JPS62263923A - 直接軟化処理鋼線材の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は直接軟化処理鋼線材の製造方法に係り、特に鋼
線材の鍛造、引抜き、切断、切削等の塑性加工または機
械加工前の軟化処理を省略または簡略できる直接熱処理
方法に関し、鋼線材の製造の分野で利用されろ。

〔従来の技術〕

通常、熱間加工された冷間鍛造用炭素鋼、機械構造用炭
素鋼あるいは合金鋼、軸受鋼、ばね鋼、工具鋼等の線材
は２次および３次加工工程において、伸線、引抜き、切
断、鍛造、切削などを経て、自動車、産業機械用部品に
加工される。熱間圧延された上記の鋼線材はフェライト
・パーライト相、ベイナイト相あるいは一部マルチンサ
イト相を有する組織であり、強度が高く延性が低いため
軟化焼鈍として焼きなましあるいは球状化処理をして使
用される。

この軟化処理は長時間を要し、多大の熱エネルギーを消
費しコスト低減のネックとなるばかりか、熱処理中に脱
炭やスケール生成もあり、表面品質の劣化あるいは酸洗
を必要とする等多くの問題がある。

このような問題を解決するため、種々の熱間圧延による
直接熱処理方法が開示されている。すなわち、特公昭５
９−３１５７３は熱間圧延後７００〜８５０℃まで急冷
し、その後７００〜７７５℃まで保持またば５℃／　ｓ
　ｅ　ｃ以下の速度で冷却し再結晶を完了させ、パーラ
イトラメラ−の粗大化等を行うために６００〜６７５℃
まで０．０２５〜ｂ 熱間圧延直後の温度を９００℃以下となるよう制御し、
前記冷却条件で冷却する方法が開示されている。この方
法は熱間圧延によって導入された歪を利用しないばかり
か、単に粗大パーライトラメラ−の組織を得るだけであ
り、球状化されて使用サレるものの、苛酷な冷間加工に
耐えることはできず、得られる強度・延性に限界があり
、単に軽度の冷間加工に耐える材料が得られるだけであ
る。

また、特開昭５８−２７９２６においては（Ａ、変態点
−３０℃）以上（Ａ３変態点−２０℃）以下の範囲で累
積圧下率で２０％以上の圧下を加え、次いで加工温度よ
り６４０℃までを２０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却
する球状化組織を有する線材の製造方法が開示されてい
る。しかし、乙の方法は５０〜１２０　ｍ／ｓｅｅの速
度で圧延される現在の線材圧延機においては、加工温度
の上昇が大きく、（Ａ、変態点−３０℃）以上（Ａ、変
態点−２０℃）以下の範囲内で鋼線材温度を制御するこ
とば不可能であり、この方法は低速圧延に適するもので
あって高速圧延では使用できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、多段
の圧延機群による高速連続圧延において圧延中および圧
延後の望ましい組織を得るへく、圧延温度、冷却速度を
制御する直接軟化処理鋼線材の製造方法を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。

すなわち、粗圧延、中間圧延およびブロックミルによる
仕上圧延から成る直接軟化処理鋼線材の製造方法におい
て、前記粗圧延後７００〜８５０℃の温度域で２０〜８
０％の圧下率によって前記中間圧延を行う段階と、前記
中間圧延後圧延仕上温度が７００〜８５０℃の温度域の
前記１次仕上圧延を行う段階と、前記１次仕上圧延後２
０〜６０％の圧下率て圧延仕上温度が６５０〜７５０℃
の温度域の前記２次仕上圧延を行う段階と、前記２次仕
上圧延後２℃／　ｓ　ｅ　ｃ以下の冷却速度で徐冷する
段階と、を有して成ることを特徴とする直接軟化処理鋼
線材の製造方法である。

鋼線材圧延ば粗圧延機から中間圧延機までの前段圧延機
群と仕上圧延機が連続して条材等を圧延することにより
、高生産性をあげ条材温度を一定ニ確保して材質および
寸法を制御している。従って前段圧延機と仕上圧延機間
の距離は１００ｍ以下の短距離に制限されている。

本発明者らは、上記の設備条件下において直接軟化処理
鋼線材の製造を試みたが十分な低温での圧延が不可能で
あった。すなわち、仕上圧延機の圧下量は通常減面率４
０〜９０％の圧下を加える必要があり、仕上圧延機入側
の温度を７００〜８００℃にしてもその後の冷却調整の
みでは加工性の良好な微細な組織を得ることは容易では
ない。

４一 本発明者らは、従来の仕上圧延機の役割と付加的に設け
る２次仕上圧延機の役割を研究した結果、従来の仕上圧
延機をオーステナイト結晶粒径の微細化およびオーステ
ナイト相からフェライト・パーライト相への変態を促進
する加工歪導入用に利用し、その組織を２次の仕上圧延
機で更に圧延する乙とにより、引続く冷却過程で加工性
が優れた組織を得ることが可能な乙とを見い出した。

すなわち、７００〜８５０℃の中間圧延および７００〜
８５０℃の仕上圧延によりオーステナイト粒径の微細化
およびフェライト・パーライト相への変態を促進し、更
に２次の仕上圧延で２０〜６０％の圧下を加へ６５０〜
７５０℃で仕上げ、２次仕上圧延後２℃／　ｓ　ｅ　ｃ
以下の冷却速度で徐冷することにてフェライト・パーラ
イト組織への変態を促進する。また、微細な組織が得ら
れるので炭化物析出サイトが増大し冷却中に球状化が進
行または完了する。

次に本発明における条件の限定理由について説明する。

中間圧延はオーステナイト結晶粒の微細化を図るもので
、圧下率が２０％未満ては仕上圧延前のオーステナ、イ
ト結晶粒の細粒化が不十分であり、８０％を越すと中間
圧延仕上温度が８５０℃を越え、高度上昇によりオース
テナイト結晶粒が粗大化するので中間圧延の圧下率を２
０〜８０％に限定した。

次に中間圧延の圧延温度が７００℃未満では圧延機の過
大な能力が必要となり、高速圧延で（よ加工熱の発生を
冷却するため大きな冷却設備を必要とするので現実的で
はなく下限を７００℃とした。

また、８５０℃を越すとオーステナイト結晶粒が粗大化
し、引続く仕上圧延の効果を減じるので上限を８５０℃
とした。

次に従来の１次仕上圧延の仕上温度が７００℃未満では
圧延機の過大な能力を必要とし、圧延速度を低下せざる
を得ないので下限を７００℃とした。また、８５０℃を
越えると、１次仕上圧延の役割であるオーステナイト粒
径の微細化更にはオーステナイト相からフエライＩ・・
パーライト相への変態促進ができないばかりか、引続く
冷却過程で急激な冷却による材料内外の温度不均一を生
ずるので上限を８５０℃とした。また、１次仕上圧延に
おける圧下率を限定しなかったのは、この１次仕上圧延
は引続く２次仕上圧延前の組織を調整する作用を有して
おり、かつ高速連続圧延では圧下率は圧延温度に強く依
存し、圧下率はあまり重要ではないためである。

引続く２次仕上圧延においては、圧下率が２０％に達し
ないとオーステナイト相からの変態促進および変態組織
の微細化が不十分であり、また、６０％を越えると仕上
温度が７５０℃を越え導入された加工歪の解放が早く、
オーステティ１−相のフェライト・パーライト相への変
態が促進されないので圧下率は２０〜６０％に限定した
。

また、２次仕上圧延の仕上温度が６５０℃未満であれば
、圧延機の能力を過大にする必要があり、また圧延後の
冷却中の炭化物の凝集が不十分であるので下限を６５０
℃とした。また、７５０℃を越えると上記の如く加工歪
の解放が早く、オーステナイト相のフェライト・パーラ
イト相への変態が促進されないので上限を７５０℃とし
た。

次に、圧延後の冷却においては、オーステナイト相から
のフェライト・パーライト相への変態を微細化し、炭化
物析出サイトの増大、析出促進を図り、加工されたフェ
ライト・パーライト相を球状化するには、冷却速度を２
℃／　ｓ　ｅ　ｃ以下とする必要がある。一方、恒温保
持によっても同じ効果が得られるので、冷却速度の下限
は設けなかった。

本発明は、上記の如き限定条件の中間圧延、１次仕上圧
延および２次仕上圧延を行い、引続いて徐冷することに
より、直接軟化された鋼線材を熱間圧延熱を利用して製
造することが可能になった。

〔実施例〕

第１表に成分を示した２種の供試材を転炉で出鋼後、脱
ガス、連続鋳造を経て鋼片とし、この鋼片を９５０〜１
０５０℃に加熱し、粗圧延後、第２表に示す各種の条件
で中間圧延、１次仕上圧延、２次仕上圧延および冷却を
行い１４ｍｍ径の線材とした。

一８＝ 第　　　１　　　表 これらの１４ｍｍ径の圧延材の引張強さＴ　Ｓ、絞りＲ
，Ａ　および組織を調査し、同じく第２表に示した。な
お、２次仕上圧延の入り鋼組織は、供試材を２次仕上圧
延前に焼入（急冷）したものであり、組織の略号ばγニ
オーステナイト相、Ｆ：フェライト相、Ｐ：パーライト
相、ＳＰ二球状炭化物である。

第２表から、本発明実施例は球状化が進み、強度は十分
に低下し延性が高いことが明らかである。

これに対し、比較例は組織、強度および延性共に劣って
いる。

Ｃ発明の効果〕 本発明は上記実施例からも明らかな如く、中間圧延で７
００〜８５０℃の温度域において２０〜８０％の圧下を
加え、オーステナイト結晶粒の細粒化を図り、次いて仕
上温度が７００〜８５０℃の１次仕上圧延を行ってオー
ステナイト粒の微細化およびオーステナイト相からフェ
ライト・パーライト相への変態を促進して、引続き２０
〜６０％の圧下率で６５０〜７５０℃の２次仕上圧延を
行い、直ちに２℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で徐冷するこ
とにより、熱間圧延熱を利用して鋼線材の直接軟化処理
を可能とし、機械部品加工業界の省エネルギーに大きく
寄与する効果をあげることができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粗圧延、中間圧延およびブロックミルによる仕上
   圧延から成る直接軟化処理鋼線材の製造方法において、
   前記粗圧延後７００〜８５０℃の温度域で２０〜８０％
   の圧下率によって前記中間圧延を行う段階と、前記中間
   圧延後圧延仕上温度が７００〜８５０℃の温度域の前記
   １次仕上圧延を行う段階と、前記１次仕上圧延後２０〜
   ６０％の圧下率で圧延仕上温度が６５０〜７５０℃の温
   度域の前記２次仕上圧延を行う段階と、前記２次仕上圧
   延後２℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で徐冷する段階と、を
   有して成ることを特徴とする直接軟化処理鋼線材の製造
   方法。