- Publication number
- JPS61147818A JPS61147818A JP26640384A JP26640384A JPS61147818A JP S61147818 A JPS61147818 A JP S61147818A JP 26640384 A JP26640384 A JP 26640384A JP 26640384 A JP26640384 A JP 26640384A JP S61147818 A JPS61147818 A JP S61147818A
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- Japan
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- wire rod
- steel bar
- strength
- cold
- cooling
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- Granted
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（並架上のオリ用分野）
本発明は、自ｌｌ１ｉＩＩＩ阜その個の慎械部品を製造
するたのの冷開〃ａ工用棒鋼又は４材の製造方法に関す
るものである。
するたのの冷開〃ａ工用棒鋼又は４材の製造方法に関す
るものである。
（従来のナス？Ｆｉ）
近年における冷ｒｊＩ鍛造をはじめとする冷間加工用工
具の退歩並びに冷間加工用鉄銅材料の改良はめざましく
、大型製品やごく一部の高張力ボルトを除き、大部分は
冷間でボルト成形がなされている。これらに使用される
鉄鋼材料は、冷闇変形龍を高め、工具寿命を同上させる
ため、冷闇腋造前に軟化又は球状化現゛鈍し、冷開成形
後焼入・；児戻しを施し、所賛の強度を出すのが晋通で
ある。
具の退歩並びに冷間加工用鉄銅材料の改良はめざましく
、大型製品やごく一部の高張力ボルトを除き、大部分は
冷間でボルト成形がなされている。これらに使用される
鉄鋼材料は、冷闇変形龍を高め、工具寿命を同上させる
ため、冷闇腋造前に軟化又は球状化現゛鈍し、冷開成形
後焼入・；児戻しを施し、所賛の強度を出すのが晋通で
ある。
また、低炭素鋼にＴｉ、Ｂ、Ｎｂ、■等の析出強ｉ′ｃ
元木を添加し、縁材圧延後の強制ノ虱冷（ステルモア）
によって、強度を高めた丼肖質栂材の開発も活発に行な
われている（特開昭５３−５１１２１号公報、特開昭５
３−５６１２１号公報）。
元木を添加し、縁材圧延後の強制ノ虱冷（ステルモア）
によって、強度を高めた丼肖質栂材の開発も活発に行な
われている（特開昭５３−５１１２１号公報、特開昭５
３−５６１２１号公報）。
しかしながら、前記冷間取道前に軟化又は球状化現鈍を
行い、冷間成形後焼入れ・焼戻しを行う場合は、二仄加
工工程が長く、製造コストも高くなると（・う欠点があ
る。又析出強化元素を添加し。
行い、冷間成形後焼入れ・焼戻しを行う場合は、二仄加
工工程が長く、製造コストも高くなると（・う欠点があ
る。又析出強化元素を添加し。
称材圧延後強制凰冷を行う方法では、）原材強度が；Ｓ
加した分だけ変形抵抗が高くなり、コイルＦｊの強度ば
らつきが、熱処理を行なった調質′ｌＩ！４に比べ、３
〜５倍程度大きくなるという問題がある。
加した分だけ変形抵抗が高くなり、コイルＦｊの強度ば
らつきが、熱処理を行なった調質′ｌＩ！４に比べ、３
〜５倍程度大きくなるという問題がある。
七のため冷間加工用工具の屑甜が者しく１広下し、非調
質縁材の晋及の妨げとなっていた。また線径の太い線材
では、強制風冷によって十分な冷却速度が得られないた
め、ｘｏｔｍｔＺ５以上の非調質ボルトの１莱的製造は
、はとんど行なわれていないのが実情である。
質縁材の晋及の妨げとなっていた。また線径の太い線材
では、強制風冷によって十分な冷却速度が得られないた
め、ｘｏｔｍｔＺ５以上の非調質ボルトの１莱的製造は
、はとんど行なわれていないのが実情である。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、低Ｃ１高ＭｎＷ４から高延性で低変形抵抗の
一醇を製造する方法を提供するものである。
一醇を製造する方法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は種々の実験研死の結果、熱間圧延よの低炭
素銅線材を、熱湯浴中で冷却することにより、従来のス
テルモア冷却材より強度が高くなるほか、コイル内強度
ばらつきを大巾に低減できることを見い出した。また変
形抵抗については、前述の高価な析出強化元素を便用す
るより、むしろＣｉを瑠し、熱湯浴冷却でフェライト・
７ξ−ライト＝ａにすることによって、伸線加工後の変
形抵抗を低減できることを知見した。
素銅線材を、熱湯浴中で冷却することにより、従来のス
テルモア冷却材より強度が高くなるほか、コイル内強度
ばらつきを大巾に低減できることを見い出した。また変
形抵抗については、前述の高価な析出強化元素を便用す
るより、むしろＣｉを瑠し、熱湯浴冷却でフェライト・
７ξ−ライト＝ａにすることによって、伸線加工後の変
形抵抗を低減できることを知見した。
本発明はこれらの知見をもとになされたものであって、
亘ｌ略Ｃ０，１５チ以上０．３０％以下、 Ｓｉ０．
０３％以上０．５５％以下、１ｖｉｎ１．２％超２０％
以下を含有し、残部は鉄および不可避的不純物よりなる
鋼材を、棒鋼あるいは縁材に熱間圧延し、３〜１０秒間
徐冷または放耐後熱謎浴中で冷却することを特敵とする
冷間加工用棒鋼又は線材の製造方法である。
亘ｌ略Ｃ０，１５チ以上０．３０％以下、 Ｓｉ０．
０３％以上０．５５％以下、１ｖｉｎ１．２％超２０％
以下を含有し、残部は鉄および不可避的不純物よりなる
鋼材を、棒鋼あるいは縁材に熱間圧延し、３〜１０秒間
徐冷または放耐後熱謎浴中で冷却することを特敵とする
冷間加工用棒鋼又は線材の製造方法である。
本発明における化学成分並びに製造条件のＰ；ｉ定理由
を説明する。
を説明する。
Ｃは輪材の強度及び延性にきわめて重要な影臀な持つこ
とは周知の通りであるが、従来のＤａ ｊｊ！ｙと同等
以上の強度を得るには、引張強さで蝦低５５Ｋｇｆ／脳
２を必要としており、ＣＯ，１５％未渭ではこの目的が
達成できず、又０，３０％を超えると延性が劣化するほ
か、変形抵仇が過大となり、工具寿命が著しく短かくな
るので、０．１５％以上０．３０％以下とした。
とは周知の通りであるが、従来のＤａ ｊｊ！ｙと同等
以上の強度を得るには、引張強さで蝦低５５Ｋｇｆ／脳
２を必要としており、ＣＯ，１５％未渭ではこの目的が
達成できず、又０，３０％を超えると延性が劣化するほ
か、変形抵仇が過大となり、工具寿命が著しく短かくな
るので、０．１５％以上０．３０％以下とした。
Ｓｉは脱酸のために便用される以外に鉄に面浴し、降伏
点及び引張強さを増すが、０．０３％禾満では脱酸効果
が不十分であり、０．５５％を超えると延性が劣化する
他、冷間鍛造性が悪くなるので、０．０３％以上０．５
５％以下とした。
点及び引張強さを増すが、０．０３％禾満では脱酸効果
が不十分であり、０．５５％を超えると延性が劣化する
他、冷間鍛造性が悪くなるので、０．０３％以上０．５
５％以下とした。
冷間加工用鋼としては、Ｓｉｎ敏のほか、Ａｔ。
Ａｔ−３ｉ脱酸も多用されており、Ａｔは脱酸のため、
ならびに熱処４時の粕晶籾粗大化防止のために、０、Ｏ
ｊＯ係〜０．０６０チ添加するのが望ましい。
ならびに熱処４時の粕晶籾粗大化防止のために、０、Ｏ
ｊＯ係〜０．０６０チ添加するのが望ましい。
■痴は強度の上昇に著しく寄与し、かつ線材のミクロ組
ネを改良し冷間鍛造を容易にする。胤１．２％以下では
強度の改嵜が不十分であり、２．０チ超ではこれらの効
果が飽和し経済的でない。従って１．２％超２，０％と
定めた。
ネを改良し冷間鍛造を容易にする。胤１．２％以下では
強度の改嵜が不十分であり、２．０チ超ではこれらの効
果が飽和し経済的でない。従って１．２％超２，０％と
定めた。
その他の不純物は、造営この種の鋼に存在する＃、囲内
であれば許容し得る。
であれば許容し得る。
犬に熱間圧延後の冷却について述べる。圧延終了後３〜
１０秒間徐冷または放冷するのは、この間に線材温度を
均一化し、圧延によって不均一に１よっている結晶粒を
揃え、同時に剥離性の良いスケールの調整を行うもので
ある。この時間は、短かすぎるとその効果が得られず、
長すぎると結晶粒が粗大化し、スケールも厚くしかも強
固となって好ましくない。
１０秒間徐冷または放冷するのは、この間に線材温度を
均一化し、圧延によって不均一に１よっている結晶粒を
揃え、同時に剥離性の良いスケールの調整を行うもので
ある。この時間は、短かすぎるとその効果が得られず、
長すぎると結晶粒が粗大化し、スケールも厚くしかも強
固となって好ましくない。
仄に線材を熱湯浴中で冷却する第１の目的は、冷開加工
性を恐化させるＣ含有量の低（・μｍ材を用いて、所要
強度を得るために強制風冷よりも冷却速度を早めるため
であり、もうひとつの目的は。
性を恐化させるＣ含有量の低（・μｍ材を用いて、所要
強度を得るために強制風冷よりも冷却速度を早めるため
であり、もうひとつの目的は。
強制ｉｓＬ冷では縁材リングの菫なり部において、風量
の差異が生じ、強度ばらつきが調質鋼に比べ著しく大き
くなるのに対し、熱湯冷却では、リング重なり部も蒸気
層におおわれ、安定的な膜那Ａ冷却により冷却速度をほ
ぼ一定とし、強度のばらつきを非常に小さくするためで
ある。な２、不発明に係る熱湯は、９５℃以上１００℃
以下の温度とする。
の差異が生じ、強度ばらつきが調質鋼に比べ著しく大き
くなるのに対し、熱湯冷却では、リング重なり部も蒸気
層におおわれ、安定的な膜那Ａ冷却により冷却速度をほ
ぼ一定とし、強度のばらつきを非常に小さくするためで
ある。な２、不発明に係る熱湯は、９５℃以上１００℃
以下の温度とする。
これまで熱間圧延直後の高炭紫銅詠材の熱湯冷却につい
ては、徨々研究されており、従来の独制市却に比べ、強
度か蔦くそのばらつきも小さいということは既に公知で
ある。しかし低炭素銅についての効果は昶られていない
。特にｌｈを超える祢材につ−・ては顧みられて℃・な
かった。
ては、徨々研究されており、従来の独制市却に比べ、強
度か蔦くそのばらつきも小さいということは既に公知で
ある。しかし低炭素銅についての効果は昶られていない
。特にｌｈを超える祢材につ−・ては顧みられて℃・な
かった。
本発明＠等は種々の実該研死の佑果、先に述べたように
、低炭素アー腺材を圧延後３〜１０秒間放冷してから熱
湯冷却することにより、これまで高炭素Ｗ４味材で得ら
れていたコイル内強度ばらつきに対して、さらにバラツ
キを小さくできることを見い出した。
、低炭素アー腺材を圧延後３〜１０秒間放冷してから熱
湯冷却することにより、これまで高炭素Ｗ４味材で得ら
れていたコイル内強度ばらつきに対して、さらにバラツ
キを小さくできることを見い出した。
この理由はオーステナイト粒径を均一化し、その後の均
一な熱−冷却により、結晶粒径の整ったフェライト・パ
ーライトの変態組織を得ることが出釆ることと、線材表
面に適度の厚さのスケールを均一に付看させることによ
って、温水中での梯騰膜が女定し、冷却速度の均一性が
向上するためである。
一な熱−冷却により、結晶粒径の整ったフェライト・パ
ーライトの変態組織を得ることが出釆ることと、線材表
面に適度の厚さのスケールを均一に付看させることによ
って、温水中での梯騰膜が女定し、冷却速度の均一性が
向上するためである。
熱湯冷却の＠姑温度は、フェライト、パーライト変態が
開始する温度より高い約９００℃からでもよいが、パー
ライト変態開始直上の約７００℃までクーリングトラフ
で急冷し、３〜１０秒間徐冷または放冷後、熱湯冷却し
た場合には、フェライト量が低減し、ラメラ−間隔が細
くなり、強度が上昇するほかスケールも薄く剥離しやす
くなる。
開始する温度より高い約９００℃からでもよいが、パー
ライト変態開始直上の約７００℃までクーリングトラフ
で急冷し、３〜１０秒間徐冷または放冷後、熱湯冷却し
た場合には、フェライト量が低減し、ラメラ−間隔が細
くなり、強度が上昇するほかスケールも薄く剥離しやす
くなる。
またｄｉ浴からの引き上げ温度を、４００℃以上パーラ
イト変態温変態下とすれば、フェライト中に過飽和に固
溶しているＣ、Ｎの析出が進行し、冷間加工後の歪時効
による延性低下を防止できるとし・う効果が得られる。
イト変態温変態下とすれば、フェライト中に過飽和に固
溶しているＣ、Ｎの析出が進行し、冷間加工後の歪時効
による延性低下を防止できるとし・う効果が得られる。
次に本発明の実施例を示す。
第１表に供試材の化学成分を示す。表中Ｂ１〜Ｂ３は比
較例で、他はすべて本発明に係る鋼材である。これらの
−は、瘍解後販造、又は圧延により１６２關グ鋼片とな
し、第２表に示す条件で９．１５及び１８１１！φ麿材
に圧延し、９７〜９９℃の熱湯中冷却あるいは通常の冷
却を行なった。
較例で、他はすべて本発明に係る鋼材である。これらの
−は、瘍解後販造、又は圧延により１６２關グ鋼片とな
し、第２表に示す条件で９．１５及び１８１１！φ麿材
に圧延し、９７〜９９℃の熱湯中冷却あるいは通常の冷
却を行なった。
引張試験結果を第３表に示す。同表に示すとおり、本発
明にかかる材料の引張強さと収りのバランスは著しく良
好であり、コイル内の強度ばらつきも非常に小さい。ま
たスケールの塩ば酸洗剥離性も著しく同上している。特
に潅取温度を下げ、７００℃から４００℃の温度域を熱
湯浴冷却したＡ３、Ａ４は、より一層の高強度でスケー
ル剥離時間の短縮が可能である。しかし本発明の範囲外
のＢ１〜Ｂ３は、第１図に示すとおり、強度と絞りのバ
ランスが悪く強度ばらつきも太きい。またスケール剥離
にも長時間を要しており、スケール剥離性が恋い。
明にかかる材料の引張強さと収りのバランスは著しく良
好であり、コイル内の強度ばらつきも非常に小さい。ま
たスケールの塩ば酸洗剥離性も著しく同上している。特
に潅取温度を下げ、７００℃から４００℃の温度域を熱
湯浴冷却したＡ３、Ａ４は、より一層の高強度でスケー
ル剥離時間の短縮が可能である。しかし本発明の範囲外
のＢ１〜Ｂ３は、第１図に示すとおり、強度と絞りのバ
ランスが悪く強度ばらつきも太きい。またスケール剥離
にも長時間を要しており、スケール剥離性が恋い。
第４表は、３０％前後の伸線な行なった後の引張性質を
示す。但し、比較例のＢ３は、現状の製造工程と同じよ
うに、球状化焼鈍後１ｍの伸線を施した。ここに示す変
形抵抗は、ボルト成形前の谷供試鋼、―を用いて測定し
たものであり、この畝値が低い程、冷開鍛造時の工具寿
命が同上することが分かつている。
示す。但し、比較例のＢ３は、現状の製造工程と同じよ
うに、球状化焼鈍後１ｍの伸線を施した。ここに示す変
形抵抗は、ボルト成形前の谷供試鋼、―を用いて測定し
たものであり、この畝値が低い程、冷開鍛造時の工具寿
命が同上することが分かつている。
谷・洪試糸峠を、旋盤にて突切り加工し、据込み〃ロエ
用円柱試４〔但し、据込み比（間さ／直径）１．５に調
整〕を作成して、万能試験片のひずみ速度を、１／秒に
て据込み加工（但し、据込み圧板は同心円溝付き丙束型
超硬圧板を使用）を行ない、区加工時の変形抵抗をＭｌ
ｊ定した。
用円柱試４〔但し、据込み比（間さ／直径）１．５に調
整〕を作成して、万能試験片のひずみ速度を、１／秒に
て据込み加工（但し、据込み圧板は同心円溝付き丙束型
超硬圧板を使用）を行ない、区加工時の変形抵抗をＭｌ
ｊ定した。
変形抵抗値は、対ばひすみ（Ａｎ Ｈａ／Ｈ（但し、Ｈ
ｏおよびＨはそれぞれ初勘試枳片長さおよび据込み加工
後の試験片長さを表わす））１．５にて求めたものであ
り、据込み加電を変形後の試験片の断面積で除したもの
である。
ｏおよびＨはそれぞれ初勘試枳片長さおよび据込み加工
後の試験片長さを表わす））１．５にて求めたものであ
り、据込み加電を変形後の試験片の断面積で除したもの
である。
これによると、本発明鋼はいずれも球状化焼鈍後に伸線
したＢ３とほぼ同じ変形抵抗となり、実際のヘッディン
グ加工には、充分耐える値である。
したＢ３とほぼ同じ変形抵抗となり、実際のヘッディン
グ加工には、充分耐える値である。
しかし本発明の範囲外のＢ１、Ｂ２は変形抵抗が扁く、
工具寿命が著しく低下するため実用には適さない。
工具寿命が著しく低下するため実用には適さない。
第５表はこれを六角ボルトに成形した後の引張性質を示
す。ボルトの引張試験は、角度ｌＯ°のくさび引張を用
い、強度と頭飛びの有無を調べた。
す。ボルトの引張試験は、角度ｌＯ°のくさび引張を用
い、強度と頭飛びの有無を調べた。
この結果、本発明の銅線は、引張強さ８０に９ｆ／隠２
以上で頭飛びもなく、ＪＩＳ Ｂ １０５１ （１９７
６年）のｒ８．８Ｊボルト・小ねじ用Ｍ［として、良好
な特性を備えていることが分かる。比較例のＢ１．Ｂ２
は、引張強さが低く１．従米工程並に現入・宍戻しを行
なったＢ３のみ、引張強さｆ３ Ｑ Ｋｙｆ ／関２以
上となっている。
以上で頭飛びもなく、ＪＩＳ Ｂ １０５１ （１９７
６年）のｒ８．８Ｊボルト・小ねじ用Ｍ［として、良好
な特性を備えていることが分かる。比較例のＢ１．Ｂ２
は、引張強さが低く１．従米工程並に現入・宍戻しを行
なったＢ３のみ、引張強さｆ３ Ｑ Ｋｙｆ ／関２以
上となっている。
第 ４ 表
×球状化焼鈍後伸線
第 ５ 表
（発明の効果）
以上のように、本発明に係る低炭素＠４棒餉および線材
は、伸−１冷間鍛造等においても十分に低℃・変形抵抗
が維持される。従って、冷間鍛造時の工具寿命を悪化す
ることなしに、従来実施されている球状化焼鈍、屍入れ
・焼戻し工程を省略でき。
は、伸−１冷間鍛造等においても十分に低℃・変形抵抗
が維持される。従って、冷間鍛造時の工具寿命を悪化す
ることなしに、従来実施されている球状化焼鈍、屍入れ
・焼戻し工程を省略でき。
太１晶な節減効果をもたらす。
また、熱間圧延後、冷間〃ａ工を施して得られる調味は
、伸び、絞り、変形能等にすぐれ、ＪＩＳ Ｂ１０５１
（１９７６年）の ｒ ８．８４ボルト・小ねじ等と
して、従来材を便駕する品質特性が得られる。
、伸び、絞り、変形能等にすぐれ、ＪＩＳ Ｂ１０５１
（１９７６年）の ｒ ８．８４ボルト・小ねじ等と
して、従来材を便駕する品質特性が得られる。
更には、スケールの機械的剥離性あるいは一況による化
学的剥離性も著しく改善でき、Ｍ１０ボルト以上の太径
ボルトの製造も可能となった。
学的剥離性も著しく改善でき、Ｍ１０ボルト以上の太径
ボルトの製造も可能となった。
第１図はム１〜９の一材の圧延ままおよび伸綴後の引張
強さと収りの関係を示す図表である。
強さと収りの関係を示す図表である。
Claims (1)
- 重量％で、Ｃ０．１５％以上０．３０％以下、Ｓｉ０．
０３％以上０．５５％以下、Ｍｎ１．２％超２．０％以
下を含有し、残部は鉄および不可避的不純物よりなる鋼
材を、棒鋼あるいは線材に熱間圧延し、３〜１０秒間保
冷または放冷した後、熱湯浴中で冷却することを特徴と
する冷間加工用棒鋼・線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26640384A JPS61147818A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 冷間加工用棒鋼・線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26640384A JPS61147818A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 冷間加工用棒鋼・線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147818A true JPS61147818A (ja) | 1986-07-05 |
| JPS6357484B2 JPS6357484B2 (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=17430443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26640384A Granted JPS61147818A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 冷間加工用棒鋼・線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147818A (ja) |
Cited By (3)
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| US20120118443A1 (en) * | 2009-08-04 | 2012-05-17 | Posco | Non-heat treated rolled steel and drawn wire rod with excellent toughness, and method for manufacturing the same |
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-
1984
- 1984-12-19 JP JP26640384A patent/JPS61147818A/ja active Granted
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