JP3393677B2 - 線材の直接熱処理方法 - Google Patents
線材の直接熱処理方法Info
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機械構造用炭素鋼或いは
合金鋼系成分の線材であって、特に焼き割れ並びに置き
割れを防止しうる線材の直接熱処理方法に関するもので
ある。
合金鋼系成分の線材であって、特に焼き割れ並びに置き
割れを防止しうる線材の直接熱処理方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボルトやスタビライザー等に加工
される機械構造用鋼成分からなる線材は、熱間圧延して
所望にサイズに成形した後、所定の組織になるように冷
却する熱処理が施され、その後結束して出荷されてお
り、需要家ではさらに矯直或いは伸線を行うと共に機械
的特性を付与するために焼入れ、焼戻しを実施してい
た。この焼入れ、焼戻し処理は需要家にとってはかなり
の負担であり、そのためにこれらの工程を省略できる圧
延線材の直接熱処理法が既に多く提案されている。例え
ば、特開昭５８−１６４７３１号公報には、熱延仕上げ
から巻取装置（ループレイヤー）間の冷却ゾーンでマル
テンサイト変態開始（Ｍｓ）温度〜Ｍｓ＋１００℃の範
囲で冷却し、その後ループ状（非同心円状リング）に展
開した線材を２０℃／ｓ以上の冷速で衝風冷却してマル
テンサイト変態させ、保熱装置を通過させて焼戻し処理
をする直接熱処理する方法が開示されている。
される機械構造用鋼成分からなる線材は、熱間圧延して
所望にサイズに成形した後、所定の組織になるように冷
却する熱処理が施され、その後結束して出荷されてお
り、需要家ではさらに矯直或いは伸線を行うと共に機械
的特性を付与するために焼入れ、焼戻しを実施してい
た。この焼入れ、焼戻し処理は需要家にとってはかなり
の負担であり、そのためにこれらの工程を省略できる圧
延線材の直接熱処理法が既に多く提案されている。例え
ば、特開昭５８−１６４７３１号公報には、熱延仕上げ
から巻取装置（ループレイヤー）間の冷却ゾーンでマル
テンサイト変態開始（Ｍｓ）温度〜Ｍｓ＋１００℃の範
囲で冷却し、その後ループ状（非同心円状リング）に展
開した線材を２０℃／ｓ以上の冷速で衝風冷却してマル
テンサイト変態させ、保熱装置を通過させて焼戻し処理
をする直接熱処理する方法が開示されている。
【０００３】また、特開昭６１−１０２７２６号公報に
は、非同心円状リングとした熱延線材を、９５℃以下の
酸化性気泡含有の気水混相流体冷媒で冷却し、３５０〜
５００℃で冷却を終了した後、コンベア（線材搬送）速
度を１／３〜１／２０に低下して熱保持槽を通過させマ
ルテンサイト変態させただちに自己熱で均一徐冷焼戻し
する直接焼入れ焼戻し方法を提案している。
は、非同心円状リングとした熱延線材を、９５℃以下の
酸化性気泡含有の気水混相流体冷媒で冷却し、３５０〜
５００℃で冷却を終了した後、コンベア（線材搬送）速
度を１／３〜１／２０に低下して熱保持槽を通過させマ
ルテンサイト変態させただちに自己熱で均一徐冷焼戻し
する直接焼入れ焼戻し方法を提案している。
【０００４】後述するように、高温より直接焼入してマ
ルテンサイト変態組織にした熱延線材は、局部的な残留
応力の増加や含有水素に起因して、結束などの応力付加
による焼き割れ、或いは置き割れが発生する。前記した
特開昭５８−１６４７３１号公報の提案では、焼き割れ
或いは置き割れに対する技術開示がなされていない。す
なわち、圧延終了温度は一般的な条件を記述しただけで
あり、また、保熱装置での処理はリング状の連続走行処
理であるために処理時間が短い（実施例では５４秒）た
め、応力解放や水素除去等が充分に行われない。しか
も、設備上保熱滞留時間を充分取ることが困難であるた
め、線材を最適焼戻し温度まで上昇することや、マルテ
ンサイトを焼戻すに必要な時間の確保も難しく、その結
果充分な特性を付与しがたくなる。さらに、Ｍｓ点直上
で巻取ることは剛性が高いためにループ形成が難しいと
言う問題がある。
ルテンサイト変態組織にした熱延線材は、局部的な残留
応力の増加や含有水素に起因して、結束などの応力付加
による焼き割れ、或いは置き割れが発生する。前記した
特開昭５８−１６４７３１号公報の提案では、焼き割れ
或いは置き割れに対する技術開示がなされていない。す
なわち、圧延終了温度は一般的な条件を記述しただけで
あり、また、保熱装置での処理はリング状の連続走行処
理であるために処理時間が短い（実施例では５４秒）た
め、応力解放や水素除去等が充分に行われない。しか
も、設備上保熱滞留時間を充分取ることが困難であるた
め、線材を最適焼戻し温度まで上昇することや、マルテ
ンサイトを焼戻すに必要な時間の確保も難しく、その結
果充分な特性を付与しがたくなる。さらに、Ｍｓ点直上
で巻取ることは剛性が高いためにループ形成が難しいと
言う問題がある。
【０００５】特開昭６１−１０２７２６号公報の開示も
同様であり、焼戻しが必要な温度制御が難しい自己熱に
よる徐冷でありること、その徐冷が稠密な非同心円状リ
ングであるとしてもコンベア搬送であるため処理時間が
短い（１０〜数１００秒）ことから、応力解放や水素除
去を充分に行うことができない。また熱保持層の緩冷却
でマルテンサイト変態させることは焼入れ不完全（マル
テンサイト＋ベイナイト混合組織）となり、かつリング
内で機械的性質特に組織のバラツキが大きくなることが
予想される。さらに自己熱に寄る焼戻しとしているが、
焼戻しを行うには温度が低く、かつ時間も十分ではな
い。
同様であり、焼戻しが必要な温度制御が難しい自己熱に
よる徐冷でありること、その徐冷が稠密な非同心円状リ
ングであるとしてもコンベア搬送であるため処理時間が
短い（１０〜数１００秒）ことから、応力解放や水素除
去を充分に行うことができない。また熱保持層の緩冷却
でマルテンサイト変態させることは焼入れ不完全（マル
テンサイト＋ベイナイト混合組織）となり、かつリング
内で機械的性質特に組織のバラツキが大きくなることが
予想される。さらに自己熱に寄る焼戻しとしているが、
焼戻しを行うには温度が低く、かつ時間も十分ではな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は別工程（オフ
ライン）で行われていた焼入れ、焼戻し処理を省略すべ
く、従来提案されていた熱延線材の直接熱処理方法（イ
ンライン焼入れ、焼戻し）の問題点を解消するものであ
って、各工程における処理条件を適性にすることによ
り、特に焼入れに起因する粒界破壊や焼き割れを防いで
安定した処理を可能とし、同時に、均一な焼戻し組織を
確保して良好な機械的性質を付与し、エネルギー、コス
トのかからない高い生産性を実現する線材の直接熱処理
方法を提供することを目的とする。
ライン）で行われていた焼入れ、焼戻し処理を省略すべ
く、従来提案されていた熱延線材の直接熱処理方法（イ
ンライン焼入れ、焼戻し）の問題点を解消するものであ
って、各工程における処理条件を適性にすることによ
り、特に焼入れに起因する粒界破壊や焼き割れを防いで
安定した処理を可能とし、同時に、均一な焼戻し組織を
確保して良好な機械的性質を付与し、エネルギー、コス
トのかからない高い生産性を実現する線材の直接熱処理
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】熱延線材の保有熱を利用
したオーステナイト域からの焼入れで、焼入れ性は結晶
粒度に左右される。すなわち、オーステナイト結晶粒度
が大きいほど焼入れ性は向上するが、結晶粒度を粗大化
して焼入れ性を向上させるに従い粒界破壊が発生しや易
くなり、また、遅れ破壊感受性も敏感となって後の工程
での応力付加により、焼き割れが起り易くなる。局部的
に粗大粒（混粒化）が形成された場合も同様な現象が生
じる。従って、これらの現象を抑制するには熱延や冷却
の条件および後工程の条件を適性に維持することが極め
て重要になる。
したオーステナイト域からの焼入れで、焼入れ性は結晶
粒度に左右される。すなわち、オーステナイト結晶粒度
が大きいほど焼入れ性は向上するが、結晶粒度を粗大化
して焼入れ性を向上させるに従い粒界破壊が発生しや易
くなり、また、遅れ破壊感受性も敏感となって後の工程
での応力付加により、焼き割れが起り易くなる。局部的
に粗大粒（混粒化）が形成された場合も同様な現象が生
じる。従って、これらの現象を抑制するには熱延や冷却
の条件および後工程の条件を適性に維持することが極め
て重要になる。
【０００８】本発明はこの様な知見に基づくものであっ
て、機械構造用炭素鋼或いは合金鋼を熱間圧延し、巻取
後冷却してから集束し、さらに結束する工程を含む線材
の製造方法において、Ａｒ3 変態点からＡｒ3 変態点十
２００℃の温度範囲で仕上圧延して所定形状にし、か
つ、オーステナイト結晶粒度で８番以上の細粒にした線
材を、Ａｒ3 変態点以上の温度で巻取って連続した非同
心円リング状に形成し、この巻取後、少なくとも線材の
Ｍｓ点まで急冷して全断面をマルテンサイト組織として
から集束せしめ、この集束線材を結束するまでの間に４
５０℃から６５０℃の炉雰囲気温度範囲で１時間以上保
持する焼戻しを施し、該焼戻しの開始を集束完了から８
時間以内とすることを特徴とする線材の直接熱処理方法
を要旨とする。本発明において、巻取後の線材冷却は、
連続的に温水中に浸漬して行うこと、特に、温水中でさ
らに温水噴射して冷却することが好ましい。さらに、巻
取後の線材を泡沫中で冷却する方法も採用することがで
きる。
て、機械構造用炭素鋼或いは合金鋼を熱間圧延し、巻取
後冷却してから集束し、さらに結束する工程を含む線材
の製造方法において、Ａｒ3 変態点からＡｒ3 変態点十
２００℃の温度範囲で仕上圧延して所定形状にし、か
つ、オーステナイト結晶粒度で８番以上の細粒にした線
材を、Ａｒ3 変態点以上の温度で巻取って連続した非同
心円リング状に形成し、この巻取後、少なくとも線材の
Ｍｓ点まで急冷して全断面をマルテンサイト組織として
から集束せしめ、この集束線材を結束するまでの間に４
５０℃から６５０℃の炉雰囲気温度範囲で１時間以上保
持する焼戻しを施し、該焼戻しの開始を集束完了から８
時間以内とすることを特徴とする線材の直接熱処理方法
を要旨とする。本発明において、巻取後の線材冷却は、
連続的に温水中に浸漬して行うこと、特に、温水中でさ
らに温水噴射して冷却することが好ましい。さらに、巻
取後の線材を泡沫中で冷却する方法も採用することがで
きる。
【０００９】
【作用】本発明は所定形状の線材に仕上げる仕上圧延に
おいて、仕上圧延直後の温度が、Ａｒ3 変態点以上Ａｒ
3 変態点＋２００℃以下の範囲となるように処理するこ
とにより、γ粒度番号(JIS G 0551)で８番以上の細粒と
することができ、このようなγ細粒組織の線材を焼入れ
することにより、粗大粒の焼入れ直後に見られる粒界破
壊や遅れ破壊（置き割れ）を起こすことがない。すなわ
ち、γ結晶粒の粗大化、および局部的な粗大化は、焼入
れがアンバランスとなって焼き歪みを誘発し、その結果
残留応力の局部的な増加に起因して粒界破壊或いは応力
付加による焼き割れを起す。不均一冷却が行われた場合
も同様であり、そのためにＡｒ3 変態点以上で巻取って
非同心円リング状に形成した細粒組織の線材の焼入れ
は、温水、特に沸騰状態の水中に連続的浸漬して膜沸騰
による抜熱冷却する方法、或いは温水中で２０〜９９℃
の温水を５ｍ/sec以上の速度で噴射する方法を使用し、
これらの方法で均一な急速冷却を実施して全断面均質な
マルテンサイト組織とし、前記破壊を抑止する。また、
供給ノズルより高温の非同心リング状線材に泡沫を噴射
し、リング密度に応じて泡沫供給量を調整して均一冷却
する方法も同様の目的で採用できる。
おいて、仕上圧延直後の温度が、Ａｒ3 変態点以上Ａｒ
3 変態点＋２００℃以下の範囲となるように処理するこ
とにより、γ粒度番号(JIS G 0551)で８番以上の細粒と
することができ、このようなγ細粒組織の線材を焼入れ
することにより、粗大粒の焼入れ直後に見られる粒界破
壊や遅れ破壊（置き割れ）を起こすことがない。すなわ
ち、γ結晶粒の粗大化、および局部的な粗大化は、焼入
れがアンバランスとなって焼き歪みを誘発し、その結果
残留応力の局部的な増加に起因して粒界破壊或いは応力
付加による焼き割れを起す。不均一冷却が行われた場合
も同様であり、そのためにＡｒ3 変態点以上で巻取って
非同心円リング状に形成した細粒組織の線材の焼入れ
は、温水、特に沸騰状態の水中に連続的浸漬して膜沸騰
による抜熱冷却する方法、或いは温水中で２０〜９９℃
の温水を５ｍ/sec以上の速度で噴射する方法を使用し、
これらの方法で均一な急速冷却を実施して全断面均質な
マルテンサイト組織とし、前記破壊を抑止する。また、
供給ノズルより高温の非同心リング状線材に泡沫を噴射
し、リング密度に応じて泡沫供給量を調整して均一冷却
する方法も同様の目的で採用できる。
【００１０】一方、焼入れした線材はコイル状に集束し
さらに結束して出荷されるが、結束に際しては集束コイ
ルの両端からかなり圧力が付加される。処理された線材
には、水素が不可避的に混入しており、また、焼入れ時
に発生した残留応力があり、特に欠陥部などの残留応力
の局部的な増加部分が存在すると、この部分に拡散性水
素が集中侵入し、結束時の応力付加により焼き割れが発
生し易くする。また焼入れ儘の組織では機械的性質、特
に絞り、伸び、衝撃値等が実用上十分とはいえない。そ
のため結束するまでに、４５０℃を超え６５０℃以下の
炉雰囲気温度範囲で１時間以上の保持する焼戻し処理を
して、焼戻しマルテンサイト組織にすると共に、線材内
部の残留応力を解放し、かつ、拡散性水素の除去を行
う。
さらに結束して出荷されるが、結束に際しては集束コイ
ルの両端からかなり圧力が付加される。処理された線材
には、水素が不可避的に混入しており、また、焼入れ時
に発生した残留応力があり、特に欠陥部などの残留応力
の局部的な増加部分が存在すると、この部分に拡散性水
素が集中侵入し、結束時の応力付加により焼き割れが発
生し易くする。また焼入れ儘の組織では機械的性質、特
に絞り、伸び、衝撃値等が実用上十分とはいえない。そ
のため結束するまでに、４５０℃を超え６５０℃以下の
炉雰囲気温度範囲で１時間以上の保持する焼戻し処理を
して、焼戻しマルテンサイト組織にすると共に、線材内
部の残留応力を解放し、かつ、拡散性水素の除去を行
う。
【００１１】以下に本発明をさらに詳細に説明する。図
１は本発明を実施する設備ラインの概要を示す。図にお
いて１は加熱炉であり、機械構造用炭素鋼或いは合金鋼
ビレットをオーステナイトの最適温度に加熱し、例えば
標準的には９５０℃〜１２５０℃で６０〜１８０分在炉
処理する。処理後抽出したビレットは熱間圧延熱工程
で、粗−中間圧延機２を経て仕上圧延機３で所定のサイ
ズおよび形状に造形した線材Ｓにする。この仕上圧延機
３出側温度により鋼の結晶粒サイズが最終的に決定さ
れ、本発明においては、Ａｒ3 変態点以上であって結晶
粗大化抑制のためにＡｒ3 変態点＋２００℃以下で行
い、具体的には鋼種に応じＡｒ3 変態点〜１０００℃範
囲の温度に制御することにより、γ粒度番号８番以上の
γ結晶粒とすることができる。このような制御をするこ
とによって応力解放および拡散性水素放出処理前の置き
割れ（遅れ破壊）発生を防止できる。
１は本発明を実施する設備ラインの概要を示す。図にお
いて１は加熱炉であり、機械構造用炭素鋼或いは合金鋼
ビレットをオーステナイトの最適温度に加熱し、例えば
標準的には９５０℃〜１２５０℃で６０〜１８０分在炉
処理する。処理後抽出したビレットは熱間圧延熱工程
で、粗−中間圧延機２を経て仕上圧延機３で所定のサイ
ズおよび形状に造形した線材Ｓにする。この仕上圧延機
３出側温度により鋼の結晶粒サイズが最終的に決定さ
れ、本発明においては、Ａｒ3 変態点以上であって結晶
粗大化抑制のためにＡｒ3 変態点＋２００℃以下で行
い、具体的には鋼種に応じＡｒ3 変態点〜１０００℃範
囲の温度に制御することにより、γ粒度番号８番以上の
γ結晶粒とすることができる。このような制御をするこ
とによって応力解放および拡散性水素放出処理前の置き
割れ（遅れ破壊）発生を防止できる。
【００１２】熱延された線材Ｓは、Ａｒ3 変態点以上で
巻取機４により連続的に非同心円リング状に形成してか
ら冷却調整装置５に導入し、オーステナイト域より鋼種
に応じてマルテンサイト確保可能な冷却速度でＭｓ点以
下の温度まで冷却する。例えばＳＣＭ４３５では冷却速
度５℃/sec以上でＭｓ点３７４℃までの冷却が必要にな
る。この冷却が不十分であると、完全な焼入れ組織とし
ての機械的性質が得られないばかりか、断面のミクロ組
織不均一に起因する残留応力により、保定処理前に焼き
割れが発生する。Ａｒ3 変態点以上で巻取るのは、冷却
時の線材にオーステナイト組織を確保するためである。
巻取機４により連続的に非同心円リング状に形成してか
ら冷却調整装置５に導入し、オーステナイト域より鋼種
に応じてマルテンサイト確保可能な冷却速度でＭｓ点以
下の温度まで冷却する。例えばＳＣＭ４３５では冷却速
度５℃/sec以上でＭｓ点３７４℃までの冷却が必要にな
る。この冷却が不十分であると、完全な焼入れ組織とし
ての機械的性質が得られないばかりか、断面のミクロ組
織不均一に起因する残留応力により、保定処理前に焼き
割れが発生する。Ａｒ3 変態点以上で巻取るのは、冷却
時の線材にオーステナイト組織を確保するためである。
【００１３】図２（ａ），（ｂ）は冷却調整装置５の一
例を示すもので、非同心円リング状に形成された熱延線
材Ｓはコンベア５１に移送され冷却槽５２に落入し冷却
処理される。熱処理装置５２には適宜循環する冷却媒体
５３が貯えられ、下方にリング状線材Ｓを載置して搬送
するコンベア５４を備えおり、線材Ｓはこのコンベア５
４により冷却槽５２を移送されながら連続的に焼入れさ
れ槽外に搬出される。また冷却槽５２には冷却効率を上
げるために温水噴射ノズル５５が設けられている。図中
５６はコンベア５２を支承する支持体、５７は排出口で
ある。
例を示すもので、非同心円リング状に形成された熱延線
材Ｓはコンベア５１に移送され冷却槽５２に落入し冷却
処理される。熱処理装置５２には適宜循環する冷却媒体
５３が貯えられ、下方にリング状線材Ｓを載置して搬送
するコンベア５４を備えおり、線材Ｓはこのコンベア５
４により冷却槽５２を移送されながら連続的に焼入れさ
れ槽外に搬出される。また冷却槽５２には冷却効率を上
げるために温水噴射ノズル５５が設けられている。図中
５６はコンベア５２を支承する支持体、５７は排出口で
ある。
【００１４】本発明はこのような冷却調整装置５により
焼入れ処理することが出来るのであり、この場合冷却媒
体として沸騰水を用いることにより、浸漬した高温線材
表面に膜沸騰を生起させて抜熱し、均一冷却を可能にす
る。また、噴射ノズル５５より温水噴射を行って、貯溜
した温水を攪拌しながら、或いは線材に噴き付けながら
冷却しても良く、この場合２０〜９９℃の温水を用い、
５ｍ/sec以上の速度で噴射することによりこの温度で問
題となる沸騰膜の不安定を解消し、安定した均一冷却が
できるようになる。別な方法として泡沫冷却法の使用も
可能であり、熱間リングに供給ノズルより、０．１〜５
０ｍ/secの噴射速度で泡沫を直接供給してリング間を通
過させ、この際、リングの重なり密度に応じて供給量を
調整することが好ましく、このような手段により冷却の
均一化を図ることができる。
焼入れ処理することが出来るのであり、この場合冷却媒
体として沸騰水を用いることにより、浸漬した高温線材
表面に膜沸騰を生起させて抜熱し、均一冷却を可能にす
る。また、噴射ノズル５５より温水噴射を行って、貯溜
した温水を攪拌しながら、或いは線材に噴き付けながら
冷却しても良く、この場合２０〜９９℃の温水を用い、
５ｍ/sec以上の速度で噴射することによりこの温度で問
題となる沸騰膜の不安定を解消し、安定した均一冷却が
できるようになる。別な方法として泡沫冷却法の使用も
可能であり、熱間リングに供給ノズルより、０．１〜５
０ｍ/secの噴射速度で泡沫を直接供給してリング間を通
過させ、この際、リングの重なり密度に応じて供給量を
調整することが好ましく、このような手段により冷却の
均一化を図ることができる。
【００１５】冷却調整装置５で焼入れたリング状線材Ｓ
は集束装置６に導かれ、コイル状に集束される。次いで
このコイルは移載機７に移され、移動しているフックコ
ンベア８に移載して結束装置１０までの間に設けた焼戻
し炉９に装入される。焼戻し炉９では４５０超〜６５０
℃の炉雰囲気温度範囲で１時間以上保定する焼戻し処理
をする。本発明の対象範囲であるＣ含有量が０．３％以
上である機械構造用炭素鋼・合金鋼では４５０℃以上に
焼戻し処理をすることで安定平衡相の金属状態となり、
フェライト＋セメンタイトが極めて微細に混合した組織
となって機械的性質上も強度、靭性バランスに優れた組
織となる。一方、６５０℃を超えて焼戻した場合には強
度は急速に低下してしまい、焼入れによる強度確保の意
味が少なくなる。他方、焼入れ時に鋼材内部に発生する
残留応力の解放のためには、最低限１００℃以上が必要
で高温になるほど有利である。また、遅れ破壊に影響を
及ぼす拡散性水素は１００〜４５０℃の温度域で放出さ
れるが、焼戻し処理の昇温過程でこの温度に保持され十
分に行われる。従って、本発明の焼戻し処理では応力解
放と拡散性水素の除去も同時に達成できる。なお、前記
集束完了から焼戻し処理開始までの時間は、これがあま
り長くなると拡散性水素の応力集中部への集合が起こ
り、置き割れが発生する可能性があるので８時間以内と
するのがよく、３０分以内とすることがより好ましい。
は集束装置６に導かれ、コイル状に集束される。次いで
このコイルは移載機７に移され、移動しているフックコ
ンベア８に移載して結束装置１０までの間に設けた焼戻
し炉９に装入される。焼戻し炉９では４５０超〜６５０
℃の炉雰囲気温度範囲で１時間以上保定する焼戻し処理
をする。本発明の対象範囲であるＣ含有量が０．３％以
上である機械構造用炭素鋼・合金鋼では４５０℃以上に
焼戻し処理をすることで安定平衡相の金属状態となり、
フェライト＋セメンタイトが極めて微細に混合した組織
となって機械的性質上も強度、靭性バランスに優れた組
織となる。一方、６５０℃を超えて焼戻した場合には強
度は急速に低下してしまい、焼入れによる強度確保の意
味が少なくなる。他方、焼入れ時に鋼材内部に発生する
残留応力の解放のためには、最低限１００℃以上が必要
で高温になるほど有利である。また、遅れ破壊に影響を
及ぼす拡散性水素は１００〜４５０℃の温度域で放出さ
れるが、焼戻し処理の昇温過程でこの温度に保持され十
分に行われる。従って、本発明の焼戻し処理では応力解
放と拡散性水素の除去も同時に達成できる。なお、前記
集束完了から焼戻し処理開始までの時間は、これがあま
り長くなると拡散性水素の応力集中部への集合が起こ
り、置き割れが発生する可能性があるので８時間以内と
するのがよく、３０分以内とすることがより好ましい。
【００１６】このように処理されたコイル線材は結束装
置１０でコイル両側より加圧され、結束するが、上記し
た一連の処理により、遅れ破壊の原因が除去されてお
り、従って結束時の応力付加による欠陥の発生も殆どな
く、製品１１を安定して供給できる。
置１０でコイル両側より加圧され、結束するが、上記し
た一連の処理により、遅れ破壊の原因が除去されてお
り、従って結束時の応力付加による欠陥の発生も殆どな
く、製品１１を安定して供給できる。
【００１７】
【実施例】表１に示す成分（機械構造用炭素鋼および合
金鋼）からなる１６２mm角の鋼片を、図１，２に示す工
程に準じて表２に示す条件で熱間圧延、冷却（焼入れ）
および保定処理を実施し、保定前および結束後の割れ発
生状況をコイルを巻戻しながら全長検査を実施した。比
較のために本発明から外れた条件で処理した試料を併記
した。結果を機械的性質とともに表３に示す。
金鋼）からなる１６２mm角の鋼片を、図１，２に示す工
程に準じて表２に示す条件で熱間圧延、冷却（焼入れ）
および保定処理を実施し、保定前および結束後の割れ発
生状況をコイルを巻戻しながら全長検査を実施した。比
較のために本発明から外れた条件で処理した試料を併記
した。結果を機械的性質とともに表３に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】比較例である試番７および１１は熱延仕上
温度が高いためγ粒が粗く、試番８と１２は集束から保
定間での時間が長い材料であるため、これらは何れも保
定前に焼き割れが発生している。また、試番９は焼戻し
温度が低く、かつ水素量が高く、試番１０は焼戻し時間
が短いために十分脱水素されておらず何れの試料も結束
後に焼き割れが発生している。試番１３は焼戻し温度が
本発明の下限を外れており、強度が高く、絞りや伸びが
低い。試番１４は焼戻し温度が本発明の上限を外れてお
り、絞りや伸びは優れているが強度が低い。
温度が高いためγ粒が粗く、試番８と１２は集束から保
定間での時間が長い材料であるため、これらは何れも保
定前に焼き割れが発生している。また、試番９は焼戻し
温度が低く、かつ水素量が高く、試番１０は焼戻し時間
が短いために十分脱水素されておらず何れの試料も結束
後に焼き割れが発生している。試番１３は焼戻し温度が
本発明の下限を外れており、強度が高く、絞りや伸びが
低い。試番１４は焼戻し温度が本発明の上限を外れてお
り、絞りや伸びは優れているが強度が低い。
【００２２】これに対して本発明試料は結束前後での焼
き割れはまったく発生しておらず、かつ機械的性質も優
れており、良好な結果を示している。
き割れはまったく発生しておらず、かつ機械的性質も優
れており、良好な結果を示している。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、線
材熱間圧延工程内（インライン）で熱間圧延熱を利用し
た直接焼入れ処理した鋼線材が、その後の焼戻し処理を
組み合わせることにより機械的性質を改善し、かつ、焼
き割れ或いは置き割れ等の問題が全くなく製造が可能と
なり、また従来のオフライン焼入れ焼戻し工程に比し、
エネルギー、コスト上、および設備面で極めて有利であ
り、また高生産性を実現できるため工業的効果は極めて
大きい。
材熱間圧延工程内（インライン）で熱間圧延熱を利用し
た直接焼入れ処理した鋼線材が、その後の焼戻し処理を
組み合わせることにより機械的性質を改善し、かつ、焼
き割れ或いは置き割れ等の問題が全くなく製造が可能と
なり、また従来のオフライン焼入れ焼戻し工程に比し、
エネルギー、コスト上、および設備面で極めて有利であ
り、また高生産性を実現できるため工業的効果は極めて
大きい。
【図１】本発明法を実施する装置列例の概要を示す説明
図。
図。
【図２】（ａ）は本発明法を実施する冷却調整装置の一
例を示す説明図。（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線断面図。
例を示す説明図。（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線断面図。
１ 加熱炉
２ 粗・中間圧延機
３ 仕上圧延機
４ 巻取機
５ 冷却調整装置
５１ コンベア
５２ 冷却槽
５３ 冷却媒体
５４ コンベア
５５ 噴射ノズル
５６ 支持体
５７ 排出口
６ 集束装置
７ 移載機
８ フックコンベア
９ 焼戻し炉
１０ 結束機
１１ 製品
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 関 隆一
北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株
式会社 室蘭製鐵所内
(72)発明者 高橋 武司
北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株
式会社 室蘭製鐵所内
(56)参考文献 特開 昭56−119727（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−10051（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−66310（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−177934（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−23825（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−105933（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−250421（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 9/52 103
C21D 8/06
Claims (4)
- 【請求項１】 機械構造用炭素鋼或いは合金鋼を熱間圧
延し、巻取後冷却してから集束し、さらに結束する工程
を含む線材の製造方法において、Ａｒ3 変態点からＡｒ
3 変態点＋２００℃の温度範囲で仕上圧延して所定形状
にし、かつ、オーステナイト結晶粒度で８番以上の細粒
にした線材を、Ａｒ3 変態点以上の温度で巻取って連続
した非同心円リング状に形成し、この巻取後、少なくと
も線材のＭｓ点まで急冷して全断面をマルテンサイト組
織としてから集束せしめ、この集束線材を結束するまで
の間で４５０℃超から６５０℃の炉雰囲気温度範囲に１
時間以上保定する焼戻しを施し、該焼戻しの開始を集束
完了から８時間以内とすることを特徴とする線材の直接
熱処理方法。 - 【請求項２】 巻取後の線材を温水中に浸漬して冷却す
ることを特徴とする請求項１記載の線材の直接熱処理方
法。 - 【請求項３】 温水中でさらに温水噴射して冷却するこ
とを特徴とする請求項２記載の線材の直接熱処理方法。 - 【請求項４】 巻取後の線材を泡沫中で冷却することを
特徴とする請求項１記載の線材の直接熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12973593A JP3393677B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 線材の直接熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12973593A JP3393677B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 線材の直接熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336620A JPH06336620A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3393677B2 true JP3393677B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=15016914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12973593A Expired - Fee Related JP3393677B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 線材の直接熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3393677B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024073A1 (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-17 | Katsuhiko Yamada | 熱間圧延線材の制御冷却方法 |
| CN105506266A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 浙江华纬弹簧有限公司 | 一种新型弹簧钢丝水淬生产线 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW458819B (en) * | 1999-05-24 | 2001-10-11 | Nippon Steel Corp | Apparatus for continuous production of steel wire |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12973593A patent/JP3393677B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024073A1 (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-17 | Katsuhiko Yamada | 熱間圧延線材の制御冷却方法 |
| CN105506266A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 浙江华纬弹簧有限公司 | 一种新型弹簧钢丝水淬生产线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06336620A (ja) | 1994-12-06 |
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