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JPH0447005B2 - - Google Patents
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JPH0447005B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0447005B2
JPH0447005B2 JP3750883A JP3750883A JPH0447005B2 JP H0447005 B2 JPH0447005 B2 JP H0447005B2 JP 3750883 A JP3750883 A JP 3750883A JP 3750883 A JP3750883 A JP 3750883A JP H0447005 B2 JPH0447005 B2 JP H0447005B2
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JP
Japan
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steel bar
temperature
steel
furnace
heated
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JP3750883A
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JPS59166626A (ja
Inventor
Takeshi Inoe
Tetsuo Toyoda
Takamichi Ito
Misao Nagano
Koji Kaneko
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/525Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所定長さに切断した棒鋼を連続的に
球状化処理する方法、および製造に関するもので
ある。
従来、冷間鍛造性が要求される棒鋼は、球状化
処理が施されているが、この処理にには、例えば
20時間というような長い処理時間を要していた。
これに対し、特開昭57−23026により新たに棒鋼
線材の球状化処理方法が提案されている。この方
法を用いるならば、例えば20分というような極め
て短い処理時間で球状化が可能となる。すなわ
ち、第1図に示したように、素材をAc1+30℃〜
Ac+150℃の間の最高加熱温度T1まで急速に加
熱し、次いで、Ar1変態点まで冷却し、その後
Ar1変態点以下の温度T2に保持するか、あるいは
徐冷すれば、素材を十分軟化させることが可能で
ある。
本発明は、上記先行発明におけるこの原理を棒
鋼材、特に機械構造用炭素鋼、合金鋼の軟化処理
に適用する場合の具体的な方法に係わるものであ
る。この場合、特に問題になる点は、棒鋼の軸方
向おける中心部と、表面並びに長手方向における
中央部と先端部とで温度むらが生ずることであ
る。
また、棒鋼に対する最適な最高加熱温度T1は、
鋼種、加熱速度によつて決まるが、特に機械構造
用炭素鋼、合金鋼において十分な冷鍛性を得るた
めには、T1のばらつきを30℃以内におさえる必
要がある。第2図には、SCr440の棒鋼(10mmφ)
を図示の条件で熱処理した後、8φ×12H(mm)の
試験片を作製して冷間で鍛造試験を行なつたとき
の最高加熱温度T1と冷間鍛造割れ発生限界圧縮
率(%)の関係を示すグラフであるが、T1が790
℃〜820℃の場合に特に良い冷鍛性を示している。
また第3図はS40Cの鋼材について第2図のもの
と同一試験を行なつた場合の同様な関係を示すグ
ラフであつて、この場合にはT1が750〜780℃で
あるときに特に良い冷鍛性を示している。
以上の事実によれば、両鋼種いづれの場合でも
T1の許容偏差範囲は30℃であることが分かる。
したがつて、棒鋼を急速球状化処理するには、
棒鋼内におけるT1のばらつきの幅を30℃以内に
おさめることが必要となる。
しかして、第4図は、棒鋼(36mmφ)をガスバ
ーナで加熱した際の棒鋼表面と中心部における昇
温特性を示すグラフである。これによれば、両者
間で非常に大きな温度差が生じており、この場合
には、表面と中心部の最高加熱温度T1の差を30
℃以内に抑えることは不可能であることが分か
る。
これに対し、第5図は、第4図の場合のものと
同一素材からなる棒鋼を誘導加熱炉により急速加
熱した場合の同様な箇所における昇温特性を示す
グラフであつて、この場合には、表面と中心部と
の温度差は非常に小さく、したがつて、両者間の
最高加熱温度T1の差を30℃以内に抑えることが
可能なことが分かる。
このように、棒鋼中心部と表面の温度差は、誘
導加熱を採用することにより、十分小さくするこ
とができる。しかしながら従来、誘導加熱を用い
る場合に棒鋼の両端部の温度が中央部の温度より
低くなることが知られている。この点の問題は、
誘導加熱の周波数を高くすることによつて解決で
きるが、周波数を高くすると、いわゆる表皮効果
が大きくなつて棒鋼の表面と中心部間の温度差が
大きくなつてしまう。
また第5図について述べたように、誘導加熱を
採用して表面と中心部間の温度差を十分小さくす
る場合には、なお棒鋼の直径に応じた最適の周波
数が存在する。
しかし、本発明者により実験を行なつたとこ
ろ、その周波数では棒鋼の両端部の温度が中央部
のそれよりも低くなり、長手方向にわたつて温度
むらが生じていることが知見された。
そこで、この温度むらの問題を解決すべく更に
実験を重ねたところ、つぎに述べるような事実が
知見された。
まず、棒鋼を誘導加熱炉内に間欠的に一定の送
り長さで送り込むことによつて、加熱炉内での棒
鋼の両端部の位置を常に一定としたうえ、誘導コ
イルの巻数を調製する等の操作を行なつて両端部
に付加する熱量を多くしたところ、棒鋼全長にわ
たり比較的均一な温度に加熱できることが分かつ
た。
しかし、上記の方法だけでは棒鋼長手方向にわ
たる各位置の最高加熱温度T1のばらつき幅を30
℃以内に抑えることはできなかつた。すなわち、
第6図は、36φ×200Lの棒鋼を誘導加熱炉で間欠
送りして加熱した際の両端部1,3と中央部2の
昇温特性を示したグラフであつて、間欠送り方式
の採用により、加熱時間がほヾ80秒、加熱温度が
750℃を超えてゆくと、1,2,3の各位置の温
度はほとんど一致しているが、加熱時間が140秒
を超えると先端部1の温度だけが低下してゆき、
中央部2、後端部3は昇温を続け、これにより1
〜3間の最高加熱温度の差は70℃にも達してい
る。この現象は、棒鋼を誘導コイル内から徐々に
取り出しているために、棒鋼先端部のみが誘導コ
イルから外へ出て加熱が停止する一方、他の部分
はなお加熱さされるためである。この加熱不均一
を解消すべく、誘導コイルの巻き数や、コイル内
での棒鋼の位置を種々変えてみたが、棒鋼を加熱
炉から徐々に取り出している限り、上記の問題を
解決できないことが分かつた。そこで、棒鋼を間
欠的に誘導加熱炉内に送り込むとともに、棒鋼を
加熱炉から一気に取り出す実験を行なつた。
すなわち、第7図は、この場合の実験として第
6図の場合と同一の鋼材を誘導加熱炉に間欠的に
送り込んで加熱し、ついで加熱炉からこれを一気
に取り出した場合における第6図と同様な棒鋼各
位置の昇温特性を示したグラフである。これから
明らかなように、棒鋼の長手方向の最高加熱温度
T1のばらつきは非常に小さい。したがつて、誘
導加熱において間欠送りと一気取り出しの方式を
採用するならば、棒鋼の長手方向にわたり中心部
と表面部間ならびに両端部間においてT1の差を
30℃以内に抑えられることがわかつた。
本発明は、このような知見から発明されたもの
であり、本発明により始めて棒鋼全体を均一に加
熱することが可能となる。
本発明は、所定の長さに切断した棒鋼を誘導加
熱炉内に間欠的に一定の送り長さで送り込み、棒
鋼をAc1+30℃〜Ac1+80℃の最高加熱温度に急
速加熱した後、誘導加熱炉から一気に取出し、こ
れによつて棒鋼内における最高加熱温度の差を30
℃以内に抑え、次いで、650℃〜710℃の温度に保
持した炉内に順次送り込むことを特徴とするもの
である。
第8図は、ヒートパターンを第7図のようにし
て本発明の方法により、球状化処理した20〓×
200Lの棒鋼(SCr40)の冷鍛性を比較方法とし
て、ヒートパターンを第6図のようにして間欠送
りで加熱を行なうが、炉からの取出しは一気に行
わないで球状化処理を行なつた同一鋼材の冷鍛性
と比較して示すグラフである。これによれば、本
発明の方法により処理された棒鋼は、先端部、中
央部、後端部のどの位置から採用した試験片にお
いて、すべて高い割れ発生限界圧縮率(75%を超
える)を示している。
これに対し、比較方法により処理された棒鋼の
後端部から採取した試験片の割れ発生限界圧縮率
は62.5%であつて明らかに不良である。したがつ
て、本発明のように誘導加熱、間欠送り、一気取
出しの3条件を組合わせることによつて、始めて
棒鋼全長にわたつて良好な冷鍛性が得られること
が明らかである。
最高加熱温度T1は前組織のパーライトがオー
ステナイト化し、球状化炭化物の核が残つた組織
となる温度であり、Ac1+30℃〜Ac1+80℃であ
る。さらに詳しく述べると、この範囲は鋼種によ
つて異なり、機械構造用炭素鋼の棒材ではAc1
30℃〜Ac1+60℃であり、機械構造用合金鋼の棒
材ではAc1+40℃〜Ac1+80℃である。
これらの温度よりもT1を低くすると前組織の
パーライトが処理後まで残り、冷鍛性が改善され
ないし、高くすると再生パーライトが析出し、冷
鍛性が劣化する。
保持炉においてはAr1変態点直下に保持もしく
は徐冷するが、保持炉温を650〜710℃とする事に
よつて達成できる。
以下、本発明を実施する装置の一例をのべる。
第9図は、本発明を実施する鋼材処理装置の配
置図を示す。供給シユート2に載せた棒鋼1は、
押込ピストン3によつて間欠的に高周波誘導加熱
炉4内に送り込まれる。所定の最高温度に加熱さ
れた後、棒鋼は、加熱炉4出口で一気取出し機構
5(チエーンと押さえロールから成つている。)
によつて一気に取り出され、ついで押し出しピス
トン6によつて恒温保持炉7に送り込まれる。保
持炉7内には2本のレールが勾配を以つて平行に
敷かれており、送り込まれた棒鋼はこのレール上
を転がつて炉の出口方向に進む。また保持炉7出
口には、棒鋼の取り出し機構が設けられており、
一定の時間間隔で棒鋼が1本づつ取り出される。
第1表は、上記の装置を用いてS40℃とSCr40
のそれぞれ36φ×200Lの棒鋼を、本発明の方法と
従来の方法とによりそれぞれ球状化処理した場合
の処理後の各棒鋼の機械的性質と球状化所要時間
とを比較して示したものである。第1表から、本
発明によれば、棒鋼において従来方法によつて処
理されたもののそれに匹敵する機械的性質が20分
という極めて短い処理時間で得られることが明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
第1図は急速球状化処理におけるヒートパター
ンを模式的に示す図。第2図は、急速球状化処理
を施したSCr440の棒鋼について最高加熱温度と
冷間鍛造試験における割れ発生限界圧縮率との関
係を示す図表、第3図は同じくS40Cの棒鋼につ
いて同関係を示す図表、第4図は36φの棒鋼をガ
スバーナーにより加熱した際の棒鋼表面と中心の
昇温特性を示す図表、第5図は同棒鋼を誘導加熱
により加熱した際の上記昇温特性を示す図表、第
6図は36φ×200Lの棒鋼を誘導加熱炉に間欠的に
送り込んで加熱した際の、長手方向各位置の昇温
特性を示す図表、第7図は同棒鋼を間欠送りと一
気取り出しを採用して誘導加熱炉により加熱した
際の長手方向各位置の昇温特性を示す図表、第8
図は、SCr440の20φ×200L棒鋼を本発明方法及
び比較方法によつてそれぞれ処理した場合の、長
手方向各位置における割れ発生限界圧縮率を示す
図表、第9図は、本発明の実施例に用いた球状化
処理装置の概略配置図である。 1……棒鋼、2…棒鋼供給シユート、3……押
し込みピストン、4……高周波誘導加熱炉、5…
…一気取り出し機構、6……押し出しピストン、
7……恒温保持炉、8……インバータ、9……負
荷整合盤、10……操作盤。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 所定の長さに切断した棒鋼を誘導加熱炉内に
    間欠的に一定の送り長さで送り込み、棒鋼をAc1
    +30℃〜Ac1+80℃の最高加熱温度に急速加熱し
    た後、前記炉から一気に取出し、これによつて棒
    鋼内における最高加熱温度の差を30℃以内に抑
    え、次いで650℃〜710℃の温度に保持した炉内
    に、順次送り込むことを特徴とする棒鋼の連続球
    状化熱処理方法。
JP3750883A 1983-03-09 1983-03-09 棒鋼の連続球状化熱処理方法 Granted JPS59166626A (ja)

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US4865836A (en) * 1986-01-14 1989-09-12 Fluoromed Pharmaceutical, Inc. Brominated perfluorocarbon emulsions for internal animal use for contrast enhancement and oxygen transport
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