JPS6364488B2

JPS6364488B2 -

Info

Publication number: JPS6364488B2
Application number: JP10482282A
Authority: JP
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1988-12-12
Also published as: JPS58221226A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明、機械構造用鋼の製造方法の改良に関す
る。従来、機械構造部品を製作するには、熱間鍛造
ののち切削加工するか、熱間鍛造品に熱処理を施
してから冷間鍛造するか、あるいは必要に応じて
さらに機械加工を行なうといつた方法がとられて
きた。一方、近年では鍛造機械の進歩と鍛造用鋼材の
改良とがあいまつて、半熱間で鍛造することが可
能となり、盛んに行なわれるようになつてきた。半熱間または温間の加工とは、熱間加工に至ら
ない程度の加熱下の加工であつて、熱間加工にお
ける低い変形抵抗と、冷間加工による高い仕上り
精度とを、あわせ得ることを狙つた技術である。
半熱間加工が可能であれば、工数の減少と熱エネ
ルギーの節約とが実現し、コストの低減に寄与で
きる。一般に、半熱間鍛造したものは、さらに冷間で
仕上げ鍛造または成形を行なうことが多いので、
ワレやカケなどの不具合が生じない、良好な冷間
成形性をもつことが要求される。上述した熱間鍛
造後の冷間鍛造に先立つ熱処理は、いつたん常温
まで冷却した材料を再度高温に加熱するのでエネ
ルギーの消費が多く、この点の改善も望まれてい
る。本発明の目的は、半熱間鍛造に続いて行なう冷
間加工に際しての成形性がよい機械構造用鋼を、
低減されたエネルギー消費の下に製造する方法を
提供することにある。この目的を達成する本発明の機械構造用鋼の製
造方法は、基本的には、Ｃ：0.15〜1.20％の鋼
を、400〜900℃の温度域において半熱間鍛造し、
その残熱を利用して直接低温焼なましを行ない、
それにより冷間成形性を向上させることを特徴と
する。Ｃ：0.15〜1.20％の範囲は、機械構造用鋼にお
いて通常採用されているものであつて、とくに下
限は、強度を確保する上で必須である。また、こ
れ以下のＣ含有量の鋼は、冷間鍛造が容易で、特
別な対策を必要としない。半熱間鍛造の温度の下限400℃は、材料の変形
抵抗を小さくして有利に鍛造するという目的にと
つて、必要最低限のものであり、一方、上限900
℃は、これを超えると鍛造製品の精度を高めるこ
とが困難なこと、および酸化スケールの生成が著
しくなつて歩留りが低下するため設けたものであ
る。また、高温に加熱することは、エネルギー消
費の低減という趣旨にも反する。適切な温度条件
は、材料の組成，素材および鍛造品の寸法形状、
さらには鍛造装置からくる制約などの諸因子を総
合的に考慮して、必要ならば多少の実験を行なう
ことにより決定できる。半熱間鍛造の残熱を利用して行なう直接低温焼
なましは、通常、600〜750℃の温度に５時間以内
保持することによつて実施する。従つて、加熱
は、場合によつてはごくわずかで足り、そうでな
いときでも、従来のようにいつたん冷却してから
680〜740℃程度の高温に５〜10時間保持するとい
つた焼なましにくらべれば、格段の軽減が可能で
ある。本発明の方法に従うことにより、従来技術
より迅速に球状化組織が形成されるということ
は、本発明者らがはじめて得た知見である。 400〜900℃の温度域における半熱間鍛造に適す
る機械構造用鋼としては、本発明者らが見出し、
別途提案したものを使用することが好ましい。す
なわち、Ｃ：0.15〜1.20％の鋼であつて、仕上げ
温度950℃以下の温度域において少なくとも30％
の累積減面率の仕上げ圧延または鍛造を受けるこ
とにより、オーステナイト結晶粒度が８以上の微
細粒である組織を有する機械構造用鋼である。本発明の方法により製造される鋼の、冷間加工
における成形性の一層の改善、そして仕上り精度
の一層の向上を望むのであれば、材料として、
Ｃ：0.15〜1.20％、Ｎ：0.005〜0.05％であつて、
Al，Nb，TiまたはZrのいずれか１種0.2％以下
または２種以上を合計量で0.4％以下含有する鋼
を使用することが推奨される。それによつて結晶
粒の微細化を期待することができ、上記の望みが
かなえられる。Ｎ：0.005％の下限は、この効果を得るために
必要な量であり、一方、0.05％の上限は、ブロー
発生を避ける観点から定めた。Al，Nb，Ti，Zr
の上限値は、それを超える含有はかえつて、冷間
成形性およびそれに先立つ半熱間鍛造の鍛造性を
そこなうので設けた。この好ましい態様においても、前述の加工履歴
および微細組織を有する材料、すなわち仕上げ温
度950℃以下の温度域において少なくとも30％の
累積減面率の仕上げ圧延または鍛造を受けること
により、オーステナイト結晶粒度が８以上の微細
粒である組織を有する機械構造用鋼を使用するこ
とが有利である。このほか、焼入性コントロール元素としてSi，
MuのほかCu，Ni，Cr，Mo，Ｗ，Co，Ｂの適量
添加、被削性改善元素としてＳ，Se，Te，Pbの
適量添加、さらには冷間鍛造性の一層の向上のた
めに酸素含有量を規制することも、本発明の範囲
に含まれる。本発明の機械構造用鋼の製造方法は、半熱間鍛
造を行ない、しかもその残熱を利用して低温焼な
ましを行なうから、熱エネルギーの節約と所要工
数の減少が実現し、コストの低減に大いに役立
つ。製品は冷間成形性にすぐれ、高精度のものが
容易に得られるから、たとえば自動車用の等速ジ
ヨイントのような部品の素材をつくる技術とし
て、すこぶる有用である。実施例１第１表に示すＣ含有量の鋼を溶製し、熱間圧延
により、径50mmの丸棒にした。この素材から、第１図に示すような長さ25mmの
試片を切り取り、750℃における半熱間加工によ
り、第２図に示すような浅いカツプ状体に成形し
た。続いて、660℃×２時間→空冷の条件で直接焼
なまし、すなわち半熱間加工の残熱利用による焼
なましを行ない、さらに冷間加工により、第３図
に示すような深いカツプ状体に絞つた。比較のた
め、一部は直接焼なましを行なわずに、冷間加工
した。それらは、No.に＊印を付したものである。上記の冷間加工において、冷間加工率（％）
は、半熱間加工によるカツプ状体の筒状部分の断
面積をS₀，続く冷間加工によるそれの筒状部分の
断面積をS₁とするとき、つぎのように定義され
る。 S₀−S₁／S₀×100 試片にワレが発生するまでの最大の加工率を、
「冷間限界加工率」とよぶ。その値を、第１表に
あわせ掲げる。

【表】

【表】実施例２第２表に示す組成（このほかにSi，Mnなどを
通常存在する量含有する）の鋼を溶製し、実施例
１と同様に、半熱間加工，直接焼なましおよび冷
間加工を行なつて、限界冷間加工率を測定した。その値を、第２表にあわせて記す。

【表】【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例における冷間成形性の試
験法を説明するためのものであつて、第１図は、
熱間圧延によつて得た素材から切り取つた試片の
形状を、第２図は、半熱間加工により浅いカツプ
状体に成形したものの形状を、そして第３図は、
それをさらに冷間加工により深いカツプ状体に絞
つたものの形状をそれぞれ示し、各図において、
Ａは平面図、Ｂは断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.15〜1.20％の鋼を、400〜900℃の温度
域において半熱間鍛造し、その残熱を利用して直
接低温焼なましを行なうことにより、冷間成形性
を向上させることを特徴とする機械構造用鋼の製
造方法。２直接低温焼なましを、600〜750℃の温度に５
時間以内保持することにより行なう特許請求の範
囲第１項の機械構造用鋼の製造方法。３Ｃ：0.15〜1.20％、Ｎ：0.005〜0.05％であつ
て、Al，Nb，TiまたはZrのいずれか１種0.2％
以下または２種以上を合計量で0.4％以下含有す
る鋼を、400〜900℃の温度域において半熱間鍛造
し、その残熱を利用して直接低温焼なましを行な
うことにより、冷間成形性を向上させることを特
徴とする機械構造用鋼の製造方法。４直接低温焼なましを、600〜750℃の温度に５
時間以内保持することにより行なう特許請求の範
囲第３項の機械構造用鋼の製造方法。