(57)【要約】【課題】寸法精度及び表面平滑性に優れた冷間鍛造用鋼が容易に得られる製法の提供。【解決手段】製造設備は、取鍋２、鋳造装置４、分塊圧延機６、ピーリングマシン８、加熱炉１０、粗列圧延機１２、フライングシャー１４、中間列圧延機１６、仕上列圧延機１８、プレフィニッシュ圧延機２０、サイジング・ブロック圧延機２２、冷却床２４、コールドシャー２６及びブラスト装置２８を備えている。分塊圧延機６で得られた鋼片に、ピーリングマシン８によるピーリングが施される。ピーリングにより、酸化スケールが除去される。加熱炉１０で加熱された鋼片に、粗列圧延機１２、中間列圧延機１６及び仕上列圧延機１８による圧延がなされ、母材が得られる。この母材に、プレフィニッシュ圧延機２０及びサイジング・ブロック圧延機２２によるサイジングが施され、長尺鋼材が得られる。この長尺鋼材に、ブラスト装置２８によるショットブラストが施される。【選択図】図１
2010005638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼片にピーリングが施される工程、
この鋼片に熱間精密圧延が施されて、その表面に酸化スケールを有する長尺鋼材が得られる工程
及び
この長尺鋼材にショットブラストが施され、酸化スケールが除去される工程
を含む、冷間鍛造用鋼の製造方法。
【請求項２】
上記熱間精密圧延で得られた長尺鋼材の偏径差が０．１０ｍｍ以下である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記ショットブラストにおける酸化スケールの除去率が９５％以上である請求項１又は２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間鍛造に適した鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のミッションシャフトは、棒鋼の冷間鍛造によって得られる。ミッションシャフトは重要な部品なので、棒鋼には高度の寸法精度と表面平滑性とが要求される。
【０００３】
冷間鍛造に適した丸棒鋼の製造方法として、圧延による方法が広く知られている。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、鋼片が得られる。この鋼片は、加熱炉によって加熱される。次に、この鋼片に熱間圧延が施される。熱間圧延では、粗列圧延機、中間列圧延機及び仕上列圧延機による連続圧延が施される。この熱間圧延によって鋼片は徐々に細径化し且つ長尺化して、母材が得られる。この母材にさらにサイジング圧延が施され、長尺鋼材が得られる。サイジング圧延を経ているので、長尺鋼材の寸法精度は高い。
【０００４】
造塊及び分塊圧延において、鋼片の表面に酸化スケールが生成する。この酸化スケールは、連続圧延後の長尺鋼材に残存する。連続圧延の課程においても、新たな酸化スケールが生成する。この酸化スケールは、引き抜き加工又はピーリングによって除去される。酸化スケールの除去により、表面平滑性に優れた棒鋼が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引き抜き加工及びピーリングには、手間がかかる。引き抜き加工及びピーリングは、棒鋼の生産性を阻害する。ピーリングはさらに、鋼材の歩留まりを阻害する。引き抜き加工又はピーリングを経て得られる棒鋼の製造コストは、高い。
【０００６】
本発明の目的は、寸法精度及び表面平滑性に優れた冷間鍛造用鋼が容易に得られる製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷間鍛造用鋼の製造方法は、
（１）鋼片にピーリングが施される工程、
（２）この鋼片に熱間精密圧延が施されて、その表面に酸化スケールを有する長尺鋼材が得られる工程
及び
（３）この長尺鋼材にショットブラストが施され、酸化スケールが除去される工程
を含む。
【０００８】
好ましくは、熱間精密圧延で得られた長尺鋼材の偏径差は、０．１０ｍｍ以下である。同一断面における対辺の距離の最大値と最小値との差である。
【０００９】
この製造方法では、好ましくは、ショットブラストにおける酸化スケールの除去率は９５％以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る製造方法では、ピーリングによって鋼片の酸化スケールが除去される。鋼片は長尺鋼材に比べて短いので、このピーリングは短時間かつ低コストでなされうる。この製造方法では、熱間圧延で生じた酸化スケールが、ショットブラストで除去される。ショットブラスト後の鋼には、酸化スケールがほとんど存在していない。この製造方法で得られた鋼は、表面平滑性に優れる。この製造方法では、熱間精密圧延が施されるので、寸法精度に優れた鋼が得られる。この製造方法により、寸法精度及び表面平滑性に優れた冷間鍛造用棒鋼が容易かつ低コストで得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る冷間鍛造用鋼の製造方法に用いられる製造設備が示された概念図である。この製造設備は、取鍋２、鋳造装置４、分塊圧延機６、ピーリングマシン８、加熱炉１０、粗列圧延機１２、フライングシャー１４、中間列圧延機１６、仕上列圧延機１８、プレフィニッシュ圧延機２０、サイジング・ブロック圧延機２２、冷却床２４、コールドシャー２６及びブラスト装置２８を備えている。
【００１３】
図２は、図１の製造設備による冷間鍛造用鋼の製造方法が示されたフローチャートである。この製造方法では、まず、電気炉等で加熱された溶鋼が取鍋２に移され、この取鍋２において精錬される（ＳＴＥＰ１）。その後溶鋼は、鋳造装置４において塊状に鋳造される（ＳＴＥＰ２）。鋳造により、鋼塊が得られる。この工程は、造塊と称される。この鋼塊に、分塊圧延機６による圧延がなされる（ＳＴＥＰ３）。分塊圧延により、鋼片が得られる。鋼塊及び鋼片は高温であり、その表面は雰囲気の空気に含まれる酸素と化学反応を起こす。化学反応により、鋼片の表面に酸化スケールが生成される。
【００１４】
冷却後の鋼片は、ピーリングマシン８にてピーリングが施される（ＳＴＥＰ４）。ピーリングでは、鋼片の外周面を相対的に回転するバイトにより、鋼片の表面が切削される。ピーリングにより、鋼片から酸化スケールが除去される。
【００１５】
この鋼片は、加熱炉１０へと搬送される。この加熱炉１０で、鋼片が加熱される（ＳＴＥＰ５）。鋼片は、熱間圧延に適した温度まで昇温する。この鋼片に、粗列圧延機１２による圧延（ＳＴＥＰ６）が施される。粗列圧延機１２は、２ロールタイプの圧延機である。粗列圧延により、鋼片は細径化しかつ長尺化する。粗列圧延により、母材が得られる。
【００１６】
粗列圧延後の母材は、フライングシャー１４に通される。このフライングシャー１４では、圧延ラインを高速で移動中の母材が停止されることなく、切断が行われる（ＳＴＥＰ７）。切断により、所定長さの母材が得られる。
【００１７】
この母材に、中間列圧延機１６による圧延が施される（ＳＴＥＰ８）。中間列圧延機１６は、２ロールタイプの圧延機である。さらに母材には、仕上列圧延機１８による圧延が施される（ＳＴＥＰ９）。仕上列圧延機１８は、２ロールタイプの圧延機である。粗列圧延機１２、中間列圧延機１６及び仕上列圧延機１８により、いわゆる連続圧延がなされる。この連続圧延により鋼片が段階的に細径化する。
【００１８】
この母材に、プレフィニッシュ圧延機２０による圧延が施される（ＳＴＥＰ１０）。プレフィニッシュ圧延機２０は、４ロールタイプの圧延機である。さらに母材には、サイジング・ブロック圧延機２２による圧延が施される（ＳＴＥＰ１１）。サイジング・ブロック圧延機２２は、３ロールタイプの圧延機である。プレフィニッシュ圧延（ＳＴＥＰ１０）及びサイジング・ブロック圧延（ＳＴＥＰ１１）でのリダクションは、比較的小さい。プレフィニッシュ圧延（ＳＴＥＰ１０）及びサイジング・ブロック圧延（ＳＴＥＰ１１）により、サイジングがなされる。サイジングにより、寸法精度に優れた長尺鋼材が得られる。プレフィニッシュ圧延（ＳＴＥＰ１０）及びサイジング・ブロック圧延（ＳＴＥＰ１１）のうちのいずれか一方のみで、サイジングがなされてもよい。本発明では、サイジング工程（ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ１１）を含む圧延は、精密圧延と称される。
【００１９】
加熱（ＳＴＥＰ５）及び圧延（ＳＴＥＰ６、８−１０）における、雰囲気の空気に含まれる酸素との化学反応により、長尺鋼材の表面に酸化スケールが生成する。
【００２０】
この長尺鋼材は、冷却床２４に搬送される。冷却床２４には多数の開口が設けられており、この開口から吹き出す空気によって長尺鋼材が所定温度（例えば２００℃程度）まで冷却される（ＳＴＥＰ１２）。長尺鋼材はコールドシャー２６へと送られ、このコールドシャー２６にて所定寸法に切断される（ＳＴＥＰ１３）。
【００２１】
この長尺鋼材は、ブラスト装置２８に装入される。ブラスト装置２８にて、長尺鋼材にショットブラストが施される（ＳＴＥＰ１４）。ショットブラストにより、長尺鋼材から酸化スケールが除去され、丸棒鋼が得られる。酸化スケールが除去された丸棒鋼は、表面平滑性に優れる。
【００２２】
この製造方法により、寸法精度に優れた丸棒鋼が得られる。丸棒鋼の偏径差は０．０５ｍｍ以下が好ましく、０．０４ｍｍ以下がより好ましい。
【００２３】
この製造方法では、ショットブラスト（ＳＴＥＰ１４）により酸化スケールが除去されるので、引き抜き加工及びピーリングが施される必要がない。ショットブラストは、引き抜き加工及びピーリングよりも、容易かつ低コストでなされうる。この製造方法により、高品質な丸棒鋼が容易に得られうる。
【００２４】
鋼材に対して従来なされているショットブラストの目的は、その後の塑性加工において発生する疵の抑制にある。従来のショットブラストでは、酸化スケールの除去率は、６０％から８０％（面積比率）である。本発明におけるショットブラストでは、高い除去率が達成される。高い除去率により、表面平滑性が達成される。除去率は８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、９５％以上が特に好ましい。理想的には、除去率は１００％である。
【００２５】
この製造方法によって得られた丸棒鋼の１０点平均粗さＲｚは、１５μｍ以下が好ましく、１２μｍ以下がより好ましい。
【００２６】
本発明に係る製造方法では、前述の通り、鋼片にピーリングが施される（ＳＴＥＰ４）。従って、サイジング後の長尺鋼材には、鋳造（ＳＴＥＰ２）及び分塊圧延（ＳＴＥＰ３）で生じた酸化スケールはほとんど残存しない。よって、ショットブラスト（ＳＴＥＰ１２）によって高い除去率が達成されうる。
【００２７】
本発明に係る製造方法では、鋼片のピーリング、精密圧延及びショットブラストの相乗効果により、法精度及び表面平滑性に優れた冷間鍛造用鋼が容易に得られる。
【００２８】
本発明に係る方法は、鋼種がＳＣｒ４１５、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１８、ＳＣＭ４２０等である鋼材の製造に適している。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３０】
［実施例１］
鋼種が冷間鍛造用鋼（ＳＣｒ４１５）である鋼片を用意し、この鋼片の酸化スケールをピーリングマシンで除去した。除去厚みは、２ｍｍであった。この鋼片を、加熱炉で１００１℃に加熱した。この鋼片に、粗列圧延機、中間列圧延機、仕上列圧延機、プレフィニッシュ圧延機及びサイジング・ブロック圧延機による連続圧延を施して、長尺鋼材を得た。圧延終了時の長尺鋼材の温度は、９１９℃であった。冷却後の長尺鋼材に２０分間のショットブラストを施し、酸化スケールを除去して、直径が３０ｍｍである丸棒鋼を得た。酸化スケールの除去率は、１００％であった。
【００３１】
［比較例１］
長尺鋼材にショットブラストを施さなかった他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３２】
［比較例２］
鋼片にピーリングを施さなかった他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３３】
［比較例３］
鋼片にピーリングを施さず、長尺鋼材にショットブラストを施さず、丸棒鋼にピーリングを施した他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３４】
［比較例４］
鋼片にピーリングを施さず、長尺鋼材にショットブラストを施さず、丸棒鋼に引き抜き加工を施した他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３５】
［偏径差の測定］
丸棒鋼の偏径差を測定した。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３６】
［表面粗さの測定］
「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１」の規定に準拠して、丸棒鋼の１０点平均粗さＲｚを測定した。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３７】
［生産性の評価］
各実施例及び比較例に係る製造方法の生産性を、下記の基準に従って格付けした。この結果が表１に示されている。
Ａ：良好
Ｂ：やや不良
Ｃ：不良
【００３８】
【表１】
2010005638.tif 000003
【００３９】
表１に示されるように、実施例の製造方法では、寸法精度、表面平滑性及び生産性のバランスがよい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る製造方法により、種々の条鋼が製造されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る冷間鍛造用鋼の製造方法に用いられる製造設備が示された概念図である。
【図２】図２は、図１の製造設備による冷間鍛造用鋼の製造方法が示されたフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
２・・・取鍋
４・・・鋳造装置
６・・・分塊圧延機
８・・・ピーリングマシン
１０・・・加熱炉
１２・・・粗列圧延機
１４・・・フライングシャー
１６・・・中間列圧延機
１８・・・仕上列圧延機
２０・・・プレフィニッシュ圧延機
２２・・・サイジング・ブロック圧延機
２４・・・冷却床
２６・・・コールドシャー
２８・・・ブラスト装置
【図１】
2010005638.tif 000004
【図２】
2010005638.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月27日(2008.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
［実施例１］
鋼種が冷間鍛造用鋼（ＳＣｒ４１５）である鋼片を用意し、この鋼片の酸化スケールをピーリングマシンで除去した。除去厚みは、２ｍｍであった。この鋼片を、加熱炉で１００１℃に加熱した。この鋼片に、粗列圧延機、中間列圧延機、仕上列圧延機、プレフィニッシュ圧延機及びサイジング・ブロック圧延機による連続圧延を施して、長尺鋼材を得た。圧延終了時の長尺鋼材の温度は、９１９℃であった。冷却後の長尺鋼材にショットブラストを施し、酸化スケールを除去して、直径が３０ｍｍである丸棒鋼を得た。酸化スケールの除去率は、１００％であった。