JPH07310118A - 冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法 - Google Patents
冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法Info
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- JPH07310118A JPH07310118A JP13623094A JP13623094A JPH07310118A JP H07310118 A JPH07310118 A JP H07310118A JP 13623094 A JP13623094 A JP 13623094A JP 13623094 A JP13623094 A JP 13623094A JP H07310118 A JPH07310118 A JP H07310118A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】肌焼鋼の製造において、従来の球状化焼なまし
処理や冷間加工後の焼ならし処理を省いて、エネルギー
や処理時間を節約することを目的とした鋼材を提供す
る。 【構成】鋼材のＳｉ含有量の上限を規制して加工時の変
形抵抗をできるだけ小さくし、かつＭｎ含有量をできる
だけ少なくするためにＢを添加して焼入性を確保した鋼
材を、熱間加工の仕上げ加工段階で加熱温度を７００〜
９５０℃に規制するとともに加工率を２０〜８０％とし
て適度な塑性歪を蓄積させ、仕上げ加工後の冷却速度を
０．０５℃／ｓ〜１０℃／ｓとして８０ＨＲＢ以下の冷
間加工性の優れた肌焼鋼の製造方法。
処理や冷間加工後の焼ならし処理を省いて、エネルギー
や処理時間を節約することを目的とした鋼材を提供す
る。 【構成】鋼材のＳｉ含有量の上限を規制して加工時の変
形抵抗をできるだけ小さくし、かつＭｎ含有量をできる
だけ少なくするためにＢを添加して焼入性を確保した鋼
材を、熱間加工の仕上げ加工段階で加熱温度を７００〜
９５０℃に規制するとともに加工率を２０〜８０％とし
て適度な塑性歪を蓄積させ、仕上げ加工後の冷却速度を
０．０５℃／ｓ〜１０℃／ｓとして８０ＨＲＢ以下の冷
間加工性の優れた肌焼鋼の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間加工によって機械部
品を製造する際に、熱処理を施すことなく熱間加工まま
で冷間加工性の優れた肌焼鋼の製造方法に関するもので
ある。
品を製造する際に、熱処理を施すことなく熱間加工まま
で冷間加工性の優れた肌焼鋼の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷間加工用の肌焼鋼を製造するに
は、クロム鋼等の鋼材を使用して溶解行程→熱間加工→
球状化焼なまし行程→冷間加工→焼ならし行程→浸炭焼
入れ焼戻し行程→仕上げ加工という行程からなる方法が
適用されていた。ここでいう熱間加工とは一般に行われ
ている熱間圧延、熱間鍛造を示すものである。
は、クロム鋼等の鋼材を使用して溶解行程→熱間加工→
球状化焼なまし行程→冷間加工→焼ならし行程→浸炭焼
入れ焼戻し行程→仕上げ加工という行程からなる方法が
適用されていた。ここでいう熱間加工とは一般に行われ
ている熱間圧延、熱間鍛造を示すものである。
【０００３】上記行程において、球状化焼なまし行程
は、鋼在中に含有される炭化物を球状化して鋼材を軟化
させ、後段の冷間加工を容易にするために行われ、焼な
らし行程は前段の冷間加工による加工歪の解放とオース
テナイト初期粒の調整を図って、後段の浸炭処理行程に
おける結晶粒粗大化を防止するために行われる。
は、鋼在中に含有される炭化物を球状化して鋼材を軟化
させ、後段の冷間加工を容易にするために行われ、焼な
らし行程は前段の冷間加工による加工歪の解放とオース
テナイト初期粒の調整を図って、後段の浸炭処理行程に
おける結晶粒粗大化を防止するために行われる。
【０００４】ところが球状化焼なまし行程は、１０〜２
０時間を要するため、生産性の向上および省エネルギー
の点から、球状化焼なまし行程なしで冷間加工に供する
ことのできる肌焼鋼の開発が要望されていた。
０時間を要するため、生産性の向上および省エネルギー
の点から、球状化焼なまし行程なしで冷間加工に供する
ことのできる肌焼鋼の開発が要望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は熱間加工まま
で冷間加工性の優れた機械構造用鋼材の製造方法を提供
することを目的とするものである。
で冷間加工性の優れた機械構造用鋼材の製造方法を提供
することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点の解
決のために冷間加工性を阻害する元素であるＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｒを低減すると共に焼入性を確保するためにＢを
添加、また結晶粒粗大化防止のため、Ｎｂを添加し、Ｎ
を低減させた鋼材を熱間で祖加工および中間加工を行っ
た後、仕上げ加工するに際して７００℃以上９５０℃以
下の温度によって２０〜８０％の塑性歪を付与し、その
後０．０５℃／ｓ〜１０℃／ｓの冷却速度で冷却するこ
とにより、フェライト分率を増加させ、パーライトラメ
ラー間隔を大きくした冷間加工性の優れた肌焼鋼の製造
方法を提供するものである。
決のために冷間加工性を阻害する元素であるＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｒを低減すると共に焼入性を確保するためにＢを
添加、また結晶粒粗大化防止のため、Ｎｂを添加し、Ｎ
を低減させた鋼材を熱間で祖加工および中間加工を行っ
た後、仕上げ加工するに際して７００℃以上９５０℃以
下の温度によって２０〜８０％の塑性歪を付与し、その
後０．０５℃／ｓ〜１０℃／ｓの冷却速度で冷却するこ
とにより、フェライト分率を増加させ、パーライトラメ
ラー間隔を大きくした冷間加工性の優れた肌焼鋼の製造
方法を提供するものである。
【０００７】
【作用】本発明を以下に詳細に説明する。本発明の鋼材
において、Ｃは鋼材の心部の強度を確保する元素である
が、０．１％未満の含有量ではその効果は少なく、しか
し０．３％を超えて含まれると熱間加工後鋼材の硬さが
増大して球状化焼なまし行程を省略することが不可避と
なる。
において、Ｃは鋼材の心部の強度を確保する元素である
が、０．１％未満の含有量ではその効果は少なく、しか
し０．３％を超えて含まれると熱間加工後鋼材の硬さが
増大して球状化焼なまし行程を省略することが不可避と
なる。
【０００８】本発明の鋼材において、Ｓｉはフェライト
強化型元素であり０．１５％以上含まれると変形抵抗が
高くなり、冷間加工性が悪化するし、浸炭処理時の粒界
酸化を助長して破壊起点となりやすい。
強化型元素であり０．１５％以上含まれると変形抵抗が
高くなり、冷間加工性が悪化するし、浸炭処理時の粒界
酸化を助長して破壊起点となりやすい。
【０００９】本発明の鋼材において、Ｍｎは焼入れ性お
よび鋼材心部の強度を向上せしめる元素であるが、変形
抵抗及び加工硬化率を高くする元素であり、１．５０％
を超えて含まれると冷間加工性を悪化させる。
よび鋼材心部の強度を向上せしめる元素であるが、変形
抵抗及び加工硬化率を高くする元素であり、１．５０％
を超えて含まれると冷間加工性を悪化させる。
【００１０】本発明の鋼材において、Ｂは焼入性を向上
せしめる元素であるが、０．０００３％未満の含有量で
はその効果は少なく、しかし０．００５％を超えて含ま
れてもその効果は飽和し、また赤熱脆性を起こす。
せしめる元素であるが、０．０００３％未満の含有量で
はその効果は少なく、しかし０．００５％を超えて含ま
れてもその効果は飽和し、また赤熱脆性を起こす。
【００１１】本発明の鋼材において、Ｎｂはオーステナ
イト結晶粒を微細化する元素であるが、０．００５％未
満の含有量ではその効果は少なく、しかし０．１００％
を超えて含まれると製造性が低下する。
イト結晶粒を微細化する元素であるが、０．００５％未
満の含有量ではその効果は少なく、しかし０．１００％
を超えて含まれると製造性が低下する。
【００１２】本発明の鋼材において、Ａｌは脱酸および
冷間加工後の熱処理時においてオーステナイト粒の粗大
化を防止する効果も有しているが、０．０４０％を超え
て含まれても効果が飽和する。
冷間加工後の熱処理時においてオーステナイト粒の粗大
化を防止する効果も有しているが、０．０４０％を超え
て含まれても効果が飽和する。
【００１３】本発明の鋼材において、Ｔｌは鋼材中でＢ
Ｎとなり、ＢがＢＮとなって焼入性向上に寄与しなくな
るのを防ぐ元素である。ただしＴｉ／Ｎ≧３．６でない
とその効果は発揮されない。
Ｎとなり、ＢがＢＮとなって焼入性向上に寄与しなくな
るのを防ぐ元素である。ただしＴｉ／Ｎ≧３．６でない
とその効果は発揮されない。
【００１４】本発明の鋼材において、Ｎは鋼材中でＢＮ
となり、焼入性を悪化させる元素である。また窒化物を
生成し、限界圧縮率への悪影響が大きいため０．０２０
％以下とする。
となり、焼入性を悪化させる元素である。また窒化物を
生成し、限界圧縮率への悪影響が大きいため０．０２０
％以下とする。
【００１５】本発明の鋼材において、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ
は浸炭部およびそれより内部の靭性向上に有効な元素で
あるが、上記範囲を超えて含まれると熱間加工後の硬度
が増大し球状化焼なまし行程が不可避となる。
は浸炭部およびそれより内部の靭性向上に有効な元素で
あるが、上記範囲を超えて含まれると熱間加工後の硬度
が増大し球状化焼なまし行程が不可避となる。
【００１６】本発明の鋼材において、ＳおよびＯは介在
物を生成し冷間加工性、特に変形能や疲れ強さを低下さ
せる元素であるため、上記範囲以下とすることにより、
大幅に鋼材性能を向上させることになる。
物を生成し冷間加工性、特に変形能や疲れ強さを低下さ
せる元素であるため、上記範囲以下とすることにより、
大幅に鋼材性能を向上させることになる。
【００１７】本発明の熱間加工の特徴は上記の鋼を用い
て、仕上げ加工の段階での最適な温度範囲、適度な塑性
歪の導入およびその後の冷却条件を制御することであ
る。すなわち本発明の熱間加工における仕上げ加工段階
では加工温度は７００℃〜９５０℃とされるが、９５０
℃を超えると加工後に歪の解放が急激に進み、変態挙動
への歪の利用ができにくくなり、また７００℃未満の温
度で加工すると、加工荷重が大となり、実用化しにくい
ぱかりか、冷却後の硬さが増大してしまう。
て、仕上げ加工の段階での最適な温度範囲、適度な塑性
歪の導入およびその後の冷却条件を制御することであ
る。すなわち本発明の熱間加工における仕上げ加工段階
では加工温度は７００℃〜９５０℃とされるが、９５０
℃を超えると加工後に歪の解放が急激に進み、変態挙動
への歪の利用ができにくくなり、また７００℃未満の温
度で加工すると、加工荷重が大となり、実用化しにくい
ぱかりか、冷却後の硬さが増大してしまう。
【００１８】上記仕上げ加工段階での塑性歪すなわち加
工率は２０〜８０％とし、加工率が２０％未満であると
塑性歪の蓄積が過小となり、冷却後の組織が粗大なもの
になりやすい。一方８０％を超えると加工発熱が顕著に
なり、塑性歪が解放されてしまう。
工率は２０〜８０％とし、加工率が２０％未満であると
塑性歪の蓄積が過小となり、冷却後の組織が粗大なもの
になりやすい。一方８０％を超えると加工発熱が顕著に
なり、塑性歪が解放されてしまう。
【００１９】上記熱間での仕上げ加工の後の冷却速度は
０．０５℃／秒〜１０℃／秒とされるが、１０℃／秒以
上になるとベイナイト相が顕著になり、８０ＨＲＢ以下
の硬さを確保することが困難になり、−方０．０５℃／
秒未満では冷却に時間がかかりすぎて実用的ではなくな
る。
０．０５℃／秒〜１０℃／秒とされるが、１０℃／秒以
上になるとベイナイト相が顕著になり、８０ＨＲＢ以下
の硬さを確保することが困難になり、−方０．０５℃／
秒未満では冷却に時間がかかりすぎて実用的ではなくな
る。
【００２０】上記方法において製造された鋼材は組織が
微細でかつ硬さが低い（８０ＨＲＢ以下）ため球状化焼
なまし行程等の特別な熱処理行程を追加することなく冷
間加工に供することが可能となる。
微細でかつ硬さが低い（８０ＨＲＢ以下）ため球状化焼
なまし行程等の特別な熱処理行程を追加することなく冷
間加工に供することが可能となる。
【００２１】
【実施例】鋼材ＳＣｒ４２０（ＪＩＳ規格）と、本発明
による鋼材（開発鋼）との化学成分を表１に示す。
による鋼材（開発鋼）との化学成分を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】上記化学組成を有する鋼材は常法にて溶製
され、その後ビレット段階を経て熱間鍛造加工、冷間鍛
造加工、浸炭焼入れ焼戻し行程からなる処理が施され
た。ここで熱間鍛造の仕上げ温度、冷却速度、加工率の
条件を表２に示す。また冷間鍛造加工は加工率を７０％
とし、浸炭焼入れ焼戻し行程は９１０℃で浸炭２時間、
拡散１時間、ついで８３０℃で０．５時間加熱後油冷
し、さらに１６０℃で２時間保持したあと空冷を行っ
た。
され、その後ビレット段階を経て熱間鍛造加工、冷間鍛
造加工、浸炭焼入れ焼戻し行程からなる処理が施され
た。ここで熱間鍛造の仕上げ温度、冷却速度、加工率の
条件を表２に示す。また冷間鍛造加工は加工率を７０％
とし、浸炭焼入れ焼戻し行程は９１０℃で浸炭２時間、
拡散１時間、ついで８３０℃で０．５時間加熱後油冷
し、さらに１６０℃で２時間保持したあと空冷を行っ
た。
【００２４】熱間鍛造材の評価は、加工後の硬さおよび
冷間据込み性試験による限界圧縮率により行い、また浸
炭焼入れ焼戻し行程後結晶粒度を測定した。
冷間据込み性試験による限界圧縮率により行い、また浸
炭焼入れ焼戻し行程後結晶粒度を測定した。
【００２５】上記測定結果は表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２より試験Ｎｏ．１，２，３のＳｉ，Ｍ
ｎが通常レベルに入っているＳＣｒ４２０は本発明方法
を適用してもＨＲＢ硬さは８０以下とならず、限界圧縮
率も６０％以下と低い値になっている。また試験Ｎｏ．
１、２、３はＮｂを含んでいないため、浸炭後に結晶粒
の異常成長を起こしており、製品強度を低下させる原因
となっている。
ｎが通常レベルに入っているＳＣｒ４２０は本発明方法
を適用してもＨＲＢ硬さは８０以下とならず、限界圧縮
率も６０％以下と低い値になっている。また試験Ｎｏ．
１、２、３はＮｂを含んでいないため、浸炭後に結晶粒
の異常成長を起こしており、製品強度を低下させる原因
となっている。
【００２８】一方本実施例の試験Ｎｏ．４〜Ｎｏ．１３
は熱間鍛造後の硬さが８０ＨＲＢ以下また限界圧縮率も
７０％以上となり、球状化焼なまし処理を省略しても冷
間加工性が極めてよくなっている。また浸炭処理後の結
晶粒度も細かくなっており大きな強度の製品が得られ
る。またＳ含有量を低くした開発鋼Ｂは他の開発鋼Ａ，
Ｃ，Ｄに比べて限界圧縮率が良く冷間加工性が向上して
いることがわかる。
は熱間鍛造後の硬さが８０ＨＲＢ以下また限界圧縮率も
７０％以上となり、球状化焼なまし処理を省略しても冷
間加工性が極めてよくなっている。また浸炭処理後の結
晶粒度も細かくなっており大きな強度の製品が得られ
る。またＳ含有量を低くした開発鋼Ｂは他の開発鋼Ａ，
Ｃ，Ｄに比べて限界圧縮率が良く冷間加工性が向上して
いることがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上の実施例より本発明は、化学成分、
仕上げ加工の温度、加工率および冷却速度を最適にする
ことにより、熱間加工後８０ＨＲＢ以下の硬さにするこ
とができ、熱間加工ままで優れた冷間加工性を有する鋼
材の製造方法を可能にしたものであり、熱処理省略によ
る生産性向上、省エネルギー化と産業上の効果は極めて
顕著なものがある。
仕上げ加工の温度、加工率および冷却速度を最適にする
ことにより、熱間加工後８０ＨＲＢ以下の硬さにするこ
とができ、熱間加工ままで優れた冷間加工性を有する鋼
材の製造方法を可能にしたものであり、熱処理省略によ
る生産性向上、省エネルギー化と産業上の効果は極めて
顕著なものがある。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ：０．１〜０．３％，Ｓｉ＜０．１５
％，Ｍｎ≦１．５％，Ｂ：０．０００３〜０．００５
％，Ｎｂ：０．００５〜０．１００％，ｓ−Ａｌ≦０．
０４０％，Ｔｉ≦０．１０％，Ｎ≦０．０２０％ただし
Ｔｉ／Ｎ≧３．６を含み、残部はＦｅおよび不純物より
なる鋼材を熱間で粗加工および中間加工を行った後、仕
上げ加工するに際して７００℃以上９５０℃以下の温度
範囲において２０〜８０％の塑性歪を付与し、その後
０．０５℃／秒〜１℃／秒の冷却速度で徐冷することを
特徴とする冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法 - 【請求項２】 上記鋼材にはさらにＣｒ≦１．５％およ
び／またはＮｉ≦１．５％および／またはＭｏ≦１．０
％含有することを特徴とする請求項１に記載の冷間加工
に適した肌焼鋼の製造方法 - 【請求項３】 上記鋼材にはさらにＳ＜０．００５％お
よび／またはＯ＜０．００１％に規制したことを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の冷間加工に適した
肌焼鋼の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13623094A JPH07310118A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13623094A JPH07310118A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310118A true JPH07310118A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=15170334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13623094A Pending JPH07310118A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 冷間加工に適した肌焼鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07310118A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003183773A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-03 | Honda Motor Co Ltd | 冷間加工性および焼入れ性に優れた肌焼鋼，肌焼鋼鋼材および機械構造部品 |
| US6615476B1 (en) * | 1999-06-30 | 2003-09-09 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a hollow shaft having a flange at one end thereof |
| JP2004238702A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐低サイクル衝撃疲労特性に優れた浸炭部品 |
| JP2006291237A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Kobe Steel Ltd | 冷間鍛造性と切削性に優れた機械構造用鋼 |
| WO2019097096A1 (es) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | Sidenor Investigación Y Desarrollo, S.A. | Acero aleado y acero de temple y revenido |
| CN110799660A (zh) * | 2017-06-30 | 2020-02-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 热压构件及其制造方法以及热压用冷轧钢板及其制造方法 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP13623094A patent/JPH07310118A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6615476B1 (en) * | 1999-06-30 | 2003-09-09 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a hollow shaft having a flange at one end thereof |
| JP2003183773A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-03 | Honda Motor Co Ltd | 冷間加工性および焼入れ性に優れた肌焼鋼，肌焼鋼鋼材および機械構造部品 |
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| CN110799660A (zh) * | 2017-06-30 | 2020-02-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 热压构件及其制造方法以及热压用冷轧钢板及其制造方法 |
| WO2019097096A1 (es) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | Sidenor Investigación Y Desarrollo, S.A. | Acero aleado y acero de temple y revenido |
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