JPH11315322A - 高炭素鋼の軟化焼鈍し方法 - Google Patents

高炭素鋼の軟化焼鈍し方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で低コストにて可能な高炭素鋼の軟化
焼鈍し方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 高炭素鋼の軟化焼鈍し方法において、 ・ 対象物を熱間加工から直接軟化焼鈍し、そしてＡ１
−２０℃（Ａ１温度より２０℃低い温度）まで冷却し、 ・ 対象物をＡ１＋２０℃あるいはそれ以上に加熱した
後、空気中で鋼のＡ１温度以下まで速やかに冷却する工
程を少なくとも一回行い、 ・ 対象物を約Ａ１＋２０℃あるいはそれ以上まで加熱
してから約７４０℃まで冷却した後、対象物を３．５℃
／minもしくはそれ以下の度合いで約６９０℃まで冷却
し、 ・ 最後に、しかる後、対象物を雰囲気温度まで冷却す
ること、を特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高炭素鋼の軟化焼鈍
しに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軟化焼鈍し（soft annealing:球状化焼
鈍し）は通常１２〜４８時間要し、炉にてバッチ方式あ
るいは連続方式で行なわれる。対象物は、次に炉内で２
〜１０時間程かけて約８００℃位にまで加熱され、この
温度は約２時間維持され、その後、温度は約７９０℃ま
で急降温され、次いで１０℃／時の度合で６９０℃位に
まで降温される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この工程は非常に長時
間を要し、コストが高く、脱炭が生じてしまうこともあ
る。
【０００４】さらに、対象物の炉内での配置位置が異な
ると温度条件も異なるので、組織が対象物毎に相違して
くることもあり、又、同じ一つの対象物の中でさえも、
部位により相違することがある。標準鋼であるＳＡＥ５
２１００製の複数の管材をバッチ方式でテストした結
果、各管材が炉内の置かれた位置によって、硬度は１７
０〜２２０ＨＢの間でばらついていた。
【０００５】一回のバッチでの管材を軟化焼鈍しをする
とき、一つの管材でもその長手方向で異なる状況におか
れるので、熱応力を生じ、引続き行なわれる硬化工程時
に著しいゆがみが生じている。
【０００６】本発明の目的は、上述の問題を解決できる
高炭素鋼製の対象物の軟化焼鈍し方法を提供することに
ある。
【０００７】さらに詳しくは、本発明の目的は、工程時
間を短縮し、インラインでの操業を可能とし、しかも脱
炭が非常に少ないようにすることにある。
【０００８】本発明の他の目的は、表面でパーライトが
殆どあるいは全くない、そして表面でのカーバイドが少
なくかつ小さい、さらに組織の変化の少ない、高炭素鋼
の軟化焼鈍し方法を提供することにある。
【０００９】又、さらに他の目的は、インラインでの操
業が可能となり、複数の対象物が均一状況に置かれて、
それによって、単一の組織そして単一の特性となるよう
にする軟化焼鈍し方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
は、本発明の方法によれば、 ・ 対象物を熱間加工から直接軟化焼鈍し、そしてＡ１
−２０℃（Ａ１温度より２０℃低い温度）まで冷却し、 ・ 対象物をＡ１＋２０℃あるいはそれ以上に加熱した
後、空気中で鋼のＡ１温度以下まで速やかに冷却する工
程を少なくとも一回行い、 ・ 対象物を約Ａ１＋２０℃あるいはそれ以上まで加熱
してから約７４０℃まで焼入れした後、対象物を３．５
℃／minもしくはそれ以下の度合いで約６９０℃まで冷
却し、 ・ そして最後に、対象物を雰囲気温度まで冷却するこ
と、により達成される。
【００１１】この工程における合計所要時間は約１．５
時間である。対象物は熱間加工工程から直接取り出され
てインラインで軟化焼鈍し炉へ別途移送される。炉は、
中間空間をもって、複数の室に分割されているようにす
ることができ、そこでは空冷がなされ、対象物に散水を
行うことにより冷却効果を助長することも可能である。
【００１２】この方法は、インラインで迅速にそして連
続して行うことができる。
【００１３】従来行なわれていたような移送や兵站業務
は不要となる。
【００１４】雰囲気温度から６５０℃までの一つの加熱
サイクルは、約２時間の間の８２０℃での加熱と同様、
不要となる。
【００１５】脱炭は殆どなくなり、組織の変化も小さい
という結果をもたらす。
【００１６】本発明方法によると、カーバイトの小さな
部分のみがその都度溶解され、拡散する溶体に炭素が少
なく存在するようになる。
【００１７】本発明方法によると、非常に重要な利点を
得る。軟化焼鈍しが引き続き行なわれるようにした熱間
加工を採用することにより、多大なエネルギ消費が低減
される。さらに、インラインの形態とすることにより、
炉の容量を何分の一にも小さくすることができ、労働力
の集中を低減できる。
【００１８】本発明の一つの実施形態によると、炉は加
熱そして冷却サイクルの数に対応して、中間空間をもっ
て順次配置される部分をもつようになり、そこでは、空
冷そして場合によっては散水を伴う強制空冷が行なわ
れ、管材は炉の長手方向に直角となる該管材の長手方
向、すなわち、移送方向に移動し、その場合好ましく
は、炉内を貫通する搬送体をもって管材を転動移送す
る。この方法によると、別途行われるべき軟化焼鈍し後
の管材の直伸工程を省略できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづき、発明
の実施の形態を説明する。
【００２０】図１は、本発明にもとづく、可能な軟化焼
鈍し方法を図示する温度と時間の関係を示す図である。
【００２１】高炭素鋼の軟化焼鈍し工程では、それに要
するコストを低減したいという強い要請がある。しか
し、軟化焼鈍し後の鋼の組織はそれ以降の処理にとって
そして目的の用途にとって重大事である。種々の観点か
ら多くの試みが軟化焼鈍しの改善のために行なわれてき
た。
【００２２】特開平４−１０３７１５によると、高炭素
クロム軸受鋼が球状化処理されている。この処理では、
最初７８０〜８２０℃まで加熱し、次に２００℃／hr以
下でAr１b点以下まで冷却し、そしてAc１b−（Ac１b＋
４０）℃まで加熱し、２００℃／hr以下でAr１bまで冷
却し、Ac１b−（Ac１b＋４０）℃まで加熱し、そして７
５℃／hr以下でAr１bまで冷却する。上記文献公報は鋼
の組織について主として言及しており、本願の前文で議
論したような問題の解決策は開示していない。 ＜定義＞Ａ１は、加熱時には、マトリックス相がオース
テナイトに変るときの温度で定義される。
【００２３】Ａ１は、冷却時には、オーステナイト相が
他のものに変るときの温度で定義される。 ＜例＞可能な軟化焼鈍し熱処理サイクルが図１に示され
ている。熱間転造されたＳＡＥ５２１００鋼の部品は、
炉内でＡ１＋２０℃、この場合は８２０℃以上まで、で
きるだけ早く加熱された。この温度まで達したとき、炉
外（空気中）へ取り出され、、Ａ１−２０℃、この場合
６５０℃以下の温度まで冷却された。部品は再びＡ１＋
２０℃（８１０℃）まで加熱され、空気中で冷却され
た。最後に、部品はＡ１＋２０℃（８００℃）以上の温
度まで加熱された。この後に、この部品は炉内で、調整
された冷却を行うために、より低い温度の領域へと移動
された。温度は、炉内のファンを用いて、比較的早く７
４０℃まで低下された。この後に、７４０℃から６９０
℃まで、２０分間で冷却された。
【００２４】表１はドイツ規格ＳＥＰ１５２０で規定さ
れた組織と硬度を示す。殆どの材料のユーザーはこれら
の値を受入れた。
【００２５】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく、可能な軟化焼鈍し方法のた
めの温度と時間の関係を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高炭素鋼の軟化焼鈍し方法において、 ・ 対象物を熱間加工から直接軟化焼鈍し、そしてＡ１
    −２０℃（Ａ１温度より２０℃低い温度）まで冷却し、 ・ 対象物をＡ１＋２０℃あるいはそれ以上に加熱した
    後、空気中で鋼のＡ１温度以下まで速やかに冷却する工
    程を少なくとも一回行い、 ・ 対象物を約Ａ１＋２０℃あるいはそれ以上まで加熱
    してから約７４０℃まで冷却した後、対象物を３．５℃
    ／minもしくはそれ以下の度合いで約６９０℃まで冷却
    し、 ・ そして最後に、対象物を雰囲気温度まで冷却するこ
    と、を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 対象物をＡ１＋２０℃もしくはそれ以上
    に加熱し、該対象物を鋼のＡ１温度以下まで空気中冷却
    することを少なくとも二回行うこととする請求項１に記
    載の方法。
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