JPS63105951A - 冷間鍛造用線材及びその製造方法 - Google Patents

冷間鍛造用線材及びその製造方法

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JPS63105951A
JPS63105951A JP23669886A JP23669886A JPS63105951A JP S63105951 A JPS63105951 A JP S63105951A JP 23669886 A JP23669886 A JP 23669886A JP 23669886 A JP23669886 A JP 23669886A JP S63105951 A JPS63105951 A JP S63105951A
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JP
Japan
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wire rod
cold forging
wire
steel
cold
Prior art date
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Pending
Application number
JP23669886A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Obara
小原 重男
Takayuki Ueda
上田 孝行
Yoshio Kato
加藤 理生
Heiji Hagita
萩田 兵治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、優れた冷間加工性を有するとともに十分な
強度をも兼ね備えたところの、高能率生産が可能で、小
ねじの製造素材として好適な冷間鍛造用線材、並びにそ
の製造方法に関するものである。
一般に、ボルトやビン等の小物締結部材類は素材たる炭
素鋼線材に冷間鍛造や転造を施して製造されており、例
えば小ねじの製造に当ってはJISSWRCH18Aと
して規格化された冷間圧造用炭素鋼線材が使用されてい
るが、これは5.51φ程度のアルミキルド鋼熱間圧延
棒材を一旦2〜4mmφ程度にまで線引きしてから冷間
鍛造性確保のための中間焼鈍を施し、再度潤滑処理を目
的としたスキンバス線引きを行って製造されるのが普通
であった。
しかしながら、最近、このような従来手段に対して (a)2回の伸線工程が必要な上、スキンパス伸線時に
は細径の線材を扱わなければ成らないことから生産性が
悪く、工程在庫も多い、 (b)伸線後の細径線材に焼鈍(中間焼鈍)を施さねば
ならないため焼鈍時間が長くなり(細径線材は束ねられ
て焼鈍が施されるので線密度の高い束の中心部まで所定
温度に昇温するのに時間がかかる)、結晶粒の粗粒化が
起きて肌荒れを生じ易い上、焼鈍コストも高い、 (C)  線引きに際しては、通常、酸洗が実施される
が、スキンバス伸線前の酸洗では細い線径のため酸洗に
際してひとまとめにされる線材束の綿密度が高く、酸洗
に長時間を要するので孔食が発生し易い、 等の問題が指摘されるようになり、省力・省エネルギー
化の要請も加味されてこれら問題点を改善する必要に迫
られていた。
〈問題点を解決するための手段〉 そこで本発明者等は、加工度の大きな小ねじ類の製造素
材として十分に満足できる冷間鍛造性を備え、しかもコ
ストの安い高品質冷間鍛造用線材を生産性よく安定して
量産する手段を見出すべく、そのためには、これまでの
検討からして特に素材鋼の材質改善を欠くことが出来な
いとの観点に立って研究を行った結果′、 「従来の冷間圧造用炭素鋼線材よりもC及びMn含有量
を低減して加工割れの恐れを抑えるとともに、その分だ
け低下しがちな焼入れ性を適量のCr及びBの添加によ
り改善することでネジの芯部硬さを保証する成分系とし
、更に咳鋼に対して特定量の5o11.AlとTiとを
組合わせて含有させることにより得られる鋼材の固溶N
を極力低減させ、かつ特定温度域で焼鈍を施すことによ
ってCを有効に析出させると歪時効を極めて小さくする
ことが可能となり、伸線時に中間焼鈍を実施しなくても
変形抵抗が小さく冷間鍛造性の良好な鋼線が得られる」
との知見を得るに至ったのである。
この発明は、上記知見に基づいて成されたものであり、 冷間鍛造用線材を C: 0.06〜0.20%(以下、成分割合を表す%
は重量%とする)、 Si : 0.001〜0.35%、Mn : 0.1
5〜1.00%、Cr : 0.01〜0.60%、B
 : 0.0005〜0.0050%を含有するととも
に、更に 5ocAJ :  0.001〜0.100%、Ti 
:  0.001〜0.060  %の1種又は2種を
も含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組
成に構成することによって、線材の製造作業性並びに冷
間鍛造性を顕著に改善した点、 に特徴を有し、更には、 C: 0.06〜0.20%、 Si : 0.001
〜0.35%、Mn : 0.15〜1.00%、 C
r : 0.01〜0.60%、B : 0.0005
〜0.0050%を含有するとともに、更に so l 、A /l :  O’、001〜0.10
0%、Ti :  0.001〜0.060%の1種又
は2種をも含み、残部がFe及び不可避的不純物からな
る鋼を線材に熱間圧延した後、200〜500℃にて低
温焼鈍するか、或いは650〜750℃にて焼鈍するこ
とにより、優れた変形能を備えた冷間鍛造用線材をコス
ト安く高能率で量産し得るようにした点、 をも特徴とするものである。
ここで、この発明に係る線材の成分組成や該線材を製造
する際の焼鈍温度を前記の如くに数値限定した理由を説
明する。
A)成分組成 (a) C C成分には鋼の焼入れ性を改善して線材の引張強さを高
める作用があるが、その含有量が0.06%未満では焼
入れ性が著しく低(なって、例えば小ネジ等の製品とし
た場合に十分な芯部硬さが得られず、一方、C含有量が
0.20%を越えると加工割れを生じるようになること
から、C含有量は0.06〜0.20%と定めた。
(b) 5i Siにも鋼の引張強さを高める作用があるが、同時に延
性を低下させる元素でもあるので、その含有量はできる
だけ抑えることが望ましい。しかし、この発明の線材に
おいてはSi含有ii : 0.35%までは許容し得
る延性範囲が確保でき、一方、0.001%未満にSi
含有量を抑えることは現在の製鋼技術上実用的でないこ
とから、Si含有量は0.001〜0.35%と定めた
(c)  Mn Mn成分にも鋼の焼入れ性を改善して線材の引張強さを
高める作用があるが、その含有量が0.15%を下回る
と浸炭焼入れ後の芯部硬さが十分でなくなり、一方、1
.00%を越えて含有させると容認し難い加工割れを避
は得なくなりがちであることから、Mn含有量は0.1
5〜1.00%と定めた。
(d) Cr Cr成分にも鋼の焼入れ性を改善して線材の引張強さを
高める作用があり、Mnのみで所望の焼入れ性を得よう
とすると著しく高いMn値を必要とするので、Mn値と
の相乗効果で合金元素量低く強度を向上させるために添
加されるものであるが、その含有量が0.01%未満で
はその効果が実質的なCr無添加鋼と変わらなくなり、
一方、0.60%を越えて含有させるとMnの場合と同
様に加工割れを招くようになることから、Cr含有量は
0.01〜0.60%と定めた。
(e) soj!、Aj!、及びTi これらの成分は、単独若しくは組み合わせて添加するこ
とによって始めてNを有効に固定し、歪時効を抑制して
良好な変形抵抗を確保するものであるが、その含有量が
いずれも0.001%未満では上記効果が顕著でないば
かりか、製鋼技術上そのような含有量の調整が極めて困
難であり、更にTiによるNの固定析出作用も期待でき
なくなる。一方、0.100%を越えるsol、八2の
添加や、0.060%を越えるTiの添加がなされても
上記効果にそれ以上の向上が見られないことから、so
l、A1含有量及びTi含有量は、それぞれ0.001
〜0.100%及び0.001〜0.060%と定めた
(g)  B B成分にはMnやCrと共に線材の焼入れ性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.0005%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方、0.0050
%を越えて含有させると脆化を来すようになることから
、B含有量は0.0005〜0.0050%と定めた。
B)焼鈍温度 第1図は、C: 0.10%、Si : 0.02%、
Mn : 0.28%、Cr : 0.10%、sol
、Ag  :  0.036%、Ti : 0.02%
及びB : 0.0018%を含み、残部が実質的にF
eから成る小ネジ製造用引抜線材における焼鈍温度と時
効硬化率との関係を示すものである。なお、ここで時効
硬化率とは、式 で表されるものを言う。
この第1図からも明らかなように、本発明に係る線材は
、焼鈍温度が200〜500℃の範囲と650℃以上の
範囲との2カ所で時効硬化率が極めて低くなると言う特
徴を有している。
つまり、この発明において伸線に際しての焼鈍温度を前
記のように数値限定したのは、該温度が200℃未満で
はCを析出させてCによる歪時効を抑制すると言う焼鈍
の硬化が十分ではなく、また焼鈍温度が500℃を越え
た場合には650℃に達するまで再び時効硬化率が改善
されない領域が存在し、所望の加工性を確保できなくな
るからであり、加えて750℃を越える温度域では結晶
粒の粗粒化が生じるからである。
上述の如く、この発明は、C,、Mns Cr5B等の
含有量を調整して芯部硬さを保証すると共に、sol、
Al及びTi含を量の調整によって冷間加工中の歪時効
を防止又は抑制し変形抵抗を小さくして加工工具の寿命
延長を図ることで、製造工程の大幅な簡略化と優れた製
品品質の安定確保が実現できる冷間鍛造用線材を提供す
るものであり、更には高品質の冷間鍛造製品が得られる
冷間鍛造用線材を工程数少な(低コストで製造する方法
を提供するものであるが、以下、この発明を実施例によ
り比較例と対比しながら具体的に説明する。
〈実施例〉 まず、通常の方法によって第1表に示される如き成分組
成の鋼を溶製し、それぞれから常法通りの熱間圧延によ
って線径:  5.5mφの線素材を得た。
続いて、これらの線素材から、第2表に示されるような
工程で線径:2,74mmφの冷間鍛造用線材を製造し
た。
そして、得られた冷間鍛造用線素材の機械的性質を調べ
てから、これに通常の冷間鍛造及び浸炭・焼入れ処理(
900℃X 6hr後油冷)を施し、更に200℃X 
3hrの焼戻しを行って小ネジ成品(第2 図に示す)
としたが、この冷間鍛造時の割れの状態、並びに小ネジ
成品の芯部硬さく第2図のX−X断面の中心硬さ)をも
詳細に調査した。
これらの調査結果を第2表に併せて示した。
第2表に示される結果からも、この発明の条件に従えば
、伸線工程における中間焼鈍を要することなく高品質の
冷間鍛造用線材を何の支障もなく製造できることが明白
である。
以上に説明した如く、この発明によれば、加工度の大き
な小ねじ類の製造素材としても十分に満足できる優れた
冷間鍛造性と高い強度とを備えた低コストの冷間鍛造用
線材を生産性よく安定して提供することができるなど、
産業上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る鋼の焼鈍温度と時効硬化率の関
係を示す線図、 第2図は、冷間鍛造用線材から製造される線材の1例を
示した概略斜視図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量割合にて C:0.06〜0.20%、Si:0.001〜0.3
    5%、Mn:0.15〜1.00%、Cr:0.01〜
    0.60%、B:0.0005〜0.0050% を含有するとともに、更に sol.Al:0.001〜0.100%、Ti:0.
    001〜0.060% の1種又は2種をも含み、残部がFe及び不可避的不純
    物からなる冷間鍛造用線材。
  2. (2)重量割合にて C:0.06〜0.20%、Si:0.001〜0.3
    5%、Mn:0.15〜1.00%、Cr:0.01〜
    0.60%、B:0.0005〜0.0050% を含有するとともに、更に sol.Al:0.001〜0.100%、Ti:0.
    001〜0.060% の1種又は2種をも含み、残部がFe及び不可避的不純
    物からなる鋼を線材に熱間圧延した後、200〜500
    ℃にて低温焼鈍することを特徴とする冷間鍛造用線材の
    製造方法。
  3. (3)重量割合にて C:0.06〜0.20%、Si:0.001〜0.3
    5%、Mn:0.15〜1.00%、Cr:0.01〜
    0.60%、B:0.0005〜0.0050% を含有するとともに、更に sol.Al:0.001〜0.100%、Ti:0.
    001〜0.060% の1種又は2種をも含み、残部がFe及び不可避的不純
    物からなる鋼を線材に熱間圧延した後、650〜750
    ℃にて焼鈍することを特徴とする冷間鍛造用線材の製造
    方法。
JP23669886A 1986-05-13 1986-10-04 冷間鍛造用線材及びその製造方法 Pending JPS63105951A (ja)

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JP10755586 1986-05-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006274373A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Jfe Bars & Shapes Corp 靭性および冷間加工性に優れた高強度ねじ用鋼および高強度ねじの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006274373A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Jfe Bars & Shapes Corp 靭性および冷間加工性に優れた高強度ねじ用鋼および高強度ねじの製造方法
JP4594150B2 (ja) * 2005-03-30 2010-12-08 Jfe条鋼株式会社 靭性および冷間加工性に優れた高強度ねじの製造方法

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