JPS6364488B2 - - Google Patents
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- JPS6364488B2 JPS6364488B2 JP10482282A JP10482282A JPS6364488B2 JP S6364488 B2 JPS6364488 B2 JP S6364488B2 JP 10482282 A JP10482282 A JP 10482282A JP 10482282 A JP10482282 A JP 10482282A JP S6364488 B2 JPS6364488 B2 JP S6364488B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
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。
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。
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。
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。
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 (1)
- 【特許請求の範囲】 1 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。 3 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、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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10482282A JPS58221226A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 機械構造用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10482282A JPS58221226A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 機械構造用鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58221226A JPS58221226A (ja) | 1983-12-22 |
JPS6364488B2 true JPS6364488B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=14391088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10482282A Granted JPS58221226A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 機械構造用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58221226A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01138687U (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-21 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2674644B2 (ja) * | 1987-03-04 | 1997-11-12 | 大同特殊鋼株式会社 | 機械構造用部品の製造方法 |
DE102004011021A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-29 | Mannesmannröhren-Werke Ag | Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus übereutekoidem Stahl |
JP2007270343A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Honda Motor Co Ltd | 外輪部材の製造方法 |
-
1982
- 1982-06-18 JP JP10482282A patent/JPS58221226A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01138687U (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-21 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58221226A (ja) | 1983-12-22 |
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