JPS63149328A - 炭素鋼の熱処理方法および熱処理装置 - 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、ゴム製品および／またはプラスチック製品、
例えばタイヤ外皮を補強するために使用される金属線材
、特に炭素鋼線材の熱処理法および装置に関するもので
ある。

この熱処理は、一方においては線材の線引き特性を改良
し、他方ではその機械特性と耐久性を改良するにある。

〔従来技術と問題点〕

この型の公知の処理方法は下記の２段階を含む。

−均質オーステナイトを得るように線材を変態温度ＡＣ
３以上の温度に加熱しこの温度に保持する第１段階と、 一微細パーライト構造を得るために線材を冷却する第２
段階。

最も使用されるこの種の方法の１つは、いわゆる「パテ
ンティング法」であって、この方法は、８００〜９５０
℃の温度で線材をオーステナイト化し、つぎに４５０〜
６００℃の温度に保持された溶融鉛浴または塩浴の中に
浸漬するにある。

特に紛然処理の場合に得られる良好な結果は、一般に線
材と冷却流体との間に得られる非常に高い対流係数の故
に、一方では変態温度ＡＣ３と鉛温度より少し高い温度
との間の線材の急速冷却を生じ、他方では準安定オース
テナイトのパーライトへの変態に際して「再輝」の制限
を生じる事に起因する。この再輝現象は、金属変態によ
って加えられるエネルギーが輻射と対流とによって失わ
れるエネルギーより大である事による線材温度の上昇で
ある。

不幸にして、パテンティング法は、液体金属または溶融
塩の操作が困難な技術であってパテンティングの実施後
に線材を浄化する必要があるので、コスト高である。

他方、鉛は非常に毒性であって、その衛生上の開閉が大
きな経費を伴なう。

〔発明の目的および効果〕

本発明の目的は、オーステナイトのパーライトへの変態
中に溶融金属または溶融塩を使用する事なく熱処理を実
施してパテンティング法と少なくとも同程度の結果を得
るにある。

〔発明の概要〕

本発明は、微細パーライト構造を得るように鋼線を熱処
理する方法において、 ａ）　均質オーステナイト構造を得るように変態温度Ａ
Ｃ３以上の温度に予め保持された線材を、変態温度ＡＣ
１以下、準安定オーステナイトのパーライトへの変態の
開始曲線の突端の温度以上の一定温度まで冷却し、その
場合に線材がパーライトを有しない準安定オーステナイ
ト構造を有する段階と、 ｂ）　前記の一定温度から１０℃以上、変動しないよう
に前記線材温度を調整し、この調整は、パーライト化時
間以上の時間、線＋イ中に電流を通し、この時間の一部
において変動通気を加える段階と、 Ｃ）　つぎに線材を冷却する段階とを含む方法に関する
ものである。

また本発明は前記の方法を実施する装置に関するもので
ある。

微細パーライト構造を得るように炭素鋼線材を熱処理す
るこの装置は、 ａ）　均質オーステナイト構造を得るように変態温度Ａ
Ｃ３以上の温度に予め保持された線材を、変態温度ＡＣ
１以下、準安定オーステナイトのパーライトへの変態の
開始曲線の突端の温度以上の一定温度まで冷却し、その
場合に線材がパーライトをＨしない準安定オーステナイ
ト構造を有するようにする手段と、 ｂ）　パーライト化時間以上の時間、前記の一定温度か
ら１０℃以上、変動しないように前記線材温度を調整す
る手段において、線材中に電流を通す手段と、この時間
の一部において変動通気を加える千一段とを含む手段と
、 Ｃ）　つぎに線材を冷却する手段とを含む。

また本発明は本発明による方法および／または装置によ
って得られた線材を含む。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

゛第１図は、本発明による方法の実施に際して実行され
る操作を略示するダイヤラムである。

使用される線材１は炭素鋼である。この線材１は、点Ａ
、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを含む軌道上を矢印方向Ｆに繰り
出される。

本発明による方法は下記の３段階を含む。

ａ）　均質なオーステナイトを得るために変態温度ＡＣ
３以上の温度に予め保持された線材１を点Ａと点Ｂとの
間において、変態温度ＡＣ１以下、準安定オーステナイ
トからパーライトへの変態開始曲線の突端温度以上の温
度にまで冷却する。この冷却は矢印Ｒａで示されている
。この与えられた温度は事後において準安定オーステナ
イトをパーライトに変態させる事ができる。冷却Ｒａは
、オーステナイトからパーライトへの変態が生じないよ
うに相当に短い時間で実施され、その場合、点Ｂにおけ
る線材はパーライトを含有しない準安定オーステナイト
構造を有する。

ｂ）　点ＢとＣとの間において、線材１の温度が前記の
温度から１０℃以上増大または減少する事のないように
調整する。この調整はパーライト化時間以上の時間、線
材１の中に電流を通し、また矢印Ｒｂで示すように冷却
する事によって達成される。この冷却は、変動通気によ
って実施される。すなわち、線材１が点ＢとＣとの間を
通過する間に通気速度を変動させて実施される。この通
気は線材１の中に電流を通す時間の一部しか実施されな
い。

点ＢとＣとの間の電流通路は、線材１の一部を成す回路
１ｅと、矢印Ｉによって示され、この矢印Ｉは、回路１
ｅ中の、従って線材１中の電流強さを示す。

Ｃ）　点ＣとＤとの間において、この線材１を例えば周
囲温度に近い温度にまで冷却する。この冷却は矢印Ｒｃ
によって示されている。

−例として、冷却ＲａとＲＣも通気によって実施する事
ができる。

第２図は、本発明による方法を実施する際の３要因の変
動に対応するダイヤグラム２Ａ、２Ｂ、２Ｃを示す。

一第２Ａ図は線材１の温度の変動を示す。

−第２Ｂ図は線材１の中を通る電流の変動を示す。

一第２Ｃ図は冷却Ｒａ、Ｒｂ５Ｒｃ時の通気速度、すな
わち冷却ガス速度の変動を示す。

これらのダイヤグラムにおいて、時間はＴで示され、温
度はθで示され、電流はＩで示され、通気速度はＶで示
されている。これらすべてのダイヤグラムにおいて、時
間Ｔは横座標で示され、θ、１、Ｖの変動は縦座標で示
されている。簡単のため、点ＢとＣとの間の温度は一定
であると仮定する。

温度θのダイヤグラム（第２Ａ図）において、本発明の
３段階は、段階（ｂ）に対応する温度水平部分θｂと、
これに先行および後続しそれぞれ段階（ａ）と（ｃ）に
対応する温度低下部分とによって示される。他方、電流
強さ■のダイヤグラムにおいては、これらの３段階は、
段階（ｂ）に対応のゼロでない電流強さ水平部分１ｂと
、これに先行および後続しそれぞれ段階（ａ）と（ｃ）
に対応するゼロ電流強さ水平部分とによって示される。

段階（ｂ）において、変動通気はこの段階の初期にも末
期にも加えられず、時点ＴＢｌと”Ｂ２との間において
のみ加えられ、従って段階（ｂ）は３相を含む。従って
、この方法は、時点０（原点としての時点Ｔ　に対応）
、ＴＩ３、Ｔ８１、”Ｂ２、ＴｏＳＴＤによって画成さ
れた５柑を含み、時点”１３１、Ｔ１３２は段階（ｂ）
に現れる。これらの５相において本発明の方法を実施す
れば、第２ａ図に図示のように、鋼の構造の変態を生じ
る。

柑　　１ 線材１が点Ａに達する前に、これは予め変態温度ＡＣ３
以上の温度に加熱され、例えば８００〜９５０℃の間に
加熱され、均質なオーステナイトを得るようにこの温度
に保持されている。線材１がこの点Ａに達した時、その
温度は変態温度ＡＣ３以上であり、均質オーステナイト
を含む構造を有する。

第２Ａ図において、曲線Ｘ１は準安定オーステナイトの
パーライトへの変態の開始に対応し、曲線Ｘ２は準安定
オーステナイトのパーライトへの変態の末期に対応し、
曲線Ｘ１の突端、すなわち温度θｐはこの曲線Ｘ１の最
短時間Ｔｍに対応する。

時点ＡとＢとの間において、すなわち時点０とＴｏとの
間において、線材１を冷却し、この冷却の・１４均速度
は、線材が変態温度ＡＣ１以下の、パーライト突端温度
θｐ以上の所定温度θｐに急速に達するように、例えば
１００〜４００℃・Ｓ−Ｌとする。この温度θｂは準安
定オーステナイトのパーライトへの変態を可能とする温
度である。

この相１の長さは第２Ｃ図において時間軸Ｔ上のＰｌに
よって示され、この相１は第２図の各ダイヤグラムにお
いて、温度θの降下、ゼロの電流強さ１１高い通気速度
レベルＶａによって代表され、本発明の方法の段階（ａ
）に対応する。

好ましくは急速なこの冷却中に、準安定オーステナイト
の粒界に「核」が形成され、これらの核は冷却速度が大
であるほど小さくまた多数になる。

これらの核は、その後の準安定オーステナイトからパー
ライトへの変態の開始点であって、周知のように、パー
ライトの微細構造、従って線材の利用価値はこれらの核
が多数で小さいほど人になる。

特にｌｌｌｌ１１以上の直径の線材の場合に高冷却速度
を得るには、優れた強制対流性能を有するガスの使用と
、放射方向通気については２〜２５０ｍ・Ｓ−１，軸方
向通気については１０〜Ｌｏｏｍ・Ｓ−１の急速通気速
度の使用とを組合わせる。相２゜３．４は段階（ｂ）に
対応する。

相　　２ 通気を実施する事なく電流１ｂを通す事によって、線材
１は選ばれた処理温度θｂに保持される。

第２Ｃ図のダイヤグラムにおいて、この柑２の時間はＴ
　からＴ　までの時間Ｐ２によって示さＢ　　　　　　
Ｂ＋ れ、線材１の温度は固定値θｂを有し、電流強さは固定
値Ｉｂ１通気速度はゼロである。

この熱処理相は望ましくは、自然対流冷却ケーシングの
中で実施される。この相中に、核の形成速度は非常に高
く、そのサイズは最小である。

相　　３ この柑においては、準安定オーステナイトからパーライ
トへの変態が生じる。オーステナイトからパーライトへ
の金属学的変態によって生じるエネルギーによる線材温
度上昇、すなわち再輝を避けるために、線材１の中の電
流Ｉｂを保持しながら変動通気を実施する。第２Ｃ図の
ダイヤグラムにおいて、この相３の時間は、点ＴＢｌか
ら”１３２までの時間Ｐ３によって示され、線材温度は
θｂに固定され、電流は固定値１ｂに保持される。通気
は下記のように変動される。この相の初期、”Ｂｌにお
いて、通気速度は微小またはゼロ値である。

つぎに増大して最大値Ｖｍに達し、つぎに低下して、こ
の相の末期時点ＴＢ２において微小またはゼロ値となる
。

この通気は、対流と放射によって線材から失われる熱量
がジュール効果によって線材に与えられるエネルギーと
、オーステナイト−パーライト変懸によって線材に加え
られるエネルギーとの合計に等しくなるように、各瞬間
において変動される。

最大速度Ｖｍは、例えば放射方向通気の場合には２〜５
０ｍ−５−１の間にあり、軸方向通気の場合には、１０
〜１００ｍ−８−１の間にある。後述のように放射方向
通気の場合には、タービン式または噴射式同転ガスリン
グを使用し、軸方向通気の場合には線材軸線に対して平
行なガス循環を使用して、通気速度Ｖを得る。

相４ この相は時点ＴＢ□とＴ。との間隔に対応する。

この相中、線材１はつねに電流Ｉｂを通され、温度はθ
ｂに等しいが、通気は実施されず、従って通気速度はゼ
ロである。パーライト化時間は鋼ごとに相違し、この相
４の目的は、時点ＴＢ２においてパーライト化が終了し
ていない時に、後述の相５に対応する過早な冷却を線材
１に対して加える巾を防止するにある。

この相４の時間は第２Ｃ図においては時間Ｐ４によって
示されている。第２Ａ図において、線分ＢＣは、曲線Ｘ
１とＸ２との間に配置された区域ωを横断し、時点ＴＢ
工は線分ＢＣと曲線Ｘ１との交点に対応し、時点ＴＢ２
は線分ＢＣと曲線Ｘ２との交点に対応する。時間Ｔの経
過方向において、点Ｂは区域ωの手前にあり、従ってま
だパーライトが存在せずオーステナイトが準安定状態に
ある区域にあり、時点Ｃは区域ωの後方にあり、従って
オーステナイト全部が安定パーライトに変態した区域に
ある。第２Ｃ図の変動通気は線分ＢＣが区域ωを横断す
る間隔に対応するが、この通気変動は区域ωにＩＦ確に
対応しない時間間隔において実施する事ができる。例え
ば、放熱の慣性を考慮して、前記の区域ωの中に完全に
入った短い時間実施し、または鋼の品質の変動を考慮し
て、前記の横断間隔より長い時間、実施する事もできる
。

柑５ この相は段階（Ｃ）に対応する。急速冷却を実施するた
め、線材１の中に電流が流れず、また好ましくは相１の
速度Ｖａにより高い速度Ｖｃで線材を通気する。この最
終段階に際して急速冷却は必ずしも必要ではないが、熱
処理時間全体を低下させて装置の長さを短縮させる事が
できる。−例とて、速度Ｖｃはダイヤグラム２Ｃにおい
て速度ＶａとＶｒｌ＋との中間値を取る事ができるが、
他の場合もありうる。

この相５の長さは第２Ｃ図においては時間Ｐ５で表され
、時点Ｔ。とＴ、の間隔に対応する。このｔ’目５の末
期における線材１の温度は例えば常温に近く、または常
温に等しくする事ができる。

θ、Ｔ、Ｉ、■およびＡＣ３、ＡＣ１（７）値、並びに
曲線Ｘ１とＸ３の形状は鋼に対応して変動する１（がで
きるので、実際値はダイヤグラム２ａｓ２Ｂおよび２Ｃ
上には記載されていない。

説明と製作上の簡便さから、線材１の値は相２．３．４
中、すなわち段階（ｂ）中に一定でθｂに等しいとされ
ているが、線材１の温度は柑１の未明に得られた温度θ
ｂを中心に１０°Ｃの範囲内で変動する事ができる。し
かしこの線材１の温度は前記温度θｂに可能な限り近い
事が好ましい。線材１の温度は、段階（ｂ）においてこ
の温度θｂから５℃以上変動しない事が好ましい。

前記の実施態様において、段階（ａ）と（Ｃ）、すなわ
ち相１と５において、電流が線材１を通過しない。しか
し本発明は、これらの相の一方または両方の少なくとも
一部の間に線材１に電流を通す場合を含む。これは、装
置を各種の鋼に適合させるため、同一装置中において処
理条件を簡ｒｌｔ　（こ調整できる利点を示す。この場
合、冷却ＲａとＲｃを成す手段は、この電流の通過を考
慮して決定される。

本発明による方法を実施するための本発明による装置を
第３図乃至第７図に示す。

この装置２は、同時に８本の線材１を処理できるもので
あって、直線軸線ｘｘ’をＨする円筒形を成し、第３図
はこの軸線に沿った装置２の断面図であって、この図に
は２本の線材１を示す。

装置２は区画Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５を有し、線
材１は矢印Ｆの方向に区画Ｅ１から区画Ｅ５の方向に進
み、Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、およびＰ５はそれぞれこ
れらの区画Ｅ１〜Ｅ５内部（第３図）の相１〜５の時間
に対応する。

区画Ｅ１を第４図と第５図に詳細に図示し、第４図は軸
線ｘｘ’　に沿った断面であり、第５図はこの軸線に対
して垂直な断面である。第５図は第４図の直線ｖ−■に
沿った断面図であって、軸線ｘｘ’　は第５図のＯで示
されている。

区画Ｅｌは円筒スリーブ３によって外部から包囲され、
このスリーブは外側壁４と内側壁５とを有する。スリー
ブ３は、外側壁４と内側壁５との間を循環する流体、例
えば水によって冷却される。

内側ｖｆ！５は軸線ｘｘ’回りのクラウン状の多数のリ
ブ７を白゛する。

区画８はモーターベンチレータ組立体８を台する。この
モーターベンチレータ組立体８は、２１固のタービン１
０を軸線ｘｘ’回りに回転させる原動機９、例えばモー
タから成り、各タービン１０は羽根１１をＨし、線材１
がこれらの羽根と内側壁５の中間に配置される。

モーターベンチレータ組立体８は冷却ガス１２を矢印Ｆ
１方向に回転するガスリング状に撹拌しく第５図）、こ
のガスリング１２０は羽根１１と内側壁５との間のスペ
ースに対応している。従って線材１の放射方向通気を生
じる。

リブ７は、ガス１２と水６との間の良好な熱交換を生じ
る。

区画Ｅ　は、外部およびつぎの区画Ｅ２から、■ ２枚の円形中空板１３によって空力的に遮断され、この
円形板１３はそれぞれ冷却液１４、例えば水によって充
満されている。これらの円形板１３は線材１を通すため
の８個の開口１５を有する。

区画Ｅ　は相１に対応する。線材１が区画Ｅ１に入る時
、変態温度ＡＣ３以上の温度を有するので、その場合オ
ーステナイト構造を有し、急速に区画Ｅ１の中で温度θ
ｂとなるまで冷却される。この；Ｈ度θｂは、変態温度
ＡＣ１以下、パーライト曲線突端温度θｐ以上である。

温度θｂは準安定オーステナイトのパーライト変態を可
能とするが、線材１の温度θｂにおける保温時点ＴＢ□
に達していないのでこのパーライト変態は区画Ｅ１内部
では生じる事なく、線材１はオーステナイト構造を保持
する。

つぎに線材１が区画Ｅ２の中に入る。この区画Ｅ２は第
６図において軸線ｘｘ’　に沿った断面図で図示され、
第７図において軸線ｘｘ’　に垂直な断面図として図示
されている。軸線ｘｘ’　は第７図において文字Ｏで示
され、第７図の断面は第６図の直線■−■断面である。

この区画Ｅ２はモーターベンチレータ組立体を６しない
。各線材１は、区画Ｅ２の入り口において、導電性材料
、例えば銅の２個のローラー６の間を通過し、このロー
ラが、この区画Ｅ　から後述の区画Ｅ４まで、各線材１
の中に電流１ｂを通す。線材１の中を通る電流は、変圧
器１７によって供給され、これらの変圧器はそれぞれ電
圧Ｕを生じ、サイリスタ１８によって制御される。

このようにして、各瞬間において、線材１がジュール効
果によって受ける熱量と、線材１によって放出される熱
量との同等性が保証され、この放熱は輻射と対流とによ
る。このようにして、線材１の温度は区画Ｅ１の川口に
おいて得られた温度と同一温度、すなわちθｂに調整さ
れる。図面の簡略化のため、単一の変圧器１７と単一の
サイリスタ装置１８が第３図に図示されている。区画Ｅ
２は中空円筒形スリーブ１９によって画成され、このス
リーブの中に冷却液２０、例えば水が循環する。この円
筒形スリーブ１９はリブを有しない。

これは、区画Ｅ２の中ではガス１２と線＋イ１１との間
の熱交換が自然対流で実施され、すなわちガス１２を運
動させるために機械的手段を使用しないので、この熱交
換が低いからである。

区画Ｅ２は相２に対応する。すなわち、この区画Ｅ２に
おいてはオーステナイト粒界ぽおいて咳の加速度的形成
が見られるが、まだオーステナイトのパーライトへの変
態は存在しない。

つぎに線材１はＥ　に入る。この区画Ｅ３は区画Ｅ１と
類似であるが、下記の相違点がある。

−軸線ｘｘ’に沿って多数のモーターベンチレータ組立
体８が直列に配置されている。

−３線材１に電流１ｂが通される。

モーターベンチレータ組立体８による通気作用が変動さ
れる。すなわち、タービン１０の回転速度は、矢印Ｆに
沿って区画Ｅ３の入り口で小であり、軸線ｘｘ’　に沿
って増大して最大となり、従って通気速度が最大値Ｖｍ
を通り、つぎに区画の出口付近で低下する。この最大値
Ｖｍは例えば区画Ｅｌ中の通気速度の値と相違する。モ
ーターベンチレータ組立体８の速度は例えばモータ９（
第３図）に作用する変速器２１によって調整され、この
ようにして抽出されるべき熱量に応じて通気量を変動さ
せる事ができる。区画Ｅ３は相３に対応している。すな
わち、この区画Ｅ３においては線材１温度θｂにおいて
準安定オーステナイトのパーライトへの変態が生じる。

この変態は、約１００、ＯＯＯＪ−ｋｇ’の熱量を、線
材１の入り口と出口との間において可変速度で発生させ
る。

この場合に線材１内部の熱の発生は、電流の生じるジュ
ール効果熱と、このジュール効果熱の２〜４倍に達する
オーステナイト−パーライト変態熱との合計である。従
って熱交換を加速する必要があり、これは前述のモータ
ーベンチレータ組立体８による放射方向食動通気によっ
て得られる。

つぎに線材１は区画Ｅ４の中に入り、この区画Ｅ　は前
記の区画Ｅ２と同形であるが、ローラ１６がこの区画Ｅ
４の出口に隣接して配置されている事が相違し、電流は
線材１がこの区画Ｅ４の中にある時間Ｐ４中、線材１を
通る。また線材１はこの区画においても温度θｂに保持
される。

区画Ｅ４は相４に対応し、その目的は、相５の冷却の開
始前に確実にパーライト化を完了するために線材１を温
度θｂに保持するにある。

つぎに線材１は区画Ｅ５を通る。この区画は区画Ｅ１と
同形である。この区画Ｅ５は柑５に対応し、線材１の温
度を例えば常温に近い温度まで冷却させる。この冷却は
必ずしも急速である必要はないが、装置２の長さを短縮
するために急速に実施される事が好ましい。

装置２の組立てと分解を簡単化するため、各スリーブは
複数の要素スリーブから成り、これを帯金２２によって
組立てる事ができる。

区画Ｅ１を画成する板１３と類似の円形仮１３が、区画
Ｅ２とＥ３、区画Ｅ３とＥ４、区画Ｅ４とＥ　の間に、
また区画Ｅ５の出口にそれぞれ配置される。区画Ｅ１と
Ｅ５の中において、所望なら変速器２１によってモータ
９の速度を変動させる事ができる（第３図）。

区画Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５の中のモータ９の固定は軸線ｘｘ
’回りに対称形の板２３によって実施される。この板１
３は、モータ９に固着された底部２４と、帯金２２によ
ってスリーブ３に固着された外側クラウン２５とを有す
る。このクラウンの中に、線＋４１を通すための穴２６
が穿孔されている。

冷却ガス１２としてのガスは非常に広い意味にとらなけ
ればならない。これは単一ガスまたはガス混合物、例え
ば炭化水素と窒素との混合物を含む。

実施例 下記の３実施例は本発明の説明のためのものであって、
線材処理は前記の装置２の中で実施された。

使用された鋼の組成を別表１に示す（重量９６）。

また、使用された線材の特性とオーステナイト化に関す
るデータを別表２に示す。

それぞれの実施態様において、本発明による処理のすべ
ての場合、下記の事項が遵守された。

線材数：８、各線材の繰り出し速度：１ｍ・ｓ−１、装
置２全体の冷却ガス１２の特性を別表３に示す。このガ
スは、線材１の直径に応じて変動する割合の窒素−水素
混合物である。

モーターベンチレータ組立体８の数は、区画Ｅ１とＥ５
においては１基、区画Ｅ３においては５基であり、これ
らの組立体８の番号は第３図に図示のように、矢印Ｆの
方向に８−１〜８−５である（第３図においては、簡略
化のため、モーターベンチレータ組立体８−３は図示さ
れていない）。

（目１〜５の線材１の処理特性を別表４に示す。

得られた線材の機械特性を別表５に示す。

従って本発明による方法は、ジュール効果による線材の
加熱と変動通気とを組合わせる事により、オーステナイ
トからパーライトへの変態中に溶融金属、例えば溶融鉛
または溶融塩の使用を避ける事ができるので、本発明は
下記の利点を有する。

−簡単な構造と柔軟な機能、 一処理された線材の清浄化の必要がない。従って、線材
をそのまま黄銅メッキし、線引きする事ができる、 −４性の心配がないので、衛生上の問題がない。

好ましくは下記の関係を保持する。

−線材１の直径は少なくとも０．　３ｍｍ、最高３ｍｍ
に等しい。望ましくは、少なくとも０．　５ｍｍ。

最高２ｍｍに等しくする、 一相１において、線材１の冷却は１００〜４００℃・ｓ
−１の平均速度で実施される、−相２〜４において、温
度θｂは４５０〜６００℃とする、 一相３において、ガスリングの最高有効速度は２〜５０
ｍ−５−１とする、 −ｔｉｌｌにおいて、ガスリングの最高釘効速度は２〜
５０ｍ−１とする。

回転ガスリングはタービン以外の方法によって得る事が
できる。すなわち、第８図はタービンを使用しないで回
転ガスリングを得る装置３０を示す。この装置３０は、
例えば前記の区画Ｅ１゜Ｅ３、Ｅ５の少なくとも１つに
おいて代用する事ができ、第８図は装置２の軸線ｘｘ’
　に対して垂直断面であり、この軸線は第８図において
Ｏで示されている。装置３０は円筒形スリーブ３１によ
って外部を画成され、このスリーブは外側壁３２と内側
壁３３とを含む。冷却液３４、例えば水がこれらの壁３
２．３３の間を循環する。この装置はその内部を円筒体
３５によって画成される。一連のインゼクタ−３６が円
筒体３３．３５によって画成された環状スペース３７の
中に冷却ガス１２を導入し、線材１はこのスペース３７
の中に、軸線ｘｘ’　に対して平行に配置されている。

インゼクター３６の出口におけるガス速度１２は矢印Ｆ
３６によって示される。この速度は軸線ｘｘ’に対して
垂直、従って線材１に対して垂直であり、また軸線ｘｘ
’から等距離にある線材１を含む軸線ｘｘ’の仮想円に
対して実際上接線を成す。すなわち噴射は接線方向であ
る。このようにして得られた軸線ｘｘ’のガスリング３
８の速度は実際上軸線ｘｘ’　に対して垂直である。イ
ンゼクタ−３６の出口におけるガスジェットの速度はガ
スリング３８の速度の２〜１０倍の範囲内にある。装置
３０外部へのガス１２の出口は、ノズル３９によって構
成され、ガス１２の出口速度は矢印Ｆ３９によって示さ
れる。インゼクター３６の開口３６０は軸線ｘｘ’　に
対する平行線上に配置され、２個の隣接開口３６０は例
えば２０〜３０ｃｍの間隔で離間されている。出口ノズ
ル３９の開口３９０についても同様である。図面を簡単
にするため、第８図には１つのインゼクタ−３６と１つ
の出口ノズル３つのみを示した。

コンプレッサー４０がインゼクタ−３６にガス１２を（
共給し、またノズル３つから出るガス１２を受ける。

インゼクタ−３６に対するガス１２の分配はコレクタ４
１によって実施され、また装置３０中への通気速度の変
動は、各インゼクター３６の入り口に配置されたガス流
量を制御する弁４２によって実施される。

コレクタ４３は、ノズル３つから出たガス１２を、コン
プレッサー４０に入る前に捕集する。

コンプレッサー４０が容量型の場合、噴射コレクタ４１
と戻りコレクタ４３との圧・力差を一定に保持する圧力
調整器４４を配置する。

軸線ｘｘ’のリング状のリブ４５が熱交換の改良のため
に内側壁３３に固着されている。

コンプレッサー４０を装置３０の必要に適合させるため
、このコンプレッサー４０を変速モータによって駆動し
、またはこのモータとコンプレッサー４０との間に歯小
箱を使用する巾が望ましい。

装置２と前記の装置３０においては、冷却ガスの循環は
、金属線に対して（［４行な軸線回りに回転するガスリ
ングの形でｈｋ射力方向実施された。

しかし本発明は、第９図に図示のように、冷却ガスの循
環が少なくとも部分的に軸方向に実施される場合にも適
用される。第９図の装置５０はブロワ−５１を含み、こ
れが冷却ガス１２を５［装置５２の中に導入する事がで
きる。この装置５２は第１０図と第１１図において、さ
らに詳細に図示されている。この装置５２は、環状室５
４の中に配置された軸線ｙｙ’の円筒体５３を含む。軸
線ｙｙ’　は、環状室５４内部を通る線材１に対して平
行である。第１０図は軸線ｙｙ’　と線材１を通る面に
沿った断面図であり、第１１図は軸線ｙｙ’に対して垂
直な断面図である。第１１図の断面は第１０図の直線Ｘ
　Ｉ　−Ｘ　Ｉ断面図である。

導管５５から出るガス１２は環状室５４の中に接線方向
に導入され、その方向を示す矢印Ｆ５５は円筒体５３に
対して実際上接線を成し、第１１図においてＹで示す軸
線ｙｙ’　に対して垂直な方向を有する。環状室５４の
中に導入されたガス１２は、軸線ｙｙ’回りに回転する
ガスリング５２０を成し、この回転方向は矢印Ｆ５２に
よって表示されている。環状室５４外部において、線材
１は、この環状室５４に連通してその前後に配置された
２本の管５６の内部をＦ方向に通る。故に環状室５４の
中において線材１回りのガス１２の循環は部分的に放射
方向であるが、つぎにガス１２は環状室５４から出て管
５６の中を線材１に対して平行に、対向矢印Ｆ５６に沿
って流れ、従ってガス１２の循環方向は軸方向である。

管５６から出た抽出導管５７が管５６外部へのガス１２
の流出をＤＩ能とし、これらの抽出導管５７は捕集導管
５８に開き、この捕集導管５８が排出導管５つに連結さ
れている。導管５つから出たガスはＵＭのためブロワ−
５１に噴入され、このルートは図面の簡略化のため図示
されていない。

管５６に沿った通気、従って線材１に沿った通気の変動
は弁６０によって各抽出導管５７中のガス１２の流量を
調整する事によって実施される。従って、管５６の各部
分、５６−１〜５６−４において、ガス流；は装置５２
から矢印Ｆ５６の方向に遠ざかるに従って減少する。す
なわち、この方向において、通気量と冷却度が減少する
。線材１に対して部分的に放射方向の通気を加える装置
５２の中において冷却効果は最大であるが、管５６中の
通気は軸方向である。すなわちガス１２は線材１に対し
て平行に、矢印Ｆ５６の方向に流れる。熱い線材１から
冷却ガス１２に加えられる熱は水／ガス熱交換器６１に
よって排除される。

説明の簡単化のため、装置５２の両側に進行方向５６に
遠ざかる４個の部分５６−１〜５６−４のみを図示した
が、６管５６において４個以上の部分を使用する事かで
きよう。

この装置５０は本発明による方法の相３において、モー
ターベンチレータ組立体８の代わりに使用するり（がで
き、これは構成技術を簡単化する。

また装置５０と同様の通気方式を本発明による方法の相
１および／または相５において使用する事ができよう。

しかしこの場合、通気変動は必要でなく、装置５２から
最も離れた管５６の末端に１Ｆ−の抽出導管５７を配置
すればよい。

ガスの軸流技術は放射流技術よりも実施が容易であるが
、２ｍｍ以上の直径の金属線の冷却には不十分である。

この場合には、冷却ガスの放射流技術を使用しなければ
ならない。

前記のように、段階（ａ）および／または段階（ｃ）に
おいても線材１に電流を流す事が好ましい場合がある。

その場合、本発明による方法を実施する装置はこれらの
段階中に線材】に電流を通す手段を含み、この手段は例
えば前記のようなローラ１６を含む事ができる。

前記の実施例において、線材１中の電流の通過はジュー
ル効果により重圧源Ｕから得られるが、電流を誘導作用
によって得る事も可能である。しかしジュール効果を利
用する装置が製造容易であるから好ましい。

本発明によって処理された線材１は、鉛パテンテイング
法として知られる方法によって得られたものと同一の構
造、すなわち微細パーライト構造を有する。この構造は
、フェライト層によって分離されたセメンタイト層を含
む。−例として、第１２図はこのような微細パーライト
構造の一部７０の断面を示す。この部分７０は、フェラ
イト層７２によって分離された実質的に平行な２セメン
タイト層を含む。セメンタイト層７１の厚さを「ｉ」で
示し、フェライト層７２の厚さをｒｅＪで示す。パーラ
イト構造は微細であって、ｉ＋ｅの平均値は最大１００
０人±２５０Ａである。

本発明は前記の説明のみに限定されるものではなく、そ
の主旨の範囲内において任意に変更実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法の実施を説明するダイヤグラ
ム、第２図は本発明の方法を実施する際の線材温度、線
材の中を通る電流、および通気速度を時間関数として示
すダイヤグラム、第３図は５個の区画と軸線を有する本
発明による装置の一部の軸線に沿った断面図、第４図は
第３図の装置の第１区画の前記軸線に沿った断面図、第
５図は第４図のＶ−ｖ線に沿った断面図、第６図は第３
図の装置の第２区画の軸線に沿った断面図、第７図は第
６図の■−■線に沿った断面図、第８図は本発明の装置
において回転ガスリングを得る他の実施態様を示す軸線
に垂直な断面図、第９図は冷却ガスの他の分布法を示す
本発明の実施態様の軸線に沿った断面図、第１０図は第
９図の装置の一部を示す拡大断面図、第１１図は第１０
図のＸＩ−Ｘｌ線に沿った断面図、第１２図は本発明に
よって処理された線材の微細パーライト構造の一部の断
面図である。 θ・・・加熱温度、■・・・電流量、■・・・冷却ガス
流量、ＡＣ３・・・遷移温度、θｂ・・・変態温度、Ｘ
ｌ・・・変態開始曲線、Ｘ２・・・変態終了曲線、ω・
・・変態区域、Ｐｔ、ｐ２．ｐ３．ｐ４．ｐ５・・・処
理の各相、１・・・線材、３・・・スリーブ、８・・・
モーターベンチレータ組立体、１６・・・導電ローラ、
３６・・・インゼクター、５１・・・冷却ガスブロワ−
１５２・・・ガス調整装置、５６・・・導管、５７・・
・抽出導管、５８・・・捕集導管、５９・・・排出導管
。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆｉｇ、１ 」呵−−−−□−□−□−−エ ＦＩｏ、、７ ［

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微細パーライト構造を得るように鋼線を熱処理する
   方法において、 ａ）均質オーステナイト構造を得るように変態温度ＡＣ
   ３以上の温度に予め保持された線材を、変態温度ＡＣ１
   以下、準安定オーステナイトのパーライトへの変態の開
   始曲線の突端の温度以上の一定温度まで冷却し、その場
   合に線材がパーライトを有しない準安定オーステナイト
   構造を有する段階と、 ｂ）前記の一定温度から１０℃以上、変動しないように
   前記線材温度を調整し、この調整は、パーライト化時間
   以上の時間、線材中に電流を通し、この時間の一部にお
   いて変動通気を加える段階と、 ｃ）つぎに線材を冷却する段階とを含む方向。 ２、下記の５相を含み、 一相１において、変態温度ＡＣ３以上の温度に予め保持
   された線材を一定温度に達するまで冷却し、つぎに線材
   温度が前記一定温度から１０℃以上変動しないように線
   材温度を調整し、この調整は、下記の３相、相２、相３
   、相４の間、線材中に電流を通す事によって実施され、 −相２において、通気を実施せず、 −相３において、変動通気を実施し、 −相４において、通気を実施せず、 つぎに相５において、線材を冷却する事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項による方法。 ３、パーライト化後の線材の冷却は常温に近い温度まで
   実施される事を特徴とする特許請求の範囲第１項による
   方法。 ４、変動通気は少なくとも部分的に放射方向通気である
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れかによる方法。 ５、放射方向通気の結果として回転ガスリングが形成さ
   れ、その最高速度は少なくとも２ｍ・ｓ＾−＾１に等し
   く、最大５０ｍ・ｓ＾−＾１に等しい事を特徴とする特
   許請求の範囲第４項による方法。 ６、変動通気は少なくとも部分的に軸方向通気である事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かによる方法。 ７、軸方向通気の最大速度は少なくとも１０ｍ・ｓ＾−
   ＾１に等しく、最大１００ｍ・ｓ＾−＾１に等しい事を
   特徴とする特許請求の範囲第６項による方法。 ８、パーライト化後の冷却および／またはパーライト化
   前の冷却は少なくとも部分的に放射方向通気および／ま
   たは軸方向通気によって実施される事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかによる方法。 ９、パーライト化前の冷却中の通気は少なくとも部分的
   に放射方向であって、回転ガスリングを形成し、その速
   度は少なくとも２ｍ・ｓ＾−＾１に等しく、最大５０ｍ
   ・ｓ＾−＾１に等しく、あるいは前記通気は軸方向であ
   って、１０乃至１００ｍ・ｓ＾−＾１の範囲内の速度で
   ある事を特徴とする特許請求の範囲第８項による方法。 １０、線材の直径は少なくとも０．３ｍｍ、最大３ｍｍ
   に等しい事を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９
   項のいずれかによる方法。 １１、線材の直径は少なくとも０．５ｍｍ、最大２ｍｍ
   に等しい事を特徴とする特許請求の範囲第１０項による
   方法。 １２、パーライト化前の冷却は１００℃・ ｓ＾−＾１乃至４００℃・ｓ＾−＾１の平均速度で実施
   される事を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１１
   項のいずれかによる方法。 １３、段階（ｂ）に際して、線材温度は前記の一定温度
   から５℃以上変動しない事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第１２項のいずれかによる方法。 １４、微細パーライト構造を得るように炭素鋼線材を熱
   処理する装置において、 ａ）均質オーステナイト構造を得るように変態温度ＡＣ
   ３以上の温度に予め保持された線材を、変態温度ＡＣ１
   以下、準安定オーステナイトのパーライトへの変態の開
   始曲線の突端の温度以上の一定温度まで冷却し、その場
   合に線材がパーライトを有しない準安定オーステナイト
   構造を有するようにする手段と、 ｂ）パーライト化時間以上の時間、前記の一定温度から
   １０℃以上、変動しないように前記線材温度を調整する
   手段において、線材中に電流を通す手段と、この時間の
   一部において変動通気を加える手段とを含む手段と、 ｃ）つぎに線材を冷却する手段とを含む装置。 １５、線材をパーライト化の前および／または後におい
   て冷却する手段は通気手段である事を特徴とする特許請
   求の範囲第１４項による装置。 １６、前記の通気手段は少なくとも部分的に放射方向通
   気を成す事を特徴とする特許請求の範囲第１４項または
   第１５項のいずれかによる装置。 １７、通気手段は少なくとも１基のタービンを有する事
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項による装置。 １８、変動通気手段は複数のタービンと、タービン速度
   変動手段とを含む事を特徴とする特許請求の範囲第１７
   項による装置。 １９、通気手段は、ガスを接線方向に噴射して回転ガス
   リングを成す少なくとも１つのインゼクターを含み、噴
   射方向は線材に対して垂直である事を特徴とする特許請
   求の範囲第１６項による装置。 ２０、変動通気手段は、多数の接線方向噴射インゼクタ
   ーと、これらのインゼクター中のガス流量の調整手段と
   を含む事を特徴とする特許請求の範囲第１９項による装
   置。 ２１、通気手段は少なくとも部分的に軸流通気を含む事
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項乃至第２０項のい
   ずれかによる装置。 ２２、変動通気手段は、線材に沿ったガス流量を変動さ
   せる抽出導管を含む事を特徴とする特許請求の範囲第２
   １項による装置。