JPS6335747A - 高速度鋼薄板の製造方法 - 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） 本発明は高速度鋼薄板の製造に係り、より詳細には、鋳
造後の鍛造等の工程を省略して高速度鋼薄板を製造する
方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする問題点）従来、高速
度鋼の連続鋳造は中心偏析が激しく困難と云われており
、高速度鋼薄板の製造は、通常、次のような製造プロセ
スによって行われていた。

溶解→造塊→鍛造→熱間圧延→焼鈍→冷間圧延→焼入れ
・焼もどし 一般に高速度鋼では、凝固時に粒界に共晶炭化物が生成
されるため、この炭化物を微細かつ均一に分布させるこ
とが熱処理後の工具の寿命を向上させることにつながる
ものである。この点、上記の従来法では、凝固時の炭化
物を小さくするために造塊時のインゴットを３００〜６
００ｋｇの如く小さくし、冷却速度を５〜ｂ ０．３℃／５ｅｅ）のように増加させており、また鍛圧
ミルで鍛造を十分に行って炭化物を破壊することで対処
していた。

しかし、このような製造プロセスでは、インゴットを小
さくせざるを得ないため、！５造歩留が低下し、更には
Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、■等の合金元素の偏析によって却って
インゴット中心部での共晶炭化物が大きくなりやすくな
り、不均一組織となる等の欠点があった・また造塊後に
鍛造、熱延が必須であるために必然的に熱エネルギー面
でコスト高を招いていた。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、鋳造歩留を大
幅に向上でき、しかも鍛造等の工程を経ずに簡易な製造
プロセスによって安価にかつ高品質の高速度鋼薄板を製
造し得る方法を提供することを目的とするものである。

（間層点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、凝固時に粒界に
生成する共晶炭化物を均一に微細化分布させる手段とし
て、従来の小型インゴット−鍛造に代替し得る方策を見
い出すべく鋭意研究したところ、冷却速度が極めて大き
い急冷凝固法を採用することにより凝固時に生成する共
晶炭化物が極めて小さく、しかも５ｍｍ厚以下の薄鋳片
を得ることによってマクロ偏析がなく中心部においても
極めて微細な共晶炭化物が生成することを見い出した。

更には薄鋳片を製造することにより鍛造、熱工程を経る
ことなく焼鈍を施すことができ、しかも焼鈍により上記
微細分布の共晶炭化物が球状化され、場合によっては軟
化でき、次工程の冷間圧延を有利に実施できることを見
い出し１本発明をなしたものである。

すなわち１本発明に係る高速度鋼薄板の製造方法は、高
速度鋼の溶湯をロール方゛式等の急冷凝固法によって１
０２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷して５１１１ｍ以
下の薄鋳片を鋳造し、その後、該：ａ鋳片を焼鈍して炭
化物を微細な球状にし、必要に応じて軟化させ１次いで
冷間圧延に供することを特徴とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

従来、高速度鋼は特に合金元素の中心偏析が激しくて連
鋳しにくい鋼種とされていたが、本発明では、いわゆる
急冷凝固法にて薄鋳片を鋳造することにより、偏析が可
及的に少なく、かつ、凝固時に生成する共晶炭化物を表
面から中心部までサイズのそろった微細炭化物にするこ
とができる。

急冷凝固法としては、単ロール法、双ロール法などのロ
ール方式や遠心法等が近年アモルファス金属薄帯の製造
法として開発されてきたが、本発明においてはこれらの
急冷凝固法を高速度鋼の薄鋳片の鋳造に応用するもので
ある。この場合、冷却速度はアモルファス化するほどの
大きな値は必要でなく、１０”℃／ｓｅｃ以上の冷却速
度であれば５ｍａ＋厚以下厚薄下片の中心部でも１０２
℃／ｓｅｃ以上の冷却速度を与えることができ、マクロ
偏析が軽減されると共に上記効果を得ることができる。

なお、紡造時には脱炭防止のためにＡｒ等の非酸化性ガ
スでシールドするのが望ましい。

第２図（ａ）、　（ｂ）は従来法によるインゴツト材の
表面部と中心部の共晶炭化物の生成状態を示す顕微鏡写
真であり、共晶炭化物を示す白い部分が大きく粒界に生
成し１表面部よりも中心部においてその偏析傾向が大き
くなっていることがわかる。

一方、本発明法による急冷材は同図（Ｃ）、（ｄ）に示
すように表面部及び中心部のいずれでも共晶炭化物（黒
い部分）が同様に極めて微細にかつ均一に分布している
ことがわかる。

このように本発明では急冷凝固法によって薄鋳片を５ｍ
ｍ厚以下のものに鋳造するため、従来法で必須とされて
いた鍛造成いは鍛造−熱延の工程を省略することができ
、引き続いて焼鈍−冷延に供するというプロセス簡易化
の利点がある。なお。

薄鋳片の厚み等によっては必要に応じて若干の熱延工程
を採用してもよい、また薄鋳片であるのでこの急冷材を
コイリングすることができ、スペースも大幅に節減でき
る。

紡造後、得られた急冷材は焼鈍され、急冷材の微細な共
晶炭化物を球状化することができる。そのためには１０
００〜１２００℃、５時間以下の条件で焼鈍するのが好
ましい。第２図（ｃ）に示したサイズの炭化物であれば
１０００〜１２００℃で焼鈍すると共晶炭化物が容易に
球状化される。

この理由は、急冷によって層状に生成された共晶炭化物
の層状の間隔が狭くなっているので、拡散距離が短くな
るためである。また１０００〜１２００℃の温度にて Ｍ、Ｃ→Ｍ、Ｃ＋ＭＣ の反応が生じ、炭化物が更に細かくなる効果もある。し
たがって、従来法のように鍛造や熱延で共晶炭化物を破
壊する工程を経なくても、従来の材質と同等以上のもの
を得ることができる。

なお、この焼鈍工程は、連鋳後連続的に行っても或いは
バッチで行ってもよい。薄鋳片から連続的にコイリング
する場合には、例えば焼鈍ボックス内で焼鈍され、その
時の焼鈍の熱エネルギーは薄鋳片の自己保有熱を主とす
ることができるし、必要ならば補足的に加熱するだけで
よい。

上記焼鈍に引き°続き、共析変態温度域での焼鈍を行う
ことができる。この処理によって薄鋳片は軟化し、次工
程の冷間圧延が容易となり、薄鋳片の割れ発生も回避さ
、れる。このためには共析変態温度近傍の７００〜９０
０℃で５時間以内の条件で焼鈍し、焼鈍後少なくとも５
００℃までを２０’Ｃ／　ｈ　ｒ以下、好ましくは１０
〜２０　’Ｃ／ｈｒ以下の冷却速度で冷却するのが望ま
しい。その際、少なくとも５００℃に達すれば空冷であ
ってもよい。

上記熱処理工程の後、従来と同様、冷間圧延。

焼入れ・焼もどし処理を行う。これらの加工、熱処理条
件は特に制限されないことは云うまでもない。

なお、本発明法では、各種成分の高速度鋼を対象とする
ことができ、いずれの材質のものであっても従来よりも
高品質の高速度鋼薄板を製造することができる。

次に本発明の一実施例を示す。

（実施例） 第１図は本発明法の実施に使用する設備の一例を示すも
ので、取鍋１からタンデイツシュ２に供給した溶ｍＭを
双ロール３のロール間隙に連続的に注湯し、急冷凝固さ
せ、得られた薄鋳片は保熱板４間を通って焼鈍ボックス
５にコイリングされる。焼鈍ボックス５の入側には切断
機６が設けである。

上記設備を用いて第１表に示す化学成分（ｗｔ％）の溶
鋼から薄板を作製した。なお、溶解量は３゜Ｏｋｇで、
溶鋼温度１５７０’Ｃで双ロールに鋳造して薄鋳片を得
、これをコイリングした。鋳造時には脱炭防止のために
Ａｒガスを用いてガスシールドを行った。

コイリングした鋳片は焼鈍ボックス内にて焼鈍され、第
３図（ａ）に示すように中心部でも微細炭化物が得られ
た。この場合、焼鈍は外部がら熱を与えることなく鋳片
の自己保有熱にて行われた。

なお、同図（ｂ）は同一材質の高速度鋼につき従来法に
より鍛造、熱延を含む工程で製造された薄板の中心部の
組織を示したもので、炭化物は球状化されているものの
、本実施例の急冷材の方が優才した性状の球状炭化物を
有している。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、従来法では中心
偏析が激しく連鋳化しにくい鋼種である高速度鋼を急冷
凝固法により５ｍｍ厚以下の薄鋳片を鋳造するものであ
るから、従来必須とされていた鍛造等の工程が不要とな
り、連鋳と焼鈍乃至連鋳と熱延と焼鈍を一体化したプロ
セスを工業的に実施可能となり、特に、従来は鋳造時に
大きい冷却速度を与えるべく小さなインゴットを製造し
ていたために鋳造歩留が極めて低かったのに対し、連鋳
方式により大幅に鋳造歩留を向上できる等。

その実用上の効果は極めて大きい、のみならず、鋳造時
には１０２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷凝固するの
で、偏析が少なく１表面から中心に至るまでサイズのそ
ろった微細な共晶炭化物が均一に得られ、しかも、これ
を焼鈍することにより更に均一で微細な球状炭化物とな
り、材質に決定的な影響を与える炭化物サイズ・分布に
つき極めて有利となり、従来材よりも同等以上の材質の
高速度鋼薄板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施に使用する設備の一例を示す図
。 第２図は従来材と本発明による急冷材のミクロ組織を示
す顕微鏡写真（Ｘ　１００）であり、同図（ａ）は従来
材の中心部、（ｂ）は表面部を示し、（ｃ）は急冷材の
中心部、（ｄ）は表面部を示し、第３図（ａ）は本発明
の実施例による急冷材の中心部のミクロ組織を示す顕微
鏡写真（Ｘ　２０００）であり、同図（ｂ）は同様に従
来材の顕微鏡写真（×２０００）である。 １・・・取鍋、　　　　　　２・・・タンデイツシュ、
３・・・双ロール、　　　４・・・保熱板、５・・・焼
鈍ボックス、　６・・・切断機、Ｍ・・・溶鋼、　　　
　　Ｓ・・・薄鋳片。 特許出願人　　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　　中　　村　　　尚 第１図 第３図 （Ｑ）　　　　　　（ｂ） （α） ２　　＆Ｊ （ｂ） （ｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高速度鋼の溶湯をロール方式等の急冷凝固法によ
   って１０＾２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷して５ｍ
   ｍ厚以下の薄鋳片を鋳造し、その後、該薄鋳片を焼鈍し
   て炭化物を微細な球状にし、次いで冷間圧延に供するこ
   とを特徴とする高速度鋼薄板の製造方法。
2. （２）高速度鋼の溶湯をロール方式等の急冷凝固法によ
   って１０＾２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷して５ｍ
   ｍ厚以下の薄鋳片を鋳造し、その後、該薄鋳片を焼鈍し
   て炭化物を微細な球状にすると共に軟化させ、次いで冷
   間圧延に供することを特徴とする高速度鋼薄板の製造方
   法。