JPS62196327A - 冷間鍛造用高炭素棒線材の製造方法 - Google Patents

冷間鍛造用高炭素棒線材の製造方法

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JPS62196327A
JPS62196327A JP3499086A JP3499086A JPS62196327A JP S62196327 A JPS62196327 A JP S62196327A JP 3499086 A JP3499086 A JP 3499086A JP 3499086 A JP3499086 A JP 3499086A JP S62196327 A JPS62196327 A JP S62196327A
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cold
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carbon wire
finish rolling
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Toshimichi Mori
俊道 森
Takeo Harada
原田 武夫
Kenichiro Naito
賢一郎 内藤
Tetsuya Oba
大庭 哲哉
Toshihiko Takahashi
高橋 稔彦
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は冷闇力0工さnる棒線材の軟化焼鈍省略を可能
ならしめる製造方法に関するものである。
(従来の技術) −Sに自S車用のアウターレースト等の部品には、  
5aoc〜860Cクラスの機械構造用−が使用されて
いる。しかしこのクラスの−は熱間圧廷ままでは非常に
硬いため、前方押出しや後方押出等の冷闇力O工に先立
ち、金型およびダイス等の工具寿命延長対策と(、て軟
化のための焼鈍処理が行なわれている。そ[−て冷間I
JU工後は疲労強度改善のため、冒周彼等にエリ表面焼
入れが行なわれる。上記工程において、軟化崗鈍処理に
は高f、’ff1llでしかも長時間の加熱が必要なた
め多大なエネルギーを要し、また熱処理コスト増および
生産性の低下を招いており、熱闇圧延時における直接!
■化核技術開発が期待されている。
従来ρ為ら熱間圧延−材の軟質化の方法として圧延直後
〃λら保熱炉や徐冷カバー等?利用して優冷却し軟質化
する方法や、あるいは特開昭58−58235号公報に
記42されているように、加熱おLび圧延温1ffr低
めにコントロールしてオーステナイト結晶粒の微細比?
図り、焼入性を低下させ圧を後の放耐中にフェライトお
よびノぞ一うイト変聾r付なわせる方法が行なわれてい
る。しかしこれらの方法は、合金元素を多tに言む鋼材
で大気中に放冷した場合でも、マルテンサイトまたはベ
イナイト等の極めて硬い組織ff発生する鋼材について
は:g R#な方法であるが、フェライトおよびノに一
うイト岨懺?呈する8 30 C〜860Cクラスの機
械4造用−に対して硬さを大幅に低下させることは不o
T能であった、 (発明が解決しょうとする問題点) 本狛明は従来軟化q8鈍後冷間加ニブれていた高炭素の
接線構造用−について、軟化焼鈍を省略しても冷間加工
が可能なまでに変形抵抗が低域出来る高炭素棒線材の製
造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) 本発明の要旨は、重り予で、C: fl、 30〜(1
6゜%、Si : 11.10 % IJ ”F、  
Mr+ : il、 20〜+1.50 %、Cr :
 +1.50%以下、S : 11002〜11050
%、A# : rl、 01〜0.10 %、B : 
0.0005 Ml、0100係、Ti : 0.00
5〜(1100’I= f含ML2、ざらに必要により
Nb : 11.005〜11.300%、V:0. 
Q 05〜o、 300%、Ph : o、 05〜+
120%の1種以上?き有し、残部がIreおよび不純
物から成るmr用いて、仕上圧延!1650〜750℃
で終了し、その後11.2〜15℃/secの速さで冷
却することを′待機とする冷聞鍛造用旨炭素捧、叙材の
製造方法である。
(作用) 仄に本発明に使用する−の流分を定めた理由について記
述する。
CVi王延後の棒線材の強度?高めると共に、高周波焼
入によって表面強度を高め耐疲労特注を改善する几めに
必要な元素でfl、 30 %未満では所蔵の強度およ
び耐疲労特注が得られない。またフェライト貨が著しく
多くなるため、本願の目的である軟質化の度合も少なく
なり、また必要性も小さい、、0吋がI)、 60係を
超えると強度が旨くなりすさ、軟化焼鈍省略が不可能と
なることからc言は11、3 Q〜11.6 Q %と
した。
Slはフェライト中に固溶してフェライトの強度全高め
冷jNeを低下させるので少ない方がよい。
し刀>l、Siは脱酸作用を有しており、A4の脱酸を
看干補助する目的で11.104 i上限として添カロ
する。
MnはSiと同様に冷鍛性を低下させるため少なり方が
よい6[、か1.破削注改善のために添カ□するSが熱
間脆化テひきおこすため、これを防止するには〜ln添
7′J[1が不可欠である。これにSi f大幅に低絹
しているため脱酸剤としての役割をも持たせ、fl、 
2 Q〜0504に規定した。
Crri焼入af高める元素として重要な元素であるが
、一方・ぞ−ライト変態湛度全高7B化する作用があり
、その結果ラメラ間隔が粗くなり硬き全低下ζせるが、
(1,50係?超えると強度が冒くなりすざ、変形抵抗
が増大するようになるので上限を()50%とした。
SはMnと結合してMr+ S k形成し、冷間加工時
の変形能全低下させるため少ない方がよいので、下限は
通常の転炉で製造可能な童として0.002チとした。
一方、Sは破削好の改善に欠かせない元素であり、破削
注改善のためには多い方が工いが、0. 0504 k
越えると逆に変形能が著しく低下するので、8首は11
.002〜〔1,050%とした。
Alは重要な脱酸剤であるほかオーステナイト結晶粒の
粗大化を防止し、変形能および靭性r向上ζせる元素で
ある。このためには最低限f1.014μ上必要であり
、またfl、 l Oチを超えるとアルミナ糸の介在物
が多くなり’iAの嘴争度が悪化し、変形能および切曲
が劣化するので上限は1)10%とした。
Bは後述するTiと組合せて添加することによって焼入
性が著しく増大し、Mn * Cr咎の元素を減らすこ
とが可能となる6またBにンま、−材の晶温度からの冷
却においてツク−ライト変態を一段と短詩1ifi V
c終了させる移注がある。しかしB量が11.0005
%未満では上記の効果が小さく、また0、 01004
を超えると粗大なり化合物が粒界および粒内に析出し、
焼入性がかえって低下するほか脆化分引き起こすため、
o、 0005〜o、0100チに駆足した。
T1は鋼中のN f T’iN  Q形で補足し、Bの
もっ軟質1じ機能を十分に発揮させるもので、このため
にはNtとの関係で最低(1,005’Z以上必要であ
り、また()10憾を超えるとI′lW#度が悪化し靭
ヰが劣化するので、これを上限とした、 なお、四囲をさらに改善したい場合はNb  およびV
の添加が効果的であり、その量としては両元素共11.
005〜11.30040軸囲とする。理由は、圧延過
程においてオーステナイトの再結晶温度を旨めることK
より、変態後のフェライトおよびパーライト粒を畝細化
し、靭性を改善する友めである。
また、高速#J鋼工具等のように切削性の要求材VC対
してはPhを11.05〜0.20%の範囲で添加する
が、これにより切り屑破壊件全改良し、切削工具寿命?
延長する大きな効果がある、次に仕上圧延温健に650
〜750″CVc規定した理由について以下に述べる。
前述の酸分要件を満たす鋼は、7501:を超えて仕上
EE廷を行ない、その後火気中で放冷しても比較的柔ら
かいフェライトおよびノe−ライト組絨が得られる鋼種
である。
しかしこの場合には変形抵抗が筐だ高く、圧延材をその
まま冷間鍛造することは出来ない。これに対し750′
C以下で仕上圧延を行なうことによって、Bによるパー
ライト変態の高温化が強化されノぞ−ライトがより軟質
化するほか、/′?−ライト変態前のフェライトの析出
も促進され7工ライト分嘉が増大する。このため変形抵
抗が著しく低下し、圧延材をそのまま冷間鍛造すること
が出来る番を見い出した。この新矧見に基づいて仕上圧
延@度は750℃以下に制限した。また仕上王延温fを
650℃未満の低い温度で行なった場合には、圧延時の
加工歪が残留し、変形抵抗が増加するため下限@度は6
50℃とじ九、 ざらに圧延後の冷却速度の下限を0.2℃/secとし
たのは、これ以下の緩冷却によってもざほど大きな軟質
効果が期特出米ないためであり、また上限冷速は、前述
の成分要件を満たす鋼を用いて前述の仕上圧延@度で圧
延を行なえば特別な徐冷を行なわすとも軟質材が得られ
るため、10IaIφ材の空冷に相当する冷速として1
.5℃7secとした。
(実施例) 次に実施例について述べる。
第1表は供試材の化学絹底を示す、 供試材としてCtが1145%、rl、 49 %およ
び(155チの鋼(a、  、cm)の他に、比較材と
して機械構造用炭素鋼835C(d鋼)、840CIP
’A4)bよび548C(fl#1に適合する化学i分
の120φ・ビレ・ノド?用いた。
また第2表VCl20φビレツトのり口熱温Ill’お
よび仕上圧延幌畦を示す。
第 2 表 各−共、加熱偏度は1075℃および955℃に調整し
、仕上圧延温間はA法(925℃)およびB法(740
℃)の2水準で行ない、30咽の丸棒@に王蝋した。仕
上圧延後の冷却1は各索具いずれも()、9℃/ se
cの速さで冷却した。
次にこのようにして製造した圧延材の冷間鍛造性を調介
する几め、引張強度および圧縮時の変形抵抗の試験2行
なった。引張試顔[はJ [84号試験片を、また変形
抵抗試験にtd 8 ma (直径)×12(高さ)の
試験片をそれぞれ棒鋼の1/2R(R:半径)部から採
取し試験に供した6第3衣に機械試I瑛結果?示す。
第 3 衣 本発明の灰分要件?/満すMを用いて、従来水準の仕上
ml!t:(92s℃)で圧延を終了した場合の相当m
 il 1.5における+145 C声+a’AI 。
0. 49 C%4 (b @)および0.55 C’
314 (c鋼)の変ノに抵抗は、それぞれ10z5k
gf/−1106゜5kgf/−および111.3 k
gf/−である。これに対してB法により、仕上圧延を
750℃以下の低温度で行なった場合の変形抵抗は、そ
れぞれ93.7kgf/−19fi、 4 kgf/−
および99.6 kgf/−となり、引張強肚の低下と
あいまって著しく低下し、冷間鍛造が可能な値(100
kg「/−以下)VC到達L4..1 一方比較材の場合は、CITFの低い535C’A(d
鉋)では、従来の・博造方法によってもf形抵仇は9 
fl、 8 kgf/−程度であり冷1tJ1鍛造が可
能である。しかし840 C”iA (1!憎)お工ひ
548C(f鋼)では、A法によって740℃で王ダ広
?終了しても変形抵抗は100 kgf/−以上であり
、冷間鍛造が出来る程度までには低下しな〃≧つた。
またg(1図は、b−およびf鋼について、それぞれA
法およびB法で製造した圧延材のミクロ組上織を示す。
b#Iお工ひf索具仕上湛朋が低い程、フェライトおよ
び)ξ−ライト粒はともに細粒化されているが、フェラ
イト分率はb鋼の方がはるかに高く、ま′fcパーライ
トのラメラ−間隔も大きい。
これが本発明鋼の変形抵抗および引張強度が著しく低下
する理由である。
なお、フェライト分率は光学顕微鏡機能?備えた1II
Ill像解析装置I!(面品名二日本レギュレータ株式
会社製のL(JZgX500 >で、ノソーライト組織
と混在しているフェライト組織の占7Kt ?1r(Q
B定し表わす。
(発明の効果) 以上のように不発明は、従来性なわれていた軟イヒ・焼
鈍を省略しても冷間加工が出来る高炭素棒線材の・捜漬
方法全提供するもので、経済的効果の大きい発明である
【図面の簡単な説明】
革1図は仕上圧姑温度?変えた場合の本発明の成分要件
?調たす’A (b N )および比較Δ(f−)のミ
クロ組織を示す顕微鏡組織写真である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、 C:0.30〜0.60%、 Si:0.10%以下、 Mn:0.20〜0.50%、 Cr:0.50%以下、 S:0.002〜0.050%、 Al:0.01〜0.10%、 B:0.0005〜0.0100%、 Ti:0.005〜0.100% を含有し、さらに必要により Nb:0.005〜0.300%、 V:0.005〜0.300%、 Pb:0.05〜0.20% の1種以上を含有し、残部がFeおよび不純物から成る
    鋼を用いて、仕上圧延を650〜750℃で終了し、そ
    の後0.2〜1.5℃/secの速さで冷却することを
    特徴とする冷間鍛造用高炭素棒線材の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH02179841A (ja) * 1988-12-29 1990-07-12 Aichi Steel Works Ltd 高周波焼入用非調質鋼およびその製造方法
US6203630B1 (en) 1999-07-13 2001-03-20 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Steel for induction quenching and machinery structural parts using the same
US6419761B1 (en) 1998-03-04 2002-07-16 Nippon Steel Corporation Steels for cold forging and process for producing the same

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